JP4876300B2 - Nematic liquid crystal composition and liquid crystal display device using the same - Google Patents

Description

（式中、Ｒ0はアルキル基、Ｘ0はＦ、Ｑ0はアルキル基、ＣＮ、Ｆ等、ｋ0は０、１を表す。）
【００１３】
しかしながら、これらの化合物を用いて液晶材料の複屈折率を大きくすることができても、液晶表示の高速応答性及び駆動温度範囲等の特性については、依然として問題が残されたままである。
例えば、一般式（a-1）と一般式（a-2）の化合物を混合した場合、得られる液晶組成物の複屈折率は大きくなることが期待されるものの、スメクチック相あるいは結晶相が出現しやすい傾向を有するため、このような化合物を用いても電気光学特性に優れ、且つ広い温度範囲で駆動可能な液晶表示装置を作製することは非常に困難であった。
【００１４】
一方、例えば、TFT-LCDにおいては、均一で高いコントラストを得るために必要な、漏れ電流が小さく高い電圧保持率を有する液晶材料として、例えば、下記のような化合物が用いられてきた。
【化５】

（式中、Ｒ0は前述と同じ意味を表わす。）
しかしながら、このような化合物を主成分として構成した液晶材料は、高電圧保持率を得られるものの、液晶材料の複屈折率を大きくすることができず、しきい値電圧を充分に低減させることも非常に困難であった。
従って、上記の様な表示素子に対応するために、現在も新しい液晶化合物あるいは液晶組成物の提案がなされている。
【００１５】
更にまた、本発明に関わる化合物の特性は、現在求められているのに必要な程度の知見としては、ほとんど知られていない。更に、組成物においては、その具体的な実施例はほとんど見いだされない。従って、更にまた、液晶組成物を用いた応用例、例えば液晶表示素子や装置に関する具体例もほとんど見いだされない。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題は、目的に応じた複屈折率の液晶材料を提供することにあり、より詳しくは複屈折率Δｎを０．１０〜０．４０の広い範囲で調整ができ、しかも駆動可能な温度範囲が広く、低電圧駆動可能なネマチック液晶組成物を提供することにある。更に、本発明の液晶組成物を構成材料として用いた、電気光学特性の改善された液晶表示装置を提供することにある。
本発明は、一般式（I-1）で表される化合物を少なくとも１種以上含有したネマチック液晶組成物、より詳しくは、Ｗ1〜Ｗ4のいずれかが置換基を有した化合物を含有する新規なネマチック液晶組成物であり、上述のような液晶材料に対する要望を解決あるいは少しでも改善しようとするものであり、これにより上述のような液晶表示素子の特性を改善することにある。
詳しくは、相溶性の改善、低温保存の向上等により液晶表示特性の動作温度範囲を拡大し、駆動電圧の低減及びその温度変化を改善し、所定の駆動電圧に対し比較的速い応答性を達成するあるいは改善することにある。また、所望の複屈折率を有する液晶材料によりMIMあるいはTFT-LCDやSTN-LCDの種々の表示特性を改良し、比較的大きな複屈折率を有する液晶材料によりPN-CLDやPDLCの表示特性を改善することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するために、液晶組成物が、グループＡ１とＡ２から選ばれる化合物からなる液晶成分Ａを含有し、該グループは下記に示す一般式（I-1）〜(I-4)で表される化合物から構成され、
【化６】

（式中、
Ｒ1〜Ｒ3は各々独立的に炭素原子数１〜１０のアルキル基又は炭素原子数２〜１０のアルケニル基を表し、該アルキル基又は該アルケニル基は非置換又は置換基として１個又は２個以上のＦ、Ｃｌ、ＣＮ、ＣＨ3又はＣＦ3を有することができ、該アルキル基又は該アルケニル基中に存在する１個又は２個以上のＣＨ2基は、Ｏ原子が相互に直接結合しないものとして、Ｏ、ＣＯ又はＣＯＯで置換されていてもよく、
Ｑ1は各々独立的にＦ、Ｃｌ、ＣＦ3、ＯＣＦ3、ＯＣＦ2Ｈ、ＯＣＦＨ2、ＮＣＳ又はＣＮを表し、
Ｘ1〜Ｘ3は各々独立的にはＨ、Ｆ、Ｃｌ、ＣＦ3、ＯＣＦ3又はＣＮを表し、Ｘ3はまた各々独立的にはＣＨ3を表し、
Ｗ1〜Ｗ4は各々独立的にはＨ、Ｆ、Ｃｌ、ＣＦ3、ＯＣＦ3又はＣＮを表し、
前記一般式（I-1）〜（I-4）の化合物を構成する原子はその同位体原子で置換されていても良い。
但し、一般式（I-1）におけるＷ1〜Ｗ4の少なくとも一つはＦ、Ｃｌ、ＣＦ3又はＯＣＦ3である。）
前記一般式（I-1）〜（I-4）の化合物を除く液晶成分として、＋２以上の誘電率異方性を有する化合物からなる液晶成分Ｂを０〜９９．９重量％含有し、−１０〜＋２の誘電率異方性を有する化合物からなる液晶成分Ｃを０〜８５重量％含有し、該液晶成分Ｂと該液晶成分Ｃの総和が０〜９９．９重量％であることを特徴とするネマチック液晶組成物を提供する。
本発明において、前記液晶成分Ａが、下記の条件(i)〜(vii)の少なくとも一つを満たすネマチック液晶組成物とすることができる。
(i)前記液晶成分Ａが、一般式（I-1）で表される化合物から選ばれる化合物を１種又は２種以上含有し、一般式（I-2）で表される化合物から選ばれる化合物を１種又は２種以上含有し、該選ばれた化合物の前記液晶成分Ａでの含有率が５〜１００重量％であること。
(ii)前記液晶成分Ａが、一般式（I-1）で表される化合物から選ばれる化合物を１種又は２種以上含有し、一般式（I-3）で表される化合物から選ばれる化合物を１種又は２種以上含有し、該選ばれた化合物の前記液晶成分Ａでの含有率が５〜１００重量％であること。
(iii)前記液晶成分Ａが、一般式（I-1）で表される化合物から選ばれる化合物を１種又は２種以上含有し、一般式（I-4）で表される化合物から選ばれる化合物を１種又は２種以上含有し、該選ばれた化合物の前記液晶成分Ａでの含有率が５〜１００重量％であること。
(iv)前記液晶成分Ａが、一般式（I-1）で表される化合物から選ばれる化合物を１種又は２種以上含有し、一般式（I-2）で表される化合物から選ばれる化合物を１種又は２種以上含有し、一般式（I-3）で表される化合物から選ばれる化合物を１種又は２種以上含有し、該選ばれた化合物の前記液晶成分Ａでの含有率が５〜１００重量％であること。
(v)前記液晶成分Ａが、一般式（I-1）で表される化合物から選ばれる化合物を１種又は２種以上含有し、一般式（I-2）で表される化合物から選ばれる化合物を１種又は２種以上含有し、一般式（I-4）で表される化合物から選ばれる化合物を１種又は２種以上含有し、該選ばれた化合物の前記液晶成分Ａでの含有率が５〜１００重量％であること。
(vi)前記液晶成分Ａが、一般式（I-1）で表される化合物から選ばれる化合物を１種又は２種以上含有し、一般式（I-3）で表される化合物から選ばれる化合物を１種又は２種以上含有し、一般式（I-4）で表される化合物から選ばれる化合物を１種又は２種以上含有し、該選ばれた化合物の前記液晶成分Ａでの含有率が５〜１００重量％であること。
(vii)前記液晶成分Ａが、一般式（I-1）で表される化合物から選ばれる化合物を１種又は２種以上含有し、一般式（I-2）で表される化合物から選ばれる化合物を１種又は２種以上含有し、一般式（I-3）で表される化合物から選ばれる化合物を１種又は２種以上含有し、一般式（I-4）で表される化合物から選ばれる化合物を１種又は２種以上含有し、該選ばれた化合物の前記液晶成分Ａでの含有率が１００重量％であること。
本発明において、前記液晶成分Ａが、下記小群（I-ai）〜（I-aiv）のうち一つ又は二つ又は三つ以上の小群から選ばれる化合物を１種〜２０種含有するネマチック液晶組成物とすることができる。
すなわち前記一般式（I-1）において、
（I-ai）Ｒ1が炭素原子数２〜７のアルキル基又はアルケニル基である化合物。
（I-aii）Ｑ1がＦ、Ｃｌ、ＣＦ3、ＯＣＦ3又はＯＣＦ2Ｈである化合物。
（I-aiii）Ｗ1〜Ｗ4のうち一つ又は二つがＦである化合物。
（I-aiv）Ｘ1、Ｘ2のうち一つ又は二つがＦ、Ｃｌ、ＣＦ3又はＯＣＦ3である化合物。
本発明において、前記液晶成分Ａが、下記小群（I-bi）〜（I-biv）のうち一つ又は二つ又は三つ以上の小群から選ばれる化合物を１種〜２０種含有するネマチック液晶組成物とすることができる。
（I-bi）一般式（I-2）〜（I-4）において、Ｒ2が炭素原子数２〜７のアルキル基又はアルケニル基であり、Ｒ3が炭素原子数１〜７のアルキル基又は炭素原子数４〜７アルケニル基である化合物。
（I-bii）一般式（I-2）において、Ｗ3がＦである化合物。
（I-biii）一般式（I-3）において、Ｗ1とＷ2の少なくとも一方がＦである化合物。
（I-biv）一般式（I-3）において、Ｘ3がＣＨ3である化合物。
【００１８】
本発明に関わる液晶成分Ｂは、一般式（II-1）〜（II-4）
【化７】

（式中、
Ｒ1、Ｑ1、Ｗ1〜Ｗ4は(I-1)〜(I-4)における記載と同じであり、
Ｙ1、Ｙ2は各々独立的にＨ、Ｆ、Ｃｌ又はＯＣＦ3を表し、
ＶはＣＨ又はＮを表し、
Ｐ1〜Ｐ3は各々独立的に単結合、-ＣＯＯ-、-ＯＣＯ-、-ＣＨ2Ｏ-、-ＯＣＨ2-、-(ＣＨ2)2-、-(ＣＨ2)4-、-ＣＨ＝ＣＨ-(ＣＨ2)2-、-(ＣＨ2)2-ＣＨ＝ＣＨ-、-ＣＨ＝Ｎ-、-ＣＨ＝Ｎ-Ｎ＝ＣＨ-又は-Ｎ(Ｏ)＝Ｎ-を表し、Ｐ1、Ｐ3はまた各々独立的に-ＣＨ＝ＣＨ-、-ＣＦ＝ＣＦ-又は-Ｃ≡Ｃ-であってもよく、
環Ｂ1〜Ｂ3は各々独立的にトランス−１，４−シクロへキシレン、トランス−１，４−シクロへキセニレン、トランス−１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、トランス−１−シラ−１，４−シクロヘキシレン、トランス−４−シラ−１，４−シクロヘキシレン、ナフタレン−２，６−ジイル、１，２，３，４−テトラハイドロナフタレン−２，６−ジイル又はデカハイドロナフタレン−２，６−ジイルを表し、ナフタレン−２，６−ジイル及び１，２，３，４−テトラハイドロナフタレン−２，６−ジイルは非置換又は置換基として１個又は２個のＦ、Ｃｌ、ＣＦ3、ＯＣＦ3又はＣＨ3を有することができ、環Ｂ3はまた１，４−フェニレン、２又は３−フルオロ−１，４−フェニレン、３，５−ジフルオロ−１，４−フェニレン、２又は３−クロロ−１，４−フェニレン、２，３−ジクロロ−１，４−フェニレン、３，５−ジクロロ−１，４−フェニレンであってもよく、
側鎖基Ｒ1、極性基Ｑ1、連結基Ｐ1〜Ｐ3及び環Ｂ1〜Ｂ3に存在する１個又は２個以上の水素原子は重水素原子と置換されていても良く、
ｐ1〜ｐ3は各々独立的に０又は１を表し、ｐ2＋ｐ3は０又は１であり、
一般式（II-1）〜（II-4）の化合物を構成する原子はその同位体原子で置換されていても良い。）
で表される化合物群から選ばれる化合物を１種又は２種以上含有することができる。
【００１９】
また、液晶成分Ｃが、前記液晶成分Ｃが、一般式（III-1）〜（III-4）
【化８】

（式中、
Ｗ1〜Ｗ3、Ｖは(I-1)〜(I-4) 、(II-1)〜(II-4)における記載と同じであり、
Ｒ2、Ｒ3は各々独立的に炭素原子数１〜１０のアルキル基、アルコキシ基又は炭素原子数２〜１０のアルケニル基、アルケニルオキシ基を表し、該アルキル基、該アルコキシ基、該アルケニル基又は該アルケニルオキシ基は非置換又は置換基として１個又は２個以上のＦ、Ｃｌ、ＣＮ、ＣＨ3又はＣＦ3を有することができ、及び又は該アルキル基、該アルコキシ基、該アルケニル基又は該アルケニルオキシ基中に存在する１個又は２個以上のＣＨ2基は、Ｏ原子が相互に直接結合しないものとして、Ｏ、ＣＯ又はＣＯＯで置換されていてもよく、
Ｚ1〜Ｚ3は各々独立的にＨ、Ｆ、Ｃｌ、ＣＦ3、ＯＣＦ3又はＣＮを表し、Ｚ3はまた各々独立的に-ＣＨ3であってもよく、
Ｍ1〜Ｍ3は各々独立的に単結合、-ＣＯＯ-、-ＯＣＯ-、-ＣＨ2Ｏ-、-ＯＣＨ2-、-(ＣＨ2)2-、-(ＣＨ2)4-、-ＣＨ＝ＣＨ-(ＣＨ2)2-、-(ＣＨ2)2-ＣＨ＝ＣＨ-、-ＣＨ＝Ｎ-、-ＣＨ＝Ｎ-Ｎ＝ＣＨ-又は-Ｎ(Ｏ)＝Ｎ-を表し、Ｍ1、Ｍ3はまた各々独立的に-ＣＨ＝ＣＨ-、-ＣＦ＝ＣＦ-又は-Ｃ≡Ｃ-であってもよく、
環Ｃ1〜Ｃ3は各々独立的にトランス−１，４−シクロへキシレン、トランス−１，４−シクロへキセニレン、トランス−１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、トランス−１−シラ−１，４−シクロヘキシレン、トランス−４−シラ−１，４−シクロヘキシレン、ナフタレン−２，６−ジイル、１，２，３，４−テトラハイドロナフタレン−２，６−ジイル又はデカハイドロナフタレン−２，６−ジイルを表し、ナフタレン−２，６−ジイル及び１，２，３，４−テトラハイドロナフタレン−２，６−ジイルは非置換又は置換基として１個又は２個のＦ、Ｃｌ、ＣＦ3、ＯＣＦ3又はＣＨ3を有することができ、環Ｃ1、Ｃ3はまた１，４−フェニレン、２又は３−フルオロ−１，４−フェニレン、２，３−ジフルオロ−１，４−フェニレン、３，５−ジフルオロ−１，４−フェニレン、２又は３−クロロ−１，４−フェニレン、２，３−ジクロロ−１，４−フェニレン、３，５−ジクロロ−１，４−フェニレンであってもよく、
側鎖基Ｒ2、Ｒ3、連結基Ｍ1〜Ｍ3及び環Ｃ1〜Ｃ3に存在する１個又は２個以上の水素原子は重水素原子と置換されていても良く、
ｍ1〜ｍ3は各々独立的に０又は１を表し、ｍ2＋ｍ3は０又は１であり、
前記一般式（III-1）〜（III-4）の化合物を構成する原子はその同位体原子で置換されていても良い。）
で表される化合物群から選ばれる化合物を含有することができる。
本発明において、前記液晶組成物が、４個の六員環を有したコア構造の化合物であって、該化合物の液晶相−等方性液体相転移温度が１００℃以上を有する化合物を1種又は２種以上含有するネマチック液晶組成物とすることができる。
また前記液晶組成物が、２〜４０の誘電率異方性であり、０．１０〜０．４０の複屈折率であり、５０℃〜１８０℃のネマチック相−等方性液体相転移温度であり、−２００℃〜０℃の結晶相、スメクチック相又はガラス相−ネマチック相転移温度であるネマチック液晶組成物とすることができる。
また前記液晶組成物に、誘起螺旋ピッチが０．５〜１０００μｍとなる光学活性基を有する化合物を含有するネマチック液晶組成物とすることができる。
【００２０】
更に、本発明は上記のネマチック液晶組成物を用いたアクティブ・マトリクス、ツイスティッド・ネマチック又はスーパー・ツイスティッド・ネマチック液晶表示装置、あるいは上記の液晶組成物及び透明性固体物質を含有する調光層を有する光散乱形液晶表示装置を提供する。
前記調光層において、前記液晶組成物が連続層をなし、該連続層中に前記透明性固体物質が均一な三次元網目状構造を形成した光散乱形液晶表示装置とすることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明の液晶組成物は、一般式（I-1）〜（I-4）で表される化合物からなる液晶成分Ａを必須成分として含有する。特に、液晶成分Ａは、一般式（I-1）で表される化合物からなるグループＡ１と一般式（I-2）〜（I-4）で表される化合物からなるグループＡ２で構成することを特徴とする。更に、一般式（I-1）におけるＷ1〜Ｗ4の少なくとも一つはＦ、Ｃｌ、ＣＦ3又はＯＣＦ3で置換されたことを特徴とする化合物を含有する。この特徴を有する液晶成分Ａは、液晶化合物あるいは液晶組成物に混合すると、ネマチック相−等方性液体相転移温度が比較的良好で、低温域での安定したネマチック相が得られ、応答性を維持、あるいは悪化させることなく駆動電圧を低下させる効果を有しており、従来の駆動電圧低減の液晶化合物にない優れた特性を有している。本発明の液晶組成物は、一般式（I-1）〜（I-4）の化合物からなる液晶成分Ａを含有し、＋２以上の誘電率異方性を有する化合物からなる液晶成分Ｂを０〜９９．９重量％含有し、−１０〜＋２の誘電率異方性を有する化合物からなる液晶成分Ｃを０〜８５重量％含有し、該液晶成分Ｂと該液晶成分Ｃの総和が０〜９９．９重量％含有させることで、この効果を有することを見いだした。また、液晶成分Ａは、上記の液晶成分Ｂと液晶成分Ｃの液晶材料に対して混合したとき、固体相又はスメクチック相−ネマチック相転移温度を特段に低下させたりあるいは低温での保存時間を長くする等、表示温度範囲をより広くさせることができる。
【００２２】
尚、本発明においては、ナフタレン−２，６−ジイル環、デカハイドロナフタレン−２，６−ジイル環及び１，２，３，４−テトラハイドロナフタレン−２，６−ジイル環の呼称は、特別に限定をした場合を除いて、非置換の環及び置換された環の両者を含めたものとして定義する。この定義は、液晶成分Ａ、Ｃに適応される。置換の意味は、ナフタレン−２，６−ジイル環の場合、環中に存在する１個又は２個以上のＣＨ基がＮ基で置換されものであり、デカハイドロナフタレン−２，６−ジイル環の場合、環中に存在する１個又は２個以上の−ＣＨ2−基が−ＣＦ2−で置換されたもの、環中に存在する１個又は２個以上の−ＣＨ2−ＣＨ2−基が−ＣＨ2−Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＦ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−ＣＨ＝Ｎ−又は−ＣＦ＝Ｎ−で置換されたもの、環中に存在する１個又は２個以上の＞ＣＨ−ＣＨ2−基が＞ＣＨ−Ｏ−、＞Ｃ＝ＣＨ−、＞Ｃ＝ＣＦ−、＞Ｃ＝Ｎ−又は＞Ｎ−ＣＨ2−で置換されたもの、環中に存在する＞ＣＨ−ＣＨ＜基が＞ＣＨ−ＣＦ＜、＞ＣＦ−ＣＦ＜又は＞Ｃ＝Ｃ＜で置換されたもの、更にデカハイドロナフタレン−２，６−ジイル環の非置換の環又は置換された環中の少なくとも１個のＣがＳｉと置換されたものであり、更に、ナフタレン−２，６−ジイル環、デカハイドロナフタレン−２，６−ジイル環及び１，２，３，４−テトラハイドロナフタレン−２，６−ジイル環中に存在する１個又は２個以上の水素原子が重水素原子と置換されたものを含む。
【００２３】
同様に、アルキル基及びアルケニル基の呼称も、特別に限定をした場合を除いて、非置換の基及び置換された基の両者を含めたものとして定義する。また、アルキル基及びアルケニル基は、直鎖状でも分岐鎖状でも良い。この定義は、液晶成分Ａ、Ｂ、Ｃに適応される。
【００２４】
グループＡ１は一般式（I-1）で表される化合物から選ばれる化合物を１種又は２種以上含有し、グループＡ２は一般式（I-2）〜（I-4）で表される化合物から適時選ばれる化合物を１種又は２種以上含有する。この場合、一般式（I-2）〜（I-4）から選ばれた一つ、二つ又は三つの一般式で表される１種又は２種以上化合物を含有することができる。
【００２５】
この様な視点から、一般式（I-1）〜（I-4）で表される化合物におけるより好ましい形態は、下記に示す式（I-1a）〜（I-4ap）で表される化合物である。
【００２６】
【化９】

【００２７】
【化１０】

【００２８】
【化１１】

【００２９】
【化１２】

【００３０】
【化１３】

【００３１】
【化１４】

【００３２】
【化１５】

【００３３】
【化１６】

【００３４】
【化１７】

【００３５】
【化１８】

【００３６】
【化１９】

【００３７】
一般式（I-1）における側鎖基Ｒ1のより好ましい形態は、後述する一般式（II-5a）〜（II-5bc）で表される化合物である。一般式（I-2）〜（I-4）における側鎖基Ｒ2、Ｒ3のより好ましい形態は、後述する一般式（III-5a）〜（III-5bf）で表される化合物である。一般式（I-1）における極性基を有する１，４−フェニレンの部分構造式のより好ましい形態は、後述する一般式（II-6a）〜（II-6r）で表される化合物である。
【００３８】
尚、以下で用いている各化合物は、蒸留、カラム精製、再結晶等の方法を用いて不純物を除去し、充分精製したものを使用した。
【００３９】
更に詳述すると、汎用的な液晶組成物を目的とする場合には、液晶成分Ａは以下の化合物を用いることが好ましく、本発明の効果を得ることができる。
【００４０】
（I-ai）：一般式（I-1）において、Ｒ1が炭素原子数２〜７のアルキル基又はアルケニル基である化合物。具体的な化合物例としては式（I-1a）〜（I-1dp）の化合物。
【００４１】
（I-aii）：一般式（I-1）において、Ｑ1がＦ、Ｃｌ、ＣＦ3、ＯＣＦ3又はＯＣＦ2Ｈである化合物。具体的な化合物例としては式（I-1a）〜（I-1dp）の化合物。具体的用途としては、Ｑ1がＦ、Ｃｌ、ＣＦ3、ＯＣＦ3又はＯＣＦ2Ｈである極性基を有する化合物を実質的に主成分とした場合には高信頼性のSTN-LCDやアクティブ用のTFT-LCD、STN-LCD、PDLC、PN-LCD等に好ましく、駆動電圧の低減や高電圧保持率に優れており、Ｑ1がＦ、Ｃｌ又はＣＮの極性基を有する化合物を実質的に主成分とした場合にはTN-LCD、STN-LCD、PDLC、PN-LCD等の駆動電圧、急峻性や応答性あるいはその温度特性に優れた電気光学特性を得ることができる。
【００４２】
（I-aiii）：一般式（I-1）において、Ｗ1〜Ｗ4のうち一つ又は二つがＦである化合物。具体的な化合物例としては式（I-1a）〜（I-1dp）の化合物。具体的用途としては、Ｗ1〜Ｗ4の少なくとも１個がＦであり、Ｑ1がＦ、Ｃｌ、ＣＦ3、ＯＣＦ3又はＯＣＦ2Ｈである化合物を実質的に主成分とした場合にはアクティブ用のTFT-LCD、PDLC、PN-LCD等の駆動電圧の低減や高電圧保持率に優れており、 Ｑ1がＦ、Ｃｌ又はＣＮである化合物を実質的に主成分とした場合にはTN-LCD、STN-LCD、PDLC、PN-LCD等の駆動電圧、急峻性や応答性あるいはその温度特性に優れた電気光学特性を得ることができる。更に、この小群の化合物は、液晶組成物の相溶性の改善、低温保存の向上により動作温度範囲を拡大し、駆動電圧の低減及びその温度変化を改善し、所定の駆動電圧に対し比較的速い応答性を達成するあるいは改善することができ、STN-LCD、TFT-LCD、PDLC、PN-LCD等のより改善された電気光学特性を得ることができる、
【００４３】
（I-aiv）：一般式（I-1）において、Ｘ1、Ｘ2のうち一つ又は二つがＦ、Ｃｌ、ＣＦ3又はＯＣＦ3である化合物。具体的な化合物例としては式（I-1a）〜（I-1dp）の化合物。具体的用途としては、更に好ましい化合物は以下である。Ｘ1とＸ2の組において少なくとも一方が又は両方がＦ、Ｃｌであり、Ｑ1がＦ、Ｃｌ、ＣＦ3、ＯＣＦ3又はＯＣＦ2Ｈである化合物を実質的に主成分とした場合にはアクティブ用のTFT-LCD、PDLC、PN-LCD等の駆動電圧の低減や高電圧保持率に優れており、 Ｑ1がＦ、Ｃｌ又はＣＮである化合物を実質的に主成分とした場合にはTN-LCD、STN-LCD、PDLC、PN-LCD等の駆動電圧、急峻性や応答性あるいはその温度特性に優れた電気光学特性を得ることができる。
【００４４】
（I-bi）一般式（I-2）〜（I-4）において、Ｒ2が炭素原子数２〜７のアルキル基又はアルケニル基であり、Ｒ3が炭素原子数１〜７のアルキル基又は炭素原子数４〜７アルケニル基である化合物。具体的な化合物例としては式（I-2a）〜（I-4ap）の化合物。粘度や粘弾性の低減により応答性を向上させ、ネマチック相−等方性液体相転移温度を改良させることができ、STN-LCD、TFT-LCD、PDLC、PN-LCD等のより改善された電気光学特性を得ることができる。
【００４５】
（I-bii）一般式（I-2）において、Ｗ3がＦである化合物。具体的な化合物例としては式（I-2a）〜（I-2ab）の化合物。ネマチック相−等方性液体相転移温度を悪化させることなく、低温でのネマチック相を増大させる効果を有する。また、より大きな複屈折率を得るのに有用である。
【００４６】
（I-biii）一般式（I-3）において、Ｗ1とＷ2の少なくとも一方がＦである化合物。具体的な化合物例としては式（I-3a）〜（I-3cr）の化合物。ネマチック相−等方性液体相転移温度を悪化させることなく、低温でのネマチック相を増大させる効果を有する。STN-LCD、PDLC、PN-LCD等における応答性を悪化させることなく、より改善された電気光学特性を得ることができる。
【００４７】
（I-biv）一般式（I-3）において、Ｘ3がＣＨ3である化合物。具体的な化合物例としては式（I-3bo）〜（I-3bt）、（I-3cm）〜（I-3cr）の化合物。低温でのネマチック相を増大させる効果を有する。
【００４８】
本発明の液晶成分Ａは、これら小群（I-ai）〜（I-biv）のうち一つ又は二つ又は三つ以上の小群から選ばれる化合物を１種以上含有させることができるが、一つの小群から１種のみで構成しても効果を得ることができる。また、小群（I-bi）〜（I-biv）で示した化合物の構造的な特徴を同時に二つ以上有した化合物は更に好ましい。液晶成分Ａは、所望の目的に応じて、上記小群（I-ai）〜（I-biv）で示した化合物で構成することができる。この様な液晶成分Ａを含有する本発明の液晶組成物は、相溶性の改善、低温保存の向上等により液晶表示特性の動作温度範囲を拡大し、駆動電圧の低減及びその温度変化を改善し、所定の駆動電圧に対し比較的速い応答性を達成するあるいは改善することができ、これを構成材料として用いたTN-LCD、STN-LCD、TFT-LCD、PDLC、PN-LCD等のより改善された電気光学特性を得ることができる。
【００４９】
本発明のネマチック液晶組成物における一般式（I-1）の化合物は、複屈折率が非常に大きいという特徴を有する。このため本発明の液晶組成物は、広い範囲で複屈折率を調整することが可能となった。また、誘電率異方性が大きいので、低電圧駆動が可能であり、しかも電圧保持率が高いという特徴も有している。更に、一般式（I-1）の化合物と類似構造を有する化合物（a-1）
と比較して、特段に高い相溶性を示しているのである。
【００５０】
本発明のネマチック液晶組成物における一般式（I-2）〜（I-4）の化合物を加えることによって、複屈折率が更に大きい組成物を得ることができる。また、ネマチック相の温度範囲もより広くさせる改善効果を示す。更に、この組成物は駆動電圧を上昇させにくい傾向を有する。このような効果は一般式（I-2）〜（I-4）の化合物がフルオトラン構造を有し、化合物の弾性定数が小さいことによるものと考えられる。また、必須成分である一般式（I-1）から選ばれる化合物との相溶性にも優れているので、グループＡ１の化合物の優れた特性をほとんど低減させることなく、良好なネマチック液晶組成物を得ることができる。
【００５１】
本発明の液晶組成物は、上記液晶成分Ａに加えて、誘電率異方性が＋２以上の化合物を１種又は２種以上含む液晶成分Ｂを含有するものである。尚、本発明で述べる２より大きい誘電異方性を有する液晶化合物とは、以下の意義で用いる。液晶化合物の化学構造は棒状であり、中央部分が１個から４個の六員環を有したコア構造を有し、中央部分長軸方向の両端に位置する六員環が、液晶分子長軸方向に相当する位置で置換された末端基を有し、両端に存在する末端基の少なくとも一方が極性基であること、即ち例えば -Ｆ、-Ｃｌ、-ＮＯ2、-ＣＦ3、-ＯＣＦ3、-ＯＣＨＦ2、-ＣＮ、-ＯＣＮ、-ＮＣＳ、等である化合物である。これによって、液晶層の光学異方性を所定の値にすることができ、電気的に駆動可能となり、動作温度範囲を広くさせることができる。
【００５２】
液晶成分Ｂとして、誘電率異方性が＋２以上の化合物は、少なくとも１種以上を用いることができ、３〜４０種の範囲が好ましく、３〜１５種の範囲がより好ましい。また、誘電率異方性が＋２〜＋８の化合物、＋８〜＋１３の化合物、＋１４〜＋１８の化合物、＋１８以上の化合物から適時選んで含有させることが好ましく、所定の駆動電圧や応答特性を得ることができる。この場合、＋２〜＋１３の誘電率異方性の化合物は多くとも３０種以下の範囲で混合することが好ましく、１５種以下の範囲で混合することが更に好ましく、＋１４〜＋１８の化合物は多くとも２０種以下の範囲で混合することが好ましく、８種以下の範囲で混合することが更に好ましく、＋１８以上の化合物は多くとも１５種以下の範囲で混合することが好ましく、１０種以下の範囲で混合することが更に好ましい。液晶成分Ｂを上述の様に使用することは、表示特性の温度特性により好ましい効果を付与する。より具体的には、駆動電圧、急峻性に関わるコントラスト、応答性等の温度依存性をより好ましいものとする。
【００５３】
この様な視点から、一般式（II-1）〜（II-4）で表される化合物におけるより好ましい基本構造の形態は、下記に示す一般式（II-1a）〜（II-4n）で表される化合物である。
【００５４】
【化２０】

【００５５】
【化２１】

【００５６】
【化２２】

【００５７】
【化２３】

【００５８】
【化２４】

【００５９】
また、一般式（II-1）〜（II-4）における側鎖基
【００６０】
【化２５】

のより好ましい形態は、下記に示す一般式（II-5a）〜（II-5bc）である。
【００６１】
【化２６】

【００６２】
更にまた、極性基を有する１，４−フェニレンの部分構造式
【００６３】
【化２７】

のより好ましい形態は、下記に示す一般式（II-6a）〜（II-６r）で表される化合物である。
【００６４】
【化２８】

【００６５】
尚、以下で用いている各化合物は、蒸留、カラム精製、再結晶等の方法を用いて不純物を除去し、充分精製したものを使用した。
【００６６】
更に詳述すると、汎用的な液晶組成物を目的とする場合には、液晶成分Ｂは以下の化合物を用いることが好ましく、この様な液晶成分Ｂを液晶成分Ａと組み合わせることにより本発明の効果を得ることができる。
【００６７】
（II-ai）： 前記一般式（II-1）〜(II-4)において、Ｒ1が炭素原子数２〜５のアルケニル基である化合物、具体的には、一般式（II-1a）〜（II-4n）の基本構造であって、側鎖基が（II-5ah）〜（II-5bc）であって、極性基の部分構造が一般式（II-6a）〜（II-6r）の化合物、より好ましくは一般式（II-1a）〜（II-1l）、（II-2i）〜（II-2ae）の基本構造の化合物であり、STN-LCD、TFT-LCD、PDLC、PN-LCD等のより改善された電気光学特性を得ることができる。
（II-aii）： 前記一般式（II-1）〜(II-4)において、Ｑ1がＦ、Ｃｌ、又は-ＯＣＦ3である化合物、具体的には、一般式（II-1a）〜（II-4n）の基本構造であって、側鎖基が（II-5a）〜（II-5bc）であって、極性基の部分構造が一般式（II-6d）〜（II-6i）、（II-6m）〜（II-6o）の化合物、より好ましくは一般式（II-1a）〜（II-1l）、（II-2f）〜（II-2q）、（II-2u）〜（II-2w）、（II-2ab）〜（II-4f）の基本構造の化合物であり、これらの化合物を実質的に主成分とした場合にはアクティブ用のTFT-LCD、PDLC、PN-LCD等の駆動電圧の低減や高電圧保持率に優れている。また、Ｑ1がＣＮの化合物と併用して、両者が実質的に主成分とした場合にはTN-LCD、STN-LCD、PDLC、PN-LCD等の駆動電圧、急峻性や応答性あるいはその温度特性に優れている。
【００６８】
（II-aiii）：前記一般式（II-1）の化合物において、Ｐ2が-(ＣＨ2)2-又は-(ＣＨ2)4-である化合物、具体的には、一般式（II-1c）、（II-1d）（II-1g）、（II-1h）の基本構造であって、側鎖基が（II-5a）〜（II-5bc）であって、極性基の部分構造が一般式（II-6a）〜（II-6r）の化合物。
（II-aiv）：前記一般式（II-1）の化合物において、ｐ1が１である化合物、具体的には、一般式（II-1e）〜（II-1l）の基本構造であって、側鎖基が（II-5a）〜（II-5bc）であって、極性基の部分構造が一般式（II-6a）〜（II-6r）の化合物、これらは、駆動電圧が低く比較的小さい複屈折率を必要とする用途に適している。
【００６９】
（II-av）：前記一般式（II-2）の化合物において、Ｙ1、Ｙ2、Ｗ1、Ｗ2の少なくとも１個がＦである化合物、具体的には、一般式（II-2a）、（II-2c）、（II-2f）、（II-2i）、（II-2l）、（II-2o）、（II-2r）、（II-2u）、（II-2x）、（II-2y）、（II-2ab）、（II-2ac）の基本構造であって、側鎖基が（II-5a）〜（II-5bc）であって、極性基の部分構造が一般式（II-6b）、（II-6c）、（II-6e）、（II-6f）、（II-6h）、（II-6i）、（II-6k）、（II-6l）、（II-6n）、（II-6o）、（II-6q）、（II-6r）の化合物、あるいは一般式（II-2b）、（II-2d）、（II-2e）、（II-2g）、（II-2h）、（II-2j）、（II-2k）、（II-2m）、（II-2n）、（II-2p）、（II-2q）、（II-2s）、（II-2t）、（II-2v）、（II-2w）、（II-2z）、（II-2aa）、（II-2ad）、（II-2ae）の基本構造であって、側鎖基が（II-5a）〜（II-5bc）であって、極性基の部分構造が一般式（II-6a）〜（II-6r）の化合物であり、駆動電圧を低減させる用途に適している。
（II-avi）：前記一般式（II-2）の化合物において、ｐ1が１であり、Ｐ1が-Ｃ≡Ｃ-である化合物、具体的には、一般式（II-2o）〜（II-2q）、（II-2ab）〜（II-2ae）の基本構造であって、側鎖基が（II-5a）〜（II-5bc）であって、極性基の部分構造が一般式（II-6a）〜（II-6r）の化合物であり、駆動電圧が低く比較的大きい複屈折率を必要とする用途に適している。
（II-avii）：前記一般式（II-2）の化合物において、Ｐ2が単結合又は-(ＣＨ2)2-であり、Ｐ1が-ＣＯＯ-である化合物、具体的には、一般式（II-2l）〜（II-2n）、（II-2r）〜（II-2t）、（II-2y）〜（II-2aa）の基本構造であって、側鎖基が（II-5a）〜（II-5bc）であって、極性基の部分構造が一般式（II-6a）〜（II-6r）の化合物であり、駆動電圧が低くい用途に適している。
【００７０】
（II-aviii）：前記一般式（II-3）の化合物において、Ｙ1、Ｙ2、Ｗ1〜Ｗ4の少なくとも１個がＦである化合物、具体的には、一般式（II-3a）、（II-3j）、（II-3k）、（II-3s）、（II-3t）の基本構造であって、側鎖基が（II-5a）〜（II-5bc）であって、極性基の部分構造が一般式（II-6b）、（II-6c）、（II-6e）、（II-6f）、（II-6h）、（II-6i）、（II-6k）、（II-6l）、（II-6n）、（II-6o）、（II-6q）、（II-6r）の化合物、あるいは一般式（II-3b）〜（II-3i）、（II-3l）〜（II-3r）、（II-3u）〜（II-3x）の基本構造であって、側鎖基が（II-5a）〜（II-5bc）であって、極性基の部分構造が一般式（II-6a）〜（II-6r）の化合物であり、駆動電圧を低減させる用途に適している。
（II-aix）：前記一般式（II-3）の化合物において、Ｐ3が-Ｃ≡Ｃ-である化合物、具体的には、一般式（II-3k）〜（II-3r）の基本構造であって、側鎖基が（II-5a）〜（II-5bc）であって、極性基の部分構造が一般式（II-6a）〜（II-6r）の化合物であり、駆動電圧が低く比較的大きい複屈折率を必要とする用途に適している。
（II-ax）：前記一般式（II-3）の化合物において、Ｐ1が単結合又は-Ｃ≡Ｃ-であり、Ｐ3が-ＣＯＯ-である化合物、具体的には、一般式（II-3j）、（II-3y）の基本構造であって、側鎖基が（II-5a）〜（II-5bc）であって、極性基の部分構造が一般式（II-6a）〜（II-6r）の化合物。
【００７１】
（II-axi）：前記一般式(II-4）で表される化合物、具体的には、一般式（II-4a）〜（II-4n）の基本構造であって、側鎖基が（II-5a）〜（II-5bc）であって、極性基の部分構造が一般式（II-6a）〜（II-6r）の化合物。
【００７２】
（II-axii）：前記一般式(II-1)、（II-2）、（II-4）の化合物において、環Ｂ1〜Ｂ3がトランス−１，４−シクロへキシレンであり、この環の水素原子のうち少なくとも一個が重水素原子と置換された化合物、具体的には、一般式（II-1a）〜（II-1l）、（II-2i）〜（II-2ae）、（II-4f）の基本構造であって、側鎖基が（II-5a）〜（II-5bc）であって、極性基の部分構造が一般式（II-6a）〜（II-6r）の化合物。
【００７３】
これらの小群（II-ai）〜（II-axii）で示した化合物から選ばれる化合物を１種又は２種以上含有するネマチック液晶組成物が好ましい。
【００７４】
また、TN-LCDやSTN-LCDに適した液晶組成物を目的とする場合には、液晶成分Ｂは以下の化合物を用いることが好ましく、この様な液晶成分Ｂを液晶成分Ａと組み合わせることにより本発明の効果を得ることができる。
【００７５】
（II-bi）：前記一般式（II-1）において、Ｒ1が炭素原子数２〜５のアルキル基又はアルケニル基であり、ｐ1が０であり、Ｑ1が-ＣＮである化合物、具体的には、一般式（II-1a）〜（II-1d）の基本構造であって、側鎖基が（II-5a）〜（II-5d）、（II-5ah）〜（II-5am）、（II-5av）〜（II-5bc）であって、極性基の部分構造が一般式（II-6a）〜（II-6c）の化合物。
（II-bii）：前記一般式（II-1）において、Ｒ1が炭素原子数２〜５のアルキル基又はアルケニル基であり、ｐ1が１であり、Ｑ1がＦ又は-ＣＮであり、Y1、Y2がＨ又はＦである化合物、具体的には、一般式（II-1e）〜（II-1l）の基本構造であって、側鎖基が（II-5a）〜（II-5d）、（II-5ah）〜（II-5am）、（II-5av）〜（II-5bc）であって、極性基の部分構造が一般式（II-6a）〜（II-6f）の化合物。
【００７６】
（II-biii）：前記一般式（II-2）において、Ｒ1が炭素原子数２〜５のアルキル基又はアルケニル基であり、ｐ1が０であり、Ｑ1が-ＣＮであり、Y1、Y2、Ｗ1、Ｗ2がＨ又はＦである化合物、具体的には、一般式（II-2a）〜（II-2h）の基本構造であって、側鎖基が（II-5a）〜（II-5d）、（II-5ah）〜（II-5am）、（II-5av）〜（II-5bc）であって、極性基の部分構造が一般式（II-6a）〜（II-6c）の化合物。
（II-biv）：前記一般式（II-2）において、Ｒ1が炭素原子数２〜５のアルキル基又はアルケニル基であり、ｐ1が１であり、Ｐ2が単結合、-(ＣＨ2)2-又は-ＣＯＯ-であり、Ｐ1が単結合、-ＣＯＯ-又は-Ｃ≡Ｃ-であり、Ｑ1がＦ又は-ＣＮであり、Y1、Y2、Ｗ1、Ｗ2がＨ又はＦである化合物、具体的には、一般式（II-2i）〜（II-2ae）の基本構造であって、側鎖基が（II-5a）〜（II-5d）、（II-5ah）〜（II-5am）、（II-5av）〜（II-5bc）であって、極性基の部分構造が一般式（II-6a）〜（II-6f）の化合物。
【００７７】
（II-bv）：前記一般式（II-3）において、Ｒ1が炭素原子数２〜５のアルキル基又はアルケニル基であり、Ｐ1とＰ3の一方が単結合であり、他方が単結合、-ＣＯＯ-又は-Ｃ≡Ｃ-である化合物、具体的には、一般式（II-3a）〜（II-3x）の基本構造であって、側鎖基が（II-5a）〜（II-5d）、（II-5ah）〜（II-5am）、（II-5av）〜（II-5bc）であって、極性基の部分構造が一般式（II-6a）〜（II-6r）の化合物。
（II-bvi）：前記一般式（II-3）において、Ｒ1が炭素原子数２〜５のアルキル基又はアルケニル基であり、Ｙ1、Ｙ2、Ｗ1〜Ｗ4がＨ又はＦである化合物、具体的には、一般式（II-3a）〜（II-3x）の基本構造であって、側鎖基が（II-5a）〜（II-5d）、（II-5ah）〜（II-5am）、（II-5av）〜（II-5bc）であって、極性基の部分構造が一般式（II-6a）〜（II-6r）の化合物。
【００７８】
（II-bvii）：前記一般式（II-４）において、Ｒ1が炭素原子数２〜７のアルキル基又はアルケニル基であり、ｐ2＋ｐ3が０である化合物、具体的には、一般式（II-4a）、（II-4h）の基本構造であって、側鎖基が（II-5a）〜（II-5d）、（II-5ah）〜（II-5am）、（II-5av）〜（II-5bc）であって、極性基の部分構造が一般式（II-6a）〜（II-6r）の化合物。
【００７９】
（II-bviii）：前記一般式(II-1)、（II-2）の化合物において、環Ｂ1、Ｂ2がトランス−１，４−シクロへキシレンであり、この環の水素原子のうち少なくとも一個が重水素原子と置換された化合物、具体的には、一般式（II-1a）〜（II-1l）、（II-2i）〜（II-2ae）の基本構造であって、側鎖基が（II-5a）〜（II-5bc）であって、極性基の部分構造が一般式（II-6a）〜（II-6r）の化合物。
【００８０】
これらの小群（II-bi）〜（II-bviii）で示した化合物から選ばれる化合物を１種又は２種以上含有し、液晶成分Ｂとして該化合物の含有率が１０〜１００重量％であるネマチック液晶組成物が好ましい。
【００８１】
更にまた、高信頼性を必要とするSTN-LCDやアクティブ用のTFT-LCD、IPS、STN-LCD、PDLC、PN-LCD等に適した液晶組成物を目的とする場合には、液晶成分Ｂは以下の化合物を用いることが好ましく、この様な液晶成分Ｂを液晶成分Ａと組み合わせることにより本発明の効果を得ることができる。
【００８２】
（II-ci）：前記一般式（II-1）において、Ｒ1が炭素原子数２〜５のアルキル基又はアルケニル基であり、ｐ1が１であり、Ｐ1とＰ2の一方が単結合であり、他方が単結合、-ＣＯＯ-、-(ＣＨ2)2-、又は-(ＣＨ2)4であり、Ｑ1がＦ、Ｃｌ、ＣＦ3、ＯＣＦ3又はＯＣＦ2Ｈであり、Ｙ1、Ｙ2の１個又は２個がＦである化合物、具体的には、一般式（II-1e）〜（II-1k）の基本構造であって、側鎖基が（I-6a）〜（I-6d）、（I-6ah）〜（I-6am）、（I-6av）〜（I-6bc）であって、極性基の部分構造が一般式（II-5d）〜（II-5r）の化合物。
【００８３】
（II-cii）：前記一般式（II-2）において、Ｒ1が炭素原子数２〜５のアルキル基又はアルケニル基であり、ｐ1が１であり、Ｐ2が単結合、-(ＣＨ2)2-又は-ＣＯＯ-であり、Ｐ1が単結合、-ＣＯＯ-又は-Ｃ≡Ｃ-であり、Ｑ1がＦ、Ｃｌ、ＣＦ3、ＯＣＦ3又はＯＣＦ2Ｈであり、Ｙ1、Ｙ2の１個又は２個がＦであり、Ｗ1、Ｗ2がＨ又はＦである化合物、具体的には、一般式（II-2i）〜（II-2ae）の基本構造であって、側鎖基が（II-5a）〜（II-5d）、（II-5ah）〜（II-5am）、（II-5av）〜（II-5bc）であって、極性基の部分構造が一般式（II-6d）〜（II-6r）の化合物。
【００８４】
（II-ciii）：前記一般式（II-3）において、Ｒ1が炭素原子数２〜５のアルキル基又はアルケニル基であり、Ｐ1とＰ3の一方が単結合であり、他方が単結合、-ＣＯＯ-又は-Ｃ≡Ｃ-であり、Ｑ1がＦ、Ｃｌ、ＣＦ3、ＯＣＦ3又はＯＣＦ2Ｈであり、Ｙ1、Ｙ2の１個又は２個がＦであり、Ｗ1〜Ｗ4がＨ又は１個以上がＦである化合物、具体的には、一般式（II-3a）〜（II-3x）の基本構造であって、側鎖基が（II-5a）〜（II-5d）、（II-5ah）〜（II-5am）、（II-5av）〜（II-5bc）であって、極性基の部分構造が一般式（II-6e）、（II-6f）、（II-6h）、（II-6i）、（II-6k）、（II-6l）、（II-6n）、（II-6o）、（II-6q）、（II-6r）の化合物。
【００８５】
（II-civ）：前記一般式（II-1）、（II-2）の化合物において、環Ｂ1、Ｂ2がトランス−１，４−シクロへキシレンであり、この環の水素原子のうち少なくとも三個が重水素原子と置換された化合物、具体的には、一般式（II-1a）〜（II-1l）、（II-2i）〜（II-2ae）の基本構造であって、側鎖基が（II-5a）〜（II-5bc）であって、極性基の部分構造が一般式（II-6a）〜（II-6r）の化合物。
【００８６】
これらの小群（II-ci）〜（II-civ）で示した化合物から選ばれる化合物を１種又は２種以上含有し、液晶成分Ｂとして該化合物の含有率が１０〜１００重量％であるネマチック液晶組成物が好ましい。
【００８７】
一般式（II-1）〜（II-4）で表される化合物における特に好ましい形態は、以下の化合物を含有する液晶成分Ｂである。
（II-di）：一般式（II-1）〜（II-4）におけるＲ1が炭素原子数２〜７のアルキル基の化合物。一般式（II-1）、（II-2）におけるＲ1がＣpＨ2p+1-ＣＨ=ＣＨ-(ＣＨ2)q(ｐ＝０、１、２、３ ｑ＝０、２）のアルケニル基である化合物。具体的には、一般式（II-1a）、（II-1e）、（II-2a）、（II-2c）、（II-2d）、（II-2i）、（II-2l）、（II-2o）、（II-3a）、（II-3l）、（II-4a）〜（II-4c）、（II-4e）の基本構造の化合物がこれらの基を有することが好ましく、液晶成分Ｂにアルキル基及び又はアルケニル基を有する化合物を少なくとも１種以上含有させることで、粘度や粘弾性を低減させることができる。
（II-dii）：一般式（II-1）〜（II-4）におけるＱ1がＦ、Ｃｌ、-ＯＣＦ3又は-ＣＮである化合物を選択して、少なくとも１種以上含むことが好ましい。
（II-diii）：高速応答を重視する場合、一般式（II-1）〜（II-4）におけるＱ1がＦ、-ＯＣＦ3又は-ＣＮである一般式（II-1a）、（II-1e）、（II-2a）、（II-2c）、（II-2d）、（II-2i）、（II-2l）、（II-2o）、（II-3a）、（II-3l）、（II-4a）の化合物を液晶成分Ｂに多用することが好ましい。
（II-div）：より大きい複屈折率を必要とする場合は一般式（II-2）〜（II-4）におけるＱ1がＣｌ、-ＯＣＦ3、-ＣＮである一般式（II-2a）〜（II-4d）の化合物、及び又は一般式（II-2）、（II-3）におけるＰ1、Ｐ3が-Ｃ≡Ｃ-である一般式（II-2f）〜（II-2h）、（II-2o）〜（II-2q）、（II-2ab）〜（II-2ae）、（II-3k）〜（II-3x）の化合物を液晶成分Ｂに多用することが好ましい。
（II-dv）：より低い駆動電圧必要とする場合は、一般式（II-1）〜（II-4）におけるＱ1がＦ、Ｃｌ、-ＣＮであり、Ｙ1とＹ2の組の一つが必ずＦである一般式（II-1a）〜（II-4g）の化合物を液晶成分Ｂに多用することが好ましい。
（II-dvi）：一般式（II-1）、（II-2）のシクロヘキサン環中の水素原子が重水素原子で置換された化合物を用いることができるが、この化合物は液晶組成物の弾性定数の調整や配向膜に対応したプレチルト角の調整に有用であることから、重水素原子で置換された化合物を少なくとも１種以上含有させることが好ましい。
（II-dvii）：「一般式（II-1）、（II-2）、（II-4）におけるｐ1〜ｐ3が０の２環化合物」の成分と、「一般式（II-1）、（II-2）におけるｐ1が１の化合物、一般式（II-4）におけるｐ2＋ｐ3が１の化合物及び又は一般式（II-3）の３環化合物」の成分との液晶成分Ｂでの混合比は、０〜１００から１００〜０の範囲で適時選ぶことができ、より高いネマチック相−等方性液体相転移温度を必要とする場合、「一般式（II-1）、（II-2）におけるｐ1が１の化合物、一般式（II-4）におけるｐ2＋ｐ3が１の化合物及び又は一般式（II-3）の３環化合物」を多用することが好ましい。
【００８８】
これらの小群（II-di）〜（II-dvii）で示した化合物から選ばれる化合物を１種又は２種以上含有し、液晶成分Ｂとして該化合物の含有率が１０〜１００重量％であるネマチック液晶組成物が好ましい。
【００８９】
これら（II-ai）〜（II-dvii）の化合物を含有した液晶成分Ｂは、必須成分の液晶成分Ａと良く混合する特徴を有し、特に駆動電圧の目的に応じた調製やその温度依存性の改善あるいは応答性の改善に有用である。特に、一般式（II-1a）〜（II-1g）、一般式（II-2a）〜（II-2q）、一般式（II-2u）〜（II-2x）、一般式（II-2ab）〜（II-2ae）、一般式（II-3a）〜（II-3d）、一般式（II-3l）〜（II-3r）、一般式（II-4a）〜（II-14e）の化合物は、これら箇々の少なくとも１つの効果に優れており、本発明のネマチック液晶組成物の総量に対して０．１〜２５重量％と少量の含有率でもこの効果を得ることができる。
【００９０】
本発明の液晶成分Ｂは、これら小群（II-ai）〜（II-dvii）のうち一つ又は二つ又は三つ以上の小群から選ばれる化合物を１種以上含有させることができるが、一つの小群から１種のみで構成しても効果を得ることができる。また、小群（II-ai）〜（II-dvii）で示した化合物の構造的な特徴を同時に二つ以上有することが可能な化合物は更に好ましい。液晶成分Ｂは、所望の目的に応じて、上記小群（II-ai）〜（II-dvii）で示した化合物で構成することができる。
【００９１】
本発明の液晶組成物に関わる一般式（II-1）〜（II-4）の化合物を主成分とした液晶成分Ｂを、あるいは上述してきた小群（II-ai）〜（II-dvii）の化合物を含有した液晶成分Ｂを、更にまた小群（II-ai）〜（II-dvii）の構造的な特徴を同時に二つ以上有することが可能な化合物を含有した液晶成分Ｂを、液晶成分Ａと組み合わせた本発明の液晶組成物は、相溶性の改善、低温保存の向上等により液晶表示特性の動作温度範囲を拡大し、駆動電圧の低減及びその温度変化を改善し、所定の駆動電圧に対し比較的速い応答性を達成するあるいは改善することができ、これを構成材料として用いたTN-LCD、STN-LCD、TFT-LCD、PDLC、PN-LCD等のより改善された電気光学特性を得ることができる。
【００９２】
上述してきた液晶成分Ａ及び液晶成分Ｂの効果は、後述する液晶成分Ｃの含有率が非常に小さい場合においても得ることができる。駆動電圧を特に低くさせる目的のために、液晶成分Ｃの含有率を１０重量％以下にすることができる。この場合、液晶成分Ｃの粘性を可能な限り低くさせることが好ましく、駆動電圧の上昇がほとんどないか小さい範囲に止まり、応答速度の改善が効率的に得られる。例えば、液晶成分Ｃが少量の場合、この効果を液晶成分Ｂで達成させる方法として、一般式（II-1）〜（II-4）におけるＱ1がＦ、Ｃｌ、-ＯＣＦ3、-ＣＮである化合物、又は一般式（II-1）〜（II-4）におけるＹ1、Ｙ2がＦである化合物、又は一般式（II-2）、（II-3）におけるＰ1が単結合、-ＣＯＯ-、-Ｃ≡Ｃ-である化合物、又は一般式（II-1）におけるｐ1が０である化合物の何れかの化合物を液晶成分Ｂに含有させることが好ましい。特に、一般式（II-1）〜（II-4）におけるＱ1がＦ又は-ＣＮ、及び又は一般式（II-1）〜（II-4）におけるＹ1、Ｙ2がＦである化合物は好ましい。
【００９３】
本発明の液晶組成物は、必須成分である液晶成分Ａに加えて、−１０〜２の誘電率異方性を有する化合物からなる液晶成分Ｃを多くとも８５重量％含有させることが好ましい。本発明で述べる−１０〜２の誘電率異方性を有する液晶化合物の好ましいものとしては、以下に示すものである。即ち、液晶化合物の化学構造は棒状であり、中央部分が１個から４個の六員環を有したコア構造を有し、中央部分長軸方向の両端に位置する六員環が、液晶分子長軸方向に相当する位置で置換された末端基を有し、両端に存在する末端基の両方が非極性基であること、即ち例えばアルキル基、アルコキシ基、アルコキシアルキル基、アルケニル基、アルケニルオキシ基、アルカノイルオキシ基である化合物である。液晶成分Ｃは、１種以上４０種以下の範囲で構成することが好ましく、２種以上２０種以下の範囲で構成することがより好ましい。
【００９４】
この様な視点から、一般式（III-1）〜（III-4）で表される化合物におけるより好ましい基本構造の形態は、下記に示す一般式（III-1a）〜（III-4ac）で表される化合物である。本発明の液晶成分Ｃとして、一般式（III-1）〜（III-4）で表される化合物から選ばれる化合物を１０〜１００重量％含有することが好ましい。これらの化合物を含有した液晶成分Ｃは、一般式（I-1）〜（I-4）の化合物を含有した液晶成分Ａと良く混合する特徴を有し、低温でのネマチック相を改善させるのに有用であり、また所望の複屈折率を調整することができ、TN-LCD、STN-LCD、TFT-LCD、PDLC、PN-LCD等の急峻性や応答性あるいはその温度特性を改良することに優れている。
【００９５】
この様な視点から、一般式（III-1）〜（III-4）で表される化合物におけるより好ましい基本構造の形態は、下記に示す一般式（III-1a）〜（III-4ac）で表される化合物である。
【００９６】
【化２９】

【００９７】
【化３０】

【００９８】
【化３１】

【００９９】
【化３２】

【０１００】
【化３３】

【０１０１】
【化３４】

【０１０２】
【化３５】

【０１０３】
側鎖基Ｒ2、Ｒ3における式（III-51）、（II-52）
【０１０４】
【化３６】

のより好ましい形態は、下記に示す一般式（III-5a）〜（IIIー5bf）で表される化合物である。
【０１０５】
【化３７】

【０１０６】
尚、以下で用いている各化合物は、蒸留、カラム精製、再結晶等の方法を用いて不純物を除去し、充分精製したものを使用した。
【０１０７】
液晶成分Ｃは、前記一般式（III-1）〜（III-4）で表される化合物を含有することができるが、前記一般式（III-1）で表される化合物で構成されてもよく、前記一般式(III-2)で表される化合物で構成されてもよく、前記一般式（III-3）で表される化合物で構成されてもよく、前記一般式（III-4）で表される化合物で構成されてもよく、これらを併用してもよい。より好ましくは、前記一般式（III-1）〜（III-3）で表される化合物のいずれかから選ばれる化合物を１種又は２種以上含有し、該化合物の含有率が５〜１００重量％である液晶成分Ｃを含有したネマチック液晶組成物である。
【０１０８】
更に詳述すると、汎用的な液晶組成物を目的とする場合には、液晶成分Ｃは以下の化合物を用いることが好ましく、この様な液晶成分Ｃを液晶成分Ａ、あるいは使用した場合には液晶成分Ｂと組み合わせることにより本発明の効果を得ることができる。
【０１０９】
（III-ai）：前記一般式（III-1）〜（III-4）において、Ｒ2が炭素原子数２〜５のアルケニル基である化合物、具体的には、一般式（III-1a）〜（III-4ac）の基本構造であって、側鎖基Ｒ3が（III-5a）〜（II-5bf）で、側鎖基Ｒ2が（III-5ak）〜（II-5ap）、（III-5ar）〜（III-5aw）、（III-5ay）〜（III-5bf）の化合物であり、粘度や粘弾性の低減により応答性を向上させ、ネマチック相−等方性液体相転移温度を改良させることにより、STN-LCD、TFT-LCD、PDLC、PN-LCD等のより改善された電気光学特性を得ることができる。
（III-aii）：前記一般式（III-1）〜（III-4）において、Ｒ3が炭素原子数２〜７の直鎖状アルケニル基又はアルケニルオキシ基である化合物、具体的には、一般式（III-1a）〜（III-4ac）の基本構造であって、側鎖基Ｒ2が（III-5a）〜（II-5bf）で、側鎖基Ｒ3が（III-5ak）〜（III-5bf）の化合物であり、粘度や粘弾性の低減により応答性を向上させ、ネマチック相−等方性液体相転移温度を改良させることができ、STN-LCD、TFT-LCD、PDLC、PN-LCD等のより改善された電気光学特性を得ることができる。
【０１１０】
（III-aiii）：前記一般式（III-1）の化合物において、ｍ1が０であり、Ｍ2が単結合又は-(ＣＨ2)2-である化合物、具体的には、一般式（III-1a）、（III-1c）の基本構造であって、側鎖基Ｒ2、Ｒ3が（III-5a）〜（III-5bf）の化合物。（III-aiv）：前記一般式（III-1）の化合物において、ｍ1が１である化合物、具体的には、一般式（III-1d）〜（III-1r）の基本構造であって、側鎖基Ｒ2、Ｒ3が（III-5a）〜（III-5bf）の化合物。
【０１１１】
（III-av）：前記一般式（III-2）で表される化合物、具体的には、一般式（III-2a）〜（III-2o）の基本構造であって、側鎖基Ｒ2、Ｒ3が（III-5a）〜（III-5bf）の化合物。
【０１１２】
（III-avi）：前記一般式（III-3）の化合物において、Ｚ1、Ｚ2、Ｗ1〜Ｗ3の少なくとも１個がＦである化合物、具体的には、一般式（III-3b）、（III-3c）、（III-3e）、（III-3g）、（III-3i）〜（III-3l）、（III-3n）、（III-3r）〜（III-3u）、（III-3w）、（III-3y）〜（III-3ab）、（III-3ad）〜（III-3ai）、（III-3al）〜（III-3aq）、（III-3au）〜（III-3az）、（III-3bk）、（III-3bl）、（III-3bn）〜（III-3bs）、（III-3bu）、（III-3bv）、（III-3by）〜（III-3ch）、（III-3ck）〜（III-3dc）の基本構造であって、側鎖基Ｒ2、Ｒ3が（III-5a）〜（III-5bf）の化合物。
（III-avii）：前記一般式（III-3）の化合物において、Ｚ3がＦ又は-ＣＨ3である化合物、具体的には、一般式（III-3m）〜（III-3o）、（III-3v）、（III-3w）、（III-3ai）、（III-3aj）、（III-3aq）〜（III-3as）、（III-3az）〜（III-3bb）、（III-3bm）、（III-3bq）、（III-3cg）、の基本構造であって、側鎖基Ｒ2、Ｒ3が（III-5a）〜（III-5bf）の化合物。
（III-aviii）：前記一般式（III-3）の化合物において、ｍ1が０であり、Ｍ3が単結合である化合物、具体的には、一般式（III-3a）〜（III-3c）の基本構造であって、側鎖基Ｒ2、Ｒ3が（III-5a）〜（III-5bf）の化合物。
（III-aix）：前記一般式（III-3）の化合物において、ｍ1が１であり、Ｍ1が単結合、-ＯＣＯ-、-ＣＨ2Ｏ-、-ＯＣＨ2-、-(ＣＨ2)2-、-(ＣＨ2)4-、-ＣＨ＝ＣＨ-(ＣＨ2)2-、-(ＣＨ2)2-ＣＨ＝ＣＨ-、-ＣＨ＝Ｎ-、-ＣＨ＝Ｎ-Ｎ＝ＣＨ-、-Ｎ(Ｏ)＝Ｎ-、-ＣＨ＝ＣＨ-又は-ＣＦ＝ＣＦ-である化合物、具体的には例えば、一般式（III-3q）〜（III-3w）、（III-3ac）〜（III-3bc）、（III-3be）、（III-3bg）、（III-3bi）〜（III-3bs）、（III-3bw）、（III-3ci）〜（III-3dc）、（III-3de）、（III-3dh）の基本構造であって、側鎖基Ｒ2、Ｒ3が（III-5a）〜（III-5bf）の化合物。
（III-ax）：前記一般式（III-3）の化合物において、Ｍ1が-ＣＯＯ-又は-Ｃ≡Ｃ-であり、Ｍ3が-ＯＣＯ-、-ＣＨ2Ｏ-、-ＯＣＨ2-、-(ＣＨ2)2-、-(ＣＨ2)4-、-ＣＨ＝ＣＨ-(ＣＨ2)2-、-(ＣＨ2)2-ＣＨ＝ＣＨ-、-ＣＨ＝Ｎ-、-ＣＨ＝Ｎ-Ｎ＝ＣＨ-、-Ｎ(Ｏ)＝Ｎ-、-ＣＨ＝ＣＨ-、-ＣＦ＝ＣＦ-又は-Ｃ≡Ｃ-である化合物、具体的には例えば、一般式（III-3bf）、（III-3bh）、（III-3df）、（III-3dg）の基本構造であって、側鎖基Ｒ2、Ｒ3が（III-5a）〜（III-5bf）の化合物。
【０１１３】
（III-axi）：前記一般式(III-4）で表される化合物、具体的には、一般式（III-4a）〜（III-4ac）の基本構造であって、側鎖基Ｒ2、Ｒ3が（III-5a）〜（III-5bf）の化合物。
【０１１４】
（III-axii）：前記一般式(III-1)〜（III-4）の化合物において、環Ｃ1〜Ｃ3がトランス−１，４−シクロへキシレンであり、この環の水素原子のうち少なくとも一個が重水素原子と置換された化合物から選ばれる化合物、具体的には、一般式（III-1a）〜（III-2o）、（III-3q）〜（III-3bi）、（III-4c）、（III-4d）、（III-4h）、（III-4r）、（III-4s）、（III-4w）の基本構造であって、側鎖基Ｒ2、Ｒ3が（III-5a）〜（III-5bf）の化合物。
【０１１５】
これらの小群（III-ai）〜（III-axii）で示した化合物から選ばれる化合物を１種又は２種以上含有するネマチック液晶組成物が好ましい。
【０１１６】
一般式（III-1）〜（III-4）で表される化合物における好ましい形態は、以下の化合物を含有する液晶成分Ｃである。
【０１１７】
（III-bi）：前記一般式（III-1）において、Ｒ2が炭素原子数１〜５のアルキル基又は炭素原子数２〜５のアルケニル基であり、Ｒ3が炭素原子数１〜５のアルキル基、アルコキシ基、炭素原子数２〜５のアルケニル基、アルケニルオキシ基であり、ｍ1が０であり、Ｍ2が単結合、-ＣＯＯ-又は-(ＣＨ2)2-である化合物、具体的には、一般式（III-1a）〜（III-1c）の基本構造であって、側鎖基Ｒ2が（III-5a）〜（III-5e）、（III-5ak）〜（III-5ap）であって、側鎖基Ｒ3が（III-5a）〜（III-5e）、（III-5g）〜（III-5l）、（III-5ak）〜（III-5ap）、（III-5ar）〜（III-5aw）、（III-5ay）〜（III-5bf）の化合物。
（III-bii）：前記一般式（III-1）において、Ｒ2が炭素原子数１〜５のアルキル基又は炭素原子数２〜５のアルケニル基であり、Ｒ3が炭素原子数１〜５のアルキル基、アルコキシ基、炭素原子数２〜５のアルケニル基、アルケニルオキシ基であり、ｍ1が１であり、環Ｃ1がトランス−１，４−シクロヘキシレンであり、Ｍ1とＭ2の一方が単結合であり、他方が単結合、-ＣＯＯ-又は-(ＣＨ2)2-である化合物、具体的には、一般式（III-1d）、（III-1g）〜（III-1j）の基本構造であって、側鎖基Ｒ2が（III-5a）〜（III-5e）、（III-5ak）〜（III-5ap）であって、側鎖基Ｒ3が（III-5a）〜（III-5e）、（III-5g）〜（III-5l）、（III-5ak）〜（III-5ap）、（III-5ar）〜（III-5aw）、（III-5ay）〜（III-5bf）の化合物。
【０１１８】
（III-biii）：前記一般式（III-2）において、Ｒ2が炭素原子数１〜５のアルキル基又は炭素原子数２〜５のアルケニル基であり、Ｒ3が炭素原子数１〜５のアルキル基、アルコキシ基、炭素原子数２〜５のアルケニル基、アルケニルオキシ基であり環Ｃ2がトランス−１，４−シクロヘキシレン又はトランス−１，４−シクロヘキセニレンであり、ｍ1が０であり、Ｍ2が単結合、-ＣＯＯ-又は-(ＣＨ2)2-である化合物、具体的には、一般式（III-2a）、（III-2d）、（III-2e）の基本構造であって、側鎖基Ｒ2が（III-5a）〜（III-5e）、（III-5ak）〜（III-5ap）であって、側鎖基Ｒ3が（III-5a）〜（III-5e）、（III-5g）〜（III-5l）、（III-5ak）〜（III-5ap）、（III-5ar）〜（III-5aw）、（III-5ay）〜（III-5bf）の化合物。
（III-biv）：前記一般式（III-2）において、Ｒ2が炭素原子数１〜５のアルキル基又は炭素原子数２〜５のアルケニル基であり、Ｒ3が炭素原子数１〜５のアルキル基、アルコキシ基、炭素原子数２〜５のアルケニル基、アルケニルオキシ基であり環Ｃ2がトランス−１，４−シクロヘキシレン又はトランス−１，４−シクロヘキセニレンであり、ｍ1が１であり、Ｍ1とＭ2の一方が単結合である化合物、具体的には、一般式（III-2f）〜（III-2i）の基本構造であって、側鎖基Ｒ2が（III-5a）〜（III-5e）、（III-5ak）〜（III-5ap）であって、側鎖基Ｒ3が（III-5a）〜（III-5e）、（III-5g）〜（III-5l）、（III-5ak）〜（III-5ap）、（III-5ar）〜（III-5aw）、（III-5ay）〜（III-5bf）の化合物。
【０１１９】
（III-bv）：前記一般式（III-3）において、Ｒ2が炭素原子数１〜５のアルキル基又は炭素原子数２〜５のアルケニル基であり、Ｒ3が炭素原子数１〜５のアルキル基、アルコキシ基、炭素原子数２〜５のアルケニル基、アルケニルオキシ基であり、ｍ1が０であり、Ｍ3が単結合、-Ｃ≡Ｃ-又は-ＣＨ＝Ｎ-Ｎ＝ＣＨ-である化合物、具体的には、一般式（III-3a）〜（III-3c）、（III-3h）〜（III-3p）の基本構造であって、側鎖基Ｒ2が（III-5a）〜（III-5e）、（III-5ak）〜（III-5ap）であって、側鎖基Ｒ3が（III-5a）〜（III-5e）、（III-5g）〜（III-5l）、（III-5ak）〜（III-5ap）、（III-5ar）〜（III-5aw）、（III-5ay）〜（III-5bf）の化合物。
（III-bvi）：前記一般式（III-3）において、Ｒ2が炭素原子数１〜５のアルキル基又は炭素原子数２〜５のアルケニル基であり、Ｒ3が炭素原子数１〜５のアルキル基、アルコキシ基、炭素原子数２〜５のアルケニル基、アルケニルオキシ基であり、ｍ1が１であり、Ｍ1が単結合、-(ＣＨ2)2-、-ＣＯＯ-又は-Ｃ≡Ｃ-であり、Ｍ3が単結合、-ＣＯＯ-又は-Ｃ≡Ｃ-である化合物、具体的には、一般式（III-3q）〜（III-3bb）、（III-3bd）〜（III-3bg）、（III-3bj）〜（III-3ch）、（III-3cj）〜（III-3di）の基本構造であって、側鎖基Ｒ2が（III-5a）〜（III-5e）、（III-5ak）〜（III-5ap）であって、側鎖基Ｒ3が（III-5a）〜（III-5e）、（III-5g）〜（III-5l）、（III-5ak）〜（III-5ap）、（III-5ar）〜（III-5aw）、（III-5ay）〜（III-5bf）の化合物。
（III-bvii）：前記一般式（III-3）において、Ｒ2が炭素原子数１〜５のアルキル基又は炭素原子数２〜５のアルケニル基であり、Ｒ3が炭素原子数１〜５のアルキル基、アルコキシ基、炭素原子数２〜５のアルケニル基、アルケニルオキシ基であり、ｍ1が１であり、Ｍ1とＭ3の一方が単結合であり、他方が単結合又は-Ｃ≡Ｃ-であり、Ｗ1、Ｗ2の少なくとも１個がＦである化合物、具体的には、一般式（III-3r）、（III-3t）、（III-3au）、（III-3aw）、（III-3ay）、（III-3bk）、（III-3bn）、（III-3bo）、（III-3bz）、（III-3cb）、（III-3ce）、（III-3cf）、（III-3cu）、（III-3cx）、（III-3cz）の基本構造であって、側鎖基Ｒ2が（III-5a）〜（III-5e）、（III-5ak）〜（III-5ap）であって、側鎖基Ｒ3が（III-5a）〜（III-5e）、（III-5g）〜（III-5l）、（III-5ak）〜（III-5ap）、（III-5ar）〜（III-5aw）、（III-5ay）〜（III-5bf）の化合物。
（III-bviii）：前記一般式（III-3）において、Ｒ2が炭素原子数１〜５のアルキル基又は炭素原子数２〜５のアルケニル基であり、Ｒ3が炭素原子数１〜５のアルキル基、アルコキシ基、炭素原子数２〜５のアルケニル基、アルケニルオキシ基であり、Ｚ2、Ｚ3いずれかがＦ、ＣＨ3で置換された化合物、具体的には、一般式（III-3c）、（III-3f）、（III-3g）、（III-3j）、（III-3l）〜（III-3o）、（III-3s）、（III-3u）〜（III-3w）、（III-3z）、（III-3ab）、（III-3ae）、（III-3ag）、（III-3ai）、（III-3aj）、（III-3am）、（III-3ao）、（III-3aq）〜（III-3as）、（III-3av）、（III-3ax）、（III-3az）〜（III-3bb）、（III-3bl）、（III-3bm）、（III-3bp）〜（III-3bs）、（III-3bv）、（III-3ca）、（III-3cc）、（III-3cd）、（III-3cg）、（III-3ch）、（III-3cm）〜（III-3cs）、（III-3cv）〜（III-3cx）、（III-3da）〜（III-3dc）の基本構造であって、側鎖基Ｒ2が（III-5a）〜（III-5e）、（III-5ak）〜（III-5ap）であって、側鎖基Ｒ3が（III-5a）〜（III-5e）、（III-5g）〜（III-5l）、（III-5ak）〜（III-5ap）、（III-5ar）〜（III-5aw）、（III-5ay）〜（III-5bf）の化合物。
【０１２０】
（III-bix）：前記一般式（III-4）において、Ｒ2が炭素原子数１〜５のアルキル基又は炭素原子数２〜５のアルケニル基であり、Ｒ3が炭素原子数１〜５のアルキル基、アルコキシ基、炭素原子数２〜５のアルケニル基、アルケニルオキシ基であり、ｍ2＋ｍ3が０である化合物、具体的には、一般式（III-4a）、（III-4b）の基本構造であって、側鎖基Ｒ2が（III-5a）〜（III-5e）、（III-5ak）〜（III-5ap）であって、側鎖基Ｒ3が（III-5a）〜（III-5e）、（III-5g）〜（III-5l）、（III-5ak）〜（III-5ap）、（III-5ar）〜（III-5aw）、（III-5ay）〜（III-5bf）の化合物。
【０１２１】
これらの小群（III-bi）〜（III-bix）で示した化合物から選ばれる化合物を１種又は２種以上含有し、液晶成分Ｃとして該化合物の含有率が１０〜１００重量％であるネマチック液晶組成物が好ましい。
【０１２２】
一般式（III-1）〜（III-4）で表される化合物における特に好ましい形態は、以下の化合物を含有する液晶成分Ｃである。
【０１２３】
液晶成分Ｃとして、一般式（III-1）〜（III-4）の化合物を含有することで、粘度や粘弾性を低減させることができ、比抵抗や電圧保持率が比較的高いという特徴を有する。液晶成分Ｃの粘度は、可能な限り低い粘度であることが好ましく、本発明の場合、４５ｃｐ以下が好ましく、３０ｃｐ以下がより好ましく、２０ｃｐ以下が更に好ましく、１５ｃｐ以下が特に好ましい。この様な観点から、好ましい化合物は、（III-ci）：基本構造が一般式（III-1a）〜（III-1f）、（III-1k）、（III-2a）〜（III-2f）、（III-3a）、（III-3h）〜（III-3j）、（III-3o）、（III-3p）、（III-3q）、（III-3ac）、（III-3at）〜（III-3ax）、（III-3ba）、（III-3bb）、（III-3bf）、（III-3bg）、（III-3bx）〜（III-3cb）、（III-3ct）〜（III-3cx）で表される化合物、より好ましくは、（III-cii）：上記（III-ci）の中で、Ｒ2が炭素原子数２〜５の直鎖状アルキル基又はＣpＨ2p+1-ＣＨ=ＣＨ-(ＣＨ2)q(ｐ＝０、１、２、３ ｑ＝０、２）のアルケニル基で、Ｒ3が炭素原子数１〜５の直鎖状アルキル基又はＣpＨ2p+1-ＣＨ=ＣＨ-(ＣＨ2)q(ｐ＝０、１、２、３ ｑ＝０、２）のアルケニル基である化合物、更に好ましくは、（III-ciii）：両側鎖基が共にアルケニル基であり、基本構造が一般式（III-1a）、（III-1d）、（III-2a）、（III-2f）、（III-3a）、（III-3h）、（III-3p）、（III-3q）で表される化合物である。
【０１２４】
本発明の液晶成分Ｃは、一般式（III-1）、一般式（III-2）、一般式（III-3）、一般式（III-4）で表される化合物を各々単独で構成することもできるが、（III-civ）：「一般式（III-1）及び又は（III-2）で表される化合物、特に一般式（III-1a）、（III-1d）、（III-2a）〜（III-2c）、（III-2f）の化合物」と、（III-cv）：「一般式（III-3）及び又は一般式（III-4）で表される化合物、特に一般式（III-3）におけるＭ1が単結合、-Ｃ≡Ｃ-、-ＣＨ＝Ｎ-Ｎ＝ＣＨ-で表される化合物、具体的には一般式（III-3a）、（III-3h）、（III-3p）、（III-3q）、（III-3at）、（III-4a）、（III-4h）の化合物」とを併用することによって、液晶組成物の複屈折率を用途に応じて容易に最適化することができる。汎用的には、一般式（III-1）、一般式（III-2）の化合物、例えば一般式（III-1a）〜（III-2f）の化合物を多用することによって、複屈折率を減少させることができ、液晶表示装置の色むらの低減、視角特性の向上、コントラスト比の増加を容易に達成することができる。又、一般式（III-3）の化合物、例えば一般式（III-3a）〜（III-3j）の化合物、あるいは一般式（III-4）の化合物、例えば一般式（III-4a）〜（III-4e）の化合物を多用することで、複屈折率を増大させることができ、液晶層が１〜５μｍの薄い液晶表示素子の作製を可能とすることができる。
【０１２５】
これらの小群（III-ci）〜（III-cv）で示した化合物から選ばれる化合物を１種又は２種以上含有し、液晶成分Ｃとして該化合物の含有率が１０〜１００重量％であるネマチック液晶組成物が好ましい。
【０１２６】
本発明の液晶成分Ｃは、これら小群（III-ai）〜（III-cv）のうち一つ又は二つ又は三つ以上の小群から選ばれる化合物を１種以上含有させることができるが、一つの小群から１種のみで構成しても効果を得ることができる。また、小群（III-ai）〜（III-cv）で示した化合物の構造的な特徴を同時に二つ以上有することが可能な化合物は更に好ましい。液晶成分Ｃは、所望の目的に応じて、上記小群（III-ai）〜（III-cv）で示した化合物で構成することができる。
【０１２７】
これら（III-ai）〜（III-cv）の化合物を含有した液晶成分Ｃは、必須成分の液晶成分Ａと良く混合する特徴を有し、目的に応じた複屈折率の調製、急峻性やその温度依存性の改善あるいは応答性の改善に有用である。これらの化合物は、これら箇々の少なくとも１つの効果に優れており、本発明のネマチック液晶組成物の総量に対して０．１〜３０重量％と少量の含有率でもこの効果を得ることができる。
【０１２８】
本発明の液晶組成物に関わる一般式（III-1）〜（III-4）の化合物を主成分とした液晶成分Ｃを、あるいは上述してきた小群（III-ai）〜（III-cv）の化合物を含有した液晶成分Ｃを、更にまた小群（III-ai）〜（III-cv）の構造的な特徴を同時に二つ以上有することが可能な化合物を含有した液晶成分Ｃを、液晶成分Ａと組み合わせた本発明の液晶組成物は、相溶性の改善、低温保存の向上等により液晶表示特性の動作温度範囲を拡大し、駆動電圧の低減及びその温度変化を改善し、所定の駆動電圧に対し比較的速い応答性を達成するあるいは改善することができ、これを構成材料として用いたTN-LCD、STN-LCD、TFT-LCD、PDLC、PN-LCD等のより改善された電気光学特性を得ることができる。
【０１２９】
本発明に関わる化合物は、構成する原子をその同位体原子で意識的に置換させることができる。この場合、水素原子を重水素原子に置換させた化合物は特に好ましく、相溶性、弾性定数、プレチルト角、電圧保持率等により好ましい効果を示す。好ましい形態は、上述してきた側鎖基、連結基あるいは環に存在する水素原子を重水素原子に置換させた化合物である。より好ましくは、側鎖基であれば置換又は非置換のアルキル基、アルケニル基、環であれば置換又は非置換の１，４−フェニレン、ピリミジン−２，５−ジイル、トランス−１，４−シクロへキシレン、トランス−１，４−シクロへキセニレン又はトランス−１，４−ジオキサン−２，５−ジイル、連結基であれば-ＣＨ2Ｏ-、-ＯＣＨ2-、-(ＣＨ2)2-、-(ＣＨ2)4-、-ＣＨ＝ＣＨ-(ＣＨ2)2-、-(ＣＨ2)2-ＣＨ＝ＣＨ-、-ＣＨ＝Ｎ-、-ＣＨ＝Ｎ-Ｎ＝ＣＨ-である。特に好ましくは、アルキル基、アルケニル基、１，４−フェニレン、トランス−１，４−シクロへキシレン、-(ＣＨ2)2-、-(ＣＨ2)4-、である。
【０１３０】
現在、TN-LCD、STN-LCDあるいはTFT-LCDに用いられている配向膜は、ポリイミド系のものが多用されており、例えばLX1400、SE150、SE610、AL1051、AL3408等が使用されている。配向膜の仕様には、液晶表示特性、表示品位、信頼性、生産性が深く関係しており、液晶材料に対しては例えばプレチルト角特性が重要である。プレチルト角の大きさは、所望の液晶表示特性や均一な配向性を得るために、適時調整する必要がある。例えば、大きなプレチルト角の場合不安定な配向状態となりやすく、小さい場合充分な表示特性を満たされないこととなる。
【０１３１】
本発明者らは、プレチルト角がより大きい液晶材料とより小さい液晶材料とに選別されることを見いだしており、これを応用することによって所望の液晶表示特性や均一な配向性を液晶材料から達成させることを見いだした。この技術は、本発明にも応用できる。例えば、液晶成分Ｂが一般式（II-1）〜（II-4）を含有する場合は以下のようになる。より大きいプレチルト角は、一般式（II-1）においてＲ1がアルケニル基、Ｑ1がＦ、Ｃｌ、-ＣＮ、Ｙ1、Ｙ2がＦの化合物、及び又は一般式（II-1）においてＲ1がアルキル基、Ｑ1がＦ、Ｃｌ、-ＣＮ、Ｍ2が-Ｃ2H4-、-Ｃ4H8-の化合物の含有率を多くさせることで得られ、より小さいプレチルト角は、一般式（II-1）においてＲ1がアルケニル基、ＣsH2s+1-Ｏ-ＣtH2t、Ｑ1がＦ、Ｙ1がＦ、Ｙ2がＨの化合物、及び又はＭ2が-ＣＯＯ-の化合物の含有率を多くさせることで得られる。具体的には、一般式（I-3）におけるシクロヘキサン環、また一般式（II-1）、（II-2）、（II-4）における環Ｂ1〜Ｂ3がシクロヘキサン環、更に一般式（III-1）〜（III-4）における環Ｃ1〜Ｃ3がシクロヘキサン環、ナフタレン−２，６−ジイル環、デカハイドロナフタレン−２，６−ジイル環、１，２，３，４−テトラハイドロナフタレン−２，６−ジイル環であり、該環の水素原子を重水素原子置換した化合物の場合、置換位置によって異なり、プレチルト角の幅広い調整を可能にさせる。
また、水素原子を重水素原子置換した化合物を多用した場合、不純物の混入に対して、より高い電圧保持率を維持する特段の効果があり、アクティブ用のTFT-LCD、PDLC、PN-LCD等の表示特性や製造上の歩留まりに好適である。この様な効果は、重水の性質、即ち反応の平衡定数や速度定数の差異、低いイオン移動度、無機物や酸素の低い溶解性等の性質が、液晶化合物においても発現していることが考えられる。より高い電圧保持率を維持することを得るためには、上述した化合物を液晶組成物総量に対して１０〜４０重量％あるいはそれ以上含有させることによってほぼ得ることができる。
【０１３２】
本発明のネマチック液晶組成物における各液晶成分の含有量は、汎用的には以下のようにできる。液晶成分Ａは、０．１〜１００重量％の範囲であるが、０．５〜９０重量％の範囲が好ましく、５〜８５重量％の範囲がより好ましい。液晶成分Ｂは、０〜９９．９重量％の範囲であるが、３〜８０重量％の範囲が好ましく、５〜６０重量％の範囲がより好ましい。液晶成分Ｃは、多くとも８５重量％の範囲であるが、３〜７０重量％の範囲が好ましく、５〜７０重量％の範囲がより好ましい。
一般式（I-1）で表される化合物を用いる場合、その含有率は、単体で１５重量％以下が好ましく、それ以上は２種以上で構成することが好ましく、一般式（I-1a）〜（I-1dp）で表される化合物のグループＡ１に対する含有率は、５〜１００重量％の範囲が好ましい。液晶成分Ａに対する含有率は、５〜３０重量％の範囲、３０〜５０重量％の範囲、５０〜７０重量％の範囲で選ぶことが好ましい。
一般式（I-2）で表される化合物を用いる場合、その含有率は、単体で１５重量％以下が好ましく、それ以上は２種以上で構成することが好ましく、一般式（I-2a）〜（I-2bd）で表される化合物のグループＡ２に対する含有率は、５〜１００重量％の範囲が好ましい。液晶成分Ａに対する含有率は、５〜２０重量％の範囲、２０〜６０重量％の範囲、６０〜８０重量％の範囲で選ぶことが好ましい。
一般式（I-3）で表される化合物を用いる場合、その含有率は、単体で１５重量％以下が好ましく、それ以上は２種以上で構成することが好ましく、一般式（I-3a）〜（I-3cr）で表される化合物のグループＡ２に対する含有率は、５〜１００重量％の範囲が好ましい。液晶成分Ａに対する含有率は、５〜１０重量％の範囲、１０〜３０重量％の範囲、３０〜５０重量％の範囲、５０〜９０重量％の範囲で選ぶことが好ましい。
一般式（I-4）で表される化合物を用いる場合、その含有率は、単体で１５重量％以下が好ましく、それ以上は２種以上で構成することが好ましく、一般式（I-4a）〜（I-4ap）で表される化合物のグループＡ２に対する含有率は、５〜１００重量％の範囲が好ましい。液晶成分Ａに対する含有率は、５〜３０重量％の範囲、３０〜５０重量％の範囲、５０〜７０重量％の範囲で選ぶことが好ましい。
【０１３３】
高信頼性のSTN-LCDやアクティブ用のSTN-LCD、TFT-LCD、PDLC、PN-LCD等には、窒素原子や酸素原子を含まない化合物で構成することが好ましい。この観点から、一般式（I-1）において、Ｑ1がＦ、Ｃｌ、ＣＦ3、ＯＣＦ3、ＯＣＦ2Ｈであり、Ｘ1、Ｘ2がＨ、Ｆ、Ｃｌ、ＣＦ3、ＯＣＦ3である化合物を、グループＡ１として５０〜１００重量％含有することが好ましい。液晶成分Ｂを併用して用いる場合には、一般式（II-1）〜（II-4）において、Ｑ1がＦ、Ｃｌ、ＣＦ3、ＯＣＦ3、ＯＣＦ2Ｈであり、Ｙ1、Ｙ2がＨ、Ｆ、Ｃｌ、ＣＦ3、ＯＣＦ3であり、Ｐ1〜Ｐ3が単結合、-ＣＨ＝ＣＨ-、-Ｃ≡Ｃ-、-(ＣＨ2)2-、-(ＣＨ2)4-、-ＣＨ＝ＣＨ-(ＣＨ2)2-、-(ＣＨ2)2-ＣＨ＝ＣＨ-である化合物を、液晶成分Ｂとして５０〜１００重量％含有することが好ましい。特に、前述した小群（II-ci）〜（II-civ）から選ばれる化合物を５０〜１００重量％含有することが好ましい。
【０１３４】
一般式（II-1）〜（II-4）の化合物を用いる場合、更に液晶成分Ｂの好ましい形態は、下記に示す化合物を含有する。
（i）：一般式（II-1）〜（II-4）の化合物を用いる場合、Ｑ1がＦ、Ｃｌ、ＣＦ3、ＯＣＦ3、ＯＣＦ2Ｈであり、Ｙ1がＨ、Ｃｌ、ＣＦ3、ＯＣＦ3、ＯＣＦ2Ｈであり、Ｙ2がＨ、Ｃｌ、ＣＦ3、ＯＣＦ3、ＯＣＦ2Ｈである化合物。
（ii）：一般式（II-1）〜（II-4）の化合物を用いる場合、Ｑ1がＦ、Ｃｌ、ＣＦ3、ＯＣＦ3、ＯＣＦ2Ｈであり、Ｙ1がＦであり、Ｙ2がＣｌ、ＣＦ3、ＯＣＦ3、ＯＣＦ2Ｈである化合物。
（iii）：一般式（II-1）〜（II-4）の化合物を用いる場合、Ｑ1がＦ、Ｃｌ、ＣＦ3、ＯＣＦ3、ＯＣＦ2Ｈであり、Ｙ1がＦであり、Ｙ2がＨであり、Ｗ1〜Ｗ4の少なくとも１個がＨ、Ｆ、Ｃｌ、ＣＦ3、ＯＣＦ3、ＯＣＦ2Ｈである化合物。
（iv）：一般式（II-1）〜（II-4）の化合物を用いる場合、Ｑ1がＦ、Ｃｌ、ＣＦ3、ＯＣＦ3、ＯＣＦ2Ｈであり、Ｙ1、Ｙ2がＦであり、Ｗ1〜Ｗ4の少なくとも１個がＣｌ、ＣＦ3、ＯＣＦ3、ＯＣＦ2Ｈである化合物。
（v）：一般式（II-1）〜（II-4）において、Ｑ1がＦ、Ｃｌ、ＣＦ3、ＯＣＦ3、ＯＣＦ2Ｈであり、Ｙ1、Ｙ2がＦの化合物を用いる場合、上記（i）〜（v）の化合物と併用する。
【０１３５】
更に、グループＡ１あるいは液晶成分Ｂの別の好ましい形態を下記に示す。
（vi）：一般式（I-1）の化合物において、Ｑ1がＦ、Ｃｌ、ＣＦ3、ＯＣＦ3、ＯＣＦ2Ｈであり、Ｘ1、Ｘ2がＨの化合物を用いる場合、一般式（II-1）〜（II-4）の化合物において、Ｑ1がＦ、Ｃｌ、ＣＦ3、ＯＣＦ3、ＯＣＦ2Ｈであり、Ｙ1がＨ、Ｆ、Ｃｌ、ＣＦ3、ＯＣＦ3、ＯＣＦ2Ｈであり、Ｙ2がＨ、Ｆ、Ｃｌ、ＣＦ3、ＯＣＦ3、ＯＣＦ2Ｈである化合物との組み合わせ。
（vii）：一般式（I-1）の化合物において、Ｑ1がＦ、Ｃｌ、ＣＦ3、ＯＣＦ3、ＯＣＦ2Ｈであり、Ｘ1がＦであり、Ｘ2がＨ、Ｃｌ、ＣＦ3、ＯＣＦ3、ＯＣＦ2Ｈである化合物を用いる場合、一般式（II-1）〜（II-4）の化合物において、Ｑ1がＦ、Ｃｌ、ＣＦ3、ＯＣＦ3、ＯＣＦ2Ｈであり、Ｙ1がＨ、Ｃｌ、ＣＦ3、ＯＣＦ3、ＯＣＦ2Ｈであり、Ｙ2がＨ、Ｆ、Ｃｌ、ＣＦ3、ＯＣＦ3、ＯＣＦ2Ｈである化合物との組み合わせ。
（viii）：一般式（I-1）の化合物において、Ｑ1がＦ、Ｃｌ、ＣＦ3、ＯＣＦ3、ＯＣＦ2Ｈであり、Ｘ1がＦであり、Ｘ2がＨ、Ｃｌ、ＣＦ3、ＯＣＦ3、ＯＣＦ2Ｈである化合物を用いる場合、一般式（II-1）〜（II-4）の化合物において、Ｑ1がＦ、Ｃｌ、ＣＦ3、ＯＣＦ3、ＯＣＦ2Ｈであり、Ｙ1がＦであり、Ｙ2がＦ、Ｃｌ、ＣＦ3、ＯＣＦ3、ＯＣＦ2Ｈである化合物との組み合わせ。
（ix）：一般式（I-1）の化合物において、Ｑ1がＦ、Ｃｌ、ＣＦ3、ＯＣＦ3、ＯＣＦ2Ｈであり、Ｘ1がＦであり、Ｘ2がＦ、Ｃｌ、ＣＦ3、ＯＣＦ3、ＯＣＦ2Ｈである化合物を用いる場合、一般式（II-1）〜（II-4）の化合物において、Ｑ1がＦ、Ｃｌ、ＣＦ3、ＯＣＦ3、ＯＣＦ2Ｈであり、、Ｙ1がＨ、Ｃｌ、ＣＦ3、ＯＣＦ3、ＯＣＦ2Ｈであり、Ｙ2がＨ、Ｆ、Ｃｌ、ＣＦ3、ＯＣＦ3、、ＯＣＦ2Ｈである化合物との組み合わせ。この場合、一般式（I-1）の化合物を１種又は２〜２０種含有することが好ましい。
（x）：一般式（I-2）〜（I-4）の化合物において、Ｑ1がＦ、Ｃｌ、ＣＦ3、ＯＣＦ3、ＯＣＦ2Ｈであり、Ｘ1がＦであり、Ｘ2がＦ、Ｃｌ、ＣＦ3、ＯＣＦ3、ＯＣＦ2Ｈである化合物を用いる場合、一般式（II-1）〜（II-4）の化合物において、Ｑ1がＦ、Ｃｌ、ＣＦ3、ＯＣＦ3、ＯＣＦ2Ｈであり、Ｙ1がＦであり、Ｙ2がＦ、Ｃｌ、ＣＦ3、ＯＣＦ3、、ＯＣＦ2Ｈである化合物との組み合わせ。この場合、一般式（I-1）の化合物を１種又は２〜２０種含有することが好ましい。
【０１３６】
本発明のグループＡ１及び又液晶成分Ｂは、所望の目的に応じて、上記（i）〜（x）のうち一つ又は二つ又は三つ以上の条件を満たすことを特徴としたネマチック液晶組成物とさせることができる。この様な本発明の液晶組成物は、相溶性の改善、低温保存の向上等により液晶表示特性の動作温度範囲を拡大し、駆動電圧の低減及びその温度変化を改善し、所定の駆動電圧に対し比較的速い応答性を達成するあるいは改善することができ、これを構成材料として用いた高信頼性のTN-LCD、STN-LCDやアクティブ用のSTN-LCD、TFT-LCD、PDLC、PN-LCD等のより改善された電気光学特性を得ることができる。
【０１３７】
高信頼性のSTN-LCDの場合には、グループＡ１（Ｑ1がＦ、Ｃｌ、ＣＦ3、ＯＣＦ3、ＯＣＦ2Ｈの化合物）と液晶成分Ｂ（Ｑ1がＦ、Ｃｌ、ＣＦ3、ＯＣＦ3、ＯＣＦ2Ｈの化合物）の総和は、１０〜１００重量％が好ましく、３０〜１００重量％がより好ましく、６０〜１００重量％が更に好ましい。この場合、グループＡ１と液晶成分Ｂの相対的な混合比率は、１００：０から０．１：９９．９の範囲で適時選ぶことができるが、１００：０から５：９５の範囲で選ぶことが好ましく、１００：０から１０：９０の範囲で選ぶことがより好ましい。アクティブ用のSTN-LCD、TFT-LCD、PDLC、PN-LCDの場合には、グループＡ１（Ｑ1がＦ、Ｃｌ、ＣＦ3、ＯＣＦ3、ＯＣＦ2Ｈの化合物）と液晶成分Ｂ（Ｑ1がＦ、Ｃｌ、ＣＦ3、ＯＣＦ3、ＯＣＦ2Ｈの化合物）の総和は、２０〜１００重量％含有することが好ましく、４０〜１００重量％含有することがより好ましく、６０〜１００重量％含有することが更に好ましい。この場合、グループＡ１と液晶成分Ｂの相対的な混合比率は、１００：０から０．１：９９．９の範囲で適時選ぶことができるが、１００：０から５：９５の範囲で選ぶことが好ましく、目的に応じて１００：０から９０：１０の範囲、９０：１０から７０：３０の範囲、７０：３０から４０：６０の範囲、４０：６０から２０：８０の範囲、２０：８０から５：９５の範囲で選ぶことがより好ましい。
【０１３８】
尚、アクティブ用のSTN-LCDとは、広い視野角でより高いコントラストを得ることや特に立ち下がりの応答時間の改善を目的としたものであり、STN-LCDを例えばTFTやMIMの技術を用いてアクティブ駆動させることである。
【０１３９】
本発明の液晶組成物は、上記一般式（I-1）〜（III-4）で表される化合物以外にも、液晶組成物の特性を改善するために、液晶化合物として認識される通常のネマチック液晶、スメクチック液晶、コレステリック液晶などを含有していてもよい。例えば、４個の六員環を有したコア構造の化合物であって、該化合物の液晶相−等方性液体相転移温度が１００℃以上を有する化合物を1種又は２種以上含有させることかできる。しかしながら、これらの化合物を多量に用いることはネマチック液晶組成物の特性が低減することになるので、添加量は得られるネマチック液晶組成物の要求特性に応じて制限されるものである。
この様な好ましい化合物としては、一般式（II-1）、（II-2）におけるｐ1が２である化合物、一般式（II-4）におけるｐ2＋ｐ3が２である化合物、一般式（III-1）〜（III-3）におけるｍ1が２である化合物、一般式（III-4）におけるｍ2＋ｍ3が２である化合物があげられる。尚、この場合の繰り返しとなる環Ｂ1、Ｂ3、環Ｃ1、Ｃ3、連結基Ｐ1、Ｐ2、Ｍ1は、同じ基でも良く、各々独立的に異なっていても良い。
【０１４０】
結晶相又はスメクチック相−ネマチック相転移温度は、０℃以下がよく、好ましくは−１０℃以下、更に好ましくは−２０℃以下、特に好ましくは−３０℃以下である。ネマチック相−等方性液体相転移温度は、５０℃以上、好ましくは６０℃以上、より好ましくは７０℃以上、更に好ましくは８０℃〜１８０℃の範囲である。本発明の液晶組成物は、誘電率異方性が１以上でもよいが、２〜４０の範囲が好ましく、高速応答性を重視する場合は２〜８の範囲が、より低い駆動電圧を必要とする場合は７〜３０の範囲が好ましい。より小さい或いは中位の複屈折率は、０．１０〜０．１８の範囲が好ましく、より大きい複屈折率は、０．１８〜０．４０の範囲が好ましい。この様なネマチック液晶組成物の特性は、アクティブ・マトリクス形、ツイスティッド・ネマチックあるいはスーパー・ツイスティッド・ネマチック液晶表示装置に用いるのに有用である。
【０１４１】
TN-LCD、STN-LCD、TFT-LCDにおける基板間の厚みｄは、１〜１２μｍが好ましく、１〜１０μｍがより好ましく、１．５〜７μｍが更に好ましい。また、厚みｄと複屈折率△ｎの積は、０．２〜５μｍが好ましく、０．３〜１．６μｍがより好ましく、０．５μｍ前後、０．７〜１．０μｍ、１．２μｍ前後が更に好ましい。
PDLC、PN-LCDの場合、１〜１００μｍが好ましく、３〜５０μｍがより好ましく、４〜１４μｍが更に好ましい。
【０１４２】
本発明の液晶組成物は、駆動電圧の大きさに対してより速い応答性を目的とする場合、以下のようにすることができる。中位の駆動電圧を目的とする場合は、本発明の液晶組成物の誘電率異方性が３〜１５の範囲であり、２０℃における粘性が８〜２０ｃ．ｐ．の範囲であることが好ましい。この場合、液晶成分Ｃのみの粘性が２５ｃ．ｐ．以下が好ましく、１５ｃ．ｐ．以下がより好ましく、１０ｃ．ｐ．以下が特に好ましい。又、特に低い駆動電圧を目的とする場合は、本発明の液晶組成物の誘電率異方性が１５〜３０の範囲にあることが好ましく、１８〜２８の範囲が特に好ましい。
【０１４３】
上記ネマチック液晶組成物は、高速応答性のTN-LCD、STN-LCD、TFT-LCDに有用であり、またカラーフィルター層を用いなくても、液晶層と位相差板の複屈折性でカラー表示をすることができる液晶表示素子に有用なものであり、透過型あるいは反射型の液晶表示素子の用いることができる。この液晶表示素子は、透明性電極層を有し少なくとも一方が透明である基板を有し、この基板間に前記ネマチック液晶組成物の分子をねじれた配向にさせたものである。ねじれ角は、目的に応じて３０°〜３６０°の範囲で選択することができ、９０°〜２７０°の範囲で選択することが好ましく、４５°〜１３５°の範囲または１８０°〜２６０°の範囲で選択することが特に好ましい。この為に、本発明の液晶組成物は、誘起螺旋ピッチｐが０．５〜１０００μｍとなる光学活性基を有する化合物を含有させることができる。この様な化合物としては、コレステリック誘導体、カイラルネマチック、強誘電性液晶等がある。より具体的には、一般式（I-1）〜（I-4）におけるＲ1、一般式（II-1）〜（II-4）におけるＲ1、一般式（III-1）〜（III-4）におけるＲ2、Ｒ3が、光学活性基を有する化合物が好ましい。この様な側鎖基としてより好ましい形態は、例えば下記に示す一般式（IV-1a）〜（IV-1bt）で表される化合物である。
【０１４４】
【化３８】

【０１４５】
【化３９】

【０１４６】
また、一般式（II-1）〜（II-4）におけるＰ1〜Ｐ3、一般式（III-1）〜（III-4）におけるＭ1〜Ｍ3が、光学活性基を有する化合物が好ましい。この様な連結基としてより好ましい形態は、例えば下記に示す一般式（IV-2a）〜（IV-2j）で表される化合物である。
【０１４７】
【化４０】

【０１４８】
代表的なものとしては、例えばコレステリルノナネイト、Ｃ−１５、ＣＢ−１５、Ｓ−８１１等を用いることが好ましい。更に具体的には、例えば下記に示す一般式（IV-3a）〜（IV-3ab）で表される化合物である。
【０１４９】
【化４１】

【０１５０】
【化４２】

【０１５１】
更に具体的な用い方を示す。温度上昇によって誘起螺旋ピッチが長くなるものと短くなるものが知られているが、これらの一方を１種あるいは２種以上を用いても良く、両者を組み合わせて１種あるいは２種以上用いても良い。混合する量は、０．００１重量％〜１０重量％の範囲が好ましく、０．０５重量％〜３重量％の範囲がより好ましく、０．１重量％〜３重量％が更に好ましい。しかし、これらの量は、上記したねじれ角θと基板間の厚みｄによって、所定の誘起螺旋ピッチにすることは当然のことである。例えば、TN-LCD、STN-LCD、TFT-LCDにおいては、基板間の厚みｄと誘起螺旋ピッチｐの商ｄ／ｐは、０．００１〜２４の範囲から選ぶことができるが、０．０１〜１２の範囲が好ましく、０．１〜２の範囲がより好ましく、０．１〜１．５の範囲が更に好ましく、０．１〜１の範囲が更により好ましく、０．１〜０．８の範囲が特に好ましい。
【０１５２】
透明性電極基板に設けられる配向膜によって得られるプレチルト角は、１°〜２０°の範囲で選択することが好ましく、ねじれ角が３０°〜１００°では１°〜４°のプレチルト角が好ましく、１００°〜１８０°では２°〜６°のプレチルト角が好ましく、１８０°〜２６０°では３°〜１２°のプレチルト角が好ましく、２６０°〜３６０°では６°〜２０°のプレチルト角が好ましい。
【０１５３】
本発明者らは、上記液晶組成物が、透明性電極層を有する少なくとも一方が透明な２枚の基板間に挟持された調光層を有し、該調光層が液晶材料及び透明性固体物質を含有する光散乱形液晶表示にも、有利な表示特性を具備させることを見いだした。本発明者らは特開平６−２２２３２０号公報において、液晶材料の物性値と液晶表示の表示特性との関係が次式（V）で表されることを示した。
【０１５４】
【数１】

【０１５５】
なお、Ｖthはしきい値電圧を表し、1Kii、2Kiiは弾性定数を表し、iiは11、22又は33を表し、△εは誘電率異方性を表し、＜ｒ＞は透明性固体物質界面の平均空隙間隔を表し、Ａは液晶分子に対する透明性固体物質のアンカリングエネルギーを表し、ｄは透明性電極を有する基板間の距離を表す。
【０１５６】
この数式は、透明性固体界面が液晶分子に与える規制力が弾性定数1KiiとアンカリングエネルギーＡの比によって変化することを意味しており、特にその効果が実際の平均空隙間隔＜ｒ＞より1Kii／Ａの量だけ実質的に広げる作用を為し、従って効果的に駆動電圧を低減させることを示している。この関係は、本発明においても応用することができる。より具体的には、以下のようにすることが好ましい。透明性固体物質が高分子形成性化合物として２官能性モノマー及び単官能性モノマーを含有した重合性組成物から形成することにより、高分子形成性化合物から透明性固体物質を形成する過程において、透明性固体物質の形状がより均一な構造を成し、液晶材料との界面の性質を操作できると考えられる。本発明の液晶組成物においては、フルオロトランを部分構造とする分子構造を特徴としている化合物で構成される液晶成分Ａが、白濁性、応答性、ヒステリシス、急峻性、駆動電圧あるいはこれらの温度依存性に対して、これら箇々の１つ又は複数の特性を良好なものにする効果を有している。
【０１５７】
本発明で使用する液晶材料は、透明性電極層を有する２枚の基板間に液晶材料をマイクロカプセル化した液晶小滴を透明性固体物質中に分散させた表示にも有用なものであることが期待される。基板間に形成される透明性固体物質は、繊維状あるいは粒子状に分散するものでも、液晶材料を小滴状に分散させたフィルムのものでも良いが、三次元網目状の構造を有するものがより好ましい。また、液晶材料は連続層を形成することが好ましいが、液晶材料の無秩序な状態を形成することにより、光学的境界面を形成し、光の散乱を発現させる上で重要である。このような透明性固体物質から形成された三次元網目状構造の形状の平均径は、光の波長に比べて大きすぎたり、小さすぎる場合、光散乱性が衰える傾向にあるので、０．２〜２μｍの範囲が好ましい。また、調光層の厚みは、使用目的に応じ、２〜３０μｍの範囲が好ましく、５〜２０μｍの範囲が特に好ましい。
【０１５８】
このようにして製造された本発明の光散乱形液晶表示は、より温度依存性が小さい駆動性を達成し、これにより、例えばアクティブ・マトリクス方式に要求される特性を有するものである。また、本発明の液晶表示は、例えば、プロジェクション表示装置や直視型の携帯用端末表示（Personal Digital Assistance）として利用することができる。
【０１５９】
本発明の液晶組成物は、高分子分散型液晶以外の利用方法として、アントラキノン系、アゾ系、アゾキシ系、アゾメチン系、メロシアニン系、キノフタレン系及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）用液晶組成物としても用いることができる。また、前述した光学活性基を有する化合物を添加して相転移型表示（ＰＣ）及びホワイトテーラー型表示の液晶組成物としても用いることができる。更にまた、複屈折制御型表示（ＥＣＢ）や動的散乱型表示（ＤＳ）の液晶組成物としても用いることができる。
また、別の利用方法として、強誘電性液晶の相系列を調整する目的で、本発明の液晶組成物を添加させることができる。高分子安定化型液晶表示用液晶組成物としても用いることができる。この場合、上記光硬化性の側鎖基を有する化合物あるいは組成物を使用することができる。
更に、別の利用方法として、上記光硬化性の側鎖基を有する化合物あるいは本発明の組成物をＵＶキュアラブル液晶として用いて、位相差フィルム、光学レンズや各種光学フィルター等の光学部材に使用することができる。また、マイクロカラーフィルター、偏光板や配向膜等の液晶表示関連部材に応用させて使用することができる。
【０１６０】
現在、液晶表示装置は、激しく繰り広げられた価格競争の状態にある。この立場から、液晶材料には、種々の用途に対する表示特性の最適化を如何に簡便にできるかが課題になっており、２種類の液晶材料からなる２ボトルや４種類の液晶材料からなる４ボトルといったシステム化された液晶材料が求められている。その代表的な特性は、しきい値電圧、複屈折率、ネマチック相−等方性液体相転移温度がある。例えば、他の特性が同等で、しきい値電圧のみがより高い液晶材料とより低い液晶材料からなる２ボトルシステムを用いれば、使用する駆動電子部品等に制約されることなく、２種類の液晶材料を適時調合することで、より速くより安価に対応可能となる。本発明はこの観点にも応えられる有用なものであり、例えば実施例で示すネマチック液晶組成物及び一部置き換えて得られた組成物どうしを適時混合して使用することができる。
【０１６１】
【実施例】
以下、実施例を挙げて本発明を更に詳述するが、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、以下の実施例の組成物における「％」は『重量％』を意味し、-(ＣＨ2)2-と-Ｃ2Ｈ4-あるいは-(ＣＨ2)4-と-Ｃ4Ｈ8-は同じものとする。
【０１６２】
実施例中、液晶組成物の物性特性及びTN-LCDを構成した液晶表示装置の表示特性は以下の通りである。
ＴN-I：ネマチック相−等方性液体相転移温度（℃）
Ｔ→N：固体相又はスメクチック相−ネマチック相転移温度（℃）
△ε：２０℃における誘電率異方性
△ｎ：２０℃における複屈折率
η ：２０℃における粘度（ｃ．ｐ．）
Ｖth：TN-LCDを構成した時の２０℃におけるしきい値電圧（Ｖ）
γ ：２０℃における急峻性、飽和電圧（Ｖsat)とＶthの比
τr=τd：２０℃における、0Vから所定の電圧を印加した場合の立ち上がり時間をτrとし、所定の電圧を印加した後電圧無印加にした場合の立ち下がり時間をτdとしたとき、両者が等しくなる時間
【０１６３】
STN-LCD表示特性を示す液晶表示装置は以下のようにして作製した。液晶組成物にカイラル物質「Ｓ−８１１」（メルク社製）を添加して混合液晶を調製する。対向する平面透明電極上に「サンエバー610」（日産化学社製）の有機膜をラビングして配向膜を形成し、ツイスト角240度のSTN-LCD表示用セルを作製する。上記の混合液晶をこのセルに注入して液晶表示装置を構成する。尚、カイラル物質はカイラル物質の添加による混合液晶の固有らせんピッチＰと表示用セルのセル厚ｄが、Δｎ・ｄ＝０．８５、ｄ／Ｐ＝０．５０となるように添加した。この表示特性として、しきい値電圧、急峻性、駆動電圧の温度依存性、応答速度を測定した。
ツイスト角240度のSTN-LCD表示特性
Ｖth ：２０℃におけるしきい値電圧（Ｖ）
γ ：２０℃における急峻性、飽和電圧（Ｖsat)とＶthの比
△（Ｖth）／△（Ｔ）：駆動電圧の温度依存性
τr=τd：static駆動における応答時間
【０１６４】
組成物の化学的安定性は、液晶組成物２ｇをアンプル管に入れ、真空脱気後窒素置換の処理をして封入し、１５０℃、１時間の加熱促進テストを行った。この液晶組成物のテスト前の比抵抗、加熱促進テスト後の比抵抗、テスト前の電圧保持率、加熱促進テスト後電圧保持率を測定した。
【０１６５】
（実施例１）
【化４３】

からなるネマチック液晶組成物(3-01)を調製し、この組成物の諸特性を測定した。結果は以下の通りであった。
液晶組成物の物性特性
ＴN-I ： ９５．８ ℃
Ｔ→N ： −２３． ℃
△ε ： ６．６
△ｎ ： ０．２７５
液晶組成物の信頼性特性
テスト前の比抵抗 ：５．６×１０12 Ω・ｃｍ
加熱促進テスト後の比抵抗 ：９．９×１０11 Ω・ｃｍ
テスト前の電圧保持率 ：９９．０％
加熱促進テスト後電圧保持率：９８．０％
ツイスト角90度のTN-LCD表示特性（セル厚８μｍ）
Ｖth ： ２．１６ Ｖ
γ ： １．１６０
【０１６６】
このネマチック液晶組成物は、フルオロ系の液晶でありながら複屈折率が大きく、ＴN-Iが高く、Ｔ→Nが低いのでより広い温度域で動作させることができる特徴を有している。また、このネマチック液晶組成物は、加熱促進テスト後の比抵抗や電圧保持率が高いことから、熱に安定であることが理解できる。この組成物を基本的な構成材料として用いたアクティブ・マトリクス液晶表示装置は、漏れ電流が小さくフリッカの発生しない優れたものである。
【０１６７】
このネマチック液晶組成物を用いて、セル厚ｄが１．８μｍのTN-LCD（ｄ・△ｎ＝０．５）を構成してその表示特性を測定したところ、しきい値電圧が１．８２Ｖ、応答速度が３．４ｍｓｅｃを示す液晶表示装置が得られた。
【０１６８】
（比較例１）
本発明の優位性を示すために、上記ネマチック液晶組成物（3-01）に含有するグループＡ１及び（3-0105）を他の化合物に置き換えた混合液晶（b-01）を調製した。具体的には、Ｗ3に置換されているＦをＨとした化合物に置き換えたものである。結果は以下の通りであった。
【０１６９】
【化４４】

混合液晶（b-01）は上記からなる。
液晶組成物の物性特性
ＴN-I ： １０４．３ ℃
Ｔ→N ： ＋５１． ℃
△ε ： 測定不能
△ｎ ： 測定不能
η ： 測定不能
ツイスト角90度のTN-LCD表示特性（セル厚８μｍ）
Ｖth ： 測定不能
γ ： 測定不能
【０１７０】
混合液晶(b-01)は、室温域で結晶相であり、Ｔ→Nが５１℃と高いため通常の温度範囲で使用できないのに対し、本発明のネマチック液晶組成物(3-01)は、ＴN-Iが高く、Ｔ→Nが低く、相溶性に優れより広い温度域で動作させることができる等の特徴を有していることが示された。
【０１７１】
（実施例２）
【化４５】

からなるネマチック液晶組成物(3-02)を調製し、この組成物の諸特性を測定した。結果は以下の通りであった。
液晶組成物の物性特性
ＴN-I ： １００．９ ℃
Ｔ→N ： −２３． ℃
△ε ： ４．８
△ｎ ： ０．２４６
η ： ３１．６ ｃ．ｐ．
液晶組成物の信頼性特性
テスト前の比抵抗 ：１．０×１０13 Ω・ｃｍ
加熱促進テスト後の比抵抗 ：４．２×１０12 Ω・ｃｍ
テスト前の電圧保持率 ：９９．１％
加熱促進テスト後電圧保持率：９８．２％
ツイスト角90度のTN-LCD表示特性（セル厚８μｍ）
Ｖth ： ２．５０ Ｖ
γ ： １．１６０
【０１７２】
このネマチック液晶組成物は、７種の成分で構成されたものでありながら、ＴN-Iが高く、Ｔ→Nが低いのでより広い温度域で動作させることができる特徴を有している。また、このネマチック液晶組成物は、加熱促進テスト後の比抵抗や電圧保持率が高いことから、熱に安定であることが理解できる。この組成物を基本的な構成材料として用いたアクティブ・マトリクス液晶表示装置は、漏れ電流が小さくフリッカの発生しない優れたものである。
【０１７３】
このネマチック液晶組成物を用いて、セル厚ｄが２．０μｍのTN-LCD（ｄ・△ｎ＝０．５）を構成してその表示特性を測定したところ、しきい値電圧が２．１４Ｖ、応答速度が３．０ｍｓｅｃを示す液晶表示装置が得られた。
【０１７４】
（実施例３）
【化４６】

からなるネマチック液晶組成物（3-03）を調製し、この組成物の諸特性を測定した。結果は以下の通りであった。
ＴN-I ： ８８．４ ℃
Ｔ→N ： −５５． ℃
Ｖth ： １．８３ Ｖ
γ ： １．１９
△ε ： ６．５
△ｎ ： ０．１４７
η ： １９．２ ｃ．ｐ．
【０１７５】
このネマチック液晶組成物にカイラル物質「Ｓ−８１１」（メルク社製）を添加して混合液晶を調製した。一方、対向する平面透明電極上に「サンエバー610」（日産化学社製）の有機膜をラビングして配向膜を形成し、ツイスト角240度のSTN-LCD表示用セルを作製した。上記の混合液晶をこのセルに注入して液晶表示装置を構成し、表示特性を測定した。その結果、駆動電圧の温度依存性が３．０ｍＶ／℃と小さく、高時分割特性に優れたSTN-LCD表示特性を示す液晶表示装置が得られた。なお、カイラル物質はカイラル物質の添加による混合液晶の固有らせんピッチＰと表示用セルのセル厚ｄが、Δｎ・ｄ＝０．８５、ｄ／Ｐ＝０．５０となるように添加した。以下STN-LCDは同様にして作製した。
ツイスト角240度のSTN-LCD表示特性
Ｖth ： ２．１７ Ｖ
γ ： １．０５２
△（Ｖth）／△（Ｔ）：３．０ｍＶ／℃（Ｔ＝０〜40℃の範囲）
τr=τd ： ２２．ｍｓｅｃ（static駆動）
【０１７６】
（比較例２）
本発明の優位性を示すために、上記ネマチック液晶組成物（3-03）に含有する液晶成分Ａ１を他の化合物に置き換えた混合液晶（b-02）を調製した。具体的には、（3-0301）の化合物を、式（a-1）の化合物に置き換えたものである。ネマチック液晶組成物（3-03）と同様にして、混合液晶（b-02）を用いたSTN-LCDを作製した。
ツイスト角240度のSTN-LCD表示特性
Ｖth ： ２．３３ Ｖ
γ ： １．０６１
△（Ｖth）／△（Ｔ）：４．９ｍＶ／℃（Ｔ＝０〜40℃の範囲）
τr=τd ： ２４．ｍｓｅｃ（static駆動）
【０１７７】
特性を比較すると、本発明の液晶組成物は、しきい値電圧の温度依存性を約４０％低減させていることが明らかとなった。また、急峻性や応答速度においても改善効果を有することが明らかとなった。本発明のネマチック液晶組成物は、比較液晶よりより改善した効果が示された。
【０１７８】
（実施例４）
【化４７】

からなるネマチック液晶組成物（3-04）を調製し、この組成物の諸特性を測定した。結果は以下の通りであった。
ＴN-I ： ８６．６ ℃
Ｔ→N ： −６０． ℃
Ｖth ： １．７２ Ｖ
γ ： １．１４０
△ε ： ８．９
△ｎ ： ０．２５０
【０１７９】
このネマチック液晶組成物を用いて、セル厚ｄが２．０μｍのTN-LCD（ｄ・△ｎ＝０．５）を構成してその表示特性を測定したところ、しきい値電圧が１．４８Ｖ、応答速度が３．３ｍｓｅｃを示す液晶表示装置が得られた。
【０１８０】
更にまた文献『高速液晶技術』（６３頁、(株)シーエムシー社出版）中に示されたTN-LCD液晶表示の光学的急峻性の限界値である１．１２に近い値を示しており、従って、この液晶組成物は高時分割駆動に有用であることが理解できる。
【０１８１】
本実施例のネマチック液晶組成物(3-04)において、化合物(3-0401)に換えて前述した化合物(I-1db)を用いる以外は、ネマチック液晶組成物(3-04)と同様にして、ネマチック液晶組成物(3-04-01)を調整した。また、本実施例のネマチック液晶組成物(3-04)において、化合物(3-0401)に換えて化合物(I-1dc)〜(I-1dp)を用いる以外は、ネマチック液晶組成物(3-04)と同様にして、各々のネマチック液晶組成物(3-04-02)〜(3-04-15)を調製した。これらのネマチック液晶組成物(3-04-01) 〜(3-04-15)の表示特性は、本実施例と同様に、良好な結果が得られた。特に、ネマチック液晶組成物(3-04-10)は応答性に優れており、ネマチック液晶組成物(3-04-06) 、(3-04-09) 、(3-04-12) 、(3-04-15)は更に駆動電圧が低減し、１．９５Ｖ前後の特性を示した。
【０１８２】
（実施例５）
【化４８】

からなるネマチック液晶組成物（3-05）を調製し、この組成物の諸特性を測定した。結果は以下の通りであった。
【０１８３】
ＴN-I ： ８１．５ ℃
Ｔ→N ： −３５． ℃
Ｖth ： １．５８ Ｖ
γ ： １．１５７
△ε ： １０．９
△ｎ ： ０．２３５
【０１８４】
（実施例６）
【化４９】

からなるネマチック液晶組成物（3-06）を調製し、この組成物の諸特性を測定した。結果は以下の通りであった。
ＴN-I ： ７０．３ ℃
Ｔ→N ： −２０． ℃
Ｖth ： １．６０ Ｖ
γ ： １．１４０
△ε ： ９．３
△ｎ ： ０．２６２
【０１８５】
更にまた文献『高速液晶技術』（６３頁、(株)シーエムシー社出版）中に示されたTN-LCD液晶表示の光学的急峻性の限界値である１．１２に近い値を示しており、従って、この液晶組成物は高時分割駆動に有用であることが理解できる。
【０１８６】
（実施例７）
【化５０】

からなるネマチック液晶組成物（3-07）を調製し、この組成物の諸特性を測定した。結果は以下の通りであった。
ＴN-I ： ９６．８ ℃
Ｔ→N ： −１０． ℃
Ｖth ： １．８７ Ｖ
γ ： １．１３４
△ε ： ８．９
△ｎ ： ０．２９７
【０１８７】
このネマチック液晶組成物を用いて、セル厚ｄが１．６μｍのTN-LCD（ｄ・△ｎ＝０．５）を構成してその表示特性を測定したところ、しきい値電圧が１．４５Ｖ、応答速度が２．４ｍｓｅｃを示す液晶表示装置が得られた。
【０１８８】
更にまた文献『高速液晶技術』（６３頁、(株)シーエムシー社出版）中に示されたTN-LCD液晶表示の光学的急峻性の限界値である１．１２に近い値を示しており、従って、この液晶組成物は高時分割駆動に有用であることが理解できる。
【０１８９】
（実施例８）
【化５１】

からなるネマチック液晶組成物（3-08）を調製し、この組成物の諸特性を測定した。結果は以下の通りであった。
ＴN-I ： ７４．８ ℃
Ｔ→N ： −５８． ℃
Ｖth ： １．５９ Ｖ
γ ： １．１６０
△ε ： ７．９
△ｎ ： ０．２４９
【０１９０】
（実施例９）
【化５２】

からなるネマチック液晶組成物（3-09）を調製し、この組成物の諸特性を測定した。結果は以下の通りであった。
ＴN-I ： １３０．０ ℃
Ｔ→N ： −０． ℃
Ｖth ： ２．８３ Ｖ
γ ： １．１４６
△ε ： ５．０
△ｎ ： ０．３３９
【０１９１】
このネマチック液晶組成物を用いて、セル厚ｄが１．４μｍのTN-LCD（ｄ・△ｎ＝０．５）を構成してその表示特性を測定したところ、しきい値電圧が２．２７Ｖ、応答速度が１．９ｍｓｅｃを示す液晶表示装置が得られた。
【０１９２】
更にまた文献『高速液晶技術』（６３頁、(株)シーエムシー社出版）中に示されたTN-LCD液晶表示の光学的急峻性の限界値である１．１２に近い値を示しており、従って、この液晶組成物は高時分割駆動に有用であることが理解できる。
【０１９３】
（実施例１０）
【化５３】

からなるネマチック液晶組成物（3-10）を調製し、この組成物の諸特性を測定した。結果は以下の通りであった。
ＴN-I ： １０１．５ ℃
Ｔ→N ： −１０． ℃
Ｖth ： ２．４５ Ｖ
γ ： １．１６０
△ε ： ５．５
△ｎ ： ０．３０７
テスト前の比抵抗 ：２．２×１０13 Ω・ｃｍ
加熱促進テスト後の比抵抗 ：６．１×１０12 Ω・ｃｍ
テスト前の電圧保持率 ：９８．９％
加熱促進テスト後電圧保持率：９８．１％
【０１９４】
このネマチック液晶組成物を用いて、セル厚ｄが１．６μｍのTN-LCD（ｄ・△ｎ＝０．５）を構成してその表示特性を測定したところ、しきい値電圧が１．８０Ｖ、応答速度が２．４ｍｓｅｃを示す液晶表示装置が得られた。
【０１９５】
（実施例１１）
本発明のネマチック液晶組成物(3-01)、(3-02)、(3-04)〜(3-10)は、光散乱形液晶表示に用いることができる。以下応用例について更に詳細に説明する。しかしながら、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【０１９６】
液晶材料として上記液晶組成物を８０％、高分子形成性化合物として「ＨＸ−２２０」（日本化薬社製）を１３．８６％、ラウリルアクリレートを５．９４％、重合開始剤として２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オンを０．２％の比率で混合し、均一溶液の調光層形成材料を調製した。この調光層形成材料を、平均粒径１０μｍのスペーサーが介在した２枚のＩＴＯ電極ガラス基板を用いて作製した大きさ５０×５０mmの空セルに、均一溶液の転移温度より１０℃高い温度の下で真空注入した。 これを、均一溶液の転移温度より３℃高い温度に保持しながら、 メタルハライドランプ（８０Ｗ／cm２)の下を３．５ｍ／分の速度で通過させ、５００ｍＪ／cm２に相当するエネルギーの紫外線を照射して高分子形成化合物を硬化させて、液晶材料と透明性固体物質から成る調光層を有する液晶デバイスを得た。得られた液晶デバイスについて、基板間に形成された硬化物の断面を走査型電子顕微鏡で観察したところ、ポリマーから成る三次元ネットワーク構造の透明性固体物質が認められた。
【０１９７】
得られた光散乱形液晶表示の特性は、従来の光散乱形液晶デバイスと比較して、広い動作温度範囲を示し、動画有利な応答性を有し、高コントラストでかつ均一でむらのない表示特性を有しており、広告板等の装飾表示板や時計等の表示装置、又はプロジェクション表示装置等に有用なものであった。特に、ネマチック液晶組成物(3-01)、(3-02)、(3-06) (3-07)、(3-10)を用いた場合はアクティブ用に有用であり、ネマチック液晶組成物(3-04)、(3-05)を用いた場合は時分割駆動用に有用であり、ネマチック液晶組成物(3-09)用いた場合は高温例えば照明器具、レーザー書き込み等の使用に有用であった。更に、ネマチック液晶組成物(3-01)、(3-02)、(3-06) (3-07)、(3-10)は、ＯＣＢモード又はＥＣＢモードのＴＦＴ−ＬＣＤ用に有用であり、セル厚ｄを１〜５μｍで構成すると、ウォーミングアップ時間を大幅に短縮できるとともに、動画を可能とする高速応答を特徴として有している。
【０１９８】
（実施例１２）
本発明のネマチック液晶組成物、特に(3-01)、(3-02)、(3-04)〜(3-10)は更に以下の特徴を有していた。これらネマチック液晶組成物の複屈折率の波長分散を測定したところ、光の波長６５０ｎｍに対する４００ｎｍでの比がより大きく、特に大きいものには１．１５以上を示した。この液晶材料は、光の波長の違いによってより大きな位相差が現れていることから、カラーフィルター層を用いないでカラー表示を行う、液晶と位相差板の複屈折性を利用した新規反射型カラー液晶表示方式に有用なものである。
【０１９９】
【発明の効果】
本発明のネマチック液晶組成物は、一般式（I-1）〜(I-4)で表される化合物からなる液晶成分Ａを必須成分とし、液晶組成物に混合すると、相溶性の改善、低温保存の向上等により液晶表示特性の動作温度範囲を拡大し、駆動電圧の低減及びその温度変化を改善し、所定の駆動電圧に対し比較的速い応答性を達成させることができる。また、複屈折率、誘電率異方性、弾性定数の設計及びこれらの温度依存性、複屈折率の光波長依存性やデューティー数に対応した誘電率異方性の周波数依存性等も改良できるという特徴を有している。従って、本発明のネマチック液晶組成物は、アクティブ・マトリクス形、ツイスティッド・ネマチックあるいはスーパー・ツイスティッド・ネマチック液晶表示装置に用いることができる。また、液晶層と位相差板の複屈折性でカラー表示をする液晶表示素子を提供することができる。さらに、液晶材料及び透明性固体物質を含有する調光層を有する光散乱形液晶表示にも有用装置を提供できる。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a nematic liquid crystal composition useful as an electro-optical display material and a liquid crystal display device using the same.
[0002]
[Prior art]
A typical liquid crystal display element is a TN-LCD (twisted nematic liquid crystal display element), which is used in watches, calculators, electronic notebooks, pocket computers, word processors, personal computers, and the like. On the other hand, according to the increase in processing information of OA equipment, STN (Super-Scheffer) etc. [SID '85 Digest, p.120 1985] and Kinugawa et al. [SID '86 Digest, p.122 1986] Twisted Nematic) -LCDs have been developed and are beginning to become widely used in displays for high information processing such as portable terminals, electronic notebooks, pocket computers, word processors, personal computers, or monitor displays.
[0003]
Recently, active addressing drive method [Proc.12th IDRC p.503 1992] and multi-line addressing drive method [SID'92 Digest, p.232 1992] have been proposed for the purpose of improving response characteristics of STN-LCD. . In addition, in order to achieve a brighter display and higher contrast ratio, a new reflective color liquid crystal display system that uses the birefringence of liquid crystal and retardation plate instead of the color filter layer [TVJ Technical Report vol. 14 No10.p.51 1990] and a liquid crystal display device having a reflective surface with a small paraboloid on the substrate electrode side has been proposed.
[0004]
In particular, in applications where the display area is increased, display uniformity and high contrast with respect to the temperature distribution of the backlight are required, and liquid crystal materials with more stable orientation and less temperature dependence, or cell thickness In order to suppress variations, a birefringence index corresponding to a predetermined value is required. Further, since high duty driving is performed due to the increase in the number of pixels, responsiveness, gradation and the like corresponding to this are also emphasized. On the other hand, for small and medium-sized portable displays, the stability of the display with respect to the operating environment temperature is an important point, and a liquid crystal material with a lower driving voltage that can reduce responsiveness and power consumption, or −30 to 0 ° C. It is required that the driving voltage, the steepness in the temperature range of 40 to 80 ° C., the frequency dependency of the desired duty driving, and the like be smaller. Furthermore, the electrical resistance (specific resistance) of the liquid crystal must be set to a predetermined value so as not to be too high in order to eliminate the image sticking phenomenon, although it is necessary to avoid being too low in order to reduce power consumption. It has been. As described above, there is still a demand for a liquid crystal material that is differentiated in more detail and improved as much as possible.
[0005]
Suitable liquid crystal materials include birefringence, elastic constant, dielectric anisotropy, lower viscosity, wider nematic temperature, chemical stability, and electrical stability (desired specific resistance, voltage holding ratio). ) And other properties such as a predetermined pretilt angle related to orientation, a wider d / p margin, and the like, which are comprehensively optimized, are required. Proposals for things are required.
[0006]
Furthermore, because of its excellent display quality, active matrix liquid crystal display devices are put on the market for portable terminals, liquid crystal televisions, projectors, computers, and the like. In the active matrix display method, TFT (thin film transistor) or MIM (metal insulator metal) is used for each pixel, and high voltage holding ratio is regarded as important in this method. In addition, Kondo et al. Have proposed a super TFT [Asia Display '95 Digest, p.707 1995] combined with the IPS mode in order to obtain a wider viewing angle characteristic. Besides this, MVA, OCB (Optically Compensated Birefringence mode; JP-A-7-84254, SID93DIGEST, p277), ECB (Electrically Controlled Birefringence), PC,
It has been reported that an active matrix display system is used for PSCT or the like (hereinafter, these active matrix display liquid crystal display elements are generically referred to as TFT-LCDs). Currently, new liquid crystal compounds or liquid crystal compositions such as JP-A-2-233626 and JP-B-4-501575 have been proposed.
[0007]
As a liquid crystal material that should be compatible with TFT-LCD using polysilicon technology that has recently been attracting attention, liquid crystal material that is resistant to dirt, including higher characteristics in voltage holding ratio, faster response at lower drive voltage Liquid crystal materials exhibiting properties and liquid crystal materials having a birefringence of 0.10 to 0.15 are required. Further, for the purpose of improving the yield, the required demands such as a liquid crystal material with less display defects and a liquid crystal material capable of stably exhibiting a higher pretilt angle are further differentiated.
[0008]
A liquid crystal display element in which liquid crystal droplets are dispersed in a polymer as a bright and high-contrast liquid crystal device that does not require a polarizing plate or an alignment treatment is disclosed in Japanese Patent Publication No. 58-501631, US Pat. No. 4,435,047, Special Table It is known in Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-502128, Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-2231, and the like. (Hereinafter, these liquid crystal display elements are collectively referred to as PDLC.) These are used to optimize the individual refractive index of the liquid crystal material and the refractive index of the polymer, and to apply a high voltage to obtain sufficient transparency. Had a problem needed. On the other hand, as a technology that enables low voltage drivability, high contrast, and time-division drivability, there are US Pat. No. 5,304,323 and JP-A-1-198725, in which a liquid crystal material forms a continuous layer, A liquid crystal display element having a structure in which a polymer substance is distributed in a three-dimensional network in the continuous layer is disclosed. (Hereafter, this liquid crystal display element is called PN-LCD)
[0009]
As a liquid crystal material related to this purpose, European Patent No. 359,146 discloses a method for optimizing the birefringence and dielectric anisotropy of a liquid crystal material, and JP-A-6-222320 discloses an elastic constant of the liquid crystal material. JP-A-5-339573 discloses the use of a fluoro-based compound. However, it has problems such as high resistance value, excellent voltage holding ratio, low driving voltage, strong light scattering, large contrast ratio, fast response speed, good temperature characteristics, etc. New proposals are still being made.
[0010]
As described above in detail, the demand for liquid crystal display elements is lower with finer and higher density display capacity, faster response speed to driving voltage and environmental temperature, and high chemical and electrical stability. The drive voltage, higher gradation, higher contrast with respect to the operating environment temperature and viewing angle, and the like are raised. For this reason, it has nematic properties over a wide temperature range, maintains a nematic phase for a long period of time during low-temperature storage, has a lower viscosity that can improve responsiveness, and can achieve a desired driving voltage, particularly a lower driving voltage. Material development research is ongoing. In addition, the design of birefringence, dielectric anisotropy, elastic constants and their temperature dependence, the optical wavelength dependence of birefringence and the frequency dependence of dielectric anisotropy corresponding to the number of duties, etc. are also improved. It is attracting attention as.
[0011]
In order to improve the electro-optical characteristics as described above, examples of the liquid crystal material having a large birefringence (Δn) include the following compounds. As a compound similar to the general formula (I-1) of the present invention, there is a compound of the general formula (a-1), and as a compound example of Group A2, there is a compound of the general formula (a-2).
[0012]
[Formula 4]

(In the formula, R0 is an alkyl group, X0 is F, Q0 is an alkyl group, CN, F, etc., k0 represents 0, 1)
[0013]
However, even if these compounds can be used to increase the birefringence of the liquid crystal material, problems still remain with respect to characteristics such as high-speed response of liquid crystal display and driving temperature range.
For example, when a compound of general formula (a-1) and general formula (a-2) is mixed, the birefringence of the resulting liquid crystal composition is expected to increase, but a smectic phase or a crystalline phase appears. Therefore, it is very difficult to produce a liquid crystal display device that is excellent in electro-optical characteristics and can be driven in a wide temperature range even if such a compound is used.
[0014]
On the other hand, for example, in the TFT-LCD, the following compounds have been used as liquid crystal materials having a small leakage current and a high voltage holding ratio, which are necessary for obtaining uniform and high contrast.
[Chemical formula 5]

(In the formula, R0 represents the same meaning as described above.)
However, although a liquid crystal material composed mainly of such a compound can obtain a high voltage holding ratio, the birefringence of the liquid crystal material cannot be increased, and the threshold voltage can be sufficiently reduced. It was very difficult.
Therefore, new liquid crystal compounds or liquid crystal compositions have been proposed to deal with the display elements as described above.
[0015]
Furthermore, the properties of the compounds related to the present invention are hardly known as knowledge necessary to be sought at present. Furthermore, few specific examples of the composition are found. Therefore, application examples using the liquid crystal composition such as liquid crystal display elements and devices are hardly found.
[0016]
[Problems to be solved by the invention]
The problem to be solved by the present invention is to provide a liquid crystal material having a birefringence according to the purpose. More specifically, the birefringence Δn can be adjusted in a wide range of 0.10 to 0.40. In addition, it is an object to provide a nematic liquid crystal composition having a wide driving temperature range and capable of being driven at a low voltage. It is another object of the present invention to provide a liquid crystal display device using the liquid crystal composition of the present invention as a constituent material and having improved electro-optical characteristics.
The present invention relates to a nematic liquid crystal composition containing at least one compound represented by the general formula (I-1), more specifically, a novel compound containing a compound in which any one of W1 to W4 has a substituent. The present invention is a nematic liquid crystal composition and is intended to solve or improve the demand for the liquid crystal material as described above, thereby improving the characteristics of the liquid crystal display element as described above.
Specifically, the operating temperature range of the liquid crystal display characteristics is expanded by improving compatibility and storage at low temperatures, etc., reducing drive voltage and improving temperature change, and achieving relatively fast response to a given drive voltage. To do or improve. Various display characteristics of MIM, TFT-LCD, and STN-LCD are improved by liquid crystal materials having a desired birefringence, and PN-CLD and PDLC display characteristics are improved by liquid crystal materials having a relatively large birefringence. There is to improve.
[0017]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention includes a liquid crystal composition containing a liquid crystal component A composed of a compound selected from groups A1 and A2, and the group includes the following general formulas (I-1) to (I- 4) composed of the compound represented by
[Chemical 6]

(Where
R1 to R3 each independently represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms, and the alkyl group or the alkenyl group is one or two or more as unsubstituted or substituted groups. F, Cl, CN, CH3 or CF3, wherein one or more CH2 groups present in the alkyl group or the alkenyl group are defined as O atoms not directly bonded to each other, , CO or COO may be substituted,
Each Q1 independently represents F, Cl, CF3, OCF3, OCF2H, OCFH2, NCS or CN;
X1 to X3 each independently represent H, F, Cl, CF3, OCF3 or CN, X3 also each independently represents CH3,
W1 to W4 each independently represent H, F, Cl, CF3, OCF3 or CN;
The atoms constituting the compounds of the general formulas (I-1) to (I-4) may be substituted with the isotope atoms.
However, at least one of W1 to W4 in the general formula (I-1) is F, Cl, CF3 or OCF3. )
As a liquid crystal component excluding the compounds of the general formulas (I-1) to (I-4), 0 to 99.9% by weight of a liquid crystal component B composed of a compound having a dielectric anisotropy of +2 or more, A liquid crystal component C composed of a compound having a dielectric anisotropy of 10 to +2 is contained in an amount of 0 to 85% by weight, and the total of the liquid crystal component B and the liquid crystal component C is 0 to 99.9% by weight. A nematic liquid crystal composition is provided.
In the present invention, the liquid crystal component A can be a nematic liquid crystal composition satisfying at least one of the following conditions (i) to (vii).
(i) The liquid crystal component A contains one or more compounds selected from compounds represented by general formula (I-1), and is selected from compounds represented by general formula (I-2). 1 type or 2 types or more of compounds are contained, and the content rate in the said liquid crystal component A of this selected compound is 5 to 100 weight%.
(ii) The liquid crystal component A contains one or more compounds selected from compounds represented by general formula (I-1), and is selected from compounds represented by general formula (I-3). 1 type or 2 types or more of compounds are contained, and the content rate in the said liquid crystal component A of this selected compound is 5 to 100 weight%.
(iii) The liquid crystal component A contains one or more compounds selected from the compounds represented by general formula (I-1), and is selected from the compounds represented by general formula (I-4). 1 type or 2 types or more of compounds are contained, and the content rate in the said liquid crystal component A of this selected compound is 5 to 100 weight%.
(iv) The liquid crystal component A contains one or more compounds selected from the compounds represented by the general formula (I-1), and is selected from the compounds represented by the general formula (I-2). 1 type, 2 or more types of compounds are contained, 1 type or 2 types or more of compounds chosen from the compound represented by general formula (I-3) are contained, Inclusion in the said liquid crystal component A of this chosen compound The rate is 5 to 100% by weight.
(v) The liquid crystal component A contains one or more compounds selected from the compounds represented by general formula (I-1), and is selected from the compounds represented by general formula (I-2). 1 type, 2 or more types of compounds are contained, 1 type or 2 types or more of compounds chosen from a compound denoted by a general formula (I-4) are contained, and inclusion in the above-mentioned liquid crystal component A of the chosen compound The rate is 5 to 100% by weight.
(vi) The liquid crystal component A contains one or more compounds selected from the compounds represented by the general formula (I-1) and is selected from the compounds represented by the general formula (I-3). 1 type, 2 or more types of compounds are contained, 1 type or 2 types or more of compounds chosen from a compound denoted by a general formula (I-4) are contained, and inclusion in the above-mentioned liquid crystal component A of the chosen compound The rate is 5 to 100% by weight.
(vii) The liquid crystal component A contains one or more compounds selected from the compounds represented by general formula (I-1), and is selected from the compounds represented by general formula (I-2). A compound containing one or more compounds, one or more compounds selected from compounds represented by general formula (I-3), and a compound represented by general formula (I-4) 1 type or 2 or more types of selected compounds are contained, and the content rate in the said liquid crystal component A of the selected compounds is 100 weight%.
In the present invention, the liquid crystal component A contains 1 to 20 compounds selected from one, two, or three or more subgroups of the following subgroups (I-ai) to (I-aiv). A nematic liquid crystal composition can be obtained.
That is, in the general formula (I-1),
(I-ai) A compound in which R 1 is an alkyl group or alkenyl group having 2 to 7 carbon atoms.
(I-aii) A compound wherein Q1 is F, Cl, CF3, OCF3 or OCF2H.
(I-aiii) A compound in which one or two of W1 to W4 are F.
(I-aiv) A compound in which one or two of X1 and X2 are F, Cl, CF3 or OCF3.
In the present invention, the liquid crystal component A contains 1 to 20 compounds selected from one, two, or three or more subgroups of the following subgroups (I-bi) to (I-biv). A nematic liquid crystal composition can be obtained.
(I-bi) In the general formulas (I-2) to (I-4), R2 is an alkyl group or alkenyl group having 2 to 7 carbon atoms, and R3 is an alkyl group or carbon having 1 to 7 carbon atoms. A compound which is an alkenyl group having 4 to 7 atoms.
(I-bii) A compound in which W3 is F in the general formula (I-2).
(I-biii) A compound in which at least one of W1 and W2 is F in the general formula (I-3).
(I-biv) A compound in which X3 is CH3 in the general formula (I-3).
[0018]
The liquid crystal component B according to the present invention has the general formulas (II-1) to (II-4)
[Chemical 7]

(Where
R1, Q1, W1 to W4 are the same as described in (I-1) to (I-4),
Y1 and Y2 each independently represent H, F, Cl or OCF3;
V represents CH or N;
P1 to P3 are each independently a single bond, -COO-, -OCO-, -CH2O-, -OCH2-,-(CH2) 2-,-(CH2) 4-, -CH = CH- (CH2) 2 -,-(CH2) 2-CH = CH-, -CH = N-, -CH = N-N = CH- or -N (O) = N-, wherein P1 and P3 are each independently CH═CH—, —CF═CF— or —C≡C—
Rings B1 to B3 are each independently trans-1,4-cyclohexylene, trans-1,4-cyclohexenylene, trans-1,3-dioxane-2,5-diyl, trans-1-sila-1 , 4-cyclohexylene, trans-4-sila-1,4-cyclohexylene, naphthalene-2,6-diyl, 1,2,3,4-tetrahydronaphthalene-2,6-diyl or decahydronaphthalene-2 , 6-diyl, naphthalene-2,6-diyl and 1,2,3,4-tetrahydronaphthalene-2,6-diyl are unsubstituted or substituted as one or two F, Cl, CF3 , OCF3 or CH3 and ring B3 may also be 1,4-phenylene, 2 or 3-fluoro-1,4-phenylene, 3,5-difluoro-1,4-phenylene, 2 or 3- Lolo-1,4-phenylene, 2,3-dichloro-1,4-phenylene, it may be a 3,5-dichloro-1,4-phenylene,
One or more hydrogen atoms present in the side chain group R1, polar group Q1, linking groups P1 to P3 and rings B1 to B3 may be substituted with deuterium atoms,
p1 to p3 each independently represents 0 or 1, p2 + p3 is 0 or 1,
The atoms constituting the compounds of the general formulas (II-1) to (II-4) may be substituted with the isotope atoms. )
1 type (s) or 2 or more types can be contained from the compound group represented by these.
[0019]
In addition, the liquid crystal component C is a compound represented by the general formula (III-1) to (III-4)
[Chemical 8]

(Where
W1 to W3 and V are the same as described in (I-1) to (I-4) and (II-1) to (II-4);
R2 and R3 each independently represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkoxy group, an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms, or an alkenyloxy group, and the alkyl group, the alkoxy group, the alkenyl group, or the An alkenyloxy group can be unsubstituted or have one or more F, Cl, CN, CH3 or CF3 as substituents and / or the alkyl group, the alkoxy group, the alkenyl group or the alkenyloxy group One or more CH2 groups present therein may be substituted with O, CO or COO, as O atoms are not directly bonded to each other,
Z1 to Z3 each independently represent H, F, Cl, CF3, OCF3 or CN, Z3 may also each independently be -CH3,
M1 to M3 are each independently a single bond, —COO—, —OCO—, —CH 2 O—, —OCH 2 —, — (CH 2) 2 —, — (CH 2) 4 —, —CH═CH— (CH 2) 2. -,-(CH2) 2-CH = CH-, -CH = N-, -CH = N-N = CH- or -N (O) = N-, wherein M1 and M3 are each independently CH═CH—, —CF═CF— or —C≡C—
Rings C1 to C3 are each independently trans-1,4-cyclohexylene, trans-1,4-cyclohexenylene, trans-1,3-dioxane-2,5-diyl, trans-1-sila-1 , 4-cyclohexylene, trans-4-sila-1,4-cyclohexylene, naphthalene-2,6-diyl, 1,2,3,4-tetrahydronaphthalene-2,6-diyl or decahydronaphthalene-2 , 6-diyl, naphthalene-2,6-diyl and 1,2,3,4-tetrahydronaphthalene-2,6-diyl are unsubstituted or substituted as one or two F, Cl, CF3 , OCF3 or CH3, wherein the rings C1, C3 are also 1,4-phenylene, 2 or 3-fluoro-1,4-phenylene, 2,3-difluoro-1,4-phenylene, 3,5 -Difluoro-1,4-phenylene, 2 or 3-chloro-1,4-phenylene, 2,3-dichloro-1,4-phenylene, 3,5-dichloro-1,4-phenylene,
One or more hydrogen atoms present in the side chain groups R2, R3, the linking groups M1 to M3 and the rings C1 to C3 may be substituted with deuterium atoms,
m1 to m3 each independently represents 0 or 1, m2 + m3 is 0 or 1,
The atoms constituting the compounds of the general formulas (III-1) to (III-4) may be substituted with the isotope atoms. )
The compound chosen from the compound group represented by these can be contained.
In the present invention, the liquid crystal composition is a compound having a core structure having four six-membered rings, wherein the compound has a liquid crystal phase-isotropic liquid phase transition temperature of 100 ° C. or higher. Or it can be set as the nematic liquid crystal composition containing 2 or more types.
The liquid crystal composition has a dielectric anisotropy of 2 to 40, a birefringence of 0.10 to 0.40, and a nematic phase-isotropic liquid phase transition temperature of 50 ° C to 180 ° C. Yes, a nematic liquid crystal composition having a crystal phase, a smectic phase, or a glass phase-nematic phase transition temperature of −200 ° C. to 0 ° C. can be obtained.
Moreover, it can be set as the nematic liquid crystal composition containing the compound which has an optically active group from which the induced spiral pitch becomes 0.5-1000 micrometers in the said liquid-crystal composition.
[0020]
Furthermore, the present invention relates to an active matrix, a twisted nematic or a super twisted nematic liquid crystal display device using the above nematic liquid crystal composition, or a light control layer containing the above liquid crystal composition and a transparent solid substance. There is provided a light scattering type liquid crystal display device having:
In the light control layer, the liquid crystal composition forms a continuous layer, and the light scattering liquid crystal display device in which the transparent solid substance forms a uniform three-dimensional network structure in the continuous layer can be obtained.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The liquid crystal composition of the present invention contains, as an essential component, a liquid crystal component A composed of compounds represented by general formulas (I-1) to (I-4). In particular, the liquid crystal component A is composed of a group A1 composed of compounds represented by the general formula (I-1) and a group A2 composed of compounds represented by the general formulas (I-2) to (I-4). It is characterized by. Further, at least one of W1 to W4 in the general formula (I-1) contains a compound characterized by being substituted with F, Cl, CF3 or OCF3. When the liquid crystal component A having this characteristic is mixed with a liquid crystal compound or a liquid crystal composition, the nematic phase-isotropic liquid phase transition temperature is relatively good, and a stable nematic phase in a low temperature range can be obtained and the responsiveness is improved. It has the effect of reducing the drive voltage without being maintained or deteriorated, and has excellent characteristics not found in conventional liquid crystal compounds with reduced drive voltage. The liquid crystal composition of the present invention contains a liquid crystal component A composed of the compounds of the general formulas (I-1) to (I-4), and contains 0 to a liquid crystal component B composed of a compound having a dielectric anisotropy of +2 or more. 0 to 85% by weight of a liquid crystal component C containing from 99.9% by weight and comprising a compound having a dielectric anisotropy of −10 to +2, and the total of the liquid crystal component B and the liquid crystal component C is 0 to It was found that this effect was obtained by containing 99.9% by weight. In addition, when the liquid crystal component A is mixed with the liquid crystal material of the liquid crystal component B and the liquid crystal component C, the solid phase or smectic phase-nematic phase transition temperature is particularly reduced or the storage time at low temperature is increased. For example, the display temperature range can be made wider.
[0022]
In the present invention, the names of naphthalene-2,6-diyl ring, decahydronaphthalene-2,6-diyl ring and 1,2,3,4-tetrahydronaphthalene-2,6-diyl ring are special names. Except where limited to, it is defined as including both unsubstituted and substituted rings. This definition is applied to the liquid crystal components A and C. The meaning of the substitution is, in the case of naphthalene-2,6-diyl ring, one or two or more CH groups present in the ring are substituted with N group, and decahydronaphthalene-2,6-diyl ring In which one or more —CH 2 — groups present in the ring are substituted with —CF 2 —, or one or more —CH 2 —CH 2 — groups present in the ring are —CH 2 -O-, -CH = CH-, -CH = CF-, -CF = CF-, substituted by -CH = N- or -CF = N-, one or more present in the ring In which the> CH—CH2— group is substituted with>CH—O—,>C═CH—,>C═CF—,> C═N— or> N—CH2—, present in the ring> CH -CH <group substituted with> CH-CF <,> CF-CF <or> C = C <, and decahydronaphthalene-2,6-dii In which at least one C in the unsubstituted ring or the substituted ring is substituted with Si, and further includes a naphthalene-2,6-diyl ring, a decahydronaphthalene-2,6-diyl ring And one in which one or two or more hydrogen atoms present in the 1,2,3,4-tetrahydronaphthalene-2,6-diyl ring are substituted with deuterium atoms.
[0023]
Similarly, the designations of alkyl groups and alkenyl groups are defined as including both unsubstituted and substituted groups, unless specifically limited. The alkyl group and alkenyl group may be linear or branched. This definition applies to the liquid crystal components A, B and C.
[0024]
Group A1 contains one or more compounds selected from compounds represented by general formula (I-1), and Group A2 is a compound represented by general formulas (I-2) to (I-4). 1 type or 2 types or more of compounds selected from timely. In this case, it can contain one or more compounds represented by one, two or three general formulas selected from general formulas (I-2) to (I-4).
[0025]
From such a point of view, more preferable embodiments of the compounds represented by the general formulas (I-1) to (I-4) are the compounds represented by the following formulas (I-1a) to (I-4ap). It is.
[0026]
[Chemical 9]

[0027]
[Chemical Formula 10]

[0028]
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[0029]
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[0030]
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[0031]
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[0032]
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[0033]
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[0034]
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[0035]
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[0036]
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[0037]
A more preferable form of the side chain group R1 in the general formula (I-1) is a compound represented by the following general formulas (II-5a) to (II-5bc). More preferred forms of the side chain groups R2 and R3 in the general formulas (I-2) to (I-4) are compounds represented by the general formulas (III-5a) to (III-5bf) described later. The more preferable form of the partial structural formula of 1,4-phenylene having a polar group in the general formula (I-1) is a compound represented by the following general formulas (II-6a) to (II-6r).
[0038]
In addition, each compound used below used the thing which removed impurities using methods, such as distillation, column refinement | purification, and recrystallization, and fully refine | purified.
[0039]
More specifically, in the case of aiming at a general-purpose liquid crystal composition, it is preferable to use the following compound as the liquid crystal component A, and the effects of the present invention can be obtained.
[0040]
(I-ai): A compound in which R1 is an alkyl or alkenyl group having 2 to 7 carbon atoms in the general formula (I-1). Specific examples of the compound include compounds of formulas (I-1a) to (I-1dp).
[0041]
(I-aii): A compound in which Q1 is F, Cl, CF3, OCF3 or OCF2H in general formula (I-1). Specific examples of the compound include compounds of formulas (I-1a) to (I-1dp). As a specific application, when a compound having a polar group whose Q1 is F, Cl, CF3, OCF3 or OCF2H is substantially used as a main component, a highly reliable STN-LCD, an active TFT-LCD, Suitable for STN-LCD, PDLC, PN-LCD, etc., excellent in driving voltage reduction and high voltage holding ratio, and when Q1 is essentially composed of a compound having a polar group of F, Cl or CN Can obtain electro-optical characteristics excellent in driving voltage, steepness, responsiveness or temperature characteristics of TN-LCD, STN-LCD, PDLC, PN-LCD, etc.
[0042]
(I-aiii): A compound in which one or two of W1 to W4 is F in the general formula (I-1). Specific examples of the compound include compounds of formulas (I-1a) to (I-1dp). As a specific use, when at least one of W1 to W4 is F and Q1 is F, Cl, CF3, OCF3 or OCF2H, the active TFT-LCD, PDLC, PN-LCD, etc. are excellent in driving voltage reduction and high voltage holding ratio. When the compound whose Q1 is F, Cl or CN is substantially the main component, TN-LCD, STN-LCD, Electro-optical characteristics excellent in driving voltage, steepness, responsiveness or temperature characteristics of PDLC, PN-LCD, etc. can be obtained. Furthermore, this small group of compounds expands the operating temperature range by improving the compatibility of the liquid crystal composition and improving low-temperature storage, reducing the driving voltage and improving its temperature change, Achieving or improving fast responsiveness and obtaining improved electro-optical properties such as STN-LCD, TFT-LCD, PDLC, PN-LCD, etc.
[0043]
(I-aiv): A compound in which one or two of X1 and X2 are F, Cl, CF3 or OCF3 in the general formula (I-1). Specific examples of the compound include compounds of formulas (I-1a) to (I-1dp). As specific applications, more preferred compounds are as follows. In the case where at least one or both of F1 and X2 in the set of X1 and X2 are substantially composed of a compound in which Q1 is F, Cl, CF3, OCF3 or OCF2H, an active TFT-LCD, PDLC, PN-LCD, etc. are excellent in driving voltage reduction and high voltage holding ratio. When the compound whose Q1 is F, Cl or CN is substantially the main component, TN-LCD, STN-LCD, Electro-optical characteristics excellent in driving voltage, steepness, responsiveness or temperature characteristics of PDLC, PN-LCD, etc. can be obtained.
[0044]
(I-bi) In the general formulas (I-2) to (I-4), R2 is an alkyl group or alkenyl group having 2 to 7 carbon atoms, and R3 is an alkyl group or carbon having 1 to 7 carbon atoms. A compound which is an alkenyl group having 4 to 7 atoms. Specific examples of the compound include compounds of formulas (I-2a) to (I-4ap). Reduces viscosity and viscoelasticity to improve responsiveness and improve the nematic phase-isotropic liquid phase transition temperature, and more improved electricity such as STN-LCD, TFT-LCD, PDLC, PN-LCD Optical characteristics can be obtained.
[0045]
(I-bii) A compound in which W3 is F in the general formula (I-2). Specific examples of the compound include compounds of formulas (I-2a) to (I-2ab). It has the effect of increasing the nematic phase at low temperatures without deteriorating the nematic phase-isotropic liquid phase transition temperature. It is also useful for obtaining a larger birefringence.
[0046]
(I-biii) A compound in which at least one of W1 and W2 is F in the general formula (I-3). Specific examples of the compound include compounds of formulas (I-3a) to (I-3cr). It has the effect of increasing the nematic phase at low temperatures without deteriorating the nematic phase-isotropic liquid phase transition temperature. More improved electro-optical characteristics can be obtained without deteriorating responsiveness in STN-LCD, PDLC, PN-LCD, and the like.
[0047]
(I-biv) A compound in which X3 is CH3 in the general formula (I-3). Specific examples of the compound include compounds of formulas (I-3bo) to (I-3bt) and (I-3cm) to (I-3cr). It has the effect of increasing the nematic phase at low temperatures.
[0048]
The liquid crystal component A of the present invention can contain one or more compounds selected from one, two, or three or more subgroups among these subgroups (I-ai) to (I-biv). Even if it is composed of only one kind from one small group, the effect can be obtained. Further, compounds having two or more structural features of the compounds shown in the small groups (I-bi) to (I-biv) at the same time are more preferable. The liquid crystal component A can be composed of the compounds shown in the subgroups (I-ai) to (I-biv) according to the desired purpose. The liquid crystal composition of the present invention containing such a liquid crystal component A expands the operating temperature range of the liquid crystal display characteristics by improving compatibility, improving low-temperature storage, etc., and reducing driving voltage and improving its temperature change. Achieving or improving relatively fast response to a given drive voltage, and improving TN-LCD, STN-LCD, TFT-LCD, PDLC, PN-LCD, etc. using this as a constituent material The obtained electro-optical characteristics can be obtained.
[0049]
The compound of the general formula (I-1) in the nematic liquid crystal composition of the present invention has a feature that the birefringence is very large. Therefore, the liquid crystal composition of the present invention can adjust the birefringence in a wide range. In addition, since the dielectric anisotropy is large, low voltage driving is possible and the voltage holding ratio is high. And a compound (a-1) having a similar structure to the compound of general formula (I-1)
Compared with, it shows a particularly high compatibility.
[0050]
By adding the compounds of general formulas (I-2) to (I-4) in the nematic liquid crystal composition of the present invention, a composition having a higher birefringence can be obtained. Moreover, the improvement effect which makes the temperature range of a nematic phase wider is also shown. Furthermore, this composition has a tendency not to raise a drive voltage. Such an effect is considered to be due to the fact that the compounds of the general formulas (I-2) to (I-4) have a fluoranthrane structure and the compound has a small elastic constant. Moreover, since it is excellent in compatibility with the compound selected from the general formula (I-1) which is an essential component, a good nematic liquid crystal composition can be obtained without substantially reducing the excellent properties of the compound of Group A1. Obtainable.
[0051]
In addition to the liquid crystal component A, the liquid crystal composition of the present invention contains a liquid crystal component B containing one or more compounds having a dielectric anisotropy of +2 or more. The liquid crystal compound having a dielectric anisotropy larger than 2 described in the present invention is used in the following meaning. The chemical structure of the liquid crystal compound is rod-shaped, the central part has a core structure with one to four six-membered rings, and the six-membered rings located at both ends in the central part major axis direction are the major axes of the liquid crystal molecules Having a terminal group substituted at a position corresponding to the direction, and at least one of the terminal groups present at both ends is a polar group, that is, for example, -F, -Cl, -NO2, -CF3, -OCF3, -OCHF2 , -CN, -OCN, -NCS, and the like. As a result, the optical anisotropy of the liquid crystal layer can be set to a predetermined value, can be electrically driven, and the operating temperature range can be widened.
[0052]
As the liquid crystal component B, at least one compound having a dielectric anisotropy of +2 or more can be used, preferably in the range of 3 to 40 types, and more preferably in the range of 3 to 15 types. In addition, it is preferable that the dielectric anisotropy is selected from a compound having a dielectric anisotropy of +2 to +8, a compound of +8 to +13, a compound of +14 to +18, a compound of +18 or more, and a predetermined driving voltage and response characteristics are obtained. Can do. In this case, the compounds having dielectric anisotropy of +2 to +13 are preferably mixed in a range of at most 30 or less, more preferably mixed in a range of 15 or less, and the compounds of +14 to +18 are at most It is preferable to mix in the range of 20 or less, more preferably in the range of 8 or less, and +18 or more compounds are preferably mixed in the range of 15 or less, preferably in the range of 10 or less. More preferably, they are mixed. Use of the liquid crystal component B as described above gives a more favorable effect due to the temperature characteristics of the display characteristics. More specifically, temperature dependency such as drive voltage, contrast related to steepness, and responsiveness is more preferable.
[0053]
From such a viewpoint, the more preferable basic structure forms in the compounds represented by the general formulas (II-1) to (II-4) are the following general formulas (II-1a) to (II-4n). It is a compound represented.
[0054]
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[0055]
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[0056]
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[0057]
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[0058]
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[0059]
In addition, side chain groups in general formulas (II-1) to (II-4)
[0060]
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The more preferable forms of are general formulas (II-5a) to (II-5bc) shown below.
[0061]
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[0062]
Furthermore, a partial structural formula of 1,4-phenylene having a polar group
[0063]
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The more preferable form is a compound represented by the following general formulas (II-6a) to (II-6r).
[0064]
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[0065]
In addition, each compound used below used the thing which removed impurities using methods, such as distillation, column refinement | purification, and recrystallization, and fully refine | purified.
[0066]
More specifically, in the case of aiming at a general-purpose liquid crystal composition, it is preferable to use the following compound as the liquid crystal component B, and by combining such a liquid crystal component B with the liquid crystal component A, the effect of the present invention is achieved. Can be obtained.
[0067]
(II-ai): In the general formulas (II-1) to (II-4), a compound in which R1 is an alkenyl group having 2 to 5 carbon atoms, specifically, the general formula (II-1a) to The basic structure of (II-4n), the side chain groups are (II-5ah) to (II-5bc), and the partial structure of the polar group is a general formula (II-6a) to (II-6r) More preferably, it is a compound having a basic structure of the general formulas (II-1a) to (II-1l), (II-2i) to (II-2ae), and STN-LCD, TFT-LCD, PDLC, PN -More improved electro-optic properties such as LCD can be obtained.
(II-aii): In the above general formulas (II-1) to (II-4), Q1 is F, Cl or —OCF3, specifically, the general formulas (II-1a) to (II -4n), the side chain groups are (II-5a) to (II-5bc), and the partial structure of the polar group is a general formula (II-6d) to (II-6i), ( II-6m) to (II-6o), more preferably general formulas (II-1a) to (II-1l), (II-2f) to (II-2q), (II-2u) to (II -2w), (II-2ab) to (II-4f) basic structure compounds, and when these compounds are essentially the main component, active TFT-LCD, PDLC, PN-LCD, etc. The drive voltage is reduced and the high voltage holding ratio is excellent. In addition, when Q1 is used in combination with a CN compound and both are substantially the main component, the driving voltage, steepness, responsiveness or temperature of TN-LCD, STN-LCD, PDLC, PN-LCD, etc. Excellent characteristics.
[0068]
(II-aiii): A compound in which P2 is — (CH 2) 2 — or — (CH 2) 4 — in the compound of the general formula (II-1), specifically, the general formula (II-1c), (II-1d) (II-1g), (II-1h) basic structure, the side chain groups are (II-5a) to (II-5bc), and the partial structure of the polar group is a general formula Compounds (II-6a) to (II-6r).
(II-aiv): In the compound of the general formula (II-1), a compound in which p1 is 1, specifically, a basic structure of the general formulas (II-1e) to (II-1l), The side chain group is (II-5a) to (II-5bc) and the partial structure of the polar group is a compound of the general formula (II-6a) to (II-6r), Suitable for applications that require a small birefringence.
[0069]
(II-av): A compound in which at least one of Y 1, Y 2, W 1, and W 2 is F in the compound of the general formula (II-2), specifically, the general formula (II-2a), (II -2c), (II-2f), (II-2i), (II-2l), (II-2o), (II-2r), (II-2u), (II-2x), (II-2y ), (II-2ab), (II-2ac), the side chain groups are (II-5a) to (II-5bc), and the partial structure of the polar group is represented by the general formula (II- 6b), (II-6c), (II-6e), (II-6f), (II-6h), (II-6i), (II-6k), (II-6l), (II-6n) , (II-6o), (II-6q), (II-6r) or general formulas (II-2b), (II-2d), (II-2e), (II-2g), (II -2h), (II-2j), (II-2k), (II-2m), (II-2n), (II-2p), (II-2q), (II-2s), (II-2t ), (II-2v), (II-2w), (II-2z), (II-2aa), (II-2ad), (II-2ae), wherein the side chain group is (II -5a) to (II-5bc) , Partial structures of the polar group is a compound of the general formula (II-6a) ~ (II-6r), it is suitable for use for reducing the driving voltage.
(II-avi): In the compound of the general formula (II-2), p1 is 1, and P1 is —C≡C—, specifically, the general formulas (II-2o) to (II) -2q), (II-2ab) to (II-2ae) with side chain groups (II-5a) to (II-5bc) and a polar group partial structure represented by the general formula ( It is a compound of II-6a) to (II-6r) and is suitable for applications requiring a relatively high birefringence with a low driving voltage.
(II-avii): a compound of the general formula (II-2), wherein P2 is a single bond or-(CH2) 2- and P1 is -COO-, specifically, a compound of the general formula (II -2l) to (II-2n), (II-2r) to (II-2t), (II-2y) to (II-2aa), wherein the side chain group is (II-5a) to (II-5bc), which is a compound having a partial structure of a polar group represented by the general formulas (II-6a) to (II-6r), and is suitable for applications where the driving voltage is low.
[0070]
(II-aviii): A compound in which at least one of Y1, Y2, W1 to W4 is F in the compound of the general formula (II-3), specifically, the general formula (II-3a), (II -3j), (II-3k), (II-3s), and (II-3t) having a side chain group of (II-5a) to (II-5bc), The partial structure is represented by the general formula (II-6b), (II-6c), (II-6e), (II-6f), (II-6h), (II-6i), (II-6k), (II- 6l), (II-6n), (II-6o), (II-6q), (II-6r) compounds, or general formulas (II-3b) to (II-3i), (II-3l) to Basic structures of (II-3r) and (II-3u) to (II-3x) with side chain groups of (II-5a) to (II-5bc) and a partial structure of a polar group in general It is a compound of the formulas (II-6a) to (II-6r), and is suitable for use in reducing the driving voltage.
(II-aix): A compound in which P3 is —C≡C— in the compound of the general formula (II-3), specifically, the basic structures of the general formulas (II-3k) to (II-3r) The side chain groups are (II-5a) to (II-5bc), the partial structure of the polar group is a compound of general formula (II-6a) to (II-6r), and the driving voltage is Suitable for applications requiring low and relatively high birefringence.
(II-ax): A compound in which P1 is a single bond or —C≡C— and P3 is —COO— in the compound of the general formula (II-3), specifically, 3j) and (II-3y), wherein the side chain groups are (II-5a) to (II-5bc), and the partial structure of the polar group is the general formula (II-6a) to (II -6r).
[0071]
(II-axi): a compound represented by the general formula (II-4), specifically, a basic structure of the general formulas (II-4a) to (II-4n), wherein the side chain group is ( II-5a) to (II-5bc), wherein the partial structure of the polar group is a compound of the general formula (II-6a) to (II-6r).
[0072]
(II-axii): In the compounds of the general formulas (II-1), (II-2) and (II-4), rings B1 to B3 are trans-1,4-cyclohexylene, Compounds in which at least one of the hydrogen atoms is replaced with a deuterium atom, specifically, general formulas (II-1a) to (II-1l), (II-2i) to (II-2ae), (II- 4f) A basic structure wherein the side chain groups are (II-5a) to (II-5bc) and the partial structure of the polar group is a general formula (II-6a) to (II-6r).
[0073]
A nematic liquid crystal composition containing one or more compounds selected from the compounds represented by these small groups (II-ai) to (II-axii) is preferred.
[0074]
When the liquid crystal composition suitable for TN-LCD or STN-LCD is intended, it is preferable to use the following compound as the liquid crystal component B. By combining such a liquid crystal component B with the liquid crystal component A, The effects of the present invention can be obtained.
[0075]
(II-bi): a compound in which R1 is an alkyl or alkenyl group having 2 to 5 carbon atoms, p1 is 0, and Q1 is —CN in the general formula (II-1), specifically Is a basic structure of general formulas (II-1a) to (II-1d), and the side chain groups are (II-5a) to (II-5d), (II-5ah) to (II-5am), (II-5av) to (II-5bc), wherein the partial structure of the polar group is a compound of the general formula (II-6a) to (II-6c).
(II-bii): In the general formula (II-1), R1 is an alkyl group or alkenyl group having 2 to 5 carbon atoms, p1 is 1, Q1 is F or -CN, Y1, A compound in which Y2 is H or F, specifically, the basic structures of the general formulas (II-1e) to (II-1l), wherein the side chain groups are (II-5a) to (II-5d), Compounds of (II-5ah) to (II-5am), (II-5av) to (II-5bc), wherein the partial structure of the polar group is a general formula (II-6a) to (II-6f).
[0076]
(II-biii): In the general formula (II-2), R1 is an alkyl group or alkenyl group having 2 to 5 carbon atoms, p1 is 0, Q1 is -CN, Y1, Y2, Compounds in which W1 and W2 are H or F, specifically, basic structures of the general formulas (II-2a) to (II-2h), wherein the side chain groups are (II-5a) to (II-5d) ), (II-5ah) to (II-5am), (II-5av) to (II-5bc), wherein the polar group has a partial structure of the general formulas (II-6a) to (II-6c) .
(II-biv): In the general formula (II-2), R1 is an alkyl group or alkenyl group having 2 to 5 carbon atoms, p1 is 1, P2 is a single bond,-(CH2) 2- Or —COO—, P 1 is a single bond, —COO— or —C≡C—, Q 1 is F or —CN, and Y 1, Y 2, W 1, W 2 are H or F, specifically Are the basic structures of the general formulas (II-2i) to (II-2ae), and the side chain groups are (II-5a) to (II-5d), (II-5ah) to (II-5am) (II-5av) to (II-5bc), wherein the partial structure of the polar group is a compound of the general formula (II-6a) to (II-6f).
[0077]
(II-bv): In the general formula (II-3), R1 is an alkyl group or alkenyl group having 2 to 5 carbon atoms, one of P1 and P3 is a single bond, and the other is a single bond, A compound having COO- or -C≡C-, specifically, a basic structure of the general formulas (II-3a) to (II-3x), wherein the side chain groups are (II-5a) to (II- 5d), (II-5ah) to (II-5am), (II-5av) to (II-5bc), wherein the partial structure of the polar group is represented by the general formulas (II-6a) to (II-6r) Compound.
(II-bvi): a compound in which R1 is an alkyl or alkenyl group having 2 to 5 carbon atoms and Y1, Y2, and W1 to W4 are H or F in the general formula (II-3), specifically Are the basic structures of the general formulas (II-3a) to (II-3x), and the side chain groups are (II-5a) to (II-5d), (II-5ah) to (II-5am) (II-5av) to (II-5bc), wherein the partial structure of the polar group is a compound of the general formula (II-6a) to (II-6r).
[0078]
(II-bvii): a compound in which R1 is an alkyl group or alkenyl group having 2 to 7 carbon atoms and p2 + p3 is 0 in the general formula (II-4), specifically, the general formula (II- 4a), (II-4h) basic structure with side chain groups (II-5a)-(II-5d), (II-5ah)-(II-5am), (II-5av)-( II-5bc) wherein the partial structure of the polar group is a compound of the general formulas (II-6a) to (II-6r).
[0079]
(II-bviii): In the compounds of the general formulas (II-1) and (II-2), rings B1 and B2 are trans-1,4-cyclohexylene, and at least one of the hydrogen atoms in the ring Is a basic structure of the general formulas (II-1a) to (II-1l), (II-2i) to (II-2ae), wherein the side chain group Are compounds of general formulas (II-6a) to (II-6r), wherein the partial structure of the polar group is (II-5a) to (II-5bc).
[0080]
1 type or 2 types or more of compounds chosen from the compound shown by these small groups (II-bi)-(II-bviii) are contained, and the content rate of this compound as liquid crystal component B is 10 to 100 weight% A nematic liquid crystal composition is preferred.
[0081]
Furthermore, when the liquid crystal composition is suitable for STN-LCDs requiring high reliability, TFT-LCDs for active use, IPS, STN-LCDs, PDLCs, PN-LCDs, etc., liquid crystal component B The following compounds are preferably used, and by combining such a liquid crystal component B with the liquid crystal component A, the effects of the present invention can be obtained.
[0082]
(II-ci): In the general formula (II-1), R1 is an alkyl group or alkenyl group having 2 to 5 carbon atoms, p1 is 1, and one of P1 and P2 is a single bond, The other is a single bond, —COO—, — (CH 2) 2 — or — (CH 2) 4, Q 1 is F, Cl, CF 3, OCF 3 or OCF 2 H, and one or two of Y 1 and Y 2 are F A compound having a basic structure of the general formulas (II-1e) to (II-1k), wherein the side chain groups are (I-6a) to (I-6d), (I-6ah) (I-6am), (I-6av) to (I-6bc), wherein the partial structure of the polar group is a compound of the general formula (II-5d) to (II-5r).
[0083]
(II-cii): In the general formula (II-2), R1 is an alkyl group or alkenyl group having 2 to 5 carbon atoms, p1 is 1, P2 is a single bond,-(CH2) 2- Or —COO—, P 1 is a single bond, —COO— or —C≡C—, Q 1 is F, Cl, CF 3, OCF 3 or OCF 2 H, and one or two of Y 1 and Y 2 are F A compound in which W1 and W2 are H or F, specifically, basic structures of the general formulas (II-2i) to (II-2ae), wherein the side chain groups are (II-5a) to (II -5d), (II-5ah) to (II-5am), (II-5av) to (II-5bc), wherein the partial structure of the polar group is represented by the general formula (II-6d) to (II-6r) Compound.
[0084]
(II-ciii): In the general formula (II-3), R1 is an alkyl group or alkenyl group having 2 to 5 carbon atoms, one of P1 and P3 is a single bond, and the other is a single bond. COO- or -C≡C-, Q1 is F, Cl, CF3, OCF3 or OCF2H, one or two of Y1 and Y2 are F, W1 to W4 are H or one or more are F A compound having a basic structure of the general formulas (II-3a) to (II-3x), wherein the side chain groups are (II-5a) to (II-5d), (II-5ah) To (II-5am), (II-5av) to (II-5bc), wherein the partial structure of the polar group is represented by the general formula (II-6e), (II-6f), (II-6h), (II -6i), (II-6k), (II-6l), (II-6n), (II-6o), (II-6q), and (II-6r) compounds.
[0085]
(II-civ): In the compounds of the general formulas (II-1) and (II-2), rings B1 and B2 are trans-1,4-cyclohexylene, and at least three of the hydrogen atoms in the ring A compound in which a deuterium atom is substituted, specifically a basic structure of the general formulas (II-1a) to (II-1l), (II-2i) to (II-2ae), A compound in which the group is (II-5a) to (II-5bc) and the partial structure of the polar group is a general formula (II-6a) to (II-6r).
[0086]
1 type or 2 or more types of compounds chosen from the compound shown by these small groups (II-ci)-(II-civ) are contained, and the content rate of this compound is 10 to 100 weight% as the liquid crystal component B A nematic liquid crystal composition is preferred.
[0087]
A particularly preferred form of the compounds represented by the general formulas (II-1) to (II-4) is a liquid crystal component B containing the following compounds.
(II-di): A compound in which R1 in formulas (II-1) to (II-4) is an alkyl group having 2 to 7 carbon atoms. Compounds in which R1 in the general formulas (II-1) and (II-2) is an alkenyl group of CpH2p + 1-CH = CH- (CH2) q (p = 0, 1, 2, 3 q = 0, 2) . Specifically, the general formulas (II-1a), (II-1e), (II-2a), (II-2c), (II-2d), (II-2i), (II-2l), ( II-2o), (II-3a), (II-3l), (II-4a) to (II-4c), and (II-4e) compounds having the basic structure preferably have these groups. By containing at least one compound having an alkyl group and / or an alkenyl group in Component B, viscosity and viscoelasticity can be reduced.
(II-dii): It is preferable to select at least one compound selected from compounds in which Q1 in the general formulas (II-1) to (II-4) is F, Cl, —OCF3 or —CN.
(II-diii): When emphasizing high-speed response, general formulas (II-1a), (II-1e) wherein Q1 in general formulas (II-1) to (II-4) is F, —OCF3 or —CN ), (II-2a), (II-2c), (II-2d), (II-2i), (II-2l), (II-2o), (II-3a), (II-3l), It is preferable to frequently use the compound (II-4a) in the liquid crystal component B.
(II-div): When a larger birefringence is required, in general formulas (II-2a) to (II-4), Q1 is Cl, -OCF3, or -CN. Compounds of formula (II-4d) and / or formulas (II-2f) to (II-2h), wherein P1 and P3 in formulas (II-2) and (II-3) are —C≡C— It is preferable to frequently use the compounds of II-2o) to (II-2q), (II-2ab) to (II-2ae), and (II-3k) to (II-3x) for the liquid crystal component B.
(II-dv): When a lower driving voltage is required, Q1 in the general formulas (II-1) to (II-4) is F, Cl, -CN, and one of the pairs Y1 and Y2 is always It is preferable to frequently use the compounds of the general formulas (II-1a) to (II-4g) which are F as the liquid crystal component B.
(II-dvi): A compound in which the hydrogen atom in the cyclohexane ring of the general formulas (II-1) and (II-2) is substituted with a deuterium atom can be used. Since it is useful for adjusting the constant and adjusting the pretilt angle corresponding to the alignment film, it is preferable to contain at least one compound substituted with deuterium atoms.
(II-dvii): a component of “a bicyclic compound in which p1 to p3 are 0 in general formulas (II-1), (II-2), and (II-4)”, “general formula (II-1), Ratio of liquid crystal component B to the compound of (II-2) wherein p1 is 1, the compound of general formula (II-4) where p2 + p3 is 1 and / or the tricyclic compound of general formula (II-3) Can be selected in a timely range from 0 to 100 to 100 to 0, and when a higher nematic phase-isotropic liquid phase transition temperature is required, “general formulas (II-1) and (II-2) It is preferable to frequently use a compound in which p1 is 1 and a compound in which p2 + p3 is 1 in general formula (II-4) and / or a tricyclic compound in general formula (II-3).
[0088]
1 type or 2 or more types of compounds chosen from the compound shown in these small groups (II-di)-(II-dvii) are contained, and the content rate of this compound as liquid crystal component B is 10 to 100 weight% A nematic liquid crystal composition is preferred.
[0089]
The liquid crystal component B containing the compounds (II-ai) to (II-dvii) has a feature of being well mixed with the essential liquid crystal component A, and is particularly prepared according to the purpose of the driving voltage and its temperature dependence. It is useful for improving sex or responsiveness. In particular, general formulas (II-1a) to (II-1g), general formulas (II-2a) to (II-2q), general formulas (II-2u) to (II-2x), general formulas (II-2ab) ) To (II-2ae), general formulas (II-3a) to (II-3d), general formulas (II-3l) to (II-3r), general formulas (II-4a) to (II-14e) The compound is excellent in at least one of these effects, and this effect can be obtained even with a small content of 0.1 to 25% by weight based on the total amount of the nematic liquid crystal composition of the present invention.
[0090]
The liquid crystal component B of the present invention can contain one or more compounds selected from one, two, or three or more subgroups among these subgroups (II-ai) to (II-dvii). Even if it is composed of only one kind from one small group, the effect can be obtained. Further, compounds that can simultaneously have two or more structural features of the compounds shown in the small groups (II-ai) to (II-dvii) are more preferable. The liquid crystal component B can be composed of the compounds shown in the small groups (II-ai) to (II-dvii) according to the desired purpose.
[0091]
The liquid crystal component B mainly composed of the compounds of the general formulas (II-1) to (II-4) related to the liquid crystal composition of the present invention, or the small groups (II-ai) to (II-dvii) described above A liquid crystal component B containing a compound of the above, and a liquid crystal component B containing a compound capable of simultaneously having two or more structural features of the small groups (II-ai) to (II-dvii) The liquid crystal composition of the present invention combined with component A expands the operating temperature range of the liquid crystal display characteristics by improving compatibility, improving low-temperature storage, etc., reducing the driving voltage and improving its temperature change, and predetermined driving It can achieve or improve relatively fast response to voltage, and improved electro-optics such as TN-LCD, STN-LCD, TFT-LCD, PDLC, PN-LCD, etc. Characteristics can be obtained.
[0092]
The effects of the liquid crystal component A and the liquid crystal component B described above can be obtained even when the content of the liquid crystal component C described later is very small. For the purpose of reducing the driving voltage in particular, the content of the liquid crystal component C can be 10% by weight or less. In this case, it is preferable to reduce the viscosity of the liquid crystal component C as much as possible, and the drive voltage hardly increases or stays in a small range, so that the response speed can be improved efficiently. For example, when the amount of the liquid crystal component C is small, as a method of achieving this effect with the liquid crystal component B, a compound in which Q1 in the general formulas (II-1) to (II-4) is F, Cl, —OCF3, —CN Or a compound in which Y1 and Y2 in formulas (II-1) to (II-4) are F, or P1 in formulas (II-2) and (II-3) is a single bond, -COO-,- It is preferable that the liquid crystal component B contains either a compound having C≡C— or a compound having p1 of 0 in the general formula (II-1). Particularly preferred are compounds in which Q1 in the general formulas (II-1) to (II-4) is F or -CN, and / or Y1 and Y2 in the general formulas (II-1) to (II-4) are F.
[0093]
In addition to the essential liquid crystal component A, the liquid crystal composition of the present invention preferably contains at most 85% by weight of a liquid crystal component C composed of a compound having a dielectric anisotropy of −10 to 2. Preferable examples of the liquid crystal compound having a dielectric anisotropy of −10 to 2 described in the present invention are as follows. That is, the chemical structure of the liquid crystal compound is rod-shaped, the central portion has a core structure having 1 to 4 six-membered rings, and the six-membered rings positioned at both ends in the central portion major axis direction are liquid crystal molecules. It has a terminal group substituted at a position corresponding to the major axis direction, and both terminal groups present at both ends are nonpolar groups, that is, for example, an alkyl group, an alkoxy group, an alkoxyalkyl group, an alkenyl group, an alkenyloxy Group, an alkanoyloxy group. The liquid crystal component C is preferably configured in the range of 1 to 40 types, more preferably in the range of 2 to 20 types.
[0094]
From such a viewpoint, the more preferable basic structure forms in the compounds represented by the general formulas (III-1) to (III-4) are the following general formulas (III-1a) to (III-4ac). It is a compound represented. The liquid crystal component C of the present invention preferably contains 10 to 100% by weight of a compound selected from the compounds represented by the general formulas (III-1) to (III-4). The liquid crystal component C containing these compounds has a feature of being well mixed with the liquid crystal component A containing the compounds of the general formulas (I-1) to (I-4), and improves the nematic phase at low temperatures. It can be used to adjust the desired birefringence and improve the steepness and responsiveness of TN-LCD, STN-LCD, TFT-LCD, PDLC, PN-LCD, etc. or its temperature characteristics Is excellent.
[0095]
From such a viewpoint, the more preferable basic structure forms in the compounds represented by the general formulas (III-1) to (III-4) are the following general formulas (III-1a) to (III-4ac). It is a compound represented.
[0096]
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[0097]
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[0100]
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[0102]
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[0103]
Formulas (III-51) and (II-52) in the side chain groups R2 and R3
[0104]
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More preferred forms are compounds represented by general formulas (III-5a) to (III-5bf) shown below.
[0105]
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[0106]
In addition, each compound used below used the thing which removed impurities using methods, such as distillation, column refinement | purification, and recrystallization, and fully refine | purified.
[0107]
The liquid crystal component C can contain the compounds represented by the general formulas (III-1) to (III-4), but may be composed of the compounds represented by the general formula (III-1). It may be composed of a compound represented by the general formula (III-2), or may be composed of a compound represented by the general formula (III-3). Or may be used in combination. More preferably, the compound contains one or more compounds selected from any one of the compounds represented by the general formulas (III-1) to (III-3), and the content of the compound is 5 to 100% by weight. % Nematic liquid crystal composition containing liquid crystal component C.
[0108]
More specifically, when the purpose is a general-purpose liquid crystal composition, the liquid crystal component C is preferably the following compound, and when such a liquid crystal component C is used, or when such a liquid crystal component C is used, a liquid crystal component C is used. By combining with Component B, the effects of the present invention can be obtained.
[0109]
(III-ai): a compound in which R2 is an alkenyl group having 2 to 5 carbon atoms in the general formulas (III-1) to (III-4), specifically, the general formula (III-1a) to (III-4ac) in which the side chain group R3 is (III-5a) to (II-5bf) and the side chain group R2 is (III-5ak) to (II-5ap), (III- 5ar) to (III-5aw) and (III-5ay) to (III-5bf) compounds, improving responsiveness by reducing viscosity and viscoelasticity, improving nematic phase-isotropic liquid phase transition temperature As a result, improved electro-optical characteristics such as STN-LCD, TFT-LCD, PDLC, and PN-LCD can be obtained.
(III-aii): a compound in which R3 is a linear alkenyl group or alkenyloxy group having 2 to 7 carbon atoms in the general formulas (III-1) to (III-4), specifically, The basic structures of the formulas (III-1a) to (III-4ac), wherein the side chain group R2 is (III-5a) to (II-5bf) and the side chain group R3 is (III-5ak) to (III -5bf), which improves responsiveness by reducing viscosity and viscoelasticity, and improves the nematic phase-isotropic liquid phase transition temperature. STN-LCD, TFT-LCD, PDLC, PN- More improved electro-optical characteristics such as LCD can be obtained.
[0110]
(III-aiii): In the compound of the general formula (III-1), a compound in which m1 is 0 and M2 is a single bond or — (CH 2) 2 —, specifically, a compound represented by the general formula (III-1a ) And (III-1c), wherein the side chain groups R2 and R3 are (III-5a) to (III-5bf). (III-aiv): a compound of the general formula (III-1) wherein m1 is 1, specifically, a basic structure of the general formulas (III-1d) to (III-1r), Compounds in which the side chain groups R2 and R3 are (III-5a) to (III-5bf).
[0111]
(III-av): a compound represented by the general formula (III-2), specifically, a basic structure of the general formulas (III-2a) to (III-2o), wherein the side chain group R2, Compounds in which R3 is (III-5a) to (III-5bf).
[0112]
(III-avi): A compound in which at least one of Z 1, Z 2 and W 1 to W 3 is F in the compound of the general formula (III-3), specifically, the general formula (III-3b), (III -3c), (III-3e), (III-3g), (III-3i) to (III-3l), (III-3n), (III-3r) to (III-3u), (III-3w) ), (III-3y) to (III-3ab), (III-3ad) to (III-3ai), (III-3al) to (III-3aq), (III-3au) to (III-3az), (III-3bk), (III-3bl), (III-3bn) to (III-3bs), (III-3bu), (III-3bv), (III-3by) to (III-3ch), (III -3ck) to (III-3dc), wherein the side chain groups R2 and R3 are (III-5a) to (III-5bf).
(III-avii): In the compound of the general formula (III-3), a compound in which Z3 is F or -CH3, specifically, the general formulas (III-3m) to (III-3o), (III- 3v), (III-3w), (III-3ai), (III-3aj), (III-3aq) to (III-3as), (III-3az) to (III-3bb), (III-3bm) , (III-3bq) and (III-3cg), wherein the side chain groups R2 and R3 are (III-5a) to (III-5bf).
(III-aviii): In the compound of the general formula (III-3), m1 is 0 and M3 is a single bond, specifically, the general formulas (III-3a) to (III-3c) Wherein the side chain groups R2 and R3 are (III-5a) to (III-5bf).
(III-aix): In the compound of the general formula (III-3), m1 is 1, M1 is a single bond, -OCO-, -CH2O-, -OCH2-,-(CH2) 2-,-( CH2) 4-, -CH = CH- (CH2) 2-,-(CH2) 2-CH = CH-, -CH = N-, -CH = N-N = CH-, -N (O) = N -, -CH = CH- or -CF = CF-, specifically, for example, general formulas (III-3q) to (III-3w), (III-3ac) to (III-3bc), ( III-3be), (III-3bg), (III-3bi) to (III-3bs), (III-3bw), (III-3ci) to (III-3dc), (III-3de), (III- 3dh), wherein the side chain groups R2 and R3 are (III-5a) to (III-5bf).
(III-ax): In the compound of the general formula (III-3), M1 is —COO— or —C≡C—, and M3 is —OCO—, —CH2O—, —OCH2—, — (CH2) 2-,-(CH2) 4-, -CH = CH- (CH2) 2-,-(CH2) 2-CH = CH-, -CH = N-, -CH = N-N = CH-, -N (O) = N—, —CH═CH—, —CF═CF— or —C≡C—, specifically, for example, general formulas (III-3bf), (III-3bh), (III -3df) and (III-3dg), wherein the side chain groups R2 and R3 are (III-5a) to (III-5bf).
[0113]
(III-axi): a compound represented by the general formula (III-4), specifically, a basic structure of the general formulas (III-4a) to (III-4ac), wherein the side chain group R2, Compounds in which R3 is (III-5a) to (III-5bf).
[0114]
(III-axii): In the compounds of the general formulas (III-1) to (III-4), the rings C1 to C3 are trans-1,4-cyclohexylene, and at least one of the hydrogen atoms in the ring Selected from compounds in which is substituted with a deuterium atom, specifically, general formulas (III-1a) to (III-2o), (III-3q) to (III-3bi), (III-4c) , (III-4d), (III-4h), (III-4r), (III-4s), (III-4w), wherein the side chain groups R2, R3 are from (III-5a) to Compound (III-5bf).
[0115]
A nematic liquid crystal composition containing one or more compounds selected from the compounds represented by these small groups (III-ai) to (III-axii) is preferred.
[0116]
A preferred form of the compounds represented by the general formulas (III-1) to (III-4) is a liquid crystal component C containing the following compounds.
[0117]
(III-bi): In the general formula (III-1), R2 is an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or an alkenyl group having 2 to 5 carbon atoms, and R3 is an alkyl having 1 to 5 carbon atoms. A group, an alkoxy group, an alkenyl group having 2 to 5 carbon atoms, an alkenyloxy group, m1 is 0, M2 is a single bond, -COO- or-(CH2) 2-, specifically The basic structures of the general formulas (III-1a) to (III-1c), wherein the side chain group R2 is (III-5a) to (III-5e), (III-5ak) to (III-5ap) The side chain groups R3 are (III-5a) to (III-5e), (III-5g) to (III-5l), (III-5ak) to (III-5ap), (III-5ar) to Compounds (III-5aw) and (III-5ay) to (III-5bf).
(III-bii): In the general formula (III-1), R2 is an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or an alkenyl group having 2 to 5 carbon atoms, and R3 is an alkyl having 1 to 5 carbon atoms. A group, an alkoxy group, an alkenyl group having 2 to 5 carbon atoms, an alkenyloxy group, m1 is 1, ring C1 is trans-1,4-cyclohexylene, and one of M1 and M2 is a single bond. A compound in which the other is a single bond, —COO— or — (CH 2) 2 —, specifically, a basic structure of the general formulas (III-1d), (III-1g) to (III-1j) The side chain group R2 is (III-5a) to (III-5e), (III-5ak) to (III-5ap), and the side chain group R3 is (III-5a) to (III-5e) , (III-5g) to (III-5l), (III-5ak) to (III-5ap), (III-5ar) to (III-5aw), (III-5ay) to (III-5bf) .
[0118]
(III-biii): In the general formula (III-2), R2 is an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or an alkenyl group having 2 to 5 carbon atoms, and R3 is an alkyl having 1 to 5 carbon atoms. A group, an alkoxy group, an alkenyl group having 2 to 5 carbon atoms, an alkenyloxy group, wherein ring C2 is trans-1,4-cyclohexylene or trans-1,4-cyclohexenylene, m1 is 0, A compound in which M 2 is a single bond, —COO— or — (CH 2) 2 —, specifically, a basic structure of the general formulas (III-2a), (III-2d), (III-2e), The side chain group R2 is (III-5a) to (III-5e), (III-5ak) to (III-5ap), and the side chain group R3 is (III-5a) to (III-5e), ( III-5g) to (III-5l), (III-5ak) to (III-5ap), (III-5ar) to (III-5aw), (III-5ay) to (III-5bf) compounds.
(III-biv): In the general formula (III-2), R2 is an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or an alkenyl group having 2 to 5 carbon atoms, and R3 is an alkyl having 1 to 5 carbon atoms. A group, an alkoxy group, an alkenyl group having 2 to 5 carbon atoms, an alkenyloxy group, wherein ring C2 is trans-1,4-cyclohexylene or trans-1,4-cyclohexenylene, m1 is 1, A compound in which one of M1 and M2 is a single bond, specifically, a basic structure of the general formulas (III-2f) to (III-2i), wherein the side chain group R2 is (III-5a) to (III -5e), (III-5ak) to (III-5ap), and the side chain group R3 is (III-5a) to (III-5e), (III-5g) to (III-5l), (III -5ak) to (III-5ap), (III-5ar) to (III-5aw), (III-5ay) to (III-5bf).
[0119]
(III-bv): In the general formula (III-3), R2 is an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or an alkenyl group having 2 to 5 carbon atoms, and R3 is an alkyl having 1 to 5 carbon atoms. A group, an alkoxy group, an alkenyl group having 2 to 5 carbon atoms, an alkenyloxy group, a compound in which m1 is 0, M3 is a single bond, —C≡C— or —CH═N—N═CH— Specifically, basic structures of the general formulas (III-3a) to (III-3c) and (III-3h) to (III-3p), in which the side chain group R2 is (III-5a) to (III) III-5e), (III-5ak) to (III-5ap), and the side chain group R3 is (III-5a) to (III-5e), (III-5g) to (III-5l), ( Compounds of III-5ak) to (III-5ap), (III-5ar) to (III-5aw), (III-5ay) to (III-5bf).
(III-bvi): In the general formula (III-3), R2 is an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or an alkenyl group having 2 to 5 carbon atoms, and R3 is an alkyl having 1 to 5 carbon atoms. A group, an alkoxy group, an alkenyl group having 2 to 5 carbon atoms, an alkenyloxy group, m1 is 1, M1 is a single bond,-(CH2) 2-, -COO- or -C≡C- , M3 is a single bond, —COO— or —C≡C—, specifically, general formulas (III-3q) to (III-3bb), (III-3bd) to (III-3bg), Basic structures of (III-3bj) to (III-3ch) and (III-3cj) to (III-3di), wherein the side chain group R2 is (III-5a) to (III-5e), (III- 5ak) to (III-5ap), and the side chain group R3 is (III-5a) to (III-5e), (III-5g) to (III-5l), (III-5ak) to (III- 5ap), (III-5ar) to (III-5aw), (III-5ay) to (III-5bf) compounds.
(III-bvii): In the general formula (III-3), R2 is an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or an alkenyl group having 2 to 5 carbon atoms, and R3 is an alkyl having 1 to 5 carbon atoms. A group, an alkoxy group, an alkenyl group having 2 to 5 carbon atoms, an alkenyloxy group, m1 is 1, one of M1 and M3 is a single bond, and the other is a single bond or -C≡C- , W1 and W2 are compounds in which at least one is F, specifically, general formulas (III-3r), (III-3t), (III-3au), (III-3aw), (III-3ay) , (III-3bk), (III-3bn), (III-3bo), (III-3bz), (III-3cb), (III-3ce), (III-3cf), (III-3cu), ( III-3cx), (III-3cz), wherein the side chain groups R2 are (III-5a) to (III-5e), (III-5ak) to (III-5ap) The chain group R3 is (III-5a) to (III-5e), (III-5g) to (III-5l), (III-5ak) to (III-5ap), (II I-5ar) to (III-5aw), (III-5ay) to (III-5bf).
(III-bviii): In the general formula (III-3), R2 is an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or an alkenyl group having 2 to 5 carbon atoms, and R3 is an alkyl having 1 to 5 carbon atoms. A group, an alkoxy group, an alkenyl group having 2 to 5 carbon atoms, or an alkenyloxy group, wherein either Z2 or Z3 is substituted with F or CH3, specifically, a compound represented by the general formula (III-3c), ( III-3f), (III-3g), (III-3j), (III-3l) to (III-3o), (III-3s), (III-3u) to (III-3w), (III- 3z), (III-3ab), (III-3ae), (III-3ag), (III-3ai), (III-3aj), (III-3am), (III-3ao), (III-3aq) ~ (III-3as), (III-3av), (III-3ax), (III-3az) ~ (III-3bb), (III-3bl), (III-3bm), (III-3bp) ~ ( III-3bs), (III-3bv), (III-3ca), (III-3cc), (III-3cd), (III-3cg), (III-3ch), (III-3cm) to (III- 3cs), (III-3cv) to (III- 3cx), (III-3da) to (III-3dc), wherein the side chain group R2 is (III-5a) to (III-5e), (III-5ak) to (III-5ap) The side chain groups R3 are (III-5a) to (III-5e), (III-5g) to (III-5l), (III-5ak) to (III-5ap), (III-5ar) to Compounds (III-5aw) and (III-5ay) to (III-5bf).
[0120]
(III-bix): In the general formula (III-4), R2 is an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or an alkenyl group having 2 to 5 carbon atoms, and R3 is an alkyl having 1 to 5 carbon atoms. A group, an alkoxy group, an alkenyl group having 2 to 5 carbon atoms, an alkenyloxy group, and a compound in which m2 + m3 is 0, specifically, a basic structure of the general formulas (III-4a) and (III-4b) The side chain groups R2 are (III-5a) to (III-5e), (III-5ak) to (III-5ap), and the side chain groups R3 are (III-5a) to (III-5e). ), (III-5g) to (III-5l), (III-5ak) to (III-5ap), (III-5ar) to (III-5aw), (III-5ay) to (III-5bf) Compound.
[0121]
1 type or 2 or more types of compounds chosen from the compound shown by these small groups (III-bi)-(III-bix) are contained, and the content rate of this compound is 10 to 100 weight% as the liquid crystal component C A nematic liquid crystal composition is preferred.
[0122]
A particularly preferred form of the compounds represented by the general formulas (III-1) to (III-4) is a liquid crystal component C containing the following compounds.
[0123]
As the liquid crystal component C, by containing the compounds of the general formulas (III-1) to (III-4), the viscosity and viscoelasticity can be reduced, and the specific resistance and voltage holding ratio are relatively high. Have. The viscosity of the liquid crystal component C is preferably as low as possible. In the present invention, it is preferably 45 cp or less, more preferably 30 cp or less, still more preferably 20 cp or less, and particularly preferably 15 cp or less. From such a viewpoint, preferred compounds are (III-ci): the basic structure is represented by the general formulas (III-1a) to (III-1f), (III-1k), (III-2a) to (III-2f) , (III-3a), (III-3h) to (III-3j), (III-3o), (III-3p), (III-3q), (III-3ac), (III-3at) to ( III-3ax), (III-3ba), (III-3bb), (III-3bf), (III-3bg), (III-3bx) to (III-3cb), (III-3ct) to (III- 3cx), more preferably (III-cii): in the above (III-ci), R2 is a linear alkyl group having 2 to 5 carbon atoms or CpH2p + 1-CH = CH An alkenyl group of-(CH2) q (p = 0, 1, 2, 3 q = 0, 2), wherein R3 is a linear alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or CpH2p + 1-CH = CH- ( CH2) q (p = 0, 1, 2, 3 q = 0, 2) is an alkenyl group, more preferably (III-ciii): both side chain groups are alkenyl groups, and the basic structure is In general formulas (III-1a), (III-1d), (III-2a), (III-2f), (III-3a), (III-3h), (III-3p), (III-3q) It is a compound represented.
[0124]
The liquid crystal component C of the present invention comprises each of compounds represented by general formula (III-1), general formula (III-2), general formula (III-3), and general formula (III-4) alone. (III-civ): "Compounds represented by the general formulas (III-1) and (III-2), particularly the general formulas (III-1a), (III-1d), (III- 2a) to (III-2c), (III-2f) "and (III-cv):" compounds represented by general formula (III-3) and / or general formula (III-4), particularly general Compounds in which M1 in formula (III-3) is a single bond, —C≡C—, —CH═N—N═CH—, specifically, general formulas (III-3a), (III-3h) , (III-3p), (III-3q), (III-3at), (III-4a), and (III-4h) compounds in combination for use in the birefringence of the liquid crystal composition It can be easily optimized accordingly. For general use, the birefringence is decreased by using the compounds of general formulas (III-1) and (III-2), for example, the compounds of general formulas (III-1a) to (III-2f). Accordingly, it is possible to easily reduce the color unevenness of the liquid crystal display device, improve the viewing angle characteristics, and increase the contrast ratio. In addition, compounds of general formula (III-3), such as compounds of general formulas (III-3a) to (III-3j), or compounds of general formula (III-4), such as compounds of general formula (III-4a) to (III) By frequently using the compound of III-4e), the birefringence can be increased, and a thin liquid crystal display device having a liquid crystal layer of 1 to 5 μm can be produced.
[0125]
1 type or 2 types or more of compounds chosen from the compound shown by these small groups (III-ci)-(III-cv) are contained, and the content rate of this compound is 10 to 100 weight% as the liquid crystal component C A nematic liquid crystal composition is preferred.
[0126]
The liquid crystal component C of the present invention can contain one or more compounds selected from one, two, or three or more subgroups among these subgroups (III-ai) to (III-cv). Even if it is composed of only one kind from one small group, the effect can be obtained. Further, compounds that can simultaneously have two or more structural features of the compounds represented by the small groups (III-ai) to (III-cv) are more preferable. The liquid crystal component C can be composed of the compounds shown in the small groups (III-ai) to (III-cv) according to the desired purpose.
[0127]
The liquid crystal component C containing these compounds (III-ai) to (III-cv) has a feature of being well mixed with the essential liquid crystal component A, and has a birefringence adjusted according to the purpose, steepness, It is useful for improving the temperature dependence or responsiveness. These compounds are excellent in at least one of these effects, and this effect can be obtained even with a small content of 0.1 to 30% by weight with respect to the total amount of the nematic liquid crystal composition of the present invention.
[0128]
The liquid crystal component C mainly composed of the compounds of the general formulas (III-1) to (III-4) related to the liquid crystal composition of the present invention, or the small groups (III-ai) to (III-cv) described above A liquid crystal component C containing a compound of the above formula, and further a liquid crystal component C containing a compound capable of simultaneously having two or more structural features of the small groups (III-ai) to (III-cv). The liquid crystal composition of the present invention combined with component A expands the operating temperature range of the liquid crystal display characteristics by improving compatibility, improving low-temperature storage, etc., reducing the driving voltage and improving its temperature change, and predetermined driving It can achieve or improve relatively fast response to voltage, and improved electro-optics such as TN-LCD, STN-LCD, TFT-LCD, PDLC, PN-LCD, etc. Characteristics can be obtained.
[0129]
In the compounds according to the present invention, constituent atoms can be consciously substituted with the isotope atoms. In this case, a compound in which a hydrogen atom is substituted with a deuterium atom is particularly preferable, and exhibits a preferable effect due to compatibility, elastic constant, pretilt angle, voltage holding ratio, and the like. A preferred form is a compound in which a hydrogen atom present in the side chain group, linking group or ring described above is substituted with a deuterium atom. More preferably, if it is a side chain group, it is a substituted or unsubstituted alkyl group or alkenyl group, and if it is a ring, it is substituted or unsubstituted 1,4-phenylene, pyrimidine-2,5-diyl, trans-1,4- Cyclohexylene, trans-1,4-cyclohexenylene or trans-1,4-dioxane-2,5-diyl, or —CH 2 O—, —OCH 2 —, — (CH 2) 2 —, — ( CH2) 4-, -CH = CH- (CH2) 2-,-(CH2) 2-CH = CH-, -CH = N-, -CH = N-N = CH-. Particularly preferred are an alkyl group, an alkenyl group, 1,4-phenylene, trans-1,4-cyclohexylene,-(CH2) 2- and-(CH2) 4-.
[0130]
Currently, polyimide-based alignment films are frequently used for TN-LCD, STN-LCD, or TFT-LCD, and for example, LX1400, SE150, SE610, AL1051, AL3408, etc. are used. The specifications of the alignment film are closely related to liquid crystal display characteristics, display quality, reliability, and productivity. For example, pretilt angle characteristics are important for liquid crystal materials. The size of the pretilt angle needs to be adjusted in a timely manner in order to obtain desired liquid crystal display characteristics and uniform orientation. For example, when the pretilt angle is large, an unstable alignment state is likely to be obtained, and when the angle is small, sufficient display characteristics are not satisfied.
[0131]
The present inventors have found that a liquid crystal material having a larger pretilt angle is selected and a liquid crystal material having a smaller pretilt angle, and by applying this, desired liquid crystal display characteristics and uniform alignment are achieved from the liquid crystal material. I found out that This technique can also be applied to the present invention. For example, when the liquid crystal component B contains general formulas (II-1) to (II-4), it is as follows. A larger pretilt angle is obtained when R1 is an alkenyl group, Q1 is F, Cl, -CN, Y1, Y2 is F in general formula (II-1), and / or R1 is an alkyl group in general formula (II-1). , Q1 is F, Cl, -CN, M2 is -C2H4-, and -C4H8- is obtained by increasing the content of the compound, and a smaller pretilt angle is obtained when R1 is an alkenyl group in the general formula (II-1). , CsH2s + 1-O-CtH2t, Q1 is F, Y1 is F, Y2 is H, and / or M2 is -COO-. Specifically, the cyclohexane ring in the general formula (I-3), the rings B1 to B3 in the general formulas (II-1), (II-2), and (II-4) are cyclohexane rings, and the general formula (III -1) to (III-4) are rings C1 to C3 are cyclohexane ring, naphthalene-2,6-diyl ring, decahydronaphthalene-2,6-diyl ring, 1,2,3,4-tetrahydronaphthalene- In the case of a 2,6-diyl ring and a compound in which a hydrogen atom of the ring is substituted with a deuterium atom, it varies depending on the substitution position, and allows a wide adjustment of the pretilt angle.
In addition, when many compounds with deuterium substitution of hydrogen atoms are used, there is a special effect of maintaining a higher voltage holding ratio against contamination of impurities, such as active TFT-LCD, PDLC, PN-LCD, etc. It is suitable for the display characteristics and the manufacturing yield. It is considered that such effects are also exhibited in liquid crystal compounds such as heavy water properties, that is, differences in equilibrium constants and rate constants of reactions, low ion mobility, low solubility of inorganic substances and oxygen, and the like. . In order to obtain a higher voltage holding ratio, the above-mentioned compound can be almost obtained by containing 10 to 40% by weight or more based on the total amount of the liquid crystal composition.
[0132]
The content of each liquid crystal component in the nematic liquid crystal composition of the present invention can be generally used as follows. The liquid crystal component A is in the range of 0.1 to 100% by weight, preferably in the range of 0.5 to 90% by weight, and more preferably in the range of 5 to 85% by weight. The liquid crystal component B is in the range of 0 to 99.9% by weight, preferably 3 to 80% by weight, and more preferably 5 to 60% by weight. The liquid crystal component C is at most 85% by weight, preferably 3 to 70% by weight, and more preferably 5 to 70% by weight.
When the compound represented by the general formula (I-1) is used, the content is preferably 15% by weight or less as a single substance, and more than that is preferably composed of two or more, and the general formula (I-1a) The content of the compound represented by-(I-1dp) with respect to group A1 is preferably in the range of 5 to 100% by weight. The content of the liquid crystal component A is preferably selected in the range of 5 to 30% by weight, in the range of 30 to 50% by weight, and in the range of 50 to 70% by weight.
When the compound represented by the general formula (I-2) is used, the content is preferably 15% by weight or less as a single substance, and more than that is preferably composed of two or more, and the general formula (I-2a) The content of the compound represented by-(I-2bd) with respect to group A2 is preferably in the range of 5 to 100% by weight. The content of the liquid crystal component A is preferably selected in the range of 5 to 20% by weight, in the range of 20 to 60% by weight, and in the range of 60 to 80% by weight.
When the compound represented by the general formula (I-3) is used, the content is preferably 15% by weight or less as a single substance, and more than that is preferably composed of two or more, and the general formula (I-3a) The content of the compound represented by-(I-3cr) with respect to group A2 is preferably in the range of 5 to 100% by weight. The content of the liquid crystal component A is preferably selected in the range of 5 to 10% by weight, in the range of 10 to 30% by weight, in the range of 30 to 50% by weight, and in the range of 50 to 90% by weight.
When the compound represented by the general formula (I-4) is used, the content is preferably 15% by weight or less as a single substance, and more than that is preferably composed of two or more, and the general formula (I-4a) The content of the compound represented by-(I-4ap) to group A2 is preferably in the range of 5 to 100% by weight. The content of the liquid crystal component A is preferably selected in the range of 5 to 30% by weight, in the range of 30 to 50% by weight, and in the range of 50 to 70% by weight.
[0133]
High-reliability STN-LCDs, active STN-LCDs, TFT-LCDs, PDLCs, PN-LCDs, and the like are preferably composed of compounds that do not contain nitrogen atoms or oxygen atoms. From this point of view, compounds represented by general formula (I-1) in which Q1 is F, Cl, CF3, OCF3, OCF2H, and X1 and X2 are H, F, Cl, CF3, OCF3 are group 50 It is preferable to contain 100 weight%. When the liquid crystal component B is used in combination, in the general formulas (II-1) to (II-4), Q1 is F, Cl, CF3, OCF3, OCF2H, Y1, Y2 is H, F, Cl , CF3, OCF3, and P1 to P3 are single bonds, —CH═CH—, —C≡C—, — (CH2) 2 —, — (CH 2) 4 —, —CH═CH— (CH 2) 2 — ,-(CH2) 2-CH = CH- is preferably contained as the liquid crystal component B in an amount of 50 to 100% by weight. In particular, it is preferable to contain 50 to 100% by weight of a compound selected from the small groups (II-ci) to (II-civ) described above.
[0134]
When the compounds of the general formulas (II-1) to (II-4) are used, the preferred form of the liquid crystal component B further contains the following compounds.
(I): When the compounds of the general formulas (II-1) to (II-4) are used, Q1 is F, Cl, CF3, OCF3, OCF2H, Y1 is H, Cl, CF3, OCF3, OCF2H , Y2 is H, Cl, CF3, OCF3, OCF2H.
(Ii): When the compounds of the general formulas (II-1) to (II-4) are used, Q1 is F, Cl, CF3, OCF3, OCF2H, Y1 is F, Y2 is Cl, CF3, OCF3. , OCF2H.
(Iii): When the compounds of the general formulas (II-1) to (II-4) are used, Q1 is F, Cl, CF3, OCF3, OCF2H, Y1 is F, Y2 is H, W1 A compound in which at least one of .about.W4 is H, F, Cl, CF3, OCF3, OCF2H.
(Iv): When the compounds of the general formulas (II-1) to (II-4) are used, Q1 is F, Cl, CF3, OCF3, OCF2H, Y1, Y2 is F, and at least W1-W4 A compound in which one is Cl, CF3, OCF3, OCF2H.
(V): In the general formulas (II-1) to (II-4), when Q1 is F, Cl, CF3, OCF3, OCF2H and Y1 and Y2 are F, the above (i) to ( Use in combination with compound v).
[0135]
Further, another preferred form of group A1 or liquid crystal component B is shown below.
(Vi): In the compound of the general formula (I-1), when Q1 is F, Cl, CF3, OCF3, OCF2H and X1 and X2 are H, the compounds represented by the general formulas (II-1) to (II) -4), Q1 is F, Cl, CF3, OCF3, OCF2H, Y1 is H, F, Cl, CF3, OCF3, OCF2H, Y2 is H, F, Cl, CF3, OCF3, OCF2H In combination with a compound that is
(Vii): a compound of the general formula (I-1) in which Q1 is F, Cl, CF3, OCF3, OCF2H, X1 is F, and X2 is H, Cl, CF3, OCF3, OCF2H When used, in the compounds of the general formulas (II-1) to (II-4), Q1 is F, Cl, CF3, OCF3, OCF2H, Y1 is H, Cl, CF3, OCF3, OCF2H, and Y2 is Combinations with compounds that are H, F, Cl, CF3, OCF3, OCF2H.
(Viii): a compound of the general formula (I-1) in which Q1 is F, Cl, CF3, OCF3, OCF2H, X1 is F, and X2 is H, Cl, CF3, OCF3, OCF2H When used, in the compounds of the general formulas (II-1) to (II-4), Q1 is F, Cl, CF3, OCF3, OCF2H, Y1 is F, Y2 is F, Cl, CF3, OCF3, Combination with a compound that is OCF2H.
(Ix): a compound of the general formula (I-1) wherein Q1 is F, Cl, CF3, OCF3, OCF2H, X1 is F, and X2 is F, Cl, CF3, OCF3, OCF2H When used, in the compounds of the general formulas (II-1) to (II-4), Q1 is F, Cl, CF3, OCF3, OCF2H, Y1 is H, Cl, CF3, OCF3, OCF2H, Y2 In combination with a compound wherein is H, F, Cl, CF3, OCF3, OCF2H. In this case, it is preferable to contain 1 type or 2-20 types of compounds of general formula (I-1).
(X): In the compounds of the general formulas (I-2) to (I-4), Q1 is F, Cl, CF3, OCF3, OCF2H, X1 is F, X2 is F, Cl, CF3, OCF3 , OCF2H, in the compounds of the general formulas (II-1) to (II-4), Q1 is F, Cl, CF3, OCF3, OCF2H, Y1 is F, Y2 is F, Combinations with compounds that are Cl, CF3, OCF3, OCF2H. In this case, it is preferable to contain 1 type or 2-20 types of compounds of general formula (I-1).
[0136]
The nematic liquid crystal composition according to the present invention, wherein the group A1 and also the liquid crystal component B satisfy one, two, or three or more of the conditions (i) to (x) according to the desired purpose. It can be made a thing. Such a liquid crystal composition of the present invention expands the operating temperature range of the liquid crystal display characteristics by improving compatibility, improving low-temperature storage, etc., reducing the driving voltage and improving its temperature change, to a predetermined driving voltage. Highly reliable TN-LCD, STN-LCD, STN-LCD for active use, TFT-LCD, PDLC, PN- can be achieved. More improved electro-optical characteristics such as LCD can be obtained.
[0137]
In the case of a highly reliable STN-LCD, the sum of the group A1 (compound of Q1 is F, Cl, CF3, OCF3, OCF2H) and the liquid crystal component B (compound of Q1 is F, Cl, CF3, OCF3, OCF2H) Is preferably 10 to 100% by weight, more preferably 30 to 100% by weight, and still more preferably 60 to 100% by weight. In this case, the relative mixing ratio of the group A1 and the liquid crystal component B can be appropriately selected in the range of 100: 0 to 0.1: 99.9, but should be selected in the range of 100: 0 to 5:95. Is preferable, and it is more preferable to select in the range of 100: 0 to 10:90. In the case of active STN-LCD, TFT-LCD, PDLC, and PN-LCD, group A1 (compound of Q1 is F, Cl, CF3, OCF3, OCF2H) and liquid crystal component B (Q1 is F, Cl, CF3) , OCF3, OCF2H compound) is preferably contained in an amount of 20 to 100% by weight, more preferably 40 to 100% by weight, and still more preferably 60 to 100% by weight. In this case, the relative mixing ratio of the group A1 and the liquid crystal component B can be appropriately selected in the range of 100: 0 to 0.1: 99.9, but should be selected in the range of 100: 0 to 5:95. Preferably in the range 100: 0 to 90:10, in the range 90:10 to 70:30, in the range 70:30 to 40:60, in the range 40:60 to 20:80, 20:80 To 5:95 is more preferable.
[0138]
The STN-LCD for active use is intended to obtain a higher contrast with a wide viewing angle and to improve the response time of the fall in particular. The STN-LCD uses TFT or MIM technology, for example. Active driving.
[0139]
In addition to the compounds represented by the above general formulas (I-1) to (III-4), the liquid crystal composition of the present invention is generally recognized as a liquid crystal compound in order to improve the properties of the liquid crystal composition. Nematic liquid crystal, smectic liquid crystal, cholesteric liquid crystal and the like may be contained. For example, a compound having a core structure having four six-membered rings, wherein the compound has a liquid crystal phase-isotropic liquid phase transition temperature of 100 ° C. or more, or one or more compounds. it can. However, when these compounds are used in a large amount, the characteristics of the nematic liquid crystal composition are reduced, so that the addition amount is limited depending on the required characteristics of the obtained nematic liquid crystal composition.
Preferred examples of such compounds include compounds in which p1 is 2 in the general formulas (II-1) and (II-2), compounds in which p2 + p3 is 2 in the general formula (II-4), and general formulas (III-1 ) To (III-3) are compounds in which m1 is 2, and compounds in which general formula (III-4) is m2 + m3 is 2. In this case, the rings B1, B3, rings C1, C3 and the linking groups P1, P2, M1 which are repeated in this case may be the same group or may be different from each other independently.
[0140]
The crystal phase or smectic phase-nematic phase transition temperature is preferably 0 ° C. or lower, preferably −10 ° C. or lower, more preferably −20 ° C. or lower, particularly preferably −30 ° C. or lower. The nematic phase-isotropic liquid phase transition temperature is in the range of 50 ° C. or higher, preferably 60 ° C. or higher, more preferably 70 ° C. or higher, and still more preferably 80 ° C. to 180 ° C. The liquid crystal composition of the present invention may have a dielectric anisotropy of 1 or more, but is preferably in the range of 2 to 40, and the range of 2 to 8 requires a lower drive voltage when high-speed response is important. When doing, the range of 7-30 is preferable. The smaller or middle birefringence is preferably in the range of 0.10 to 0.18, and the larger birefringence is preferably in the range of 0.18 to 0.40. Such a characteristic of the nematic liquid crystal composition is useful for use in an active matrix type, twisted nematic or super twisted nematic liquid crystal display device.
[0141]
The thickness d between substrates in the TN-LCD, STN-LCD, and TFT-LCD is preferably 1 to 12 μm, more preferably 1 to 10 μm, and still more preferably 1.5 to 7 μm. Further, the product of the thickness d and the birefringence Δn is preferably 0.2 to 5 μm, more preferably 0.3 to 1.6 μm, around 0.5 μm, 0.7 to 1.0 μm, around 1.2 μm. Is more preferable.
In the case of PDLC and PN-LCD, 1 to 100 μm is preferable, 3 to 50 μm is more preferable, and 4 to 14 μm is still more preferable.
[0142]
The liquid crystal composition of the present invention can be configured as follows when it is intended to have a faster response to the magnitude of the driving voltage. When aiming at a medium driving voltage, the liquid crystal composition of the present invention has a dielectric anisotropy in the range of 3 to 15 and a viscosity at 20 ° C. of 8 to 20 c. p. It is preferable that it is the range of these. In this case, the viscosity of only the liquid crystal component C is 25 c. p. The following are preferred, 15c. p. More preferred is 10c. p. The following are particularly preferred: When a particularly low driving voltage is intended, the dielectric anisotropy of the liquid crystal composition of the present invention is preferably in the range of 15 to 30, particularly preferably in the range of 18 to 28.
[0143]
The above nematic liquid crystal composition is useful for high-speed response TN-LCD, STN-LCD, TFT-LCD, and color display with birefringence of liquid crystal layer and retardation plate without using color filter layer It is useful for a liquid crystal display element that can be used, and a transmissive or reflective liquid crystal display element can be used. This liquid crystal display element has a substrate having a transparent electrode layer and at least one of which is transparent, and molecules of the nematic liquid crystal composition are twisted between the substrates. The twist angle can be selected in the range of 30 ° to 360 ° depending on the purpose, and is preferably selected in the range of 90 ° to 270 °, preferably in the range of 45 ° to 135 ° or in the range of 180 ° to 260 °. It is particularly preferable to select the range. Therefore, the liquid crystal composition of the present invention can contain a compound having an optically active group with an induced helical pitch p of 0.5 to 1000 μm. Such compounds include cholesteric derivatives, chiral nematics, ferroelectric liquid crystals and the like. More specifically, R1 in formulas (I-1) to (I-4), R1 in formulas (II-1) to (II-4), formulas (III-1) to (III-4) In the formula (1), R2 and R3 are preferably compounds having an optically active group. More preferable forms as such side chain groups are, for example, compounds represented by the following general formulas (IV-1a) to (IV-1bt).
[0144]
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[0145]
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[0146]
In addition, compounds in which P1 to P3 in the general formulas (II-1) to (II-4) and M1 to M3 in the general formulas (III-1) to (III-4) have an optically active group are preferable. More preferable forms as such a linking group are, for example, compounds represented by the following general formulas (IV-2a) to (IV-2j).
[0147]
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[0148]
As typical ones, for example, cholesteryl nonanate, C-15, CB-15, S-811 and the like are preferably used. More specifically, for example, compounds represented by general formulas (IV-3a) to (IV-3ab) shown below.
[0149]
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[0150]
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[0151]
Furthermore, the concrete usage is shown. It is known that the induced helical pitch becomes longer and shorter as the temperature rises, but one of these may be used alone or in combination of two or more, or both may be used in combination of one or more. good. The amount to be mixed is preferably in the range of 0.001 wt% to 10 wt%, more preferably in the range of 0.05 wt% to 3 wt%, and still more preferably 0.1 wt% to 3 wt%. However, it is natural that these amounts are set to a predetermined induced helical pitch depending on the twist angle θ and the thickness d between the substrates. For example, in the TN-LCD, STN-LCD, and TFT-LCD, the quotient d / p between the thickness d between the substrates and the induced spiral pitch p can be selected from the range of 0.001 to 24. The range of -12 is preferable, the range of 0.1-2 is more preferable, the range of 0.1-1.5 is still more preferable, the range of 0.1-1 is still more preferable, 0.1-0.8 The range of is particularly preferable.
[0152]
The pretilt angle obtained by the alignment film provided on the transparent electrode substrate is preferably selected in the range of 1 ° to 20 °, and when the twist angle is 30 ° to 100 °, a pretilt angle of 1 ° to 4 ° is preferable. A pretilt angle of 2 ° to 6 ° is preferable at 100 ° to 180 °, a pretilt angle of 3 ° to 12 ° is preferable at 180 ° to 260 °, and a pretilt angle of 6 ° to 20 ° is preferable at 260 ° to 360 °. .
[0153]
The inventors of the present invention have a liquid crystal composition in which the liquid crystal composition has a light control layer sandwiched between two substrates, at least one of which has a transparent electrode layer, and the light control layer includes a liquid crystal material and a transparent solid. It has been found that light scattering liquid crystal displays containing substances also have advantageous display characteristics. In the Japanese Patent Laid-Open No. 6-222320, the present inventors have shown that the relationship between the physical property value of the liquid crystal material and the display characteristics of the liquid crystal display is represented by the following formula (V).
[0154]
[Expression 1]

[0155]
Vth represents a threshold voltage, 1Kii and 2Kii represent elastic constants, ii represents 11, 22 or 33, Δε represents dielectric anisotropy, and <r> represents a transparent solid substance interface. A represents the anchoring energy of the transparent solid substance with respect to the liquid crystal molecules, and d represents the distance between the substrates having the transparent electrodes.
[0156]
This formula means that the regulating force exerted on the liquid crystal molecules by the transparent solid interface changes depending on the ratio of the elastic constant 1Kii and the anchoring energy A. In particular, the effect is 1Kii from the actual average gap interval <r>. It shows that the effect of substantially expanding by the amount of / A is achieved, and therefore the drive voltage is effectively reduced. This relationship can also be applied in the present invention. More specifically, the following is preferable. In the process of forming a transparent solid material from a polymer-forming compound, the transparent solid material is formed from a polymerizable composition containing a bifunctional monomer and a monofunctional monomer as a polymer-forming compound. It is considered that the shape of the conductive solid material forms a more uniform structure and can manipulate the properties of the interface with the liquid crystal material. In the liquid crystal composition of the present invention, the liquid crystal component A composed of a compound characterized by a molecular structure having fluorotolan as a partial structure has white turbidity, responsiveness, hysteresis, steepness, driving voltage, or temperature dependence thereof. Has the effect of making one or more of these properties favorable.
[0157]
The liquid crystal material used in the present invention is also useful for display in which liquid crystal droplets in which a liquid crystal material is microencapsulated between two substrates having a transparent electrode layer are dispersed in a transparent solid substance. There is expected. The transparent solid substance formed between the substrates may be dispersed in the form of fibers or particles, or may be a film in which liquid crystal material is dispersed in droplets, but has a three-dimensional network structure. More preferred. In addition, the liquid crystal material preferably forms a continuous layer, but is important in forming an optical interface by forming a disordered state of the liquid crystal material to express light scattering. If the average diameter of the shape of the three-dimensional network structure formed from such a transparent solid material is too large or too small compared to the wavelength of light, the light scattering property tends to decrease. A range of ˜2 μm is preferred. The thickness of the light control layer is preferably in the range of 2 to 30 μm, particularly preferably in the range of 5 to 20 μm, depending on the purpose of use.
[0158]
The light scattering type liquid crystal display of the present invention thus manufactured achieves drivability with less temperature dependence, and has characteristics required for, for example, an active matrix system. The liquid crystal display of the present invention can be used as, for example, a projection display device or a direct-viewing portable terminal display (Personal Digital Assistance).
[0159]
The liquid crystal composition of the present invention can be used by adding a dichroic dye such as anthraquinone, azo, azoxy, azomethine, merocyanine, quinophthalene, and tetrazine as a method of use other than the polymer-dispersed liquid crystal. It can also be used as a host (GH) liquid crystal composition. Further, it can be used as a liquid crystal composition for phase transition type display (PC) and white tailor type display by adding the above-mentioned compound having an optically active group. Furthermore, it can also be used as a liquid crystal composition for birefringence control display (ECB) or dynamic scattering display (DS).
As another utilization method, the liquid crystal composition of the present invention can be added for the purpose of adjusting the phase sequence of the ferroelectric liquid crystal. It can also be used as a liquid crystal composition for polymer stabilized liquid crystal display. In this case, the compound or composition which has the said photocurable side chain group can be used.
Furthermore, as another utilization method, the compound having the photocurable side chain group or the composition of the present invention is used as a UV curable liquid crystal and used for an optical member such as a retardation film, an optical lens, and various optical filters. be able to. Moreover, it can be applied to liquid crystal display-related members such as a micro color filter, a polarizing plate and an alignment film.
[0160]
Currently, liquid crystal display devices are in a state of intense price competition. From this standpoint, it has become a challenge how to optimize the display characteristics for various uses for liquid crystal materials, and two bottles made of two kinds of liquid crystal materials and four kinds of liquid crystal materials made of 4 kinds. There is a need for systemized liquid crystal materials such as bottles. Typical characteristics include threshold voltage, birefringence, and nematic phase-isotropic liquid phase transition temperature. For example, if a two-bottle system consisting of a liquid crystal material having other characteristics that are equivalent and only having a higher threshold voltage and a lower liquid crystal material is used, two types of liquid crystals can be used without being restricted by the driving electronic components used. By mixing the materials in a timely manner, it becomes possible to respond faster and cheaper. The present invention is useful for meeting this point of view. For example, the nematic liquid crystal composition shown in the examples and the composition obtained by partial replacement can be used by mixing them in a timely manner.
[0161]
【Example】
EXAMPLES Hereinafter, although an Example is given and this invention is further explained in full detail, this invention is not limited to these Examples. In the compositions of the following examples, “%” means “% by weight”, and — (CH 2) 2 — and —C 2 H 4 — or — (CH 2) 4 — and —C 4 H 8 — are the same.
[0162]
In the examples, the physical properties of the liquid crystal composition and the display properties of the liquid crystal display device constituting the TN-LCD are as follows.
TN-I: Nematic phase-isotropic liquid phase transition temperature (° C)
T → N: Solid phase or smectic phase-nematic phase transition temperature (° C)
Δε: dielectric anisotropy at 20 ° C.
Δn: birefringence at 20 ° C.
η: Viscosity at 20 ° C. (cp)
Vth: Threshold voltage (V) at 20 ° C when TN-LCD is constructed
γ: Steepness at 20 ° C., ratio of saturation voltage (Vsat) to Vth
τr = τd: When the predetermined voltage is applied from 0V at 20 ° C., the rise time is τr, and the fall time when no voltage is applied after applying the predetermined voltage is τd. Time
[0163]
A liquid crystal display device showing STN-LCD display characteristics was fabricated as follows. A chiral substance “S-811” (manufactured by Merck) is added to the liquid crystal composition to prepare a mixed liquid crystal. An organic film of “Sunever 610” (manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.) is rubbed on the opposing planar transparent electrode to form an alignment film, and an STN-LCD display cell with a twist angle of 240 degrees is produced. The mixed liquid crystal is injected into the cell to constitute a liquid crystal display device. The chiral material was added so that the natural helical pitch P of the mixed liquid crystal and the cell thickness d of the display cell were Δn · d = 0.85 and d / P = 0.50. As the display characteristics, threshold voltage, steepness, temperature dependence of drive voltage, and response speed were measured.
STN-LCD display characteristics with twist angle of 240 degrees
Vth: threshold voltage at 20 ° C. (V)
γ: Steepness at 20 ° C., ratio of saturation voltage (Vsat) to Vth
Δ (Vth) / Δ (T): Temperature dependence of drive voltage
τr = τd: Response time in static drive
[0164]
Regarding the chemical stability of the composition, 2 g of the liquid crystal composition was placed in an ampule tube, vacuum degassed and nitrogen-substituted, sealed, and subjected to a heating acceleration test at 150 ° C. for 1 hour. The specific resistance of the liquid crystal composition before the test, the specific resistance after the heating acceleration test, the voltage holding ratio before the test, and the voltage holding ratio after the heating acceleration test were measured.
[0165]
Example 1
Embedded image

A nematic liquid crystal composition (3-01) comprising the following was prepared, and various properties of the composition were measured. The results were as follows.
Physical properties of liquid crystal composition
TN-I: 95.8 ° C
T → N: −23. ℃
Δε: 6.6
Δn: 0.275
Reliability characteristics of liquid crystal compositions
Specific resistance before test: 5.6 × 10 12 Ω · cm
Specific resistance after heating acceleration test: 9.9 × 10 11 Ω · cm
Voltage holding ratio before test: 99.0%
Voltage retention after heating acceleration test: 98.0%
TN-LCD display characteristics with 90 ° twist angle (cell thickness 8μm)
Vth: 2.16 V
γ: 1.160
[0166]
This nematic liquid crystal composition has the characteristics that it can be operated in a wider temperature range because it has a large birefringence, a high TN-I, and a low T → N although it is a fluoro-based liquid crystal. Further, it can be understood that this nematic liquid crystal composition is stable to heat because of its high specific resistance and voltage holding ratio after the heating acceleration test. An active matrix liquid crystal display device using this composition as a basic constituent material is excellent in that the leakage current is small and flicker does not occur.
[0167]
Using this nematic liquid crystal composition, a TN-LCD (d · Δn = 0.5) having a cell thickness d of 1.8 μm was constructed and its display characteristics were measured. The threshold voltage was 1.82 V. A liquid crystal display device having a response speed of 3.4 msec was obtained.
[0168]
(Comparative Example 1)
In order to show the superiority of the present invention, a mixed liquid crystal (b-01) in which the groups A1 and (3-0105) contained in the nematic liquid crystal composition (3-01) were replaced with other compounds was prepared. Specifically, the compound in which F substituted for W3 is replaced with H is substituted. The results were as follows.
[0169]
Embedded image

The mixed liquid crystal (b-01) is composed of the above.
Physical properties of liquid crystal composition
TN-I: 104.3 ° C
T → N: +51. ℃
Δε: Measurement impossible
Δn: measurement impossible
η: Impossible to measure
TN-LCD display characteristics with 90 ° twist angle (cell thickness 8μm)
Vth: Measurement not possible
γ: not measurable
[0170]
The mixed liquid crystal (b-01) is a crystalline phase at room temperature, and T → N is as high as 51 ° C., so it cannot be used in the normal temperature range, whereas the nematic liquid crystal composition (3-01) of the present invention is TN-I is high, T → N is low, the compatibility is excellent, and it can be operated in a wider temperature range.
[0171]
(Example 2)
Embedded image

A nematic liquid crystal composition (3-02) was prepared, and various properties of the composition were measured. The results were as follows.
Physical properties of liquid crystal composition
TN-I: 100.9 ° C
T → N: −23. ℃
Δε: 4.8
Δn: 0.246
η: 31.6 c. p.
Reliability characteristics of liquid crystal compositions
Specific resistance before test: 1.0 × 10 13 Ω · cm
Specific resistance after heating acceleration test: 4.2 × 10 12 Ω · cm
Voltage holding ratio before test: 99.1%
Voltage holding ratio after heating acceleration test: 98.2%
TN-LCD display characteristics with 90 ° twist angle (cell thickness 8μm)
Vth: 2.50 V
γ: 1.160
[0172]
Although this nematic liquid crystal composition is composed of seven types of components, it has a feature that it can be operated in a wider temperature range because it has a high TN-I and a low T → N. Further, it can be understood that this nematic liquid crystal composition is stable to heat because of its high specific resistance and voltage holding ratio after the heating acceleration test. An active matrix liquid crystal display device using this composition as a basic constituent material is excellent in that the leakage current is small and flicker does not occur.
[0173]
Using this nematic liquid crystal composition, a TN-LCD (d · Δn = 0.5) having a cell thickness d of 2.0 μm was constructed and its display characteristics were measured. The threshold voltage was 2.14 V. A liquid crystal display device having a response speed of 3.0 msec was obtained.
[0174]
(Example 3)
Embedded image

A nematic liquid crystal composition (3-03) was prepared, and various properties of this composition were measured. The results were as follows.
TN-I: 88.4 ° C
T → N: −55. ℃
Vth: 1.83 V
γ: 1.19
Δε: 6.5
Δn: 0.147
η: 19.2 c. p.
[0175]
A chiral substance “S-811” (manufactured by Merck) was added to the nematic liquid crystal composition to prepare a mixed liquid crystal. On the other hand, an organic film of “Sunever 610” (manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.) was rubbed on the opposing planar transparent electrode to form an alignment film, and an STN-LCD display cell having a twist angle of 240 degrees was produced. The mixed liquid crystal was injected into this cell to constitute a liquid crystal display device, and the display characteristics were measured. As a result, a liquid crystal display device having STN-LCD display characteristics excellent in high time-sharing characteristics with a temperature dependence of the driving voltage as small as 3.0 mV / ° C. was obtained. The chiral material was added so that the intrinsic helical pitch P of the mixed liquid crystal and the cell thickness d of the display cell were Δn · d = 0.85 and d / P = 0.50. The STN-LCD was manufactured in the same manner.
STN-LCD display characteristics with twist angle of 240 degrees
Vth: 2.17 V
γ: 1.052
Δ (Vth) / Δ (T): 3.0 mV / ° C. (T = 0 to 40 ° C. range)
τr = τd: 22. msec (static drive)
[0176]
(Comparative Example 2)
In order to show the superiority of the present invention, a mixed liquid crystal (b-02) was prepared in which the liquid crystal component A1 contained in the nematic liquid crystal composition (3-03) was replaced with another compound. Specifically, the compound of (3-0301) is replaced with the compound of formula (a-1). An STN-LCD using a mixed liquid crystal (b-02) was prepared in the same manner as the nematic liquid crystal composition (3-03).
STN-LCD display characteristics with twist angle of 240 degrees
Vth: 2.33 V
γ: 1.061
Δ (Vth) / Δ (T): 4.9 mV / ° C. (T = 0 to 40 ° C. range)
τr = τd: 24. msec (static drive)
[0177]
Comparison of characteristics revealed that the liquid crystal composition of the present invention reduced the temperature dependence of the threshold voltage by about 40%. In addition, it has been clarified that there is an improvement effect in the steepness and the response speed. The nematic liquid crystal composition of the present invention showed an improved effect over the comparative liquid crystal.
[0178]
Example 4
Embedded image

A nematic liquid crystal composition (3-04) was prepared, and various properties of the composition were measured. The results were as follows.
TN-I: 86.6 ° C
T → N: −60. ℃
Vth: 1.72 V
γ: 1.140
Δε: 8.9
Δn: 0.250
[0179]
Using this nematic liquid crystal composition, a TN-LCD (d · Δn = 0.5) having a cell thickness d of 2.0 μm was constructed and its display characteristics were measured. The threshold voltage was 1.48V. A liquid crystal display device having a response speed of 3.3 msec was obtained.
[0180]
Furthermore, it shows a value close to 1.12 which is the limit value of optical steepness of the TN-LCD liquid crystal display shown in the document "High-speed liquid crystal technology" (page 63, published by CMC Co., Ltd.). Therefore, it can be understood that this liquid crystal composition is useful for high time division driving.
[0181]
In the nematic liquid crystal composition (3-04) of this example, in the same manner as the nematic liquid crystal composition (3-04) except that the compound (I-1db) described above was used instead of the compound (3-0401). A nematic liquid crystal composition (3-04-01) was prepared. Further, in the nematic liquid crystal composition (3-04) of this example, the nematic liquid crystal composition (3-041) was used except that the compounds (I-1dc) to (I-1dp) were used instead of the compound (3-0401). Each nematic liquid crystal composition (3-04-02) to (3-04-15) was prepared in the same manner as in 04). As to the display characteristics of these nematic liquid crystal compositions (3-04-01) to (3-04-15), good results were obtained as in this example. In particular, the nematic liquid crystal composition (3-04-10) has excellent responsiveness, and the nematic liquid crystal composition (3-04-06), (3-04-09), (3-04-12), ( In 3-04-15), the driving voltage was further reduced, and the characteristics were around 1.95V.
[0182]
(Example 5)
Embedded image

A nematic liquid crystal composition (3-05) was prepared, and various properties of the composition were measured. The results were as follows.
[0183]
TN-I: 81.5 ° C
T → N: −35. ℃
Vth: 1.58 V
γ: 1.157
Δε: 10.9
Δn: 0.235
[0184]
(Example 6)
Embedded image

A nematic liquid crystal composition (3-06) was prepared and various properties of this composition were measured. The results were as follows.
TN-I: 70.3 ° C
T → N: −20. ℃
Vth: 1.60 V
γ: 1.140
Δε: 9.3
Δn: 0.262
[0185]
Furthermore, it shows a value close to 1.12 which is the limit value of optical steepness of the TN-LCD liquid crystal display shown in the document "High-speed liquid crystal technology" (page 63, published by CMC Co., Ltd.). Therefore, it can be understood that this liquid crystal composition is useful for high time division driving.
[0186]
(Example 7)
Embedded image

A nematic liquid crystal composition (3-07) was prepared, and various properties of the composition were measured. The results were as follows.
TN-I: 96.8 ° C
T → N: −10. ℃
Vth: 1.87 V
γ: 1.134
Δε: 8.9
Δn: 0.297
[0187]
Using this nematic liquid crystal composition, a TN-LCD (d · Δn = 0.5) having a cell thickness d of 1.6 μm was constructed and its display characteristics were measured. The threshold voltage was 1.45V. A liquid crystal display device having a response speed of 2.4 msec was obtained.
[0188]
Furthermore, it shows a value close to 1.12 which is the limit value of optical steepness of the TN-LCD liquid crystal display shown in the document "High-speed liquid crystal technology" (page 63, published by CMC Co., Ltd.). Therefore, it can be understood that this liquid crystal composition is useful for high time division driving.
[0189]
(Example 8)
Embedded image

A nematic liquid crystal composition (3-08) was prepared, and various properties of this composition were measured. The results were as follows.
TN-I: 74.8 ° C
T → N: −58. ℃
Vth: 1.59 V
γ: 1.160
Δε: 7.9
Δn: 0.249
[0190]
Example 9
Embedded image

A nematic liquid crystal composition (3-09) was prepared, and various properties of this composition were measured. The results were as follows.
TN-I: 130.0 ° C
T → N: −0. ℃
Vth: 2.83 V
γ: 1.146
Δε: 5.0
Δn: 0.339
[0191]
Using this nematic liquid crystal composition, a TN-LCD (d · Δn = 0.5) having a cell thickness d of 1.4 μm was constructed and its display characteristics were measured. The threshold voltage was 2.27 V. A liquid crystal display device having a response speed of 1.9 msec was obtained.
[0192]
Furthermore, it shows a value close to 1.12 which is the limit value of optical steepness of the TN-LCD liquid crystal display shown in the document "High-speed liquid crystal technology" (page 63, published by CMC Co., Ltd.). Therefore, it can be understood that this liquid crystal composition is useful for high time division driving.
[0193]
(Example 10)
Embedded image

A nematic liquid crystal composition (3-10) comprising the following was prepared, and various properties of this composition were measured. The results were as follows.
TN-I: 101.5 ° C
T → N: −10. ℃
Vth: 2.45 V
γ: 1.160
Δε: 5.5
Δn: 0.307
Specific resistance before test: 2.2 × 10 13 Ω · cm
Specific resistance after heating acceleration test: 6.1 × 10 12 Ω · cm
Voltage holding ratio before test: 98.9%
Voltage holding ratio after heating acceleration test: 98.1%
[0194]
Using this nematic liquid crystal composition, a TN-LCD (d · Δn = 0.5) having a cell thickness d of 1.6 μm was constructed and its display characteristics were measured. The threshold voltage was 1.80 V. A liquid crystal display device having a response speed of 2.4 msec was obtained.
[0195]
(Example 11)
The nematic liquid crystal compositions (3-01), (3-02) and (3-04) to (3-10) of the present invention can be used for light scattering liquid crystal displays. The application examples will be described in more detail below. However, the present invention is not limited to these examples.
[0196]
80% of the above liquid crystal composition as a liquid crystal material, 13.86% of “HX-220” (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.), 5.94% of lauryl acrylate, and 2-hydroxy as a polymerization initiator 2-Methyl-1-phenylpropan-1-one was mixed at a ratio of 0.2% to prepare a light control layer forming material in a uniform solution. This light-control layer forming material was placed in a 50 × 50 mm empty cell produced using two ITO electrode glass substrates with spacers having an average particle diameter of 10 μm, and a temperature 10 ° C. higher than the transition temperature of the uniform solution. Under vacuum injection. While maintaining this at a temperature 3 ° C. higher than the transition temperature of the homogeneous solution, it passes under a metal halide lamp (80 W / cm 2) at a speed of 3.5 m / min, and irradiates ultraviolet rays with energy equivalent to 500 mJ / cm 2. Then, the polymer-forming compound was cured to obtain a liquid crystal device having a light control layer composed of a liquid crystal material and a transparent solid substance. With respect to the obtained liquid crystal device, a cross section of the cured product formed between the substrates was observed with a scanning electron microscope. As a result, a transparent solid substance having a three-dimensional network structure made of a polymer was observed.
[0197]
The characteristics of the obtained light-scattering type liquid crystal display show a wide operating temperature range, have a favorable response to moving images, and have high contrast, uniform and uniform display compared to conventional light-scattering type liquid crystal devices. It has characteristics and is useful for a decorative display board such as an advertising board, a display device such as a clock, or a projection display device. In particular, nematic liquid crystal compositions (3-01), (3-02), (3-06) (3-07), and (3-10) are useful for active use. When (3-04) or (3-05) is used, it is useful for time-division driving, and when nematic liquid crystal composition (3-09) is used, it is useful for use at high temperatures such as lighting equipment and laser writing. Met. Furthermore, the nematic liquid crystal compositions (3-01), (3-02), (3-06), (3-07), and (3-10) are useful for OCB mode or ECB mode TFT-LCDs. When the cell thickness d is 1 to 5 [mu] m, the warm-up time can be greatly shortened and a high-speed response that enables moving images is a feature.
[0198]
(Example 12)
The nematic liquid crystal composition of the present invention, particularly (3-01), (3-02), (3-04) to (3-10), further had the following characteristics. When the wavelength dispersion of the birefringence of these nematic liquid crystal compositions was measured, the ratio at 400 nm with respect to the wavelength of light of 650 nm was larger, and in particular, the ratio was 1.15 or more. Since this liquid crystal material has a larger phase difference due to the difference in the wavelength of light, a new reflective color that uses the birefringence of liquid crystal and phase difference plate to perform color display without using a color filter layer This is useful for a liquid crystal display system.
[0199]
【Effect of the invention】
The nematic liquid crystal composition of the present invention contains the liquid crystal component A composed of the compounds represented by the general formulas (I-1) to (I-4) as an essential component. The operating temperature range of the liquid crystal display characteristics can be expanded by improving the storage, etc., the drive voltage can be reduced and the temperature change thereof can be improved, and a relatively fast response to a predetermined drive voltage can be achieved. It is also possible to improve the design of birefringence, dielectric anisotropy, elastic constants and their temperature dependence, optical wavelength dependence of birefringence, frequency dependence of dielectric anisotropy corresponding to the number of duties, etc. It has the characteristics. Therefore, the nematic liquid crystal composition of the present invention can be used for an active matrix type, twisted nematic or super twisted nematic liquid crystal display device. Further, it is possible to provide a liquid crystal display element that performs color display with the birefringence of the liquid crystal layer and the retardation plate. In addition, a useful device can be provided for a light-scattering liquid crystal display having a light control layer containing a liquid crystal material and a transparent solid substance.

Claims (13)

The liquid crystal composition contains a liquid crystal component A composed of a compound selected from the groups A1 and A2, and the group is composed of compounds represented by the following general formulas (I-1) to (I-4),

(In the formula, R1 to R3 each independently represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms, and the alkyl group or the alkenyl group is one unsubstituted or substituted. Or may have two or more F, Cl, CN, CH3 or CF3, and one or more CH2 groups present in the alkyl group or the alkenyl group do not have O atoms directly bonded to each other. As may be substituted with O, CO or COO, each Q1 independently represents F, Cl, CF3, OCF3, OCF2H, OCFH2, NCS or CN, and X1 to X3 each independently represent H. , F, Cl, CF3, OCF3 or CN, X3 also independently represents CH3, W1 to W4 each independently represent H, F, Cl, CF3, OCF3 or CN, Compounds of formula (I-1) to (I-4) Atoms formed may be substituted with its isotope atoms. Provided that at least one of W1~W4 in formula (I-1) is F, Cl, CF3, or OCF3.)
The liquid crystal component A is one or more compounds selected from the compounds represented by the general formula (I-1), and one or more compounds selected from the compounds represented by the general formula (I-2). 1 type or 2 types or more of compounds chosen from 2 or more types and the compound represented by general formula (I-4),
In the compound represented by the general formula (I-2) contained in the liquid crystal component A, each R3 in the general formula (I-2) is independently an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or the number of carbon atoms. Represents 2 to 10 alkenyl groups, the alkyl group or the alkenyl group can be unsubstituted or have one or more CN or CH3 as substituents, present in the alkyl group or the alkenyl group One or more CH2 groups may be substituted with O, CO or COO, assuming that the O atoms are not directly bonded to each other,
In the compound represented by the general formula (I-4) contained in the liquid crystal component A, R2 and R3 in the general formula (I-4) each independently represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms. The alkyl group may be unsubstituted or substituted with one or more F, Cl, CN, CH3 or CF3 as substituents, wherein one or more CH2 groups present in the alkyl group are , As O atoms are not directly bonded to each other, may be substituted with O, CO or COO;
As a liquid crystal component excluding the compounds of the general formulas (I-1) to (I-4), 0 to 99.9% by weight of a liquid crystal component B composed of a compound having a dielectric anisotropy of +2 or more, A liquid crystal component C composed of a compound having a dielectric anisotropy of 10 to +2 is contained in an amount of 0 to 85% by weight, and the total of the liquid crystal component B and the liquid crystal component C is 0 to 99.9% by weight. A nematic liquid crystal composition. 2. The nematic liquid crystal composition according to claim 1, wherein the liquid crystal component A satisfies (v) or (vii) of the following conditions.
(v) The liquid crystal component A contains one or more compounds selected from the compounds represented by general formula (I-1), and is selected from the compounds represented by general formula (I-2). 1 type, 2 or more types of compounds are contained, 1 type or 2 types or more of compounds chosen from a compound denoted by a general formula (I-4) are contained, and inclusion in the above-mentioned liquid crystal component A of the chosen compound The rate is 5 to 100% by weight.
(vii) The liquid crystal component A contains one or more compounds selected from the compounds represented by general formula (I-1), and is selected from the compounds represented by general formula (I-2). A compound containing one or more compounds, one or more compounds selected from compounds represented by general formula (I-3), and a compound represented by general formula (I-4) 1 type or 2 or more types of selected compounds are contained, and the content rate in the said liquid crystal component A of the selected compounds is 100 weight%. The liquid crystal component A contains 1 to 20 compounds selected from one, two or three or more subgroups of the following subgroups (I-ai) to (I-aiv): The nematic liquid crystal composition according to any one of claims 1 to 2.
In the general formula (I-1),
(I-ai) A compound in which R 1 is an alkyl group or alkenyl group having 2 to 7 carbon atoms.
(I-aii) A compound wherein Q1 is F, Cl, CF3, OCF3 or OCF2H.
(I-aiii) A compound in which one or two of W1 to W4 are F.
(I-aiv) A compound in which one or two of X1 and X2 are F, Cl, CF3 or OCF3. The liquid crystal component A contains 1 to 20 compounds selected from one, two, or three or more subgroups of the following subgroups (I-bi) to (I-biv): The nematic liquid crystal composition according to any one of claims 1 to 3.
(I-bi) In the general formulas (I-2) to (I-4), R2 is an alkyl group or alkenyl group having 2 to 7 carbon atoms, and R3 is an alkyl group or carbon having 1 to 7 carbon atoms. A compound which is an alkenyl group having 4 to 7 atoms.
(I-bii) A compound in which W3 is F in the general formula (I-2).
(I-biii) A compound in which at least one of W1 and W2 is F in the general formula (I-3).
(I-biv) A compound in which X3 is CH3 in the general formula (I-3). The liquid crystal component B is represented by the general formulas (II-1) to (II-4)

Wherein R1, Q1, W1 to W4 are the same as defined in claim 1, Y1 and Y2 each independently represent H, F, Cl or OCF3, V represents CH or N, and P1 to P3 Are each independently a single bond, -COO-, -OCO-, -CH2O-, -OCH2-,-(CH2) 2-,-(CH2) 4-, -CH = CH- (CH2) 2-,- (CH2) 2-CH = CH-, -CH = N-, -CH = N-N = CH- or -N (O) = N-, and P1 and P3 are each independently -CH = CH -, -CF = CF- or -C≡C-, and the rings B1 to B3 are each independently trans-1,4-cyclohexylene, trans-1,4-cyclohexenylene, trans- 1,3-dioxane-2,5-diyl, trans-1-sila-1,4-cyclohexylene, trans-4-sila-1,4-cyclohexylene, naphthalene-2,6-diyl, 1,2, 3,4-the Represents trahydronaphthalene-2,6-diyl or decahydronaphthalene-2,6-diyl, where naphthalene-2,6-diyl and 1,2,3,4-tetrahydronaphthalene-2,6-diyl are unsubstituted Or it can have 1 or 2 F, Cl, CF3, OCF3 or CH3 as substituents, ring B3 can also be 1,4-phenylene, 2 or 3-fluoro-1,4-phenylene, 3,5 -Difluoro-1,4-phenylene, 2 or 3-chloro-1,4-phenylene, 2,3-dichloro-1,4-phenylene, 3,5-dichloro-1,4-phenylene, One or more hydrogen atoms present in the side chain group R1, polar group Q1, linking groups P1 to P3 and rings B1 to B3 may be substituted with deuterium atoms, and p1 to p3 are independent of each other. Represents 0 or 1 and p2 + p 3 is 0 or 1, and the atoms constituting the compounds of the general formulas (II-1) to (II-4) may be substituted with their isotope atoms.) The nematic liquid crystal composition according to claim 1, wherein the nematic liquid crystal composition contains one or more compounds. The liquid crystal component C is represented by the general formulas (III-1) to (III-4)

Wherein W1 to W3 and V are the same as defined in claims 1 and 5, and R2 and R3 are each independently an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkoxy group or an alkenyl having 2 to 10 carbon atoms. A group, an alkenyloxy group, the alkyl group, the alkoxy group, the alkenyl group or the alkenyloxy group having one or more F, Cl, CN, CH3 or CF3 as an unsubstituted or substituted group And / or one or more CH2 groups present in the alkyl group, the alkoxy group, the alkenyl group, or the alkenyloxy group may be defined as O, CO, as O atoms are not directly bonded to each other. Or Z 1 to Z 3 each independently represents H, F, Cl, CF 3, OCF 3 or CN, Z 3 may also each independently be —CH 3, and M 1 to M 3 Are independent of each other Single bond, -COO-, -OCO-, -CH2O-, -OCH2-,-(CH2) 2-,-(CH2) 4-, -CH = CH- (CH2) 2-,-(CH2) 2 -CH = CH-, -CH = N-, -CH = N-N = CH- or -N (O) = N-, wherein M1 and M3 are each independently -CH = CH-, -CF ═CF— or —C≡C—, and the rings C1 to C3 are each independently trans-1,4-cyclohexylene, trans-1,4-cyclohexenylene, trans-1,3- Dioxane-2,5-diyl, trans-1-sila-1,4-cyclohexylene, trans-4-sila-1,4-cyclohexylene, naphthalene-2,6-diyl, 1,2,3,4 Represents tetrahydronaphthalene-2,6-diyl or decahydronaphthalene-2,6-diyl, naphthalene-2,6-diyl and 1,2,3,4-tetrahydride Lonaphthalene-2,6-diyl can be unsubstituted or have 1 or 2 F, Cl, CF3, OCF3 or CH3 as substituents, and rings C1, C3 can also be 1,4-phenylene, 3-fluoro-1,4-phenylene, 2,3-difluoro-1,4-phenylene, 3,5-difluoro-1,4-phenylene, 2 or 3-chloro-1,4-phenylene, 2,3- It may be dichloro-1,4-phenylene, 3,5-dichloro-1,4-phenylene, one or two present in the side chain groups R2, R3, linking groups M1-M3 and rings C1-C3. The above hydrogen atoms may be substituted with deuterium atoms, m1 to m3 each independently represents 0 or 1, m2 + m3 is 0 or 1, and the above general formulas (III-1) to (III- The atoms constituting the compound of 4) may be substituted with the isotope atoms. The nematic liquid crystal composition according to claim 1, wherein the nematic liquid crystal composition comprises a compound selected from the group of compounds represented by:   The liquid crystal composition is a compound having a core structure having four six-membered rings, and the compound has one or more compounds having a liquid crystal phase-isotropic liquid phase transition temperature of 100 ° C. or higher. The nematic liquid crystal composition according to claim 1, wherein the nematic liquid crystal composition is contained.   The liquid crystal composition has a dielectric anisotropy of 2 to 40, a birefringence of 0.10 to 0.40, and a nematic phase-isotropic liquid phase transition temperature of 50 ° C to 180 ° C. The nematic liquid crystal composition according to any one of claims 1 to 7, which has a crystal phase, a smectic phase, or a glass phase-nematic phase transition temperature of -200 ° C to 0 ° C.   The nematic liquid crystal composition according to any one of claims 1 to 8, wherein the liquid crystal composition contains a compound having an optically active group having an induced helical pitch of 0.5 to 1000 µm.   An active matrix, twisted nematic, or super twisted nematic liquid crystal display device using the nematic liquid crystal composition according to claim 1.   An OCB mode or ECB mode liquid crystal display device using the nematic liquid crystal composition according to claim 1.   The light-scattering type liquid crystal display device which has a light control layer containing the liquid-crystal composition as described in any one of Claims 1-9, and a transparent solid substance.   13. The light scattering type according to claim 12, wherein in the light control layer, the liquid crystal composition forms a continuous layer, and the transparent solid substance forms a uniform three-dimensional network structure in the continuous layer. Liquid crystal display device.