Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
LIQUID CRYSTAL COMPOSITION AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY ELEMENT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2010/047206
Kind Code:
A1
Abstract:
Disclosed is a liquid crystal composition which satisfies at least one of such characteristics as high upper limit temperature of the nematic phase, low lower limit temperature of the nematic phase, low viscosity, adequate optical anisotropy, large negative dielectric anisotropy, high resistivity, high stability with respect to ultraviolet light and high stability with respect to heat, or has an adequate balance between at least two of the above-mentioned characteristics.  Also disclosed is an AM element having a short response time, high voltage holding ratio, high contrast ratio, long life and the like. The liquid crystal composition has negative dielectric anisotropy, and contains: a bicyclic compound having large negative dielectric anisotropy, wherein fluorine atoms or chlorine atoms are in at least three lateral positions, as a first component; a specific compound having large negative dielectric anisotropy as a second component; a specific compound having a low viscosity as a third component; and a specific compound having large negative dielectric anisotropy as a fourth component.  A liquid crystal display element contains the composition.

Inventors:
FURUSATO YOSHIMASA (JP)
HATTORI NORIKATSU (JP)
KAWASAKI SUBARU (JP)
Application Number:
PCT/JP2009/066541
Publication Date:
April 29, 2010
Filing Date:
September 24, 2009
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
CHISSO CORP (JP)
CHISSO PETROCHEMICAL CORP (JP)
FURUSATO YOSHIMASA (JP)
HATTORI NORIKATSU (JP)
KAWASAKI SUBARU (JP)
International Classes:
C09K19/12; C09K19/14; C09K19/20; C09K19/30; G02F1/13
Foreign References:
JP2001316669A2001-11-16
JPH0952852A1997-02-25
JP2006160857A2006-06-22
JP2006160727A2006-06-22
Download PDF:
Claims:
 第一成分として式(1)で表される化合物の群から選択された少なくとも1つの化合物、および第二成分として式(2)で表される化合物の群から選択された少なくとも1つの化合物を含有し、そして負の誘電率異方性を有する液晶組成物。

ここで、R 1 、R 2 、R 3 およびR 4 は独立して、炭素数1から12のアルキル、炭素数1から12のアルコキシ、炭素数2から12のアルケニル、炭素数2から11のアルケニルオキシ、または任意の水素がフッ素で置き換えられた炭素数2から12のアルケニルであり;環Aは独立して、1,4-シクロへキシレンまたは1,4-フェニレンであり;X 1 、X 2 、X 3 、およびX 4 は独立して、水素、フッ素、または塩素であり、X 1 、X 2 、X 3 、およびX 4 のうち、少なくとも3つはフッ素または塩素であり;Z 1 は独立して、単結合、エチレン、メチレンオキシ、またはカルボニルオキシであり;kは、1または2である。
 第一成分が式(1-1)から式(1-3)で表される化合物の群から選択された少なくとも1つの化合物である請求項1に記載の液晶組成物。

ここで、R 1 およびR 2 は独立して、炭素数1から12のアルキル、炭素数1から12のアルコキシ、炭素数2から12のアルケニル、炭素数2から11のアルケニルオキシ、または任意の水素がフッ素で置き換えられた炭素数2から12のアルケニルである。
 第一成分が式(1-1)で表される化合物の群から選択された少なくとも1つの化合物である請求項2に記載の液晶組成物。
 第一成分が、式(1-1)で表される化合物の群から選択された少なくとも1つの化合物、および式(1-2)で表される化合物の群から選択された少なくとも1つの化合物の混合物である請求項2に記載の液晶組成物。
 第二成分が式(2-1)から式(2-5)で表される化合物の群から選択された少なくとも1つの化合物である請求項1から4のいずれか1項に記載の液晶組成物。

ここで、R 3 およびR 4 は独立して、炭素数1から12のアルキル、炭素数1から12のアルコキシ、炭素数2から12のアルケニル、炭素数2から11のアルケニルオキシ、または任意の水素がフッ素で置き換えられた炭素数2から12のアルケニルである。
 第二成分が式(2-1)から式(2-2)で表される化合物の群から選択された少なくとも1つの化合物である請求項5に記載の液晶組成物。
 第二成分が式(2-3)から式(2-5)で表される化合物の群から選択された少なくとも1つの化合物である請求項5に記載の液晶組成物。
 液晶組成物の全重量に基づいて、第一成分の割合が5重量%から40重量%の範囲であり、そして第二成分の割合が5重量%から60重量%の範囲である請求項1から7のいずれか1項に記載の液晶組成物。
 第三成分として式(3)で表される化合物の群から選択された少なくとも1つの化合物をさらに含有する、請求項1から8のいずれか1項に記載の液晶組成物。

ここで、R 5 およびR 6 は独立して、炭素数1から12のアルキル、炭素数1から12のアルコキシ、炭素数2から12のアルケニル、または任意の水素がフッ素で置き換えられた炭素数2から12のアルケニルであり;環Bおよび環Cは独立して、1,4-シクロへキシレン、1,4-フェニレン、2-フルオロ-1,4-フェニレン、または3-フルオロ-1,4-フェニレンであり;Z 2 は独立して、単結合、エチレン、メチレンオキシ、またはカルボニルオキシであり;mは、1、2または3である。
 第三成分が式(3-1)から式(3-11)で表される化合物の群から選択された少なくとも1つの化合物である、請求項9に記載の液晶組成物。

ここで、R 5 およびR 6 は独立して、炭素数1から12のアルキル、炭素数1から12のアルコキシ、炭素数2から12のアルケニル、または任意の水素がフッ素で置き換えられた炭素数2から12のアルケニルである。
 第三成分が式(3-1)で表される化合物の群から選択された少なくとも1つの化合物である請求項10に記載の液晶組成物。
 第三成分が、式(3-1)で表される化合物の群から選択された少なくとも1つの化合物、および式(3-4)で表される化合物の群から選択された少なくとも1つの化合物の混合物である請求項10に記載の液晶組成物。
 第三成分が、式(3-6)で表される化合物の群から選択された少なくとも1つの化合物、および式(3-11)で表される化合物の群から選択された少なくとも1つの化合物の混合物である請求項10に記載の液晶組成物。
 第三成分が式(3-8)および式(3-11)で表される化合物の群から選択された少なくとも1つの化合物の混合物である請求項10に記載の液晶組成物。
 液晶組成物の全重量に基づいて、第三成分の割合が10重量%から80重量%の範囲である請求項9から14のいずれか1項に記載の液晶組成物。
 第四成分として式(4)で表される化合物の群から選択された少なくとも1つの化合物をさらに含有する、請求項1から15のいずれか1項に記載の液晶組成物。

ここで、R 7 およびR 8 は独立して、炭素数1から12のアルキル、炭素数1から12のアルコキシ、炭素数2から12のアルケニル、または任意の水素がフッ素で置き換えられた炭素数2から12のアルケニルであり;環Dは独立して、1,4-シクロへキシレン、または1,4-フェニレンであり;Z 3 は独立して、単結合、エチレン、メチレンオキシ、またはカルボニルオキシであり;X 5 およびX 6 は独立して、フッ素または塩素であり;nは、1、2または3である。
 第四成分が式(4-1)から式(4-9)で表される化合物の群から選択された少なくとも1つの化合物である請求項16に記載の液晶組成物。

ここで、R 7 およびR 8 は独立して、炭素数1から12のアルキル、炭素数1から12のアルコキシ、炭素数2から12のアルケニル、または任意の水素がフッ素で置き換えられた炭素数2から12のアルケニルである。
 第四成分が式(4-1)で表される化合物の群から選択された少なくとも1つの化合物である請求項17に記載の液晶組成物。
 第四成分が、式(4-1)で表される化合物の群から選択された少なくとも1つの化合物、および式(4-7)で表される化合物の群から選択された少なくとも1つの化合物の混合物である請求項17に記載の液晶組成物。
 液晶組成物の全重量に基づいて、第四成分の割合が5重量%から50重量%の範囲である請求項16から19のいずれか1項に記載の液晶組成物。
 ネマチック相の上限温度が70℃以上であり、波長589nmにおける光学異方性(25℃)が0.08以上であり、そして周波数1kHzにおける誘電率異方性(25℃)が-2以下である請求項1から20のいずれか1項に記載の液晶組成物。
 請求項1から21のいずれか1項に記載の液晶組成物を含有する液晶表示素子。
 液晶表示素子の動作モードが、VAモード、IPSモード、またはPSAモードであり、液晶表示素子の駆動方式がアクティブマトリックス方式である請求項22に記載の液晶表示素子。
Description:
液晶組成物および液晶表示素子

 本発明は、主としてAM(active matrix)素子な に適する液晶組成物およびこの組成物を含 するAM素子などに関する。特に、誘電率異 性が負の液晶組成物に関し、この組成物を 有するIPS(in-plane switching)モード、VA(vertical a lignment)モードまたはPSA(polymer sustained alignment )モードの素子などに関する。

 液晶表示素子において、液晶の動作モー に基づいた分類は、PC(phase change)、TN(twisted nematic)、STN(super twisted nematic)、ECB(electrically controlled birefringence)、OCB(optically compensated be nd)、IPS(in-plane switching)、VA(vertical alignment)、P SA(polymer sustained alignment)モードなどである。 素子の駆動方式に基づいた分類は、PM(passive  matrix)とAM(active matrix)である。PMはスタティッ ク(static)とマルチプレックス(multiplex)などに 類され、AMはTFT(thin film transistor)、MIM(metal i nsulator metal)などに分類される。TFTの分類は 晶質シリコン(amorphous silicon)および多結晶シ リコン(polycrystal silicon)である。後者は製造 程によって高温型と低温型とに分類される 光源に基づいた分類は、自然光を利用する 射型、バックライトを利用する透過型、そ て自然光とバックライトの両方を利用する 透過型である。

 これらの素子は適切な特性を有する液晶 成物を含有する。この液晶組成物はネマチ ク相を有する。良好な一般的特性を有するA M素子を得るには組成物の一般的特性を向上 せる。2つの一般的特性における関連を下記 表1にまとめる。組成物の一般的特性を市販 されているAM素子に基づいてさらに説明する ネマチック相の温度範囲は、素子の使用で る温度範囲に関連する。ネマチック相の好 しい上限温度は70℃以上であり、そしてネ チック相の好ましい下限温度は-10℃以下で る。組成物の粘度は素子の応答時間に関連 る。素子で動画を表示するためには短い応 時間が好ましい。したがって、組成物にお る小さな粘度が好ましい。低い温度におけ 小さな粘度はより好ましい。

 組成物の光学異方性は、素子のコントラ ト比に関連する。組成物の光学異方性(δn) 素子のセルギャップ(d)との積(δn×d)は、コン トラスト比を最大にするように設計される。 適切な積の値は動作モードの種類に依存する 。VAモードの素子では0.30μmから0.40μmの範囲 IPSモードの素子では0.20μmから0.30μmの範囲で ある。この場合、小さなセルギャップの素子 には大きな光学異方性を有する組成物が好ま しい。組成物における絶対値の大きな誘電率 異方性は素子における低いしきい値電圧、小 さな消費電力と大きなコントラスト比に寄与 する。したがって、絶対値の大きな誘電率異 方性が好ましい。組成物における大きな比抵 抗は、素子における大きな電圧保持率と大き なコントラスト比に寄与する。したがって、 初期段階において室温だけでなく高い温度で も大きな比抵抗を有する組成物が好ましい。 長時間使用したあと、室温だけでなく高い温 度でも大きな比抵抗を有する組成物が好まし い。紫外線および熱に対する組成物の安定性 は、液晶表示素子の寿命に関する。これらの 安定性が高いとき、この素子の寿命は長い。 このような特性は、液晶プロジェクター、液 晶テレビなどに用いるAM素子に好ましい。

 TNモードを有するAM素子においては正の誘 電率異方性を有する組成物が用いられる。一 方、VAモードを有するAM素子においては負の 電率異方性を有する組成物が用いられる。IP Sモードを有するAM素子においては正または負 の誘電率異方性を有する組成物が用いられる 。PSAモードを有するAM素子においては正また 負の誘電率異方性を有する組成物が用いら る。負の誘電率異方性を有する液晶組成物 例は次に述べる特許文献1から5に開示され いる。

特開2006-160857号公報

特開2006-160727号公報

特開平10-291945号公報

特開2001-316669号公報

米国特許出願公開第2005/0104039号明細書

 望ましいAM素子は、使用できる温度範囲 広い、応答時間が短い、コントラスト比が きい、しきい値電圧が低い、電圧保持率が きい、寿命が長い、などの特性を有する。1 リ秒でもより短い応答時間が望ましい。し がって、組成物の望ましい特性は、ネマチ ク相の高い上限温度、ネマチック相の低い 限温度、小さな粘度、適切な光学異方性、 または負に大きな誘電率異方性、大きな比 抗、紫外線に対する高い安定性、熱に対す 高い安定性などである。

 本発明の1つの目的は、ネマチック相の高 い上限温度、ネマチック相の低い下限温度、 小さな粘度、適切な光学異方性、負に大きな 誘電率異方性、大きな比抵抗、紫外線に対す る高い安定性、熱に対する高い安定性などの 特性において、少なくとも1つの特性を充足 る液晶組成物である。他の目的は、少なく も2つの特性に関して適切なバランスを有す 液晶組成物である。別の目的は、このよう 組成物を含有する液晶表示素子である。別 目的は、小さな光学異方性、または大きな 学異方性である適切な光学異方性、負に大 な誘電率異方性、紫外線に対する高い安定 などを有する組成物であり、そして短い応 時間、大きな電圧保持率、大きなコントラ ト比、長い寿命などを有するAM素子である

 第一成分として式(1)で表される化合物の群 ら選択された少なくとも1つの化合物、およ び第二成分として式(2)で表される化合物の群 から選択された少なくとも1つの化合物を含 し、そして負の誘電率異方性を有する液晶 成物、およびこの組成物を含有する液晶表 素子である。

ここで、R 1 、R 2 、R 3 およびR 4 は独立して、炭素数1から12のアルキル、炭素 数1から12のアルコキシ、炭素数2から12のアル ケニル、炭素数2から11のアルケニルオキシ、 または任意の水素がフッ素で置き換えられた 炭素数2から12のアルケニルであり;環Aは独立 て、1,4-シクロへキシレンまたは1,4-フェニ ンであり;X 1 、X 2 、X 3 、およびX 4 は独立して、水素、フッ素、または塩素であ り、X 1 、X 2 、X 3 、およびX 4 のうち、少なくとも3つはフッ素または塩素 あり;Z 1 は独立して、単結合、エチレン、メチレンオ キシ、またはカルボニルオキシであり;kは、1 または2である。

 本発明の長所は、ネマチック相の高い上 温度、ネマチック相の低い下限温度、小さ 粘度、適切な光学異方性、負に大きな誘電 異方性、大きな比抵抗、紫外線に対する高 安定性、熱に対する高い安定性などの特性 おいて、少なくとも1つの特性を充足する液 晶組成物である。本発明の1つの側面は、少 くとも2つの特性に関して適切なバランスを する液晶組成物である。別の側面は、この うな組成物を含有する液晶表示素子である 他の側面は、適切な光学異方性、負に大き 誘電率異方性、紫外線に対する高い安定性 どを有する組成物であり、そして短い応答 間、大きな電圧保持率、大きなコントラス 比、長い寿命などを有するAM素子である。

 この明細書における用語の使い方は次の おりである。本発明の液晶組成物または本 明の液晶表示素子をそれぞれ「組成物」ま は「素子」と略すことがある。液晶表示素 は液晶表示パネルおよび液晶表示モジュー の総称である。「液晶性化合物」は、ネマ ック相、スメクチック相などの液晶相を有 る化合物または液晶相を有さないが組成物 成分として有用な化合物を意味する。この 用な化合物は例えば1,4-シクロヘキシレンや 1,4-フェニレンのような六員環を有し、その 子構造は棒状(rod like)である。光学活性な化 合物および重合可能な化合物は組成物に添加 されることがある。これらの化合物が液晶性 化合物であったとしても、ここでは添加物と して分類される。式(1)で表される化合物の群 から選択された少なくとも1つの化合物を「 合物(1)」と略すことがある。「化合物(1)」 、式(1)で表される1つの化合物または2つ以上 の化合物を意味する。他の式で表される化合 物についても同様である。「任意の」は、位 置だけでなく個数についても任意であること を示すが、個数が0である場合を含まない。

 ネマチック相の上限温度を「上限温度」 略すことがある。ネマチック相の下限温度 「下限温度」と略すことがある。「比抵抗 大きい」は、組成物が初期段階において室 だけでなくネマチック相の上限温度に近い 度でも大きな比抵抗を有し、そして長時間 用したあと室温だけでなくネマチック相の 限温度に近い温度でも大きな比抵抗を有す ことを意味する。「電圧保持率が大きい」 、素子が初期段階において室温だけでなく マチック相の上限温度に近い温度でも大き 電圧保持率を有し、そして長時間使用した と室温だけでなくネマチック相の上限温度 近い温度でも大きな電圧保持率を有するこ を意味する。光学異方性などの特性を説明 るときは、実施例に記載した測定方法で得 れた値を用いる。第一成分は、1つの化合物 または2つ以上の化合物である。「第一成分 割合」は、液晶組成物の全重量に基づいた 一成分の重量百分率(重量%)を意味する。第 成分の割合などにおいても同様である。組 物に混合される添加物の割合は、液晶組成 の全重量に基づいた重量百分率(重量%)また 重量百万分率(ppm)を意味する。

 成分化合物の化学式において、R 1 の記号を複数の化合物に用いた。これらのう ちの任意の2つの化合物において、R 1 の意味は同じであっても、異なってもよい。 例えば、化合物(1)のR 1 がエチルであり、化合物(1-1)のR 1 がエチルであるケースがある。化合物(1)のR 1 がエチルであり、化合物(1-1)のR 1 がプロピルであるケースもある。このルール は、R 2 、R 3 などにも適用される。

 本発明は、下記の項などである。
1. 第一成分として式(1)で表される化合物の から選択された少なくとも1つの化合物、お び第二成分として式(2)で表される化合物の から選択された少なくとも1つの化合物を含 有し、そして負の誘電率異方性を有する液晶 組成物。

ここで、R 1 、R 2 、R 3 およびR 4 は独立して、炭素数1から12のアルキル、炭素 数1から12のアルコキシ、炭素数2から12のアル ケニル、炭素数2から11のアルケニルオキシ、 または任意の水素がフッ素で置き換えられた 炭素数2から12のアルケニルであり;環Aは独立 て、1,4-シクロへキシレンまたは1,4-フェニ ンであり;X 1 、X 2 、X 3 、およびX 4 は独立して、水素、フッ素、または塩素であ り、X 1 、X 2 、X 3 、およびX 4 のうち、少なくとも3つはフッ素または塩素 あり;Z 1 は独立して、単結合、エチレン、メチレンオ キシ、またはカルボニルオキシであり;kは、1 または2である。

2. 第一成分が式(1-1)から式(1-3)で表される化 物の群から選択された少なくとも1つの化合 物である項1に記載の液晶組成物。

ここで、R 1 およびR 2 は独立して、炭素数1から12のアルキル、炭素 数1から12のアルコキシ、炭素数2から12のアル ケニル、炭素数2から11のアルケニルオキシ、 または任意の水素がフッ素で置き換えられた 炭素数2から12のアルケニルである。

3. 第一成分が式(1-1)で表される化合物の群 から選択された少なくとも1つの化合物であ 項2に記載の液晶組成物。

4. 第一成分が、式(1-1)で表される化合物の 群から選択された少なくとも1つの化合物、 よび式(1-2)で表される化合物の群から選択さ れた少なくとも1つの化合物の混合物である 2に記載の液晶組成物。

5. 第二成分が式(2-1)から式(2-5)で表される化 物の群から選択された少なくとも1つの化合 物である項1から4のいずれか1項に記載の液晶 組成物。

ここで、R 3 およびR 4 は独立して、炭素数1から12のアルキル、炭素 数1から12のアルコキシ、炭素数2から12のアル ケニル、炭素数2から11のアルケニルオキシ、 または任意の水素がフッ素で置き換えられた 炭素数2から12のアルケニルである。

6. 第二成分が式(2-1)から式(2-2)で表される 合物の群から選択された少なくとも1つの化 合物である項5に記載の液晶組成物。

7. 第二成分が式(2-3)から式(2-5)で表される 合物の群から選択された少なくとも1つの化 合物である項5に記載の液晶組成物。

8. 液晶組成物の全重量に基づいて、第一 分の割合が5重量%から40重量%の範囲であり、 そして第二成分の割合が5重量%から60重量%の 囲である項1から7のいずれか1項に記載の液 組成物。

9. 第三成分として式(3)で表される化合物の から選択された少なくとも一つの化合物を らに含有する、項1から8のいずれか1項に記 の液晶組成物。

ここで、R 5 およびR 6 は独立して、炭素数1から12のアルキル、炭素 数1から12のアルコキシ、炭素数2から12のアル ケニル、または任意の水素がフッ素で置き換 えられた炭素数2から12のアルケニルであり; Bおよび環Cは独立して、1,4-シクロへキシレ 、1,4-フェニレン、2-フルオロ-1,4-フェニレン 、または3-フルオロ-1,4-フェニレンであり;Z 2 は独立して、単結合、エチレン、メチレンオ キシ、またはカルボニルオキシであり;mは、1 、2または3である。

10. 第三成分が式(3-1)から式(3-11)で表される 合物の群から選択された少なくとも一つの 合物である、項9に記載の液晶組成物。

ここで、R 5 およびR 6 は独立して、炭素数1から12のアルキル、炭素 数1から12のアルコキシ、炭素数2から12のアル ケニル、または任意の水素がフッ素で置き換 えられた炭素数2から12のアルケニルである。

11. 第三成分が式(3-1)で表される化合物の から選択された少なくとも一つの化合物で る項10に記載の液晶組成物。

12. 第三成分が、式(3-1)で表される化合物 群から選択された少なくとも一つの化合物 および式(3-4)で表される化合物の群から選択 された少なくとも一つの化合物の混合物であ る項10に記載の液晶組成物。

13. 第三成分が、式(3-6)で表される化合物 群から選択された少なくとも一つの化合物 および式(3-11)で表される化合物の群から選 された少なくとも一つの化合物の混合物で る項10に記載の液晶組成物。

14. 第三成分が式(3-8)および式(3-11)で表さ る化合物の群から選択された少なくとも1つ 化合物の混合物である項10に記載の液晶組 物。

15. 液晶組成物の全重量に基づいて、第三 分の割合が10重量%から80重量%の範囲である 9から14のいずれか1項に記載の液晶組成物。

16. 第四成分として式(4)で表される化合物の から選択された少なくとも1つの化合物をさ らに含有する、項1から15のいずれか1項に記 の液晶組成物。

ここで、R 7 およびR 8 は独立して、炭素数1から12のアルキル、炭素 数1から12のアルコキシ、炭素数2から12のアル ケニル、または任意の水素がフッ素で置き換 えられた炭素数2から12のアルケニルであり; Dは独立して、1,4-シクロへキシレン、または 1,4-フェニレンであり;Z 3 は独立して、単結合、エチレン、メチレンオ キシ、またはカルボニルオキシであり;X 5 およびX 6 は独立して、フッ素または塩素であり;nは1、 2または3である。

17. 第四成分が式(4-1)から式(4-9)で表される化 合物の群から選択された少なくとも1つの化 物である項16に記載の液晶組成物。

ここで、R 7 およびR 8 は独立して、炭素数1から12のアルキル、炭素 数1から12のアルコキシ、炭素数2から12のアル ケニル、または任意の水素がフッ素で置き換 えられた炭素数2から12のアルケニルである。

18. 第四成分が式(4-1)で表される化合物の から選択された少なくとも1つの化合物であ 項17に記載の液晶組成物。

19. 第四成分が、式(4-1)で表される化合物 群から選択された少なくとも1つの化合物、 よび式(4-7)で表される化合物の群から選択 れた少なくとも1つの化合物の混合物である 17に記載の液晶組成物。

20. 液晶組成物の全重量に基づいて、第四 分の割合が5重量%から50重量%の範囲である 16から19のいずれか1項に記載の液晶組成物。

21. ネマチック相の上限温度が70℃以上で り、波長589nmにおける光学異方性(25℃)が0.08 上であり、そして周波数1kHzにおける誘電率 異方性(25℃)が-2以下である項1から20のいずれ か1項に記載の液晶組成物。

22. 項1から21のいずれか1項に記載の液晶組 成物を含有する液晶表示素子。

23. 液晶表示素子の動作モードが、VAモー 、IPSモード、またはPSAモードであり、液晶 示素子の駆動方式がアクティブマトリック 方式である項22に記載の液晶表示素子。

 本発明は、次の項も含む。1)光学活性な 合物をさらに含有する上記の組成物、2)酸化 防止剤、紫外線吸収剤、消泡剤などの添加物 をさらに含有する上記の組成物。3)上記の組 物を含有するAM素子、4)上記の組成物を含有 し、そしてTN、ECB、OCB、IPS、VA、またはPSAの ードを有する素子、5)上記の組成物を含有す る透過型の素子、6)上記の組成物を、ネマチ ク相を有する組成物としての使用、7)上記 組成物に光学活性な化合物を添加すること よって光学活性な組成物としての使用。

 本発明の組成物を次の順で説明する。第 に、組成物における成分化合物の構成を説 する。第二に、成分化合物の主要な特性、 よびこの化合物が組成物に及ぼす主要な効 を説明する。第三に、組成物における成分 組み合わせ、成分化合物の好ましい割合お びその根拠を説明する。第四に、成分化合 の好ましい形態を説明する。第五に、成分 合物の具体的な例を示す。第六に、組成物 混合してもよい添加物を説明する。第七に 成分化合物の合成法を説明する。最後に、 成物の用途を説明する。

 第一に、組成物における成分化合物の構 を説明する。本発明の組成物は組成物Aと組 成物Bに分類される。組成物Aはその他の液晶 化合物、添加物、不純物などをさらに含有 てもよい。「その他の液晶性化合物」は、 合物(1)、化合物(2)、化合物(3)、および化合 (4)とは異なる液晶性化合物である。このよ な化合物は、特性をさらに調整する目的で 成物に混合される。その他の液晶性化合物 中で、シアノ化合物は熱または紫外線に対 る安定性の観点から少ない方が好ましい。 アノ化合物のさらに好ましい割合は0重量% ある。添加物は、光学活性な化合物、酸化 止剤、紫外線吸収剤、色素、消泡剤、重合 能な化合物、重合開始剤などである。不純 は成分化合物の合成などの工程において混 した化合物などである。この化合物が液晶 化合物であったとしても、ここでは不純物 して分類される。

 組成物Bは、実質的に化合物(1)、化合物(2) 、化合物(3)、および化合物(4)から選択された 化合物のみからなる。「実質的に」は、組成 物が添加物および不純物を含有してもよいが 、これらの化合物と異なる液晶性化合物を含 有しないことを意味する。組成物Bは組成物A 比較して成分の数が少ない。コストを下げ という観点から、組成物Bは組成物Aよりも ましい。その他の液晶性化合物を混合する とによって物性をさらに調整できるという 点から、組成物Aは組成物Bよりも好ましい。

 第二に、成分化合物の主要な特性、およ この化合物が組成物の特性に及ぼす主要な 果を説明する。成分化合物の主要な特性を 発明の効果に基づいて表2にまとめる。表2 記号において、Lは大きいまたは高い、Mは中 程度の、Sは小さいまたは低い、を意味する 記号L、M、Sは、成分化合物のあいだの定性 な比較に基づいた分類であり、0(ゼロ)は値 ほぼゼロであることを意味する。

 成分化合物を組成物に混合したとき、成 化合物が組成物の特性に及ぼす主要な効果 次のとおりである。化合物(1)は誘電率異方 の絶対値を上げ、そして光学異方性を上げ 。化合物(2)は誘電率異方性の絶対値を上げ 。化合物(3)は粘度を下げ、適切な光学異方 を調節し、上限温度を上げ、下限温度を下 る。化合物(4)は誘電率異方性の絶対値を上 、そして下限温度を下げる。

 第三に、組成物における成分の組み合わ 、成分化合物の好ましい割合およびその根 を説明する。組成物における成分の組み合 せは、第一成分+第二成分、第一成分+第二 分+第三成分、第一成分+第二成分+第四成分 および第一成分+第二成分+第三成分+第四成 である。

 組成物における好ましい成分の組み合わ は、誘電率異方性の絶対値を上げるために 一成分+第二成分であり、粘度を下げるため 、または上限温度を上げるために第一成分+ 二成分+第三成分であり、および誘電率異方 の絶対値をより上げるため、または上限温 を上げるために第一成分+第二成分+第三成 +第四成分である。

 第一成分の好ましい割合は、誘電率異方 の絶対値を上げるために5重量%以上であり 下限温度を下げるために40重量%以下である さらに好ましい割合は5重量%から25重量%の範 囲である。特に好ましい割合は5重量%から15 量%の範囲である。

 第二成分の好ましい割合は、粘度を下げ ために5重量%以上であり、上限温度を上げ ために60重量%以下である。さらに好ましい 合は粘度を下げるために5重量%から30重量%の 範囲である。

 第三成分の好ましい割合は、粘度を下げ ために10重量%以上であり、下限温度を下げ ために80重量%以下である。さらに好ましい 合は15重量%から70重量%の範囲である。特に ましい割合は20重量%から65重量%の範囲であ 。

 第四成分の好ましい割合は、誘電率異方 の絶対値を上げるために5重量%以上であり 下限温度を下げるために50重量%以下である さらに好ましい割合は10重量%から50重量%の 囲である。特に好ましい割合は15重量%から40 重量%の範囲である。

 第四に、成分化合物の好ましい形態を説明 る。
 R 1 、R 2 、R 3 およびR 4 は独立して、炭素数1から12のアルキル、炭素 数1から12のアルコキシ、炭素数2から12のアル ケニル、炭素数2から11のアルケニルオキシ、 または任意の水素がフッ素で置き換えられた 炭素数2から12のアルケニルであり、R 5 、R 6 、R 7 、およびR 8 は独立して、炭素数1から12のアルキル、炭素 数1から12のアルコキシ、炭素数2から12のアル ケニル、または任意の水素がフッ素で置き換 えられた炭素数2から12のアルケニルである。

 好ましいR 1 、R 2 、R 4 、またはR 8 は、下限温度を下げるために、または粘度を 下げるために、炭素数1から12のアルキル、ま たは炭素数2から12のアルケニルであり、誘電 率異方性の絶対値を上げるために、炭素数1 ら12のアルコキシである。好ましいR 3 、R 5 、R 6 、またはR 7 は、下限温度を下げるために、または粘度を 下げるために、炭素数1から12のアルキルまた は炭素数2から12のアルケニルである。さらに 好ましいR 1 、R 2 、R 3 、R 4 、R 5 、R 6 、R 7 、またはR 8 は、紫外線、熱などに対する安定性を上げる ために、炭素数1から12のアルキルである。

 好ましいアルキルは、メチル、エチル、 ロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘ チル、またはオクチルである。さらに好ま いアルキルは、粘度を下げるためにエチル プロピル、ブチル、ペンチル、またはヘプ ルである。

 好ましいアルコキシは、メトキシ、エト シ、プロポキシ、ブトキシ、ペンチルオキ 、ヘキシルオキシ、またはヘプチルオキシ ある。粘度を下げるために、さらに好まし アルコキシは、メトキシまたはエトキシで る。

 好ましいアルケニルは、ビニル、1-プロ ニル、2-プロペニル、1-ブテニル、2-ブテニ 、3-ブテニル、1-ペンテニル、2-ペンテニル 3-ペンテニル、4-ペンテニル、1-ヘキセニル 2-ヘキセニル、3-ヘキセニル、4-ヘキセニル または5-ヘキセニルである。さらに好ましい アルケニルは、粘度を下げるために、ビニル 、1-プロペニル、3-ブテニル、または3-ペンテ ニルである。これらのアルケニルにおける-CH =CH-の好ましい立体配置は、二重結合の位置 依存する。粘度を下げるためなどから1-プロ ペニル、1-ブテニル、1-ペンテニル、1-ヘキセ ニル、3-ペンテニル、3-ヘキセニルのような ルケニルにおいてはトランスが好ましい。2- ブテニル、2-ペンテニル、2-ヘキセニルのよ なアルケニルにおいてはシスが好ましい。 れらのアルケニルにおいては、分岐よりも 鎖のアルケニルが好ましい。

 好ましいアルケニルオキシは、ビニルオ シ、アリルオキシ、3-ブテニルオキシ、3-ペ ンテニルオキシ、または4-ペンテニルオキシ ある。粘度を下げるために、さらに好まし アルケニルオキシは、アリルオキシまたは3 -ブテニルオキシである。

 任意の水素がフッ素で置き換えられたア ケニルの好ましい例は、2,2-ジフルオロビニ ル、3,3-ジフルオロ-2-プロペニル、4,4-ジフル ロ-3-ブテニル、5,5-ジフルオロ-4-ペンテニル 、および6,6-ジフルオロ-5-ヘキセニルである さらに好ましい例は、粘度を下げるために2, 2-ジフルオロビニル、および4,4-ジフルオロ-3- ブテニルである。

 環Aおよび環Dは独立して、1,4-シクロへキ レンまたは1,4-フェニレンであり、kが2であ 時の環Aは同じであっても、異なってもよく 、nが2または3である時の任意の2つの環Dは同 であっても、異なってもよい。好ましい環A または環Dはそれぞれ上限温度を上げるため または粘度を下げるために、1,4-シクロへキ レンであり、光学異方性を上げるために1,4- フェニレンである。環Bおよび環Cは独立して 1,4-シクロへキシレン、1,4-フェニレン、2-フ ルオロ-1,4-フェニレン、または3-フルオロ-1,4- フェニレンであり、mが2または3であるときの 任意の2つの環Bは同じであっても、異なって よい。好ましい環Bまたは環Cは、上限温度 上げるため、または粘度を下げるために、1, 4-シクロへキシレンであり、光学異方性を上 るために1,4-フェニレンである。

 X 1 、X 2 、X 3 、およびX 4 は独立して、水素、フッ素、または塩素であ り、X 1 、X 2 、X 3 、およびX 4 のうち、少なくとも3つはフッ素または塩素 ある。好ましいX 1 、X 2 、X 3 、またはX 4 は粘度を下げるためにフッ素である。X 5 およびX 6 は独立して、フッ素または塩素である。好ま しいX 5 またはX 6 は粘度を下げるためにフッ素である。

 Z 1 は、単結合、エチレン、メチレンオキシ、ま たはカルボニルオキシであり、kが2であると の2つのZ 1 は同じであっても、異なってもよい。好まし いZ 1 は粘度を下げるために単結合である。Z 2 は、単結合、エチレン、メチレンオキシ、ま たはカルボニルオキシであり、mが2または3で あるときの任意の2つのZ 2 は同じであっても、異なってもよい。好まし いZ 2 は粘度を下げるために単結合である。Z 3 は、単結合、エチレン、メチレンオキシ、ま たはカルボニルオキシであり、nが2または3で あるときの任意の2つのZ 3 は同じであっても、異なってもよい。好まし いZ 3 は、下限温度を下げるためにエチレンであり 、粘度を下げるために単結合である。

 kは1または2である。好ましいkは、上限温 度を上げるために2である。mは、1、2、また 3である。好ましいmは、下限温度を下げるた め、または粘度を下げるために、1または2で り、上限温度を上げるために3である。nは 1、2、または3である。好ましいnは、上限温 を上げるために2または3であり、粘度を下 るために1である。

 第五に、成分化合物の具体的な例を示す。 記の好ましい化合物においてR 9 およびR 10 は独立して、炭素数1から12を有する直鎖のア ルキル、炭素数1から12のアルコキシ、炭素数 2から11を有する直鎖のアルケニル、および炭 素数2から12を有する直鎖のアルケニルオキシ であり、R 11 およびR 12 は独立して、炭素数1から12を有する直鎖のア ルキル、炭素数1から12のアルコキシ、および 炭素数2から12を有する直鎖のアルケニルであ る。これらの化合物において1,4-シクロヘキ レンに関する立体配置は、上限温度を上げ ためにシスよりもトランスが好ましい。

 好ましい化合物(1)は、化合物(1-1-1)から化 合物(1-3-1)である。さらに好ましい化合物(1) 、化合物(1-1-1)および化合物(1-2-1)である。好 ましい化合物(2)は、化合物(2-1-1)から化合物(2 -5-1)である。さらに好ましい化合物(2)は、化 物(2-1-1)から化合物(2-4-1)である。特に好ま い化合物(2)は、化合物(2-3-1)および化合物(2-4 -1)である。好ましい化合物(3)は、化合物(3-1-1 )から化合物(3-11-1)である。さらに好ましい化 合物(3)は、化合物(3-1-1)から化合物(3-4-1)、お び化合物(3-6-1)から化合物(3-11-1)である。特 好ましい化合物(3)は、化合物(3-1-1)、化合物 (3-4-1)、化合物(3-6-1)、および化合物(3-11-1)で る。好ましい化合物(4)は、化合物(4-1-1)から 合物(4-9-1)である。さらに好ましい化合物(4) は、化合物(4-1-1)から化合物(4-7-1)である。特 好ましい化合物(4)は、化合物(4-1-1)、化合物 (4-4-1)、および化合物(4-7-1)である。

 

 第六に、組成物に混合してもよい添加物 説明する。このような添加物は、光学活性 化合物、酸化防止剤、紫外線吸収剤、色素 消泡剤、重合可能な化合物、重合開始剤な である。液晶のらせん構造を誘起してねじ 角を与える目的で光学活性な化合物が組成 に混合される。このような化合物の例は、 合物(5-1)から化合物(5-4)である。光学活性な 化合物の好ましい割合は5重量%以下である。 らに好ましい割合は0.01重量%から2重量%の範 囲である。

 大気中での加熱による比抵抗の低下を防止 るために、または素子を長時間使用したあ 、室温だけではなく高い温度でも大きな電 保持率を維持するために、酸化防止剤が組 物に混合される。

 酸化防止剤の好ましい例は、wが1から9の 数である化合物(6)などである。化合物(6)に いて、好ましいwは、1、3、5、7、または9で る。さらに好ましいwは1または7である。wが 1である化合物(6)は、揮発性が大きいので、 気中での加熱による比抵抗の低下を防止す ときに有効である。wが7である化合物(6)は、 揮発性が小さいので、素子を長時間使用した あと、室温だけではなく高い温度でも大きな 電圧保持率を維持するのに有効である。酸化 防止剤の好ましい割合は、その効果を得るた めに50ppm以上であり、上限温度を下げないよ に、または下限温度を上げないように600ppm 下である。さらに好ましい割合は、100ppmか 300ppmの範囲である。

 紫外線吸収剤の好ましい例は、ベンゾフ ノン誘導体、ベンゾエート誘導体、トリア ール誘導体などである。立体障害のあるア ンのような光安定剤もまた好ましい。これ の吸収剤や安定剤における好ましい割合は その効果を得るために50ppm以上であり、上 温度を下げないように、または下限温度を げないように10000ppm以下である。さらに好ま しい割合は100ppmから10000ppmの範囲である。

 GH(guest host)モードの素子に適合させるた にアゾ系色素、アントラキノン系色素など ような二色性色素(dichroic dye)が組成物に混 される。色素の好ましい割合は、0.01重量% ら10重量%の範囲である。泡立ちを防ぐため 、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェ ルシリコーンオイルなどの消泡剤が組成物 混合される。消泡剤の好ましい割合は、そ 効果を得るために1ppm以上であり、表示の不 を防ぐために1000ppm以下である。さらに好ま しい割合は、1ppmから500ppmの範囲である。

 PSA(polymer sustained alignment)モードの素子に 適合させるために重合可能な化合物が組成物 に混合される。重合可能な化合物の好ましい 例はアクリレート、メタクリレート、ビニル 化合物、ビニルオキシ化合物、プロペニルエ ーテル、エポキシ化合物(オキシアン、オキ タン)、ビニルケトンなどの重合可能な基を する化合物である。特に好ましい例は、ア リレート、またはメタクリレートの誘導体 ある。重合可能な化合物の好ましい割合は その効果を得るために、0.05重量%以上であ 、表示不良を防ぐために10重量%以下である さらに好ましい割合は、0.1重量%から2重量% 範囲である。重合可能な化合物は、好まし は光重合開始剤などの適切な開始剤存在下 UV照射などにより重合する。重合のための適 切な条件、開始剤の適切なタイプ、および適 切な量は、当業者には既知であり、文献に記 載されている。例えば光重合開始剤であるIrg acure651(登録商標)、Irgacure184(登録商標)、また Darocure1173(登録商標)(Ciba Japan K.K.)がラジカ 重合に対して適切である。重合可能な化合 は、好ましくは光重合開始剤を0.1重量%から 5重量%の範囲で含む。特に好ましくは光重合 始剤を1重量%から3重量%の範囲で含む。

 第七に、成分化合物の合成法を説明する これらの化合物は既知の方法によって合成 きる。合成法を例示する。化合物(1-1-1)は、 特開平9-052852号公報に掲載された方法で合成 る。化合物(2)は、特開平10-291945号公報に掲 された方法を修飾することによって合成す 。化合物(3-1-1)は、特公平4-030382に掲載され 方法で合成する。化合物(3-4-1)は、特開昭57- 165328に掲載された方法で合成する。化合物(4- 1-1)は、特開2000-053602号公報に記載された方法 で合成する。酸化防止剤は市販されている。 式(6)のwが1である化合物は、アルドリッチ(Sig ma-Aldrich Corporation)から入手できる。wが7であ 化合物(6)などは、米国特許3660505号明細書に 記載された方法によって合成する。

 合成法を記載しなかった化合物は、オー ニック・シンセシス(Organic Syntheses, John Wil ey & Sons, Inc)、オーガニック・リアクシ ンズ(Organic Reactions, John Wiley & Sons, Inc) 、コンプリヘンシブ・オーガニック・シンセ シス(Comprehensive Organic Synthesis, Pergamon Press) 新実験化学講座(丸善)などの成書に記載さ た方法によって合成できる。組成物は、こ ようにして得た化合物から公知の方法によ て調製される。例えば、成分化合物を混合 、そして加熱によって互いに溶解させる。

 最後に、組成物の用途を説明する。大部 の組成物は、-10℃以下の下限温度、70℃以 の上限温度、そして0.07から0.20の範囲の光学 異方性を有する。この組成物を含有する素子 は大きな電圧保持率を有する。この組成物は AM素子に適する。この組成物は透過型のAM素 に特に適する。成分化合物の割合を制御す ことによって、またはその他の液晶性化合 を混合することによって、0.08から0.25の範囲 の光学異方性を有する組成物を調製してもよ い。この組成物は、ネマチック相を有する組 成物としての使用、光学活性な化合物を添加 することによって光学活性な組成物としての 使用が可能である。

 この組成物はAM素子への使用が可能であ 。さらにPM素子への使用も可能である。この 組成物は、PC、TN、STN、ECB、OCB、IPS、VA、PSAな どのモードを有するAM素子およびPM素子への 用が可能である。IPSまたはVAモードを有する AM素子への使用は特に好ましい。これらの素 が反射型、透過型または半透過型であって よい。透過型の素子への使用は好ましい。 結晶シリコン-TFT素子または多結晶シリコン -TFT素子への使用も可能である。この組成物 マイクロカプセル化して作製したNCAP(nematic  curvilinear aligned phase)型の素子や、組成物中 三次元の網目状高分子を形成させたPD(polymer dispersed)型の素子にも使用できる。

 試料が組成物のときはそのまま測定し、 られた値を記載した。試料が化合物のとき 、この化合物(15重量%)を母液晶(85重量%)に混 合することによって試料を調製した。測定に よって得られた値から外挿法によって化合物 の特性値を算出した。(外挿値)={(試料の測定 )-0.85×(母液晶の測定値)}/0.15。この割合でス メクチック相(または結晶)が25℃で析出する きは、化合物と母液晶の割合を10重量%:90重 %、5重量%:95重量%、1重量%:99重量%の順に変更 た。この外挿法によって化合物に関する上 温度、光学異方性、粘度および誘電率異方 の値を求めた。

 母液晶の成分は下記のとおりである。

 特性の測定は下記の方法にしたがった。 れらの多くは、日本電子機械工業会規格(Sta ndard of Electric Industries Association of Japan)EIAJ ・ED-2521Aに記載された方法、またはこれを修 した方法である。

 ネマチック相の上限温度(NI;℃):偏光顕微 を備えた融点測定装置のホットプレートに 料を置き、1℃/分の速度で加熱した。試料 一部がネマチック相から等方性液体に変化 たときの温度を測定した。ネマチック相の 限温度を「上限温度」と略すことがある。

 ネマチック相の下限温度(T C ;℃):ネマチック相を有する試料をガラス瓶に 入れ、0℃、-10℃、-20℃、-30℃、および-40℃ フリーザー中に10日間保管したあと、液晶相 を観察した。例えば、試料が-20℃ではネマチ ック相のままであり、-30℃では結晶またはス メクチック相に変化したとき、T C を≦-20℃と記載した。ネマチック相の下限温 度を「下限温度」と略すことがある。

 粘度(η;20℃で測定;mPa・s):測定にはE型回 粘度計を用いた。

 光学異方性(屈折率異方性;δn;25℃で測定): 測定は、波長589nmの光を用い、接眼鏡に偏光 を取り付けたアッベ屈折計により行なった 主プリズムの表面を一方向にラビングした と、試料を主プリズムに滴下した。屈折率n ∥は偏光の方向がラビングの方向と平行であ るときに測定した。屈折率n⊥は偏光の方向 ラビングの方向と垂直であるときに測定し 。光学異方性の値は、δn=n∥-n⊥、の式から 算した。

 誘電率異方性(δε;25℃で測定):誘電率異方性 の値は、δε=ε∥-ε⊥、の式から計算した。 電率(ε∥およびε⊥)は次のように測定した
1)誘電率(ε∥)の測定:よく洗浄したガラス基 にオクタデシルトリエトキシシラン(0.16mL)の エタノール(20mL)溶液を塗布した。ガラス基板 をスピンナーで回転させたあと、150℃で1時 加熱した。2枚のガラス基板の間隔(セルギャ ップ)が4μmであるVA素子に試料を入れ、この 子を紫外線で硬化する接着剤で密閉した。 の素子にサイン波(0.5V、1kHz)を印加し、2秒後 に液晶分子の長軸方向における誘電率(ε∥) 測定した。
2)誘電率(ε⊥)の測定:よく洗浄したガラス基 にポリイミド溶液を塗布した。このガラス 板を焼成した後、得られた配向膜にラビン 処理をした。2枚のガラス基板の間隔(セルギ ャップ)が9μmであり、ツイスト角が80度であ TN素子に試料を入れた。この素子にサイン波 (0.5V、1kHz)を印加し、2秒後に液晶分子の短軸 向における誘電率(ε⊥)を測定した。

 しきい値電圧(Vth;25℃で測定;V):測定には 塚電子株式会社製のLCD5100型輝度計を用いた 光源はハロゲンランプである。2枚のガラス 基板の間隔(セルギャップ)が4μmであり、ラビ ング方向がアンチパラレルであるノーマリー ブラックモード(normally black mode)のVA素子に 料を入れ、この素子をUV硬化の接着剤を用い て密閉した。この素子に印加する電圧(60Hz、 形波)は0Vから20Vまで0.02Vずつ段階的に増加 せた。この際に、素子に垂直方向から光を 射し、素子を透過した光量を測定した。こ 光量が最大になったときが透過率100%であり この光量が最小であったときが透過率0%で る電圧-透過率曲線を作成した。しきい値電 は透過率が10%になったときの電圧である。

 電圧保持率(VHR-1;25℃;%):測定に用いたTN素 はポリイミド配向膜を有し、そして2枚のガ ラス基板の間隔(セルギャップ)は5μmである。 この素子は試料を入れたあと紫外線によって 重合する接着剤で密閉した。このTN素子にパ ス電圧(5Vで60マイクロ秒)を印加して充電し 。減衰する電圧を高速電圧計で16.7ミリ秒の あいだ測定し、単位周期における電圧曲線と 横軸との間の面積Aを求めた。面積Bは減衰し かったときの面積である。電圧保持率は面 Bに対する面積Aの百分率である。

 電圧保持率(VHR-2;80℃;%):測定に用いたTN素 はポリイミド配向膜を有し、そして2枚のガ ラス基板の間隔(セルギャップ)は5μmである。 この素子は試料を入れたあと紫外線によって 重合する接着剤で密閉した。このTN素子にパ ス電圧(5Vで60マイクロ秒)を印加して充電し 。減衰する電圧を高速電圧計で16.7ミリ秒の あいだ測定し、単位周期における電圧曲線と 横軸との間の面積Aを求めた。面積Bは減衰し かったときの面積である。電圧保持率は面 Bに対する面積Aの百分率である。

 電圧保持率(VHR-3;25℃;%):紫外線を照射した あと、電圧保持率を測定し、紫外線に対する 安定性を評価した。大きなVHR-3を有する組成 は紫外線に対して大きな安定性を有する。 定に用いたTN素子はポリイミド配向膜を有 、そしてセルギャップは5μmである。この素 に試料を注入し、光を20分間照射した。光 は超高圧水銀ランプUSH-500D(ウシオ電機製)で り、素子と光源の間隔は20cmである。VHR-3の 定では、減衰する電圧を16.7ミリ秒のあいだ 測定した。VHR-3は90%以上が好ましく、95%以上 より好ましい。

 電圧保持率(VHR-4;25℃;%):試料を注入したTN 子を80℃の恒温槽内で500時間加熱したあと 電圧保持率を測定し、熱に対する安定性を 価した。大きなVHR-4を有する組成物は熱に対 して大きな安定性を有する。VHR-4の測定では 減衰する電圧を16.7ミリ秒のあいだ測定した 。

 応答時間(τ;25℃で測定;ms):測定には大塚 子株式会社製のLCD5100型輝度計を用いた。光 はハロゲンランプである。ローパス・フィ ター(Low-pass filter)は5kHzに設定した。2枚の ラス基板の間隔(セルギャップ)が4μmであり ラビング方向がアンチパラレルであるノー リーブラックモード(normally black mode)のVA素 に試料を入れ、この素子をUV硬化の接着剤 用いて密閉した。この素子に矩形波(60Hz、10V 、0.5秒)を印加した。この際に、素子に垂直 向から光を照射し、素子を透過した光量を 定した。この光量が最大になったときが透 率100%であり、この光量が最小であったとき 透過率0%である。応答時間は透過率90%から10 %に変化するのに要した時間(立ち下がり時間; fall time;ミリ秒)である。

 比抵抗(ρ;25℃で測定;ωcm):電極を備えた容 器に試料1.0mLを注入した。この容器に直流電 (10V)を印加し、10秒後の直流電流を測定した 。比抵抗は次の式から算出した。(比抵抗)={( 圧)×(容器の電気容量)}/{(直流電流)×(真空の 誘電率)}。

 ガスクロマト分析:測定には島津製作所製 のGC-14B型ガスクロマトグラフを用いた。キャ リアーガスはヘリウム(2mL/分)である。試料気 化室を280℃に、検出器(FID)を300℃に設定した 成分化合物の分離には、Agilent Technologies In c.製のキャピラリカラムDB-1(長さ30m、内径0.32m m、膜厚0.25μm;固定液相はジメチルポリシロキ サン;無極性)を用いた。このカラムは、200℃ 2分間保持したあと、5℃/分の割合で280℃ま 昇温した。試料はアセトン溶液(0.1重量%)に 製したあと、その1μLを試料気化室に注入し た。記録計は島津製作所製のC-R5A型Chromatopac またはその同等品である。得られたガスク マトグラムは、成分化合物に対応するピー の保持時間およびピークの面積を示した。

 試料を希釈するための溶媒は、クロロホ ム、ヘキサンなどを用いてもよい。成分化 物を分離するために、次のキャピラリカラ を用いてもよい。Agilent Technologies Inc.製のH P-1(長さ30m、内径0.32mm、膜厚0.25μm)、Restek Corp oration製のRtx-1(長さ30m、内径0.32mm、膜厚0.25μm) 、SGE International Pty. Ltd製のBP-1(長さ30m、内 0.32mm、膜厚0.25μm)。化合物ピークの重なりを 防ぐ目的で島津製作所製のキャピラリカラム CBP1-M50-025(長さ50m、内径0.25mm、膜厚0.25μm)を用 いてもよい。

 組成物に含有される液晶性化合物の割合 、次のような方法で算出してよい。液晶性 合物はガスクロマトグラフで検出すること できる。ガスクロマトグラムにおけるピー の面積比は液晶性化合物の割合(モル数)に 当する。上に記載したキャピラリカラムを いたときは、各々の液晶性化合物の補正係 を1とみなしてよい。したがって、液晶性化 物の割合(重量%)は、ピークの面積比から算 する。

 実施例により本発明を詳細に説明する。本 明は下記の実施例によって限定されない。 較例および実施例における化合物は、下記 表3の定義に基づいて記号により表した。
表3において、1,4-シクロヘキシレンに関する 体配置はトランスである。実施例において 号の後にあるかっこ内の番号は化合物の番 に対応する。(-)の記号はその他の液晶性化 物を意味する。液晶性化合物の割合(百分率 )は、液晶組成物の全重量に基づいた重量百 率(重量%)であり、液晶組成物にはこの他に 純物が含まれている。最後に、組成物の特 値をまとめた。

[比較例1]
 特開2001-316669号公報に開示された組成物の から実施例1を選んだ。根拠はこの組成物が 化合物(1-1-1)、化合物(3-1-1)、化合物(4-1-1)、 よび化合物(4-4-1)を含有しているからである 。本組成物を調製し、上述した方法により測 定した。この組成物の成分および特性は下記 のとおりである。
2O-B(2F,3F)B(2F,3F)-O3 (1-1-1)  8%
5-HH-V                 (3-1-1)  5%
3-HB(2F,3F)-O4         (4-1-1)  9%
5-HB(2F,3F)-O4         (4-1-1)  9%
2-HHB(2F,3F)-O2        (4-4-1)  9%
3-HHB(2F,3F)-O2        (4-4-1) 10%
5-HHB(2F,3F)-O2        (4-4-1)  9%
2-HHB(2F,3F)-1         (4-4-1) 11%
3-HHB(2F,3F)-1         (4-4-1) 10%
3O-HHB(2F,3F)-O2       (4-4-1) 10%
V1O-HHB(2F,3F)-O2      (-)     10%
 NI=101.3℃;δn=0.098;η=56.3mPa・s;δε=-6.6.

[比較例2]
 特開2006-160857号公報に開示された組成物の から実施例7を選んだ。根拠は、この組成物 化合物(2-4-1)、化合物(3-1-1)、化合物(3-4-1)、 合物(4-1-1)、化合物(4-4-1)、化合物(4-7-1)、お び化合物(3)を含有し、最も粘度が小さいか である。この組成物の成分および特性は下 のとおりである。
3-HH1OB(2F,3F,6Me)-O2  (2-4-1)  8%
5-HH1OB(2F,3F,6Me)-O2  (2-4-1)  8%
2-HH-5                 (3-1-1)  5%
3-HH-4                 (3-1-1) 15%
3-HH-5                 (3-1-1)  8%
3-HHB-1                (3-4-1)  5%
3-HHB-3                (3-4-1)  5%
3-HHB-O1               (3-4-1)  3%
3-HB(2F,3F)-O2         (4-1-1) 10%
3-HB(2F,3F)-O4         (4-1-1) 10%
3-HHB(2F,3F)-O2        (4-4-1)  5%
3-HBB(2F,3F)-O2        (4-7-1)  5%
3-HH1OH-3              (3)      3%
3-HB(3F)B(2F,3F)-O2    (-)      5%
3-HB(2F)B(2F,3F)-O2    (-)      5%
 NI=88.1℃;Tc<-20℃;δn=0.078;η=24.7mPa・s;δε=-3.4 ;VHR-1=99.4%.

[実施例1]
4O-B(2F,3F)B(2F,3F)-O6 (1-1-1)  4%
2O-B(2F)B(2F,3F)-O3    (1-2-1)  4%
3-HH1OB(2F,3F,6Me)-O2  (2-4-1)  7%
5-HH1OB(2F,3F,6Me)-O2  (2-4-1)  5%
3-HH-V                 (3-1-1) 32%
3-HB-O2                (3-2-1)  6%
3-HHB-1                (3-4-1)  4%
3-HBB-2                (3-5-1)  4%
3-HH1OH-3              (3)      3%
3-HB(2F,3F)-O4         (4-1-1)  5%
3-HHB(2F,3F)-O2        (4-4-1)  7%
3-HBB(2F,3F)-O2        (4-7-1) 10%
5-HBB(2F,3F)-O2        (4-7-1)  9%
 NI=89.4℃;Tc≦-20℃;δn=0.097;η=19.4mPa・s;δε=-3.1.

[実施例2]
4O-B(2F,3F)B(2F,3F)-O6 (1-1-1)  5%
5-H2B(2F,3F,6Me)-O2    (2-1-1)  5%
3-HH-V                 (3-1-1) 23%
3-HH-V1                (3-1-1)  3%
V2-BB-1                (3-3-1)  3%
3-HHB-1                (3-4-1)  4%
3-HHB-3                (3-4-1)  3%
3-HHB-O1               (3-4-1)  4%
V-HHB-1                (3-4-1)  7% 
1-BB(3F)B-2V           (3-6-1)  5%
5-HB(2F,3F)-O2         (4-1-1)  6%
3-H2B(2F,3F)-O2        (4-2-1)  8%
3-HHB(2F,3F)-O2        (4-4-1) 12%
5-HHB(2F,3F)-O2        (4-4-1) 12%
 NI=89.6℃;Tc≦-20℃;δn=0.096;η=15.8mPa・s;δε=-3.0; VHR-1=99.4%.

[実施例3]
5-B(2F,3F)B(2F,3F)-O2  (1-1-1)  3%
2O-B(2F,3F)B(2F,3F)-O6 (1-1-1)  3%
4O-B(2F,3F)B(2F,3F)-O6 (1-1-1)  4%
6O-B(2F,3F)B(2F,3F)-O8 (1-1-1)  5%
3-HH1OB(2F,3F,6Me)-O2  (2-4-1) 10%
5-HH1OB(2F,3F,6Me)-O2  (2-4-1) 10%
3-HH-4                 (3-1-1)  5%
3-HH-V                 (3-1-1) 28%
5-HH-V                 (3-1-1)  5%
3-HBB-2                (3-5-1)  4%
1V-HBB-2               (3-5-1)  3%
3-HHEH-3               (3-7-1)  4%
3-HHEBH-3              (3-8-1)  4%
3-HHEBH-5              (3-8-1)  4%
5-HBBH-3               (3-9-1)  4%
5-HBB(3F)B-2           (3-11-1) 4%
 NI=103.4℃;Tc≦-20℃;δn=0.092;η=22.5mPa・s;δε=-2.1 .

[実施例4]
5-B(2F,3F)B(2F,3F)-O2  (1-1-1)  3%
4O-B(2F,3F)B(2F,3F)-O6 (1-1-1)  4%
6O-B(2F,3F)B(2F,3F)-O8 (1-1-1)  4%
V1O-B(2F)B(2F,3F)-O6   (1-2-1)  3%
3-H1OB(2F,3F,6Me)-O2   (2-2-1)  3%
3-HH2B(2F,3F,6Me)-O2   (2-3-1)  5%  
3-HH1OB(2F,3F,6Me)-O2  (2-4-1)  8%
5-HH1OB(2F,3F,6Me)-O2  (2-4-1)  8%
3-HH-4                 (3-1-1)  7%
3-HH-V                 (3-1-1) 19%
3-HH-V1                (3-1-1)  7%
3-HHB-1                (3-4-1)  4%
3-HHB-3                (3-4-1)  3%
3-HHB-O1               (3-4-1)  3%
V-HHB-1                (3-4-1)  7%
V2-HHB-1               (3-4-1)  5%
3-HBB-2                (3-5-1)  4%
1V-HBB-2               (3-5-1)  3%
 NI=88.9℃;Tc≦-20℃;δn=0.090;η=18.8mPa・s;δε=-2.1.

[実施例5]
4O-B(2F,3F)B(2F,3F)-O6 (1-1-1)  3%
6O-B(2F,3F)B(2F,3F)-O8 (1-1-1)  3%
3-HH1OB(2F,3F,6Me)-O2  (2-4-1)  6%
5-HH1OB(2F,3F,6Me)-O2  (2-4-1)  5%
2-HH-3                 (3-1-1) 28%
3-HH-4                 (3-1-1)  5%
2-BB(3F)B-3            (3-6-1)  7%
3-HHEBH-3              (3-8-1)  3%
3-HHEBH-5              (3-8-1)  3%
5-HBB(3F)B-2           (3-11-1) 4%
5-HBB(3F)B-3           (3-11-1) 4%
3-HB(2F,3F)-O2         (4-1-1)  9%
5-HHB(2F,3F)-O2        (4-4-1) 10%
2-HBB(2F,3F)-O2        (4-7-1) 10%
 NI=105.0℃;Tc≦-20℃;δn=0.108;η=21.1mPa・s;δε=-3.0 .

[実施例6]
2O-B(2F,3F)B(2F,3F)-O6 (1-1-1)  3%
4O-B(2F,3F)B(2F,3F)-O6 (1-1-1)  3%
5-HH2B(2F,3F,6Me)-O2   (2-3-1)  5%
3-HH1OB(2F,3F,6Me)-O2  (2-4-1)  6%
5-HH1OB(2F,3F,6Me)-O2  (2-4-1)  5%
3-HH-V                 (3-1-1) 32%
3-HHB-1                (3-4-1)  3%
5-HBBH-3               (3-9-1)  3%
3-HB(2F,3F)-O2         (4-1-1)  8%
5-H1OB(2F,3F)-O2       (4-3-1)  5%
3-HH1OB(2F,3F)-O2      (4-6-1)  9%
3-HBB(2F,3F)-O2        (4-7-1) 10%
5-HBB(2F,3F)-O2        (4-7-1)  8%
 NI=89.9℃;Tc≦-20℃;δn=0.094;η=22.8mPa・s;δε=-4.1.

[実施例7]
6O-B(2F,3F)B(2F,3F)-O8 (1-1-1)  5%
3-HH1OB(2F,3F,6Me)-O2  (2-4-1)  8%
5-HH1OB(2F,3F,6Me)-O2  (2-4-1)  8%
3-HH-V                 (3-1-1) 26%
3-HH-V1                (3-1-1)  5%
3-HHEBH-3              (3-8-1)  4%
3-HHEBH-5              (3-8-1)  4%
5-HBB(3F)B-2           (3-11-1) 4%
5-HBB(3F)B-3           (3-11-1) 4%
3-HB(2F,3F)-O2         (4-1-1)  8%
5-HB(2F,3F)-O2         (4-1-1)  8%
V-HHB(2F,3F)-O2        (4-4-1)  8%
V-HHB(2F,3F)-O4        (4-4-1)  8%
 NI=102.2℃;Tc≦-20℃;δn=0.092;η=22.7mPa・s;δε=-3.0 .

[実施例8]
4O-B(2F,3F)B(2F,3F)-O6 (1-1-1)  3%
6O-B(2F,3F)B(2F,3F)-O8 (1-1-1)  3%
3-HH1OB(2F,3F,6Me)-O2  (2-4-1)  8%
5-HH1OB(2F,3F,6Me)-O2  (2-4-1)  7%
3-HH-V                 (3-1-1) 27%
3-HH-V1                (3-1-1)  5%
3-HH-O1                (3-1-1)  3%
V-HHB-1                (3-4-1)  6%
V-HB(2F,3F)-O2         (4-1-1)  5%
V-HB(2F,3F)-O4         (4-1-1)  5%
V-HBB(2F,3F)-O2        (4-7-1) 10%
1V2-HBB(2F,3F)-O4      (4-7-1)  5%
1V2-HBB(2F,3F)-1       (4-7-1)  6%
1O1-HBBH-4             (-)      4%
1O1-HBBH-5             (-)      3%
 NI=90.4℃;Tc≦-20℃;δn=0.102;η=20.4mPa・s;δε=-3.0.

[実施例9]
5-B(2F,3F)B(2F,3F)-O2  (1-1-1)  3%
6O-B(2F,3F)B(2F,3F)-O8 (1-1-1)  3%
3-HH1OB(2F,3F,6Me)-O2  (2-4-1)  7%
5-HH1OB(2F,3F,6Me)-O2  (2-4-1)  6%
2-HH-3                 (3-1-1)  6%
3-HH-4                 (3-1-1)  5%
3-HH-V                 (3-1-1) 30%
3-HHEBH-3              (3-8-1)  4%
3-HHEBH-5              (3-8-1)  4%
5-HBB(3F)B-2           (3-11-1) 4%
3-HB(2F,3F)-O2         (4-1-1)  5%
3-HBB(2F,3F)-O2        (4-7-1)  8%
5-HBB(2F,3F)-O2        (4-7-1)  8%
3-HHB(2F,3CL)-O2       (4-8-1)  4%
3-HBB(2F,3CL)-O2       (4-9-1)  3%
 NI=102.3℃;Tc≦-20℃;δn=0.094;η=20.0mPa・s;δε=-2.8 .

[実施例10]
4O-B(2F,3F)B(2F,3F)-O6 (1-1-1)  3%
6O-B(2F,3F)B(2F,3F)-O8 (1-1-1)  3%
3-HH1OB(2F,3F,6Me)-O2  (2-4-1)  5%
5-HH1OB(2F,3F,6Me)-O2  (2-4-1)  5%
2-HH-3                 (3-1-1)  6%
3-HH-V                 (3-1-1) 27%
5-HBB(3F)B-2           (3-11-1) 4%
5-HBB(3F)B-3           (3-11-1) 3%
3-HB(3F)HH-5           (3)      3%
5-HB(3F)HH-V           (3)      3%
3-HB(2F,3F)-O2         (4-1-1)  6%
3-HB(2F,3F)-O4         (4-1-1)  4%
3-HHB(2F,3F)-O2        (4-4-1) 10%
3-HH2B(2F,3F)-O2       (4-5-1)  7%
3-HBB(2F,3F)-O2        (4-7-1) 11%
 NI=103.1℃;Tc≦-20℃;δn=0.099;η=22.7mPa・s;δε=-3.3 ;VHR-1=99.3%.

 実施例1から10の組成物は、比較例1から2 それらと比べて小さな粘度を有する。よっ 、本発明による液晶組成物は、特許文献1か 5に示された液晶組成物よりも、さらに優れ た特性を有する。

 ネマチック相の高い上限温度、ネマチッ 相の低い下限温度、小さな粘度、適切な光 異方性、負に大きな誘電率異方性、大きな 抵抗、紫外線に対する高い安定性、熱に対 る高い安定性などの特性において、少なく も1つの特性を充足する、または少なくとも 2つの特性に関して適切なバランスを有する 晶組成物である。このような組成物を含有 る液晶表示素子は、短い応答時間、大きな 圧保持率、大きなコントラスト比、長い寿 などを有するAM素子となるので、液晶プロジ ェクター、液晶テレビなどに用いることがで きる。