(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
５種〜４０種の化合物からなる液晶組成物であって、該液晶組成物が、一般式（I）
【化１】
0003951323.tif 000031
（式中、Ｒ11は炭素原子数２〜５の直鎖状アルキル基を表し、Ｙ11〜Ｙ14は各々独立的に水素原子又はフッ素原子を表すが、Ｙ11〜Ｙ13において少なくとも１つはフッ素原子である。）で表される１種又は２種以上の化合物からなる液晶成分Ａを３〜３０重量％含有し、−２〜＋２の誘電率異方性を有する化合物からなる液晶成分Ｂを５〜６０重量％含有し、該液晶成分Ｂは一般式（II-1）〜（II-2）
【化２】
0003951323.tif 000032
（式中、Ｒ21〜Ｒ22は各々独立的に炭素原子数２〜７の直鎖状アルキル基又はアルケニル基を表し、Ｒ24〜Ｒ25は各々独立的に炭素原子数１〜７の直鎖状アルキル基、アルコキシ基、アルケニル基、アルケニルオキシ基又はＣuＨ2u+1-Ｏ-ＣvＨ2vを表し、ｕ及びｖは各々独立的に１〜５の整数を表し、Ｚ21〜Ｚ23は単結合を表し、環Ａ21及び環Ａ22は各々独立的にシクロヘキサン環又はシクロヘキセン環を表し、ｉ、及びｊは各々独立的に０又は１の整数を表し、各化合物におけるシクロヘキサン環の水素原子（Ｈ）は重水素原子（Ｄ）で置換されていても良い。）で表される化合物群から選ばれる化合物を１種又は２種以上含有するがＲ21〜Ｒ22がＣＨ2＝ＣＨ−(ＣＨ2)q
（ｑは０又は２を表す。）
のアルケニル基である化合物を少なくとも１種以上含有するものであり、＋２以上の誘電率異方性を有する化合物からなる液晶成分Ｃを２５〜８０重量％含有し、該液晶成分Ｃは一般式（III-1）〜（III-3）
【化３】
0003951323.tif 000033
（式中、Ｒ31〜Ｒ33は各々独立的に炭素原子数２〜７の直鎖状アルキル基、アルケニル基又はＣsＨ2s+1-Ｏ-ＣtＨ2tを表し、ｓ及びｔは各々独立的に１〜５の整数を表し、Ｘ31〜Ｘ33は各々独立的にフッ素原子、塩素原子、-ＯＣＦ3、-ＯＣＨＦ2、-ＣＦ3又は-ＣＮを表し、Ｙ31〜Ｙ39は各々独立的に水素原子又はフッ素原子を表し、Ｚ31は単結合、-ＣＯＯ-、-Ｃ2Ｈ4-、-Ｃ4Ｈ8-、-Ｃ≡Ｃ-又は-ＣＨ＝ＣＨ-を表し、Ｚ32及びＺ33は各々独立的に単結合、-ＣＯＯ-、-Ｃ2Ｈ4-又は-Ｃ4Ｈ8-を表し、Ｚ34及びＺ35は各々独立的に単結合、-ＣＯＯ-又は-Ｃ≡Ｃ-を表し、ｌ及びｍは各々独立的に０又は１の整数を表し、各化合物におけるシクロヘキサン環の水素原子（Ｈ）は重水素原子（Ｄ）で置換されていても良い。）で表される化合物群から選ばれる化合物を１種又は２種以上含有するものであり、該液晶成分Ｂと該液晶成分Ｃの総和が７０〜９７重量％であり、且つ該液晶組成物が３以上の誘電率異方性であり、６０℃以上のネマチック相−等方性液体相転移温度であり、−１０℃以下の結晶相又はスメクチック相−ネマチック相転移温度であることを特徴とする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。
【請求項２】
前記液晶成分Ａが、一般式（I）におけるＲ11が炭素原子数３又は５の直鎖状アルキル基であり、下記一般式（I-1）〜（I-5）
【化４】
0003951323.tif 000034
で表される少なくとも１種以上の化合物を５０〜１００重量％含有することを特徴とする請求項１記載のツイスティッド・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。
【請求項３】
前記液晶成分Ｂが、前記一般式（II-1）〜（II-2）で表される化合物群から選ばれる化合物を１０〜１００重量％含有することを特徴とする請求項１又は２記載のツイスティッド・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。
【請求項４】
前記液晶成分Ｃが、前記一般式（III-1）〜（III-3）で表される化合物群から選ばれる化合物を１０〜１００重量％含有することを特徴とする請求項１、２又は３記載のツイスティッド・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。
【請求項５】
前記液晶成分Ｃが、前記一般式（III-1）〜（III-3）において、Ｒ31〜Ｒ33が各々独立的に炭素原子数２〜５のアルキル基又はアルケニル基を表し、Ｘ31〜Ｘ33が各々独立的にフッ素原子、塩素原子、-ＯＣＦ3又は-ＣＮを表す化合物を１０〜１００重量％含有することを特徴とする請求項４記載のツイスティッド・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。
【請求項６】
前記液晶成分Ｃが、前記一般式（III-2）の化合物において、Ｚ34が-ＣＯＯ-又は-Ｃ≡Ｃ-で表される化合物を１０〜１００重量％含有することを特徴とする請求項４又は５記載のネマチック液晶組成物。
【請求項７】
前記液晶成分Ｃが、前記一般式（III-3）の化合物において、Ｚ35が-Ｃ≡Ｃ-で表される化合物を１０〜１００重量％含有することを特徴とする請求項４、５又は６記載のツイスティッド・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。
【請求項８】
前記液晶組成物が、４〜３０の誘電率異方性であり、０．０９以上０．１８未満の複屈折率であり、７０℃以上のネマチック相−等方性液体相転移温度であり、−１０℃以下の結晶相又はスメクチック相−ネマチック相転移温度であることを特徴とする請求項１乃至７記載のツイスティッド・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。
【請求項９】
前記液晶組成物が、４〜３０の誘電率異方性であり、０．１８以上０．３３以下の複屈折率であり、７０℃以上のネマチック相−等方性液体相転移温度であり、−１０℃以下の結晶相又はスメクチック相−ネマチック相転移温度であることを特徴とする請求項１乃至７記載のツイスティッド・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。
【請求項１０】
前記液晶組成物に、誘起螺旋ピッチが０．５〜１０００μｍとなる光学活性基を有する化合物を含有することを特徴とする請求項１乃至７記載のツイスティッド・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。
【請求項１１】
液晶層の厚みが１〜３０μｍであることを特徴とする請求項１乃至１０記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【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。
【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、シェファー（Scheffer）等［SID '85 Digest, p.120 1985年］、衣川等［SID '86 Digest, p.122 1986年］によって、STN（スーパー・ツイスティッド・ネマチック）−LCDが開発され、携帯端末、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。
【０００３】
しかし、STN-LCDの応答特性改善を目的にアクティブアドレッシング駆動方式［Proc.12th IDRC p.503 1992年］やマルチラインアドレッシング駆動方式［SID'92 Digest, p.232 1992年］等の新駆動方式が提案されている。これに適した液晶材料として、弾性定数比Ｋ33／Ｋ11が１．０〜２．０の範囲、複屈折率△ｎが０．０８〜０．２４の範囲、誘電率異方性に比べ粘性が比較的小さいものが要求されている。また、より明るい表示やより高いコントラスト比を達成する目的で、カラーフィルター層の代わりに、液晶と位相差板の複屈折性を利用した新規反射型カラー液晶表示方式［テレビジョン学会技術報告 vol.14 No10.p.51 1990年］や基板電極側に小さな放物面を施した反射面有した液晶表示装置が提案されている。これに適した液晶材料として、光の波長の違いによってより大きな位相差を生じさせる複屈折率特性や、広い視野角でも高いコントラストを維持させる複屈折率の光学特性が要求されている。更に、小型化、携帯化、画素数の増加等の表示用途のために、より低い駆動電圧、より広い動作温度の液晶表示装置が要求されている。これに適した液晶材料として、弾性定数Ｋ11が１０〜２５ｐＮの範囲、化学的に安定で効率的にしきい値電圧を低減できる誘電率異方性、より広いネマチック温度のものが要求されている。この様に、液晶材料の個々の物性特性を総合的に最適化ものが必要とされており、現在も新しい液晶化合物あるいは液晶組成物の提案が要求されている。
【０００４】
偏光板や配向処理を要さず、明るくコントラストの良い液晶デバイスとして、ポリマー中に液晶滴を分散させた液晶表示素子が知られている。特表昭５８−５０１６３１号公報、米国特許第４４３５０４７号明細書には、カプセル化物質として、ゼラチン、アラビアゴム、ポリビニルアルコール等が提案され、これら以外にも、例えば、特表昭６１−５０２１２８号公報、特開昭６２−２２３１号公報等において知られている。これらは、液晶材料の個々の屈折率とポリマーの屈折率との一致不一致を最適化することや、十分な透明性を得るのに２５Ｖ以上と高い電圧を必要とする問題を有していた。
【０００５】
液晶表示に要求される低電圧駆動性、高コントラスト、時分割駆動性を可能にする技術として、米国特許第５，３０４，３２３号、特開平１−１９８７２５号公報があり、液晶材料が連続層を形成し、この連続層中に、高分子物質が三次元網目状に分布した構造を有する液晶表示素子が開示されている。
【０００６】
この目的に係わる液晶材料として、例えば、欧州特許第３５９，１４６号公報には液晶材料の複屈折率や誘電率異方性を最適化する方法が、特開平６−２２２３２０号公報には液晶材料の弾性定数を特定する技術等が示されている。また、特開平５−３３９５７３号公報及び特開平６−１２３８６６号公報には、フルオロ系化合物を用いることにより、プロジェクション表示でのコントラストが約４０であるものが開示されている。しかし、要求される特性、抵抗値が高く、電圧保持率が優れていること、駆動電圧が低いこと、光散乱が強く、コントラスト比が大きいこと、応答速度が速いこと、温度特性が良いこと等全てを満足させるのに問題を有しており、現在も新しい提案がなされている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明に関わる一般式（I）で表される化合物に関する技術は、例えば特表平３−５０５０９３号公報や特表平５−５０２２６０号公報で報告されている。これらの技術によれば、複屈折率の大きい液晶材料が示されているものの、粘性が大きく応答性に問題を有していた。また、上述のようなTN-LCD、STN-LCD、光散乱形液晶表示に有用な所望の複屈折率、誘電率異方性、弾性定数等を調整した液晶材料物性や混合物は、今だ報告されていない。
【０００８】
更に詳述すると、複屈折率の大きい液晶材料を必要とする場合、液晶材料のより高い化学的安定性、より低い粘性、より広いネマチック温度特性を兼ね備えた液晶材料として、例えば下記一般式（ａ-1）〜（ａ-5）
【０００９】
【化５】
0003951323.tif 000002
【００１０】
（式中、Ｒ、Ｒ’はアルキル基を表す。）の化合物が用いられてきた。しかし、依然として問題が残されたままである。具体的には、一般式（ａ-4）の化合物は、特に強い極性を有する化合物との相溶性において特異性があり、スメクチック相や結晶相が出現しやすい傾向を有しており、一般式（ａ-1）〜（ａ-3）の化合物との溶解性に乏しいものである。また、一般式（ａ-5）の化合物は、一般式（ａ-1）〜（ａ-3）あるいは本発明に関わる一般式（I）の化合物と混合すると、複屈折率の大きさに比べより大きい粘性の悪化を示していた。
【００１１】
本発明が解決しようとする課題は、上記の問題を解決あるいはより改善することにあり、所望の複屈折率に対して、駆動可能な温度範囲が広く、応答性に優れたネマチック液晶組成物を提供することにあり、この液晶組成物を構成材料として用いた、電気光学特性の改善されたTN-LCD、STN-LCD等の液晶表示装置を提供することにある。
【００１２】
また、前述の光散乱形液晶表示においても、より速い応答性、より低い電圧駆動性、より高い調光層の抵抗値、あるいはより高いコントラスト比等の要求される表示特性を維持向上させると共に、より高い白濁性、温度変化に対する改善された表示特性、応答特性を達成した光散乱形液晶表示装置を提供することにある。
【００１３】
【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、
１．５種〜４０種の化合物からなる液晶組成物であって、該液晶組成物が、一般式（I）
【００１４】
【化６】
0003951323.tif 000003
【００１５】
（式中、Ｒ11は炭素原子数２〜５の直鎖状アルキル基を表し、Ｙ11〜Ｙ14は各々独立的に水素原子又はフッ素原子を表すが、Ｙ11〜Ｙ13において少なくとも１つはフッ素原子である。）で表される１種又は２種以上の化合物からなる液晶成分Ａを１〜４０重量％含有し、−２〜＋２の誘電率異方性を有する化合物からなる液晶成分Ｂを０〜７０重量％含有し、該液晶成分Ｂは一般式（II-1）〜（II-3）
【００１６】
【化７】
0003951323.tif 000004
【００１７】
（式中、Ｒ21〜Ｒ23は各々独立的に炭素原子数２〜７の直鎖状アルキル基又はアルケニル基を表し、Ｒ24〜Ｒ26は各々独立的に炭素原子数１〜７の直鎖状アルキル基、アルコキシ基、アルケニル基、アルケニルオキシ基又はＣuＨ2u+1-Ｏ-ＣvＨ2vを表し、ｕ及びｖは各々独立的に１〜５の整数を表し、Ｙ21は水素原子、フッ素原子又は-ＣＨ3を表し、Ｙ22及びＹ23は各々独立的に水素原子又はフッ素原子を表し、Ｚ21〜Ｚ24は各々独立的に単結合、-ＣＯＯ-、-Ｃ2Ｈ4-又は-Ｃ4Ｈ8-を表し、Ｚ25は単結合、-Ｃ≡Ｃ-又は-ＣＯＯ-を表し、環Ａ21及び環Ａ22は各々独立的にシクロヘキサン環又はシクロヘキセン環を表し、ｉ、ｊ及びｋは各々独立的に０又は１の整数を表し、各化合物におけるシクロヘキサン環の水素原子（Ｈ）は重水素原子（Ｄ）で置換されていても良い。）で表される化合物群から選ばれる化合物を１種又は２種以上含有するものであり、＋２以上の誘電率異方性を有する化合物からなる液晶成分Ｃを０〜９５重量％含有し、該液晶成分Ｃは一般式（III-1）〜（III-3）
【００１８】
【化８】
0003951323.tif 000005
【００１９】
（式中、Ｒ31〜Ｒ33は各々独立的に炭素原子数２〜７の直鎖状アルキル基、アルケニル基又はＣsＨ2s+1-Ｏ-ＣtＨ2tを表し、ｓ及びｔは各々独立的に１〜５の整数を表し、Ｘ31〜Ｘ33は各々独立的にフッ素原子、塩素原子、-ＯＣＦ3、-ＯＣＨＦ2、-ＣＦ3又は-ＣＮを表し、Ｙ31〜Ｙ39は各々独立的に水素原子又はフッ素原子を表し、Ｚ31は単結合、-ＣＯＯ-、-Ｃ2Ｈ4-、-Ｃ4Ｈ8-、-Ｃ≡Ｃ-又は-ＣＨ＝ＣＨ-を表し、Ｚ32及びＺ33は各々独立的に単結合、-ＣＯＯ-、-Ｃ2Ｈ4-又は-Ｃ4Ｈ8-を表し、Ｚ34及びＺ35は各々独立的に単結合、-ＣＯＯ-又は-Ｃ≡Ｃ-を表し、ｌ及びｍは各々独立的に０又は１の整数を表し、各化合物におけるシクロヘキサン環の水素原子（Ｈ）は重水素原子（Ｄ）で置換されていても良い。）で表される化合物群から選ばれる化合物を１種又は２種以上含有するものであり、該液晶成分Ｂと該液晶成分Ｃの総和が４０〜９９重量％であり、且つ該液晶組成物が３以上の誘電率異方性であり、６０℃以上のネマチック相−等方性液体相転移温度であり、−１０℃以下の結晶相又はスメクチック相−ネマチック相転移温度であることを特徴とするネマチック液晶組成物。
２．前記液晶成分Ａが、一般式（I）におけるＲ11が炭素原子数３又は５の直鎖状アルキル基であり、下記一般式（I-1）〜（I-5）
【００２０】
【化９】
0003951323.tif 000006
【００２１】
で表される少なくとも１種以上の化合物を５０〜１００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。
３．前記液晶成分Ｂが、前記一般式（II-1）〜（II-3）で表される化合物群から選ばれる化合物を１０〜１００重量％含有することを特徴とする上記１又は２記載のネマチック液晶組成物。
４．前記液晶成分Ｂが、前記一般式（II-1）の化合物において、Ｒ21が炭素原子数２〜５の直鎖状アルキル基又はアルケニル基を表し、Ｒ24が炭素原子数１〜４の直鎖状アルキル基、アルコキシ基、アルケニル基、アルケニルオキシ基を表し、環Ａ21がシクロヘキサン環であり、ｉが０の場合、Ｚ22が単結合又は-ＣＯＯ-を表し、ｉが１の場合、Ｚ21、Ｚ22が単結合である化合物を１０〜１００重量％含有することを特徴とする上記３記載のネマチック液晶組成物。
５．前記液晶成分Ｂが、前記一般式（II-2）の化合物において、Ｒ22が炭素原子数２〜５の直鎖状アルキル基又はアルケニル基を表し、Ｒ25が炭素原子数１〜４の直鎖状アルキル基、アルコキシ基、アルケニル基、アルケニルオキシ基を表し、ｊが０の場合、環Ａ22がシクロヘキサン環又はシクロヘキセン環を表し、Ｚ23が単結合、-ＣＯＯ-又は-Ｃ2Ｈ4-を表し、ｊが１の場合、環Ａ22がシクロヘキサン環であり、Ｚ23が単結合又は-Ｃ2Ｈ4-で表される化合物を１０〜１００重量％含有することを特徴とする上記３又は４記載のネマチック液晶組成物。
６．前記液晶成分Ｂが、前記一般式（II-3）の化合物において、Ｚ25が-Ｃ≡Ｃ-である化合物を１０〜１００重量％含有することを特徴とする上記３、４又は５記載のネマチック液晶組成物。
７．前記液晶成分Ｃが、前記一般式（III-1）〜（III-3）で表される化合物群から選ばれる化合物を１０〜１００重量％含有することを特徴とする上記１、２、３、４、５又は６記載のネマチック液晶組成物
８．前記液晶成分Ｃが、前記一般式（III-1）〜（III-3）において、Ｒ31〜Ｒ33が各々独立的に炭素原子数２〜５のアルキル基又はアルケニル基を表し、Ｘ31〜Ｘ33が各々独立的にフッ素原子、塩素原子、-ＯＣＦ3、又は-ＣＮを表す化合物を１０〜１００重量％含有することを特徴とする上記７記載のネマチック液晶組成物。
９．前記液晶成分Ｃが、前記一般式（III-2）の化合物において、Ｚ34が-ＣＯＯ-又は-Ｃ≡Ｃ-で表される化合物を１０〜１００重量％含有することを特徴とする上記７又は８記載のネマチック液晶組成物。
１０．前記液晶成分Ｃが、前記一般式（III-3）の化合物において、Ｚ35が-Ｃ≡Ｃ-で表される化合物を１０〜１００重量％含有することを特徴とする上記７、８又は９記載のネマチック液晶組成物。
１１．前記液晶成分Ｂの含有率が０重量％のとき、前記液晶成分Ｃにおいて、一般式（III-1）〜（III-3）におけるＸ31〜Ｘ33が各々独立的にフッ素原子、塩素原子、-ＯＣＦ3で表される化合物及び／又はＹ31〜Ｙ33がフッ素原子である化合物及び／又はＺ34、Ｚ35が各々独立的に-ＣＯＯ-、-Ｃ≡Ｃ-で表される化合物及び／又はｌが１である化合物のうち少なくとも１種以上の化合物を含有することを特徴とする上記１、２、７、８、９又は１０記載のネマチック液晶組成物。
１２．前記液晶組成物が、４〜３０の誘電率異方性であり、０．０９以上０．１８未満の複屈折率であり、７０℃以上のネマチック相−等方性液体相転移温度であり、−１０℃以下の結晶相又はスメクチック相−ネマチック相転移温度であることを特徴とする上記１乃至１１記載のネマチック液晶組成物。
１３．前記液晶組成物が、４〜３０の誘電率異方性であり、０．１８以上０．３３以下の複屈折率であり、７０℃以上のネマチック相−等方性液体相転移温度であり、−１０℃以下の結晶相又はスメクチック相−ネマチック相転移温度であることを特徴とする上記１乃至１１記載のネマチック液晶組成物。
１４．前記液晶組成物に、誘起螺旋ピッチが０．５〜１０００μｍとなる光学活性基を有する化合物を含有することを特徴とする上記１乃至１３記載のネマチック液晶組成物。
１５．上記１４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。
１６．液晶層の厚みが１〜３０μｍであることを特徴とする上記１乃至１５記載の液晶表示装置。
１７．上記１乃至１４記載の液晶組成物及び透明性固体物質で形成される調光層を有する光散乱形液晶表示装置。
１８．前記液晶材料が連続層をなし、該連続層中に前記透明性固体物質が均一な三次元網目状構造を形成した調光層であることを特徴とする上記１７記載の光散乱形液晶表示装置。
１９．前記透明性固体物質が、高分子形成性２官能性モノマー及び単官能性モノマーを含有した重合性組成物から形成することを特徴とする上記１７又は１８記載の光散乱形液晶表示装置。
を前記課題の解決手段として見出した。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下に本発明のネマチック液晶組成物及びこれを用いた液晶表示装置の一例について説明する。
【００２３】
本発明の液晶組成物は、一般式（I）で表される化合物からなる液晶成分Ａを必須成分として含有する。この液晶成分Ａは、誘電率異方性が２５〜３７、複屈折率が０．３０〜０．４０と大きいという特徴を有する。このため本発明の液晶組成物は、広い範囲で誘電率異方性や複屈折率を調整することが可能となり、例えば低電圧で駆動できるという特徴を有している。一般的に、誘電率異方性が非常に大きい化合物は、同時に粘度も大きいという欠点を有している。しかし、本発明の液晶組成物は、一般式（I）の化合物からなる液晶成分Ａを１〜４０重量％含有し、−２〜２の誘電率異方性を有する化合物からなる液晶成分Ｂを０〜７０重量％含有し、＋２以上の誘電率異方性を有する化合物からなる液晶成分Ｃを０〜９５重量％含有させることで、誘電率異方性や複屈折率の大きさに対してより小さい粘度を有することを見いだした。液晶成分Ａは、上記の他に、より小さい弾性定数Ｋ11を有するためSTN-LCD表示特性に優れ、他の液晶材料と混合したときネマチック相−等方性液体相転移温度を比較的高い温度に改善し、また相溶性に優れ、表示温度範囲をより広くさせることができる。
【００２４】
この様な視点から、一般式（I）で表される化合物におけるより好ましい形態は、Ｒ11が炭素原子数３又は５の直鎖状アルキル基であり、下記一般式（I-1）〜（I-5）
【００２５】
【化１０】
0003951323.tif 000007
【００２６】
で表される化合物が好ましく、液晶成分Ａには、少なくとも１種以上の化合物を５０〜１００重量％含有するネマチック液晶組成物が好ましい。その例を第１表に示す。尚、本発明における一般式（I）の各化合物は、蒸留、カラム精製、再結晶等の方法を用いて不純物を除去し、充分精製したものを使用した。（尚、一般式（I-2）Ｒ11=Ｃ5Ｈ11の化合物は、特表平３−５０５０９３号公報記載と相転移温度が大きく異なる。）
【００２７】
【表１】
0003951323.tif 000008
【００２８】
（表中、Ｔ→ｎは結晶相−ネマチック相転移温度を表し、Ｔｎｉはネマチック相−等方性液体相転移温度を表す。）
第１表から、一般式（I-1）、（I-2）の化合物及び一般式（I）と類似構造を有する（ａ-2）の化合物とのネマチック温度範囲を比較すると、ネマチック相−等方性液体相転移温度、結晶相−ネマチック相転移温度が約４０℃低下しているが、ネマチック温度範囲がほぼ同程度を示しており、よりよい相溶性が期待され、且つネマチック相−等方性液体相転移温度が２００℃前後と高いので、混合した場合ネマチック相−等方性液体相転移温度を上昇させる性質を有している。
【００２９】
更に、一般式（I）の化合物あるいは比較化合物２０重量％及び母体液晶（1-1）
【００３０】
【化１１】
0003951323.tif 000009
【００３１】
８０重量％からなる液晶組成物について詳述する。
【００３２】
【表２】
0003951323.tif 000010
【００３３】
（表中、Ｖthはしきい値電圧（Ｖ）、γは飽和電圧（Ｖsat)とＶthの比、Δεは誘電率異方性、Δｎは複屈折率、η２０℃は２０℃での粘度（ｃ．ｐ．）、τｒ＝τｄは応答速度を表す。）
組成物（1-2）〜（1-4）は本発明のネマチック液晶組成物であり、（b-1）、（b-2）は発明外の液晶材料である。
【００３４】
第２表から、Ｙ11〜Ｙ13のいずれかがＦである一般式（I-1）〜（I-3）で表される化合物を有する本発明に係わる液晶組成物は、Ｙ11〜Ｙ13が全てＨである一般式（ａ-2）の化合物を有する比較組成物と比べて、粘性η、応答速度τr＝τd、複屈折率△ｎにほとんど差異がなく、誘電率異方性△εを増加させ、しきい値電圧Ｖthを低減させる特徴が明かとなった。この特徴は、Ｙ14がＦの場合でも同様の効果を有しており、複屈折率の増加や、しきい値電圧の低減を、応答性の悪化を伴うこと無く効率的に改善することが明かとなった。また、TN-LCDでの急峻性γが比較化合物を含有した混合物のものより小さいことから、液晶成分Ａを含有した本発明の液晶組成物は、より好ましい弾性定数比に改善させていることが見いだされた。
【００３５】
本発明のネマチック液晶組成物は、必須成分である液晶成分Ａに加えて、−２〜＋２の誘電率異方性を有する化合物からなる液晶成分Ｂを０〜７０重量％含有させることが好ましい。本発明で述べる−２〜＋２の誘電率異方性を有する液晶化合物の好ましいものとしては、以下に示すものである。即ち、液晶化合物の化学構造は棒状であり、中央部分が１個から４個の六員環を有したコア構造を有し、中央部分長軸方向の両端に位置する六員環が、液晶分子長軸方向に相当する位置で置換された末端基を有し、両端に存在する末端基の両方が非極性基であること、即ち例えばアルキル基、アルコキシ基、アルコキシアルキル基、アルケニル基、アルケニルオキシ基、アルカノイルオキシ基である化合物である。液晶成分Ｂは、１種以上２０種以下の範囲で構成することが好ましく、２種以上１２種以下の範囲で構成することがより好ましい。
【００３６】
本発明の液晶成分Ｂとして、一般式（II-1）〜（II-3）で表される化合物群から選ばれる化合物を１０〜１００重量％含有することが好ましい。一般式（II-1）〜（II-3）で表される特に好ましい化合物として、一般式（II-1a）〜（II-3h）を以下に示す。
【００３７】
【化１２】
0003951323.tif 000011
【００３８】
【化１３】
0003951323.tif 000012
【００３９】
（式中、Ｒ21〜Ｒ26、Ｙ21〜Ｙ23は前記におけると同じ意味を表す。）
これらの化合物を含有した液晶成分Ｂは、一般式（I）の化合物を含有した液晶成分Ａと良く混合する特徴を有し、低温でのネマチック相を改善させるのに有用である。詳述すると例えば以下の効果を有する。一般式（II-1）、（II-2）で表される化合物にはスメクチック相を有しているものが多数あり、例えば、一般式（II-1c）〜（II-2f）がこれに相当する。これらの混合物に一般式（ａ-1）、（a-2）の比較化合物を混合すると、スメクチック相が十分に解消されず、ネマチック相の温度範囲をより拡大するのに問題を有していた。一般式（I）の化合物を含有する液晶成分Ａは、後述するが、一般式（ａ-2）の比較化合物と比べて、特に低温でのネマチック相を改善させるのに有用であった。また、一般式（II-3）のＺ25が-Ｃ≡Ｃ-で表される化合物は室温付近でもネマチック相を有しているものが多数あり、例えば、一般式（II-3c）、（II-3f）〜（II-3h）がこれに相当する。しかし、これらの混合物に一般式（ａ-1）〜（a-3）の比較化合物を混合すると、特異現象が発生し、ネマチック相の温度範囲を減少させてしまう。本発明における液晶成分Ａは、この特異現象を解消させる効果を有しており、低温でのネマチック相を改善させるのに有用である。
【００４０】
液晶成分Ｂとして、一般式（II-1）〜（II-3）の化合物を含有することで、粘度や粘弾性を低減させることができ、比抵抗や電圧保持率が比較的高いという特徴を有する。液晶成分Ｂの粘度は、可能な限り低い粘度であることが好ましく、本発明の場合、４５ｃｐ以下が好ましく、３０ｃｐ以下がより好ましく、２０ｃｐ以下が更に好ましく、１５ｃｐ以下が特に好ましい。液晶成分Ｂとして、一般式（II-1）〜（II-3）のより好ましい化合物は、一般式（II-1a）〜（II-3a）、（II-3c）〜（II-3g）である。また、Ｒ21〜Ｒ23が炭素原子数２〜５の直鎖状アルキル基又はＣＨ2=ＣＨ-(ＣＨ2)q(ｑ＝０、２）のアルケニル基である化合物を少なくとも１種以上含有した液晶成分Ｂはより好ましい効果が得られる。更に、特に、一般式（II-1a）、（II-1d）、（II-2a）の化合物及びＹ21がＨである一般式（II-3c）〜（II-3f）の化合物は、３〜３０％と少量含有させてもこの効果を得ることができ、応答速度の改善に有用であり、例えばSTN-LCDに有用である。
【００４１】
上述した効果のために、液晶成分Ｂが含有すべきより好ましい化合物は、一般式（II-1）の化合物においては、Ｒ21が炭素原子数２〜５の直鎖状アルキル基又はアルケニル基を表し、Ｒ24が炭素原子数１〜４の直鎖状アルキル基、アルコキシ基、アルケニル基、アルケニルオキシ基を表し、環Ａ21がシクロヘキサン環を表し、ｉが０の場合、Ｚ22が単結合又は-ＣＯＯ-であり、ｉが１の場合、Ｚ21、Ｚ22が単結合で表される化合物であり、一般式（II-2）の化合物においては、Ｒ22が炭素原子数２〜５の直鎖状アルキル基又はアルケニル基を表し、Ｒ24が炭素原子数１〜４の直鎖状アルキル基、アルコキシ基、アルケニル基、アルケニルオキシ基を表し、ｊが０の場合、環Ａ22がシクロヘキサン環又はシクロヘキセン環であり、Ｚ23が単結合、-ＣＯＯ-又は-Ｃ2Ｈ4-であり、ｊが１の場合、環Ａ22がシクロヘキサン環であり、Ｚ23が単結合又は-Ｃ2Ｈ4-で表される化合物である。
【００４２】
本発明の液晶成分Ｂは、一般式（II-1）、一般式（II-2）、一般式（II-3）で表される化合物を各々単独で構成することもできるが、一般式（II-1）及び／又は一般式（II-2）で表される化合物と一般式（II-3）で表される化合物、特にＺ25が-Ｃ≡Ｃ-で表される化合物を併用することによって、液晶組成物の複屈折率を用途に応じて容易に最適化することができる。一般式（II-1）、一般式（II-2）の化合物、例えば一般式（II-1a）〜（II-2f）の化合物を多用することによって、複屈折率を減少させることができ、液晶表示装置の色むらの低減、視角特性の向上、コントラスト比の増加を容易に達成することができる。又、一般式（II-3）の化合物、例えば一般式（II-3a）〜（II-3h）の化合物を多用することで、複屈折率を増大させることができ、液晶層が１〜５μｍの薄い液晶表示素子の作製を可能とすることができる。
【００４３】
本発明の液晶組成物は、必須成分である液晶成分Ａ及び又は液晶成分Ｂに加えて、誘電率異方性が＋２以上の化合物を１種又は２種以上含む液晶成分Ｃを０〜７０重量％含有するものである。尚、本発明で述べる２より大きい誘電率異方性を有する液晶化合物とは、以下の意義で用いる。液晶化合物の化学構造は棒状であり、中央部分が１個から４個の六員環を有したコア構造を有し、中央部分長軸方向の両端に位置する六員環が、液晶分子長軸方向に相当する位置で置換された末端基を有し、両端に存在する末端基の少なくとも一方が極性基であること、即ち例えば-ＣＮ、-ＯＣＮ、-ＮＣＳ、-Ｆ、-Ｃｌ、-ＮＯ2、-ＣＦ3、-ＯＣＦ3、-ＯＣＨＦ2である化合物である。これによって、液晶層の光学異方性を所定の値にすることができ、電気的に駆動可能となり、動作温度範囲を広くさせることができる。
【００４４】
液晶成分Ｃとして、誘電率異方性が＋２以上の化合物は、少なくとも１種以上を必要とし、３〜１５種の範囲が好ましい。また、誘電率異方性が＋８〜＋１３の化合物、＋１４〜＋１８の化合物、＋１８以上の化合物から適時選んで含有させることが好ましく、所定の駆動電圧や応答特性を得ることができる。この場合、＋８〜＋１３の誘電率異方性の化合物は多くとも１０種以下の範囲で混合することが好ましく、＋１４〜＋１８の化合物は多くとも８種以下の範囲で混合することが好ましく、＋１８以上の化合物は多くとも１０種以下の範囲で混合することが好ましい。液晶成分Ｃを上述の様に使用することは、表示特性の温度特性により好ましい効果を付与する。より具体的には、駆動電圧、急峻性に関わるコントラスト、応答性等の温度依存性をより好ましいものとする。
【００４５】
本発明の液晶成分Ｃとして、一般式（III-1）〜（III-3）で表される化合物から選ばれる化合物を１０〜１００重量％含有することが好ましい。一般式（III-1）〜（III-3）で表される化合物におけるより好ましい形態は、Ｒ31〜Ｒ33が炭素原子数２〜７のアルキル基、アルケニル基で表される化合物及び／又はＸ31〜Ｘ33がＦ、Ｃｌ、-ＯＣＦ3、又は-ＣＮで表される化合物を選択して、少なくとも１種以上含むことが好ましい。また、一般式（III-2）においてＺ34が単結合、-ＣＯＯ-又は-Ｃ≡Ｃ-で表される化合物、一般式（III-3）においてＺ35が-Ｃ≡Ｃ-で表される化合物を含有することが好ましい。一般式（III-1）〜（III-3）で表される特に好ましいより具体的な化合物として、一般式（III-1a）〜（III-3b）を下記に示す。尚、各化合物は、蒸留、カラム精製、再結晶等の方法を用いて不純物を除去し、充分精製したものを使用した。
【００４６】
【化１４】
0003951323.tif 000013
【００４７】
【化１５】
0003951323.tif 000014
【００４８】
【化１６】
0003951323.tif 000015
【００４９】
（式中、Ｒ31〜Ｒ33、Ｘ31〜Ｘ33、Ｙ31〜Ｙ39は前記におけると同じ意味を表す。）
これらの化合物を含有した液晶成分Ｃは、必須成分の液晶成分Ａや、これに液晶成分Ｂを加えた液晶組成物と良く混合する特徴を有し、特に駆動電圧の目的に応じた調製やその温度依存性の改善あるいは応答性の改善に有用である。特に、一般式（III-1a）〜（III-1h）、一般式（III-2a）〜（III-3b）の化合物はこの効果に優れており、１〜２５％と少量の含有率でもこの効果を得ることができる。
【００５０】
更に好ましい形態について具体的に詳述する。
Ｒ31は炭素原子数が２〜５のアルキル基又はＣＨ2=ＣＨ-(ＣＨ2)p(ｐ＝０、２）のアルケニル基である化合物が好ましく、一般式（III-1a）、（III-1d）の化合物がこの基を有することが好ましく、液晶成分Ｃにアルケニル基を有する化合物を少なくとも１種以上含有させることで、粘度や粘弾性を低減させることができる。同様に、Ｒ32も炭素原子数２〜５のアルキル基、上述のアルケニル基である化合物が好ましく、一般式（III-2a）、（III-2d）、（III-2f）、（III-2g）の化合物がこの基を有することが好ましい。Ｘ31〜Ｘ33はＦ、Ｃｌ、-ＯＣＦ3、-ＣＮである化合物を多用することが好ましく、高速応答を重視する場合Ｘ31〜Ｘ33がＦ、-ＯＣＦ3である一般式（III-1a）、（III-1d）、（III-2a）、（III-2c）、（III-2d）、（III-2g）、（III-3a）の化合物を液晶成分Ｃに多用することが好ましく、より大きい複屈折率を必要とする場合はＸ32、Ｘ33がＣｌ、-ＯＣＦ3、-ＣＮである一般式（III-2a）〜（III-3b）の化合物を液晶成分Ｃに多用することが好ましく、より低い駆動電圧必要とする場合はＸ31が-ＣＮでＹ31がＨ又はＦである一般式（III-1a）〜（III-1g）の化合物、Ｘ32がＦ、Ｃｌ、-ＣＮでＹ33がＨ又はＦである一般式（III-2a）〜（III-2g）の化合物、Ｘ33がＦ、Ｃｌ、-ＣＮでＹ37がＦである一般式（III-3b）の化合物を液晶成分Ｃに多用することが好ましい。特に、アクティブ・マトリクス表示方式、TFT-LCD、MIM-LCD、ＩＰＳモードと組み合わせたスーパーＴＦＴやアクティブ・マトリクス技術を有した光散乱形液晶表示装置（例えば、液晶材料及び透明性固体物質を含有する調光層を有する表示装置）には、Ｘ31〜Ｘ33が-Ｆである化合物を多用することが好ましい。
【００５１】
一般式（III-1）〜（III-3）において、高速応答性を重視する場合Ｙ31〜Ｙ39がＨである化合物を多用することができ、駆動電圧の温度依存性を改善させる場合Ｙ31〜Ｙ39がＦである化合物、特に好ましくはＹ31、Ｙ33、Ｙ35〜Ｙ37、Ｙ39がＦである化合物を多用することが好ましく、このなかでＹ35、Ｙ36がＦの場合はＹ34がＨである化合物を選択するとより相溶性を改善でき、一般式（III-3）の場合はＹ39がＦである化合物を選択するとより相溶性を改善できる。一般式（III-1）において、Ｚ31とＺ32の一方は単結合の化合物が好ましく、低温での応答性、相溶性を改善するには、単結合の化合物と-ＣＯＯ-、-Ｃ2Ｈ4-、-Ｃ4Ｈ8-の化合物を併用した液晶成分Ｃを用いることが好ましい。複屈折率がより大きいことを必要とする場合は、一般式（III-2）、（III-3）におけるＺ34、Ｚ35が-Ｃ≡Ｃ-の化合物を液晶成分Ｃに多用することが好ましい。一般式（III-1）、（III-2）におけるｌ、ｍが０の化合物と、一般式（III-1）、（III-2）におけるｌ、ｍが１の化合物及び一般式（III-3）の化合物との液晶成分Ｃでの混合比は、０〜１００から１００〜０の範囲で適時選ぶことができ、より高いネマチック相−等方性液体相転移温度を必要とする場合、一般式（III-1）、（III-2）におけるｌ、ｍが１の化合物及び一般式（III-3）の化合物を多用することが好ましい。一般式（III-1）、（III-2）のシクロヘキサン環中の水素原子が重水素原子で置換された化合物を用いることができるが、この化合物は液晶組成物の弾性定数の調整や配向膜に対応したプレチルト角の調整に有用であることから、重水素原子で置換された化合物を少なくとも１種以上含有させることが好ましい。
【００５２】
上述してきた液晶成分Ｃの効果は、液晶成分Ｂの含有率が非常に小さい場合においても得ることができる。駆動電圧を特に低くさせる目的のために、液晶成分Ｂの含有率を１０重量％以下にすることができる。この場合、液晶成分Ｂの粘性を可能な限り低くさせることが好ましく、駆動電圧の上昇がほとんどないか小さい範囲に止まり、応答速度の改善が効率的に得られる。液晶成分Ｂが０重量％の場合、この効果を液晶成分Ｃで達成させる方法として、一般式（III-1）〜（III-3）において、Ｘ31〜Ｘ33がＦ、Ｃｌ、-ＯＣＦ3である化合物又はＹ31〜Ｙ33がＦである化合物又はＺ34、Ｚ35が-ＣＯＯ-、-Ｃ≡Ｃ-である化合物又はｌが１である化合物の何れかの化合物を液晶成分Ｃに含有させることが好ましい。特に、一般式（III-1）〜（III-3）において、Ｘ31〜Ｘ33がＦ、Ｃｌ、-ＯＣＦ3、-ＣＮでありＹ31〜Ｙ33がＦである化合物は好ましい。
【００５３】
本発明の液晶組成物は、駆動電圧の大きさに対してより速い応答性を有することを特徴とすることができる。中位の駆動電圧を目的とする場合は、本発明の液晶組成物の誘電率異方性が３〜１５の範囲であり、２０℃における粘性が８〜２０ｃ．ｐ．の範囲であることが好ましい。この場合、液晶成分Ｂのみの粘性が２５ｃ．ｐ．以下が好ましく、１５ｃ．ｐ．以下がより好ましく、１０ｃ．ｐ．以下が特に好ましい。又、特に低い駆動電圧を目的とする場合は、本発明の液晶組成物の誘電率異方性が１５〜３０の範囲にあることが好ましく、１８〜２８の範囲が特に好ましい。
【００５４】
現在、TN-LCD、STN-LCDあるいはTFT-LCDに用いられている配向膜は、ポリイミド系のものが多用されており、例えばLX1400、SE150、SE610、AL1051、AL3408等が使用されている。配向膜の仕様には、液晶表示特性、表示品位、信頼性、生産性が深く関係しており、液晶材料に対しては例えばプレチルト角特性が重要である。プレチルト角の大きさは、所望の液晶表示特性や均一な配向性を得るために、適時調整する必要がある。例えば、大きなプレチルト角の場合不安定な配向状態となりやすく、小さい場合充分な表示特性を満たされないこととなる。
【００５５】
本発明者らは、プレチルト角がより大きい液晶材料とより小さい液晶材料とに選別されることを見いだしており、これを応用することによって所望の液晶表示特性や均一な配向性を液晶材料から達成させることを見いだした。この技術は、本発明にも応用できる。例えば、液晶成分Ｃが一般式（III-1）〜（III-3）を含有する場合は以下のようになる。より大きいプレチルト角は、Ｒ31がアルケニル基、Ｘ31がＦ、Ｃｌ、-ＣＮ、Ｙ31、Ｙ32がＦの化合物及び又はＲ31がアルキル基、Ｘ31がＦ、Ｃｌ、-ＣＮ、Ｚ32が-Ｃ2Ｈ4-、-Ｃ4Ｈ8-の化合物の含有率を多くさせることで得られ、より小さいプレチルト角は、Ｒ31がアルケニル基、ＣsＨ2s+1-Ｏ-ＣtＨ2t、Ｘ31がＦ、Ｙ31がＦ、Ｙ32がＨの化合物及び又はＺ32、Ｚ34が-ＣＯＯ-の化合物の含有率を多くさせることで得られる。一般式（III-1）、（III-2）におけるシクロヘキサン環の水素原子を重水素原子置換した化合物の場合、置換位置によって異なり、プレチルト角の幅広い調整を可能にさせる。この様な効果は、例えばより大きいプレチルト角を得る場合、上述した化合物を液晶組成物総量に対して１０〜４０重量％含有させることによってほぼ得ることができる。
【００５６】
本発明のネマチック液晶組成物における各液晶成分の含有量は以下のようにできる。液晶成分Ａは、１〜４０重量％の範囲であるが、３〜３０重量％の範囲が好ましく、３〜２５重量％の範囲がより好ましい。液晶成分Ｂは、０〜７０重量％の範囲であるが、３〜６５重量％の範囲が好ましく、５〜６０重量％の範囲がより好ましく、１５〜５５重量％の範囲が更に好ましい。液晶成分Ｃは、０〜９５重量％の範囲であるが、１５〜９０重量％の範囲が好ましく、２５〜８０重量％の範囲がより好ましい。液晶成分Ｂと液晶成分Ｃは、４０〜９９重量％の範囲であるが、６０〜９８重量％の範囲が好ましく、７０〜９７重量％の範囲がより好ましい。一般式（Ｉ）で表される化合物において特に好ましい一般式（I-1）〜（I-5）で表される化合物の含有率は、単体で２０重量％以下が好ましく、それ以上は２種以上で構成することが好ましく、液晶成分Ａに対する含有率は、５０〜１００重量％の範囲であるが、７０〜１００重量％の範囲が好ましい。一般式（II-1）〜（II-3）で表される化合物あるいはそれらの特に好ましい一般式（II-1a）〜（II-3h）で表される化合物の含有率は、単体で３０重量％以下が好ましく、２５重量％以下が更に好ましく、それ以上は２種以上で構成することが好ましく、液晶成分Ｂに対する含有率は、１０〜１００重量％の範囲であるが、５０〜１００重量％の範囲が好ましく、７５〜１００重量％の範囲が更に好ましい。一般式（III-1）〜（III-3）で表される化合物あるいはそれらの特に好ましい一般式（III-1a）〜（III-3b）で表される化合物の含有率は、単体で３０重量％以下が好ましく、２５重量％以下が更に好ましく、それ以上は２種以上で構成することが好ましく、液晶成分Ｃに対する含有率は、１０〜１００重量％の範囲であるが、５０〜１００重量％の範囲が好ましく、７５〜１００重量％の範囲が更に好ましい。
【００５７】
結晶相又はスメクチック相−ネマチック相転移温度は、好ましくは−１０℃以下、更に好ましくは−２０℃以下、特に好ましくは−３０℃以下である。ネマチック相−等方性液体相転移温度は、６０℃以上、好ましくは７０℃以上、更に好ましくは８０℃〜１３０℃の範囲である。本発明の液晶組成物は、誘電率異方性が３以上を必要とし、４〜４０の範囲が好ましく、高速応答性を重視する場合は４〜１６の範囲が、より低い駆動電圧を必要とする場合は１７〜３０の範囲が好ましい。より小さい或いは中位の複屈折率は、０．０９以上０．１８未満の範囲が好ましく、より大きい複屈折率は、０．１８以上０．３３以下の範囲が好ましい。この様なネマチック液晶組成物の特性は、アクティブ・マトリクス形、ツイスティッド・ネマチックあるいはスーパー・ツイスティッド・ネマチック液晶表示装置に用いるのに有用である。
【００５８】
上記ネマチック液晶組成物は、高速応答性のTN-LCDやSTN-LCDに有用であり、またカラーフィルター層を用いなくても、液晶層と位相差板の複屈折性でカラー表示をすることができる液晶表示素子に有用なものであり、透過型あるいは反射型の液晶表示素子の用いることができる。この液晶表示素子は、透明性電極層を有し少なくとも一方が透明である基板を有し、この基板間に前記ネマチック液晶組成物の分子をねじれた配向にさせ、目的に応じて３０°〜３６０°の範囲で選択することができ、９０°〜２７０°の範囲で選択することが好ましく、４５°〜１３５°の範囲または１８０°〜２６０°の範囲で選択することが特に好ましい。この為に、本発明の液晶組成物は、誘起螺旋ピッチが０．５〜１０００μｍとなる光学活性基を有する化合物を含有させることができる。透明性電極基板に設けられる配向膜によって得られるプレチルト角は、１°〜２０°の範囲で選択することが好ましく、ねじれ角が３０°〜１００°では１°〜４°のプレチルト角が好ましく、１００°〜１８０°では２°〜６°のプレチルト角が好ましく、１８０°〜２６０°では３°〜１２°のプレチルト角が好ましく、２６０°〜３６０°では６°〜２０°のプレチルト角が好ましい。
【００５９】
本発明の液晶組成物は、上記一般式（II-1）〜（III-3）で表される化合物以外にも、液晶組成物の特性を改善するために、液晶化合物として認識される通常のネマチック液晶、スメクチック液晶、コレステリック液晶などを含有していてもよい。しかしながら、これらの化合物を多量に用いることはネマチック液晶組成物の特性が低減することになるので、添加量は得られるネマチック液晶組成物の要求特性に応じて制限されるものである。
【００６０】
本発明者らは、上記液晶組成物が大きな複屈折率を有することから、透明性電極層を有する少なくとも一方が透明な２枚の基板間に挟持された調光層を有し、該調光層が液晶材料及び透明性固体物質を含有する光散乱形液晶表示にも、有利な光散乱特性による高いコントラストを具備させるのに有用であることを見いだした。
【００６１】
通常大きな複屈折率を有する液晶材料は、しばしば、誘起した結晶相あるいは一部が結晶化したスメクチック相が発現し、逆に液晶相が狭くなるという問題を有したり、大きな複屈折率及び広い温度で液晶相を示すが、アクティブ・マトリクス方式に必須の特段に高い電圧保持率を達成するには至らなかった。更に、光散乱形液晶表示を作製した場合、電圧無印加時の光透過率Ｔ0が、作製した直後の値あるいは電圧印加後長期に放置させた値に比べ電圧印加状態から無印加状態に切り替えた直後の値のほうが大きくなってしまうメモリー現象が発現し、結果的に液晶表示のコントラストを悪化させることになり、単にフルオロトラン系の化合物を用いれば、好ましい結果に到るとは限らないのである。本発明の液晶組成物は、このような問題を回避したり、あるいは低減するに到ったものである。
【００６２】
また、本発明の液晶組成物は、透明性固体物質を形成させる高分子形成性化合物により高い相溶性を示す液晶材料であることを見い出したことにある。透明性固体物質は、高分子形成性化合物を重合させることにより形成することが好ましく、例えば、紫外線硬化型ビニル基を有する化合物を含有する紫外線硬化型樹脂組成物を液晶材料と混合した調光層形成材料を２枚の基板間に挟持した後、紫外線硬化型樹脂組成物を硬化させて作製する。高分子形成性化合物と液晶材料との相溶性がより高い場合、より広い温度域でより均一な溶液を得ることを可能とする。このような状態で高分子形成性化合物を硬化させると、片寄りが無いあるいは少ない状態で、光散乱性を有する調光層を作製することができ、駆動電圧やコントラスト比にムラの無い表示特性を得ると共に、白濁性のより均一な表示を達成した光散乱形液晶表示を提供できるのである。従って、より均一な光散乱特性を示す液晶表示あるいは比較的大型の液晶表示を真空注入法等を用いて作製するのに適した液晶材料を見い出したものである。
【００６３】
液晶材料は、パッシブ方式やアクティブ・マトリックス方式において必要な比抵抗や高い電圧保持率あるいは大きい複屈折率０．２００以上を得るために、シアノ基を有する化合物やフルオロ基を有する化合物を調整して用いることが好ましい。使用する液晶化合物としては、一般式（I）で表される化合物が好ましく、一般式（II-3）、（III-2）、（III-3）で表される化合物と組み合わせることが好ましく、特に３つの環を有するフルオロトラン系化合物を多用することがより好ましい。一般式（I）で表される化合物を含有したことにより、特に応答性に改善効果があり、動画表示に有用な光散乱形液晶表示装置を提供することができる。また、より高い電圧保持率を有する液晶表示を調製するには、より高い比抵抗の液晶材料を用いることが好ましく、比抵抗としては１０11Ω・ｃｍ以上が好ましく、１０12Ω・ｃｍ以上がより好ましく、１０13Ω・ｃｍ以上が最も好ましい。
【００６４】
本発明者らは特開平６−２２２３２０号公報において、液晶材料の物性値と液晶表示の表示特性との関係が次式（VI）で表わされることを示した。
【００６５】
【数１】
0003951323.tif 000016
【００６６】
なお、Ｖthはしきい値電圧を表し、1Ｋii、2Ｋiiは弾性定数を表し、ｉは１、２又は３を表し、△εは誘電率異方性を表し、＜ｒ＞は透明性固体物質界面の平均空隙間隔を表わし、Ａは液晶分子に対する透明性固体物質のアンカリングエネルギーを表わし、ｄは透明性電極を有する基板間の距離を表わす。
【００６７】
この数式は、透明性固体界面が液晶分子に与える規制力が弾性定数1ＫiiとアンカリングエネルギーＡの比によって変化することを意味しており、特にその効果が実際の平均空隙間隔＜ｒ＞より1Ｋii／Ａの量だけ実質的に広げる作用を為し、従って効果的に駆動電圧を低減させることを示している。この関係は、本発明においても応用することができ、液晶材料を構成する液晶化合物によって液晶材料の誘電率異方性と弾性定数を選定することにより、低い電圧で駆動するより好ましい液晶表示を得ることができるものである。より具体的には、以下のようにすることが好ましい。透明性固体物質が高分子形成性化合物として２官能性モノマー及び単官能性モノマーを含有した重合性組成物から形成することにより、より優れた液晶表示の表示特性を得ることができる。高分子形成性化合物として２官能性モノマーと単官能性モノマーを組み合わせた組成物を用いることによって、高分子形成性化合物から透明性固体物質を形成する過程において、透明性固体物質の形状がより均一な構造を成し、液晶材料との界面の性質を操作できると考えられる。更に詳細には、前述した式（IV）における平均空隙間隔＜ｒ＞及びアンカリングエネルギーＡを優位にできる。このようにして、白濁性や透明性を維持したまま、駆動電圧を低減できるのである。更に又、例えば、前述した一般式（I）で表わされる化合物を含有した液晶材料は、高分子形成性化合物として２官能性モノマー及び単官能性モノマーを併用した重合性組成物を用いることで、メモリー現象を解消あるいは低減させることができる。
【００６８】
本発明で使用する液晶材料は、透明性電極層を有する２枚の基板間に液晶材料をマイクロカプセル化した液晶小滴を透明性固体物質中に分散させた表示にも有用なものであることが期待される。基板間に形成される透明性固体物質は、繊維状あるいは粒子状に分散するものでも、液晶材料を小滴状に分散させたフィルムのものでも良いが、三次元網目状の構造を有するものがより好ましい。また、液晶材料は連続層を形成することが好ましいが、液晶材料の無秩序な状態を形成することにより、光学的境界面を形成し、光の散乱を発現させる上で重要である。このような透明性固体物質から形成された三次元網目状構造の形状の平均径は、光の波長に比べて大きすぎたり、小さすぎる場合、光散乱性が衰える傾向にあるので、０．２〜２μｍの範囲が好ましい。また、調光層の厚みは、使用目的に応じ、２〜３０μｍの範囲が好ましく、５〜２０μｍの範囲が特に好ましい。
【００６９】
このようにして製造された本発明の液晶表示は、本発明者らが光散乱不透明状態と透明状態を利用する液晶表示を構成する液晶材料と透明性固体物質について鋭意検討し、液晶材料を構成する液晶化合物、高分子形成性化合物との相溶性及び重合性組成物の好ましい構成を見い出したことにより、より速い応答性、より低い電圧駆動性、より高い調光層の抵抗値、あるいはより高いコントラスト比等の表示特性を維持向上させると共に、メモリー現象を低減し、白濁性のより均一な表示を達成し、これにより、アクティブ・マトリクス方式に要求される特性を有するものである。また、本発明の液晶表示は、例えば、プロジェクション表示装置や直視型の携帯用端末表示（Personal Digital Assistance）として利用することができる。
【００７０】
【実施例】
以下、実施例を挙げて本発明を更に詳述するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。組成物の化学的安定性は、液晶組成物２ｇをアンプル管に入れ、真空脱気後窒素置換の処理をして封入し、１５０℃、１時間の加熱促進テストを行い、この液晶組成物の比抵抗を測定した。実施例中、測定した特性は以下の通りである。
【００７１】
ＴN-I  ：  ネマチック相−等方性液体相転移温度（℃）
Ｔ→N  ：  固体相又はスメクチック相−ネマチック相転移温度（℃）
Ｖth  ：  セル厚６μｍのTN-LCDを構成した時のしきい値電圧（Ｖ）
γ    ：  飽和電圧（Ｖsat)とＶthの比
Δε  ：  誘電率異方性
Δｎ  ：  複屈折率
η    ：  ２０℃での粘度（ｃ．ｐ．）
【００７２】
（実施例１）
【００７３】
【化１７】
0003951323.tif 000017
【００７４】
からなるネマチック液晶組成物（2-1）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。尚、本液晶組成物に含有する液晶成分Ｂのみの粘度は、外挿値で約８ｃｐであった。
【００７５】
ＴN-I  ：      ９０．１  ℃
Ｔ→N  ：    −１９．０  ℃
Ｖth  ：        １．９９  Ｖ
γ    ：        １．１３
Δε  ：        ９．８
Δｎ  ：        ０．１４５
η    ：      １４．０  ｃ．ｐ．
テスト前の比抵抗          ：  ２．３×１０１２  Ω・ｃｍ
加熱促進テスト後の比抵抗  ：  ９．８×１０１１  Ω・ｃｍ
【００７６】
このネマチック液晶組成物は加熱促進テスト後の比抵抗が高いことから、熱に安定であることが理解できる。又この組成物を構成材料とするツイスティッド・ネマチック及びスーパー・ツイスティッド・ネマチック液晶表示装置を作製したところ、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。
【００７７】
このネマチック液晶組成物は、文献『高速液晶技術』（６３頁、(株)シーエムシー社出版）中に示された液晶表示の光学的急峻性の限界値である１．１２に近い値を示している。６０℃〜−２０℃の温度範囲でのしきい値電圧の変化を測定したところ、１．５ｍＶ／℃と小さく、広い温度範囲で安定した表示特性を示した。更に、−２０℃での応答速度τr＝τdが９８ｍｓｅｃと速い特性を示した。従って、この液晶組成物は高時分割駆動に有用であることが理解できる。
【００７８】
さらにこのネマチック液晶組成物にカイラル物質「Ｓ−８１１」（メルク社製）を添加して混合液晶を調製した。一方、対向する平面透明電極上に「サンエバー610」（日産化学社製）の有機膜をラビングして配向膜を形成し、ツイスト角240度のSTN-LCD表示用セルを作製した。上記の混合液晶をこのセルに注入して液晶表示装置を構成し、表示特性を測定した。その結果、速い応答性を有し、しきい値電圧の温度変化が小さく、高時分割特性に優れ、表示画面のちらつきが改善されたSTN-LCD表示特性を示す液晶表示装置が得られた。
【００７９】
なお、カイラル物質はカイラル物質の添加による混合液晶の固有らせんピッチＰと表示用セルのセル厚ｄが、Δｎ・ｄ＝０．８５、ｄ／Ｐ＝０．６０となるように添加した。
【００８０】
（比較例１）
【００８１】
【化１８】
0003951323.tif 000018
【００８２】
からなる比較液晶組成物（c-1）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  ：      ９５．９  ℃
Ｔ→N  ：    ＋３２．  ℃
Ｖth    ：結晶の発生で測定不可
γ      ：    同上
△ε    ：    同上
△ｎ    ：    同上
η      ：    同上
【００８３】
実施例１との違いは、一般式（I）で表される化合物を一般式（a-2）で表される化合物に変えたところにある。本例で用いられている液晶成分Ｂは、６３℃〜１０６℃の温度範囲でネマチック相、０℃以下〜６３℃の温度範囲でスメクチック相を示していた。特性を比較すると、本発明の液晶組成物は、ネマチック相の温度範囲がより広く好ましい結果であった。
【００８４】
（参考例１）
【００８５】
【化１９】
0003951323.tif 000019
【００８６】
からなるネマチック液晶組成物（2-2）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。尚、本液晶組成物に含有する液晶成分Ｂのみの粘度は、２０．２ｃｐであった。
【００８７】
ＴN-I  ：      ７１．８  ℃
Ｔ→N  ：    −７０．  ℃
Ｖth    ：        １．８５  Ｖ
γ      ：        １．１２
△ε    ：        ７．７
△ｎ    ：        ０．１９３
η      ：      ２７．３  ｃ．ｐ．
【００８８】
このネマチック液晶組成物は、文献『高速液晶技術』（６３頁、(株)シーエムシー社出版）中に示された液晶表示の光学的急峻性の限界値である１．１２と同じ値を示している。従って、この液晶組成物は高時分割駆動に有用であることが理解できる。
【００８９】
（参考例２）
【００９０】
【化２０】
0003951323.tif 000020
【００９１】
からなるネマチック液晶組成物（2-3）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  ：      ６４．６  ℃
Ｔ→N  ：    −７０．  ℃
Ｖth  ：          １．２４  Ｖ
γ    ：          １．１４
△ε  ：        １４．９
△ｎ  ：          ０．１８０
【００９２】
このネマチック液晶組成物は、誘電率異方性の大きさに比べしきい値電圧が低く、しきい値電圧が低いのに比べ応答速度τr＝τdが６９ｍｓｅｃと速い特性を示した。従って、優れた液晶表示装置が得られた。
【００９３】
現在、液晶表示装置は、激しく繰り広げられた価格競争の状態にある。この立場から、液晶材料には、種々の用途に対する表示特性の最適化を如何に簡便にできるかが課題になっており、２種類の液晶材料からなる２ボトルや４種類の液晶材料からなる４ボトルといったシステム化された液晶材料が求められている。その代表的な特性は、しきい値電圧、複屈折率、ネマチック相−等方性液体相転移温度がある。例えば、他の特性が同等で、しきい値電圧のみがより高い液晶材料とより低い液晶材料からなる２ボトルシステムを用いれば、使用する駆動電子部品等に制約されることなく、２種類の液晶材料を適時調合することで、より速くより安価に対応可能となる。実施例２の（2-2）と実施例３の（2-3）のネマチック液晶組成物はこの例に相当するものであり、本発明はこの観点にも応えられる有用なものであった。
【００９４】
（参考例３）
【００９５】
【化２１】
0003951323.tif 000021
【００９６】
からなるネマチック液晶組成物（2-4）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  ：      ９５．４  ℃
Ｔ→N  ：    −３０．  ℃
Ｖth  ：          １．８９  Ｖ
γ    ：          １．１３
△ε  ：        １１．５
△ｎ  ：          ０．２４２
【００９７】
（比較例２）
【００９８】
【化２２】
0003951323.tif 000022
【００９９】
からなる比較液晶組成物（c-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  ：    １００．１  ℃
Ｔ→N  ：    ＋４５．  ℃
Ｖth  ：結晶相のため測定不可
γ      ：    同上
△ε    ：    同上
△ｎ    ：    同上
η      ：    同上
【０１００】
実施例４との違いは、一般式（I）で表される化合物を一般式（a-2）で表される化合物に変えたところにある。本例で用いられている液晶成分Ｂには、一般式（II-3）で表されるトラン系化合物を含有している。特性を比較すると、本発明の液晶組成物は、ネマチック相の温度範囲がより広く好ましい結果であった。
【０１０１】
（参考例４）
【０１０２】
【化２３】
0003951323.tif 000023
【０１０３】
からなるネマチック液晶組成物（2-5）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  ：      ８５．７  ℃
Ｔ→N  ：    −２５．  ℃
Ｖth  ：        １．６６  Ｖ
γ    ：        １．１６
△ε  ：      １２．６
△ｎ  ：        ０．２６５
【０１０４】
（参考例５）
【０１０５】
【化２４】
0003951323.tif 000024
【０１０６】
からなるネマチック液晶組成物（2-6）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。尚、本液晶組成物に含有する液晶成分Ｂのみの粘度は、外挿値で約１４ｃｐであった。
【０１０７】
ＴN-I  ：    １１１．３  ℃
Ｔ→N  ：    −１２．  ℃
Ｖth  ：        ２．１５  Ｖ
γ    ：        １．１６
△ε  ：        ９．１
△ｎ  ：        ０．３０７
η    ：      ３２．４  ｃ．ｐ．
【０１０８】
このネマチック液晶組成物は、７０℃〜−２０℃の温度範囲でのしきい値電圧の変化を測定したところ、０．６ｍＶ／℃と小さく、広い温度範囲で安定した表示特性を示し、大きな複屈折率に比べ２０℃での応答速度τr＝τdが４０ｍｓｅｃと速い特性を示した。より大きな複屈折率を有する液晶材料として、ＢＤＨ社のＢＬ液晶シリーズが知られているが、この中には、０．３０を越え粘度が４０ｃｐを下回るものはない。従って、本発明の液晶組成物は、液晶表示装置に有用な特段の特性を有した液晶材料であることが理解できる。
【０１０９】
また、セル厚ｄが１．６μｍのTN-LCDを構成してその表示特性を測定したところ、しきい値電圧が１．８１Ｖ、応答速度が０．４ｍｓｅｃを示す液晶表示装置が得られた。
【０１１０】
（参考例６）
【０１１１】
【化２５】
0003951323.tif 000025
【０１１２】
からなるネマチック液晶組成物（2-7）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  ：    １０６．８  ℃
Ｔ→N  ：    −３０．  ℃
Ｖth  ：        １．７６  Ｖ
γ    ：        １．１５
△ε  ：      １２．５
△ｎ  ：        ０．３０５
【０１１３】
セル厚ｄが１．６μｍのTN-LCDを構成してその表示特性を測定したところ、しきい値電圧が１．５４Ｖ、応答速度が０．６ｍｓｅｃを示す液晶表示装置が得られた。
【０１１４】
このネマチック液晶組成物にカイラル物質「Ｓ−８１１」（メルク社製）を添加して混合液晶を調製した。一方、対向する平面透明電極上に「サンエバー610」（日産化学社製）の有機膜をラビングして配向膜を形成し、ツイスト角220度のSTN-LCD表示用セルを作製した。上記の混合液晶をこのセルに注入して液晶表示装置を構成し、表示特性を測定した。その結果、速応答性が改善されたSTN-LCD表示特性を示す液晶表示装置が得られた。なお、カイラル物質はカイラル物質の添加による混合液晶の固有らせんピッチＰと表示用セルのセル厚ｄが、Δｎ・ｄ＝０．８５、ｄ／Ｐ＝０．５３となるように添加した。
【０１１５】
（実施例８）
【０１１６】
【化２６】
0003951323.tif 000026
【０１１７】
からなるネマチック液晶組成物（2-8）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  ：    ９３．４  ℃
Ｔ→N  ：  −７０．  ℃
Ｖth  ：      １．８９  Ｖ
γ    ：      １．１５
△ε  ：      ６．９
△ｎ  ：      ０．１０７
η    ：    ３２．４  ｃ．ｐ．
【０１１８】
このネマチック液晶組成物は、７０℃〜−３０℃の温度範囲でのしきい値電圧の変化を測定したところ、０．９ｍＶ／℃と小さく、広い温度範囲で安定した表示特性を示し、従って、液晶表示装置に有用な液晶材料であることが理解できる。
【０１１９】
（実施例９）
【０１２０】
【化２７】
0003951323.tif 000027
【０１２１】
からなるネマチック液晶組成物（2-9）を調製し、この組成物の諸特性を測定した。結果は以下の通りであった。
ＴN-I  ：    ９６．７  ℃
Ｔ→N  ：  −７０．  ℃
Ｖth  ：      １．８９  Ｖ
γ    ：      １．１５
△ε  ：    １０．１
△ｎ  ：      ０．１２６
η    ：    １９．７  ｃ．ｐ．
テスト前の比抵抗          ：  ３．３×１０１２  Ω・ｃｍ
加熱促進テスト後の比抵抗  ：  １．０×１０１２  Ω・ｃｍ
【０１２２】
このネマチック液晶組成物は加熱促進テスト後の比抵抗が高いことから、熱に安定であることが理解できる。又、この組成物を構成材料とするツイスティッド・ネマチック及びスーパー・ツイスティッド・ネマチック液晶表示装置を作製したところ、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。
【０１２３】
このネマチック液晶組成物は、７０℃〜−４０℃の温度範囲でのしきい値電圧の変化が１．３ｍＶ／℃と小さく、−２０℃での応答速度τr＝τdが８９ｍｓｅｃと速い特性を示した。従って、この液晶組成物は高時分割駆動に有用であることが理解できる。
【０１２４】
さらにこのネマチック液晶組成物にカイラル物質「Ｓ−８１１」（メルク社製）を添加して混合液晶を調製した。一方、対向する平面透明電極上に「サンエバー610」（日産化学社製）の有機膜をラビングして配向膜を形成し、ツイスト角220度のSTN-LCD表示用セルを作製した。上記の混合液晶をこのセルに注入して液晶表示装置を構成し、表示特性を測定した。その結果、速い応答性を有し、表示画面のちらつきが改善され、優れたSTN-LCD表示特性を示す液晶表示装置が得られた。
【０１２５】
なお、カイラル物質はカイラル物質の添加による混合液晶の固有らせんピッチＰと表示用セルのセル厚ｄが、Δｎ・ｄ＝０．８５、ｄ／Ｐ＝０．５３となるように添加した。
【０１２６】
（参考例７）
【０１２７】
【化２８】
0003951323.tif 000028
【０１２８】
からなるネマチック液晶組成物（2-10）を調製し、この組成物の諸特性を測定した。結果は以下の通りであった。尚、本液晶組成物は、液晶成分Ｂが０重量％の例である。
【０１２９】
ＴN-I  ：      ７５．２  ℃
Ｔ→N  ：    −７０．  ℃
Ｖth  ：      １．１９  Ｖ
γ    ：      １．１５
△ε  ：    ２１．７
△ｎ  ：      ０．１５９
【０１３０】
このネマチック液晶組成物は、しきい値電圧が低いにも関わらず、２０℃での応答速度τr＝τdが５９ｍｓｅｃと速い特性を示した。従って、この液晶組成物は、液晶表示装置に有用な液晶材料であることが理解できる。
【０１３１】
（参考例８）
【０１３２】
【化２９】
0003951323.tif 000029
【０１３３】
からなるネマチック液晶組成物（2-11）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。尚、本液晶組成物は、液晶成分Ｂが０重量％の例であり、液晶成分Ｃが全てフルオロ系化合物からなる。
【０１３４】
ＴN-I  ：    １２６．４  ℃
Ｔ→N  ：    −３０．  ℃
Ｖth  ：        １．９８  Ｖ
γ    ：        １．１７
△ε  ：        ９．３
△ｎ  ：        ０．１１３
η    ：      ３４．８  ｃ．ｐ．
テスト前の比抵抗          ：  ５．２×１０１２  Ω・ｃｍ
加熱促進テスト後の比抵抗  ：  １．１×１０１２  Ω・ｃｍ
【０１３５】
このネマチック液晶組成物は加熱促進テスト後の比抵抗が高いことから、熱に安定であることが理解できる。又この組成物を構成材料とするツイスティッド・ネマチック及びスーパー・ツイスティッド・ネマチック液晶表示装置を作製したところ、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。
【０１３６】
このネマチック液晶組成物は、７０℃〜−３０℃の温度範囲でのしきい値電圧の変化が１．１ｍＶ／℃と小さく、従って、液晶組成物は高時分割駆動に有用であることが理解できる。
【０１３７】
（参考例９）
【０１３８】
【化３０】
0003951323.tif 000030
【０１３９】
からなるネマチック液晶組成物（2-12）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。尚、本液晶組成物は、液晶成分Ｂが０重量％の例である。
【０１４０】
ＴN-I  ：    ７０．３  ℃
Ｔ→N  ：  −７０．  ℃
Ｖth  ：      ０．８９  Ｖ
γ    ：      １．１５
△ε  ：    １８．３
△ｎ  ：      ０．１５９
【０１４１】
このネマチック液晶組成物にカイラル物質「Ｓ−８１１」（メルク社製）を添加して混合液晶を調製した。一方、対向する平面透明電極上に「サンエバー610」（日産化学社製）の有機膜をラビングして配向膜を形成し、ツイスト角220度のSTN-LCD表示用セルを作製した。上記の混合液晶をこのセルに注入して液晶表示装置を構成し、表示特性を測定した。その結果、しきい値電圧が低く、高時分割特性に優れたSTN-LCD表示特性を示す液晶表示装置が得られた。
【０１４２】
なお、カイラル物質はカイラル物質の添加による混合液晶の固有らせんピッチＰと表示用セルのセル厚ｄが、Δｎ・ｄ＝０．８５、ｄ／Ｐ＝０．５３となるように添加した。
【０１４３】
（参考例１０）（2-4）〜（2-7）のネマチック液晶組成物の複屈折率の波長分散を測定したところ、光の波長６５０ｎｍに対する４００ｎｍでの比が１．１５以上であった。
【０１４４】
この液晶材料は、光の波長の違いによってより大きな位相差が現れていることから、カラーフィルター層を用いないでカラー表示を行う、液晶と位相差板の複屈折性を利用した新規反射型カラー液晶表示方式に有用なものである。
【０１４５】
以下、光散乱形液晶表示について更に詳細に説明する。しかしながら、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、以下の実施例中の評価特性の各々は以下の記号及び内容を意味する。
Ｖ90、Ｖ10：電圧無印加時のデバイスの光透過率Ｔ0を０％とし、 印加電圧の増大に伴って光透過率が変化しなくなったときの透過率Ｔ100を１００％とする時、光透過率９０％と成る印加電圧ＶをＶ90、光透過率１０％と成るときの印加電圧をＶ10とする。
コントラスト：デバイスを測光上から外した状態で、光源の点灯時の光透過率を１００％とし、消灯時の光透過率を０％とし、電圧無印加時のデバイスの光透過率をＴ0、印加電圧の増大に伴って飽和した光透過率をＴ100とするとき、Ｔ100／Ｔ0で表わされる値である。尚、集光角が６゜となる光学装置を用いて測定した。
保持率：デバイスを１５０℃の温度で１時間エージングした後、温度８０℃、フレーム周波数６０Ｈｚ、ピーク電圧Ｖ90、ＯＮ状態の時間６７μ秒の矩形波を印加し、ＯＮ状態で蓄積された電荷をＱ0、ＯＦＦ状態で漏れる電流を高インピーダンス電圧計で測定し、残存電荷をＱとした時、（Ｑ／Ｑ0)×１００で表される値である。
ＴＭＬＣ：液晶材料と高分子形成性化合物を均一溶液となるに必要な温度で混合した混合物において、冷却時に等方性液体からネマチック相に転移温度又は相分離する温度とする。
【０１４６】
（参考例１１）液晶材料として液晶組成物（2-4）を８０％、高分子形成性化合物として「ＨＸ−２２０」（日本化薬社製）を１３．８６％、ラウリルアクリレートを５．９４％、重合開始剤として２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オンを０．２％の比率で混合し、均一溶液の調光層形成材料を作製した。この調光層形成材料のＴＭＬＣは約３７℃であった。この調光層形成材料を、平均粒径１０μｍのスペーサーが介在した２枚のＩＴＯ電極ガラス基板を用いて作製した大きさ５０×５０mmの空セルに、均一溶液の転移温度ＴＭＬＣより１０℃高い温度の下で真空注入した。これを、均一溶液の転移温度ＴＭＬＣより３℃高い温度に保持しながら、メタルハライドランプ（８０Ｗ／ｃｍ2)の下を３．５ｍ／分の速度で通過させ、５００ｍＪ／ｃｍ2に相当するエネルギーの紫外線を照射して高分子形成化合物を硬化させて、液晶材料と透明性固体物質から成る調光層を有する液晶デバイスを得た。得られた液晶デバイスについて、基板間に形成された硬化物の断面を走査型電子顕微鏡を用いて観察したところ、ポリマーから成る三次元ネットワーク構造の透明性固体物質が認められた。得られた光散乱形液晶表示の特性は、ムラの無い均一な表示特性を示しており、その諸特性は、以下の通りであった。
【０１４７】
Ｖ10      ：    ５．６  Ｖ
Ｖ90      ：    ９．８  Ｖ
Ｔ0        ：    １．１  ％
Ｔ100      ：  ８９．１  ％
コントラスト：  １：８１
【０１４８】
上記液晶デバイスは、０〜５０℃の温度で上記の特性を維持し温度特性に有用であり、このような特性は、従来の光散乱形液晶デバイスと比較して、広い動作温度範囲を示し、１／２〜１／８duty駆動が可能であり、かつ均一でむらのない表示特性を達成し、広告板等の装飾表示板や時計等の表示装置、又は反射板を有した直視型表示装置等に有用なものであった。
【０１４９】
（参考例１２）参考例３において、液晶組成物（2-4）に代えて、液晶組成物（2-7）を使用した以外は、参考例１１と同様にして液晶材料と透明性固体物質から成る調光層を有する液晶デバイスを得た。得られた液晶デバイスの諸特性は以下の通りであった。
【０１５０】
液晶デバイスの特性：
Ｖ10      ：    ５．４  Ｖ
Ｖ90      ：    ９．１  Ｖ
Ｔ0        ：    ０．９  ％
Ｔ100      ：  ８９．８  ％
コントラスト：  １：１００
保持率      ：  ５８．７  ％
【０１５１】
上記液晶デバイスは、０〜６０℃の温度で上記の特性を維持し温度特性に有用であり、コントラストも大きく、従来の光散乱形液晶デバイスと比較して、広い動作温度範囲を示し、動画有利な応答性を有し、かつ均一でむらのない表示特性を達成し、広告板等の装飾表示板や時計等の表示装置、又はプロジェクション表示装置等に有用なものであった。
【０１５２】
【発明の効果】
本発明のネマチック液晶組成物は、少量の添加によっても、他の特性を損なうことなく、目的に応じた液晶材料を提供することができる。
【０１５３】
より詳しくは、低温でも駆動可能な温度範囲を有し、駆動電圧の大きさに対してより速い応答性を有し、又より低い電圧でも駆動可能なネマチック液晶組成物である。また、本発明の液晶組成物を用いることにより、改善された液晶表示装置を得ることができる。
【０１５４】
更に、複屈折率を大きくした場合、液晶層の厚みｄを低減でき応答特性を改善でき、特に情報量の多いTN-LCD、STN-LCD形液晶表示装置において良好な駆動特性及び表示特性が得られる。