JPH0959623A - Nematic liquid crystal composition and liquid crystal display using the same - Google Patents

Nematic liquid crystal composition and liquid crystal display using the same

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JPH0959623A
JPH0959623A JP7214629A JP21462995A JPH0959623A JP H0959623 A JPH0959623 A JP H0959623A JP 7214629 A JP7214629 A JP 7214629A JP 21462995 A JP21462995 A JP 21462995A JP H0959623 A JPH0959623 A JP H0959623A
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JP
Japan
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liquid crystal
group
crystal composition
nematic
independently
Prior art date
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Application number
JP7214629A
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Japanese (ja)
Inventor
Kiyobumi Takeuchi
清文 竹内
Tokue Ishida
徳恵 石田
Haruyoshi Takatsu
晴義 高津
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DIC Corp
Original Assignee
Dainippon Ink and Chemicals Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a nematic liquid crystal composition excellent in visual angle characteristics and useful as an electrooptical display material by incorporating a combination of a plurality of compounds having different constants of dielectric anisotropy in a liquid crystal composition comprising a specified liquid crystal compound. SOLUTION: This nematic liquid crystal composition comprises a liquid crystal compound having a nematic-isotropic liquid transition temperature TN-1 of 75 deg.C or above and a crystalline- or smectic-nematic transition temperature T→N of -10 deg.C, freed from a nitrogen atom and an ester group and containing 40-85wt.% 1st component containing three or more compounds having constants of dielectric anisotropy of -2 to +2 and 15-60wt.% 2nd component containing two or more compounds having a constant of dielectric anisotropy of +7 or above. The 2nd component is desirably contains 15-50wt.% compounds having constants of dielectric anisotropy of +10 or above.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、電気光学的表示材
料として有用なネマチック液晶組成物及びこれを用いた
液晶表示装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field 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 using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】液晶表示素子の代表的なものにTN-LCD
(ツイスティッド・ネマチック液晶表示素子)があり、
時計、電卓、電子手帳、ポケットコンピュータ、ワード
プロセッサ、パーソナルコンピュータなどに使用されて
いる。一方、OA機器の処理情報の増加に伴い、一画面
に表示される情報量が増大しており、シェファー(Sche
ffer)等[SID '85 Digest, 120頁(1985年)]、あるい
は衣川等[SID '86 Digest,122頁(1986年)]によって、
STN-LCD(スーパー・ツイスティッド・ネマチック液晶
表示素子)が開発され、ワードプロセッサ、パーソナル
コンピュータなどの高情報処理用の表示に広く普及しは
じめている。
2. Description of the Related Art A typical liquid crystal display element is a TN-LCD.
(Twisted nematic liquid crystal display element)
It is used in watches, calculators, electronic organizers, pocket computers, word processors, personal computers and the like. On the other hand, the amount of information displayed on one screen is increasing with the increase in processing information of OA devices.
ffer) et al. [SID '85 Digest, p. 120 (1985)] or Kinugawa et al. [SID '86 Digest, p. 122 (1986)]
STN-LCD (Super Twisted Nematic Liquid Crystal Display Device) has been developed and is beginning to be widely used in displays for high information processing such as word processors and personal computers.

【0003】更に、その表示品質が優れていることか
ら、アクティブ・マトリクス形液晶表示装置が液晶テレ
ビ、プロジェクター表示、コンピューター等のディスプ
レイの応用分野に有力なものとして市場に出されてい
る。アクティブ・マトリクス表示方式は、画素毎にTFT
(薄膜トランジスタ)あるいはMIM(メタル・インシュ
レータ・メタル)等のスイッチング素子が使われてお
り、この方式には漏れ電流の小さいこと、即ち高電圧保
持率であることが重要視されている。(以下、これらア
クティブ・マトリクス表示方式の液晶表示素子を総称し
てTFT-LCDと呼称する。)
Further, because of its excellent display quality, an active matrix type liquid crystal display device has been put on the market as an effective one for application fields of displays such as liquid crystal televisions, projector displays and computers. The active matrix display method uses a TFT for each pixel
A switching element such as (thin film transistor) or MIM (metal insulator metal) is used, and it is important in this method that leakage current is small, that is, high voltage holding ratio. (Hereinafter, these active matrix liquid crystal display elements are collectively referred to as TFT-LCD.)

【0004】従って、こ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、例え
ば特開平6−312949号公報、特公表5−5017
35号公報等の提案がなされている。
Therefore, in order to deal with such a display device, a new liquid crystal compound or liquid crystal composition is still used, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 6-31249, JP-A-5-5017.
No. 35, etc. have been proposed.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】TN-LCDやSTN-LCDに
は、液晶材料の化学的安定性、液晶表示装置の動作温度
及び表示特性等の課題がある。
The TN-LCD and STN-LCD have problems such as chemical stability of liquid crystal materials, operating temperature of liquid crystal display devices and display characteristics.

【0006】例えば、高時分割数のTN-LCDやSTN-LCDは
各種表示として使用されており、動作温度が広いこと、
良好な視角特性の為に複屈折率△nが小さいこと、応答
速度が速いことの要求もされている。しかしながら、動
作温度が広い液晶材料は複屈折率△nや応答速度の増加
により、良好な液晶材料を得ることを困難にさせてい
る。また、暗い画質を補う目的でバックライトを利用し
たSTN-LCDに用いられる場合、耐熱性及び耐光性等の化
学的安定性が新たに要求されている。
For example, a high time division number TN-LCD or STN-LCD is used as various displays and has a wide operating temperature.
It is also required that the birefringence index Δn be small and that the response speed be fast for good viewing angle characteristics. However, a liquid crystal material having a wide operating temperature makes it difficult to obtain a good liquid crystal material due to an increase in birefringence Δn and response speed. In addition, when used in an STN-LCD that uses a backlight for the purpose of compensating for dark image quality, chemical stability such as heat resistance and light resistance is newly required.

【0007】これらの要求特性に加えて、特にアクティ
ブ・マトリクス方式においては、均一で高いコントラス
トを得るために、漏れ電流が小さく、高い電圧保持率を
有することが重要である。この様な特性を得るために、
例えば、下記のような一般式(a−1)
In addition to these required characteristics, particularly in the active matrix system, it is important to have a small leakage current and a high voltage holding ratio in order to obtain a uniform and high contrast. In order to obtain such characteristics,
For example, the following general formula (a-1)

【0008】[0008]

【化4】 Embedded image

【0009】(式中、Rはアルキル基を表わす。)の化
合物が用いられてきた。しかしながら、これらの化合物
を用いても、広い温度範囲特に低温においてネマチック
液晶性を保持するためには、更に一般式(a−2)や
(a−3)
A compound of the formula (wherein R represents an alkyl group) has been used. However, even if these compounds are used, in order to maintain the nematic liquid crystallinity in a wide temperature range, particularly at a low temperature, the compounds represented by the general formulas (a-2) and (a-3) are further added.

【0010】[0010]

【化5】 Embedded image

【0011】(式中、Rはアルキル基を表わす。)の化
合物が併用されているのが現状であった。
At present, a compound of the formula (wherein R represents an alkyl group) is used in combination.

【0012】更に加えて、均一で高いコントラストの液
晶表示特性を得るために、液晶パネルの液晶層の厚み
(d)と液晶材料の複屈折率(△n)との積(△n・
d)を0.35〜0.6(以下、このことをファースト
ミニマムと呼称する。)、0.70〜1.4(以下、こ
のことをセカンドミニマムと呼称する。)あるいは1.
50〜2.2(以下、このことをサードミニマムと呼称
する。)とするのが好ましいとされている。現在の液晶
パネルの作製工程で行われている厚み(d)は約4.5
μm以上であることから、液晶材料の複屈折率(△n)
を0.07〜0.10、0.12〜0.14あるいは
0.15以上とすることが要求されている。しかし、よ
り小さいあるいはより大きい複屈折率を有する液晶材料
は、低温での相がスメクチック相やガラス状態になりや
すく、ネマチック液晶性を保持させることが新たな問題
となっている。
In addition, in order to obtain a uniform and high-contrast liquid crystal display characteristic, the product of the thickness (d) of the liquid crystal layer of the liquid crystal panel and the birefringence (Δn) of the liquid crystal material (Δn ·
d) is 0.35 to 0.6 (hereinafter, this is referred to as the first minimum), 0.70 to 1.4 (hereinafter, this is referred to as the second minimum), or 1.
It is said that it is preferable to set it to 50 to 2.2 (hereinafter, this is referred to as a third minimum). The thickness (d) used in the current liquid crystal panel manufacturing process is about 4.5.
Since it is more than μm, the birefringence of the liquid crystal material (Δn)
Is required to be 0.07 to 0.10, 0.12 to 0.14, or 0.15 or more. However, a liquid crystal material having a smaller or larger birefringence tends to have a smectic phase or a glass state at a low temperature, which causes a new problem of maintaining nematic liquid crystallinity.

【0013】本発明が解決しようとする課題は、上記の
問題に応えることにあり、低温において安定したネマチ
ック液晶性を有し、目的に応じた複屈折率△nを有し、
しかも充分に速い応答速度及び高い電圧保持率を有する
液晶組成物を提供し、この液晶組成物を用いた液晶表示
装置を提供することにある。
The problem to be solved by the present invention is to solve the above-mentioned problems, having stable nematic liquid crystallinity at low temperature, and having a birefringence Δn according to the purpose.
Moreover, it is to provide a liquid crystal composition having a sufficiently fast response speed and a high voltage holding ratio, and to provide a liquid crystal display device using the liquid crystal composition.

【0014】[0014]

【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、窒素原子及びエステル基を有しない液晶化
合物からなる液晶組成物であって、誘電率異方性が−2
〜+2の化合物を少なくとも3種以上含む第1成分を4
0〜85重量%含有し、+7以上の誘電率異方性が+7
以上の化合物を少なくとも2種以上含む第2成分を15
〜60重量%含有し、ネマチック相−等方性液体相転移
温度TN-Iが75℃以上であり、結晶相又はスメクチッ
ク相−ネマチック相転移温度T→Nが−10℃以下であ
ることを特徴とするネマチック液晶組成物を提供する。
In order to solve the above problems, the present invention is a liquid crystal composition comprising a liquid crystal compound having no nitrogen atom and no ester group, wherein the dielectric anisotropy is -2.
~ The first component containing at least three kinds of +2 compounds is 4
Contains 0 to 85% by weight and has a dielectric anisotropy of +7 or more of +7
The second component containing at least two kinds of the above compounds is used as 15
Content of ˜60% by weight, a nematic phase-isotropic liquid phase transition temperature T NI is 75 ° C. or higher, and a crystalline phase or a smectic phase-nematic phase transition temperature T → N is −10 ° C. or lower. A nematic liquid crystal composition is provided.

【0015】本発明の液晶組成物は、窒素原子及びエス
テル基を有しない液晶化合物からなることを特徴として
いる。窒素原子を有する代表的な化合物としては、シア
ノ基を有する化合物、ピリミジン環を有する化合物があ
り、しきい値電圧の低減や相溶性に優れたものである。
エステル基を有する化合物は、広いネマチック相を得る
のに有用なものである。本発明は、これらの化合物を用
いなくても、その特性と同等か、あるいはより改善され
た液晶組成物を見いだしたことにある。
The liquid crystal composition of the present invention is characterized by comprising a liquid crystal compound having neither a nitrogen atom nor an ester group. Representative compounds having a nitrogen atom include a compound having a cyano group and a compound having a pyrimidine ring, which are excellent in reduction of threshold voltage and compatibility.
The compound having an ester group is useful for obtaining a broad nematic phase. The present invention is to find a liquid crystal composition having the same or improved characteristics as those of the compounds without using these compounds.

【0016】本発明の液晶組成物は、第1成分として、
−2〜+2の誘電率異方性の液晶化合物を少なくとも3
種以上含有し、その総量が40〜85重量%の範囲で構
成し、第2成分として、+7以上の誘電率異方性の液晶
化合物を少なくとも2種以上含有し、その総量が15〜
60重量%の範囲で構成することによって、−10℃〜
+75℃より広いネマチック相の温度範囲にもかかわら
ず速い応答特性を得ることができ、光、熱、酸素、水分
あるいはシール剤、封口剤、配向膜等に対し極めて安定
で、高い電圧保持率を必要とする液晶表示装置を提供す
ることができる。
The liquid crystal composition of the present invention comprises, as the first component,
A liquid crystal compound having a dielectric anisotropy of −2 to +2 of at least 3 is used.
Or more, and the total amount thereof is in the range of 40 to 85% by weight. As the second component, at least two liquid crystal compounds having a dielectric anisotropy of +7 or more are contained, and the total amount is 15 to 85% by weight.
By constituting in the range of 60% by weight, -10 ℃ ~
Fast response characteristics can be obtained despite the temperature range of the nematic phase wider than + 75 ° C, and it is extremely stable against light, heat, oxygen, moisture, sealing agents, sealing agents, alignment films, etc., and has a high voltage holding ratio. The required liquid crystal display device can be provided.

【0017】この中で、第2成分として、+10以上の
誘電率異方性の化合物を15〜50重量%の範囲で含有
することが好ましく、+13以上の誘電率異方性の化合
物を15〜30重量%の範囲で含有することがより好ま
しい。この場合における第1成分は、45〜75重量%
の範囲が好ましく、50〜70重量%の範囲がより好ま
しい。
Among them, it is preferable that the second component contains a compound having a dielectric constant anisotropy of +10 or more in the range of 15 to 50% by weight, and a compound having a dielectric constant anisotropy of +13 or more is 15 to 50% by weight. It is more preferable to contain it in the range of 30% by weight. The first component in this case is 45 to 75% by weight.
Is preferable, and a range of 50 to 70% by weight is more preferable.

【0018】上記の液晶組成物には、例えば以下の化合
物を用いることが好ましい。第1成分の液晶化合物とし
て(1)一般式(I-1)〜(I-3)
The following compounds are preferably used in the above liquid crystal composition. As the liquid crystal compound of the first component, (1) general formulas (I-1) to (I-3)

【0019】[0019]

【化6】 [Chemical 6]

【0020】(式中、Z11、Z12、Z13及びZ14はそれ
ぞれ独立的に−C24−又は単結合を表わし、Z15は−
C≡C−又は単結合を表わし、R11、R12及びR13はそ
れぞれ独立的に炭素原子数2〜5の直鎖状アルキル基、
アルコキシ基、アルコキシアルキル基、アルケニル基又
はアルケニルオキシ基を表わし、R14、R15及びR16
それぞれ独立的に炭素原子数1〜10の直鎖状アルキル
基、アルコキシ基、アルコキシアルキル基、アルケニル
基又はアルケニルオキシ基を表わし、Y11、Y12及びY
13はそれぞれ独立的に水素原子、フッ素原子又は−CH
3を表わし、k、l及びmはそれぞれ独立的に0又は1
の整数を表わし、環A11及び環A12はそれぞれ独立的に
トランス−1,4−シクロヘキシレン基又は1,4−シ
クロヘキセニレン基を表わし、各化合物における1,4
−シクロヘキシレン基の水素原子(H)は重水素原子
(D)で置換されていても良い。)で表わされる化合物
からなる第1群から選ばれる化合物が好ましく、第2成
分の液晶化合物として(2)一般式(II-1)〜(II-3)
(In the formula, Z 11 , Z 12 , Z 13 and Z 14 each independently represent -C 2 H 4 -or a single bond, and Z 15 represents-.
C≡C- or a single bond, and R 11 , R 12 and R 13 are each independently a straight chain alkyl group having 2 to 5 carbon atoms,
Represents an alkoxy group, an alkoxyalkyl group, an alkenyl group or an alkenyloxy group, wherein R 14 , R 15 and R 16 are each independently a linear alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkoxy group, an alkoxyalkyl group or an alkenyl. A group or an alkenyloxy group, Y 11 , Y 12 and Y
13 are each independently a hydrogen atom, a fluorine atom or -CH
Represents 3 , and k, l and m are each independently 0 or 1
And the ring A 11 and the ring A 12 each independently represent a trans-1,4-cyclohexylene group or a 1,4-cyclohexenylene group, and 1,4 in each compound
The hydrogen atom (H) of the -cyclohexylene group may be replaced by a deuterium atom (D). ) A compound selected from the first group consisting of compounds represented by the formula (1) is preferable, and as the liquid crystal compound of the second component, (2) the general formulas (II-1) to (II-3)

【0021】[0021]

【化7】 [Chemical 7]

【0022】(式中、Z21及びZ23はそれぞれ独立的に
単結合、−C24−又は−C48−を表わし、Z22は−
24−又は−C48−を表わし、Z24は単結合又は−
C≡C−を表わし、R21、R22及びR23はそれぞれ独立
的に炭素原子数2〜10の直鎖状アルキル基、アルコキ
シ基、アルコキシアルキル基、アルケニル基又はアルケ
ニルオキシ基を表わし、X21、X22及びX23はそれぞれ
独立的にフッ素原子、塩素原子、−OCF3、−OCH
2又は−CF3を表わし、Y21、Y22及びY23はそれぞ
れ独立的に水素原子又はフッ素原子を表わし、p及びq
はそれぞれ独立的に0又は1の整数を表わし、各化合物
における1,4−シクロヘキシレン基の水素原子(H)
は重水素原子(D)で置換されていても良い。)で表わ
される化合物からなる第2群から選ばれる化合物が好ま
しい。
(In the formula, Z 21 and Z 23 each independently represent a single bond, —C 2 H 4 — or —C 4 H 8 —, and Z 22 represents —C 2 H 4 —.
C 2 H 4 — or —C 4 H 8 —, Z 24 is a single bond or —
Represents C≡C-, each R 21, R 22 and R 23 independently linear alkyl group having 2 to 10 carbon atoms, an alkoxy group, an alkoxyalkyl group, an alkenyl group or an alkenyloxy group, X 21 , X 22, and X 23 are each independently a fluorine atom, a chlorine atom, —OCF 3 , or —OCH.
F 2 or —CF 3 , Y 21 , Y 22 and Y 23 each independently represent a hydrogen atom or a fluorine atom, and p and q
Each independently represent an integer of 0 or 1, and the hydrogen atom (H) of the 1,4-cyclohexylene group in each compound
May be substituted with a deuterium atom (D). Compounds selected from the second group consisting of compounds represented by

【0023】更に、第1成分及び第2成分に加えて、
(3)一般式(III-1)〜(III-4)
Furthermore, in addition to the first and second components,
(3) General formulas (III-1) to (III-4)

【0024】[0024]

【化8】 Embedded image

【0025】(式中、Z31、Z32、Z33及びZ35はそれ
ぞれ独立的に単結合、−C24−又は−C48−を表わ
し、Z34は単結合、−C24−、−C48−又は−C≡
C−を表わし、R31、R32、R33、R34及びR35はそれ
ぞれ独立的に炭素原子数1〜5の直鎖状アルキル基又は
アルケニル基を表わし、X31、X32及びX33はそれぞれ
独立的に炭素原子数1〜5の直鎖状アルキル基、フッ素
原子、塩素原子、−OCF3、−OCHF2又は−CF3
を表わし、Y31、Y32、Y33、Y34、Y35、Y36
37、Y38及びY39はそれぞれ独立的に水素原子又はフ
ッ素原子を表わし、rは0、1又は2の整数を表わし、
各化合物における1,4−シクロヘキシレン基の水素原
子(H)は重水素原子(D)で置換されていても良
い。)で表わされる化合物からなる第3群から選ばれる
化合物を併用することが好ましい。
[0025] (wherein, Z 31, Z 32, Z 33 and Z 35 are each independently a single bond, -C 2 H 4 - or -C 4 H 8 - represents, Z 34 is a single bond, -C 2 H 4 −, −C 4 H 8 − or −C≡
C- represents R 31 , R 32 , R 33 , R 34 and R 35 each independently represents a linear alkyl group or alkenyl group having 1 to 5 carbon atoms, and X 31 , X 32 and X 33 each independently a linear alkyl group having 1 to 5 carbon atoms include a fluorine atom, a chlorine atom, -OCF 3, -OCHF 2 or -CF 3
Represents Y 31 , Y 32 , Y 33 , Y 34 , Y 35 , Y 36 ,
Y 37 , Y 38 and Y 39 each independently represent a hydrogen atom or a fluorine atom, and r represents an integer of 0, 1 or 2,
The hydrogen atom (H) of the 1,4-cyclohexylene group in each compound may be replaced with a deuterium atom (D). It is preferable to use a compound selected from the third group consisting of the compounds represented by

【0026】この様にして得られた本発明の液晶組成物
は、アクティブ・マトリクス液晶表示装置やツイスティ
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に用いること有用であり、広い温度
範囲で駆動電圧の温度変化がより小さく、低温での応答
速度がより速い液晶表示装置を提供することができる。
The liquid crystal composition of the present invention thus obtained is useful for use in an active matrix liquid crystal display device or a twisted nematic or super twisted nematic liquid crystal display device, and has a wide temperature range. It is possible to provide a liquid crystal display device having a smaller change in driving voltage with temperature and a faster response speed at low temperatures.

【0027】尚、各々の液晶化合物の誘電率異方性△ε
は、下記液晶材料に被測定化合物を混合し、これを平行
板パネルに注入し、日本電子機械工業会規格(EIAJED-2
521page29)に基づき、交流ブリッジ法(ヒューレット
パカー社製4192A)を用い、サイン波1KHz、印加電
圧0.5V、測定温度20℃の条件で、混合物の分子長
軸方向の誘電率ε‖と分子単軸方向ε⊥の誘電率を測定
し、△ε=ε‖−ε⊥の定義から誘電率異方性△εを求
め、これらの値から外挿によって決定した。
The dielectric anisotropy Δε of each liquid crystal compound
Mixes the compound to be measured with the liquid crystal material below and injects it into a parallel plate panel, and the electronic machinery industry standard (EIAJED-2
521page29), using the AC bridge method (4192A manufactured by Hewlett-Packard Co.), the sine wave of 1 KHz, the applied voltage of 0.5 V, and the measurement temperature of 20 ° C., the dielectric constant ε∥ of the molecular long axis direction of the mixture and the molecular simple The dielectric constant in the axial direction ε⊥ was measured, the dielectric anisotropy Δε was obtained from the definition of Δε = ε‖−ε⊥, and extrapolation was performed from these values.

【0028】[0028]

【化9】 Embedded image

【0029】本発明に係わる(1)一般式(I-1)〜(I
-3)で表わされる化合物からなる第1群の化合物は、以
下に示す一般式(I-4)〜(I-13)で表わされる化合物
群から選ばれることが好ましい。
(1) General formulas (I-1) to (I
The compound of the first group consisting of the compound represented by the formula (3) is preferably selected from the group of compounds represented by the following general formulas (I-4) to (I-13).

【0030】[0030]

【化10】 Embedded image

【0031】(式中、R11、R12、R13、R14、R15
びR16は一般式(I-1)〜(I-3)におけると同じ意味を
表わす。)
(In the formula, R 11 , R 12 , R 13 , R 14 , R 15 and R 16 have the same meanings as in formulas (I-1) to (I-3).)

【0032】このような代表的な化合物としてNo.(1-
1)〜(1-21)の化合物とその相転移温度及び誘電率異
方性△εを下記第1表に示す。また、各液晶化合物は、
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。
No. (1-
The compounds 1) to (1-21), their phase transition temperatures and dielectric anisotropy Δε are shown in Table 1 below. In addition, each liquid crystal compound,
Impurities were removed by a method such as distillation, column purification, and recrystallization, and a sufficiently purified product was used.

【0033】[0033]

【表1】 [Table 1]

【0034】(表中、Cは結晶相を、Sはスメクチック
相を、Nはネマチック相を、Iは等方性液体相をそれぞ
れ表わす。)
(In the table, C is a crystalline phase, S is a smectic phase, N is a nematic phase, and I is an isotropic liquid phase.)

【0035】第1群における好ましい化合物は、側鎖基
11〜R13がアルキル基又はアルケニル基、側鎖基R14
〜R16がアルキル基、アルコキシ基、アルケニル基又は
アルケニルオキシ基である。この場合、炭素原子数はよ
り小さいものが好ましく、同一化合物での側鎖基R11
13と側鎖基R14〜R16の炭素原子数の和が4〜8が好
ましい。更に好ましいのは側鎖基R11〜R13がアルケニ
ル基の化合物を少なくとも1種以上含有させることであ
る。この場合、CH2=CH−又はCH2=CH−CH2
CH2−が特に好ましい。この様にすることで、第2成
分特に本発明の第2群から選ばれる化合物との組み合わ
せによってより広いネマチック相を得ることが見いださ
れた。複屈折率を比較的小さくするには一般式(I-1)
又は(I-2)を用いるとよく、更に詳しくは一般式(I-
4)〜(I-9)が好ましい。複屈折率を比較的大きくする
には一般式(I-3)を用いるとよく、更に詳しくは一般
式(I-10)〜(I-13)が好ましい。中位の複屈折率には
これらを併用することが好ましい。これら何れの場合に
おいても、第1成分として3〜15種の成分数を用いる
ことができるが、3〜10種の成分数が好ましく、3〜
7種の成分数がより好ましい。
Preferred compounds in the first group are those in which the side chain groups R 11 to R 13 are an alkyl group or an alkenyl group, and the side chain group R 14 is
To R 16 are alkyl groups, alkoxy groups, alkenyl groups or alkenyloxy groups. In this case, it is preferable that the number of carbon atoms is smaller, and the side chain group R 11 to R
The total number of carbon atoms of R 13 and the side chain groups R 14 to R 16 is preferably 4 to 8. More preferably, the side chain groups R 11 to R 13 contain at least one compound having an alkenyl group. In this case, CH 2 = CH- or CH 2 = CH-CH 2 -
CH 2 - is particularly preferred. By doing so, it has been found that a wider nematic phase can be obtained by combining the second component, especially the compound selected from the second group of the present invention. To make the birefringence relatively small, general formula (I-1)
Alternatively, (I-2) may be used, and more specifically, the compound represented by the general formula (I-
4) to (I-9) are preferable. In order to make the birefringence relatively large, the general formula (I-3) may be used, and more specifically, the general formulas (I-10) to (I-13) are preferable. It is preferable to use these in combination for the medium birefringence. In any of these cases, the number of components of 3 to 15 types can be used as the first component, but the number of components of 3 to 10 types is preferable and 3 to
Seven types of components are more preferable.

【0036】本発明に係わる(2)一般式(II-1)〜
(II-3)で表わされる化合物からなる第2群から選ばれ
る化合物は、以下に示す一般式(II-4)〜(II-13)で
表わされる化合物群から選ばれることが好ましい。
(2) General formula (II-1) to
The compound selected from the second group consisting of the compound represented by (II-3) is preferably selected from the compound group represented by the following general formulas (II-4) to (II-13).

【0037】[0037]

【化11】 Embedded image

【0038】(式中、R21、R22及びR23は一般式(II
-1)〜(II-3)におけると同じ意味を表わす。)
(In the formula, R 21 , R 22 and R 23 are represented by the general formula (II
-1) to (II-3) have the same meanings. )

【0039】このような代表的な化合物としてNo.(2-
1)〜(2-13)の化合物とその相転移温度及び誘電率異
方性△εを下記第2表に示す。また、各液晶化合物は、
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。
No. (2-
The compounds 1) to (2-13), their phase transition temperatures, and the dielectric anisotropy Δε are shown in Table 2 below. In addition, each liquid crystal compound,
Impurities were removed by a method such as distillation, column purification, and recrystallization, and a sufficiently purified product was used.

【0040】[0040]

【表2】 [Table 2]

【0041】(表中、Cは結晶相を、Sはスメクチック
相を、Nはネマチック相を、Iは等方性液体相をそれぞ
れ表わす。)
(In the table, C is a crystalline phase, S is a smectic phase, N is a nematic phase, and I is an isotropic liquid phase.)

【0042】第2群における好ましい化合物は、側鎖基
21〜R23がアルキル基又はアルケニル基であり、炭素
原子数はより小さいものがよく、2〜5が好ましい。更
に好ましいのは側鎖基R21〜R23がアルケニル基の化合
物を少なくとも1種以上含有させることである。この場
合、CH2=CH−又はCH2=CH−CH2−CH2−が特
に好ましい。また、誘電率異方性△εは7以上である
が、10以上が好ましく、13以上が更に好ましく、1
5以上が特に好ましい。より詳しくは、一般式(II-
4)、(II-8)〜(II-13)で表わされる化合物が特に好
ましい。この様にすることで、第1成分特に本発明の第
1群から選ばれる化合物との組み合わせによってより広
いネマチック相を得ることが見いだされた。複屈折率を
比較的小さくするには一般式(II-1)又は(II-2)を用
いるとよく、更に詳しくは一般式(II-4)〜(II-8)が
好ましい。複屈折率を比較的大きくするには一般式(II
-3)を用いるとよく、更に詳しくは一般式(II-9)〜
(II-13)が好ましい。中位の複屈折率にはこれらを併
用することが好ましい。これら何れの場合においても、
第2成分として2〜10種の成分数を用いることができ
るが、3〜10種の成分数が好ましく、3〜6種の成分
数がより好ましい。
Preferred compounds in the second group are those in which the side chain groups R 21 to R 23 are an alkyl group or an alkenyl group and have a smaller number of carbon atoms, and 2 to 5 are preferred. More preferably, the side chain groups R 21 to R 23 contain at least one compound having an alkenyl group. In this case, CH 2 = CH- or CH 2 = CH-CH 2 -CH 2 - is particularly preferred. The dielectric anisotropy Δε is 7 or more, preferably 10 or more, more preferably 13 or more, and 1
Particularly preferred is 5 or more. More specifically, the general formula (II-
Compounds represented by 4) and (II-8) to (II-13) are particularly preferable. By doing so, it was found that a broader nematic phase can be obtained by combining the first component, especially the compound selected from the first group of the present invention. In order to make the birefringence relatively small, the general formula (II-1) or (II-2) may be used, and more specifically, the general formulas (II-4) to (II-8) are preferable. To make the birefringence relatively large, the general formula (II
-3) is preferably used, and more specifically, general formula (II-9) to
(II-13) is preferable. It is preferable to use these in combination for the medium birefringence. In any of these cases,
Although the number of components of 2 to 10 types can be used as the second component, the number of components of 3 to 10 types is preferable, and the number of components of 3 to 6 types is more preferable.

【0043】更に本発明は、(3)一般式(III-1)〜
(III-4)で表わされる化合物からなる第3群から選ば
れる化合物を上述の液晶組成物と組み合わせることによ
り、他の特性を損なうことなく、例えばしきい値電圧や
応答速度の増加を抑えて、ネマチック相−等方性液体相
転移温度(TN-I)を効率良く改善させ、高温度範囲で
使用可能なネマチック液晶組成物を調整出来ることを見
い出した。また、低温においてもネマチック相を誘起拡
大させる効果があり、従って低温でのネマチック液晶性
の長期保存が期待される。また更には、複屈折率(△
n)を最適化することができるので、液晶表示装置の視
野角特性の向上、コントラスト比の増加を行うことがで
きる。
The present invention further includes (3) the general formula (III-1) to
By combining a compound selected from the third group consisting of the compounds represented by (III-4) with the above liquid crystal composition, for example, an increase in threshold voltage or response speed can be suppressed without impairing other characteristics. It has been found that the nematic phase-isotropic liquid phase transition temperature (T NI ) can be efficiently improved and a nematic liquid crystal composition that can be used in a high temperature range can be prepared. Further, it has the effect of inducing and expanding the nematic phase even at low temperature, and therefore, long-term preservation of nematic liquid crystallinity at low temperature is expected. Furthermore, the birefringence ((△
Since n) can be optimized, the viewing angle characteristics and the contrast ratio of the liquid crystal display device can be improved.

【0044】本発明に係わる(3)一般式(III-1)〜
(III-4)の化合物からなる第3群から選ばれる化合物
のうち、代表的な化合物としてNo.(3-1)〜(3-9)の
化合物とその転移温度及び誘電率異方性△εを下記第3
表に示す。ここで、No.(3-1)〜(3-3)の化合物は第
1成分に属するものであり、No.(3-4)〜(3-6)の化
合物は第2成分に属するものであり、No.(3-7)〜(3-
9)の化合物はその他の成分に属するものである。ま
た、各液晶化合物は、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。
(3) General formula (III-1) according to the present invention
Of the compounds selected from the third group consisting of the compounds of (III-4), the compounds of Nos. (3-1) to (3-9) as typical compounds and their transition temperatures and dielectric anisotropies Δ ε is the third
It is shown in the table. Here, the compounds of No. (3-1) to (3-3) belong to the first component, and the compounds of No. (3-4) to (3-6) belong to the second component. And No. (3-7) to (3-
The compound of 9) belongs to other components. In addition, each liquid crystal compound was used after being sufficiently purified by removing impurities by methods such as distillation, column purification, and recrystallization.

【0045】[0045]

【表3】 [Table 3]

【0046】(表中、Cは結晶相を、Sはスメクチック
相を、Nはネマチック相を、Iは等方性液体相をそれぞ
れ表わす。)
(In the table, C is a crystalline phase, S is a smectic phase, N is a nematic phase, and I is an isotropic liquid phase.)

【0047】更に本発明の液晶組成物の特徴は、一般式
(I-1)〜(III-4)で表わされる第1群、第2群及び第
3群から選ばれた化合物のうち、1種又はそれ以上の化
合物が、各化合物における1,4−シクロヘキシレン基
の1個又はそれ以上の水素原子(H)が重水素原子で置
換された化合物を含有してもよい点にある。この様な液
晶組成物は、低温でのネマチック相を安定させる性質が
あり、特に低温に保存してもネマチック液晶性をより長
期に保存できるものである。本発明者らは、重水素原子
に置換したシクロヘキサン環を有する化合物の効果を特
願平5−104144号明細書、特願平5−18273
4号明細書等で明かにしたが、本発明は更にこの効果を
優れたものとしている。即ち、この特徴により、本発明
の液晶組成物は、低温に保存してもネマチック性を長時
間有することができるものである。
The liquid crystal composition of the present invention is further characterized in that among the compounds represented by the general formulas (I-1) to (III-4) selected from the first group, the second group and the third group, The point is that one or more compounds may contain a compound in which one or more hydrogen atoms (H) of the 1,4-cyclohexylene group in each compound are replaced with deuterium atoms. Such a liquid crystal composition has a property of stabilizing a nematic phase at a low temperature, and in particular, the nematic liquid crystallinity can be preserved for a longer period even when stored at a low temperature. The present inventors have confirmed the effects of a compound having a cyclohexane ring substituted with a deuterium atom, in Japanese Patent Application Nos. 5-104144 and 5-18273.
As has been made clear in the specification of No. 4, etc., the present invention further enhances this effect. That is, due to this characteristic, the liquid crystal composition of the present invention can have nematic properties for a long time even when stored at low temperature.

【0048】更にまた、本発明の液晶組成物は、一般式
(I-1)〜(III-4)の化合物に加えて、液晶組成物の他
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もよい。
Furthermore, the liquid crystal composition of the present invention is recognized as a liquid crystal compound in order to improve other characteristics of the liquid crystal composition in addition to the compounds of the general formulas (I-1) to (III-4). Ordinary nematic liquid crystal, smectic liquid crystal, cholesteric liquid crystal and the like may be contained.

【0049】この様にして得られた本発明の液晶組成物
は、後述の実施例に示したように、80℃以上のネマチ
ック相−等方性液体相転移温度(TN-I)で、結晶相又
はスメクチック相−ネマチック相転移温度(T→N)が
約−20℃以下と広い温度でネマチック相を有し、0.
080以上の複屈折率△n、2.0V前後のしきい値電
圧Vth、25ms以下の応答性を示す特性を得ることが
できた。
The liquid crystal composition of the present invention thus obtained has a crystalline phase at a nematic phase-isotropic liquid phase transition temperature (T NI ) of 80 ° C. or higher, as shown in Examples described later. Alternatively, the smectic phase-nematic phase transition temperature (T → N ) has a nematic phase in a wide temperature range of about −20 ° C. or lower, and 0.
It was possible to obtain characteristics showing a birefringence Δn of 080 or more, a threshold voltage V th of about 2.0 V and a response of 25 ms or less.

【0050】また、本発明のネマチック液晶組成物は、
後述の実施例に示した加熱促進テスト、紫外線照射促進
テストを行ったところ、各促進テスト後も99%以上の
高い電圧保持率を有することや化学的にも非常に安定で
高い抵抗値を有することが確認された。
The nematic liquid crystal composition of the present invention is
When the heating acceleration test and the ultraviolet irradiation acceleration test shown in the examples described later were performed, it has a high voltage holding ratio of 99% or more even after each acceleration test, and is chemically stable and has a high resistance value. It was confirmed.

【0051】このように、本発明のネマチック液晶組成
物は、広い温度範囲で液晶性を示し、しかも充分に高い
電圧保持率を有する液晶組成物であり、フリッカが発生
せず、コントラストに優れた液晶表示装置を提供するこ
とが可能となった。また、アクティブ・マトリクス液晶
表示装置を作製したところ、フリッカが発生せずコント
ラストに優れた液晶表示装置を作製することができた。
更に、TN-LCDやSTN-LCD液晶表示パネルを作製したとこ
ろ、広範な駆動周波数で表示可能であることが確認され
た。
As described above, the nematic liquid crystal composition of the present invention is a liquid crystal composition which exhibits liquid crystallinity in a wide temperature range and has a sufficiently high voltage holding ratio, which does not cause flicker and is excellent in contrast. It has become possible to provide a liquid crystal display device. Further, when an active matrix liquid crystal display device was produced, a liquid crystal display device having excellent contrast without producing flicker could be produced.
Furthermore, when TN-LCD and STN-LCD liquid crystal display panels were manufactured, it was confirmed that display was possible in a wide range of drive frequencies.

【0052】[0052]

【実施例】以下、実施例を挙げて本発明を詳述するが、
本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。実
施例中、測定した特性の各記号の意味は以下の通りであ
る。
The present invention will be described in detail below with reference to examples.
The present invention is not limited to these examples. In the examples, the meanings of the symbols of the measured characteristics are as follows.

【0053】TN-I : ネマチック相−等方性液体相
転移温度(℃) T→N : 結晶相又はスメクチック相−ネマチック相
転移温度(℃) Vth : 液晶層の厚みdが6μmのTN-LCDのしきい
値電圧(V) △ε : 誘電異方性 △n : 複屈折率 η : 20℃における粘度(c.p.) τr=τd : 液晶の立ち上がりと立ち下がりが等しくな
った時間(ms) 又、組成物の促進テストは、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、
180℃、1時間の加熱促進テスト、及び10時間の紫
外線照射促進テスト「SUNTEST」(オリジナルハ
ナウ社製)で行った。液晶組成物の比抵抗と電圧保持率
は促進テスト前後で測定した。
T NI : Nematic phase-isotropic liquid phase transition temperature (° C.) T → N : Crystal phase or smectic phase-nematic phase transition temperature (° C.) V th : TN-LCD having a liquid crystal layer thickness d of 6 μm Threshold voltage (V) Δε: Dielectric anisotropy Δn: Birefringence η: Viscosity at 20 ° C. (cp) τ r = τ d : Time at which rise and fall of liquid crystal become equal (Ms) Further, in the accelerated test of the composition, 2 g of the liquid crystal composition was put into an ampoule tube, deaerated under vacuum, and then subjected to nitrogen substitution treatment and sealed.
The test was conducted at 180 ° C. for 1 hour for heating promotion test and for 10 hours for ultraviolet irradiation promotion test “SUNTEST” (manufactured by Original Hanau). The specific resistance and voltage holding ratio of the liquid crystal composition were measured before and after the accelerated test.

【0054】(実施例1)(Example 1)

【0055】[0055]

【化12】 [Chemical 12]

【0056】からなるネマチック液晶組成物(4−1)
を調整し、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 : 105.6 ℃ T→N : −35. ℃ Vth : 2.29 V △ε : 5.1 △n : 0.124 η : 17.1 c.p. τr=τd : 14.9 ms テスト前の比抵抗 : 5.8×1015Ω c
m 加熱促進テスト後比抵抗 : 6.3×1014Ω c
m 紫外線照射促進テスト後比抵抗: 5.3×1014Ω c
m テスト前の電圧保持率 : 99.9%(測
定温度80℃) 加熱促進テスト後電圧保持率 : 99.7%(測
定温度80℃) 紫外線照射促進テスト後電圧保持率: 99.7%(測
定温度80℃) このネマチック液晶組成物(4−1)を構成材料とする
アクティブ・マトリクス液晶表示装置を作製したとこ
ろ、漏れ電流が小さくフリッカの発生しない優れたもの
であることが確認できた。
A nematic liquid crystal composition (4-1) comprising
Was adjusted and various properties of this composition were measured. The results were as follows. T NI : 105.6 ° C. T → N : −35. C. V th : 2.29 V Δε: 5.1 Δn: 0.124 η: 17.1 c. p. τ r = τ d : 14.9 ms Specific resistance before test: 5.8 × 10 15 Ω c
Specific resistance after m heating acceleration test: 6.3 × 10 14 Ω c
m Specific resistance after UV irradiation acceleration test: 5.3 × 10 14 Ω c
m Voltage holding ratio before test: 99.9% (Measuring temperature 80 ° C) Voltage holding ratio after heating accelerated test: 99.7% (Measuring temperature 80 ° C) Voltage holding ratio after ultraviolet irradiation accelerated test: 99.7% ( A measurement temperature of 80 ° C.) An active matrix liquid crystal display device using the nematic liquid crystal composition (4-1) as a constituent material was manufactured, and it was confirmed that the leakage current was small and flicker did not occur.

【0057】またこのネマチック液晶組成物(4−1)
にカイラル物質「S−811」(メルク社製)を添加し
て液晶組成物を調製した。一方、対向する平面透明電極
上に「サンエバー150」(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220度のSTN-LCD
表示用セルを作製した。上記の液晶組成物をこのセルに
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、しきい値電圧が低く、高時分割特性に優れ、
表示画面のちらつきやクロストーク現象が改善されたST
N-LCD表示特性を示す液晶表示装置が得られた。
The nematic liquid crystal composition (4-1)
A liquid crystal composition was prepared by adding a chiral substance "S-811" (manufactured by Merck & Co., Inc.) to. On the other hand, an organic film of "SAN EVER 150" (manufactured by Nissan Kagaku Co., Ltd.) is rubbed on the opposing flat transparent electrodes to form an alignment film, and STN-LCD with a twist angle of 220 degrees is formed.
A display cell was produced. The liquid crystal composition was injected into this cell to form a liquid crystal display device, and the display characteristics were measured.
As a result, the threshold voltage is low, high time division characteristics are excellent,
ST with improved display screen flickering and crosstalk
A liquid crystal display device exhibiting N-LCD display characteristics was obtained.

【0058】(比較例1)(Comparative Example 1)

【0059】[0059]

【化13】 Embedded image

【0060】からなる比較液晶(a−4)を調整し、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 : 106.7 ℃ T→N : +17. ℃ Vth : 2.21 V △ε : 5.6 △n : 0.080 η : 25.7 c.p. τr=τd : 30.8 ms テスト前の比抵抗 : 7.8×1013Ω c
m 加熱促進テスト後比抵抗 : 5.3×1013Ω c
m 紫外線照射促進テスト後比抵抗: 5.0×1013Ω c
m テスト前の電圧保持率 : 99.1%(測
定温度80℃) 加熱促進テスト後電圧保持率 : 98.2%(測
定温度80℃) 紫外線照射促進テスト後電圧保持率: 98.3%(測
定温度80℃) この比較液晶(a−4)を実施例1と比較すると、T
N-I、Vth、△εの特性はほぼ同等でありながら、実施
例1の液晶組成物のほうが粘度で35%、応答速度で5
0%の低減がなされ、比抵抗では約1桁向上し、電圧保
持率ではほぼ100%に近い結果であった。これは、△
n−2〜+2の誘電率異方性の化合物に相当する化合物
及び+7以上の誘電率異方性の化合物に相当する化合物
を含有しているかいないかの違いによるものであり、本
発明の液晶組成物がより優れたものであることが確認さ
れた。
A comparative liquid crystal (a-4) consisting of was prepared and various properties of this composition were measured. The results were as follows. T NI : 106.7 ° C. T → N : +17. C. V th : 2.21 V Δε: 5.6 Δn: 0.080 η: 25.7 c. p. τ r = τ d : 30.8 ms Specific resistance before test: 7.8 × 10 13 Ω c
Specific resistance after m heating acceleration test: 5.3 × 10 13 Ω c
m Specific resistance after UV irradiation acceleration test: 5.0 × 10 13 Ω c
m Voltage holding ratio before test: 99.1% (Measuring temperature 80 ℃) Voltage holding ratio after heating acceleration test: 98.2% (Measuring temperature 80 ℃) Voltage holding ratio after UV irradiation acceleration test: 98.3% ( (Measurement temperature: 80 ° C.) When this comparative liquid crystal (a-4) is compared with Example 1, T
Although the characteristics of NI , V th , and Δε are almost the same, the liquid crystal composition of Example 1 has a viscosity of 35% and a response speed of 5%.
The reduction was 0%, the specific resistance was improved by about one digit, and the voltage holding ratio was close to 100%. This is △
This is due to the difference in whether or not the compound corresponding to the compound having an anisotropy of dielectric constant of n−2 to +2 and the compound corresponding to the compound having anisotropy of dielectric constant of +7 or more are contained. It was confirmed that the composition was superior.

【0061】(実施例2)(Example 2)

【0062】[0062]

【化14】 Embedded image

【0063】からなるネマチック液晶組成物(4−2)
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 : 87.9 ℃ T→N : −30. ℃ Vth : 2.50 V △ε : 3.5 △n : 0.115 η : 13.2 c.p. τr=τd : 15.3 ms
A nematic liquid crystal composition (4-2) consisting of
Was prepared and various properties of this composition were measured. The results were as follows. T NI : 87.9 ° C. T → N : −30. C. V th : 2.50 V Δε: 3.5 Δn: 0.115 η: 13.2 c. p. τ r = τ d : 15.3 ms

【0064】(実施例3)(Example 3)

【0065】[0065]

【化15】 Embedded image

【0066】からなるネマチック液晶組成物(4−3)
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 : 104.9 ℃ T→N : −25. ℃ Vth : 2.40 V △ε : 4.6 △n : 0.104 τr=τd : 18.3 ms
A nematic liquid crystal composition (4-3) consisting of
Was prepared and various properties of this composition were measured. The results were as follows. T NI : 104.9 ° C. T → N : −25. ° C V th : 2.40 V Δε: 4.6 Δn: 0.104 τ r = τ d : 18.3 ms

【0067】(実施例4)(Example 4)

【0068】[0068]

【化16】 Embedded image

【0069】からなるネマチック液晶組成物(4−4)
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 : 100.3 ℃ T→N : −30. ℃ Vth : 2.33 V △ε : 4.6 △n : 0.093 τr=τd : 22.9 ms
A nematic liquid crystal composition (4-4) consisting of
Was prepared and various properties of this composition were measured. The results were as follows. T NI : 100.3 ° C. T → N : −30. C V th : 2.33 V Δε: 4.6 Δn: 0.093 τ r = τ d : 22.9 ms

【0070】(実施例5)(Example 5)

【0071】[0071]

【化17】 Embedded image

【0072】からなるネマチック液晶組成物(4−5)
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 : 81.0 ℃ T→N : −27. ℃ Vth : 2.46 V △ε : 3.3 △n : 0.092 τr=τd : 15.2 ms
A nematic liquid crystal composition (4-5) consisting of
Was prepared and various properties of this composition were measured. The results were as follows. T NI : 81.0 ° C. T → N : −27. V C th : 2.46 V Δε: 3.3 Δn: 0.092 τ r = τ d : 15.2 ms

【0073】(実施例6)(Example 6)

【0074】[0074]

【化18】 Embedded image

【0075】からなるネマチック液晶組成物(4−6)
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 : 88.6 ℃ T→N : −40. ℃ Vth : 1.85 V △ε : 4.3 △n : 0.077 τr=τd : 26.0 ms テスト前の比抵抗 : 4.9×1013Ω c
m 加熱促進テスト後比抵抗 : 1.2×1013Ω c
m 紫外線照射促進テスト後比抵抗: 1.1×1013Ω c
m テスト前の電圧保持率 : 99.7%(測
定温度80℃) 加熱促進テスト後電圧保持率 : 99.2%(測
定温度80℃) 紫外線照射促進テスト後電圧保持率: 99.3%(測
定温度80℃)
A nematic liquid crystal composition (4-6) consisting of
Was prepared and various properties of this composition were measured. The results were as follows. T NI : 88.6 ° C. T → N : −40. ° C V th : 1.85 V Δε: 4.3 Δn: 0.077 τ r = τ d : 26.0 ms Specific resistance before test: 4.9 × 10 13 Ω c
Specific resistance after m heating acceleration test: 1.2 × 10 13 Ω c
m Specific resistance after UV irradiation acceleration test: 1.1 × 10 13 Ω c
m Voltage holding ratio before test: 99.7% (Measuring temperature 80 ° C) Voltage holding ratio after heating acceleration test: 99.2% (Measuring temperature 80 ° C) Voltage holding ratio after ultraviolet irradiation acceleration test: 99.3% ( (Measurement temperature 80 ℃)

【0076】(実施例7)(Example 7)

【0077】[0077]

【化19】 Embedded image

【0078】からなるネマチック液晶組成物(4−7)
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 : 90 .1 ℃ T→N : −30. ℃ Vth : 1.95 V △ε : 4.1 △n : 0.085 τr=τd : 21.3 ms
A nematic liquid crystal composition consisting of (4-7)
Was prepared and various properties of this composition were measured. The results were as follows. T NI : 90. 1 ° C. T → N : −30. ° C V th : 1.95 V Δε: 4.1 Δn: 0.085 τ r = τ d : 21.3 ms

【0079】[0079]

【発明の効果】本発明により、用途に応じた複屈折率△
nが得られ、高速応答性を示し、広い温度範囲でネマチ
ック相を示すネマチック液晶組成物が得られる。更に長
期の低温保存においてネマチック液晶性を保持する効果
を有し、高い電圧保持率を有し、しかも化学的安定性が
高い。
According to the present invention, the birefringence index Δ according to the use
n is obtained, and a nematic liquid crystal composition exhibiting a high-speed response and exhibiting a nematic phase in a wide temperature range is obtained. Further, it has the effect of maintaining nematic liquid crystallinity during long-term low temperature storage, has a high voltage holding ratio, and has high chemical stability.

【0080】従って、これを用いた本発明の液晶表示装
置は、視角特性に優れ、表示画面のちらつき、クロスト
ーク現象を改善することができ、情報量の多いTN-LCD、
STN-LCDあるいはアクティブ・マトリクス方式において
良好な駆動特性及び表示特性が得られる。
Therefore, the liquid crystal display device of the present invention using this is excellent in viewing angle characteristics, can improve the flickering of the display screen and the crosstalk phenomenon, and has a large amount of information.
Good drive and display characteristics can be obtained with STN-LCD or active matrix type.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 窒素原子及びエステル基を有しない液晶
化合物からなる液晶組成物において、誘電率異方性が−
2〜+2の化合物を少なくとも3種以上含む第1成分を
40〜85重量%含有し、誘電率異方性が+7以上の化
合物を少なくとも2種以上含む第2成分を15〜60重
量%含有し、ネマチック相−等方性液体相転移温度T
N-Iが75℃以上であり、結晶相又はスメクチック相−
ネマチック相転移温度T→Nが−10℃以下であること
を特徴とするネマチック液晶組成物。
1. A liquid crystal composition comprising a liquid crystal compound having neither a nitrogen atom nor an ester group has a dielectric anisotropy of −
40 to 85% by weight of the first component containing at least 3 or more compounds of 2 to +2, and 15 to 60% by weight of the second component of at least two compounds having a dielectric anisotropy of +7 or more. , Nematic phase-isotropic liquid phase transition temperature T
NI is 75 ° C or higher, crystalline phase or smectic phase-
A nematic liquid crystal composition having a nematic phase transition temperature T → N of −10 ° C. or lower.
【請求項2】 第2成分において、誘電率異方性が+1
0以上の化合物を15〜50重量%含有することを特徴
とする請求項1記載のネマチック液晶組成物。
2. The second component has a dielectric anisotropy of +1.
The nematic liquid crystal composition according to claim 1, containing 0 to 50% by weight of a compound.
【請求項3】 第1成分が(1)一般式(I-1)〜(I-
3) 【化1】 (式中、Z11、Z12、Z13及びZ14はそれぞれ独立的に
−C24−又は単結合を表わし、Z15は−C≡C−又は
単結合を表わし、R11、R12及びR13はそれぞれ独立的
に炭素原子数2〜5の直鎖状アルキル基、アルコキシ
基、アルコキシアルキル基、アルケニル基又はアルケニ
ルオキシ基を表わし、R14、R15及びR16はそれぞれ独
立的に炭素原子数1〜10の直鎖状アルキル基、アルコ
キシ基、アルコキシアルキル基、アルケニル基又はアル
ケニルオキシ基を表わし、Y11、Y12及びY13はそれぞ
れ独立的に水素原子、フッ素原子又は−CH3を表わ
し、k、l及びmはそれぞれ独立的に0又は1の整数を
表わし、環A11及び環A12はそれぞれ独立的にトランス
−1,4−シクロヘキシレン基又は1,4−シクロヘキ
セニレン基を表わし、各化合物における1,4−シクロ
ヘキシレン基の水素原子(H)は重水素原子(D)で置
換されていても良い。)で表わされる化合物からなる第
1群から選ばれる化合物であることを特徴とする請求項
1又は2記載のネマチック液晶組成物。
3. The first component is (1) the general formula (I-1) to (I-
3) [Chemical 1] (In the formula, Z 11 , Z 12 , Z 13 and Z 14 each independently represent —C 2 H 4 — or a single bond, Z 15 represents —C≡C— or a single bond, and R 11 , R 12 and R 13 each independently represent a linear alkyl group having 2 to 5 carbon atoms, an alkoxy group, an alkoxyalkyl group, an alkenyl group or an alkenyloxy group, and R 14 , R 15 and R 16 are each independently Represents a linear alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkoxy group, an alkoxyalkyl group, an alkenyl group or an alkenyloxy group, wherein Y 11 , Y 12 and Y 13 are each independently a hydrogen atom, a fluorine atom or- CH 3 is represented, k, l and m are each independently an integer of 0 or 1, and ring A 11 and ring A 12 are each independently a trans-1,4-cyclohexylene group or 1,4-cyclohexene. Represents a cenylene group However, the hydrogen atom (H) of the 1,4-cyclohexylene group in each compound may be substituted with a deuterium atom (D).), Which is a compound selected from the first group. The nematic liquid crystal composition according to claim 1 or 2.
【請求項4】 第2成分が(2)一般式(II-1)〜(II
-3) 【化2】 (式中、Z21及びZ23はそれぞれ独立的に単結合、−C
24−又は−C48−を表わし、Z22は−C24−又は
−C48−を表わし、Z24は単結合又は−C≡C−を表
わし、R21、R22及びR23はそれぞれ独立的に炭素原子
数2〜10の直鎖状アルキル基、アルコキシ基、アルコ
キシアルキル基、アルケニル基又はアルケニルオキシ基
を表わし、X21、X22及びX23はそれぞれ独立的にフッ
素原子、塩素原子、−OCF3、−OCHF2又は−CF
3を表わし、Y21、Y22及びY23はそれぞれ独立的に水
素原子又はフッ素原子を表わし、p及びqはそれぞれ独
立的に0又は1の整数を表わし、各化合物における1,
4−シクロヘキシレン基の水素原子(H)は重水素原子
(D)で置換されていても良い。)で表わされる化合物
からなる第2群から選ばれる化合物であることを特徴と
する請求項1、2又は3記載のネマチック液晶組成物。
4. The second component is (2) general formulas (II-1) to (II
-3) [Chemical 2] (In the formula, Z 21 and Z 23 are each independently a single bond, -C
2 H 4 — or —C 4 H 8 —, Z 22 represents —C 2 H 4 — or —C 4 H 8 —, Z 24 represents a single bond or —C≡C—, R 21 , R 22 and R 23 each independently represent a linear alkyl group having 2 to 10 carbon atoms, an alkoxy group, an alkoxyalkyl group, an alkenyl group or an alkenyloxy group, and X 21 , X 22 and X 23 are each independently. to fluorine atom, chlorine atom, -OCF 3, -OCHF 2 or -CF
3 , each of Y 21 , Y 22 and Y 23 independently represents a hydrogen atom or a fluorine atom, p and q each independently represent an integer of 0 or 1, and
The hydrogen atom (H) of the 4-cyclohexylene group may be replaced with a deuterium atom (D). 4. The nematic liquid crystal composition according to claim 1, which is a compound selected from the second group consisting of compounds represented by
【請求項5】 (3)一般式(III-1)〜(III-4) 【化3】 (式中、Z31、Z32、Z33及びZ35はそれぞれ独立的に
単結合、−C24−又は−C48−を表わし、Z34は単
結合、−C24−、−C48−又は−C≡C−を表わ
し、R31、R32、R33、R34及びR35はそれぞれ独立的
に炭素原子数1〜5の直鎖状アルキル基又はアルケニル
基を表わし、X31、X32及びX33はそれぞれ独立的に炭
素原子数1〜5の直鎖状アルキル基、フッ素原子、塩素
原子、−OCF3、−OCHF2又は−CF3を表わし、
31、Y32、Y33、Y34、Y35、Y36、Y37、Y38及び
39はそれぞれ独立的に水素原子又はフッ素原子を表わ
し、rは0、1又は2の整数を表わし、各化合物におけ
る1,4−シクロヘキシレン基の水素原子(H)は重水
素原子(D)で置換されていても良い。)で表わされる
化合物からなる第3群から選ばれる化合物を含有するこ
とを特徴とする請求項1、2、3又は4記載のネマチッ
ク液晶組成物。
5. (3) General formulas (III-1) to (III-4): (In the formula, Z 31 , Z 32 , Z 33 and Z 35 each independently represent a single bond, —C 2 H 4 — or —C 4 H 8 —, and Z 34 represents a single bond, —C 2 H 4 Represents —, —C 4 H 8 — or —C≡C—, and R 31 , R 32 , R 33 , R 34 and R 35 are each independently a straight chain alkyl group or alkenyl having 1 to 5 carbon atoms. Represents a group, X 31 , X 32 and X 33 each independently represent a linear alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a fluorine atom, a chlorine atom, —OCF 3 , —OCHF 2 or —CF 3 ;
Y 31 , Y 32 , Y 33 , Y 34 , Y 35 , Y 36 , Y 37 , Y 38 and Y 39 each independently represent a hydrogen atom or a fluorine atom, and r represents an integer of 0, 1 or 2. The hydrogen atom (H) of the 1,4-cyclohexylene group in each compound may be replaced with a deuterium atom (D). 5. A nematic liquid crystal composition according to claim 1, which contains a compound selected from the third group consisting of the compounds represented by
【請求項6】 請求項1、2、3、4又は5記載のネマ
チック液晶組成物を用いたアクティブ・マトリクス形液
晶表示装置。
6. An active matrix liquid crystal display device using the nematic liquid crystal composition according to claim 1.
【請求項7】 請求項1、2、3、4又は5記載のネマ
チック液晶組成物を用いたツイスティッド・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。
7. A twisted nematic or super twisted nematic liquid crystal display device using the nematic liquid crystal composition according to any one of claims 1, 2, 3, 4 and 5.
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