JP3605648B2 - 液晶組成物および液晶表示素子 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、透明電極を有する２枚の基板で形成される密閉セル中に設けられた、少なくとも１種のカイラル添加物を含むネマチック液晶組成物およびその液晶組成物を用いた液晶表示素子に関する。
さらに詳しくはスーパーツイスト複屈折（ＳＴＮ）方式に好適な液晶組成物およびその液晶組成物を用いた液晶表示素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示素子（ＬＣＤ）の表示方式としてツイストネマチック（ＴＮ）方式、スーパーツイスト複屈折（ＳＴＮ）方式、アクティブマトリックス（ＡＭ−ＬＣＤ）方式等が提案され、次々に実用化されてきた。これらの内、Ｔ．Ｊ．Ｓｃｈｅｆｆｅｒ等によって提案された（Ａｐｐｌ．Ｐｈｙ．Ｌｅｔｔ．，４５（１０），１０２１（１９８４））上下の基盤における液晶分子の配向を１８０〜２７０゜にツイストさせたスーパーツイスト複屈折（ＳＴＮ）方式はパソコン、ワープロ等のＬＣＤとして採用され、更に種々の特性改善が要求されるようになった。
【０００３】
このＳＴＮ方式の液晶表示素子に用いられる液晶組成物には、以下のような特性が求められる。
（１）液晶表示素子のコントラストを高めるために、電圧−透過率特性（急峻性）が急峻であること。
（２）屈折率異方性（Δｎ）の温度依存性による色つきの変化を少なくするために、ネマチック−等方性相の相転移温度（透明点）が高いこと。
（３）応答時間をできるだけ短くするために、粘度（η）が小さいこと。
これらの特性のうち、近年特にカラー化への対応と動画への対応が強く要求されようになり、特に上記（１）及び（３）の特性改善が重要となってきた。
しかしながら、このような液晶組成物は鋭意検討されてはいるものの、常に改善を要求されているのが現状である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上記ＳＴＮ表示方式に求められる種々の特性を満たしながら、特にカラー化に対応するために電圧−透過率特性（急峻性）の優れた液晶組成物および高速応答性に対応するために低粘度の液晶組成物を提供することにある。
本発明者らは、これらの課題を解決すべく種々の液晶化合物を用いた組成物を鋭意検討した結果、本発明を完成した。本発明の液晶組成物をＳＴＮ表示素子に使用する場合に、これらの目的を達成できることを見いだした。
【０００５】
【発明を解決するための手段】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明に第１の発明は第１成分として一般式Ｉ
【化７】
（式中、Ｒ１は炭素数１〜１０のアルキル基または炭素数２〜１０のアルケニル基を示す。いずれにおいても基中の任意の１つまたは隣接しない２つ以上のメチレン基（−ＣＨ２−）は酸素原子（−Ｏ−）によって置換されても良い。ｎは０〜２０の整数を示す。）で表される化合物を少なくとも１種含有し、第２成分として一般式ＩＩ−ａ、ＩＩ−ｂまたはＩＩ−ｃ
【化８】
（式中、Ｒ２は炭素数１〜１０のアルキル基または炭素数２〜１０のアルケニル基を示す。いずれにおいても基中の任意の１つまたは隣接しない２つ以上のメチレン基（−ＣＨ２−）は酸素原子（−Ｏ−）によって置換されても良い。Ｚ０は−ＣＯＯ−または−ＣＨ２ＣＨ２−を示し、Ｚ１は−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＯＯ−または単結合を示し、Ｑ１はＨまたはＦを示し、Ａ１はトランス−１，４−シクロヘキシレン、１，４−フェニレンまたは１，３−ジオキサン−２，４−ジイル（２の位置が式の右側になるように結合する）を示し、Ａ２およびＡ３は各々独立してトランス−１，４−シクロヘキシレンまたは１，４−フェニレンを示し、ｐ、ｑおよびｍは各々独立して０または１を示す。）で表される化合物を少なくとも１種含有し、第３成分として一般式ＩＩＩまたはＩＶ
【化９】
（式中、Ｒ３およびＲ４は各々独立して炭素数１〜１０のアルキル基または炭素数２〜８のアルケニル基を示す。いずれにおいても基中の１つまたは隣接しない２つ以上の任意のメチレン基（−ＣＨ２−）は酸素原子によって置換されても良い。Ｂはトランス−１，４−シクロヘキシレン、ピリミジン−２，５−ジイル（２の位置が式の右側になるように結合する）または１，４−フェニレンを示し、Ｃはトランス−１，４−シクロヘキシレンまたは１，４−フェニレンを示し、Ｚ２は−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯＯ−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−または単結合を示す。）
【化１０】
（式中、Ｒ５は炭素数１〜１０のアルキル基または炭素数２〜１０のアルケニル基を示す。いずれにおいても基中の任意の１つまたは隣接しない２つ以上のメチレン基（−ＣＨ２−）は酸素原子（−Ｏ−）によって置換されても良い。Ｒ６は炭素数１〜１０のアルキル基、アルコキシ基またはアルコキシメチル基を示し、Ｄはトランス−１，４−シクロヘキシレンまたはピリミジン−２，５−ジイル（２の位置が式の右側になるように結合する）を示し、Ｅはトランス−１，４−シクロヘキシレンまたは側位の１つのＨがＦで置換されても良い１，４−フェニレンを示し、Ｇはトランス−１，４−シクロヘキシレンまたは１，４−フェニレンを示し、Ｚ３は−ＣＨ２ＣＨ２−または単結合を示し、Ｚ４は−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−または単結合を示し、Ｑ３はＨまたはＦを示す。）で表される化合物を１種含有することを特徴とする液晶組成物に関する。
【０００６】
本発明の第２の発明は、第１成分が液晶組成物の全重量に対して３〜５０重量％であり、第２成分が１０〜７０重量％であり、第３成分が１０〜７０重量％であることを特徴とする上記第１の発明に記載の液晶組成物に関する。
【０００７】
本発明の第３の発明は、第４成分として、一般式ＶまたはＶＩ
【化１１】
（式中、Ｒ７は炭素数１〜１０のアルキル基を示し、Ｑ２はＨまたはＦを示し、ｋは０または１を示す。）
【化１２】
（式中、Ｒ８は炭素数１〜１０のアルキル基を示し、Ｊはトランス−１，４−シクロヘキシレンまたは１，４−フェニレンを示し、Ｑ３およびＱ４は各々独立してはＨまたはＦを示し、Ｚ５およびＺ６は各々独立して−ＣＯＯ−または単結合を示し、ｈは０、１または２を示す。）で表される化合物を少なくとも１種さらに含有することを特徴とする上記第１または２の発明に記載の液晶組成物に関する。
【０００８】
本発明の第４の発明は、第４成分が液晶組成物の全重量に対して０〜５０重量％であることを特徴とする上記第３の発明に記載の液晶組成物に関する。
【０００９】
本発明の第５の発明は、一般式ＩＩＩにおいて、Ｒ３およびＲ４が各々独立して炭素数１〜１０のアルキル基、アルコキシ基またはアルコキシメチル基を示すことを特徴とする上記第１〜４の発明のいずれかに記載の液晶組成物に関する。
【００１０】
本発明の第６発明は、一般式ＩＶにおいて、Ｒ５が炭素数１〜１０のアルキル基を示し、Ｒ６が炭素数１〜１０のアルキル基またはアルコキシ基を示すことを特徴とする上記第１〜５の発明のいずれかに記載の液晶組成物に関する。
【００１１】
本発明の第７の発明は、上記第１〜７の発明のいずれかに記載の液晶組成物を用いた液晶表示素子に関する。
【００１２】
以下、本発明の液晶組成物を構成する液晶化合物について説明する。
本発明の一般式Ｉで表される化合物として、好ましくは以下の化合物を挙げることができる。
【００１３】
【化１３】
（Ｒはアルキル、アルケニル、アルコキシ、アルケニルオキシ基、アルコキシメチル基またはアルケニルオキシメチル基を示す。）
【００１４】
これらの化合物は特開平１−１７５９４７号公報および特開平１−３０８２３９号公報（ＥＰ０３２５７９６Ｂ）によって公知化されている。これらの化合物は誘電率異方性が弱い正の化合物で且つ屈折率異方性（Δｎ）が小さい化合物で主として粘度低下および急峻性改善の目的で使用される。
【００１５】
本発明の第２成分である一般式ＩＩ−ａ、ＩＩ−ｂおよびＩＩ−ｃで表される化合物として、好ましくは以下の化合物を挙げることができる。
【００１６】
【化１４】
【化１５】
（Ｒはアルキル基またはアルケニル基、Ｒ’はアルカンジイルまたはアルケンジイルを示す。）
【００１７】
これらの化合物のなかでは、式（ＩＩ−ａ−１）、（ＩＩ−ａ−３）、（ＩＩ−ａ−６）、（ＩＩ−ａ−７）、（ＩＩ−ｂ−１）、（ＩＩ−ｂ−３）、（ＩＩ−ｂ−５）、（ＩＩ−ｃ−１）、（ＩＩ−ｃ−４）、（ＩＩ−ｃ−５）、（ＩＩ−ｃ−６）、（ＩＩ−ｃ−７）、（ＩＩ−ｃ−１０）または（ＩＩ−ｃ−１１）で表される化合物が本発明において特に好ましく用いられる。
これら第２成分の化合物は誘電率異方性が正の化合物で特にその値が大きく、主としてしきい値電圧を小さくする目的およびＳＴＮ特性として重要な急峻性を改善する目的で使用される。
【００１８】
本発明の第３成分である一般式ＩＩＩおよびＩＶで表される化合物として、好ましくは以下の化合物を挙げることができる。
【００１９】
【化１６】
【化１７】
【化１８】
【化１９】
（ＲおよびＲ’は各々独立してアルキル基またはアルケニル基を示す。）
【００２０】
これら第３成分の中で、式（ＩＩＩ）で表される化合物としては、式（ＩＩＩ−１）、（ＩＩＩ−２）、（ＩＩＩ−４）、（ＩＩＩ−５）、（ＩＩＩ−６）、（ＩＩＩ−７）、（ＩＩＩ−８）、（ＩＩＩ−１３）、（ＩＩＩ−１４）、（ＩＩＩ−１８）、（ＩＩＩ−１９）または（ＩＩＩ−２０）で表される化合物が本発明において特に好ましく用いられる。また、式（ＩＶ）で表される化合物としては、式（ＩＶ−１）、（ＩＶ−２）、（ＩＶ−５）、（ＩＶ−９）、（ＩＶ−１１）、（ＩＶ−１２）、（ＩＶ−１４）または（ＩＶ−１５）で表される化合物が本発明において特に好ましく用いられる。
一般式ＩＩＩおよびＩＶの化合物は、誘電率異方性が負かまたは弱い正の化合物である。一般式ＩＩＩの化合物は主として粘度低下および／またはΔｎ調整の目的で使用される。また、一般式ＩＶの化合物は透明点を高くする等のネマチック相を広げる目的および／またはΔｎ調整、粘度調整の目的で使用される。
【００２１】
本発明の一般式ＶおよびＶＩで表される化合物として、好ましくは以下の化合物を挙げることができる。
【００２２】
【化２０】
【化２１】
【化２２】
（Ｒはアルキル基を示す。）
【００２３】
一般式（Ｖ）で表される化合物としては、式（Ｖ−１）、（Ｖ−２）または（Ｖ−３）で表される化合物が本発明において特に好ましく用いられる。また、一般式（ＶＩ）で表される化合物としては、式（ＶＩ−１）、（ＶＩ−５）、（ＶＩ−６）、（ＶＩ−７）、（ＶＩ−８）、（ＶＩ−９）、（ＶＩ−１０）、（ＶＩ−１１）、（ＶＩ−１２）、（ＶＩ−１３）、（ＶＩ−１４）、（ＶＩ−１５）、（ＶＩ−１６）または（ＶＩ−１８）で表される化合物が本発明において特に好ましく用いられる。
【００２４】
一般式Ｖ〜ＶＩの化合物は誘電率異方性が正の化合物であり、特にしきい値電圧を小さくする目的やその温度依存性を改善する目的で使用される。また、粘度調整、Δｎ調整、透明点を高くする等のネマチックレンジを広げる目的にも使用される。
【００２５】
本発明で使用される第１成分の使用量は、液晶組成物の全重量に対して３〜５０重量％が好ましい。より好ましくは５〜４０重量％が好ましい。３重量％未満だと主題の急峻性、高速応答性の効果が得にくいし、５０重量％を超えると液晶組成物のしきい値電圧が大きくなり好ましくない。第２成分の使用量は１０〜６０重量％が好ましい。より好ましくは１５〜５０重量％が好ましい。１０重量％未満だと液晶組成物のしきい値電圧が大きくなり好ましくない。６０重量％を超えると液晶組成物の粘度が大きくなり好ましくない。第３成分の使用量は１０〜７０重量％が好ましい。より好ましくは１５〜６０重量％が好ましい。１０重量％未満だと液晶組成物の粘度が大きく好ましくない。７０重量％を超えると液晶組成物のしきい値電圧が大きくなり好ましくない。第４成分の使用量は０〜５０重量％が好ましい。より好ましくは０〜４０重量％が好ましい。
【００２６】
本発明の液晶組成物は使用される液晶表示素子の目的に応じて、上記一般式Ｉ〜ＶＩで表される化合物の他、しきい値電圧、ネマティックレンジ、Δｎ、誘電率異方性、粘度等を調整する目的で、他の化合物を本発明の目的を害さない範囲で適当量含有することができる。このような化合物の例として以下の化合物を挙げることができる。
【００２７】
【化２３】
（Ｒは炭素数１〜１０のアルキル基を示す。）
【００２８】
本発明に従い使用される液晶組成物は、それ自体慣用な方法で調製される。一般には、種々の成分を高い温度で互いに溶解させる方法がとられている。また、本発明の液晶材料は、適当な添加物によって意図する用途に応じた改良がなされ、最適化される。このような添加物は当業者によく知られており、文献等に詳細に記載されている。通常、液晶のらせん構造を誘起して必要なねじれ角を調整し、逆ねじれ（ｒｅｖｅｒｓｅｔｗｉｓｔ）を防止するため、キラルドープ剤（ｃｈｉｒａｌ ｄｏｐａｎｔ）などを添加する。
【００２９】
また、本発明に従い使用される液晶組成物は、メロシアニン系、スチリル系、アゾ系、アゾメチン系、アゾキシ系、キノフタロン系、アントラキノン系およびテトラジン系等の二色性色素を添加してゲストホスト（ＧＨ）モード用の液晶組成物としても使用できる。あるいは、ネマチック液晶をマイクロカプセル化して作製したＮＣＡＰや液晶中に三次元網目状高分子を作製したポリマーネットワーク液晶表示素子（ＰＮＬＣＤ）に代表されるポリマー分散型液晶表示素子（ＰＮＬＣＤ）用の液晶組成物としても使用できる。その他、複屈折制御（ＥＣＢ）モードや動的散乱（ＤＳ）モード用の液晶組成物としても使用できる。
【００３０】
【実施例】
以下、実施例により本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。また、比較例、実施例の組成比は全て重量％または重量部で示される。
尚、２４０゜ＳＴＮセル評価に関しては、セル厚ｄと屈折率異方性Δｎとの積Δｎ・ｄが約０．８５となるようにセル厚ｄを選択し、セル厚ｄと液晶組成物のピッチｐの比ｄ／ｐが約０．５となるように液晶組成物に対してカイラル化合物を添加した後、セルに注入した。
セル評価はイエローモードで行い、７０Ｈｚの矩形波で電圧−透過率特性（Ｖ−Ｔ特性）を測定した。透過率９０％のときの電圧Ｖ９０と透過率１０％のときの電圧Ｖ１０の比を急峻性Ｖ１０／Ｖ９０として評価した。
【００３１】
カイラル化合物として以下の構造式で示されるものを使用したが、本発明に用いることのできるカイラル化合物はこれらに限定されるものではない。
【００３２】
【化２４】
【化２５】
【００３３】
（比較例１）
以下の組成物Ａを調製した。
【化２６】
【００３４】
この組成物Ａ透明点はＴＮＩ＝７２．４（℃）、２０℃における粘度はη２０＝２７．０（ｍＰａ・ｓ）、２５℃における屈折率異方性はΔｎ＝０．１３７、２０℃における誘電率異方性はΔε＝１１．０、２０℃におけるしきい値電圧はＶｔｈ＝１．７８（Ｖ）であった。
【００３５】
（比較例２）
比較例１の組成物Ａ８５重量部に式（Ｉ）に包含される次式の化合物を１５重量部混合して液晶組成物を調製した。
【化２７】
【００３６】
この液晶組成物の透明点はＴＮＩ＝６７．６（℃）、２０℃における粘度はη２０＝２０．２（ｍＰａ・ｓ）、２５℃における屈折率異方性はΔｎ＝０．１２３、２０℃における誘電率異方性はΔε＝９．６、２０℃におけるしきい値電圧はＶｔｈ＝１．７４（Ｖ）であった。
この液晶組成物１００重量部に対しカイラル化合物ＣＭ−３３を０．８０重量部添加した組成物を調製し、厚さｄ＝６．９μｍの２４０°ＳＴＮセルに注入し、イエローモードでセル評価を行った。
７０Ｈｚの矩形波で電圧−透過率特性（Ｖ−Ｔ特性）を測定したところ、透過率９０％のときの電圧Ｖ９０＝１．９５（Ｖ）、透過率１０％のときの電圧Ｖ１０＝２．５０（Ｖ）、急峻性Ｖ１０／Ｖ９０＝１．２８２であった。
【００３７】
（実施例１）
【化２８】
からなる液晶組成物を調製した。
【００３８】
この液晶組成物の透明点はＴＮＩ＝８６．７（℃）、２０℃における粘度はη２０＝１３．４（ｍＰａ・ｓ）、２５℃における屈折率異方性はΔｎ＝０．１３３、２０℃における誘電率異方性はΔε＝７．０、２０℃におけるしきい値電圧はＶｔｈ＝２．０３（Ｖ）であった。
この液晶組成物１００部に対しカイラル化合物ＣＭ−３３を０．８５部添加した組成物を調製し、厚さｄ＝６．４μｍの２４０°ＳＴＮセルに注入し、イエローモードでセル評価を行った。
７０Ｈｚの矩形波で電圧−透過率特性（Ｖ−Ｔ特性）を測定したところ、透過率９０％のときの電圧Ｖ９０＝２．２１（Ｖ）、透過率１０％のときの電圧Ｖ１０＝２．３８（Ｖ）、急峻性Ｖ１０／Ｖ９０＝１．０７６であった。
比較例１および２の組成物に比べ透明点が高くなり、粘度が小さくなった。また、比較例２の組成物に比べ、急峻性が大きく改善された。
【００３９】
（実施例２）
【化２９】
からなる液晶組成物を調製した。
【００４０】
この液晶組成物の透明点はＴＮＩ＝８５．０（℃）、２０℃における粘度はη２０＝１５．８（ｍＰａ・ｓ）、２５℃における屈折率異方性はΔｎ＝０．１３３、２０℃における誘電率異方性はΔε＝６．５、２０℃におけるしきい値電圧はＶｔｈ＝２．０３（Ｖ）であった。
この液晶組成物１００部に対しカイラル化合物ＣＭ−３３を０．８０部添加した組成物を調製し、厚さｄ＝６．４μｍの２４０°ＳＴＮセルに注入し、イエローモードでセル評価を行った。
７０Ｈｚの矩形波で電圧−透過率特性（Ｖ−Ｔ特性）を測定したところ、透過率９０％のときの電圧Ｖ９０＝２．２４（Ｖ）、透過率１０％のときの電圧Ｖ１０＝２．３７（Ｖ）、急峻性Ｖ１０／Ｖ９０＝１．０５４であった。
比較例１および２の組成物に比べ透明点が高くなり、粘度が小さくなった。また、比較例２の組成物に比べ、急峻性が大きく改善された。
【００４１】
（実施例３）
【化３０】
からなる液晶組成物を調製した。
【００４２】
この液晶組成物の透明点はＴＮＩ＝９０．６（℃）、２０℃における粘度はη２０＝１４．４（ｍＰａ・ｓ）、２５℃における屈折率異方性はΔｎ＝０．１５４、２０℃における誘電率異方性はΔε＝６．０、２０℃におけるしきい値電圧はＶｔｈ＝２．２９（Ｖ）であった。
この液晶組成物１００部に対しカイラル化合物ＣＭ−３３を０．８５部添加した組成物を調製し、厚さｄ＝５．５μｍの２４０°ＳＴＮセルに注入し、イエローモードでセル評価を行った。
７０Ｈｚの矩形波で電圧−透過率特性（Ｖ−Ｔ特性）を測定したところ、透過率９０％のときの電圧Ｖ９０＝２．４５（Ｖ）、透過率１０％のときの電圧Ｖ１０＝２．５３（Ｖ）、急峻性Ｖ１０／Ｖ９０＝１．０３４であった。
比較例１および２の組成物に比べ透明点が高くなり、粘度が小さくなった。また、比較例２の組成物に比べ、急峻性が大きく改善された。
【００４３】
（実施例４）
【化３１】
からなる液晶組成物を調製した。
【００４４】
この液晶組成物の透明点はＴＮＩ＝７０．７（℃）、２０℃における粘度はη２０＝１５．２（ｍＰａ・ｓ）、２５℃における屈折率異方性はΔｎ＝０．１７１、２０℃における誘電率異方性はΔε＝５．５、２０℃におけるしきい値電圧はＶｔｈ＝２．０１（Ｖ）であった。
この液晶組成物１００部に対しカイラル化合物ＣＭ−３３を１．０９部添加した組成物を調製し、厚さｄ＝５．０μｍの２４０°ＳＴＮセルに注入し、イエローモードでセル評価を行った。
７０Ｈｚの矩形波で電圧−透過率特性（Ｖ−Ｔ特性）を測定したところ、透過率９０％のときの電圧Ｖ９０＝２．１１（Ｖ）、透過率１０％のときの電圧Ｖ１０＝２．４１（Ｖ）、急峻性Ｖ１０／Ｖ９０＝１．１４２であった。
比較例１および２の組成物に比べ、粘度が小さくなった。また、比較例２の組成物に比べ、急峻性が大きく改善された。
【００４５】
（実施例５）
【化３２】
からなる液晶組成物を調製した。
【００４６】
この液晶組成物の透明点はＴＮＩ＝１０２．７（℃）、２０℃における粘度はη２０＝１６．５（ｍＰａ・ｓ）、２５℃における屈折率異方性はΔｎ＝０．１３４、２０℃におけるしきい値電圧はＶｔｈ＝２．００（Ｖ）であった。
この液晶組成物１００部に対しカイラル化合物ＣＮを１．８７部添加した組成物を調製し、厚さｄ＝６．４μｍの２４０°ＳＴＮセルに注入し、イエローモードでセル評価を行った。
７０Ｈｚの矩形波で電圧−透過率特性（Ｖ−Ｔ特性）を測定したところ、透過率９０％のときの電圧Ｖ９０＝２．１９（Ｖ）、透過率１０％のときの電圧Ｖ１０＝２．３４（Ｖ）、急峻性Ｖ１０／Ｖ９０＝１．０６８であった。
比較例１および２の組成物に比べ透明点が高く、粘度が小さくなった。また、比較例２の組成物に比べ、急峻性が大きく改善された。
【００４７】
（実施例６）
【化３３】
からなる液晶組成物を調製した。
【００４８】
この液晶組成物の透明点はＴＮＩ＝１０２．０（℃）、２０℃における粘度はη２０＝１５．７（ｍＰａ・ｓ）、２５℃における屈折率異方性はΔｎ＝０．１３１、２０℃におけるしきい値電圧はＶｔｈ＝２．０７（Ｖ）であった。
この液晶組成物１００部に対しカイラル化合物ＣＮを１．７４部添加した組成物を調製し、厚さｄ＝６．５μｍの２４０°ＳＴＮセルに注入し、イエローモードでセル評価を行った。
７０Ｈｚの矩形波で電圧−透過率特性（Ｖ−Ｔ特性）を測定したところ、透過率９０％のときの電圧Ｖ９０＝２．１９（Ｖ）、透過率１０％のときの電圧Ｖ１０＝２．３６（Ｖ）、急峻性Ｖ１０／Ｖ９０＝１．０７８であった。
比較例１および２の組成物に比べ透明点が高く、粘度が小さくなった。また、比較例２の組成物に比べ、急峻性が大きく改善された。
【００４９】
（実施例７）
【化３４】
からなる液晶組成物を調製した。
【００５０】
この液晶組成物の透明点はＴＮＩ＝７８．７（℃）、２０℃における粘度はη２０＝１２．６（ｍＰａ・ｓ）、２５℃における屈折率異方性はΔｎ＝０．１３３、２０℃における誘電率異方性はΔε＝６．５、２０℃におけるしきい値電圧はＶｔｈ＝１．９３（Ｖ）であった。
この液晶組成物１００部に対しカイラル化合物ＣＭ−３３を０．８２部添加した組成物を調製し、厚さｄ＝６．４μｍの２４０°ＳＴＮセルに注入し、イエローモードでセル評価を行った。
７０Ｈｚの矩形波で電圧−透過率特性（Ｖ−Ｔ特性）を測定したところ、透過率９０％のときの電圧Ｖ９０＝２．１５（Ｖ）、透過率１０％のときの電圧Ｖ１０＝２．３０（Ｖ）、急峻性Ｖ１０／Ｖ９０＝１．０７０であった。
【００５１】
（実施例８）
【化３５】
からなる液晶組成物を調製した。
【００５２】
この液晶組成物の透明点はＴＮＩ＝７６．６（℃）、２０℃における粘度はη２０＝１９．１（ｍＰａ・ｓ）、２５℃における屈折率異方性はΔｎ＝０．１２０、２０℃における誘電率異方性はΔε＝７．２、２０℃におけるしきい値電圧はＶｔｈ＝１．７９（Ｖ）であった。
この液晶組成物１００部に対しカイラル化合物ＣＭ−３３を０．８０部添加した組成物を調製し、厚さｄ＝７．０μｍの２４０°ＳＴＮセルに注入し、イエローモードでセル評価を行った。
７０Ｈｚの矩形波で電圧−透過率特性（Ｖ−Ｔ特性）を測定したところ、透過率９０％のときの電圧Ｖ９０＝１．９２（Ｖ）、透過率１０％のときの電圧Ｖ１０＝２．０９（Ｖ）、急峻性Ｖ１０／Ｖ９０＝１．０８９であった。
【００５３】
（実施例９）
【化３６】
からなる液晶組成物を調製した。
【００５４】
この液晶組成物の透明点はＴＮＩ＝７６．１（℃）、２０℃における粘度はη２０＝１８．０（ｍＰａ・ｓ）、２５℃における屈折率異方性はΔｎ＝０．１１１、２０℃における誘電率異方性はΔε＝７．８、２０℃におけるしきい値電圧はＶｔｈ＝１．７０（Ｖ）であった。
この液晶組成物１００部に対しカイラル化合物ＣＭ−３３を０．７８部添加した組成物を調製し、厚さｄ＝７．５μｍの２４０°ＳＴＮセルに注入し、イエローモードでセル評価を行った。
７０Ｈｚの矩形波で電圧−透過率特性（Ｖ−Ｔ特性）を測定したところ、透過率９０％のときの電圧Ｖ９０＝１．８６（Ｖ）、透過率１０％のときの電圧Ｖ１０＝２．０３（Ｖ）、急峻性Ｖ１０／Ｖ９０＝１．０９１であった。
【００５５】
（実施例１０）
【化３７】
【化３８】
からなる液晶組成物を調製した。
【００５６】
この液晶組成物の透明点はＴＮＩ＝８５．０（℃）、２０℃における粘度はη２０＝２３．７（ｍＰａ・ｓ）、２５℃における屈折率異方性はΔｎ＝０．１２４、２０℃における誘電率異方性はΔε＝１１．４、２０℃におけるしきい値電圧はＶｔｈ＝１．３９（Ｖ）であった。
この液晶組成物１００部に対しカイラル化合物ＣＭ−３３を０．８０部添加した組成物を調製し、厚さｄ＝６．９μｍの２４０°ＳＴＮセルに注入し、イエローモードでセル評価を行った。
７０Ｈｚの矩形波で電圧−透過率特性（Ｖ−Ｔ特性）を測定したところ、透過率９０％のときの電圧Ｖ９０＝１．４６（Ｖ）、透過率１０％のときの電圧Ｖ１０＝１．６０（Ｖ）、急峻性Ｖ１０／Ｖ９０＝１．０９６であった。
【００５７】
（実施例１１）
【化３９】
【化４０】
からなる液晶組成物を調製した。
【００５８】
この液晶組成物の透明点はＴＮＩ＝８１．２（℃）、２０℃における粘度はη２０＝２４．５（ｍＰａ・ｓ）、２５℃における屈折率異方性はΔｎ＝０．１１３、２０℃における誘電率異方性はΔε＝８．１、２０℃におけるしきい値電圧はＶｔｈ＝１．５４（Ｖ）であった。
この液晶組成物１００部に対しカイラル化合物ＣＮを１．５０部添加した組成物を調製し、厚さｄ＝７．５μｍの２４０°ＳＴＮセルに注入し、イエローモードでセル評価を行った。
７０Ｈｚの矩形波で電圧−透過率特性（Ｖ−Ｔ特性）を測定したところ、透過率９０％のときの電圧Ｖ９０＝１．６７（Ｖ）、透過率１０％のときの電圧Ｖ１０＝１．８２（Ｖ）、急峻性Ｖ１０／Ｖ９０＝１．０９０であった。
【００５９】
【発明の効果】
実施例で示したように、本発明によってＳＴＮ表示方式に求められる種々の特性を満たしながら、特にカラー化に対応するために電圧−透過率特性（急峻性）の優れた液晶組成物および高速応答性に対応するために低粘度の液晶組成物が提供できる。
【産業上の利用分野】
本発明は、透明電極を有する２枚の基板で形成される密閉セル中に設けられた、少なくとも１種のカイラル添加物を含むネマチック液晶組成物およびその液晶組成物を用いた液晶表示素子に関する。
さらに詳しくはスーパーツイスト複屈折（ＳＴＮ）方式に好適な液晶組成物およびその液晶組成物を用いた液晶表示素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示素子（ＬＣＤ）の表示方式としてツイストネマチック（ＴＮ）方式、スーパーツイスト複屈折（ＳＴＮ）方式、アクティブマトリックス（ＡＭ−ＬＣＤ）方式等が提案され、次々に実用化されてきた。これらの内、Ｔ．Ｊ．Ｓｃｈｅｆｆｅｒ等によって提案された（Ａｐｐｌ．Ｐｈｙ．Ｌｅｔｔ．，４５（１０），１０２１（１９８４））上下の基盤における液晶分子の配向を１８０〜２７０゜にツイストさせたスーパーツイスト複屈折（ＳＴＮ）方式はパソコン、ワープロ等のＬＣＤとして採用され、更に種々の特性改善が要求されるようになった。
【０００３】
このＳＴＮ方式の液晶表示素子に用いられる液晶組成物には、以下のような特性が求められる。
（１）液晶表示素子のコントラストを高めるために、電圧−透過率特性（急峻性）が急峻であること。
（２）屈折率異方性（Δｎ）の温度依存性による色つきの変化を少なくするために、ネマチック−等方性相の相転移温度（透明点）が高いこと。
（３）応答時間をできるだけ短くするために、粘度（η）が小さいこと。
これらの特性のうち、近年特にカラー化への対応と動画への対応が強く要求されようになり、特に上記（１）及び（３）の特性改善が重要となってきた。
しかしながら、このような液晶組成物は鋭意検討されてはいるものの、常に改善を要求されているのが現状である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上記ＳＴＮ表示方式に求められる種々の特性を満たしながら、特にカラー化に対応するために電圧−透過率特性（急峻性）の優れた液晶組成物および高速応答性に対応するために低粘度の液晶組成物を提供することにある。
本発明者らは、これらの課題を解決すべく種々の液晶化合物を用いた組成物を鋭意検討した結果、本発明を完成した。本発明の液晶組成物をＳＴＮ表示素子に使用する場合に、これらの目的を達成できることを見いだした。
【０００５】
【発明を解決するための手段】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明に第１の発明は第１成分として一般式Ｉ
【化７】
【化８】
【化９】
【化１０】
【０００６】
本発明の第２の発明は、第１成分が液晶組成物の全重量に対して３〜５０重量％であり、第２成分が１０〜７０重量％であり、第３成分が１０〜７０重量％であることを特徴とする上記第１の発明に記載の液晶組成物に関する。
【０００７】
本発明の第３の発明は、第４成分として、一般式ＶまたはＶＩ
【化１１】
【化１２】
【０００８】
本発明の第４の発明は、第４成分が液晶組成物の全重量に対して０〜５０重量％であることを特徴とする上記第３の発明に記載の液晶組成物に関する。
【０００９】
本発明の第５の発明は、一般式ＩＩＩにおいて、Ｒ３およびＲ４が各々独立して炭素数１〜１０のアルキル基、アルコキシ基またはアルコキシメチル基を示すことを特徴とする上記第１〜４の発明のいずれかに記載の液晶組成物に関する。
【００１０】
本発明の第６発明は、一般式ＩＶにおいて、Ｒ５が炭素数１〜１０のアルキル基を示し、Ｒ６が炭素数１〜１０のアルキル基またはアルコキシ基を示すことを特徴とする上記第１〜５の発明のいずれかに記載の液晶組成物に関する。
【００１１】
本発明の第７の発明は、上記第１〜７の発明のいずれかに記載の液晶組成物を用いた液晶表示素子に関する。
【００１２】
以下、本発明の液晶組成物を構成する液晶化合物について説明する。
本発明の一般式Ｉで表される化合物として、好ましくは以下の化合物を挙げることができる。
【００１３】
【化１３】
【００１４】
これらの化合物は特開平１−１７５９４７号公報および特開平１−３０８２３９号公報（ＥＰ０３２５７９６Ｂ）によって公知化されている。これらの化合物は誘電率異方性が弱い正の化合物で且つ屈折率異方性（Δｎ）が小さい化合物で主として粘度低下および急峻性改善の目的で使用される。
【００１５】
本発明の第２成分である一般式ＩＩ−ａ、ＩＩ−ｂおよびＩＩ−ｃで表される化合物として、好ましくは以下の化合物を挙げることができる。
【００１６】
【化１４】
【００１７】
これらの化合物のなかでは、式（ＩＩ−ａ−１）、（ＩＩ−ａ−３）、（ＩＩ−ａ−６）、（ＩＩ−ａ−７）、（ＩＩ−ｂ−１）、（ＩＩ−ｂ−３）、（ＩＩ−ｂ−５）、（ＩＩ−ｃ−１）、（ＩＩ−ｃ−４）、（ＩＩ−ｃ−５）、（ＩＩ−ｃ−６）、（ＩＩ−ｃ−７）、（ＩＩ−ｃ−１０）または（ＩＩ−ｃ−１１）で表される化合物が本発明において特に好ましく用いられる。
これら第２成分の化合物は誘電率異方性が正の化合物で特にその値が大きく、主としてしきい値電圧を小さくする目的およびＳＴＮ特性として重要な急峻性を改善する目的で使用される。
【００１８】
本発明の第３成分である一般式ＩＩＩおよびＩＶで表される化合物として、好ましくは以下の化合物を挙げることができる。
【００１９】
【化１６】
【００２０】
これら第３成分の中で、式（ＩＩＩ）で表される化合物としては、式（ＩＩＩ−１）、（ＩＩＩ−２）、（ＩＩＩ−４）、（ＩＩＩ−５）、（ＩＩＩ−６）、（ＩＩＩ−７）、（ＩＩＩ−８）、（ＩＩＩ−１３）、（ＩＩＩ−１４）、（ＩＩＩ−１８）、（ＩＩＩ−１９）または（ＩＩＩ−２０）で表される化合物が本発明において特に好ましく用いられる。また、式（ＩＶ）で表される化合物としては、式（ＩＶ−１）、（ＩＶ−２）、（ＩＶ−５）、（ＩＶ−９）、（ＩＶ−１１）、（ＩＶ−１２）、（ＩＶ−１４）または（ＩＶ−１５）で表される化合物が本発明において特に好ましく用いられる。
一般式ＩＩＩおよびＩＶの化合物は、誘電率異方性が負かまたは弱い正の化合物である。一般式ＩＩＩの化合物は主として粘度低下および／またはΔｎ調整の目的で使用される。また、一般式ＩＶの化合物は透明点を高くする等のネマチック相を広げる目的および／またはΔｎ調整、粘度調整の目的で使用される。
【００２１】
本発明の一般式ＶおよびＶＩで表される化合物として、好ましくは以下の化合物を挙げることができる。
【００２２】
【化２０】
【００２３】
一般式（Ｖ）で表される化合物としては、式（Ｖ−１）、（Ｖ−２）または（Ｖ−３）で表される化合物が本発明において特に好ましく用いられる。また、一般式（ＶＩ）で表される化合物としては、式（ＶＩ−１）、（ＶＩ−５）、（ＶＩ−６）、（ＶＩ−７）、（ＶＩ−８）、（ＶＩ−９）、（ＶＩ−１０）、（ＶＩ−１１）、（ＶＩ−１２）、（ＶＩ−１３）、（ＶＩ−１４）、（ＶＩ−１５）、（ＶＩ−１６）または（ＶＩ−１８）で表される化合物が本発明において特に好ましく用いられる。
【００２４】
一般式Ｖ〜ＶＩの化合物は誘電率異方性が正の化合物であり、特にしきい値電圧を小さくする目的やその温度依存性を改善する目的で使用される。また、粘度調整、Δｎ調整、透明点を高くする等のネマチックレンジを広げる目的にも使用される。
【００２５】
本発明で使用される第１成分の使用量は、液晶組成物の全重量に対して３〜５０重量％が好ましい。より好ましくは５〜４０重量％が好ましい。３重量％未満だと主題の急峻性、高速応答性の効果が得にくいし、５０重量％を超えると液晶組成物のしきい値電圧が大きくなり好ましくない。第２成分の使用量は１０〜６０重量％が好ましい。より好ましくは１５〜５０重量％が好ましい。１０重量％未満だと液晶組成物のしきい値電圧が大きくなり好ましくない。６０重量％を超えると液晶組成物の粘度が大きくなり好ましくない。第３成分の使用量は１０〜７０重量％が好ましい。より好ましくは１５〜６０重量％が好ましい。１０重量％未満だと液晶組成物の粘度が大きく好ましくない。７０重量％を超えると液晶組成物のしきい値電圧が大きくなり好ましくない。第４成分の使用量は０〜５０重量％が好ましい。より好ましくは０〜４０重量％が好ましい。
【００２６】
本発明の液晶組成物は使用される液晶表示素子の目的に応じて、上記一般式Ｉ〜ＶＩで表される化合物の他、しきい値電圧、ネマティックレンジ、Δｎ、誘電率異方性、粘度等を調整する目的で、他の化合物を本発明の目的を害さない範囲で適当量含有することができる。このような化合物の例として以下の化合物を挙げることができる。
【００２７】
【化２３】
【００２８】
本発明に従い使用される液晶組成物は、それ自体慣用な方法で調製される。一般には、種々の成分を高い温度で互いに溶解させる方法がとられている。また、本発明の液晶材料は、適当な添加物によって意図する用途に応じた改良がなされ、最適化される。このような添加物は当業者によく知られており、文献等に詳細に記載されている。通常、液晶のらせん構造を誘起して必要なねじれ角を調整し、逆ねじれ（ｒｅｖｅｒｓｅｔｗｉｓｔ）を防止するため、キラルドープ剤（ｃｈｉｒａｌ ｄｏｐａｎｔ）などを添加する。
【００２９】
また、本発明に従い使用される液晶組成物は、メロシアニン系、スチリル系、アゾ系、アゾメチン系、アゾキシ系、キノフタロン系、アントラキノン系およびテトラジン系等の二色性色素を添加してゲストホスト（ＧＨ）モード用の液晶組成物としても使用できる。あるいは、ネマチック液晶をマイクロカプセル化して作製したＮＣＡＰや液晶中に三次元網目状高分子を作製したポリマーネットワーク液晶表示素子（ＰＮＬＣＤ）に代表されるポリマー分散型液晶表示素子（ＰＮＬＣＤ）用の液晶組成物としても使用できる。その他、複屈折制御（ＥＣＢ）モードや動的散乱（ＤＳ）モード用の液晶組成物としても使用できる。
【００３０】
【実施例】
以下、実施例により本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。また、比較例、実施例の組成比は全て重量％または重量部で示される。
尚、２４０゜ＳＴＮセル評価に関しては、セル厚ｄと屈折率異方性Δｎとの積Δｎ・ｄが約０．８５となるようにセル厚ｄを選択し、セル厚ｄと液晶組成物のピッチｐの比ｄ／ｐが約０．５となるように液晶組成物に対してカイラル化合物を添加した後、セルに注入した。
セル評価はイエローモードで行い、７０Ｈｚの矩形波で電圧−透過率特性（Ｖ−Ｔ特性）を測定した。透過率９０％のときの電圧Ｖ９０と透過率１０％のときの電圧Ｖ１０の比を急峻性Ｖ１０／Ｖ９０として評価した。
【００３１】
カイラル化合物として以下の構造式で示されるものを使用したが、本発明に用いることのできるカイラル化合物はこれらに限定されるものではない。
【００３２】
【化２４】
（比較例１）
以下の組成物Ａを調製した。
【化２６】
この組成物Ａ透明点はＴＮＩ＝７２．４（℃）、２０℃における粘度はη２０＝２７．０（ｍＰａ・ｓ）、２５℃における屈折率異方性はΔｎ＝０．１３７、２０℃における誘電率異方性はΔε＝１１．０、２０℃におけるしきい値電圧はＶｔｈ＝１．７８（Ｖ）であった。
【００３５】
（比較例２）
比較例１の組成物Ａ８５重量部に式（Ｉ）に包含される次式の化合物を１５重量部混合して液晶組成物を調製した。
【化２７】
この液晶組成物の透明点はＴＮＩ＝６７．６（℃）、２０℃における粘度はη２０＝２０．２（ｍＰａ・ｓ）、２５℃における屈折率異方性はΔｎ＝０．１２３、２０℃における誘電率異方性はΔε＝９．６、２０℃におけるしきい値電圧はＶｔｈ＝１．７４（Ｖ）であった。
この液晶組成物１００重量部に対しカイラル化合物ＣＭ−３３を０．８０重量部添加した組成物を調製し、厚さｄ＝６．９μｍの２４０°ＳＴＮセルに注入し、イエローモードでセル評価を行った。
７０Ｈｚの矩形波で電圧−透過率特性（Ｖ−Ｔ特性）を測定したところ、透過率９０％のときの電圧Ｖ９０＝１．９５（Ｖ）、透過率１０％のときの電圧Ｖ１０＝２．５０（Ｖ）、急峻性Ｖ１０／Ｖ９０＝１．２８２であった。
【００３７】
（実施例１）
【化２８】
【００３８】
この液晶組成物の透明点はＴＮＩ＝８６．７（℃）、２０℃における粘度はη２０＝１３．４（ｍＰａ・ｓ）、２５℃における屈折率異方性はΔｎ＝０．１３３、２０℃における誘電率異方性はΔε＝７．０、２０℃におけるしきい値電圧はＶｔｈ＝２．０３（Ｖ）であった。
この液晶組成物１００部に対しカイラル化合物ＣＭ−３３を０．８５部添加した組成物を調製し、厚さｄ＝６．４μｍの２４０°ＳＴＮセルに注入し、イエローモードでセル評価を行った。
７０Ｈｚの矩形波で電圧−透過率特性（Ｖ−Ｔ特性）を測定したところ、透過率９０％のときの電圧Ｖ９０＝２．２１（Ｖ）、透過率１０％のときの電圧Ｖ１０＝２．３８（Ｖ）、急峻性Ｖ１０／Ｖ９０＝１．０７６であった。
比較例１および２の組成物に比べ透明点が高くなり、粘度が小さくなった。また、比較例２の組成物に比べ、急峻性が大きく改善された。
【００３９】
（実施例２）
【化２９】
【００４０】
この液晶組成物の透明点はＴＮＩ＝８５．０（℃）、２０℃における粘度はη２０＝１５．８（ｍＰａ・ｓ）、２５℃における屈折率異方性はΔｎ＝０．１３３、２０℃における誘電率異方性はΔε＝６．５、２０℃におけるしきい値電圧はＶｔｈ＝２．０３（Ｖ）であった。
この液晶組成物１００部に対しカイラル化合物ＣＭ−３３を０．８０部添加した組成物を調製し、厚さｄ＝６．４μｍの２４０°ＳＴＮセルに注入し、イエローモードでセル評価を行った。
７０Ｈｚの矩形波で電圧−透過率特性（Ｖ−Ｔ特性）を測定したところ、透過率９０％のときの電圧Ｖ９０＝２．２４（Ｖ）、透過率１０％のときの電圧Ｖ１０＝２．３７（Ｖ）、急峻性Ｖ１０／Ｖ９０＝１．０５４であった。
比較例１および２の組成物に比べ透明点が高くなり、粘度が小さくなった。また、比較例２の組成物に比べ、急峻性が大きく改善された。
【００４１】
（実施例３）
【化３０】
【００４２】
この液晶組成物の透明点はＴＮＩ＝９０．６（℃）、２０℃における粘度はη２０＝１４．４（ｍＰａ・ｓ）、２５℃における屈折率異方性はΔｎ＝０．１５４、２０℃における誘電率異方性はΔε＝６．０、２０℃におけるしきい値電圧はＶｔｈ＝２．２９（Ｖ）であった。
この液晶組成物１００部に対しカイラル化合物ＣＭ−３３を０．８５部添加した組成物を調製し、厚さｄ＝５．５μｍの２４０°ＳＴＮセルに注入し、イエローモードでセル評価を行った。
７０Ｈｚの矩形波で電圧−透過率特性（Ｖ−Ｔ特性）を測定したところ、透過率９０％のときの電圧Ｖ９０＝２．４５（Ｖ）、透過率１０％のときの電圧Ｖ１０＝２．５３（Ｖ）、急峻性Ｖ１０／Ｖ９０＝１．０３４であった。
比較例１および２の組成物に比べ透明点が高くなり、粘度が小さくなった。また、比較例２の組成物に比べ、急峻性が大きく改善された。
【００４３】
（実施例４）
【化３１】
【００４４】
この液晶組成物の透明点はＴＮＩ＝７０．７（℃）、２０℃における粘度はη２０＝１５．２（ｍＰａ・ｓ）、２５℃における屈折率異方性はΔｎ＝０．１７１、２０℃における誘電率異方性はΔε＝５．５、２０℃におけるしきい値電圧はＶｔｈ＝２．０１（Ｖ）であった。
この液晶組成物１００部に対しカイラル化合物ＣＭ−３３を１．０９部添加した組成物を調製し、厚さｄ＝５．０μｍの２４０°ＳＴＮセルに注入し、イエローモードでセル評価を行った。
７０Ｈｚの矩形波で電圧−透過率特性（Ｖ−Ｔ特性）を測定したところ、透過率９０％のときの電圧Ｖ９０＝２．１１（Ｖ）、透過率１０％のときの電圧Ｖ１０＝２．４１（Ｖ）、急峻性Ｖ１０／Ｖ９０＝１．１４２であった。
比較例１および２の組成物に比べ、粘度が小さくなった。また、比較例２の組成物に比べ、急峻性が大きく改善された。
【００４５】
（実施例５）
【化３２】
【００４６】
この液晶組成物の透明点はＴＮＩ＝１０２．７（℃）、２０℃における粘度はη２０＝１６．５（ｍＰａ・ｓ）、２５℃における屈折率異方性はΔｎ＝０．１３４、２０℃におけるしきい値電圧はＶｔｈ＝２．００（Ｖ）であった。
この液晶組成物１００部に対しカイラル化合物ＣＮを１．８７部添加した組成物を調製し、厚さｄ＝６．４μｍの２４０°ＳＴＮセルに注入し、イエローモードでセル評価を行った。
７０Ｈｚの矩形波で電圧−透過率特性（Ｖ−Ｔ特性）を測定したところ、透過率９０％のときの電圧Ｖ９０＝２．１９（Ｖ）、透過率１０％のときの電圧Ｖ１０＝２．３４（Ｖ）、急峻性Ｖ１０／Ｖ９０＝１．０６８であった。
比較例１および２の組成物に比べ透明点が高く、粘度が小さくなった。また、比較例２の組成物に比べ、急峻性が大きく改善された。
【００４７】
（実施例６）
【化３３】
【００４８】
この液晶組成物の透明点はＴＮＩ＝１０２．０（℃）、２０℃における粘度はη２０＝１５．７（ｍＰａ・ｓ）、２５℃における屈折率異方性はΔｎ＝０．１３１、２０℃におけるしきい値電圧はＶｔｈ＝２．０７（Ｖ）であった。
この液晶組成物１００部に対しカイラル化合物ＣＮを１．７４部添加した組成物を調製し、厚さｄ＝６．５μｍの２４０°ＳＴＮセルに注入し、イエローモードでセル評価を行った。
７０Ｈｚの矩形波で電圧−透過率特性（Ｖ−Ｔ特性）を測定したところ、透過率９０％のときの電圧Ｖ９０＝２．１９（Ｖ）、透過率１０％のときの電圧Ｖ１０＝２．３６（Ｖ）、急峻性Ｖ１０／Ｖ９０＝１．０７８であった。
比較例１および２の組成物に比べ透明点が高く、粘度が小さくなった。また、比較例２の組成物に比べ、急峻性が大きく改善された。
【００４９】
（実施例７）
【化３４】
【００５０】
この液晶組成物の透明点はＴＮＩ＝７８．７（℃）、２０℃における粘度はη２０＝１２．６（ｍＰａ・ｓ）、２５℃における屈折率異方性はΔｎ＝０．１３３、２０℃における誘電率異方性はΔε＝６．５、２０℃におけるしきい値電圧はＶｔｈ＝１．９３（Ｖ）であった。
この液晶組成物１００部に対しカイラル化合物ＣＭ−３３を０．８２部添加した組成物を調製し、厚さｄ＝６．４μｍの２４０°ＳＴＮセルに注入し、イエローモードでセル評価を行った。
７０Ｈｚの矩形波で電圧−透過率特性（Ｖ−Ｔ特性）を測定したところ、透過率９０％のときの電圧Ｖ９０＝２．１５（Ｖ）、透過率１０％のときの電圧Ｖ１０＝２．３０（Ｖ）、急峻性Ｖ１０／Ｖ９０＝１．０７０であった。
【００５１】
（実施例８）
【化３５】
【００５２】
この液晶組成物の透明点はＴＮＩ＝７６．６（℃）、２０℃における粘度はη２０＝１９．１（ｍＰａ・ｓ）、２５℃における屈折率異方性はΔｎ＝０．１２０、２０℃における誘電率異方性はΔε＝７．２、２０℃におけるしきい値電圧はＶｔｈ＝１．７９（Ｖ）であった。
この液晶組成物１００部に対しカイラル化合物ＣＭ−３３を０．８０部添加した組成物を調製し、厚さｄ＝７．０μｍの２４０°ＳＴＮセルに注入し、イエローモードでセル評価を行った。
７０Ｈｚの矩形波で電圧−透過率特性（Ｖ−Ｔ特性）を測定したところ、透過率９０％のときの電圧Ｖ９０＝１．９２（Ｖ）、透過率１０％のときの電圧Ｖ１０＝２．０９（Ｖ）、急峻性Ｖ１０／Ｖ９０＝１．０８９であった。
【００５３】
（実施例９）
【化３６】
【００５４】
この液晶組成物の透明点はＴＮＩ＝７６．１（℃）、２０℃における粘度はη２０＝１８．０（ｍＰａ・ｓ）、２５℃における屈折率異方性はΔｎ＝０．１１１、２０℃における誘電率異方性はΔε＝７．８、２０℃におけるしきい値電圧はＶｔｈ＝１．７０（Ｖ）であった。
この液晶組成物１００部に対しカイラル化合物ＣＭ−３３を０．７８部添加した組成物を調製し、厚さｄ＝７．５μｍの２４０°ＳＴＮセルに注入し、イエローモードでセル評価を行った。
７０Ｈｚの矩形波で電圧−透過率特性（Ｖ−Ｔ特性）を測定したところ、透過率９０％のときの電圧Ｖ９０＝１．８６（Ｖ）、透過率１０％のときの電圧Ｖ１０＝２．０３（Ｖ）、急峻性Ｖ１０／Ｖ９０＝１．０９１であった。
【００５５】
（実施例１０）
【化３７】
【００５６】
この液晶組成物の透明点はＴＮＩ＝８５．０（℃）、２０℃における粘度はη２０＝２３．７（ｍＰａ・ｓ）、２５℃における屈折率異方性はΔｎ＝０．１２４、２０℃における誘電率異方性はΔε＝１１．４、２０℃におけるしきい値電圧はＶｔｈ＝１．３９（Ｖ）であった。
この液晶組成物１００部に対しカイラル化合物ＣＭ−３３を０．８０部添加した組成物を調製し、厚さｄ＝６．９μｍの２４０°ＳＴＮセルに注入し、イエローモードでセル評価を行った。
７０Ｈｚの矩形波で電圧−透過率特性（Ｖ−Ｔ特性）を測定したところ、透過率９０％のときの電圧Ｖ９０＝１．４６（Ｖ）、透過率１０％のときの電圧Ｖ１０＝１．６０（Ｖ）、急峻性Ｖ１０／Ｖ９０＝１．０９６であった。
【００５７】
（実施例１１）
【化３９】
【００５８】
この液晶組成物の透明点はＴＮＩ＝８１．２（℃）、２０℃における粘度はη２０＝２４．５（ｍＰａ・ｓ）、２５℃における屈折率異方性はΔｎ＝０．１１３、２０℃における誘電率異方性はΔε＝８．１、２０℃におけるしきい値電圧はＶｔｈ＝１．５４（Ｖ）であった。
この液晶組成物１００部に対しカイラル化合物ＣＮを１．５０部添加した組成物を調製し、厚さｄ＝７．５μｍの２４０°ＳＴＮセルに注入し、イエローモードでセル評価を行った。
７０Ｈｚの矩形波で電圧−透過率特性（Ｖ−Ｔ特性）を測定したところ、透過率９０％のときの電圧Ｖ９０＝１．６７（Ｖ）、透過率１０％のときの電圧Ｖ１０＝１．８２（Ｖ）、急峻性Ｖ１０／Ｖ９０＝１．０９０であった。
【００５９】
【発明の効果】
実施例で示したように、本発明によってＳＴＮ表示方式に求められる種々の特性を満たしながら、特にカラー化に対応するために電圧−透過率特性（急峻性）の優れた液晶組成物および高速応答性に対応するために低粘度の液晶組成物が提供できる。
Claims (8)
- （式中、Ｒ１は炭素数１〜１０のアルキル基または炭素数２〜１０のアルケニル基を示す。いずれにおいても基中の任意の１つまたは隣接しない２つ以上のメチレン基（−ＣＨ２−）は酸素原子（−Ｏ−）によって置換されても良い。ｎは０〜２０の整数を示す。）で表される化合物を少なくとも１種含有し、第２成分として一般式ＩＩ−ｃ
（式中、Ｒ２は炭素数１〜１０のアルキル基または炭素数２〜１０のアルケニル基を示す。いずれにおいても基中の任意の１つまたは隣接しない２つ以上のメチレン基（−ＣＨ２−）は酸素原子（−Ｏ−）によって置換されても良い。Ｚ １ は−ＣＨ ２ ＣＨ ２ −または−ＣＯＯ−を示し、Ｑ１はＨまたはＦを示し、Ａ ３ はトランス−１，４−シクロヘキシレンまたは１，４−フェニレンを示し、ｍは０または１を示す。）で表される化合物を少なくとも１種含有し、第３成分として一般式ＩＩＩまたはＩＶ
（式中、Ｒ３およびＲ４は各々独立して炭素数１〜１０のアルキル基または炭素数２〜８のアルケニル基を示す。いずれにおいても基中の任意の１つまたは隣接しない２つ以上のメチレン基（−ＣＨ２−）は酸素原子によって置換されても良い。Ｂはトランス−１，４−シクロヘキシレン、ピリミジン−２，５−ジイル（２の位置が式の右側になるように結合する）または１，４−フェニレンを示し、Ｃはトランス−１，４−シクロヘキシレンまたは１，４−フェニレンを示し、Ｚ２は−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯＯ−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−または単結合を示す。）
（式中、Ｒ５は炭素数１〜１０のアルキル基または炭素数２〜１０のアルケニル基を示す。いずれにおいても基中の任意の１つまたは隣接しない２つ以上のメチレン基（−ＣＨ２−）は酸素原子によって置換されても良い。Ｒ６は炭素数１〜１０のアルキル基、アルコキシ基またはアルコキシメチル基を示し、Ｄはトランス−１，４−シクロヘキシレンまたはピリミジン−２，５−ジイル（２の位置が式の右側になるように結合する）を示し、Ｅはトランス−１，４−シクロヘキシレンまたは側位の１つのＨがＦで置換されても良い１，４−フェニレンを示し、Ｇはトランス−１，４−シクロヘキシレンまたは１，４−フェニレンを示し、Ｚ３は−ＣＨ２ＣＨ２−または単結合を示し、Ｚ４は−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−または単結合を示す。）で表される化合物を１種含有することを特徴とする液晶組成物。 - 第１成分として、一般式Ｉ
（式中、Ｒ１は炭素数１〜１０のアルキル基または炭素数２〜１０のアルケニル基を示す。いずれにおいても基中の任意の１つまたは隣接しない２つ以上のメチレン基（−ＣＨ２−）は酸素原子（−Ｏ−）によって置換されても良い。ｎは０〜２０の整数を示す。）で表される化合物を少なくとも１種含有し、第２成分として一般式ＩＩ−ｃ−５
（Ｒは炭素数 1 〜１０のアルキル基または炭素数２〜１０のアルケニル基を示す。）で表される化合物を少なくとも１種含有し、第３成分として一般式ＩＩＩまたはＩＶ
（式中、Ｒ３およびＲ４は各々独立して炭素数１〜１０のアルキル基または炭素数２〜８のアルケニル基を示す。いずれにおいても基中の任意の１つまたは隣接しない２つ以上のメチレン基（−ＣＨ２−）は酸素原子によって置換されても良い。Ｂはトランス−１，４−シクロヘキシレン、ピリミジン−２，５−ジイル（２の位置が式の右側になるように結合する）または１，４−フェニレンを示し、Ｃはトランス−１，４−シクロヘキシレンまたは１，４−フェニレンを示し、Ｚ２は−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯＯ−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−または単結合を示す。）
（式中、Ｒ５は炭素数１〜１０のアルキル基または炭素数２〜１０のアルケニル基を示す。いずれにおいても基中の任意の１つまたは隣接しない２つ以上のメチレン基（−ＣＨ２−）は酸素原子によって置換されても良い。Ｒ６は炭素数１〜１０のアルキル基、アルコキシ基またはアルコキシメチル基を示し、Ｄはトランス−１，４−シクロヘキシレンまたはピリミジン−２，５−ジイル（２の位置が式の右側になるように結合する）を示し、Ｅはトランス−１，４−シクロヘキシレンまたは側位の１つのＨがＦで置換されても良い１，４−フェニレンを示し、Ｇはトランス−１，４−シクロヘキシレンまたは１，４−フェニレンを示し、Ｚ３は−ＣＨ２ＣＨ２−または単結合を示し、Ｚ４は−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−または単結合を示す。）で表される化合物を１種含有することを特徴とする液晶組成物。 - 第１成分が液晶組成物の全重量に対して３〜５０重量％であり、第２成分が１０〜７０重量％であり、第３成分が１０〜７０重量％であることを特徴とする請求項１または２に記載の液晶組成物。
- 第４成分として、一般式ＶまたはＶＩ
（式中、Ｒ７は炭素数１〜１０のアルキル基を示し、Ｑ２はＨまたはＦを示し、ｋは０または１を示す。）
（式中、Ｒ８は炭素数１〜１０のアルキル基を示し、Ｊはトランス−１，４−シクロヘキシレンまたは１，４−フェニレンを示し、Ｑ３およびＱ４は各々独立してＨまたはＦを示し、Ｚ５およびＺ６は各々独立して−ＣＯＯ−または単結合を示し、ｈは０、１または２を示す。）で表される化合物を少なくとも１種さらに含有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の液晶組成物。 - 第４成分が液晶組成物の全重量に対して０〜５０重量％であることを特徴とする請求項４に記載の液晶組成物。
- 一般式ＩＩＩにおいて、Ｒ３およびＲ４が各々独立して炭素数１〜１０のアルキル基、アルコキシ基またはアルコキシメチル基を示すことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の液晶組成物。
- 一般式ＩＶにおいて、Ｒ５が炭素数１〜１０のアルキル基を示し、Ｒ６が炭素数１〜１０のアルキル基またはアルコキシ基を示すことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の液晶組成物。
- 請求項１〜７のいずれかに記載の液晶組成物を用いた液晶表示素子。
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