JPH0971779A - 液晶組成物および液晶表示素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ＡＭ方式表示用の高速応答時間と低いしきい値
電圧を有する液晶材料。 【解決手段】第一成分（I）５−２０％、第二成分（II
−ａ）５−２０％、第三成分（（III−ａ）及び（III−
ｂ））５−２５％、第四成分（（IV−ａ）及び（IV−
ｂ））３−２０％、及び第五成分（V−ａ）３０−６０
％を含有する液晶組成物。 式中、Ｒ¹、Ｒ²、Ｒ⁷−Ｒ
¹⁴はＣ₁-Ｃ₁₀のアルキル基又はアルコキシ基を、Ａはト
ランス−１，４−シクロヘキシレン又は１，４−フェニ
レンを示し、ｋ、ｓ、ｔ、ｕ及びｖは１又は２を示し、
（ｓ＋ｔ）及び（ｕ＋ｖ）は３又は４である。 【化１】

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示用の液晶
組成物およびこれを用いた液晶表示素子に関する。さら
に詳しくは、高信頼性を要するアクティブマトリックス
方式の液晶表示用ネマティック液晶組成物およびこれを
用いた液晶表示素子に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置（ＬＣＤ）の開発テーマと
しては、高精細（高コントラスト）および高速応答の二
点が挙げられ、表示方法を含め検討されてきた。そのな
かでも、ＴＦＴ（薄膜トランジスター）などのスイッチ
ング素子を備えたアクティブマトリックス型ＬＣＤ（Ａ
Ｍ−ＬＣＤ）はカラー表示ならびに高精細表示の技術が
進み、フラットパネルディスプレイの本命として期待さ
れている。しかし、ディスプレイのなかでも現在最も普
及しているＣＲＴ（ブラウン管）に比べ、精細さ、応答
時間、画面サイズなどの点でまだ大きく劣っている。そ
のため、駆動回路、スイッチング素子、カラーフィルタ
ーなどＡＭ−ＬＣＤを構成するさまざまな要素について
活発な研究が行われている。また、液晶材料に対して
は、ビフェニル系、ＰＣＨ系といったシアノ基を有する
従来の材料系では満足できない特性が要求されている。

【０００３】特開平２−２８９６８２号公報に開示され
ているように、末端基もしくは側鎖としてシアノ基を有
する化合物を用いるとき、それが表示素子内に存在する
イオン性不純物と何らかの相互作用を持つことにより、
表示素子の電流値、比抵抗値ひいては表示コントラスト
に悪影響を及ぼすものと考えられる。このシアノ基を有
する化合物の欠点は、素子における信頼性の低下とし
て、２端子または３端子スイッチ素子の駆動電流とあい
まって、消費電流の増大と比抵抗値の低下を導き、表示
特性的には、表示むら、コントラスト低下を引き起こす
ことである。

【０００４】ＴＦＴ液晶表示素子におけるコントラスト
は、その信号電圧保持特性と密接に関係している。液晶
表示素子の信号電圧保持特性とは所定のフレーム周期内
において液晶を含むＴＦＴ画素に印加される信号電圧の
低下の度合いを示す。この信号電圧の低下がない場合は
コントラストの低下は発生しない。 また、表示素子の
信号電圧保持特性は、液晶と並列に設けられる蓄積容量
（Ｃ_s）と液晶（ＬＣ）の比抵抗または信号電圧保持率
が低くなるほど相乗的に悪くなる。特に、液晶の比抵抗
または信号電圧保持率がある下限値以下になると指数関
数的に表示素子の信号電圧保持率を劣化せしめ極端なコ
ントラスト低下をもたらす。特にＴＦＴ製造工程簡略化
などの理由により蓄積容量を付加しない場合においては
蓄積容量の寄与を期待できないだけに特に比抵抗または
信号電圧保持率の高い液晶組成物が必要となる。

【０００５】このような観点から、シアノ基を有しない
フッ素化化合物だけで構成されたＡＭ−ＬＣＤ用液晶組
成物が前述の特開平２−２８９６８２号公報あるいは特
願平４−２２９３８０号公報に好ましい液晶材料として
開示されている。現在、このＡＭ−ＬＣＤ用液晶組成物
に求められている課題としては、ネマティック相温度領
域が広いこと（少なくとも−３０℃〜９０℃の温度領域
でネマティック相であること）、高速応答性を得るため
に粘性が低いこと（少なくとも２０ｍＰａ・ｓｅｃ以下
であること）、また高信頼性を得るために比抵抗値が高
いこと（少なくとも５×１０¹³Ω・ｃｍ以上であるこ
と）などが挙げられる。しかしながら、今までＡＭ−Ｌ
ＣＤ用液晶組成物としてはいろいろと検討されているが
（例えば、前述した特開平２−２８９６８２号公報、特
願平４−２２９３８０号公報、あるいは特開平６−２２
０４５４号公報等参照）、本発明の目的とするすべての
課題を満足する液晶組成物の調製は困難であった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明のひとつの目的
は、高比抵抗値、低消費電流という特性を保ちながら低
粘度で、かつ、比較的低いしきい値電圧を持った液晶組
成物を提供することにある。 本発明の別の目的は、高
いコントラストと高い信頼性を持ち、しかも電気光学応
答が早く、動画の表示に対応し得る液晶表示装置を提供
することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の第一の目的は、 （１）第一成分として後記の一般式（I）で表される化
合物の群から選ばれた少なくとも一つの化合物を５〜２
０重量％、第二成分として後記の一般式（II−ａ）、
（II−ｂ）、（II−ｃ）、（II−ｄ）または（II−ｅ）
で表される化合物からなる群から選ばれた少なくとも一
つの化合物を５〜２０重量％、第三成分として後記の一
般式（III−ａ）または（III−ｂ）で表される化合物か
らなる群から選ばれた少なくとも一つの化合物を５〜２
５重量％、第四成分として後記の一般式（IV−ａ）また
は（IV−ｂ）で表される化合物からなる群から選ばれた
少なくとも一つの化合物を３〜２０重量％、第五成分と
して後記の一般式（V−ａ）、（V−ｂ）、（V−ｃ）ま
たは（V−ｄ）で表される化合物からなる群から選ばれ
た少なくとも一つの化合物を３０〜６０重量％、それぞ
れ含有する液晶組成物、によって解決される。

【０００８】

【化６】

【０００９】

【化７】

【００１０】これらの式において、Ｒ¹、Ｒ²、Ｒ³、
Ｒ⁴、Ｒ⁵、Ｒ⁶、Ｒ⁷、Ｒ⁸、Ｒ⁹、Ｒ¹⁰、Ｒ¹¹、Ｒ¹²、Ｒ
¹³、Ｒ¹⁴、Ｒ¹⁵、Ｒ¹⁶およびＲ¹⁷は、炭素数１〜１０の
アルキル基もしくはアルコキシ基、または炭素数２〜１
０のアルケニル基、アルケニルオキシ基もしくはオキサ
アルキル基を示し、Ａはトランス−１，４−シクロヘキ
シレン、１，４−フェニレンまたは３−フルオロ−１，
４−フェニレンを示し、ｋ、ｓ、ｔ、ｕおよびｖは１ま
たは２を示し、（ｓ＋ｔ）および（ｕ＋ｖ）は３または
４である。前記の（１）項の発明の態様として以下の
（２）項および（３）項に記載される液晶組成物を挙げ
ることができる。

【００１１】（２） 第一成分が一般式（I）におい
て、Ｒ¹が炭素数１〜１０のアルキル基またはアルコキ
シ基であり、ｋが１または２である化合物であり、第二
成分が一般式（II−ａ）において、Ｒ²が炭素数１〜１
０のアルキル基またはアルコキシ基であり、Ａがトラン
ス−１，４−シクロヘキシレン、１，４−フェニレンま
たは３−フルオロ−１，４−フェニレンである化合物、
一般式（II−ｂ）において、Ｒ³が炭素数１〜１０のア
ルキル基またはアルコキシ基である化合物、一般式（II
−ｃ）において、Ｒ⁴が炭素数１〜１０のアルキル基ま
たはアルコキシ基である化合物、一般式（II−ｄ）にお
いて、Ｒ⁵が炭素数１〜１０のアルキル基またはアルコ
キシ基である化合物、または一般式（II−ｅ）におい
て、Ｒ⁶が炭素数１〜１０のアルキル基またはアルコキ
シ基である化合物であり、第三成分が一般式（III−
ａ）において、Ｒ⁷およびＲ⁸が互いに独立に炭素数１〜
１０のアルキル基、またはアルコキシ基である化合物、
または、一般式（III−ｂ）において、Ｒ⁹が炭素数１〜
１０のアルキル基であり、Ｒ¹⁰が炭素数１〜１０のアル
キル基またはアルコキシ基である化合物であり、第四成
分が一般式（IV−ａ）において、Ｒ¹¹およびＲ¹²が互い
に独立に炭素数１〜１０のアルキル基またはアルコキシ
基であり、ｓおよびｔが１または２であり、ｓとｔの和
が３または４である化合物、または一般式（IV−ｂ）に
おいて、Ｒ¹³が炭素数１〜１０のアルキル基またはアル
コキシ基であり、ｕおよびｖが１または２でｕとｖの和
が３または４である化合物であり、第五成分が一般式
（V−ａ）において、Ｒ¹⁴が炭素数１〜１０のアルキル
基またはアルコキシ基である化合物、一般式（V−ｂ）
において、Ｒ^{1 5}が炭素数１〜１０のアルキル基またはア
ルコキシ基である化合物、一般式（V−ｃ）において、
Ｒ¹⁶が炭素数１〜１０のアルキル基またはアルコキシ基
である化合物、または、一般式（V−ｄ）において、Ｒ
¹⁷が炭素数１〜１０のアルキル基またはアルコキシ基で
ある化合物である、前記の（１）項に記載の液晶組成
物。

【００１２】（３）第一成分が一般式（I）において、
Ｒ¹が炭素数１〜１０のアルキル基であり、ｋが１また
は２である化合物であり、第二成分が一般式（II−ａ）
において、Ｒ²が炭素数１〜１０のアルキル基であり、
Ａがトランス−１，４−シクロヘキシレン、１，４−フ
ェニレンまたは３−フルオロ−１，４−フェニレンであ
る化合物、一般式（II−ｂ）において、Ｒ³が炭素数１
〜１０のアルキル基である化合物、一般式（II−ｃ）に
おいて、Ｒ⁴が炭素数１〜１０のアルキル基である化合
物、一般式（II−ｄ）において、Ｒ⁵が炭素数１〜１０
のアルキル基である化合物、または一般式（II−ｅ）に
おいて、Ｒ⁶が炭素数１〜１０のアルキル基である化合
物であり、第三成分が一般式（III−ａ）において、Ｒ⁷
およびＲ⁸が互いに独立に炭素数１〜１０のアルキル基
である化合物または、一般式（III−ｂ）において、Ｒ⁹
が炭素数１〜１０のアルキル基であり、Ｒ¹⁰が炭素数１
〜１０のアルキル基またはアルコキシ基である化合物で
あり、第四成分が一般式（IV−ａ）において、Ｒ¹¹が炭
素数１〜１０のアルキル基であり、Ｒ¹²が炭素数１〜１
０のアルキル基またはアルコキシ基であり、ｓおよびｔ
が１または２で、ｓとｔの和が３または４である化合
物、または、一般式（IV−ｂ）において、Ｒ¹³が炭素数
１〜１０のアルキル基であり、ｕおよびｖが１または２
で、ｕとｖの和が３または４である化合物であり、第五
成分が一般式（V−ａ）において、Ｒ¹⁴が炭素数１〜１
０のアルキル基である化合物、一般式（V−ｂ）におい
て、Ｒ¹⁵は炭素数１〜１０のアルキル基で表される化合
物、一般式（V−ｃ）において、Ｒ^{1 6}が炭素数１〜１０
のアルキル基である化合物、または、一般式（V−ｄ）
において、Ｒ¹⁷が炭素数１〜１０のアルキル基である化
合物である、前記の（１）項または（２）項に記載の液
晶組成物。

【００１３】本発明の別の目的は、 （４）表面に設置したスイッチング素子付きの透明電極
の上に有機高分子の液晶配向膜を設けた一対の基板を、
所定の間隔を隔てて互いに対向させて組み立てたセル
に、液晶材料を封入して作成した液晶表示素子におい
て、液晶材料が、前記の（１）ないし（３）項のいずれ
か一項に記載の液晶組成物であることを特徴とする、液
晶表示素子、により解決される。この発明の態様とし
て、以下の（５）〜（８）に記載の液晶表示素子を挙げ
ることができる。 （５）前記の（４）項において、一対の基板の間隔（ｄ
μｍ）と液晶材料の屈折率異方性（△ｎ）との積（ｄ△
ｎ）が０．３〜１．０（μｍ）であるアクティブマトリ
ックス型液晶表示素子。 （６）前記の（４）項において、液晶配向膜がポリイミ
ド系有機高分子皮膜であるアクティブマトリックス型液
晶表示素子。 （７）前記の（６）項において、ポリイミド系有機高分
子が、後記の一般式（VI−ａ）または一般式（VI−ｂ）
で示される基本骨格を有するポリイミドである液晶表示
素子。

【００１４】

【化８】

【００１５】これらの式において、Ｚ¹およびＺ²は−Ｃ
Ｈ₂−、−Ｏ−、−Ｏ−Ｐｈ−Ｏ−、−Ｃ（ＣＨ₃）
₂−、−Ｃ（ＣＦ₃）₂−、または−ＣＯＮＨ−を示し、
−Ｐｈ−は１，４−フェニレンを示し、ｐとｑの和は１
である。 （８）液晶材料のプレティルト角が３〜７度である前記
の（４）項ないし（７）項のいずれか一項に記載の液晶
表示素子。 次に、本発明の液晶組成物を構成する各成分の化合物に
ついて説明する。第一成分を構成する一般式（I）で表
される化合物は、正の誘電率異方性、比較的大きな屈折
率異方性および非常に低い粘性を有する。この化合物は
低温度領域でのスメクティック相の発生を抑え、かつ、
電圧保持率が非常に高い化合物である。この液晶化合物
を他の液晶化合物または液晶混合物に加えることによ
り、得られる液晶組成物の粘性が低くなり、また、電圧
保持率を高くすることができる。この化合物はまた、本
発明において特に粘性が低い液晶組成物を提供するのに
重要な役割を担う。本発明の一般式（I）で表される化
合物として好ましいものは、該式でＲ¹が１〜１０のア
ルキルで表され、ｋが１または２である化合物である。

【００１６】第二成分を構成する一般式（II−ａ）、
（II−ｂ）、（II−ｃ）、（II−ｄ）または（II−ｅ）
で表される化合物は、大きな正の誘電率異方性を有し、
かつ電圧保持率が非常に高い化合物である。これらの化
合物を他の液晶化合物または液晶混合物に加えることに
より、得られる液晶組成物のしきい値電圧を低下させた
り、また電圧保持率を高くすることができる。これらの
化合物は、本発明において、比較的低いしきい値を有す
る液晶組成物を提供するのに重要な役割を担う。本発明
の一般式（II−ａ）で表される化合物として好ましいも
のは、該式でＲ²が炭素数１〜１０のアルキル基であ
り、Ａがトランス−１，４−シクロヘキシレン、１，４
−フェニレンまたは３−フルオロ−１，４−フェニレン
である化合物であり、一般式（II−ｂ）で表される化合
物として好ましいものは、該式でＲ³が炭素数１〜１０
のアルキル基である化合物である。一般式（II−ｃ）で
表される化合物として好ましいものは、該式でＲ⁴が炭
素数１〜１０のアルキル基である化合物である。一般式
（II−ｄ）で表される化合物として好ましいものは、該
式でＲ⁵が炭素数１〜１０のアルキル基である化合物で
あり、一般式（II−ｅ）で表される化合物として好まし
いものは、該式でＲ⁶が炭素数１〜１０のアルキル基で
ある化合物である。

【００１７】本発明の組成物において第三成分を構成す
る一般式（III−ａ）、または（III−ｂ）で表される化
合物は比較的低い粘性を有し、かつ電圧保持率が高い化
合物である。この第三成分の化合物を他の液晶化合物ま
たは液晶混合物に加えることにより、得られる液晶組成
物の粘性を低くしたり、また電圧保持率を高くすること
もできる。本発明の一般式（III−ａ）で表される化合
物として好ましいものは、該式でＲ⁷およびＲ⁸が互いに
独立に炭素数１〜１０のアルキル基である化合物であ
り、一般式（III−ｂ）で表される化合物として好まし
いものは、該式でＲ⁹が炭素数１〜１０のアルキル基で
あり、Ｒ¹⁰が炭素数１〜１０のアルキル基またはアルコ
キシ基である化合物である。第四成分を構成する一般式
（IV−ａ）、または（IV−ｂ）で表される化合物は、非
常に高いＮＩ点を有し、かつ電圧保持率が高い化合物で
ある。この第四成分の化合物を他の液晶化合物または液
晶混合物に加えることにより、得られる液晶組成物のＮ
Ｉ点を高くしたり、また電圧保持率を高くすることがで
きる。本発明の一般式（IV−ａ）で表される化合物とし
て好ましいものは、該式でＲ¹¹が炭素数１〜１０のアル
キル基であり、Ｒ¹²が炭素数１〜１０のアルキル基もし
くはアルコキシ基であり、ｓおよびｔが１または２であ
り、ｓとｔの和が３または４である化合物である。一般
式（IV−ｂ）で表される化合物として好ましいものは、
該式でＲ¹³が炭素数１〜１０のアルキル基であり、ｕお
よびｖが１または２であり、ｕとｖの和が３または４で
ある化合物である。

【００１８】本発明の液晶組成物において、第五成分を
構成する一般式（V−ａ）、（V−ｂ）、（V−ｃ）また
は（V−ｄ）で表される化合物は、大きな正の誘電異方
性と比較的高いＮＩ点を有し、かつ、電圧保持率の高い
化合物である。この第五成分の化合物を他の液晶化合物
または液晶混合物に加えることにより、得られる液晶組
成物のＮＩ点を高くしたり、また電圧保持率を高くする
ことができる。本発明の一般式（V−ａ）で表される化
合物として好ましいものは、該式においてＲ¹⁴が炭素数
１〜１０のアルキル基である化合物であり、一般式（V
−ｂ）で表される化合物として好ましいものは、該式で
Ｒ¹⁵が炭素数１〜１０のアルキル基である化合物であ
る。一般式（V−ｃ）で表される化合物として好ましい
ものは、該式でＲ¹⁶が炭素数１〜１０のアルキル基であ
る化合物であり、一般式（V−ｄ）で表される化合物と
して好ましいものは、該式でＲ¹⁷が炭素数１〜１０のア
ルキル基である化合物である。

【００１９】本発明の液晶組成物における第一成分の一
般式（I）で表される化合物の混合割合は、得られる液
晶組成物の全重量に対して５〜２０％である。混合割合
が５重量％未満であると本発明の課題である得られる組
成物の粘性を低くすることができず、また、低温度領域
でスメクティック相の発現が起こりやすくなる。また、
第一成分の混合割合が２０重量％を超えると得られる組
成物の△ｎが大きくなることがあるので好ましくない。
第二成分の一般式（II−ａ）ないし一般式（II−ｅ）の
いずれかで表される化合物の混合割合は、得られる液晶
組成物の全重量に対して５〜２０％が好ましい。混合割
合が５重量％未満であると本発明の課題であるしきい値
電圧を低くすることができない。また混合割合が２０重
量％を超えると得られる液晶組成物の粘性が高くなるこ
とがあるので好ましくない。第三成分の一般式（III−
ａ）または一般式（III−ｂ）で表される化合物の混合
割合は、得られる液晶組成物の全重量に対して５〜２５
％である。第三成分の混合割合が５重量％未満である
と、本発明の課題である粘性を低くすることが困難とな
る。また第三成分の混合割合が２５重量％を超えると、
得られる液晶組成物のＮＩ点が低くなることがあるので
好ましくない。

【００２０】本発明における第四成分の一般式（IV−
ａ）または一般式（IV−ｂ）で表される化合物の混合割
合は、得られる液晶組成物の全重量に対して３〜２０％
である。第四成分の混合割合が３重量％未満であると本
発明の課題である得られる組成物のＮＩ点を高くするこ
とが困難である。また第四成分の混合割合が２０重量％
を超えると得られる液晶組成物の△ｎが過大になること
があって好ましくない。本発明の第五成分の一般式（V
−ａ）ないし一般式（V−ｄ）のいずれかで表される化
合物の混合割合は、得られる液晶組成物の全重量に対し
て３０〜６０％である。混合割合が３０重量％未満であ
ると本発明の課題である得られる組成物のＮＩ点を高く
することが困難である。また、混合割合が６０重量％を
超えると得られる液晶組成物のしきい値電圧が高くなり
過ぎるので好ましくない。本発明の液晶組成物には、使
用する液晶表示素子の目的に応じて得られる液晶組成物
のしきい値電圧、ネマティック相温度範囲、△ｎ、粘度
などを調整する目的で上記した一般式（I）ないし一般
式（V−ｄ）の各式で表される化合物以外にのほかの化
合物を、本発明の目的を害さない範囲で適当量含有させ
ることができる。このような化合物の例として以下の化
合物を挙げることができる。

【００２１】

【化９】

【００２２】これらの式において、Ｒ¹⁸、Ｒ¹⁹、Ｒ²¹、
Ｒ²²およびＲ²³はそれぞれ独立に炭素数１〜１０のアル
キル基を示し、Ｒ²⁰は炭素数１〜５のアルキル基を示
す。本発明の好ましい態様を以下の（ア）〜（エ）項に
示す。 （ア）第一成分として前記の一般式（I）で表される少
なくとも一つの化合物を５〜２０重量％、第二成分とし
て前記の一般式（II−ａ）で表される少なくとも一つの
化合物を５〜２０重量％、第三成分として前記の一般式
（III−ａ）または（III−ｂ）で表される少なくとも一
つの化合物を５〜２５重量％、第四成分として前記の一
般式（IV−ａ）または（IV−ｂ）で表される少なくとも
一つの化合物を３〜２０重量％、および第五成分として
前記の一般式（V−ａ）または（V−ｂ）で表される少な
くとも一つの化合物を３０〜６０重量％、それぞれ含有
する液晶組成物。 （イ）第一成分が式（I）でＲ¹が炭素数３〜７のアルキ
ル基で、ｋが０である化合物から選ばれ、第二成分が式
（II）でＲ²が炭素数２〜５のアルキル基で、Ａがトラ
ンス−１，４−シクロヘキシレンまたは１，４−フェニ
レンである化合物から選ばれ、第三成分が式（III−
ａ）または（III−ｂ）で、Ｒ⁷、Ｒ⁸、Ｒ⁹およびＲ¹⁰が
炭素数１〜５のアルキル基またはアルコキシ基である化
合物から選ばれ、第四成分が式（IV−ａ）で、Ｒ¹¹およ
びＲ¹²が炭素数１〜３のアルキル基またはアルコキシ基
でｓ＝２、ｔ＝１である化合物および、式（IV−ｂ）
で、Ｒ¹³が炭素数３〜５で、ｕおよびｖが１または２で
ある化合物から選ばれ、第五成分が式（V−ａ）または
（V−ｂ）でＲ¹⁴およびＲ¹⁵が炭素数２〜５のアルキル
基である化合物から選ばれている、前記の（ア）項に記
載の液晶組成物。 （ウ）第一成分、第二成分、第三成分、第四成分および
第五成分の混合割合がそれぞれ、１０〜１５重量％、５
〜１０重量％、１５〜１８重量％、５〜１２重量％およ
び４６〜５４重量％である、前記（ア）項に記載の液晶
組成物。 （エ）第一成分、第二成分、第三成分、第四成分および
第五成分の混合割合がそれぞれ、１０〜１５重量％、５
〜１０重量％、１５〜１８重量％、５〜１２重量％およ
び４６〜５４重量％である、前記（イ）項に記載の液晶
組成物。

【００２３】

【実施例】以下、実施例により本発明を詳細に説明する
が、本発明はこれらの実施例に限定されるものではな
い。またこれらの例における組成は全て重量％で示され
る。なお、実施例において、略号は下記の意味を有す
る。 ＳＮ ： スメクティック−ネマティック相転移温度
またはネマチック相下限温度（℃） ＮＩ ： ネマティック−等方相転移温度（℃） η ： ２０℃における粘度（ｍＰａ・ｓｅｃ） △ε ： ２５℃における誘電率異方性 Ｖth ： ２５℃におけるしきい値電圧（Ｖ） △ｎ ： ２５℃における屈折率異方性 ρ ： ２５℃における比抵抗値（Ω・ｃｍ） 実施例において、作成した液晶表示素子の電圧保持率
は、パルス巾が６０μｓ．で周波数３０Ｈｚの矩形波を
印加した時の、セルの保持電圧波形から面積法によって
測定した。測定は２５℃で行なった。

【００２４】実施例１ 以下の組成の液晶組成物を調製した。

【００２５】

【化１０】

【００２６】この液晶組成物の特性値は ＳＮ ： ＜−３０℃ ＮＩ ： ９７．０℃ η ： １８．１ｍＰａ・ｓｅｃ △ε ： ３．９ Ｖth ： ２．１５Ｖ △ｎ ： ０．０８１ ρ ： ５×１０¹³Ω・ｃｍ であった。この液晶組成物を用いて下記のパラメーター
を有し、配向膜として前記の一般式（VI−ａ）における
Ｚ¹がＣＨ₂であるポリイミド系高分子被膜を用いたＡＭ
−ＬＣＤ表示素子を作成した。 ねじれ角 ： ９０゜ ティルト角 ： ５゜ セル厚 ： ５．２μｍ ピッチ（２５℃）： ８８μｍ ｄ×△ｎ ： ０．４２１ この液晶表示素子は、２５℃における電気光学応答とし
て３５ｍｓｅｃの応答時間を示し、電圧保持率は９９．
４％であった。この表示素子はＡＭ−ＬＣＤに充分に適
している。 実施例２ 以下の組成の液晶組成物を調製した。

【００２７】

【化１１】

【００２８】

【化１２】

【００２９】この液晶組成物の特性値は ＳＮ ： ＜−４０℃ ＮＩ ： ９６．４℃ η ： １８．０ｍＰａ・ｓｅｃ △ε ： ３．９ Ｖth ： ２．１８Ｖ △ｎ ： ０．０９１ ρ ： ６×１０¹³Ω・ｃｍ であった。この液晶組成物を用いて、下記のパラメータ
ーを有し、配向膜として前記の一般式（VI−ａ）におけ
るＺ¹がＣＨ₂であるポリイミド系高分子被膜を使ったＡ
Ｍ−ＬＣＤ表示素子を作成した。 ねじれ角 ： ９０゜ ティルト角 ： ５゜ セル厚 ： ４．７μｍ ピッチ（２５℃）： ９０μｍ ｄ×△ｎ ： ０．４２８ このＡＭ−ＬＣＤ表示素子は、２５℃における応答時間
２７ｍｓｅｃを示し、電圧保持率は９９．５％であっ
た。この表示素子は、ＡＭ−ＬＣＤに十分適している。 実施例３ 以下の組成の液晶組成物を調製した。

【００３０】

【化１３】

【００３１】この液晶組成物の特性値は ＳＮ ： ＜−４０℃ ＮＩ ： ９６．２℃ η ： １８．５ｍＰａ・ｓｅｃ △ε ： ４．１ Ｖth ： ２．１２Ｖ △ｎ ： ０．０８１ ρ ６×１０¹³Ω・ｃｍ であった。この液晶組成物を用いて、下記のパラメータ
ーを有し、実施例１に使用した物と同様にして作成した
ポリイミド系配向膜を有するＡＭ−ＬＣＤ表示素子を作
成した。 ねじれ角 ： ９０゜ ティルト角 ： ５゜ セル厚 ： ５．２μｍ ピッチ（２５℃） ： ８３μｍ ｄ×△ｎ ： ０．４２１ この液晶表示素子は、２５℃において３４ｍｓｅｃの応
答時間を示し、電圧保持率は９９．６％であった。この
表示素子はＡＭ−ＬＣＤとして充分に適している。 実施例４ 以下の組成の液晶組成物を調製した。

【００３２】

【化１４】

【００３３】この液晶組成物の特性値は ＳＮ ： ＜−４０℃ ＮＩ ： ９５．４℃ η ： １８．８ｍＰａ・ｓｅｃ △ε ： ４．３ Ｖth ： ２．０８Ｖ △ｎ ： ０．０８１ ρ ： ８×１０¹³Ω・ｃｍ であった。この液晶組成物を用いて、下記のパラメータ
ーを有し、実施例１に使用した物と同様にして作成した
ポリイミド系配向膜を有するＡＭ−ＬＣＤ表示素子を作
成した。 ねじれ角 ： ９０゜ ティルト角 ： ５゜ セル厚 ： ５．０μｍ ピッチ（２５℃）： ８５μｍ ｄ×△ｎ ： ０．４０５ このＡＭ−ＬＣＤ表示素子は、２５℃において３１ｍｓ
ｅｃの応答時間を示し、電圧保持率は９９．４％であっ
た。この素子はＡＭ駆動に充分に適している。 実施例５ 以下の組成の液晶組成物を調製した。

【００３４】

【化１５】

【００３５】この液晶組成物の特性値は ＳＮ ： ＜−４０℃ ＮＩ ： ９１．１℃ η ： １７．６ｍＰａ・ｓｅｃ △ε ： ４．４ Ｖth ： ２．０８Ｖ △ｎ ： ０．０８８ ρ ： ７×１０¹³Ω・ｃｍ であった。この液晶組成物を用いて、下記のパラメータ
ーを有し、実施例１に使用した物と同様にして作成した
ポリイミド系配向膜を有するＡＭ−ＬＣＤ表示素子を作
成した。 ねじれ角 ： ９０゜ ティルト角 ： ５゜ セル厚 ： ５．０μｍ ピッチ（２５℃）： ８５μｍ ｄ×△ｎ ： ０．４４０ このＡＭ−ＬＣＤ表示素子は、２５℃において２３ｍｓ
ｅｃの応答時間を示し、電圧保持率は９９．６％であっ
た。これはＡＭ−ＬＣＤとして充分に適している。

【００３６】

【発明の効果】実施例で示したように、本発明によっ
て、応答時間が速く、しきい値電圧が比較的に低い液晶
組成物が得られ、これにより高コントラスト、高信頼
性、高速応答、比較的低電圧駆動が可能な製造歩留まり
の高いＡＭ方式の液晶表示素子を提供することが可能に
なった。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第一成分として一般式（I）で表される
   化合物の群から選ばれた少なくとも一つの化合物を５〜
   ２０重量％、第二成分として一般式（II−ａ）、（II−
   ｂ）、（II−ｃ）、（II−ｄ）または（II−ｅ）で表さ
   れる化合物からなる群から選ばれた少なくとも一つの化
   合物を５〜２０重量％、第三成分として一般式（III−
   ａ）または（III−ｂ）で表される化合物からなる群か
   ら選ばれた少なくとも一つの化合物を５〜２５重量％、
   第四成分として一般式（IV−ａ）または（IV−ｂ）で表
   される化合物からなる群から選ばれた少なくとも一つの
   化合物を３〜２０重量％、および第五成分として一般式
   （V−ａ）、（V−ｂ）、（V−ｃ）、または（V−ｄ）で
   表される化合物からなる群から選ばれた少なくとも一つ
   の化合物を３０〜６０重量％、それぞれ含有することを
   特徴とする液晶組成物。 【化１】 【化２】 これらの式において、Ｒ¹、Ｒ²、Ｒ³、Ｒ⁴、Ｒ⁵、Ｒ⁶、
   Ｒ⁷、Ｒ⁸、Ｒ⁹、Ｒ¹⁰、Ｒ¹¹、Ｒ¹²、Ｒ¹³、Ｒ¹⁴、
   Ｒ¹⁵、Ｒ¹⁶およびＲ¹⁷は、炭素数１〜１０のアルキル基
   もしくはアルコキシ基、または炭素数２〜１０のアルケ
   ニル基、アルケニルオキシ基もしくはオキサアルキル基
   を示し、Ａはトランス−１，４−シクロヘキシレン、
   １，４−フェニレンまたは３−フルオロ−１，４−フェ
   ニレンを示し、ｋ、ｓ、ｔ、ｕおよびｖは１または２を
   示し、（ｓ＋ｔ）および（ｕ＋ｖ）は３または４であ
   る。
2. 【請求項２】 第一成分が一般式（I）において、Ｒ¹が
   炭素数１〜１０のアルキル基またはアルコキシ基であ
   り、ｋが１または２である化合物であり、第二成分が一
   般式（II−ａ）において、Ｒ²が炭素数１〜１０のアル
   キル基またはアルコキシ基であり、Ａがトランス−１，
   ４−シクロヘキシレン、１，４−フェニレンまたは３−
   フルオロ−１，４−フェニレンである化合物、一般式
   （II−ｂ）において、Ｒ³が炭素数１〜１０のアルキル
   基またはアルコキシ基である化合物、一般式（II−ｃ）
   において、Ｒ⁴が炭素数１〜１０のアルキル基またはア
   ルコキシ基である化合物、一般式（II−ｄ）において、
   Ｒ⁵が炭素数１〜１０のアルキル基またはアルコキシ基
   である化合物、または一般式（II−ｅ）において、Ｒ⁶
   が炭素数１〜１０のアルキル基またはアルコキシ基であ
   る化合物であり、第三成分が一般式（III−ａ）におい
   て、Ｒ⁷およびＲ⁸が互いに独立に炭素数１〜１０のアル
   キル基またはアルコキシ基である化合物、または、一般
   式（III−ｂ）において、Ｒ⁹が炭素数１〜１０のアルキ
   ル基であり、Ｒ¹⁰が炭素数１〜１０のアルキル基または
   アルコキシ基である化合物であり、第四成分が一般式
   （IV−ａ）において、Ｒ¹¹およびＲ¹²が互いに独立に炭
   素数１〜１０のアルキル基またはアルコキシ基であり、
   ｓおよびｔが１または２であり、ｓとｔの和が３または
   ４である化合物、または一般式（IV−ｂ）において、Ｒ
   ¹³が炭素数１〜１０のアルキル基またはアルコキシ基で
   あり、ｕおよびｖが１または２でｕとｖの和が３または
   ４である化合物であり、第五成分が一般式（V−ａ）に
   おいて、Ｒ¹⁴が炭素数１〜１０のアルキル基またはアル
   コキシ基である化合物、一般式（V−ｂ）において、Ｒ
   ¹⁵が炭素数１〜１０のアルキル基またはアルコキシ基で
   ある化合物、一般式（V−ｃ）において、Ｒ¹⁶が炭素数
   １〜１０のアルキル基またはアルコキシ基である化合
   物、または、一般式（V−ｄ）において、Ｒ¹⁷が炭素数
   １〜１０のアルキル基またはアルコキシ基である化合物
   である、請求項１に記載の液晶組成物。
3. 【請求項３】 第一成分が一般式（I）において、Ｒ¹が
   炭素数１〜１０のアルキル基であり、ｋが１または２で
   ある化合物であり、第二成分が一般式（II−ａ）におい
   て、Ｒ²が炭素数１〜１０のアルキル基であり、Ａがト
   ランス−１，４−シクロヘキシレン、１，４−フェニレ
   ンまたは３−フルオロ−１，４−フェニレンである化合
   物、一般式（II−ｂ）において、Ｒ³が炭素数１〜１０
   のアルキル基である化合物、一般式（II−ｃ）におい
   て、Ｒ⁴が炭素数１〜１０のアルキル基である化合物、
   一般式（II−ｄ）において、Ｒ⁵が炭素数１〜１０のア
   ルキル基である化合物で、または一般式（II−ｅ）にお
   いて、Ｒ⁶が炭素数１〜１０のアルキル基である化合物
   であり、第三成分が一般式（III−ａ）において、Ｒ⁷お
   よびＲ⁸が互いに独立に炭素数１〜１０のアルキル基で
   ある化合物、または、一般式（III−ｂ）において、Ｒ⁹
   が炭素数１〜１０のアルキル基であり、Ｒ¹⁰が炭素数１
   〜１０のアルキル基またはアルコキシ基である化合物で
   あり、第四成分が一般式（IV−ａ）において、Ｒ¹¹が炭
   素数１〜１０のアルキル基であり、Ｒ¹²が炭素数１〜１
   ０のアルキル基またはアルコキシ基であり、ｓおよびｔ
   が１または２で、ｓとｔの和が３または４である化合
   物、または、一般式（IV−ｂ）において、Ｒ¹³が炭素数
   １〜１０のアルキル基であり、ｕおよびｖが１または２
   で、ｕとｖの和が３または４である化合物であり、第五
   成分が一般式（V−ａ）において、Ｒ¹⁴が炭素数１〜１
   ０のアルキル基である化合物、一般式（V−ｂ）におい
   て、Ｒ¹⁵は炭素数１〜１０のアルキル基で表される化合
   物、一般式（V−ｃ）において、Ｒ¹⁶が炭素数１〜１０
   のアルキル基である化合物、または一般式（V−ｄ）に
   おいて、Ｒ¹⁷が炭素数１〜１０のアルキル基である化合
   物である、請求項１または請求項２に記載の液晶組成
   物。
4. 【請求項４】 表面に設置したスイッチング素子付きの
   透明電極の上に有機高分子の液晶配向膜を設けた一対の
   基板を、所定の間隔を隔てて互いに対向させて組み立て
   たセルに、液晶材料を封入して作成した液晶表示素子に
   おいて、液晶材料が、第一成分として後記の一般式
   （I）で表される化合物の群から選ばれた少なくとも一
   つの化合物を５〜２０重量％、第二成分として後記の一
   般式（II−ａ）、（II−ｂ）、（II−ｃ）、（II−ｄ）
   または（II−ｅ）で表される化合物からなる群から選ば
   れた少なくとも一つの化合物を５〜２０重量％、第三成
   分として後記の一般式（III−ａ）または（III−ｂ）で
   表される化合物からなる群から選ばれた少なくとも一つ
   の化合物を５〜２５重量％、第四成分として後記の一般
   式（IV−ａ）または（IV−ｂ）で表される化合物からな
   る群から選ばれた少なくとも一つの化合物を３〜２０重
   量％、および第五成分として後記の一般式（V−ａ）、
   （V−ｂ）、（V−ｃ）、または（V−ｄ）で表される化
   合物からなる群から選ばれた少なくとも一つの化合物を
   ３０〜６０重量％、それぞれ含有する液晶組成物である
   ことを特徴とする液晶表示素子。 【化３】 【化４】 これらの式において、Ｒ¹、Ｒ²、Ｒ³、Ｒ⁴、Ｒ⁵、Ｒ⁶、
   Ｒ⁷、Ｒ⁸、Ｒ⁹、Ｒ¹⁰、Ｒ¹¹、Ｒ¹²、Ｒ¹³、Ｒ¹⁴、
   Ｒ¹⁵、Ｒ¹⁶およびＲ¹⁷は、炭素数１〜１０のアルキル基
   もしくはアルコキシ基、または炭素数２〜１０のアルケ
   ニル基、アルケニルオキシ基もしくはオキサアルキル基
   を示し、Ａはトランス−１，４−シクロヘキシレン、
   １，４−フェニレンまたは３−フルオロ−１，４−フェ
   ニレンを示し、ｋ、ｓ、ｔ、ｕおよびｖは１または２を
   示し、（ｓ＋ｔ）および（ｕ＋ｖ）は３または４であ
   る。
5. 【請求項５】 請求項４において、液晶材料が、第一成
   分が一般式（I）において、Ｒ¹が炭素数１〜１０のアル
   キル基またはアルコキシ基であり、ｋが１または２であ
   る化合物であり、第二成分が一般式（II−ａ）におい
   て、Ｒ²が炭素数１〜１０のアルキル基またはアルコキ
   シ基であり、Ａがトランス−１，４−シクロヘキシレ
   ン、１，４−フェニレンまたは３−フルオロ−１，４−
   フェニレンである化合物、一般式（II−ｂ）において、
   Ｒ³が炭素数１〜１０のアルキル基またはアルコキシ基
   である化合物、一般式（II−ｃ）において、Ｒ⁴が炭素
   数１〜１０のアルキル基またはアルコキシ基である化合
   物、一般式（II−ｄ）において、Ｒ⁵が炭素数１〜１０
   のアルキル基またはアルコキシ基である化合物、または
   一般式（II−ｅ）において、Ｒ⁶が炭素数１〜１０のア
   ルキル基またはアルコキシ基である化合物であり、第三
   成分が一般式（III−ａ）において、Ｒ⁷およびＲ⁸が互
   いに独立に炭素数１〜１０のアルキル基またはアルコキ
   シ基である化合物、または、一般式（III−ｂ）におい
   て、Ｒ⁹が炭素数１〜１０のアルキル基であり、Ｒ¹⁰が
   炭素数１〜１０のアルキル基またはアルコキシ基である
   化合物であり、第四成分が一般式（IV−ａ）において、
   Ｒ¹¹およびＲ¹²が互いに独立に炭素数１〜１０のアルキ
   ル基またはアルコキシ基であり、ｓおよびｔが１または
   ２であり、ｓとｔな和が３または４である化合物、また
   は一般式（IV−ｂ）において、Ｒ¹³が炭素数１〜１０の
   アルキル基またはアルコキシ基であり、ｕおよびｖが１
   または２でｕとｖの和が３または４である化合物であ
   り、第五成分が一般式（V−ａ）において、Ｒ¹⁴が炭素
   数１〜１０のアルキル基またはアルコキシ基である化合
   物、一般式（V−ｂ）において、Ｒ¹⁵が炭素数１〜１０
   のアルキル基またはアルコキシ基である化合物、一般式
   （V−ｃ）において、Ｒ¹⁶が炭素数１〜１０のアルキル
   基またはアルコキシ基である化合物、または、一般式
   （V−ｄ）において、Ｒ¹⁷が炭素数１〜１０のアルキル
   基またはアルコキシ基である化合物である、液晶組成物
   である液晶表示素子。
6. 【請求項６】 請求項４において、液晶材料が、第一成
   分が一般式（I）において、Ｒ¹が炭素数１〜１０のアル
   キル基であり、ｋが１または２である化合物であり、第
   二成分が一般式（II−ａ）において、Ｒ²が炭素数１〜
   １０のアルキル基であり、Ａがトランス−１，４−シク
   ロヘキシレン、１，４−フェニレンまたは３−フルオロ
   −１，４−フェニレン、である化合物、一般式（II−
   ｂ）において、Ｒ³が炭素数１〜１０のアルキル基であ
   る化合物、一般式（II−ｃ）において、Ｒ⁴が炭素数１
   〜１０のアルキル基である化合物、一般式（II−ｄ）に
   おいて、Ｒ⁵が炭素数１〜１０のアルキル基である化合
   物で、または一般式（II−ｅ）において、Ｒ⁶が炭素数
   １〜１０のアルキル基である化合物であり、第三成分が
   一般式（III−ａ）において、Ｒ⁷およびＲ⁸が互いに独
   立に炭素数１〜１０のアルキル基である化合物、また
   は、一般式（III−ｂ）において、Ｒ⁹が炭素数１〜１０
   のアルキル基であり、Ｒ¹⁰が炭素数１〜１０のアルキル
   基またはアルコキシ基である化合物であり、第四成分が
   一般式（IV−ａ）において、Ｒ¹¹が炭素数１〜１０のア
   ルキル基であり、Ｒ¹²が炭素数１〜１０のアルキル基ま
   たはアルコキシ基であり、ｓおよびｔが１または２で、
   ｓとｔの和が３または４である化合物、または、一般式
   （IV−ｂ）において、Ｒ¹³が炭素数１〜１０のアルキル
   基であり、ｕおよびｖが１または２で、ｕとｖの和が３
   または４である化合物であり、第五成分が一般式（V−
   ａ）において、Ｒ¹⁴が炭素数１〜１０のアルキル基であ
   る化合物、一般式（V−ｂ）において、Ｒ¹⁵は炭素数１
   〜１０のアルキル基で表される化合物、一般式（V−
   ｃ）において、Ｒ¹⁶が炭素数１〜１０のアルキル基であ
   る化合物、または、一般式（V−ｄ）において、Ｒ¹⁷が
   炭素数１〜１０のアルキル基である化合物である、液晶
   組成物である、液晶表示素子。
7. 【請求項７】 請求項４において、一対の基板の間隔
   （ｄμｍ）と液晶材料のの屈折率異方性（△ｎ）との積
   （ｄ△ｎ）が０．３〜１．０（μｍ）であるアクティブ
   マトリックス型液晶表示素子。
8. 【請求項８】 請求項４において、液晶配向膜がポリイ
   ミド系有機高分子皮膜であるアクティブマトリックス型
   液晶表示素子。
9. 【請求項９】 請求項８において、ポリイミド系有機高
   分子が、一般式（VI−ａ）または一般式（VI−ｂ）で示
   される基本骨格を有するポリイミドである液晶表示素
   子。 【化５】 これらの式において、Ｚ¹およびＺ²は−ＣＨ₂−、−Ｏ
   −、−Ｏ−Ｐｈ−Ｏ−、−Ｃ（ＣＨ₃）₂−、−Ｃ（ＣＦ
   ₃）₂−、または−ＣＯＮＨ−を示し、−Ｐｈ−は１，４
   −フェニレンを示し、ｐとｑの和は１である。
10. 【請求項１０】 液晶材料のプレティルト角が３〜７度
    である請求項４ないし請求項９のいずれか一項に記載の
    液晶表示素子。