(57)【要約】      （修正有）【課題】広い温度範囲において小さい粘度を有する液晶組成物を提供する。且つ、広い温度範囲において応答速度にすぐれた液晶表示装置を提供する。【解決手段】一般式（１）2009132793.tif 000036、または、一般式（２）2009132793.tif 000037（式中、Ｒ1とＲ2はそれぞれ独立にアルキル基，アルコキシル基，Ｆ原子，Ｃｌ原子，ＯＣＦ3，ＣＦ3，置換基を有するフェニル基、あるいは連結基を介し且つ置換基を有するフェニル環から選択される。）で表される化合物などを含有する液晶組成物。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
一般式（１）
【化１】
2009132793.tif 000025
（一般式（１）において、Ｒ1とＲ2はそれぞれ独立にアルキル基，アルコキシル基，Ｆ原子，Ｃｌ原子，ＯＣＦ3，ＣＦ3，置換基を有するフェニル基、あるいは連結基を介し且つ置換基を有するフェニル環から選択される。）
で表される化合物を含有したことを特徴とした液晶組成物。
【請求項２】
一般式（２）
【化２】
2009132793.tif 000026
（一般式（２）において、Ｒ1とＲ2はそれぞれ独立にアルキル基，アルコキシル基，Ｆ原子，Ｃｌ原子，ＯＣＦ3，ＣＦ3，置換基を有するフェニル基、あるいは連結基を介し且つ置換基を有するフェニル環から選択される。）
で表される化合物を含有したことを特徴とした液晶組成物。
【請求項３】
一般式（３）
【化３】
2009132793.tif 000027
（一般式（３）において、Ｒ1とＲ2はそれぞれ独立にアルキル基，アルコキシル基，Ｆ原子，Ｃｌ原子，ＯＣＦ3，ＣＦ3，置換基を有するフェニル基、あるいは連結基を介し且つ置換基を有するフェニル環から選択される。ＭはＣＨ2，Ｏ，ＮＨ，Ｃ＝Ｏから選択される。）
で表される化合物を含有したことを特徴とした液晶組成物。
【請求項４】
一般式（４）
【化４】
2009132793.tif 000028
（一般式（４）において、Ｒ1とＲ2はそれぞれ独立にアルキル基，アルコキシル基，Ｆ原子，Ｃｌ原子，ＯＣＦ3，ＣＦ3，置換基を有するフェニル基、あるいは連結基を介し且つ置換基を有するフェニル環から選択される。）
で表される化合物を含有したことを特徴とする請求項１〜３の少なくとも１項に記載の液晶組成物。
【請求項５】
一般式（５）
【化５】
2009132793.tif 000029
（一般式（５）において、Ｒ1とＲ2はそれぞれ独立にアルキル基，アルコキシル基，Ｆ原子，Ｃｌ原子，ＯＣＦ3，ＣＦ3，置換基を有するフェニル基、あるいは連結基を介し且つ置換基を有するフェニル環から選択される。）
で表される化合物を含有したことを特徴とする請求項１〜３の少なくとも１項に記載の液晶組成物。
【請求項６】
一般式（６）
【化６】
2009132793.tif 000030
（一般式（６）において、Ｒ1とＲ2はそれぞれ独立にアルキル基，アルコキシル基，Ｆ原子，Ｃｌ原子，ＯＣＦ3，ＣＦ3，置換基を有するフェニル基、あるいは連結基を介し且つ置換基を有するフェニル環から選択される。）
で表される化合物を含有したことを特徴とする請求項１〜３の少なくとも１項に記載の液晶組成物。
【請求項７】
一般式（７）
【化７】
2009132793.tif 000031
（一般式（７）において、Ｒ1とＲ2はそれぞれ独立にアルキル基，アルコキシル基，Ｆ原子，Ｃｌ原子，ＯＣＦ3，ＣＦ3，置換基を有するフェニル基、あるいは連結基を介し且つ置換基を有するフェニル環から選択される。）
で表される化合物を含有したことを特徴とする請求項１〜３の少なくとも１項に記載の液晶組成物。
【請求項８】
一般式（８）
【化８】
2009132793.tif 000032
（一般式（８）において、Ｒ1とＲ2はそれぞれ独立にアルキル基，アルコキシル基，Ｆ原子，Ｃｌ原子，ＯＣＦ3，ＣＦ3，置換基を有するフェニル基、あるいは連結基を介し且つ置換基を有するフェニル環から選択される。）
で表される化合物を含有したことを特徴とする請求項１〜３の少なくとも１項に記載の液晶組成物。
【請求項９】
一般式（９），一般式（１０），一般式（１１）
【化９】
2009132793.tif 000033
【化１０】
2009132793.tif 000034
【化１１】
2009132793.tif 000035
（一般式（１１）において、ＭはＣＨ2，Ｏ，ＮＨ，Ｃ＝Ｏから選択される。）
の連結基うち二つ以上の連結基を同一化合物内に含有した化合物を用いることを特徴とした液晶組成物。
【請求項１０】
液晶組成物中に一般式（１）で表される化合物を含有したことを特徴とした液晶表示装置。
【請求項１１】
液晶組成物中に一般式（２）で表される化合物を含有したことを特徴とした液晶表示装置。
【請求項１２】
液晶組成物中に一般式（３）で表される化合物を含有したことを特徴とした液晶表示装置。
【請求項１３】
液晶組成物中に、一般式（４）で表される化合物を含有したことを特徴とした請求項１０〜１２の少なくとも１項に記載の液晶表示装置。
【請求項１４】
液晶組成物中に、一般式（５）で表される化合物を含有したことを特徴とした請求項１０〜１２の少なくとも１項に記載の液晶表示装置。
【請求項１５】
液晶組成物中に、一般式（６）で表される化合物を含有したことを特徴とした請求項１０〜１２の少なくとも１項に記載の液晶表示装置。
【請求項１６】
液晶組成物中に、一般式（７）で表される化合物を含有したことを特徴とした請求項１０〜１２の少なくとも１項に記載の液晶表示装置。
【請求項１７】
液晶組成物中に、一般式（８）で表される化合物を含有したことを特徴とした請求項１０〜１２の少なくとも１項に記載の液晶表示装置。
【請求項１８】
液晶組成物中に、一般式（９）の連結基うち二つ以上の連結基を同一化合物内に含有した化合物を用いることを特徴とし液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ネマチック液晶組成物およびそれを用いた液晶表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は二枚のガラス基板の間隙に液晶層を設け、電気光学効果により文字，数字，図，絵などを表示する装置として既に知られている。現在、ＴＮ（Twisted Nematic），ＳＴＮ（Super Twisted Nematic），ＩＰＳ（In-Plane Switching），ＶＡ（Vertical Alignment），ＯＣＢ（Optically Compensated Birefringence）等の駆動モードが知られている。近年、これら駆動を有する液晶表示装置においては、ディスクトップ型パソコンの液晶表示装置としてだけでなく、液晶テレビへ向けて大画面の液晶表示装置が製造される一方、携帯電話などの小型の液晶表示装置への展開も急速に進んでいる。
【０００３】
液晶表示装置は液晶テレビとしての表示装置として期待されている観点から、スポーツ番組などをはじめ動画表示用として応答時間の高速化が求められている。この要求に対する液晶組成物は従来よりも低粘度である必要がある。このような潮流の中で、ＳＴＮ液晶で用いられてきたシアノ系ネマチック液晶組成物に替わって、フッ素系液晶組成物が開発されてきた（非特許文献１）。これらフッ素系ネマチック液晶組成物はシアノ系ネマチック液晶組成物と比較して比抵抗が高いため、表示むらなども少なく、信頼性の高い液晶組成物ともなっている。
【０００４】
【非特許文献１】液晶の化学、１９９４年、学会出版センター、p.４０−４９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述のように、液晶テレビへ向けて大画面の液晶表示装置が製造される一方、携帯電話などの小型の液晶表示装置への展開も急速に進んでいる。しかしながら、液晶テレビに対応するための液晶組成物の開発はされているものの、携帯電話などの小型の液晶表示装置に向けた液晶組成物の開発は進んでいない状況にある。これは、液晶表示装置が使用される環境が異なることによる。すなわち、液晶テレビが室温近傍で視聴されるのに対して、携帯電話などの小型の液晶表示装置は、冬のような寒い環境から夏の暑い環境までの広い温度範囲で使用されるためである。
【０００６】
このような事情により、液晶組成物の開発は室温近傍での動作環境に対応することに注力されてきたこともあり、広い温度範囲での動作環境には余り注目されてこなかったと思われる。液晶組成物の物性の観点から、従来は室温での粘度や応答速度に着目されてきたといえる。携帯電話などの小型の液晶表示装置に対しては、広い温度範囲において粘度や応答速度に着目することが求められていると言うことができる。
【０００７】
したがって、本発明の目的は、広い温度範囲において小さい粘度を有する液晶組成物を提供することにあり、且つ、広い温度範囲において応答速度にすぐれ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】
【０００８】
上記の課題を解決するために、広い温度範囲において小さい粘度を有する液晶組成物、つまりは広い温度範囲において応答速度にすぐれた液晶表示装置について鋭意検討した結果、本発明に至った。
【０００９】
本発明の請求項１は、一般式（１）
【００１０】
【化１】
2009132793.tif 000002
【００１１】
（一般式（１）において、Ｒ1とＲ2はそれぞれ独立にアルキル基，アルコキシル基，Ｆ原子，Ｃｌ原子，ＯＣＦ3，ＣＦ3，置換基を有するフェニル基、あるいは連結基を介し且つ置換基を有するフェニル環から選択される。）で表される化合物を含有した液晶組成物をその解決のための手段として用いる。
【００１２】
本発明の請求項２は、一般式（２）
【００１３】
【化２】
2009132793.tif 000003
【００１４】
（一般式（２）において、Ｒ1とＲ2はそれぞれ独立にアルキル基，アルコキシル基，Ｆ原子，Ｃｌ原子，ＯＣＦ3，ＣＦ3，置換基を有するフェニル基、あるいは連結基を介し且つ置換基を有するフェニル環から選択される。）で表される化合物を含有した液晶組成物をその解決のための手段として用いる。
【００１５】
本発明の請求項３は、一般式（３）
【００１６】
【化３】
2009132793.tif 000004
【００１７】
（一般式（３）において、Ｒ1とＲ2はそれぞれ独立にアルキル基，アルコキシル基，Ｆ原子，Ｃｌ原子，ＯＣＦ3，ＣＦ3，置換基を有するフェニル基、あるいは連結基を介し且つ置換基を有するフェニル環から選択される。ＭはＣＨ2，Ｏ，ＮＨ，Ｃ＝Ｏから選択される。）で表される化合物を含有した液晶組成物をその解決のための手段として用いる。
【００１８】
本発明の請求項４は、一般式（４）
【００１９】
【化４】
2009132793.tif 000005
【００２０】
（一般式（４）において、Ｒ1とＲ2はそれぞれ独立にアルキル基，アルコキシル基，Ｆ原子，Ｃｌ原子，ＯＣＦ3，ＣＦ3，置換基を有するフェニル基、あるいは連結基を介し且つ置換基を有するフェニル環から選択される。）で表される化合物を含有したことを特徴とする請求項１，２，３に記載の液晶組成物をその解決のための手段として用いる。
【００２１】
本発明の請求項５は、一般式（５）
【００２２】
【化５】
2009132793.tif 000006
【００２３】
（一般式（５）において、Ｒ1とＲ2はそれぞれ独立にアルキル基，アルコキシル基，Ｆ原子，Ｃｌ原子，ＯＣＦ3，ＣＦ3，置換基を有するフェニル基、あるいは連結基を介し且つ置換基を有するフェニル環から選択される。）で表される化合物を含有したことを特徴とする請求項１，２，３に記載の液晶組成物をその解決のための手段として用いる。
【００２４】
本発明の請求項６は、一般式（６）
【００２５】
【化６】
2009132793.tif 000007
【００２６】
（一般式（６）において、Ｒ1とＲ2はそれぞれ独立にアルキル基，アルコキシル基，Ｆ原子，Ｃｌ原子，ＯＣＦ3，ＣＦ3，置換基を有するフェニル基、あるいは連結基を介し且つ置換基を有するフェニル環から選択される。）で表される化合物を含有したことを特徴とする請求項１，２，３に記載の液晶組成物をその解決のための手段として用いる。
【００２７】
本発明の請求項７は、一般式（７）
【００２８】
【化７】
2009132793.tif 000008
【００２９】
（一般式（７）において、Ｒ1とＲ2はそれぞれ独立にアルキル基，アルコキシル基，Ｆ原子，Ｃｌ原子，ＯＣＦ3，ＣＦ3，置換基を有するフェニル基、あるいは連結基を介し且つ置換基を有するフェニル環から選択される。）で表される化合物を含有したことを特徴とする請求項１，２，３に記載の液晶組成物をその解決のための手段として用いる。
【００３０】
本発明の請求項８は、一般式（８）
【００３１】
【化８】
2009132793.tif 000009
【００３２】
（一般式（８）において、Ｒ1とＲ2はそれぞれ独立にアルキル基，アルコキシル基，Ｆ原子，Ｃｌ原子，ＯＣＦ3，ＣＦ3，置換基を有するフェニル基、あるいは連結基を介し且つ置換基を有するフェニル環から選択される。）で表される化合物を含有したことを特徴とする請求項１，２，３に記載の液晶組成物をその解決のための手段として用いる。
【００３３】
本発明の請求項９は、一般式（９），一般式（１０），一般式（１１）
【００３４】
【化９】
2009132793.tif 000010
【００３５】
【化１０】
2009132793.tif 000011
【００３６】
【化１１】
2009132793.tif 000012
【００３７】
（一般式（１１）において、ＭはＣＨ2，Ｏ，ＮＨ，Ｃ＝Ｏから選択される。）
の連結基うち二つ以上の連結基を同一化合物内に含有した化合物を用いることを特徴とした液晶組成物をその解決のための手段として用いる。
【００３８】
本発明の請求項１０は液晶組成物中に一般式（１）で表される化合物を含有したことを特徴とした液晶表示装置、請求項１１は液晶組成物中に一般式（２）で表される化合物を含有したことを特徴とした液晶表示装置、請求項１２は液晶組成物中に一般式（３）で表される化合物を含有したことを特徴とした液晶表示装置をその解決のための手段として用いる。
【００３９】
本発明の請求項１３は液晶組成物中に、一般式（４）で表される化合物を含有したことを特徴とした請求項１０，１１，１２に記載の液晶表示装置、請求項１４は、液晶組成物中に、一般式（５）で表される化合物を含有したことを特徴とした請求項１０，１１，１２に記載の液晶表示装置、請求項１５は、液晶組成物中に、一般式（６）で表される化合物を含有したことを特徴とした請求項１０，１１，１２に記載の液晶表示装置、請求項１６は、液晶組成物中に、一般式（７）で表される化合物を含有したことを特徴とした請求項１０，１１，１２に記載の液晶表示装置、請求項１７は、液晶組成物中に、一般式（８）で表される化合物を含有したことを特徴とした請求項１０，１１，１２に記載の液晶表示装置をその解決のための手段として用いる。
【００４０】
本発明の請求項１８は、液晶組成物中に、一般式（９），一般式（１０），一般式（１１）の連結基のうち二つ以上の連結基を同一化合物内に含有した化合物を用いることを特徴とした液晶表示装置をその解決のための手段として用いる。
【発明の効果】
【００４１】
以上、説明したように本発明のネマチック液晶組成物を用いれば、広い温度範囲において小さい粘度を有する液晶組成物を提供でき、且つ、広い温度範囲において応答速度にすぐれた液晶表示装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
以下、本発明に係る液晶組成物とそれを用いた液晶表示装置について詳細に説明する。
【００４３】
本発明に係る置換基を有するフェニル基とは、一般式（１２）
【００４４】
【化１２】
2009132793.tif 000013
【００４５】
で表される。
（一般式（１２）において、Ｒはそれぞれ独立にアルキル基，アルコキシル基，Ｆ原子，Ｃｌ原子，ＯＣＦ3，ＣＦ3から選択される。ＹはＨ原子，Ｆ原子から選択される。ＺもＨ原子，Ｆ原子から選択される。）
【００４６】
本発明に係る連結基は狭義には、一般式（１３）において、
【００４７】
【化１３】
2009132793.tif 000014
【００４８】
（一般式（１３）において、Ｒ3とＲ4はそれぞれ独立にアルキル基，アルコキシル基，Ｆ原子，Ｃｌ原子，ＯＣＦ3，ＣＦ3，置換基を有するフェニル基、あるいは連結基を介し且つ置換基を有するフェニル環から選択される。ＡとＢはそれぞれシクロヘキサン環とフェニル環から選択される。）
Ｍで表され、つぎのような化学構造をしている。
−ＣＨ＝Ｎ−，−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−，−Ｎ＝Ｎ−，−ＣＨ＝ＣＨ−，−ＣＨ2−Ｏ−，−ＣＨ2−ＣＨ2−，−ＣＦ2−Ｏ−
広義には一般式（１４），（１５）
【００４９】
【化１４】
2009132793.tif 000015
【００５０】
【化１５】
2009132793.tif 000016
【００５１】
も含まれる。
【００５２】
本発明に係る一般式（９），一般式（１０），一般式（１１）の連結基のうち二つ以上の連結基を同一化合物内に含有した化合物とは、一般式（１６）
【００５３】
【化１６】
2009132793.tif 000017
【００５４】
（一般式（１６）において、Ｒ1とＲ2はそれぞれ独立にアルキル基，アルコキシル基，Ｆ原子，Ｃｌ原子，ＯＣＦ3，ＣＦ3，置換基を有するフェニル基、あるいは連結基を介し且つ置換基を有するフェニル環から選択される。）
が一例となる。一般式（１６）では連結基を同一化合物内に二つ有し、且つそれぞれの連結基が重なりあって配置された化合物となる。
【００５５】
一般式（１７）もその一例となるが、一般式（１７）は連結基を同一化合物内に二つ有し、且つそれぞれの連結基が重なりあうことなく独立に配置された化合物となる。
【００５６】
【化１７】
2009132793.tif 000018
【００５７】
（一般式（１７）において、Ｒ1とＲ2はそれぞれ独立にアルキル基，アルコキシル基，Ｆ原子，Ｃｌ原子，ＯＣＦ3，ＣＦ3，置換基を有するフェニル基、あるいは連結基を介し且つ置換基を有するフェニル環から選択される。）
【００５８】
つぎに、本発明に係るネマチック液晶組成物を用いた液晶表示装置および、その製造方法の実施形態について具体的に説明する。
【００５９】
（実施形態１）
表１に本発明のホスト液晶として標準液晶組成物とであるＺＬＩ−１１３２（メルク社製）の物性値を示した。透明点（Ｔｎｉ）の測定には示差熱分析装置および偏光顕微鏡を用いた。粘度測定には回転粘度計を使用した。
【００６０】
【表１】
2009132793.tif 000019
【００６１】
このＺＬＩ−１１３２に分子構造式（１８）で示されるジフェニルメタンをドーパントとして５ｗｔ％添加し、液晶組成物Ｎo.２を得た。
【００６２】
【化１８】
2009132793.tif 000020
【００６３】
ジフェニルメタンに関しては透明点を観測することができなかった。この液晶組成物Ｎo.２の物性値を表１に示した。この表１から分かるように、ジフェニルメタンの添加による透明点の低下は観測されたが、大きな低下とはならなかった。特に、注目されるのは５℃における粘度の低下は顕著である。この理由は明らかでない。ただし、ジフェニルメタンは従来の液晶化合物に見られる直線性を示しておらず、このような屈曲分子構造が有効に利いていると考えられる。このことを念頭に、類似構造を示すジフェニルエーテルを添加してＺＬＩ−１１３２に添加して調べたところ、ジフェニルメタンとほぼ同様な結果を得た。したがって、低温側での粘度低下には屈曲分子構造を有する化合物を添加することが有効と考えられる。このことは、液晶表示装置の使用温度範囲の全温度領域での粘度低下にも有効であることになる。
【００６４】
（実施形態２）
本実施例では、ＺＬＩ−１１３２（メルク社製）にジフェニルメタンをドーパントとして５ｗｔ％添加した。さらに、分子構造式（１９）で表される１−エトキシ、４′−ヘキシルシクロヘキシル−ビフェニルを５ｗｔ％添加し、液晶組成物Ｎo.３を得た。
【００６５】
【化１９】
2009132793.tif 000021
【００６６】
１−エトキシ，４′−ヘキシルシクロヘキシル−ビフェニル関しては１４８℃に透明点を観測することができた。この液晶組成物Ｎo.３の物性値を表１に示した。
【００６７】
この表から分かるように、ジフェニルメタンの添加により透明点の低下はなく、５℃における粘度の低下のみが観測されている。これはジフェニルメタンの添加にともなう透明点の低下が、１−エトキシ，４′−ヘキシルシクロヘキシル−ビフェニル添加にともなう透明点の向上で補償されたことによる。この実施例から分かるように、透明点の低下をともなわずに低温側での粘度低下するには屈曲分子構造を有する化合物を添加することに加え、透明点の大きい液晶化合物を添加することが有効と考えられる。
【００６８】
（実施形態３）
本実施例では、ＺＬＩ−１１３２（メルク社製）に分子構造式（２０）で表される４−ヘキシロキシ安息香酸，３′−ペンチル−フェニルエステルをドーパントとして５ｗｔ％添加し、液晶組成物Ｎo.４を得た。
【００６９】
【化２０】
2009132793.tif 000022
【００７０】
４−ヘキシロキシ安息香酸，３′−ペンチル−フェニルエステルに関しては透明点を観測することができなかった。この新しい液晶組成物Ｎo.４の物性値を表１に示した。
【００７１】
実施例１で示したジフェニルメタンとは異なり、透明点の低下が小さいにも関わらず、５℃の粘度の大きな低下を観測することができた。この４−ヘキシロキシ安息香酸，３′−ペンチル−フェニルエステルはメタ位にアルキル鎖が入ることにより屈曲分子構造を有しており、これが粘度の低下に寄与していると推定している。一方、ジフェニルメタンより分子の長さが大きくなっており、これが透明点の低下を小さくしていると考えられる。このように、分子構造に屈曲分子構造と分子長の二つの点を導入することにより、透明点の低下なく、低温での粘度の低下という物性値を引き出すことができた。
【００７２】
（実施形態４）
本実施例では、ＺＬＩ−１１３２（メルク社製）に分子構造式（２１）で表される３−ヘキシロキシ安息香酸，３′−ペンチル−フェニルエステルをドーパントとして５ｗｔ％添加し、液晶組成物Ｎo.５を得た。
【００７３】
【化２１】
2009132793.tif 000023
３−ヘキシロキシ安息香酸，３′−ペンチル−フェニルエステルに関しても透明点を観測することができなかった。この液晶組成物Ｎo.５の物性値を表１に示した。
【００７４】
実施例１で示したジフェニルメタンとは異なり、透明点の低下が小さいにも関わらず、５℃の粘度の大きな低下を観測することができた。この３−ヘキシロキシ安息香酸，３′−ペンチル−フェニルエステルは二つのメタ位にアルキル鎖などが入ることにより屈曲分子構造を２つ有しており、これが粘度の低下に寄与していると推定している。一方、ジフェニルメタンより分子の長さが大きくなっており、これが透明点の低下を小さくしていると考えられる。このように、分子構造に屈曲分子構造と分子長の二つの点を導入することにより、透明点の低下なく、低温での粘度の低下という物性値を引き出すことができた。
【００７５】
（比較例１）
本比較例では、ＺＬＩ−１１３２（メルク社製）に分子構造式（２２）で表される４−ヘキシロキシ安息香酸，４′−ペンチル−フェニルエステルをドーパントとして５ｗｔ％添加し、液晶組成物Ｎo.６を得た。
【００７６】
【化２２】
2009132793.tif 000024
４−ヘキシロキシ安息香酸，４′−ペンチル−フェニルエステルに関しては７０℃に透明点を観測することができた。この新しい液晶組成物Ｎo.６の物性値を表１に示した。
【００７７】
実施例３で示した４−ヘキシロキシ安息香酸，４′−ペンチル−フェニルエステルとは異なり、透明点の低下はないが５℃の粘度の大きな低下を観測することができなかった。このことから、屈曲分子構造を有していない４−ヘキシロキシ安息香酸，４′−ペンチル−フェニルエステルでは、これが粘度の低下に寄与しない分子構造であると推定している。
【００７８】
（実施形態５）
図１に液晶表示装置１の全体図を示す。液晶表示装置のサイズは１００mm（長片側）×１００mm（短片側）で表示部は対角で約６インチサイズであり、厚みが１.１mmで表面を研磨した透明なガラス基板を用いた。これら基板の上に共通電極，信号電極，画素電極などを形成し、更にその最表面の配向膜を形成した。本実施例では配向膜としてポリイミドを採用し、印刷機で塗布し焼成後の膜厚を０.０７〜０.１μｍ程度とした。その後、配向膜の表面を液晶配向させるための配向処理を施した。配向処理はラビング機を使用し、ラビングロールにレーヨン製バフ布を用いて行った。上下基板の接着はシール剤２（エポキシ系樹脂）の中にポリマビーズを適量混入し、シールマスクを用いて図１のシール剤２を持つように基板上に印刷した。その後、シール剤の仮硬化を行い、上下基板を組み合わせた。そして、プレスを用いて２枚の基板を加圧しつつ、シール剤を硬化した。パネル面内には球形のポリマビーズを基板間に挟持し、液晶封入状態でギャップを８.０μｍとした。この液晶表示体のラビング角度は短辺側に対して４５度にし、上下基板間で直交する配置とした。液晶封入口３の幅は１０mmである。これはＴＮ型の液晶表示装置となる。
【００７９】
つぎに、この液晶表示装置への液晶注入方法について説明する。図示しないが、真空容器の中に液晶表示装置が液晶封入口３を下にして配置されている。真空容器の外部に設けられた上下駆動装置に接続されている液晶皿には液晶が入れてある。本実施例では、ＺＬＩ−１１３２（メルク社製）に分子構造式（２０）で表される４−ヘキシロキシ安息香酸，３′−ペンチル−フェニルエステルを５ｗｔ％添加した液晶組成物（４）が容れてある。液晶組成物の構成は表１に記載済である。また、この液晶組成物にはカイラル化合物が微量添加してある。以降では、このネマチック液晶組成物をネマチック液晶組成物Ａと記載する。液晶は液晶皿中で若干盛り上がった状態で保持されている。真空容器の外部には真空ポンプとピラニ真空計に接続される配管が設けられている。真空ポンプを作動させ、調整バルブでピラニ真空計をモニタしながら排気量を調整し、真空度が１２０分で５Ｐａになるまで真空容器内を排気する。つぎに上下駆動装置を作動させて液晶を液晶封入口３に漬す。その後調整バルブを閉じ、リーク配管の調整バルブを開けて、窒素又は空気を導入して液晶表示装置にネマチック液晶組成物Ａを注入する。液晶注入終了後、液晶封入口３を紫外線硬化剤（アクリル性樹脂）で封止した。
【００８０】
本実施例では、ＺＬＩ−１１３２（メルク社製）に分子構造式（２０）で表される４−ヘキシロキシ安息香酸，３′−ペンチル−フェニルエステルを５ｗｔ％添加した液晶組成物Ｎo.４の物性値はＺＬＩ−１１３２とほぼ変わりなく、誘電率異方性は１０.３、屈折率異方性は０.１４、２５℃の粘度は２０ｃＰである。本実施例で最も強調されるのは、５℃での立ち下がりの応答速度である。一般にＴＮ型液晶表示装置の良し悪しはその立ち下りの応答時間となる。２５℃では４０ｍｓとＺＬＩ−１１３２単独と余り違いは無いが、５℃での立ち下がりの応答速度は１２０ｍｓとＺＬＩ−１１３２単独の１４０ｍｓと比較して大幅に改善された。これらの評価において、印加電圧は６Ｖである。また、透明点の低下が心配されたが、液晶表示装置内での透明点は６９℃近傍にあり実用上問題ないものとなっていた。
【００８１】
本発明の液晶表示装置の動作温度は−１０℃から６９℃である。この動作温度範囲とは液晶表示装置として使用可能な温度範囲である。本発明に使用された液晶組成物ＺＬＩ−１１３２の結晶化温度は−２０℃であり、本発明の液晶表示装置は低温での動作も充分保障されている。一般に、この結晶化温度の特定は困難であり、かつ多大な時間を要し、評価時間の短縮が課題となっていた。しかしながら、次に述べる手段で容易に知ることができる。すなわち、液晶表示装置の中に含有される液晶組成物を低温試験温度より低い二つの異なる温度に一定時間保持する方法で、これら二つの異なる温度のうち、低い方の温度で一定時間保持したあと、高い方の温度で一定時間保持する手順で実施すれば容易に結晶化温度を知ることができる。この場合、低温試験温度は−１０℃である。低温試験温度より低い二つの異なる温度のうち、低い方の温度としてはこの液晶組成物のガラス転移温度より少し高い値が好ましい。これは結晶核生成を促進する作用がある。もう１つの高い方の温度はこのガラス転移温度と低温試験温度の間にあればよいが、−６０℃から−４０℃の間が好ましい。これは結晶成長を促進する作用がある。これら二つの作用により短時間で評価できる効果が生じている。これらの評価試験は熱分析装置を用いれば、結晶化温度を吸熱ピークとして検出できるので大変便利である。ただし、冷凍庫を用いても充分評価が可能で、結晶化は目視で容易に判定可能である。
【００８２】
本実施例ではＴＮ型の液晶表示装置の低温での応答速度の改善に関して示した。ただし、この改善理由が液晶組成物の粘度低減にあることから、ＳＴＮ，ＩＰＳ，ＶＡ，ＯＣＢなどの液晶表示装置においても低温での応答速度が改善されることは言うまでもない。
【００８３】
（比較例２）
本比較例では、液晶組成物としてＺＬＩ−１１３２（メルク社製）に分子構造式（２２）で表される４−ヘキシロキシ安息香酸，４′−ペンチル−フェニルエステルを５ｗｔ％添加した液晶組成物Ｎo.６を用いた以外、実施例５と同様にして液晶表示装置を作製した。また、この液晶組成物にはカイラル化合物が微量添加してある。以降では、このネマチック液晶組成物をネマチック液晶組成物Ｂと記載する。
【００８４】
ネマチック液晶組成物Ｂの物性値はＺＬＩ−１１３２とほぼ変わりなく、誘電率異方性は１０.３、屈折率異方性は０.１４、２５℃の粘度は２３ｃＰである。２５℃での立ち下がりの応答時間４０ｍｓとＺＬＩ−１１３２単独と余り違いは無いが、５℃での立ち下がりの応答速度は１７０ｍｓとＺＬＩ−１１３２単独の１４０ｍｓと比較して大幅に遅い結果となった。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明に係る液晶表示装置の液晶注入方法の説明図である。
【符号の説明】
【００８６】
１  基板
２  シール剤
３  液晶封入口
【図１】
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