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

液晶組成物および液晶表示素子

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JPH0971779A
JPH0971779A JP7257019A JP25701995A JPH0971779A JP H0971779 A JPH0971779 A JP H0971779A JP 7257019 A JP7257019 A JP 7257019A JP 25701995 A JP25701995 A JP 25701995A JP H0971779 A JPH0971779 A JP H0971779A
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Hitoshi Yamamoto
均 山本
Hiroaki Kawayadota
浩明 川宿田
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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
(Cs)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
4、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、R1 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、
16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、
1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、R1 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
2−、−O−、−O−Ph−O−、−C(CH3
2−、−C(CF32−、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
15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
22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
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
1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
    7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14
    15、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
    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、
    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、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
    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
    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
    7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14
    15、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、
    3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
    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、
    11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
    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(CH32−、−C(CF
    32−、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。
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