JP3945458B2 - 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。
さらに詳しくはアクティブマトリックスＬＣＤ用の液晶組成物およびその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）は、ＣＲＴ（ブラウン管方式ディスプレイ）に比べて、低消費電力、小型化、軽量化が可能であるために、ツイストネマチック（ＴＮ）方式、スーパーツイストネマチック（ＳＴＮ）方式、薄膜トランジスター（ＴＦＴ）方式等の種々のＬＣＤが実用化されてきた。その中で薄膜トランジスター（ＴＦＴ）等のアクティブマトリックスＬＣＤ（ＡＭ−ＬＣＤ）カラー化、高精細化が進みフラットディスプレイの本命として注目をあびている。
【０００３】
このＡＭ−ＬＣＤ用液晶組成物に求められている特性として、
１）ＬＣＤの高コントラストを維持するために、電圧保持率（Ｖ．Ｈ．Ｒ）が高いこと。
２）使用環境に応じて、ネマチック液晶相範囲が大きいこと。
３）セル厚に応じて、適当な屈折率異方性（Δｎ）を取り得ること。
４）駆動回路に応じて、適当なしきい値電圧を取り得ること。
を挙げることができる。
【０００４】
ＡＭ−ＬＣＤの動作方式としては上下基盤における液晶分子の配向を９０゜にツイストさせたＴＮ表示方式を採用している。このＴＮ表示方式においては、電圧を印加しない時の液晶セルの干渉による着色を防ぎ、最適なコントラストを得る為に、屈折率異方性（Δｎ）とセル厚（ｄ）μｍの積Δｎ・ｄをある一定の値（例えばΔｎ・ｄ〜０．５μｍ等）に設定する必要がある。このような制限のもとで現在実用化されているＴＦＴ用液晶組成物のΔｎは１ｓｔ．Ｍｉｎ．系で０．０７〜０．１１程度、とりわけ０．０８〜０．１０が主体となっている。
【０００５】
また、近年、小型軽量で携帯できることを特徴としたノート型パーソナルコンピュ−タ等が開発され、ＬＣＤの用途が広がってきた。携帯用を目的としたＬＣＤは、駆動電源によって特性の制約を受ける。長時間使用するためには消費電力を小さくする必要があるので、しきい値電圧の小さい液晶組成物が要求されるようになった。また、さらに駆動電源を軽量化、低コスト化するためにも、しきい値電圧の小さい液晶が要求されるようになった。
【０００６】
また、携帯化に伴って、屋外での使用を目的とした開発も検討されるようになってきた。屋外での使用に耐え得るには、使用環境の温度範囲を超えた領域にわたってネマチック相を呈することが要求される。このような観点から現在実用化されているＴＦＴ用液晶組成物のネマチックーアイソトロピック相転移温度（透明点：ＴNI）が６０℃以上、スメクチック−ネマチック相転移温度（ＴSN）が−２０℃以下が主体である。
【０００７】
このような背景に伴って、特開平２−２３３６２６号公報には、誘電率異方性（Δε）の比較的大きいトリフルオロ化合物が開示されている。例えば応用例２には、トリフルオロ化合物１５重量％とジフルオロ化合物８５重量％との組成物例が開示されているが、しきい値電圧が大きく、また特に低温における相溶性が悪くネマチック相範囲が小さいために実用性に欠けているという欠点を有している。
【０００８】
ＷＯ９４０３５５８号公報には、トリフルオロ化合物とジフルオロ化合物との組成物例が開示されている。しかしながら、実施例１および２で開示されている組成物は、透明点が５０℃以下と低く、またΔｎが０．０６以下であり実用性に欠けているし、また、実施例４以降で開示されている組成物はしきい値電圧が高いという欠点を有している。
このように液晶組成物は種々の目的に応じて鋭意検討されてはいるものの、常に新規な改良を要求されているのが現状である。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上記ＡＭ−ＬＣＤ用液晶組成物に求められる種々の特性を満たしながら、特に、しきい値電圧の小さい、且つ低温相溶性に優れネマチック相範囲の大きい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、本発明の液晶組成物をＡＭ−ＬＣＤに使用する場合に、この目的を達成できることを見いだした。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
以下、本発明を詳細に説明する。
【００１１】
本発明の第１は、一般式（Ｉ−１）〜（Ｉ−７）で表される各化合物のうち、少なくとも４つの化合物群から選択される各々１種類以上の化合物、および一般式（II）で表される化合物のみからなる液晶組成物に関する。ただし、該液晶組成物はカイラル剤や二色性色素などの添加剤をさらに含有してもよい。
（式中、ｎは１〜１０の整数を示す）
【００１２】
本発明の第２は、一般式（Ｉ−１）〜（Ｉ−５）で表される各化合物のうち、少なくとも４つの化合物群から選択される各々１種類以上の化合物、および一般式（II）で表される化合物のみからなる液晶組成物に関する。ただし、該液晶組成物はカイラル剤や二色性色素などの添加剤をさらに含有してもよい。
（式中、ｎは１〜１０の整数を示す）
【００１３】
本発明の第３は、液晶組成物の全重量に対して、一般式（Ｉ−１）〜（Ｉ−７）で表される各化合物群から選択される化合物の割合が各々２５重量％以下、４０重量％以下、３０重量％以下、６０重量％以下、４０重量％以下、２５重量％以下、１５重量％以下、そして一般式（II）で表される化合物群から選択される化合物の割合が２０重量％以下であることを特徴とする、第１に記載の液晶組成物に関する。
【００１４】
本発明の第４は、液晶組成物の全重量に対して、一般式（Ｉ−１）〜（Ｉ−５）で表される各化合物群から選択される化合物の割合が各々２５重量％以下、４０重量％以下、３０重量％以下、６０重量％以下、４０重量％以下、そして一般式（II）で表される化合物群から選択される化合物の割合が２０重量％以下であることを特徴とする、第２に記載の液晶組成物に関する。
【００１５】
本発明の第５は、請求項１〜４のいずれかに記載の液晶組成物に加えて、一般式（III−１）および／または一般式（III−２）で表される化合物のみからなる液晶組成物に関する。ただし、該液晶組成物はカイラル剤や二色性色素などの添加剤をさらに含有してもよい。
（式中、ｎは１〜１０の整数を示す）
【００１６】
本発明の第６は、一般式（Ｉ−１）〜（Ｉ−７）で表される各化合物のうち、少なくとも４つの化合物群から選択される各々１種類以上の化合物、および一般式（III−１）および／または一般式（III−２）で表される化合物のみからなる液晶組成物に関する。ただし、該液晶組成物はカイラル剤や二色性色素などの添加剤をさらに含有してもよい。
（式中、ｎは１〜１０の整数を示す）
【００１７】
本発明の第７は、一般式（Ｉ−１）〜（Ｉ−５）で表される各化合物のうち、少なくとも４つの化合物群から選択される各々１種類以上の化合物、および一般式（III−１）および／または一般式（III−２）で表される化合物のみからなる液晶組成物に関する。ただし、該液晶組成物はカイラル剤や二色性色素などの添加剤をさらに含有してもよい。
（式中、ｎは１〜１０の整数を示す）
【００１８】
本発明の第８は、液晶組成物の全重量に対して、一般式（Ｉ−１）〜（Ｉ−７）で表される各化合物群から選択される化合物の割合が各々２５重量％以下、４０重量％以下、３０重量％以下、６０重量％以下、４０重量％以下、２５重量％以下、１５重量％以下、そして一般式（III−１）および／または一般式（III−２）で表される化合物群から選択される化合物の割合が２０重量％以下であることを特徴とする、第６に記載の液晶組成物に関する。
【００１９】
本発明の第９は、液晶組成物の全重量に対して、一般式（Ｉ−１）〜（Ｉ−５）で表される各化合物群から選択される化合物の割合が各々２５重量％以下、４０重量％以下、３０重量％以下、６０重量％以下、４０重量％以下、そして一般式（III−１）および／または一般式（III−２）で表される化合物群から選択される化合物の割合が２０重量％以下であることを特徴とする、第７に記載の液晶組成物に関する。
【００２０】
本発明の第１０は、第１〜第９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。
【００２１】
本発明の液晶組成物に用いられるトリフルオロ化合物は、特開平２−２３３６２６号公報によって開示されているように、誘電率異方性（Δε）が大きく、化学的安定性の高い液晶化合物である。特開平２−２３３６２６号公報によって開示されている多数の化合物から、Δｎ、Δε、液晶レンジ等の基本特性の優れている化合物群を選択し、その使用方法を鋭意検討した結果、本願発明が可能となった。
【００２２】
本発明の特徴は、下記の一般式（Ｉ−１）〜（Ｉ−７）で表される各化合物群のうち、少なくとも４つの３環化合物群から選択される各々１種以上のトリフルオロ化合物のみからなる液晶組成物である。Δｎ、Δε、液晶レンジ等の基本特性の優れた骨格の異なる３環トリフルオロ化合物を４種以上使用することによって、低温相溶性が大幅に改善された液晶組成物が得られる。また、トリフルオロ化合物のみからなる液晶組成物を調整することによって、しきい値電圧を効果的に小さくすることが可能となる。
【００２３】
一般式（Ｉ−１）〜（Ｉ−７）で表される化合物群の混合割合は各々２５重量％以下、３０重量％以下、３０重量％以下、６０重量％以下、４０重量％以下、２５重量％以下、１５重量％以下が好ましい。この混合割合を超えると、低温相溶性が悪くなることがあり好ましくない。
【００２４】
本発明の一般式（II）の化合物は、２環のトリフルオロ化合物である。この化合物はさらにしきい値電圧を下げる役割を持つが、２環化合物であるために多量に使用すると液晶組成物の透明点を下げてしまう。一般式（II）の化合物の使用量は２０重量％以下が好ましい。
【００２５】
本発明の一般式（III−１）、（III−２）の化合物は、４環のトリフルオロ化合物である。これらの化合物は液晶組成物の透明点を上げる役割を持つが、４環化合物であるために多量に使用すると液晶組成物のしきい値電圧が大きくなる場合もあり、また低温相溶性が悪くなることがあり好ましくない。一般式（III−１）、（III−２）の化合物の使用量は２０重量％以下が好ましい。
【００２６】
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整される。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しられており、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（reverse twist）を防ぐためキラルドープ剤（chiral dopant）などを添加する。
【００２７】
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（ＰＤＬＣＤ）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。
【００２８】
【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％で示される。電圧保持率の測定値を記載しているが、この測定は特開平５−３３１４６４号公報に記載されている方法（面積法）に基づいて実施した。また、ＴSN点は、０℃、−１０℃、−２０℃、−３０℃の各々のフリーザー中に３０日間放置した後の液晶相で判断した。
【００２９】
また、比較例および実施例の中で用いられている化合物の記号を以下のように定義する。
【００３０】
比較例１
特開平２−２３３６２６号公報の応用例２で開示されている、以下の組成物を調整した。
３−ＨＨＢ−ＦＦＦ １５．０％
２−ＨＨＢ−ＦＦ ２８．４％
３−ＨＨＢ−ＦＦ ２８．３％
５−ＨＨＢ−ＦＦ ２８．３％
この液晶組成物の透明点はＴNI＝１１０．７（℃）、ＴSN＜０℃、２０℃における粘度はη20＝２５．０（ｍＰａ・ｓ）、２５℃における屈折率異方性はΔｎ＝０．０７７、２０℃におけるしきい値電圧はＶｔｈ＝２．３２（Ｖ）、Ｖ．Ｈ．Ｒ（２５℃）＝９８．８％であった。
この液晶組成物は、しきい値電圧が大きく、また、低温相溶性が良くなかった（ＴSNが高い）。
【００３１】
比較例２
ＷＯ９４０３５５８号公報の実施例１で開示されている、以下の組成物を調整した。
７−ＨＢ−ＦＦＦ １０．０％
２−ＨＨＢ−ＦＦＦ ２５．０％
３−ＨＨＢ−ＦＦＦ ３５．０％
５−ＨＨＢ−ＦＦＦ １８．０％
７−ＨＢ−ＦＦ １２．０％
この液晶組成物の透明点はＴNI＝４２．９（℃）、ＴSN＜０℃、２０℃における粘度はη20＝２２．２（ｍＰａ・ｓ）、２５℃における屈折率異方性はΔｎ＝０．０５９、２０℃におけるしきい値電圧はＶｔｈ＝１．０７（Ｖ）、Ｖ．Ｈ．Ｒ（２５℃）＝９８．７％であった。
この液晶組成物は、しきい値電圧は小さいが、透明点が小さく、また低温相溶性が良くなかった。また、Δｎが小さく実用性に欠けていた。
【００３２】
比較例３
ＷＯ９４０３５５８号公報の実施例２で開示されている、以下の組成物を調整した。
２−ＨＨＢ−ＦＦＦ ２６．０％
３−ＨＨＢ−ＦＦＦ ２６．０％
５−ＨＨＢ−ＦＦＦ ２６．０％
７−ＨＢ−ＦＦ １２．０％
５−Ｈ２Ｂ−ＦＦ １０．０％
この液晶組成物の透明点はＴNI＝４６．０（℃）、ＴSN＜０℃、２０℃における粘度はη20＝２１．６（ｍＰａ・ｓ）、２５℃における屈折率異方性はΔｎ＝０．０５８、２０℃におけるしきい値電圧はＶｔｈ＝１．１７（Ｖ）、Ｖ．Ｈ．Ｒ（２５℃）＝９８．５％であった。
この液晶組成物は、しきい値電圧は小さいが、透明点が小さく、また低温相溶性が良くなかった。また、Δｎが小さく実用性に欠けていた。
【００３３】
比較例４
ＷＯ９４０３５５８号公報の実施例４で開示されている、以下の組成物を調整した。
２−ＨＨＢ−ＦＦＦ １０．０％
３−ＨＨＢ−ＦＦＦ １０．０％
５−ＨＨＢ−ＦＦＦ １０．０％
５−Ｈ２Ｂ−ＦＦ １０．０％
５−ＨＥＢ−Ｆ ７．５％
７−ＨＥＢ−Ｆ ７．５％
２−ＨＨＢ−ＦＦ １１．７％
３−ＨＨＢ−ＦＦ １１．７％
５−ＨＨＢ−ＦＦ １１．６％
３−ＨＨＢ−Ｆ ５．０％
５−ＨＨＥＢ−Ｆ ２．５％
７−ＨＨＥＢ−Ｆ ２．５％
この液晶組成物の透明点はＴNI＝７１．３（℃）、ＴSN＜ー２０℃、２０℃における粘度はη20＝１９．２（ｍＰａ・ｓ）、２５℃における屈折率異方性はΔｎ＝０．０７０、２０℃におけるしきい値電圧はＶｔｈ＝１．７７（Ｖ）、Ｖ．Ｈ．Ｒ（２５℃）＝９８．２％であった。
この液晶組成物は、透明点が約７０℃という割にはしきい値電圧が大きかった。Δｎがやや小さかった。
【００３４】
比較例５
一般式（Ｉ−１）〜（Ｉ−７）表される化合物群から選択した２式から選択した組成物例として以下の組成物を調整した。
３−ＨＨＢ−ＦＦＦ ２５．０％
５−ＨＨＢ−ＦＦＦ １５．０％
３−ＨＢＢ−ＦＦＦ ２０．０％
５−ＨＢＢ−ＦＦＦ ４０．０％
この液晶組成物の透明点はＴNI＝６４．２（℃）、ＴSN＜０℃、２０℃における粘度はη20＝２８．３（ｍＰａ・ｓ）、２５℃における屈折率異方性はΔｎ＝０．１０３、２０℃におけるしきい値電圧はＶｔｈ＝１．３８（Ｖ）、Ｖ．Ｈ．Ｒ（２５℃）＝９８．４％であった。
この液晶組成物は、しきい値電圧は小さいものの、低温相溶性が悪く、実用性に欠けていた。
【００３５】
実施例１
７−ＨＢ−ＦＦＦ ２．０％
３−ＨＨＢ−ＦＦＦ １０．０％
４−ＨＨＢ−ＦＦＦ ５．０％
３−Ｈ２ＨＢ−ＦＦＦ １０．０％
５−Ｈ２ＨＢ−ＦＦＦ １２．０％
３−ＨＨ２Ｂ−ＦＦＦ １２．０％
５−ＨＨ２Ｂ−ＦＦＦ ７．０％
３−ＨＢＢ−ＦＦＦ １２．０％
５−ＨＢＢ−ＦＦＦ １２．０％
３−Ｈ２ＢＢ−ＦＦＦ ９．０％
５−Ｈ２ＢＢ−ＦＦＦ ９．０％
からなる液晶組成物を調整した。この液晶組成物の透明点はＴNI＝７０．１（℃）、ＴSN＜−４０℃、２０℃における粘度はη20＝２５．８（ｍＰａ・ｓ）、２５℃における屈折率異方性はΔｎ＝０．０９４、２０℃におけるしきい値電圧はＶｔｈ＝１．２６（Ｖ）、Ｖ．Ｈ．Ｒ（２５℃）＝９８．５％であった。
この液晶組成物は、低温相溶性に優れネマチック相範囲が大きく、しきい値電圧が小さく、実用性に富んでいた。
【００３６】
実施例２
７−ＨＢ−ＦＦＦ ７．０％
３−ＨＨＢ−ＦＦＦ ７．０％
３−Ｈ２ＨＢ−ＦＦＦ ３．０％
３−ＨＨ２Ｂ−ＦＦＦ ７．０％
５−ＨＨ２Ｂ−ＦＦＦ ５．０％
３−ＨＢＢ−ＦＦＦ ２１．０％
５−ＨＢＢ−ＦＦＦ ２１．０％
２−ＨＢＥＢ−ＦＦＦ ３．０％
３−ＨＢＥＢ−ＦＦＦ ５．０％
５−ＨＢＥＢ−ＦＦＦ ３．０％
３−ＨＨＥＢ−ＦＦＦ １０．０％
４−ＨＨＥＢ−ＦＦＦ ３．０％
５−ＨＨＥＢ−ＦＦＦ ５．０％
からなる液晶組成物を調整した。この液晶組成物の透明点はＴNI＝６１．４（℃）、ＴSN＜−３０℃、２０℃における粘度はη20＝３０．７（ｍＰａ・ｓ）、２５℃における屈折率異方性はΔｎ＝０．０９４、２０℃におけるしきい値電圧はＶｔｈ＝１．０５（Ｖ）、Ｖ．Ｈ．Ｒ（２５℃）＝９８．３％であった。
この液晶組成物は、低温相溶性に優れネマチック相範囲が大きく、しきい値電圧が小さく、実用性に富んでいた。
【００３７】
実施例３
７−ＨＢ−ＦＦＦ ３．０％
３−ＨＨＢ−ＦＦＦ １０．０％
４−ＨＨＢ−ＦＦＦ ４．０％
３−Ｈ２ＨＢ−ＦＦＦ １２．０％
４−Ｈ２ＨＢ−ＦＦＦ １０．０％
５−Ｈ２ＨＢ−ＦＦＦ １０．０％
３−ＨＨ２Ｂ−ＦＦＦ １５．０％
５−ＨＨ２Ｂ−ＦＦＦ １３．０％
３−ＨＢＢ−ＦＦＦ １３．０％
５−ＨＢＢ−ＦＦＦ １０．０％
からなる液晶組成物を調整した。この液晶組成物の透明点はＴNI＝７５．６（℃）、ＴSN＜−３０℃、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＝０．０８５、２０℃におけるしきい値電圧はＶｔｈ＝１．４１（Ｖ）、Ｖ．Ｈ．Ｒ（２５℃）＝９８．６％であった。
この液晶組成物は、低温相溶性に優れネマチック相範囲が大きく、しきい値電圧が小さく、実用性に富んでいた。
【００３８】
実施例４
７−ＨＢ−ＦＦＦ ６．０％
３−ＨＨＢ−ＦＦＦ ６．０％
４−ＨＨＢ−ＦＦＦ ５．０％
３−Ｈ２ＨＢ−ＦＦＦ ９．０％
４−Ｈ２ＨＢ−ＦＦＦ ８．０％
５−Ｈ２ＨＢ−ＦＦＦ ８．０％
３−ＨＨ２Ｂ−ＦＦＦ １０．０％
５−ＨＨ２Ｂ−ＦＦＦ ５．０％
３−ＨＢＢ−ＦＦＦ ９．０％
５−ＨＢＢ−ＦＦＦ ９．０％
２−ＨＢＥＢ−ＦＦＦ ３．０％
３−ＨＢＥＢ−ＦＦＦ ３．０％
５−ＨＢＥＢ−ＦＦＦ ３．０％
３−ＨＨＥＢ−ＦＦＦ １０．０％
４−ＨＨＥＢ−ＦＦＦ ３．０％
５−ＨＨＥＢ−ＦＦＦ ３．０％
からなる液晶組成物を調整した。この液晶組成物の透明点はＴNI＝７２．１（℃）、ＴSN＜−３０℃、２０℃における粘度はη20＝２９．１（ｍＰａ・ｓ）、２５℃における屈折率異方性はΔｎ＝０．０８４、２０℃におけるしきい値電圧はＶｔｈ＝１．２１（Ｖ）、Ｖ．Ｈ．Ｒ（２５℃）＝９８．３％であった。
この液晶組成物は、低温相溶性に優れネマチック相範囲が大きく、しきい値電圧が小さく、実用性に富んでいた。
【００３９】
実施例５
７−ＨＢ−ＦＦＦ ４．０％
３−ＨＨＢ−ＦＦＦ １０．０％
４−ＨＨＢ−ＦＦＦ ５．０％
３−Ｈ２ＨＢ−ＦＦＦ １０．０％
４−Ｈ２ＨＢ−ＦＦＦ １０．０％
５−Ｈ２ＨＢ−ＦＦＦ １０．０％
３−ＨＨ２Ｂ−ＦＦＦ １０．０％
５−ＨＨ２Ｂ−ＦＦＦ ５．０％
３−ＨＢＢ−ＦＦＦ １０．０％
５−ＨＢＢ−ＦＦＦ １０．０％
３−ＨＨＥＢ−ＦＦＦ １０．０％
４−ＨＨＥＢ−ＦＦＦ ３．０％
５−ＨＨＥＢ−ＦＦＦ ３．０％
からなる液晶組成物を調整した。この液晶組成物の透明点はＴNI＝７７．２（℃）、ＴSN＜−３０℃、２０℃における粘度はη20＝２７．４（ｍＰａ・ｓ）、２５℃における屈折率異方性はΔｎ＝０．０８３、２０℃におけるしきい値電圧はＶｔｈ＝１．３５（Ｖ）、Ｖ．Ｈ．Ｒ（２５℃）＝９８．５％であった。
この液晶組成物は、低温相溶性に優れネマチック相範囲が大きく、しきい値電圧が小さく、実用性に富んでいた。
【００４０】
実施例６
３−ＨＨＢ−ＦＦＦ ９．０％
４−ＨＨＢ−ＦＦＦ ４．０％
３−Ｈ２ＨＢ−ＦＦＦ １０．０％
５−Ｈ２ＨＢ−ＦＦＦ １０．０％
３−ＨＨ２Ｂ−ＦＦＦ １０．０％
５−ＨＨ２Ｂ−ＦＦＦ ７．０％
３−ＨＢＢ−ＦＦＦ １１．０％
５−ＨＢＢ−ＦＦＦ １１．０％
３−Ｈ２ＢＢ−ＦＦＦ ９．０％
５−Ｈ２ＢＢ−ＦＦＦ ９．０％
２−ＨＨＢＢ−ＦＦＦ ３．０％
３−ＨＨＢＢ−ＦＦＦ ３．０％
３−ＨＨ２ＢＢ−ＦＦＦ ４．０％
からなる液晶組成物を調整した。この液晶組成物の透明点はＴNI＝８７．８（℃）、ＴSN＜−３０℃、２０℃における粘度はη20＝２８．２（ｍＰａ・ｓ）、２５℃における屈折率異方性はΔｎ＝０．１０２、２０℃におけるしきい値電圧はＶｔｈ＝１．５１（Ｖ）、Ｖ．Ｈ．Ｒ（２５℃）＝９８．７％であった。
この液晶組成物は、低温相溶性に優れネマチック相範囲が大きく、しきい値電圧が小さく、実用性に富んでいた。
【００４１】
実施例７
７−ＨＢ−ＦＦＦ ９．０％
３−ＨＨＢ−ＦＦＦ １０．０％
３−ＨＨ２Ｂ−ＦＦＦ ７．０％
５−ＨＨ２Ｂ−ＦＦＦ ５．０％
３−ＨＢＢ−ＦＦＦ １８．０％
５−ＨＢＢ−ＦＦＦ １８．０％
３−ＨＢＥＢ−ＦＦＦ ５．０％
５−ＨＢＥＢ−ＦＦＦ ３．０％
３−ＨＨＥＢ−ＦＦＦ ８．０％
５−ＨＨＥＢ−ＦＦＦ ５．０％
２−ＨＨＢＢ−ＦＦＦ ４．０％
３−ＨＨＢＢ−ＦＦＦ ４．０％
５−ＨＨ２ＢＢ−ＦＦＦ ４．０％
からなる液晶組成物を調整した。この液晶組成物の透明点はＴNI＝７８．３（℃）、ＴSN＜−３０℃、２０℃における粘度はη20＝３０．２（ｍＰａ・ｓ）、２５℃における屈折率異方性はΔｎ＝０．１０３、２０℃におけるしきい値電圧はＶｔｈ＝１．２１（Ｖ）、Ｖ．Ｈ．Ｒ（２５℃）＝９８．４％であった。
この液晶組成物は、低温相溶性に優れネマチック相範囲が大きく、しきい値電圧が小さく、実用性に富んでいた。
【００４２】
【発明の効果】
比較例および実施例の液晶組成物の特性を表１に示す。表１から明かなように本発明によって、ＡＭ−ＬＣＤ用液晶組成物に求められる種々の特性を満たしながら、特に、しきい値電圧の小さい、且つ低温相溶性に優れネマチック相範囲の大きい液晶組成物を提供できる。
【００４３】
【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。
さらに詳しくはアクティブマトリックスＬＣＤ用の液晶組成物およびその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）は、ＣＲＴ（ブラウン管方式ディスプレイ）に比べて、低消費電力、小型化、軽量化が可能であるために、ツイストネマチック（ＴＮ）方式、スーパーツイストネマチック（ＳＴＮ）方式、薄膜トランジスター（ＴＦＴ）方式等の種々のＬＣＤが実用化されてきた。その中で薄膜トランジスター（ＴＦＴ）等のアクティブマトリックスＬＣＤ（ＡＭ−ＬＣＤ）カラー化、高精細化が進みフラットディスプレイの本命として注目をあびている。
【０００３】
このＡＭ−ＬＣＤ用液晶組成物に求められている特性として、
１）ＬＣＤの高コントラストを維持するために、電圧保持率（Ｖ．Ｈ．Ｒ）が高いこと。
２）使用環境に応じて、ネマチック液晶相範囲が大きいこと。
３）セル厚に応じて、適当な屈折率異方性（Δｎ）を取り得ること。
４）駆動回路に応じて、適当なしきい値電圧を取り得ること。
を挙げることができる。
【０００４】
ＡＭ−ＬＣＤの動作方式としては上下基盤における液晶分子の配向を９０゜にツイストさせたＴＮ表示方式を採用している。このＴＮ表示方式においては、電圧を印加しない時の液晶セルの干渉による着色を防ぎ、最適なコントラストを得る為に、屈折率異方性（Δｎ）とセル厚（ｄ）μｍの積Δｎ・ｄをある一定の値（例えばΔｎ・ｄ〜０．５μｍ等）に設定する必要がある。このような制限のもとで現在実用化されているＴＦＴ用液晶組成物のΔｎは１ｓｔ．Ｍｉｎ．系で０．０７〜０．１１程度、とりわけ０．０８〜０．１０が主体となっている。
【０００５】
また、近年、小型軽量で携帯できることを特徴としたノート型パーソナルコンピュ−タ等が開発され、ＬＣＤの用途が広がってきた。携帯用を目的としたＬＣＤは、駆動電源によって特性の制約を受ける。長時間使用するためには消費電力を小さくする必要があるので、しきい値電圧の小さい液晶組成物が要求されるようになった。また、さらに駆動電源を軽量化、低コスト化するためにも、しきい値電圧の小さい液晶が要求されるようになった。
【０００６】
また、携帯化に伴って、屋外での使用を目的とした開発も検討されるようになってきた。屋外での使用に耐え得るには、使用環境の温度範囲を超えた領域にわたってネマチック相を呈することが要求される。このような観点から現在実用化されているＴＦＴ用液晶組成物のネマチックーアイソトロピック相転移温度（透明点：ＴNI）が６０℃以上、スメクチック−ネマチック相転移温度（ＴSN）が−２０℃以下が主体である。
【０００７】
このような背景に伴って、特開平２−２３３６２６号公報には、誘電率異方性（Δε）の比較的大きいトリフルオロ化合物が開示されている。例えば応用例２には、トリフルオロ化合物１５重量％とジフルオロ化合物８５重量％との組成物例が開示されているが、しきい値電圧が大きく、また特に低温における相溶性が悪くネマチック相範囲が小さいために実用性に欠けているという欠点を有している。
【０００８】
ＷＯ９４０３５５８号公報には、トリフルオロ化合物とジフルオロ化合物との組成物例が開示されている。しかしながら、実施例１および２で開示されている組成物は、透明点が５０℃以下と低く、またΔｎが０．０６以下であり実用性に欠けているし、また、実施例４以降で開示されている組成物はしきい値電圧が高いという欠点を有している。
このように液晶組成物は種々の目的に応じて鋭意検討されてはいるものの、常に新規な改良を要求されているのが現状である。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上記ＡＭ−ＬＣＤ用液晶組成物に求められる種々の特性を満たしながら、特に、しきい値電圧の小さい、且つ低温相溶性に優れネマチック相範囲の大きい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、本発明の液晶組成物をＡＭ−ＬＣＤに使用する場合に、この目的を達成できることを見いだした。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
以下、本発明を詳細に説明する。
【００１１】
本発明の第１は、一般式（Ｉ−１）〜（Ｉ−７）で表される各化合物のうち、少なくとも４つの化合物群から選択される各々１種類以上の化合物、および一般式（II）で表される化合物のみからなる液晶組成物に関する。ただし、該液晶組成物はカイラル剤や二色性色素などの添加剤をさらに含有してもよい。
【００１２】
本発明の第２は、一般式（Ｉ−１）〜（Ｉ−５）で表される各化合物のうち、少なくとも４つの化合物群から選択される各々１種類以上の化合物、および一般式（II）で表される化合物のみからなる液晶組成物に関する。ただし、該液晶組成物はカイラル剤や二色性色素などの添加剤をさらに含有してもよい。
【００１３】
本発明の第３は、液晶組成物の全重量に対して、一般式（Ｉ−１）〜（Ｉ−７）で表される各化合物群から選択される化合物の割合が各々２５重量％以下、４０重量％以下、３０重量％以下、６０重量％以下、４０重量％以下、２５重量％以下、１５重量％以下、そして一般式（II）で表される化合物群から選択される化合物の割合が２０重量％以下であることを特徴とする、第１に記載の液晶組成物に関する。
【００１４】
本発明の第４は、液晶組成物の全重量に対して、一般式（Ｉ−１）〜（Ｉ−５）で表される各化合物群から選択される化合物の割合が各々２５重量％以下、４０重量％以下、３０重量％以下、６０重量％以下、４０重量％以下、そして一般式（II）で表される化合物群から選択される化合物の割合が２０重量％以下であることを特徴とする、第２に記載の液晶組成物に関する。
【００１５】
本発明の第５は、請求項１〜４のいずれかに記載の液晶組成物に加えて、一般式（III−１）および／または一般式（III−２）で表される化合物のみからなる液晶組成物に関する。ただし、該液晶組成物はカイラル剤や二色性色素などの添加剤をさらに含有してもよい。
【００１６】
本発明の第６は、一般式（Ｉ−１）〜（Ｉ−７）で表される各化合物のうち、少なくとも４つの化合物群から選択される各々１種類以上の化合物、および一般式（III−１）および／または一般式（III−２）で表される化合物のみからなる液晶組成物に関する。ただし、該液晶組成物はカイラル剤や二色性色素などの添加剤をさらに含有してもよい。
【００１７】
本発明の第７は、一般式（Ｉ−１）〜（Ｉ−５）で表される各化合物のうち、少なくとも４つの化合物群から選択される各々１種類以上の化合物、および一般式（III−１）および／または一般式（III−２）で表される化合物のみからなる液晶組成物に関する。ただし、該液晶組成物はカイラル剤や二色性色素などの添加剤をさらに含有してもよい。
【００１８】
本発明の第８は、液晶組成物の全重量に対して、一般式（Ｉ−１）〜（Ｉ−７）で表される各化合物群から選択される化合物の割合が各々２５重量％以下、４０重量％以下、３０重量％以下、６０重量％以下、４０重量％以下、２５重量％以下、１５重量％以下、そして一般式（III−１）および／または一般式（III−２）で表される化合物群から選択される化合物の割合が２０重量％以下であることを特徴とする、第６に記載の液晶組成物に関する。
【００１９】
本発明の第９は、液晶組成物の全重量に対して、一般式（Ｉ−１）〜（Ｉ−５）で表される各化合物群から選択される化合物の割合が各々２５重量％以下、４０重量％以下、３０重量％以下、６０重量％以下、４０重量％以下、そして一般式（III−１）および／または一般式（III−２）で表される化合物群から選択される化合物の割合が２０重量％以下であることを特徴とする、第７に記載の液晶組成物に関する。
【００２０】
本発明の第１０は、第１〜第９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。
【００２１】
本発明の液晶組成物に用いられるトリフルオロ化合物は、特開平２−２３３６２６号公報によって開示されているように、誘電率異方性（Δε）が大きく、化学的安定性の高い液晶化合物である。特開平２−２３３６２６号公報によって開示されている多数の化合物から、Δｎ、Δε、液晶レンジ等の基本特性の優れている化合物群を選択し、その使用方法を鋭意検討した結果、本願発明が可能となった。
【００２２】
本発明の特徴は、下記の一般式（Ｉ−１）〜（Ｉ−７）で表される各化合物群のうち、少なくとも４つの３環化合物群から選択される各々１種以上のトリフルオロ化合物のみからなる液晶組成物である。Δｎ、Δε、液晶レンジ等の基本特性の優れた骨格の異なる３環トリフルオロ化合物を４種以上使用することによって、低温相溶性が大幅に改善された液晶組成物が得られる。また、トリフルオロ化合物のみからなる液晶組成物を調整することによって、しきい値電圧を効果的に小さくすることが可能となる。
【００２３】
一般式（Ｉ−１）〜（Ｉ−７）で表される化合物群の混合割合は各々２５重量％以下、３０重量％以下、３０重量％以下、６０重量％以下、４０重量％以下、２５重量％以下、１５重量％以下が好ましい。この混合割合を超えると、低温相溶性が悪くなることがあり好ましくない。
【００２４】
本発明の一般式（II）の化合物は、２環のトリフルオロ化合物である。この化合物はさらにしきい値電圧を下げる役割を持つが、２環化合物であるために多量に使用すると液晶組成物の透明点を下げてしまう。一般式（II）の化合物の使用量は２０重量％以下が好ましい。
【００２５】
本発明の一般式（III−１）、（III−２）の化合物は、４環のトリフルオロ化合物である。これらの化合物は液晶組成物の透明点を上げる役割を持つが、４環化合物であるために多量に使用すると液晶組成物のしきい値電圧が大きくなる場合もあり、また低温相溶性が悪くなることがあり好ましくない。一般式（III−１）、（III−２）の化合物の使用量は２０重量％以下が好ましい。
【００２６】
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整される。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しられており、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（reverse twist）を防ぐためキラルドープ剤（chiral dopant）などを添加する。
【００２７】
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（ＰＤＬＣＤ）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。
【００２８】
【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％で示される。電圧保持率の測定値を記載しているが、この測定は特開平５−３３１４６４号公報に記載されている方法（面積法）に基づいて実施した。また、ＴSN点は、０℃、−１０℃、−２０℃、−３０℃の各々のフリーザー中に３０日間放置した後の液晶相で判断した。
【００２９】
また、比較例および実施例の中で用いられている化合物の記号を以下のように定義する。
比較例１
特開平２−２３３６２６号公報の応用例２で開示されている、以下の組成物を調整した。
３−ＨＨＢ−ＦＦＦ １５．０％
２−ＨＨＢ−ＦＦ ２８．４％
３−ＨＨＢ−ＦＦ ２８．３％
５−ＨＨＢ−ＦＦ ２８．３％
この液晶組成物の透明点はＴNI＝１１０．７（℃）、ＴSN＜０℃、２０℃における粘度はη20＝２５．０（ｍＰａ・ｓ）、２５℃における屈折率異方性はΔｎ＝０．０７７、２０℃におけるしきい値電圧はＶｔｈ＝２．３２（Ｖ）、Ｖ．Ｈ．Ｒ（２５℃）＝９８．８％であった。
この液晶組成物は、しきい値電圧が大きく、また、低温相溶性が良くなかった（ＴSNが高い）。
【００３１】
比較例２
ＷＯ９４０３５５８号公報の実施例１で開示されている、以下の組成物を調整した。
７−ＨＢ−ＦＦＦ １０．０％
２−ＨＨＢ−ＦＦＦ ２５．０％
３−ＨＨＢ−ＦＦＦ ３５．０％
５−ＨＨＢ−ＦＦＦ １８．０％
７−ＨＢ−ＦＦ １２．０％
この液晶組成物の透明点はＴNI＝４２．９（℃）、ＴSN＜０℃、２０℃における粘度はη20＝２２．２（ｍＰａ・ｓ）、２５℃における屈折率異方性はΔｎ＝０．０５９、２０℃におけるしきい値電圧はＶｔｈ＝１．０７（Ｖ）、Ｖ．Ｈ．Ｒ（２５℃）＝９８．７％であった。
この液晶組成物は、しきい値電圧は小さいが、透明点が小さく、また低温相溶性が良くなかった。また、Δｎが小さく実用性に欠けていた。
【００３２】
比較例３
ＷＯ９４０３５５８号公報の実施例２で開示されている、以下の組成物を調整した。
２−ＨＨＢ−ＦＦＦ ２６．０％
３−ＨＨＢ−ＦＦＦ ２６．０％
５−ＨＨＢ−ＦＦＦ ２６．０％
７−ＨＢ−ＦＦ １２．０％
５−Ｈ２Ｂ−ＦＦ １０．０％
この液晶組成物の透明点はＴNI＝４６．０（℃）、ＴSN＜０℃、２０℃における粘度はη20＝２１．６（ｍＰａ・ｓ）、２５℃における屈折率異方性はΔｎ＝０．０５８、２０℃におけるしきい値電圧はＶｔｈ＝１．１７（Ｖ）、Ｖ．Ｈ．Ｒ（２５℃）＝９８．５％であった。
この液晶組成物は、しきい値電圧は小さいが、透明点が小さく、また低温相溶性が良くなかった。また、Δｎが小さく実用性に欠けていた。
【００３３】
比較例４
ＷＯ９４０３５５８号公報の実施例４で開示されている、以下の組成物を調整した。
２−ＨＨＢ−ＦＦＦ １０．０％
３−ＨＨＢ−ＦＦＦ １０．０％
５−ＨＨＢ−ＦＦＦ １０．０％
５−Ｈ２Ｂ−ＦＦ １０．０％
５−ＨＥＢ−Ｆ ７．５％
７−ＨＥＢ−Ｆ ７．５％
２−ＨＨＢ−ＦＦ １１．７％
３−ＨＨＢ−ＦＦ １１．７％
５−ＨＨＢ−ＦＦ １１．６％
３−ＨＨＢ−Ｆ ５．０％
５−ＨＨＥＢ−Ｆ ２．５％
７−ＨＨＥＢ−Ｆ ２．５％
この液晶組成物の透明点はＴNI＝７１．３（℃）、ＴSN＜ー２０℃、２０℃における粘度はη20＝１９．２（ｍＰａ・ｓ）、２５℃における屈折率異方性はΔｎ＝０．０７０、２０℃におけるしきい値電圧はＶｔｈ＝１．７７（Ｖ）、Ｖ．Ｈ．Ｒ（２５℃）＝９８．２％であった。
この液晶組成物は、透明点が約７０℃という割にはしきい値電圧が大きかった。Δｎがやや小さかった。
【００３４】
比較例５
一般式（Ｉ−１）〜（Ｉ−７）表される化合物群から選択した２式から選択した組成物例として以下の組成物を調整した。
３−ＨＨＢ−ＦＦＦ ２５．０％
５−ＨＨＢ−ＦＦＦ １５．０％
３−ＨＢＢ−ＦＦＦ ２０．０％
５−ＨＢＢ−ＦＦＦ ４０．０％
この液晶組成物の透明点はＴNI＝６４．２（℃）、ＴSN＜０℃、２０℃における粘度はη20＝２８．３（ｍＰａ・ｓ）、２５℃における屈折率異方性はΔｎ＝０．１０３、２０℃におけるしきい値電圧はＶｔｈ＝１．３８（Ｖ）、Ｖ．Ｈ．Ｒ（２５℃）＝９８．４％であった。
この液晶組成物は、しきい値電圧は小さいものの、低温相溶性が悪く、実用性に欠けていた。
【００３５】
実施例１
７−ＨＢ−ＦＦＦ ２．０％
３−ＨＨＢ−ＦＦＦ １０．０％
４−ＨＨＢ−ＦＦＦ ５．０％
３−Ｈ２ＨＢ−ＦＦＦ １０．０％
５−Ｈ２ＨＢ−ＦＦＦ １２．０％
３−ＨＨ２Ｂ−ＦＦＦ １２．０％
５−ＨＨ２Ｂ−ＦＦＦ ７．０％
３−ＨＢＢ−ＦＦＦ １２．０％
５−ＨＢＢ−ＦＦＦ １２．０％
３−Ｈ２ＢＢ−ＦＦＦ ９．０％
５−Ｈ２ＢＢ−ＦＦＦ ９．０％
からなる液晶組成物を調整した。この液晶組成物の透明点はＴNI＝７０．１（℃）、ＴSN＜−４０℃、２０℃における粘度はη20＝２５．８（ｍＰａ・ｓ）、２５℃における屈折率異方性はΔｎ＝０．０９４、２０℃におけるしきい値電圧はＶｔｈ＝１．２６（Ｖ）、Ｖ．Ｈ．Ｒ（２５℃）＝９８．５％であった。
この液晶組成物は、低温相溶性に優れネマチック相範囲が大きく、しきい値電圧が小さく、実用性に富んでいた。
【００３６】
実施例２
７−ＨＢ−ＦＦＦ ７．０％
３−ＨＨＢ−ＦＦＦ ７．０％
３−Ｈ２ＨＢ−ＦＦＦ ３．０％
３−ＨＨ２Ｂ−ＦＦＦ ７．０％
５−ＨＨ２Ｂ−ＦＦＦ ５．０％
３−ＨＢＢ−ＦＦＦ ２１．０％
５−ＨＢＢ−ＦＦＦ ２１．０％
２−ＨＢＥＢ−ＦＦＦ ３．０％
３−ＨＢＥＢ−ＦＦＦ ５．０％
５−ＨＢＥＢ−ＦＦＦ ３．０％
３−ＨＨＥＢ−ＦＦＦ １０．０％
４−ＨＨＥＢ−ＦＦＦ ３．０％
５−ＨＨＥＢ−ＦＦＦ ５．０％
からなる液晶組成物を調整した。この液晶組成物の透明点はＴNI＝６１．４（℃）、ＴSN＜−３０℃、２０℃における粘度はη20＝３０．７（ｍＰａ・ｓ）、２５℃における屈折率異方性はΔｎ＝０．０９４、２０℃におけるしきい値電圧はＶｔｈ＝１．０５（Ｖ）、Ｖ．Ｈ．Ｒ（２５℃）＝９８．３％であった。
この液晶組成物は、低温相溶性に優れネマチック相範囲が大きく、しきい値電圧が小さく、実用性に富んでいた。
【００３７】
実施例３
７−ＨＢ−ＦＦＦ ３．０％
３−ＨＨＢ−ＦＦＦ １０．０％
４−ＨＨＢ−ＦＦＦ ４．０％
３−Ｈ２ＨＢ−ＦＦＦ １２．０％
４−Ｈ２ＨＢ−ＦＦＦ １０．０％
５−Ｈ２ＨＢ−ＦＦＦ １０．０％
３−ＨＨ２Ｂ−ＦＦＦ １５．０％
５−ＨＨ２Ｂ−ＦＦＦ １３．０％
３−ＨＢＢ−ＦＦＦ １３．０％
５−ＨＢＢ−ＦＦＦ １０．０％
からなる液晶組成物を調整した。この液晶組成物の透明点はＴNI＝７５．６（℃）、ＴSN＜−３０℃、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＝０．０８５、２０℃におけるしきい値電圧はＶｔｈ＝１．４１（Ｖ）、Ｖ．Ｈ．Ｒ（２５℃）＝９８．６％であった。
この液晶組成物は、低温相溶性に優れネマチック相範囲が大きく、しきい値電圧が小さく、実用性に富んでいた。
【００３８】
実施例４
７−ＨＢ−ＦＦＦ ６．０％
３−ＨＨＢ−ＦＦＦ ６．０％
４−ＨＨＢ−ＦＦＦ ５．０％
３−Ｈ２ＨＢ−ＦＦＦ ９．０％
４−Ｈ２ＨＢ−ＦＦＦ ８．０％
５−Ｈ２ＨＢ−ＦＦＦ ８．０％
３−ＨＨ２Ｂ−ＦＦＦ １０．０％
５−ＨＨ２Ｂ−ＦＦＦ ５．０％
３−ＨＢＢ−ＦＦＦ ９．０％
５−ＨＢＢ−ＦＦＦ ９．０％
２−ＨＢＥＢ−ＦＦＦ ３．０％
３−ＨＢＥＢ−ＦＦＦ ３．０％
５−ＨＢＥＢ−ＦＦＦ ３．０％
３−ＨＨＥＢ−ＦＦＦ １０．０％
４−ＨＨＥＢ−ＦＦＦ ３．０％
５−ＨＨＥＢ−ＦＦＦ ３．０％
からなる液晶組成物を調整した。この液晶組成物の透明点はＴNI＝７２．１（℃）、ＴSN＜−３０℃、２０℃における粘度はη20＝２９．１（ｍＰａ・ｓ）、２５℃における屈折率異方性はΔｎ＝０．０８４、２０℃におけるしきい値電圧はＶｔｈ＝１．２１（Ｖ）、Ｖ．Ｈ．Ｒ（２５℃）＝９８．３％であった。
この液晶組成物は、低温相溶性に優れネマチック相範囲が大きく、しきい値電圧が小さく、実用性に富んでいた。
【００３９】
実施例５
７−ＨＢ−ＦＦＦ ４．０％
３−ＨＨＢ−ＦＦＦ １０．０％
４−ＨＨＢ−ＦＦＦ ５．０％
３−Ｈ２ＨＢ−ＦＦＦ １０．０％
４−Ｈ２ＨＢ−ＦＦＦ １０．０％
５−Ｈ２ＨＢ−ＦＦＦ １０．０％
３−ＨＨ２Ｂ−ＦＦＦ １０．０％
５−ＨＨ２Ｂ−ＦＦＦ ５．０％
３−ＨＢＢ−ＦＦＦ １０．０％
５−ＨＢＢ−ＦＦＦ １０．０％
３−ＨＨＥＢ−ＦＦＦ １０．０％
４−ＨＨＥＢ−ＦＦＦ ３．０％
５−ＨＨＥＢ−ＦＦＦ ３．０％
からなる液晶組成物を調整した。この液晶組成物の透明点はＴNI＝７７．２（℃）、ＴSN＜−３０℃、２０℃における粘度はη20＝２７．４（ｍＰａ・ｓ）、２５℃における屈折率異方性はΔｎ＝０．０８３、２０℃におけるしきい値電圧はＶｔｈ＝１．３５（Ｖ）、Ｖ．Ｈ．Ｒ（２５℃）＝９８．５％であった。
この液晶組成物は、低温相溶性に優れネマチック相範囲が大きく、しきい値電圧が小さく、実用性に富んでいた。
【００４０】
実施例６
３−ＨＨＢ−ＦＦＦ ９．０％
４−ＨＨＢ−ＦＦＦ ４．０％
３−Ｈ２ＨＢ−ＦＦＦ １０．０％
５−Ｈ２ＨＢ−ＦＦＦ １０．０％
３−ＨＨ２Ｂ−ＦＦＦ １０．０％
５−ＨＨ２Ｂ−ＦＦＦ ７．０％
３−ＨＢＢ−ＦＦＦ １１．０％
５−ＨＢＢ−ＦＦＦ １１．０％
３−Ｈ２ＢＢ−ＦＦＦ ９．０％
５−Ｈ２ＢＢ−ＦＦＦ ９．０％
２−ＨＨＢＢ−ＦＦＦ ３．０％
３−ＨＨＢＢ−ＦＦＦ ３．０％
３−ＨＨ２ＢＢ−ＦＦＦ ４．０％
からなる液晶組成物を調整した。この液晶組成物の透明点はＴNI＝８７．８（℃）、ＴSN＜−３０℃、２０℃における粘度はη20＝２８．２（ｍＰａ・ｓ）、２５℃における屈折率異方性はΔｎ＝０．１０２、２０℃におけるしきい値電圧はＶｔｈ＝１．５１（Ｖ）、Ｖ．Ｈ．Ｒ（２５℃）＝９８．７％であった。
この液晶組成物は、低温相溶性に優れネマチック相範囲が大きく、しきい値電圧が小さく、実用性に富んでいた。
【００４１】
実施例７
７−ＨＢ−ＦＦＦ ９．０％
３−ＨＨＢ−ＦＦＦ １０．０％
３−ＨＨ２Ｂ−ＦＦＦ ７．０％
５−ＨＨ２Ｂ−ＦＦＦ ５．０％
３−ＨＢＢ−ＦＦＦ １８．０％
５−ＨＢＢ−ＦＦＦ １８．０％
３−ＨＢＥＢ−ＦＦＦ ５．０％
５−ＨＢＥＢ−ＦＦＦ ３．０％
３−ＨＨＥＢ−ＦＦＦ ８．０％
５−ＨＨＥＢ−ＦＦＦ ５．０％
２−ＨＨＢＢ−ＦＦＦ ４．０％
３−ＨＨＢＢ−ＦＦＦ ４．０％
５−ＨＨ２ＢＢ−ＦＦＦ ４．０％
からなる液晶組成物を調整した。この液晶組成物の透明点はＴNI＝７８．３（℃）、ＴSN＜−３０℃、２０℃における粘度はη20＝３０．２（ｍＰａ・ｓ）、２５℃における屈折率異方性はΔｎ＝０．１０３、２０℃におけるしきい値電圧はＶｔｈ＝１．２１（Ｖ）、Ｖ．Ｈ．Ｒ（２５℃）＝９８．４％であった。
この液晶組成物は、低温相溶性に優れネマチック相範囲が大きく、しきい値電圧が小さく、実用性に富んでいた。
【００４２】
【発明の効果】
比較例および実施例の液晶組成物の特性を表１に示す。表１から明かなように本発明によって、ＡＭ−ＬＣＤ用液晶組成物に求められる種々の特性を満たしながら、特に、しきい値電圧の小さい、且つ低温相溶性に優れネマチック相範囲の大きい液晶組成物を提供できる。
【００４３】
Claims (10)
- 一般式（Ｉ−１）〜（Ｉ−７）で表される各化合物群のうち、少なくとも４つの化合物群から選択される各々１種類以上の化合物、および一般式（II）で表される化合物のみからなる液晶組成物。ただし、一般式（Ｉ−１）、（Ｉ−２）、（Ｉ−３）、および（Ｉ−４）で表される４つの化合物群から選択される各々１種類以上の化合物および一般式（ II ）で表される化合物のみからなる場合を除く。また、該液晶組成物はカイラル剤や二色性色素などの添加剤をさらに含有してもよい。
（式中、ｎは１〜１０の整数を示す） - 一般式（Ｉ−１）〜（Ｉ−５）で表される各化合物のうち、少なくとも４つの化合物群から選択される各々１種類以上の化合物、および一般式（II）で表される化合物のみからなる液晶組成物。ただし、一般式（Ｉ−１）、（Ｉ−２）、（Ｉ−３）、および（Ｉ−４）で表される４つの化合物群から選択される各々１種類以上の化合物および一般式（ II ）で表される化合物のみからなる場合を除く。また、該液晶組成物はカイラル剤や二色性色素などの添加剤をさらに含有してもよい。
（式中、ｎは１〜１０の整数を示す） - 一般式（Ｉ−１）〜（Ｉ−７）で表される各化合物群のうち、少なくとも４つの化合物群から選択される各々１種類以上の化合物、および一般式（ II ）で表される化合物のみからなり、液晶組成物の全重量に対して、一般式（Ｉ−１）〜（Ｉ−７）で表される各化合物群から選択される化合物の割合が各々２５重量％以下、４０重量％以下、３０重量％以下、６０重量％以下、４０重量％以下、２５重量％以下、１５重量％以下、そして一般式（II）で表される化合物群から選択される化合物の割合が２０重量％以下であることを特徴とする液晶組成物。ただし、該液晶組成物はカイラル剤や二色性色素などの添加剤をさらに含有してもよい。
（式中、ｎは１〜１０の整数を示す） - 一般式（Ｉ−１）〜（Ｉ−５）で表される各化合物のうち、少なくとも４つの化合物群から選択される各々１種類以上の化合物、および一般式（ II ）で表される化合物のみからなり、液晶組成物の全重量に対して、一般式（Ｉ−１）〜（Ｉ−５）で表される各化合物群から選択される化合物の割合が各々２５重量％以下、４０重量％以下、３０重量％以下、６０重量％以下、４０重量％以下、そして一般式（II）で表される化合物群から選択される化合物の割合が２０重量％以下であることを特徴とする液晶組成物。ただし、該液晶組成物はカイラル剤や二色性色素などの添加剤をさらに含有してもよい。
（式中、ｎは１〜１０の整数を示す） - 請求項１〜４のいずれかに記載の液晶組成物に加えて、一般式（III−１）および／または一般式（III−２）で表される化合物をさらに含有することを特徴とする液晶組成物。
（式中、ｎは１〜１０の整数を示す） - 一般式（Ｉ−１）〜（Ｉ−７）で表される各化合物のうち、少なくとも４つの化合物群から選択される各々１種類以上の化合物、および一般式（III−１）および／または一般式（III−２）で表される化合物のみからなる液晶組成物。ただし、該液晶組成物はカイラル剤や二色性色素などの添加剤をさらに含有してもよい。
（式中、ｎは１〜１０の整数を示す） - 一般式（Ｉ−１）〜（Ｉ−５）で表される各化合物のうち、少なくとも４つの化合物群から選択される各々１種類以上の化合物、および一般式（III−１）および／または一般式（III−２）で表される化合物のみからなる液晶組成物。ただし、該液晶組成物はカイラル剤や二色性色素などの添加剤をさらに含有してもよい。
（式中、ｎは１〜１０の整数を示す） - 液晶組成物の全重量に対して、一般式（Ｉ−１）〜（Ｉ−７）で表される各化合物群から選択される化合物の割合が各々２５重量％以下、４０重量％以下、３０重量％以下、６０重量％以下、４０重量％以下、２５重量％以下、１５重量％以下、そして一般式（III−１）および／または一般式（III−２）で表される化合物群から選択される化合物の割合が２０重量％以下であることを特徴とする請求項６に記載の液晶組成物。
- 液晶組成物の全重量に対して、一般式（Ｉ−１）〜（Ｉ−５）で表される各化合物群から選択される化合物の割合が各々２５重量％以下、４０重量％以下、３０重量％以下、６０重量％以下、４０重量％以下、そして一般式（III−１）および／または一般式（III−２）で表される化合物群から選択される化合物の割合が２０重量％以下であることを特徴とする請求項７に記載の液晶組成物。
- 請求項１〜９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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