(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一種又は二種以上の液晶化合物と、下記化合物（１Ａ）、（１Ｂ）、（１Ｃ）、（１Ｆ）、（１Ｉ）、（２Ｂ）または（２Ｉ）を少なくとも１種含む
液晶材料。
【化１】
0005374930.tif 000027
【化２】
0005374930.tif 000028
【化３】
0005374930.tif 000029
【化６】
0005374930.tif 000030
【化９】
0005374930.tif 000031
【化１１】
0005374930.tif 000032
【化１８】
0005374930.tif 000033
【請求項２】
前記化合物（１Ａ）、（１Ｂ）、（１Ｃ）、（１Ｆ）、（１Ｉ）、（２Ｂ）または（２Ｉ）の含有量は、０．１重量％以上３０重量％以下である
請求項１に記載の液晶材料。
【請求項３】
２０℃から４０℃でネマチック液晶相を示す
請求項１または２に記載の液晶材料。
【請求項４】
対向配置された一対の基板と、前記一対の基板間に設けられた電極および液晶層とを有し、該液晶層は、請求項１〜３のいずれかに記載の液晶材料から構成される
液晶表示素子。
【請求項５】
請求項４に記載の液晶表示素子を備えている
液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶材料、液晶表示素子、及び該液晶表示素子を備えた液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶材料を用いた液晶表示素子を駆動することによって映像表示を行う液晶表示装置が、薄型で軽量かつ消費電力が小さいことから、テレビやモニターなどの画像表示装置や、デジタルカメラ、携帯電話などの情報端末などに広く活用されている。このような液晶表示装置では、液晶表示素子の液晶表示方式として、ネマチック液晶を用いたツイステッドネマチック（ＴＮ；Twisted Nematic）モード、垂直配向（ＶＡ；Vertical Alignment）モード、横電界（ＩＰＳ；In Plane Switching）モード、及びフリンジフィールドスイッチング（ＦＦＳ；Fringe Field Switching）モードが知られている。また、その他に、スメクチック液晶（強誘電性液晶あるいは反強誘電性液晶）を用いた液晶表示方式なども知られている。しかしながら、強誘電性液晶又は反強誘電性液晶を用いた液晶表示方式では、液晶表示素子の応答が速いと言う利点を有しているものの、耐ショック性、温度特性等の面で大きな欠点があり、広く実用化されるまでには至っていない。
【０００３】
図５に、一般的なＶＡモードの液晶表示素子の断面構成を示す。この液晶表示素子では基板２０１及び電極２０２からなる駆動基板２００と、基板３０１及び電極３０２からなる対向基板３００との間に液晶層５００が封止され、液晶層５００には液晶分子５００Ａが含まれている。駆動基板２００と対向基板３００との各対向面には、電極２０２，３０２上に、互いに対向しない線状突起４１０と、電極２０２，３０２及び線状突起４１０を覆う配向膜４００とが設けられている。このＶＡモードでは、電圧を印加していない状態において、液晶分子５００Ａは配向膜４００の面に対してほぼ垂直に配向するようになっている。よって、液晶分子５００Ａは、線状突起４１０近傍の領域では駆動基板２００及び対向基板３００の表面に対してわずかに傾斜している一方で、それ以外の領域では駆動基板２００及び対向基板３００の表面に対してほぼ垂直となる姿勢をとっている。この状態の液晶層５００に電圧が印加されると、線状突起４１０近傍の液晶分子５００Ａの傾斜が他の液晶分子５００Ａへ順次伝播し、それらの液晶分子５００Ａは駆動基板２００及び対向基板３００の表面に対してほぼ水平に倒れた姿勢をとるように応答する。これにより入射する光が変調されることとなる。これは、ＶＡモードの液晶分子が負の誘電異方性、即ち分子の長軸方向の誘電率が短軸方向に比べて小さい性質を有しているためである。
しかしながら、上記したＶＡモード等の液晶表示素子では応答速度が遅いことが問題となっていて、その高速化が強く望まれている。
【０００４】
このような問題を解決するために、液晶材料にナノ粒子などを添加して応答速度を向上させることが提案されている。
例えば特許文献１では、液晶材料に添加するナノ粒子として、金属系の粒子が提案されている。しかしながら、金属を液晶材料に添加した場合には、長期間に亘って金属が液晶材料に触れることにより金属が酸化等を起こし、その結果、特性が変化するだけではなく、液晶の電圧保持率低下も引き起こし、液晶表示素子としての信頼性が悪化する問題があった。
そこで、例えば特許文献２では、液晶材料に添加するナノ粒子として、有機物や無機物の粒子が提案されている。この場合、上述した金属の酸化等を起因とする信頼性悪化の問題は抑制できる。
【０００５】
しかしながら、液晶材料にナノ粒子を添加した場合、これらの問題に加えてさらに大きな問題がある。液晶材料にナノ粒子を添加して長期間保持すると、しばしばナノ粒子同士の凝集が生じる。液晶表示素子内にナノ粒子同士の凝集が発生すると、凝集が発生したエリアでは電圧に対する応答挙動が、その他のエリアと大きく異なるため、表示素子としては表示むらが発生し、問題となる。また凝集したエリアでは光を散乱するため、コントラストの低下につながり、問題となる。
【０００６】
一方、特許文献３では、高いコントラスト比及び高い電圧保持率（高い電流リーク防止能）を得ると共に、応答速度を向上させる目的で、液晶材料に一環若しくは二環の芳香族エーテル類又は一環若しくは二環の芳香族チオエーテル類を含有させる技術が提案されている。しかしながら、かかる技術で得られる応答特性よりも、さらに優れた応答特性が望まれている。
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−１４８７０５号公報
【特許文献２】特開２００６−２６７５１４号公報
【特許文献３】特開２００７−２７７５３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は上記問題に鑑みて為されたものであって、その目的は、応答特性を向上させた信頼性が高い液晶材料及び液晶表示素子を提供すること、並びに該液晶表示素子を備えた液晶表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の液晶材料は、一種又は二種以上の液晶化合物と、下記化合物（１Ａ）、（１Ｂ）、（１Ｃ）、（１Ｆ）、（１Ｉ）、（２Ｂ）または（２Ｉ）を少なくとも１種含む。
【００１０】
【化１】
0005374930.tif 000002
【化２】
0005374930.tif 000003
【化３】
0005374930.tif 000004
【化６】
0005374930.tif 000005
【化９】
0005374930.tif 000006
【化１１】
0005374930.tif 000007
【化１８】
0005374930.tif 000008
【００１４】
そして本発明の液晶表示素子は、対向配置された一対の基板と、前記一対の基板間に設けられた電極および液晶層とを有し、該液晶層は、上記本発明の液晶材料から構成される。
そしてまた本発明の液晶表示装置は、上記本発明の液晶表示素子を備えている。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、応答特性を向上させた信頼性が高い液晶材料及び液晶表示素子が得られる。
また、本発明によれば、応答特性を向上させた信頼性が高い液晶表示素子を備えた液晶表示装置が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の液晶材料、液晶表示素子、及び該液晶表示素子を備えた液晶表示装置について詳細に説明する。
【００１７】
〔液晶材料の実施の形態〕
（液晶材料からなる液晶層の液晶表示素子における配置関係）
先ず、本発明に係る液晶材料について詳細に説明するが、本発明に係る液晶材料は、後述する本発明に係る液晶表示素子の一部である液晶層５０を構成するものであるため、液晶表示素子における液晶層５０の配置関係について簡単に説明する。
本発明に係る液晶表示素子の実施の形態は、図１に示すように、一対の偏光板１０が互いに対向配置され、その間に画素電極基板２０及び透明電極基板３０が対向配置されてなる。さらに画素電極基板２０及び透明電極基板３０の間に、一対の垂直配向膜４０が、いずれか一方が画素電極基板２０を、他方が透明電極基板３０を覆うようにして対向配置されてなる。また、画素電極基板２０及び透明電極基板３０は、一対の垂直配向膜４０を介して、その間に液晶材料からなる液晶層５０を封入している。液晶表示素子の実施の形態の詳細については後述する。
【００１８】
（液晶材料）
本発明の液晶材料は、一種又は二種以上の液晶化合物と、下記一般式（１）または（２）で表される化合物を少なくとも１種含むものである。
【００１９】
ＣＨ(4-n)（Ｒ1）n      …（１）
【００２０】
上記（１）式中、Ｒ1はそれぞれ独立に、置換されていても良いフェニル基、または置換されていても良いシクロヘキシル基を示し、ｎは３または４を示す。
【００２１】
（Ｒ2）m−Ａ−（Ｘ）p    …（２）
【００２２】
上記（２）式中、Ａはベンゼン環またはシクロヘキサン環を示し、Ｒ2はそれぞれ独立に、置換されていても良いフェニル基、置換されていても良いシクロペンタジエニル基、またはナフチル基を示し、Ｘはそれぞれ独立に、ハロゲン原子を示し、ｍは３、ｐは０〜３の整数を示す。
【００２３】
（液晶化合物）
本発明の液晶化合物は、負の誘電異方性を有すると共に室温でネマチック液晶相を示すものが好ましい。液晶材料は液晶表示素子、及び液晶表示装置として用いるので、室温（２０℃から４０℃）でネマチック液晶相を示すことが好ましい。ここで、液晶表示素子は、透過型で用いる場合には液晶表示素子の背面にバックライトを取り付けて用いる。バックライトとしては蛍光管などが用いられ、この蛍光管が発熱して液晶表示素子の温度を１０℃〜２０℃程度上昇させる。よって、実際に表示素子を用いる温度が１５℃〜２５℃程度の場合、表示素子自体の温度は２５℃〜４０℃程度になる。よって、液晶材料は２０℃から４０℃（室温）でネマチック液晶相を示すことが好ましい。また、液晶表示素子、及び液晶表示装置を実際に使用するのは、室温を含む０℃から６０℃程度が想定されるので、この温度範囲でネマチック液晶相を示すことがより好ましい。
ネマチック液晶相を示すことで、強誘電性液晶や反強誘電性液晶などのスメクチック液晶とは異なり、耐ショック性に強い表示素子を作成できる。
【００２４】
本発明の液晶材料に用いられる液晶化合物は、常誘電体であることが好ましく、さらに自発分極を有しないものである（自発分極が実質的に０である）ことが好ましい。自発分極を有すると液晶材料の配向が乱れやすくなり、スイッチング性が低下しやすくなるからである。以下、具体的に説明する。
自発分極を有すると液晶層５０内に自己電場が形成され、液晶材料中に存在するイオンがこの自己電場を中和するように液晶層５０内を移動することで、液晶層５０と透明基板（２１，３１）との間に存在する絶縁層（配向膜４０など）に電荷が蓄積される。この状態において駆動電圧を印加しスイッチングを行うと、液晶材料の配向方向の変化に伴い分極（の向き）の反転が生じ、絶縁層に蓄積された電荷は液晶材料と絶縁層とに容量分割されることとなる。このため、駆動電圧が印加されていない状態に戻すと液晶層５０には逆方向の電場（以下、逆電場という。）が誘起されてしまう。この逆電場は、液晶層５０と絶縁層との並列回路によって決まる時定数で減衰するが、液晶材料の配向を乱し、スイッチング性を低下し易くする原因となる。この逆電場は液晶材料の自発分極の大きさに比例することから、自発分極が０であれば逆電場による液晶材料の配向乱れが生じないのでスイッチング性を損なうことがない。尚、自発分極を測定する方法としては、焦電性を利用する方法や、Ｄ−Ｅヒステリシスを利用する方法や、分極反転電流を観測する方法などがある。
【００２５】
自発分極を有するものとは、例えば、電場が印加されていない状態であっても分子の永久双極子モーメントが揃っていたり、個々の原子やイオンが対称的な平衡位置からずれていたりすることにより、巨視的な分極を有する物質を言う。自発分極を有し、かつ液晶相を示す物質としては、例えば、強誘電性液晶（液晶相を示す強誘電体）やフェリ誘電性液晶（液晶相を示すフェリ誘電体）が挙げられる。強誘電体とは、自発分極を有するもののうち、外部からの電場によって分極の向きを反転させることのできるものである。フェリ誘電体とは、自らを構成する分子の双極子が互いに反対向きとなるように配列（互いのモーメントを打ち消し合う向きに配列）されているが、順方向の双極子モーメントの大きさと逆方向の双極子モーメントの大きさとが異なる為に巨視的な分極を有するものである。
【００２６】
一方、自発分極を有しないものとは、例えば、そのもの（物質）を分子の集合体と捉えた場合、それらの分子が双極子モーメントを有していても、それらは互いにランダムな方向を向いており全体として相殺され（打ち消され）巨視的な分極を有しないものを言う。若しくは、その物質を原子あるいは分子などが配列した固体として捉えた場合、個々の原子または分子もしくはそれらを構成するイオンなどが対称的な平衡位置にあり、分極を有しないものを言う。このような自発分極を有しない物質としては、例えば、常誘電体が挙げられる。常誘電体は、双極子の向きが特定方向に揃っておらず、乱雑に双極子が配列された（合計の双極子モーメントが０である）誘電体である。
【００２７】
尚、フェリ誘電体と同様に、分子の双極子が互いに反対向きに配列されている誘電体として反強誘電体がある。この反強誘電体は、順方向の双極子モーメントの大きさと逆方向の双極子モーメントの大きさとが互いに等しいので自発分極は有しない。しかし、所定の閾値以上の電圧を印加して電場を発生させた場合には、全ての双極子が電場方向を向くので、強誘電相を示すこととなる（反強誘電相から強誘電相への相転移が生ずる）。このような反強誘電体を液晶材料として採用し、強制的に相転移させて使用する場合には、液晶層５０の面内方向に沿ったストライプ状のドメイン成長を伴うので、コントラスト比の劣化を招くおそれがある。
【００２８】
以上のように、液晶材料としては、常誘電体であることが好ましく、また自発分極を有しないものであることが好ましい。しかし、液晶材料としては、強誘電性、フェリ誘電性、反強誘電性を示してもかまわない。これは液晶表示素子として、例えば非常に高いコントラストを要求されない場合、これら常誘電体ではない液晶材料を表示素子に用いても、少しの配向乱れなどが許容される場合があるからである。例えば屋外で用いる表示素子などが応用用途として考えられる。
【００２９】
本発明に用いる液晶化合物は、既に述べたように負の誘電異方性を有しているので、高い開口率が得られると共に、優れた応答特性が得られる。尚、誘電異方性（Δε）は、Δε＝ε１−ε２で求められる。ε１とは、液晶分子の長軸方向の誘電率であり、ε２とは、液晶分子の短軸方向の誘電率である。この誘電率εは、ε＝Ｃｐｄ／Ｓ（Ｃｐは液晶の静電容量を表す。ｄは液晶層の厚さを表す。Ｓは２枚の基板の電極の重なり部分の面積を表す。）により求めることができる。尚、後述する立体的形状の分子５０Ｂ１、及び平面的形状の分子５０Ｂ２の場合も同様に、分子全体の長軸方向の誘電率をε１、分子全体の単軸方向の誘電率をε２とする。
【００３０】
（一般式（１）または（２）で表される化合物）
本発明の液晶材料は、前記液晶化合物と共に、立体的形状の分子である前記一般式（１）の化合物、または主として平面的形状の分子である前記一般式（２）の化合物を含むものである。
ここで、立体的形状の分子とは、立体的な拡がりを有している分子を指し、平面的形状の分子とは、平面的な拡がりを有している分子を指す。
【００３１】
（Ｉ）：立体的形状の分子
図２は、液晶化合物と共に用いられる化合物が立体的形状の分子の場合の、本発明に係る液晶表示素子の一部である液晶層における液晶材料の状態を説明するための模式図である。
本発明の液晶材料は、液晶化合物（以下、液晶分子５０Ａとも称する。）に加えて、該液晶化合物の配向変化をよりスムース（円滑）にする立体的形状の分子である前記一般式（１）または（２）で表される化合物を少なくとも１種含む。この場合、ｎ個あるＲ1またはｍ個あるＲ2のうちの少なくとも１が他と同一平面上にないことから立体的形状の分子５０Ｂ１となる。
【００３２】
即ち、液晶化合物の配向変化をよりスムースにする化合物である立体的形状の分子５０Ｂ１とは、前記一般式（１）で表される化合物、及び前記一般式（２）で表される化合物のうちＡがシクロヘキサン環を示すものである。
【００３３】
このとき、液晶層５０では、図２に示したように、棒状の液晶分子５０Ａの間に立体的形状の分子５０Ｂ１が入りこむことにより、液晶分子５０Ａの配向相関がやや弱まる。つまり、液晶材料中に立体的形状の分子５０Ｂ１が存在すると、液晶分子５０Ａ同士の配向相関を弱めることに寄与するため、液晶状態を維持したままで配向変化がスムースになる。よって、立体的形状の分子５０Ｂ１が含まれることで応答速度が向上し、優れた応答特性が得られる。
【００３４】
立体的形状の分子５０Ｂ１（Ｒ1またはＲ2）における置換基は、ハロゲン原子、炭素数１〜８の炭化水素基、炭素数１〜６のアルコキシ基、からなる群のうちのいずれかであることが好ましい。
ハロゲン原子としては、比抵抗が大きく、信頼性に優れたものが得られる塩素またはフッ素がより好ましく、特にフッ素が好ましい。
但し、立体的形状の分子５０Ｂ１に含まれるハロゲン元素の数が、０〜１２であることが好ましい。ハロゲン元素の数が多くなりすぎると、立体的形状の分子５０Ｂ１の結晶性が上がり、立体的形状の分子５０Ｂ１と液晶分子５０Ａとの相溶性が悪化する。
【００３５】
立体的形状の分子５０Ｂ１が、Ｃ、Ｈ、Ｏ及びハロゲン以外の構成元素を含まないことで、耐熱性や耐光性に優れ、比抵抗が大きくなる。耐熱性に優れ、比抵抗が大きいことで、高温でも高い電圧保持率を維持することができる。また、耐光性に優れていると、製造時の光照射プロセス（例えば、光照射により硬化するシール剤を用いた貼り合わせ、液晶注入口の封止、光照射により配向方向を規定する光配向膜作成）や、液晶表示素子として用いた時に、外光に対して強い耐性を持つため好ましい。よって、可視光や紫外光に対する耐光性に優れていると、液晶材料や液晶表示素子が光照射されても、分解や異性化が起こらず、高い比抵抗を維持することが可能になり好ましい。一方、例えば、構成元素としてＮを含むアゾ基などは可視光や紫外光照射に対して光異性化が起こるので好ましくない。
【００３６】
その他、立体的形状の分子５０Ｂ１における置換基としては、トリフルオロ基、ジフルオロメトキシ基、トリフルオロメトキシ基などのフッ素原子を含むものが好ましい。このような置換基を有する含フッ素系の分子は、比抵抗が高いため、高温でも高い電圧保持率を維持することができる。
また、含フッ素系の分子は粘性が低くなるため、応答速度向上の効果があり好ましい。
【００３７】
液晶材料を液晶表示素子に用いた場合、電圧保持率が低い場合には表示面ではコントラストの低下を招き、フリッカーの発生などが生じる。一方、充分高い電圧保持率を有する場合は、焼き付きが防止され好ましい。ここで焼き付きとは、液晶表示装置に用いて同じパターンを長時間表示したときに、そのパターンの表示が残ってしまうような現象を言う。また、この焼きつきの原因としてはイオン性不純物の影響なども指摘されている。
【００３８】
ここで用いられる、電圧保持率とは、特定の時間（例えば１６．７ｍｓ）に亘って積算してセルに蓄積された電荷と、理想的なキャパシタに蓄積された電荷との比である。これは即ち、液晶の電流リークの割合を意味する。従って電圧保持率は、所定の時間後のセルの電圧の降下の観測により測定できる。もしもセルが一定レベルの電圧を保持していれば、電圧保持率は高いとされる。高い電圧保持率の液晶とは、低い電流リークと等価であり、長寿命で、光学的ちらつき（optical flicker）が低レベルである液晶表示装置に好適に用いられる。
【００３９】
前記一般式（１）で表される化合物、または（２）で表される化合物であってＡがシクロヘキサン環を示すものにおいて、フェニル基及びシクロヘキシル基の総数が３〜４であることが好ましい。
【００４０】
さらに、前記一般式（１）で表される化合物において、Ｒ1は、フェニル基またはシクロヘキシル基で置換されているフェニル基であっても良い。またさらに、前記一般式（１）で表される化合物において、Ｒ1は、フェニル基またはシクロヘキシル基で置換されているシクロヘキシル基であっても良い。但し、このときの前記一般式（１）で表される化合物におけるフェニル基及びシクロヘキシル基の総数が４〜１０であることが好ましい。
【００４１】
また、前記一般式（２）で表される化合物であって、Ａがシクロヘキサン環を示すものにおいて、Ｒ2は、フェニル基またはシクロヘキシル基で置換されているフェニル基であっても良い。またさらに、前記一般式（２）で表される化合物であって、Ａがシクロヘキサン環を示すものにおいて、Ｒ2は、フェニル基またはシクロヘキシル基で置換されているシクロヘキシル基であっても良い。但し、このときの前記一般式（２）で表される化合物におけるフェニル基及びシクロヘキシル基での総数が４〜１０であることが好ましい。
【００４２】
また、前記立体的形状の分子５０Ｂ１の分子量が、２００より大きいことが好ましい。このような構成にすることにより、液晶表示素子に液晶を注入する際に、揮発を抑制することが出来る。分子量が２００より大きいことによって、液晶材料中の成分比は低下しにくく、液晶材料の応答特性の変化を抑制できる。
【００４３】
液晶化合物の配向変化をよりスムースにする立体的形状の分子５０Ｂ１である化合物としては、具体的には下記化合物（１Ａ）〜（１Ｉ）および化合物（２Ａ）が好ましいものとして挙げられる。
【００４４】
【化１】
0005374930.tif 000009
【００４５】
【化２】
0005374930.tif 000010
【００４６】
【化３】
0005374930.tif 000011
【００４７】
【化４】
0005374930.tif 000012
【００４８】
【化５】
0005374930.tif 000013
【００４９】
【化６】
0005374930.tif 000014
【００５０】
【化７】
0005374930.tif 000015
【００５１】
【化８】
0005374930.tif 000016
【００５２】
【化９】
0005374930.tif 000017
【００５３】
【化１０】
0005374930.tif 000018
【００５４】
前記立体的形状の分子５０Ｂ１の含有量は、液晶材料中０．１重量％以上３０重量％以下であることが好ましく、０．１重量％以上１０重量％以下であることがより好ましい。０．１重量％以上であれば上述した応答速度が向上の効果が充分得られるからである。また、３０重量％よりも配合量が多いと、液晶材料が液晶相を示さなくなるので好ましくない。さらに、１０重量％よりも配合量が多いと、立体形状の分子５０Ｂ１が溶け難くなり、凝集物が発生し易くなるため好ましくない。
立体的形状の分子５０Ｂ１の含有量を、上記した範囲内とすることで、広い温度範囲において液晶材料がネマチック液晶相を示すが、含有量を５重量％以下にすることで、さらに広い温度範囲において液晶材料がネマチック液晶相を示すため、特に好ましい。
【００５５】
（II）：平面的形状の分子
図３は、液晶化合物と共に用いられる化合物が平面的形状の分子の場合の、本発明に係る液晶表示素子の一部である液晶層における液晶材料の状態を説明するための模式図である。図３（Ａ）は、平面的形状の分子５０Ｂ２を含有しない液晶分子５０Ａの斜視模式図であり、図３（Ｂ）は、平面的形状の分子５０Ｂ２を含有する液晶分子５０Ａの斜視模式図であり、図３（Ｃ）は、平面的形状の分子５０Ｂ２を含有する液晶分子５０Ａの上面模式図である。
【００５６】
本発明の液晶材料は、液晶化合物（以下、液晶分子５０Ａとも称する。）に加えて、該液晶化合物の配向変化をよりスムース（円滑）にする平面的形状の分子である前記一般式（２）で表される化合物を少なくとも１種含む。この場合、ｍ個あるＲ2及びＡがいずれも同一平面上にあることから平面的形状の分子５０Ｂ２となる。
【００５７】
即ち、液晶化合物の配向変化をよりスムースにする化合物である平面的形状の分子５０Ｂ２とは、前記一般式（２）で表される化合物のうちＡがベンゼン環を示すものである。
【００５８】
このとき、液晶層５０では、図３に示したように、棒状の液晶分子５０Ａの間に平面的形状の分子５０Ｂ２が入りこむことにより、液晶分子５０Ａ同士の配向相関がやや弱まる。つまり、液晶材料中にこの平面的形状の分子５０Ｂ２が存在すると、液晶分子５０Ａ同士の配向相関を弱めることに寄与するため、液晶状態を維持したままで配向変化がスムースになる。よって、平面的形状の分子５０Ｂ２が含まれることで応答速度が向上し、優れた応答特性が得られる。
【００５９】
平面的形状の分子５０Ｂ２の液晶層５０内における液晶分子５０Ａへの作用について詳述する。図３（Ｂ）及び図３（Ｃ）に示すように、平面的形状の分子５０Ｂ２が液晶分子５０Ａの間に入り込む場合、Ｙ方向において、Ｘ方向に比べてより広い空間が生まれる。詳細なメカニズムは定かではないが、この異方的な空間が生まれたことにより、液晶分子５０Ａの配向変化の過程において、液晶分子５０Ａの倒れる方向に偏りを作り、配向特性が適切に行われるようになり、応答特性が向上したものと考えられる。
【００６０】
平面的形状の分子５０Ｂ２における（Ｒ2における）置換基は、ハロゲン原子、炭素数１〜８の炭化水素基、炭素数１〜６のアルコキシ基、からなる群のうちのいずれかであることが好ましい。
ハロゲン原子としては、比抵抗が大きく、信頼性に優れたものが得られる塩素またはフッ素がより好ましく、特にフッ素が好ましい。
但し、平面的形状の分子５０Ｂ２に含まれるハロゲン元素の数が、０〜１２であることが好ましい。ハロゲン元素の数が多くなりすぎると、平面的形状の分子５０Ｂ２の結晶性が上がり、平面的形状の分子５０Ｂ２と液晶分子５０Ａとの相溶性が悪化する。
【００６１】
平面的形状の分子５０Ｂ２が、Ｃ、Ｈ、Ｏ及びハロゲン以外の構成元素を含まないことで、耐熱性や耐光性に優れ、比抵抗が大きくなる。耐熱性に優れ、比抵抗が大きいことで、高温でも高い電圧保持率を維持することができる。また、耐光性に優れていると、製造時の光照射プロセス（例えば、光照射により硬化するシール剤を用いた貼り合わせ、液晶注入口の封止、光照射により配向方向を規定する光配向膜作成）や、液晶表示素子として用いた時に、外光に対して強い耐性を持つため好ましい。よって、可視光や紫外光に対する耐光性に優れていると、液晶材料や液晶表示素子が光照射されても、分解や異性化が起こらず、高い比抵抗を維持することが可能になり好ましい。一方、例えば、構成元素としてＮを含むアゾ基などは可視光や紫外光照射に対して光異性化が起こるので好ましくない。
【００６２】
その他、平面的形状の分子５０Ｂ２における置換基としては、トリフルオロ基、ジフルオロメトキシ基、トリフルオロメトキシ基などのフッ素原子を含むものが好ましい。このような置換基を有する含フッ素系の分子は、比抵抗が高いため、高温でも高い電圧保持率を維持することができる。
【００６３】
液晶材料を液晶表示素子に用いた場合、電圧保持率が低い場合には表示面ではコントラストの低下を招き、フリッカーの発生などが生じる。一方、充分高い電圧保持率を有する場合は、焼き付きが防止され好ましい。
【００６４】
また、含フッ素系の分子は粘性が低くなるため、応答速度向上の効果があり好ましい。
さらに、短軸方向にフッ素を備えた平面的形状の分子５０Ｂ２は、平面的形状の分子５０Ｂ２の短軸方向における極性が高くなるため好ましい。短軸方向における極性が高いことは、例えば、液晶配向膜４０との反発を強めることにより、平面的形状の分子５０Ｂ２の初期配向を垂直とすることが容易となる。またさらに、大きな負の誘電異方性を有するためにも、短軸方向にフッ素基など極性基を有することは好ましい。
【００６５】
前記一般式（２）で表される化合物であって、Ａがベンゼン環を示すものにおいて、フェニル基及びシクロヘキシル基の総数が４であることが好ましい。
【００６６】
また、前記一般式（２）で表される化合物であって、Ａがベンゼン環を示すものにおいて、Ｒ2は、フェニル基またはシクロヘキシル基で置換されているフェニル基であっても良い。またさらに、前記一般式（２）で表される化合物であって、Ａがベンゼン環を示すものにおいて、Ｒ2は、フェニル基またはシクロヘキシル基で置換されているシクロヘキシル基であっても良い。但し、このときの前記一般式（２）で表される化合物におけるフェニル基及びシクロヘキシル基での総数が４〜１０であることが好ましい。
【００６７】
また、前記平面的形状の分子５０Ｂ２の分子量が、２００より大きいことが好ましい。このような構成にすることにより、液晶表示素子に液晶を注入する際に、揮発を抑制することが出来る。分子量が２００より大きいことによって、液晶材料中の成分比は低下しにくく、液晶材料の応答特性の変化を抑制できる。
【００６８】
液晶化合物の配向変化をよりスムースにする平面的形状の分子５０Ｂ２である化合物としては、具体的には下記化合物（２Ｂ）〜（２Ｉ）が好ましいものとして挙げられる。
【００６９】
【化１１】
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【００７０】
【化１２】
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【００７１】
【化１３】
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【００７２】
【化１４】
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【００７３】
【化１５】
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【００７４】
【化１６】
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【００７５】
【化１７】
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【００７６】
【化１８】
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【００７７】
前記平面的形状の分子５０Ｂ２の含有量は、液晶材料中０．１重量％以上３０重量％以下であることが好ましく、０．１重量％以上１０重量％以下であることがより好ましい。０．１重量％以上であれば上述した応答速度が向上の効果が充分得られるからである。また、３０重量％よりも配合量が多いと、液晶材料が液晶相を示さなくなるので好ましくない。さらに、１０重量％よりも配合量が多いと、立体形状の分子５０Ｂ２が溶け難くなり、凝集物が発生し易くなるため好ましくない。
立体的形状の分子５０Ｂ２の含有量を、上記した範囲内とすることで、広い温度範囲において液晶材料がネマチック液晶相を示すが、含有量を５重量％以下にすることで、さらに広い温度範囲において液晶材料がネマチック液晶相を示すため、特に好ましい。
【００７８】
（その他）
本発明の液晶材料には、本発明の効果を損なわない範囲で、上記したもの以外のものを含有させても良い。例えば、減粘剤等が挙げられる。
【００７９】
［液晶表示素子、液晶表示装置の実施の形態］
（液状表示素子）
図１は、本発明に係る液晶表示装置の実施の形態に搭載される液晶表示素子の断面模式図であり、図１（Ａ）は、駆動電圧が印加されていない状態を表し、図１（Ｂ）は、駆動電圧が印加されている状態を表している。
図１に示すように、本実施の形態に係る液晶表示素子の構成は、一対の偏光板１０が互いに対向配置され、その間に画素電極基板２０及び透明電極基板３０が対向配置されてなる。さらに画素電極基板２０及び透明電極基板３０の間に、一対の垂直配向膜４０が、いずれか一方が画素電極基板２０を、他方が透明電極基板３０を覆うようにして対向配置されてなる。また、画素電極基板２０及び透明電極基板３０は、一対の垂直配向膜４０を介して、その間に液晶材料からなる液晶層５０を封入している。
【００８０】
本実施の形態に係る液晶表示素子は、いわゆる透過型液晶表示素子であって、その表示モードは、いわゆる垂直配向（ＶＡ）モードである。ＶＡモードでは、負の誘電異方性を有する液晶材料と垂直配向膜４０を用いる。また、透明基板（２１，３１）平面に対して縦方向の電界を印加することにより負の誘電異方性を有する液晶材料の配向方向を変化させる。ＶＡモードは、電圧無印加状態において黒表示を行う。このとき、負の屈折率異方性を持つ位相差板などを用いて、電圧無印加状態の垂直配向した液晶層５０による複屈折をおおよそ補償することによって、極めて広い視角方向で良好な黒表示を得ることができる。即ち、このようにすることで、広い視角方向において高いコントラストを持つ表示が可能になるため好ましい。
また、本実施の形態では、液晶材料として負の誘電異方性を有する液晶材料を用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、液晶材料の誘電率異方性（Δε）は、正であっても負であっても良い。誘電率異方性が負の液晶材料を用いた場合は、開口率が高いと言う点で好ましい。
【００８１】
（偏光板１０）
偏光板１０は、入射光に対して特定の偏光成分を透過させる機能を有する光学部材であり、光の振動方向を制御するものである。偏光板１０は、例えば、染色されたＰＶＡ（ポリビニルアルコール）と、それを両側から支える支持体としてのＴＣＡ（トリアセテート）とから構成される。また、偏光板１０には表面反射を抑えるための表面処理をしても良く、視野角拡大のための位相差付加の機能等を付与しても良い。
【００８２】
（画素電極基板２０：透明基板２１、画素電極２２）
画素電極基板２０は、駆動素子を含む駆動回路が形成された透明基板２１の一面に、画素電極２２が設けられた構成を有している。
透明基板２１は、例えば、ガラスやプラスチックなどの透明（光透過性）材料により構成されている。
【００８３】
画素電極２２は、液晶層５０に電圧を印加するための一方の電極である。また、画素電極２２は、例えば、複数存在し、マトリックス状の配列パターンを形成している。すなわち、各画素電極２２には、独立して個別に電位が供給されるようになっている。画素電極２２は、例えば、光透過性を有する透明電極であり、例えば、酸化インジウム錫（ＩＴＯ；Indium Tin Oxide）などの透明電極材料により構成されている。透明電極は、蒸着などにより作成することができる。酸化インジウム錫で透明電極を作成する場合、４００Å〜１２００Åの厚さで酸化インジウム錫層を形成することが好ましい。
【００８４】
（透明電極基板３０：透明基板３１、透明電極３２）
透明電極基板３０は、透明基板３１上に、例えば、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のフィルタがストライプ状に設けられたカラーフィルタ（図示せず）と、有効表示領域のほぼ全面に亘って透明電極３２とが設けられた構成を有している。
【００８５】
透明基板３１は、例えば、ガラスやプラスチックなどの透明（光透過性）材料により構成されている。透明電極３２は、液晶層５０に電圧を印加するためのもう一方の電極であり、例えば、酸化インジウム錫などの透明電極材料により構成されている。
【００８６】
（垂直配向膜４０）
垂直配向膜４０は、液晶層５０に含有される液晶分子５０Ａを所定の配向状態となるように配向させるものである。この垂直配向膜４０は、上記したように、画素電極基板２０および透明電極基板３０のそれぞれの内側面、すなわち液晶層５０に隣接する側の面を覆っている。より具体的には、垂直配向膜４０は、画素電極基板２０においては画素電極２２およびその周辺の基板１１を覆っていると共に、透明電極基板３０においては透明電極３２を覆っている。垂直配向膜４０は、例えば、ポリイミド等の有機材料により構成されており、液晶分子５０Ａを基板面に対して垂直方向に配向させる垂直配向膜である。例えば、JALS-2131-R6：ＪＳＲ社製などが上げられる。上記以外にオクタデシルエトキシシランやレシチン等垂直配向性を有している材料を広く用いることができる。垂直配向膜４０には、さらに、ラビング等の配向方向を規制する処理が施されていてもよい。
【００８７】
この垂直配向膜４０の膜厚は０．０２〜０．４μｍであることが好ましい。
垂直配向膜４０は公知の製法によって形成可能であり、例えばスピンコート法、ロール印刷法、インクジェット塗布法などで形成される。
【００８８】
（液晶層５０）
液晶層５０は、上述した本発明に係る液晶材料が注入されてなる。
液晶層の厚さは２〜５μｍが好ましく、２．５〜４μｍが特に好ましい。この範囲とすることで液晶の複屈折を印加電圧により効率よく変化させることができるため、液晶表示素子として好適に用いることができる。
【００８９】
（液晶表示装置）
次に、図４を参照して、上記した液晶表示素子を備える液晶表示装置の構成について説明する。図４は、本発明に係る液晶表示装置の実施の形態における構成を示す概略図であって、図１に示した液晶表示素子を備える液晶表示装置の回路構成を表している。
【００９０】
本発明の液晶表示装置は、例えば、図４に示したような構成のものに適用できる。図４の液晶表示装置は、表示領域６０と、表示領域６０内に設けられた複数の画素Ｇと、その表示領域６０の周囲に設けられたソースドライバ６１およびゲートドライバ６２と、タイミングコントローラ６３と、電源回路６４とを含んで構成されている。タイミングコントローラ６３は、ソースドライバ６１およびゲートドライバ６２を制御し、電源回路６４は、ソースドライバ６１およびゲートドライバ６２に電力を供給する。
【００９１】
表示領域６０は、映像が表示される領域であり、複数の画素Ｇがマトリックス状に配列されることにより映像を表示可能に構成された領域である。なお、図４では、複数の画素Ｇを含む表示領域６０を示している他、４つの画素Ｇに対応する領域を別途拡大して示している。
【００９２】
この表示領域６０では、行方向に複数のソース線７１が配列されていると共に、列方向に複数のゲート線７２が配列されており、それらのソース線７１およびゲート線７２が互いに交差する位置に画素Ｇがそれぞれ配置されている。各画素Ｇは、画素電極２２および液晶層５０と共に、トランジスタ１２１およびキャパシタ１２２を含んで構成されている。各トランジスタ１２１では、ソース電極がソース線７１に接続され、ゲート電極がゲート線７２に接続され、ドレイン電極がキャパシタ１２２および画素電極２２に接続されている。各ソース線７１は、ソースドライバ６１に接続されており、そのソースドライバ６１から画像信号が供給されるようになっている。また、各ゲート線７２は、ゲートドライバ６２に接続されており、そのゲートドライバ６２から走査信号が順次供給されるようになっている。
ソースドライバ６１およびゲートドライバ６２は、複数の画素Ｇの中から特定の画素Ｇを選択するものである。
【００９３】
タイミングコントローラ６３は、例えば、画像信号（例えば、赤、緑、青に対応するＲＧＢの各映像信号）と、ソースドライバ６１の動作を制御するためのソースドライバ制御信号とをソースドライバ６１に出力する。また、タイミングコントローラ６３は、例えば、ゲートドライバ６２の動作を制御するためのゲートドライバ制御信号をゲートドライバ６２に出力する。ソースドライバ制御信号としては、例えば、水平同期信号、スタートパルス信号、ソースドライバ用のクロック信号等が挙げられる。ゲートドライバ制御信号としては、例えば、垂直同期信号や、ゲートドライバ用のクロック信号などが挙げられる。
【００９４】
次に、図１および図４を参照して、液晶表示装置の動作について説明する。
この液晶表示装置では、以下の要領で画素電極２２と透明電極３２との間に駆動電圧を印加することにより、映像が表示される。具体的には、ソースドライバ６１が、タイミングコントローラ６３からのソースドライバ制御信号の入力により、同じくタイミングコントローラ６３から入力された画像信号に基づいて所定のソース線７１に個別の画像信号を供給する。これと共に、ゲートドライバ６２が、タイミングコントローラ６３からのゲートドライバ制御信号の入力により所定のタイミングでゲート線７２に走査信号を順次供給する。これにより、画像信号が供給されたソース線７１と走査信号が供給されたゲート線７２との交差点に位置する画素Ｇが選択され、その画素Ｇに駆動電圧が印加されることとなる。
【００９５】
選択された画素Ｇでは、駆動電圧が印加されると、液晶層５０に含まれる液晶分子５０Ａの配向状態が、画素電極２２と透明電極３２との間の電位差に応じて変化する。具体的には、液晶分子５０Ａの配向状態は、画素電極基板２０および透明電極基板３０に対して垂直（直角）方向から、水平（平行）方向となる姿勢をとるように応答する。
これにより、液晶層５０の光学的特性が変化し、液晶表示素子への入射光が変調された射出光となり、その射出光に基づいて階調表現されることで映像が表示される。
また、このとき図３及び図４に示したように、立体的形状の分子５０Ｂ１または平面的形状の分子５０Ｂ２を添加することにより、液晶分子５０Ａ同士の配向相関が弱まり空間が生まれ、配向変化し易くなり、応答特性が向上する。
【００９６】
このように、本実施の形態の液晶材料、液晶表示素子及び液晶表示装置によれば、液晶層５０に立体的形状の分子５０Ｂ１または平面的形状の分子５０Ｂ２を含有させることで、液晶分子５０Ａの配向状態に影響を与え、配向変化し易くなる。この結果、立体的形状の分子５０Ｂ１または平面的形状の分子５０Ｂ２を含まない場合と比べて応答特性（応答速度）が向上する。
さらに、電極表面などに線状突起を設けた場合に懸念されるような透過率の低下や、モノマーを重合させて得た高分子材料によって配向変化の際の配向方向を安定化させる場合に懸念される液晶材料の電圧保持性悪化などの問題が生ずることがない。よって、良好な表示特性を維持することもできる。加えて、線状突起を設けたり、電圧を印加した状態でモノマーを重合させたりする場合と比べて製造工程も簡素化できる。
【００９７】
また、本実施の形態によれば、液晶材料として自発分極をほとんど有しない、特に自発分極が実質的に０となる常誘電性液晶を用いるようにすれば、自発分極を有する強誘電性液晶などを用いた場合よりも良好なスイッチング性が得られ、応答特性の向上に有利となる。さらに、液晶材料中における立体的形状の分子５０Ｂ１または平面的形状の分子５０Ｂ２の含有量を０．１重量％以上１０重量％以下の範囲内とすることで、より良好な表示特性の確保と共に、さらなる応答特性の向上が実現された。
【００９８】
尚、上記した実施の形態において、液晶層５０に含まれる液晶分子５０Ａとして、負の誘電異方性を有する液晶分子を用いたＶＡモードについて例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに換えて正の誘電異方性を有する液晶分子を用いた液晶表示素子であっても、液晶層５０に立体的形状の分子５０Ｂ１または平面形状の分子５０Ｂ２を含ませることにより、同様の作用、効果が得られることは言うまでもない。
【００９９】
また、立体的形状の分子５０Ｂ１では色を呈する場合もあるが、本発明に係る液晶表示素子では、ＶＡモード、ＩＰＳモード、ＴＮモード、ＦＦＳモード等の液晶表示素子に適するため、色を呈する分子は好ましくない。
【０１００】
ここで、一般的に液晶の応答速度は、粘度に比例することが知られている。従って、液晶の応答速度を高速化するために液晶材料の低粘性化が試みられている。例えば、液晶材料全体の粘性を下げる働きを有する減粘剤を用いる方法もよく用いられる。ここで、減粘剤としては、嵩高くない直線的な、単純な分子を用いて低粘性化することが一般的である。
このような観点から見ると、本発明に用いる立体的形状の分子５０Ｂ１または平面形状の分子５０Ｂ２は直線的ではなく、粘性も低くないと考えられるので好ましくない。つまり、従来の観点から見ると応答特性を悪化させると予想される。しかし、適切な形状の分子を加えることによる配向安定化効果が大きいために、応答速度の高速化が実現できたと考えられる。
【実施例】
【０１０１】
次に、本発明に関する実施例について説明する。
（実施例１）
図１に示した第１の実施の形態に係る液晶表示素子（ＶＡモード）を以下の手順により作製した。
先ず、ガラス製の透明基板２１にＩＴＯよりなる画素電極２２が設けられた画素電極基板２０と、ガラス製の透明基板３１にＩＴＯよりなる透明電極３２が設けられた透明電極基板３０とを準備した。続いて、画素電極基板２０および透明電極基板３０のそれぞれに垂直配向膜４０を０．１μｍの厚さで形成した。さらに、垂直配向膜４０同士が向かい合うように画素電極基板２０および透明電極基板３０を対向させた後、それらの基板間のセルギャップが４μｍとなるようにプラスチックビーズを介してシール材で封止して、セルを作製した。
【０１０２】
この後、セル内の間隙に残存する水分子を除去して、セル内に液晶を注入する。
水分子除去後、室温まで冷却されたセルを、液晶注入装置の真空槽内へ搬入する。液晶注入装置は、内部を減圧及び増圧可能とされた真空槽と、該真空槽内部を排気して減圧する真空ポンプと、真空槽を大気圧又は加圧状態にする装置と、液晶注入口が下向きとなるようにセルを保持した状態で上下方向に搬送可能な搬送手段とを備えるものである。
【０１０３】
液晶材料としては、負の誘電異方性を有すると共に室温でネマチック液晶相を示すアキラルな液晶分子５０ＡとしてＭＪ−９６１２１３（メルク社製）と、立体的形状の分子５０Ｂ１として前記化合物（１Ａ）とを含む液晶材料を用いた。
この際、前記化合物（１Ａ）の含有量は、液晶材料中において１重量％となるようにした。
【０１０４】
次に、真空ポンプを作動させて真空槽内部を排気して所定の到達真空度まで減圧し、減圧状態を保持する。到達真空度及び真空保持時間は、セルのサイズ及びセル内の間隙等を考慮して適宜決定される。
【０１０５】
尚、真空槽内に搬入する注入用液晶材料には、液晶材料中の溶存ガス等を除去する目的で、予め脱泡処理を施しておいても良い。脱泡処理に際しては、先ず、例えば表面張力で所定量隆起する程度に、注入用液晶材料を液晶皿等の容器に滴下する。次に、脱泡処理を行うため、脱泡槽内を減圧して注入用液晶材料の脱泡処理を行う。
【０１０６】
本実施例では、上述の脱泡処理の完了後、その注入用液晶材料を減圧状態で保持したまま、且つ、真空槽の減圧状態を解除することなく、セルの液晶注入口を注入用液晶材料へ接触させ、注入用液晶材料と液晶注入口とが充分に接触した状態をしばらく保持する。
【０１０７】
次に、真空槽内を徐々に増圧し、大気圧に戻す。この結果、セル内外での圧力差及び毛細管現象により、注入用液晶材料がセル内に注入される。
【０１０８】
セルの全体に注入用液晶材料が注入されたら、セルを真空槽外へ搬出する。そして、注入用液晶材料が注入されたセルをプレス機等により所望の圧力及び時間にて加圧する。次いで、液晶注入口から吹き出した液晶材料を拭き取った後に、液晶注入口を、例えば紫外線硬化樹脂等の封止材により封止する。
その後、偏光板１０をその吸収軸が直交するように、透明基板２１，３１の外側、即ち透明基板２１又は透明基板３１を介して垂直配向膜４０を形成した面と対向する位置に貼り付けた。以上により、透過型の液晶表示素子を作製した。
【０１０９】
（実施例２）
実施例１の前記化合物（１Ａ）に換えて、前記化合物（２Ｂ）を用いた。この際、前記化合物（２Ｂ）に示した化合物の含有量は、液晶材料中において０．７重量％となるようにした。これ以外は実施例１と同様にして液晶表示素子を作製した。
【０１１０】
（実施例３）
実施例１の前記化合物（１Ａ）に換えて、前記化合物（１Ｂ）を用いた。この際、前記化合物（１Ｂ）に示した化合物の含有量は、液晶材料中において０．１５重量％となるようにした。これ以外は実施例１と同様にして液晶表示素子を作製した。
【０１１１】
（実施例４）
実施例１の前記化合物（１Ａ）に換えて、前記化合物（１Ｃ）を用いた。この際、前記化合物（１Ｃ）に示した化合物の含有量は、液晶材料中において０．１１重量％となるようにした。これ以外は実施例１と同様にして液晶表示素子を作製した。
【０１１２】
（実施例５）
実施例１の前記化合物（１Ａ）に換えて、前記化合物（１Ｆ）を用いた。この際、前記化合物（１Ｆ）に示した化合物の含有量は、液晶材料中において０．１２重量％となるようにした。これ以外は実施例１と同様にして液晶表示素子を作製した。
【０１１３】
（実施例６）
実施例１の前記化合物（１Ａ）に換えて、前記化合物（１Ｉ）を用いた。この際、前記化合物（１Ｉ）に示した化合物の含有量は、液晶材料中において０．１重量％となるようにした。これ以外は実施例１と同様にして液晶表示素子を作製した。
【０１１４】
（実施例７）
実施例１の前記化合物（１Ａ）に換えて、前記化合物（２Ｉ）を用いた。この際、前記化合物（２Ｉ）に示した化合物の含有量は、液晶材料中において０．１重量％となるようにした。これ以外は実施例１と同様にして液晶表示素子を作製した。
【０１１５】
（比較例１）
液晶材料に前記化合物（１Ａ）を含まない点を除き、実施例１と同様にして液晶表示素子を作製した。
【０１１６】
上記した実施例１〜７及び比較例１について、応答特性と、信頼性特性としての電圧保持率特性とを調べた。応答特性は、室温において閾値以上の駆動電圧を印加した状態から、駆動電圧無印加のときの液晶分子が配向し終わるまでの時間（応答時間）を測定した。電圧保持率特性は、６０度で閾値電圧以上の電圧を印加したときの１６．７ｍｓ後の電圧保持率を測定した。
【０１１７】
応答時間を測定した結果、実施例１では７．６ｍ秒、実施例２では７．５ｍｓ、実施例３〜７では７．９ｍｓ、比較例１では８ｍｓとなった。即ち、実施例１〜７の液晶表示素子では、液晶層５０が、負の誘電異方性を有する液晶分子５０Ａに立体的形状の分子５０Ｂ１または平面的形状の分子５０Ｂ２を含むようにすることにより、応答特性の向上の効果が得られること確認された。尚、上記の液晶材料は、自発分極が０であり、常誘電体である。
また、電圧保持率は実施例１〜７、比較例１のいずれも９８％であった。つまり、構成元素が、Ｃ、Ｈ、Ｏ及びハロゲンのいずれかのみである立体的形状の分子５０Ｂ１または平面的形状の分子５０Ｂ２を液晶分子５０Ｂに添加しても電圧保持率に変化はなく、信頼性特性が悪化しないことが確認された。
【０１１８】
（参考例１）
実施例３の前記化合物（１Ｂ）の含有量を、液晶材料中において１１重量％となるようにした。これ以外は実施例３と同様にして液晶表示素子を作製した。
この参考例１の場合、約２５℃において凝集物が見られる場合があった。液晶表示素子において、表示領域に凝集物が存在すると画像表示上好ましくない。
【０１１９】
以上、本発明の液晶材料、液晶表示素子及び液晶表示装置について、実施の形態及び実施例を挙げて説明をしたが、本発明はこれらにおいて説明した態様に限定されるものではない。即ち、本発明の効果を損なわない範囲で、液晶材料、液晶表示素子及び液晶表示装置の構成は自由に変更可能である。
【０１２０】
具体的には、例えば、上記実施の形態及び実施例では、ＶＡモードの液晶表示素子を使用したが、必ずしもこれに限られるものではなく、ＩＰＳモードやＴＮモードやＦＦＳモードなどにおいても同様の効果を得ることができる。
【０１２１】
また、上記実施の形態及び実施例では、本発明を透過型の液晶表示素子及び液晶表示装置に適用するようにしたが、必ずしもこれに限られるものではない。例えば、反射型の液晶表示素子及び液晶表示装置に適用することも可能である。これらの反射型の液晶表示素子及び液晶表示装置では、画素電極がアルミニウムなどの光反射性を有する電極材料により構成される。この場合、一方の基板にはＩＴＯなどの透明電極を形成し、もう一方の電極にはアルミニウムなどの光反射性を有し、光透過性の小さい材料により電極を形成する。この場合においても、透過型の液晶表示素子及び液晶表示装置と同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１２２】
【図１】本発明に係る液晶表示装置の実施の形態に搭載される液晶表示素子の断面模式図である。
【図２】液晶化合物と共に用いられる化合物が立体的形状の分子の場合の、本発明に係る液晶表示素子の一部である液晶層における液晶材料の状態を説明するための模式図である。
【図３】液晶化合物と共に用いられる化合物が平面的形状の分子の場合の、本発明に係る液晶表示素子の一部である液晶層における液晶材料の状態を説明するための模式図である。
【図４】本発明に係る液晶表示装置の実施の形態における構成を示す概略図である。
【図５】一般的なＶＡモードの液晶表示素子の断面構成を示す概略図である。
【符号の説明】
【０１２３】
１０  偏光板、２０  画素電極基板、２１，３１  透明基板、２２  画素電極、３０  透明電極基板、３２  透明電極、４０  垂直配向膜、５０  液晶層、５０Ａ  液晶分子、５０Ｂ１  立体的形状の分子、５０Ｂ２  平面的形状の分子、６０  表示領域、６１  ソースドライバ、６２  ゲートドライバ、６３  タイミングコントローラ、６４  電源回路、７１  ソース線、７２  ゲート線
【図５】
0005374930.tif 000034
【図１】
0005374930.tif 000035
【図２】
0005374930.tif 000036
【図３】
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【図４】
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