(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（１）一般式（I-1）、（I-2）
【化１】
0003864439.tif 000031
（式中、Ｒ11及びＲ12はそれぞれ独立的に炭素原子数２〜５の直鎖状アルキル基を表わし、Ｙ11及びＹ12はそれぞれ独立的に水素原子又はフッ素原子を表わし、各化合物における１，４−シクロヘキシレン基の少なくとも１個の水素原子（Ｈ）は重水素原子（Ｄ）で置換されていてもよい。）で表わされる化合物からなる第１群から選ばれる化合物を含有し、（２）一般式（II）〜（IV）
【化３】
0003864439.tif 000032
（式中、Ｒ21及びＲ22はそれぞれ独立的に炭素原子数２〜５の直鎖状アルケニル基を表わし、Ｒ23は炭素原子数２〜５の直鎖状アルキル基を表わし、各化合物における１，４−シクロヘキシレン基の少なくとも１個の水素原子（Ｈ）は重水素原子（Ｄ）で置換されていてもよい。）で表わされる化合物からなる第２群から選ばれる化合物及び／又は（３）一般式（V）〜（VIII）
【化４】
0003864439.tif 000033
（式中、Ｒ31〜Ｒ34はそれぞれ独立的に炭素原子数２〜７の直鎖状アルキル基を表わし、各化合物における１，４−シクロヘキシレン基の少なくとも１個の水素原子（Ｈ）は重水素原子（Ｄ）で置換されていてもよい。）で表わされる化合物からなる第３群から選ばれる化合物を含有することを特徴とするネマチック液晶組成物。
【請求項２】
一般式（II-1）〜（VIII-1）
【化５】
0003864439.tif 000034
（式中、Ｒ21及びＲ22はそれぞれ独立的に炭素原子数２〜５の直鎖状アルケニル基を表わし、Ｒ23は炭素原子数２〜５の直鎖状アルキル基を表わし、Ｒ31〜Ｒ34はそれぞれ独立的に炭素原子数２〜７の直鎖状アルキル基を表わし、Ｘ1〜Ｘ3はそれぞれ独立的に水素原子（Ｈ）又は重水素原子（Ｄ）を表わすが、少なくとも１個は重水素原子（Ｄ）を表わし、Ｘ4〜Ｘ7はそれぞれ独立的に水素原子（Ｈ）又は重水素原子（Ｄ）を表わすが、少なくとも１個は重水素原子（Ｄ）を表わす。）で表わされる化合物からなる群から選ばれる化合物を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。
【請求項３】
第１群から選ばれる化合物が、一般式（I-2）で表わされる化合物であることを特徴とする請求項１又は２記載のネマチック液晶組成物。
【請求項４】
第１群から選ばれる化合物が、一般式（I-1）及び（I-2）で表わされる化合物であることを特徴とする請求項１、２又は３記載のネマチック液晶組成物。
【請求項５】
第２群から選ばれる化合物が、一般式（II）で表わされる化合物であることを特徴とする請求項４記載のネマチック液晶組成物。
【請求項６】
第２群から選ばれる化合物が、一般式（II）及び（IV）で表わされる化合物であることを特徴とする請求項３記載のネマチック液晶組成物。
【請求項７】
第２群から選ばれる化合物が一般式（II）、（III）及び（IV）で表わされる化合物であることを特徴とする請求項４記載のネマチック液晶組成物。
【請求項８】
第３群から選ばれる化合物が一般式（VI）、（VII）及び（VIII）で表わされる化合物であることを特徴とする請求項５又は６記載のネマチック液晶組成物。
【請求項９】
第３群から選ばれる化合物が一般式（V）、（VI）、及び（VIII）で表わされる化合物であることを特徴とする請求項９記載のネマチック液晶組成物。
【請求項１０】
（４）一般式（IX）〜（XI）
【化６】
0003864439.tif 000035
（式中、Ｒ41〜Ｒ43はそれぞれ独立的に炭素原子数２〜５の直鎖状アルキル基を表わし、Ｙ41〜Ｙ43はそれぞれ独立的に水素原子又はフッ素原子を表わし、各化合物における１，４−シクロヘキシレン基の少なくとも１個の水素原子（Ｈ）は重水素原子（Ｄ）で置換されていてもよい。）で表わされる化合物からなる第４群から選ばれる化合物を含有することを特徴とする請求項１又は２記載のネマチック液晶組成物。
【請求項１１】
一般式（XI-1）
【化７】
0003864439.tif 000036
（式中、Ｒ43は炭素原子数２〜５の直鎖状アルキル基を表わし、Ｙ43は水素原子又はフッ素原子を表わし、Ｘ4〜Ｘ7はそれぞれ独立的に水素原子（Ｈ）又は重水素原子（Ｄ）を表わすが、少なくとも１個は重水素原子（Ｄ）を表わす。）で表わされる化合物を含有することを特徴とする請求項１０記載のネマチック液晶組成物。
【請求項１２】
（５）一般式（XII）〜（XIV）
【化８】
0003864439.tif 000037
（式中、Ｒ51〜Ｒ53はそれぞれ独立的に炭素原子数３〜７の直鎖状アルキル基を表わし、Ｙ51〜Ｙ54はそれぞれ独立的に水素原子又はフッ素原子を表わし、各化合物において１，４−シクロヘキシレン基の少なくとも１個の水素原子（Ｈ）は重水素原子（Ｄ）で置換されていてもよい。）で表わされる化合物からなる第５群から選ばれる化合物を含有することを特徴とする請求項１、２又は１０記載のネマチック液晶組成物。
【請求項１３】
一般式（XIII）で表わされる化合物を含有することを特徴とする請求項１２記載のネマチック液晶組成物。
【請求項１４】
（６）一般式（XV）〜（XIX）
【化９】
0003864439.tif 000038
（式中、Ｒ61〜Ｒ64はそれぞれ独立的に炭素原子数２〜５の直鎖状アルキル基又はアルケニル基を表わし、Ｒ67〜Ｒ69はそれぞれ独立的に炭素原子数１〜５の直鎖状アルキル基、アルコキシ基又は炭素原子数２〜５の直鎖状アルケニル基を表わし、Ｒ65は炭素原子数２〜５の直鎖状アルキル基を表わし、ｒはそれぞれ独立的に０又は１を表わし、Ｙ61、Ｙ62及びＹ63はそれぞれ独立的に水素原子又はフッ素原子を表わし、一般式（XVIII）、（XIX）の化合物において１，４−シクロヘキシレン基の少なくとも１個の水素原子（Ｈ）は重水素原子（Ｄ）で置換されていてもよい。）で表わされる化合物からなる第６群から選ばれる化合物を含有することを特徴とする請求項１、２、１０又は１２記載のネマチック液晶組成物。
【請求項１５】
一般式（XVIII-1）、（XIX-1）、（XIX-2）
【化１０】
0003864439.tif 000039
（式中、Ｒ64は炭素原子数２〜５の直鎖状アルキル基又はアルケニル基を表わし、Ｒ65は炭素原子数２〜５の直鎖状アルキル基を表わし、Ｙ61、Ｙ62及びＹ63は水素原子又はフッ素原子を表わし、Ｘ1〜Ｘ3はそれぞれ独立的に水素原子（Ｈ）又は重水素原子（Ｄ）を表わすが、少なくとも１個は重水素原子（Ｄ）を表わし、Ｘ4〜Ｘ7はそれぞれ独立的に水素原子（Ｈ）又は重水素原子（Ｄ）を表わすが、少なくとも１個は重水素原子（Ｄ）を表わす。）で表わされる化合物からなる群から選ばれる化合物を含有することを特徴とする請求項１４記載のネマチック液晶組成物。
【請求項１６】
一般式（I-1）で表わされる化合物において、Ｙ11が水素原子であることを特徴とする請求項４、５、７、８又は９記載のネマチック液晶組成物。
【請求項１７】
一般式（I-2）で表わされる化合物において、Ｙ12が水素原子であることを特徴とする請求項３、４、６又は８記載のネマチック液晶組成物。
【請求項１８】
一般式（X）で表わされる化合物において、Ｙ42がフッ素原子であることを特徴とする請求項１０記載のネマチック液晶組成物。
【請求項１９】
一般式（XI）で表わされる化合物において、Ｙ43がフッ素原子であることを特徴とする請求項１０又は１１記載のネマチック液晶組成物。
【請求項２０】
一般式（XVIII）で表わされる化合物において、Ｙ63がフッ素原子であることを特徴とする請求項１４又は１５記載のネマチック液晶組成物。
【請求項２１】
請求項１乃至２０記載のネマチック液晶組成物を用いたアクティブ・マトリクス形液晶表示装置。
【請求項２２】
請求項１乃至２０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。
【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、一画面に表示される情報量が増大しており、シェファー（Scheffer）等［SID '85 Digest, 120頁(1985年)］、あるいは衣川等［SID '86 Digest, 122頁(1986年)］によって、STN-LCD（スーパー・ツイスティッド・ネマチック液晶表示素子）が開発され、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】
更に、その表示品質が優れていることから、アクティブ・マトリクス形液晶表示装置が液晶テレビ、プロジェクター表示、コンピューター等のディスプレイの応用分野に有力なものとして市場に出されている。アクティブ・マトリクス表示方式は、画素毎にTFT（薄膜トランジスタ）あるいはMIM（メタル・インシュレータ・メタル）等のスイッチング素子が使われており、この方式には漏れ電流の小さいこと、即ち高電圧保持率であることが重要視されている。（以下、これらアクティブ・マトリクス表示方式の液晶表示素子を総称してTFT-LCDと呼称する）従って、この様な表示素子に対応するために、現在も新しい液晶化合物あるいは液晶組成物の提案がなされている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
TN-LCDやSTN-LCDには、液晶材料の化学的安定性、液晶表示装置の低電圧駆動性及び応答特性等の課題がある。
【０００５】
例えば、高時分割数で良好な駆動特性が要求されているワードプロセッサ、パーソナルコンピューター等の情報量の多いSTN-LCDには駆動電圧を低減させる必要から、ＣＮ基を有する誘電異方性の大きな液晶材料が用いられている。しかしながら、このような液晶材料は粘性の増加により、良好な応答特性を得ることを困難にさせる、あるいは各画素毎のキャパシタンス成分の増加により表示可能な駆動周波数範囲を狭め、クロストーク現象を発生させる等の問題を有している。
【０００６】
また、低電圧で駆動可能な従来の液晶材料の場合、調製された初期あるいは促進テスト後の抵抗値が低いことが多く、時分割数の増大に伴う表示のちらつきやコントラストの低下等を引き起こす原因となったり、暗い画質を補う目的でバックライトを利用したSTN-LCDに用いられる場合、耐熱性及び耐光性等の化学的安定性が新たに要求されている。
【０００７】
これらの要求特性に加えて、特にアクティブ・マトリクス方式においては、均一で高いコントラストを得るために、漏れ電流が小さく、高い電圧保持率を有することが重要である。この様な特性を得るために、例えば、下記のような化合物（ａ）が用いられてきた。
【０００８】
【化１１】
0003864439.tif 000002
【０００９】
（式中、Ｒ71は直鎖状アルキル基を表わし、式（ｂ）はシクロヘキサン環を表わし、該シクロヘキサン環に存在する重水素原子は、天然に存在する質量数１の水素原子に対する存在比に相当した確率で含有することを表わす。以下、式（ｂ）をこの意味で用いる。）
しかしながらこれらの化合物を用いても、広い温度範囲においてネマチック液晶性を保持することと、アクティブ・マトリクス方式に要求されるしきい値電圧及び飽和電圧を充分に低減させることとを両立させるには問題があった。
特に、飽和電圧はコントラストを向上させる目的で、従来行われてきた透過率が１０％となる電圧より更に厳しい評価方法として、透過率が１％となる電圧が重視されている。以下、飽和電圧Ｖsatをこの意味で用いる。
【００１０】
更に加えて、均一で高いコントラストの液晶表示特性を得るために、液晶パネルの液晶層の厚みｄと液晶材料の複屈折率△ｎとの積△ｎ・ｄを０．３５〜０．５５（以下このことをファーストミニマムと呼称する）とするのが好ましいとされている。現在の液晶パネルの作製工程で行われている厚みｄは約４．５μｍ以上であることから、液晶材料の複屈折率△ｎを０．０７〜０．１０とすることが要求されている。しかし、より小さい複屈折率とより低い駆動電圧の特性は、相反する傾向のため両者を満足させることが困難であった。
【００１１】
本発明が解決しようとする課題は、上記の問題に応えることにあり、広い温度範囲で液晶性を示し、駆動電圧特に飽和電圧Ｖsatが低くしかも充分に高い電圧保持率を有し、装置に設定条件に適した複屈折率Δｎを有する液晶組成物を提供し、更にこの液晶組成物を用い、フリッカが発生せずコントラストに優れた液晶表示装置を提供することにある。
【００１２】
【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、以下に示すネマチック液晶組成物を提供する。
【００１３】
即ち、本発明の第一の液晶組成物として、（１）一般式（I-1）、（I-2）
【００１４】
【化１２】
0003864439.tif 000003
【００１５】
（式中、Ｒ11及びＲ12はそれぞれ独立的に炭素原子数２〜５の直鎖状アルキル基を表わし、Ｙ11及びＹ12はそれぞれ独立的に水素原子又はフッ素原子を表わし、各化合物における１，４−シクロヘキシレン基の少なくとも１個の水素原子（Ｈ）は重水素原子（Ｄ）で置換されていてもよい。）で表わされる化合物からなる第１群から選ばれる化合物を少なくとも１種以上含有することを特徴とするネマチック液晶組成物を提供するが、（１）一般式（I-1）、（I-2）で表わされる化合物からなる第１群から選ばれる化合物は、各化合物における１，４−シクロヘキシレン基の少なくとも１個の水素原子（Ｈ）が重水素原子（Ｄ）で置換されていてもよい。
【００１６】
更に上記液晶組成物に（２）一般式（II）〜（IV）
【００１７】
【化１３】
0003864439.tif 000004
【００１８】
（式中、Ｒ21及びＲ22はそれぞれ独立的に炭素原子数２〜５の直鎖状アルケニル基を表わし、Ｒ23は炭素原子数２〜５の直鎖状アルキル基を表わし、各化合物における１，４−シクロヘキシレン基の少なくとも１個の水素原子（Ｈ）は重水素原子（Ｄ）で置換されていてもよい。）で表わされる化合物からなる第２群から選ばれる化合物及び／又は（３）一般式（V）〜（VIII）
【００１９】
【化１４】
0003864439.tif 000005
【００２０】
（式中、Ｒ31〜Ｒ34はそれぞれ独立的に炭素原子数２〜７の直鎖状アルキル基を表わし、各化合物における１，４−シクロヘキシレン基の少なくとも１個の水素原子（Ｈ）は重水素原子（Ｄ）で置換されていてもよい。）で表わされる化合物からなる第３群から選ばれる化合物を含有することを特徴とするネマチック液晶組成物を提供する。
【００２１】
上記の一般式（I-1）〜（VIII）で表わされる化合物において水素原子を重水素原子に置換したシクロヘキサン環を有する化合物には、以下のものを使用することができる。
【００２２】
一般式（I-1）において１個又はそれ以上の水素原子（Ｈ）が重水素原子（Ｄ）で置換された１,４-シクロヘキシレン基を有する化合物が、一般式（Iー1-1）
【００２３】
【化１５】
0003864439.tif 000006
【００２４】
（式中、Ｒ11及びＹ11は、前記と同じ意味であり、Ｘ1〜Ｘ3はそれぞれ独立して水素原子（Ｈ）又は重水素原子（Ｄ）を表わし、少なくとも１個は重水素原子（Ｄ）を表わす。）で表わされる化合物であり、一般式（I-2）において１個又はそれ以上の水素原子（Ｈ）が重水素原子（Ｄ）で置換された１,４-シクロヘキシレン基を有する化合物が、一般式（I-2-1）、（I-2-2）
【００２５】
【化１６】
0003864439.tif 000007
【００２６】
（式中、Ｒ12、Ｙ12、及びＸ1〜Ｘ3は前記と同じ意味であり、Ｘ4〜Ｘ7はそれぞれ独立して水素原子（Ｈ）又は重水素原子（Ｄ）を表わし、少なくとも１個は重水素原子（Ｄ）を表わす。）で表わされる化合物であり、本発明のネマチック液晶組成物は、上記の一般式（I-1-1）〜（I-2-2）の化合物からなる群から選ばれる化合物を含有することが特に好ましい。
【００２７】
また、一般式（II）において１個又はそれ以上の水素原子（Ｈ）が重水素原子（Ｄ）で置換された１,４-シクロヘキシレン基を有する化合物が、一般式（II-1）
【００２８】
【化１７】
0003864439.tif 000008
【００２９】
（式中、Ｒ21及びＸ4〜Ｘ7は、前記と同じ意味である。）で表わされる化合物であり、一般式（III）において１個又はそれ以上の水素原子（Ｈ）が重水素原子（Ｄ）で置換された１,４-シクロヘキシレン基を有する化合物が、一般式（IIIー1）
【００３０】
【化１８】
0003864439.tif 000009
【００３１】
（式中、Ｒ22及びＸ4〜Ｘ7は前記と同じ意味である。）で表わされる化合物であり、１個又はそれ以上の水素原子（Ｈ）が重水素原子（Ｄ）で置換された１,４-シクロヘキシレン基を有する化合物が、一般式（IVー1）、（IVー2）
【００３２】
【化１９】
0003864439.tif 000010
【００３３】
（式中、Ｒ23及びＸ1〜Ｘ3、Ｘ4〜Ｘ7は前記と同じ意味である。）で表わされる化合物である。
また、一般式（V）において１個又はそれ以上の水素原子（Ｈ）が重水素原子（Ｄ）で置換された１,４-シクロヘキシレン基を有する化合物が、一般式（Vー1）
【００３４】
【化２０】
0003864439.tif 000011
【００３５】
（式中、Ｒ31及びＸ4〜Ｘ7は前記と同じ意味である。）で表わされる化合物であり、一般式（VI）において１個又はそれ以上の水素原子（Ｈ）が重水素原子（Ｄ）で置換された１,４-シクロヘキシレン基を有する化合物が、一般式（VIー1）
【００３６】
【化２１】
0003864439.tif 000012
【００３７】
（式中、Ｒ32及びＸ4〜Ｘ7は前記と同じ意味である。）で表わされる化合物であり、一般式（VII）において１個又はそれ以上の水素原子（Ｈ）が重水素原子（Ｄ）で置換された１,４-シクロヘキシレン基を有する化合物が、一般式（VII-1）、（VII-2）
【００３８】
【化２２】
0003864439.tif 000013
【００３９】
（式中、Ｒ33及びＸ4〜Ｘ7は前記と同じ意味である。）で表わされる化合物であり、一般式（VIII）において１個又はそれ以上の水素原子（Ｈ）が重水素原子（Ｄ）で置換された１,４-シクロヘキシレン基を有する化合物が、一般式（VIII-1）
【００４０】
【化２３】
0003864439.tif 000014
【００４１】
（式中、Ｒ34及びＸ4〜Ｘ7は前記と同じ意味である。）で表わされる化合物であり、本発明のネマチック液晶組成物において、上記の一般式（II-1）〜（VIII-1）の化合物からなる群から選ばれる化合物を含有することが特に好ましい。
【００４２】
第１群から選ばれる化合物としては、▲１▼一般式（I-2）の化合物、あるいは▲２▼一般式（I-1）及び（I-2）の化合物の組み合わせから選んでもよい。
第２群から選ばれる化合物としては、▲１▼一般式（II）の化合物、▲２▼一般式（II）及び（IV）の化合物の組み合わせ、あるいは▲３▼一般式（II）、（III）及び（IV）の化合物の組み合わせから選んでもよい。
【００４３】
第３群から選ばれる化合物としては、▲１▼一般式（VI）、（VII）及び（VIII）の化合物の組み合わせ、あるいは▲２▼一般式（V）、（VI）及び（VIII）の化合物の組み合わせから選んでもよい。
【００４４】
本発明は、上記の液晶組成物に（４）一般式（IX）〜（XI）
【００４５】
【化２４】
0003864439.tif 000015
【００４６】
（式中、Ｒ41〜Ｒ43はそれぞれ独立的に炭素原子数２〜５の直鎖状アルキル基を表わし、Ｙ41〜Ｙ43はそれぞれ独立的に水素原子又はフッ素原子を表わし、各化合物における１，４−シクロヘキシレン基の少なくとも１個の水素原子（Ｈ）は重水素原子（Ｄ）で置換されていてもよい。）で表わされる化合物からなる第４群から選ばれる１種又はそれ以上の化合物、及び／又は（５）一般式（XII）〜（XIV）
【００４７】
【化２５】
0003864439.tif 000016
【００４８】
（式中、Ｒ51〜Ｒ53はそれぞれ独立的に炭素原子数３〜７の直鎖状アルキル基を表わし、Ｙ51〜Ｙ54はそれぞれ独立的に水素原子又はフッ素原子を表わし、各化合物において１，４−シクロヘキシレン基の少なくとも１個の水素原子（Ｈ）は重水素原子（Ｄ）で置換されていてもよい。）で表わされる化合物からなる第６群から選ばれる１種又はそれ以上の化合物、及び／又は（６）一般式（XV）〜（XIX）
【００４９】
【化２６】
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【００５０】
（式中、Ｒ61〜Ｒ64はそれぞれ独立的に炭素原子数２〜５の直鎖状アルキル基又はアルケニル基を表わし、Ｒ67〜Ｒ69はそれぞれ独立的に炭素原子数１〜５の直鎖状アルキル基、アルコキシ基又は炭素原子数２〜５の直鎖状アルケニル基を表わし、Ｒ65は炭素原子数２〜５の直鎖状アルキル基を表わし、ｒはそれぞれ独立的に０又は１を表わし、Ｙ61、Ｙ62及びＹ63はそれぞれ独立的に水素原子又はフッ素原子を表わし、一般式（XVIII）、（XIX）の化合物において１，４−シクロヘキシレン基の少なくとも１個の水素原子（Ｈ）は重水素原子（Ｄ）で置換されていてもよい。）で表わされる化合物からなる第６群から選ばれる１種又はそれ以上の化合物を含有することができる。
【００５１】
上記において、詳しくは、（４）一般式（IX）〜（XI）の第４群の化合物において、各化合物における１，４−シクロヘキシレン基の少なくとも１個の水素原子（Ｈ）は重水素原子（Ｄ）で置換されている化合物として、一般式（XI-1）
【００５２】
【化２７】
0003864439.tif 000018
【００５３】
（式中、Ｒ43は炭素原子数２〜５の直鎖状アルキル基を表わし、Ｙ43は水素原子又はフッ素原子を表わし、Ｘ4〜Ｘ7はそれぞれ独立的に水素原子（Ｈ）又は重水素原子（Ｄ）を表わすが、少なくとも１個は重水素原子（Ｄ）を表わす。）で表わされる化合物が好ましく、（５）一般式（XII）〜（XIV）の第５群の化合物において、一般式（XIII）で表わされる化合物が好ましく、（６）一般式（XV）〜（XIX）の第６群の化合物において、各化合物において１，４−シクロヘキシレン基の少なくとも１個の水素原子（Ｈ）は重水素原子（Ｄ）で置換されている化合物として、一般式（XVIII-1）、（XIX-1）、（XIX-2）
【００５４】
【化２８】
0003864439.tif 000019
【００５５】
（式中、Ｒ64は炭素原子数２〜５の直鎖状アルキル基又はアルケニル基を表わし、Ｒ65は炭素原子数２〜５の直鎖状アルキル基を表わし、Ｙ61、Ｙ62及びＹ63は水素原子又はフッ素原子を表わし、Ｘ1〜Ｘ3はそれぞれ独立的に水素原子（Ｈ）又は重水素原子（Ｄ）を表わすが、少なくとも１個は重水素原子（Ｄ）を表わし、Ｘ4〜Ｘ7はそれぞれ独立的に水素原子（Ｈ）又は重水素原子（Ｄ）を表わすが、少なくとも１個は重水素原子（Ｄ）を表わす。）で表わされる化合物が好ましく、本発明のネマチック液晶組成物において、一般式（XVIII-1）、（XIX-1）、（XIX-2）で表わされる化合物からなる群から選ばれる化合物を含有することが特に好ましい。
【００５６】
第４群から選ばれる化合物としては、▲１▼一般式（XI）の化合物、あるいは▲２▼一般式（X）及び（XI）の化合物の組み合わせから選んでもよく、第５群から選ばれる化合物としては、▲１▼一般式（XIII）の化合物を選んでもよく、第６群から選ばれる化合物としては、▲１▼一般式（XIX）あるいは▲２▼一般式（XVIII）及び（XIX）の化合物の組み合わせであってもよい。
【００５７】
また、一般式（I-1）の化合物において、Ｙ11が水素原子であることが好ましく、一般式（I-2）の化合物において、Ｙ12が水素原子であることが好ましく、一般式（X）の化合物において、Ｙ42がフッ素原子であることが好ましく、一般式（XI）の化合物において、Ｙ43がフッ素原子であることが好ましく、一般式（XVIII）の化合物において、Ｙ63がフッ素原子であることが好ましい。
【００５８】
更に本発明は上記のネマチック液晶組成物を用いたアクティブ・マトリクス液晶表示装置、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を提供する。
【００５９】
以下、本発明を詳述するにあたり、一般式（I-1）及び（Iー2）、（II）〜（XIV）、、（XVIII）及び（XIX）の化合物が有する全てのシクロヘキサン環が、前述した式（ｂ）で表わされるシクロヘキサン環である化合物を下記に示した一般式（I-1ー0）及び（I-2-0）、（II-0）〜（XIII-0）、（XVIIー0）及び（XVIIIー0）で表わす。
【００６０】
【化２９】
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【００６１】
【化３０】
0003864439.tif 000021
【００６２】
（式中、Ｒ011〜Ｒ053、Ｒ064及びＲ065、Ｙ011〜Ｙ062は、それぞれ独立的に前記したＲ11〜Ｒ53、Ｒ64及びＲ65、Ｙ11〜Ｙ62と同じ意味である。）
本発明に係わる一般式（I-1）〜（VIII）で表わされる代表的な化合物例（1-1-1）、（1-1-2）及び（1-2）〜（1-8）とその相転移温度を下記第１表に示す。下記表中、ｍ.ｐ.は結晶相から液晶相又は等方性液体相に相転移する温度を、ｃ.ｐ.は液晶相から等方性液体相に相転移する温度をそれぞれ表わす。また、各液晶化合物は、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。
【００６３】
【表１】
0003864439.tif 000022
【００６４】
本発明の液晶組成物の特徴は、必須成分として前述の一般式（I-1）及び（Iー2）で表わされる第１の化合物群から選ばれる化合物を含有し、更に一般式（II）〜（IV）で表わされる第２の化合物群から選ばれる化合物及び／又は、一般式（V）〜（VIII）で表わされる第３の化合物群から選ばれた化合物と組み合わせて得られる液晶組成物を見い出したことにある。この様にして得られた液晶組成物は、駆動電圧特に飽和電圧Ｖsatを低減する効果があり、また複屈折率Δｎが小さい特性をもつ。
【００６５】
一般式（I-1）で表わされる化合物は、５−置換２，３−ジフルオロフェニル基と３，４−ジフルオロフェニル基を、また一般式（I-2）で表わされる化合物は、５−置換２，３−ジフルオロフェニル基と３，４，５−トリフルオロフェニル基を−Ｃ2Ｈ4−基で連結した構造を有している。この化合物は駆動電圧特に飽和電圧が低く、本発明に係わる他の化合物と組み合わせることにより、電圧保持率を低下させることなく駆動電圧の低い液晶量を得ることができる。また、この材料は複屈折率Δｎを低減する効果が大きいので、用途に応じた複屈折率のネマチック液晶組成物を調製することができる。
一般式（II）で表わされる化合物は、直鎖状のアルケニル基と３，４，５−トリフルオロフェニル基を有しているものである。この化合物は、本発明に係わる他の化合物と組み合わせた時、長期の低温保存において結晶の析出がみられる問題があるが、低温側においてネマチック相を誘起拡大させる相溶性を示し、電圧保持率を低下させることなく駆動電圧を維持あるいは低減させる効果がある。
【００６６】
一般式（III）、（IV）で表わされる化合物は、３，４−ジフルオロフェニル基を有し、上述した相溶性に特徴を有している。また、一般式（III）の化合物は複屈折率△ｎが一般式（II）、（IV）〜（VIII）の化合物に比べ大きいので、用途に応じた複屈折率のネマチック液晶組成物を調整するのに有用であり、一般式（IV）で表わされる化合物はしきい値電圧が比較的低く、この調整に有用である。
【００６７】
一般式（II）、（III）で表わされる化合物は、表示特性に重要な役割を果たす弾性定数比（Ｋ33／Ｋ11）が一般式（IV）〜（V）に比べて大きいあるいは小さい。従って、用途に応じた弾性定数比を示すネマチック液晶組成物を調製することができるものである。更に、一般式（II）、（III）の化合物は、ネマチック液晶組成物の粘性を低下させることもできるので、一般式（IV）〜（XV）の化合物と組み合わせることによって広い温度範囲で高速応答性を有する液晶材料を容易に得ることができる。一般式（II）、（III）で表わされる化合物のＲ21及びＲ22は特に下記のものが優れている。
【００６８】
【化３１】
0003864439.tif 000023
【００６９】
一般式（V）〜（VIII）で表わされる化合物は、-Ｃ2Ｈ4-、-Ｃ4Ｈ8-の連結基を有しており、３，４−ジフルオロフェニル基、３，４，５−トリフルオロフェニル基を有しているものである。これらの化合物は、複屈折率△ｎが一般式（II）〜（IV）の化合物に比べ小さいので、用途に応じた複屈折率のネマチック液晶組成物を調整することができ、また電圧保持率を低下させることなく駆動電圧を維持あるいは低減させる効果を有していることを見いだした。
【００７０】
しかしながら、一般式（V）（VI）及び（VIII）の化合物はスメクチック相を示し易く、これらの化合物のみからなる組成物では、スメクチック相の存在に依ってネマチック相が非常に狭く、特に室温から低温で駆動可能なネマチック液晶組成物を調製することは困難であった。
【００７１】
本発明者等は、上述した一般式（II）〜（VIII）で表わされる化合物について、Ｒ21をアルキル基とした化合物との詳細な比較も含め、種々の組み合わせを検討した。その技術を特願平−６−２０２０３９で明かにしており、一般式（II）〜（IV）で表わされる化合物群から選ばれる化合物と、一般式（V）〜（VIII）で表わされる化合物群から選ばれる化合物を組み合わせて用いることにより、それぞれの化合物が有している優れた特性を損なうことなく、広い温度範囲で使用できるネマチック液晶組成物を調製できることを見だしている。また一般式（II）及び（VI）〜（VIII）で表わされる化合物は３，４，５−トリフルオロフェニル基を有しているが低温での相溶性に優れ、３，４−ジフルオロフェニル基を有する一般式（III）（IV）（V）で表わされる化合物との混合比を１：１以上にさせても、あるいは総含有量で５０％以上含有させても、特段の第三の手段を用いず広温度範囲で使用可能な液晶組成物を調製できるので、しきい値電圧の低減の手段としての優位性は大きい。
【００７２】
今回本発明者らは、上述した一般式（I-1）〜（I-2）で表わされる化合物群から選ばれる化合物を、一般式（II）〜（IV）で表わされる化合物群から選ばれた化合物及び／又は、一般式（V）〜（VIII）で表わされる化合物群から選ばれた化合物を含有する液晶組成物に組み合わせて用いることにより、更に駆動電圧を、特に飽和電圧を低減し、加えてΔｎが小さく、広い温度範囲で駆動可能な液晶組成物が調製できることを見いだした。
【００７３】
これについて以下詳述する。一般式（II）〜（IV）で表わされる化合物と、一般式（V）〜（VIII）で表わされる化合物からなる液晶材料において、しきい値電圧Vth、飽和電圧Vsat、及び複屈折率Δｎが小さい混合液晶（ｃ−１）を得た。この混合液晶（ｃ−１）に一般式（I-1）、（I-2）で表わされる代表的な化合物（ｄ）、（ｅ）を添加し、本発明液晶組成物（ｃ−２）、（ｃ−３）を作製した。
【００７４】
【化３２】
0003864439.tif 000024
【００７５】
これらの混合物について、ネマチック相−等方性液体相転移温度ＴN-I、セル厚５μｍのしきい値電圧Ｖth、飽和電圧Ｖsat、複屈折率Δｎの測定を行った。この結果を下記第２表に示す。
【００７６】
【表２】
0003864439.tif 000025
【００７７】
この結果より、一般式（I-1）及び（I-2）で表わされる化合物（ｄ）及び（ｅ）を含有するネマチック液晶組成物（ｃ−２）及び（ｃ−３）は、混合液晶（ｃ−１）と比較すると、ともにしきい値電圧（Ｖth）、飽和電圧（Ｖsat）の低減が認められ、更に加えて複屈折率（Δｎ）は大きな低減が見られた。このことより、一般式（I-1）及び（I-2）で表わされる化合物は、複屈折率（Δｎ）の低減に大きな効果があり、更に駆動電圧の低減に有用であることが認められた。
【００７８】
本発明の液晶組成物の第２の特徴は、一般式（I-1）〜（VIII）で表わされる化合物から選ばれた１種又はそれ以上の化合物において、１個又はそれ以上の水素原子を重水素原子に置換したシクロヘキサン環を１個又は２個有する化合物を用いる点にある。この様にして得られた液晶組成物は、低温でのネマチック相を安定化させる性質があり、特に低温に保存してもネマチック液晶性をより長期に保持できるものである。本発明者らは、重水素原子に置換したシクロヘキサン環を有する化合物を用いたこの様な効果を特願平５−１０４１４４、１８２７３４等で明らかにしたが、本発明は更にこの効果を優れたものとしている。即ち、本発明の第２の特徴により、例えば、本発明の液晶組成物は、後述の実施例で詳述するが、−２５℃あるいは−４０℃に保存してもネマチック性を長時間有することができるものである。
【００７９】
また、第３の特徴は、重水素原子に置換したシクロヘキサン環を有した一般式（I-1）〜（VIII）で表わされる化合物は、重水素原子に置換されていないシクロヘキサン環を有した一般式（Iー1-0）〜（VIIIー0）で表わされる化合物と比較して、有為さのある弾性定数及びそれらの比、あるいは有利なしきい値電圧を示しており、用途に応じた電気光学特性に調製できるものである。
【００８０】
本発明のネマチック液晶組成物に用いる一般式（IX）〜（XIX）で表わされる化合物は上述の特性及びTN-LCD、STN-LCD、TFT-LCD等に要求される特性を維持向上する効果を有する。
【００８１】
詳しくは、一般式（IX）、（XIII）で表わされる化合物は、液晶組成物の複屈折率（△ｎ）を０．０８〜０．１０に最適化して、液晶表示装置の視角特性の向上、コントラスト比の増加等を行うことができる。また、組成物のネマチック相温度範囲を高温側及び低温側に拡大させる効果を有し、液晶表示装置の駆動可能な温度範囲を拡大することができる。
【００８２】
一般式（XII）（XIII）における−Ｃ2Ｈ4−あるいは−Ｃ4Ｈ8−の連結基を有する各化合物は、一般式（I-1）〜（VIII）の化合物からなる液晶組成物との相溶性にも優れている。更に、これらの化合物は蒸気圧温度特性にも優れており、本発明の液晶組成物に多用しても、液晶表示パネルの作製工程における液晶注入条件を緩和することができ、大型液晶パネルの作製工程における注入ムラを低減させるという特徴も有する。一般式（XIII）の化合物は、しきい値電圧の低減に有用であり、低い駆動電圧を必要とする携帯用途に適した液晶組成物を提供することができる。
【００８３】
一般式（XV)（XVI）の化合物は、一般式（I-1）〜（VIII）の化合物からなる液晶組成物に添加して用いることにより、複屈折率（△ｎ）の低減あるいは粘性の低減に有用である。
【００８４】
本発明のネマチック液晶組成物は、一般式（XVII）〜（XIX）で表わされる化合物からなる群から選ばれる化合物を含有させることができる。この一般式（XVII）〜（XIX）で表わされる化合物は、上記液晶組成物のネマチック相の温度範囲を高温域及び／又は低温域に拡大し得るものである。一般式（XVII）の化合物は、ネマチック液晶組成物の粘性を低下させることができるので、広い温度範囲で高速応答性を有する液晶材料を得ることができる。一般式（XVIII）、（XIX）で表わされる化合物は、液晶組成物の複屈折率（△ｎ）を０．０７〜０．０９に最適化して、液晶表示装置の視角特性の向上、コントラスト比の増加等を行うことができる。一般式（XIX）は、しきい値電圧及び飽和電圧の低減に有用であり、低い駆動電圧を必要とする携帯用途や駆動回路の省力化に適した液晶組成物を提供することができる。
【００８５】
更に、本発明の液晶組成物は、一般式（I-1）〜（XIX）の化合物に加えて、液晶組成物の他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もよい。
【００８６】
本発明の液晶組成物における各化合物の含有量は、一般式（I-1）で表わされる化合物を０〜１５重量％、一般式（I-2）で表わされる化合物を０〜２０重量％の範囲で含有することが好ましい。また、一般式（II）で表わされる化合物を０〜２５重量％、一般式（III）で表わされる化合物を０〜２５重量％、一般式（IV）で表わされる化合物を０〜２０重量％の範囲で含有することが好ましい。一般式（V）で表わされる化合物を０〜２０重量％、一般式（VI）で表わされる化合物を０〜２５重量％、一般式（VII）で表わされる化合物を０〜２５重量％、一般式（VIII）で表わされる化合物を０〜２５重量％の範囲で含有することが好ましい。
【００８７】
また、液晶組成物における各化合物の総含有量は、一般式（I-1）で表わされる化合物を０〜１５重量％、一般式（I-2）で表わされる化合物を０〜２０重量％の範囲で含有することが好ましい。また、一般式（II）で表わされる化合物を０〜５０重量％、一般式（III）で表わされる化合物を０〜５０重量％、一般式（IV）の化合物群を０〜４０重量％の範囲で含有することが好ましく、一般式（V）の化合物群を０〜３０重量％、一般式（VI）の化合物群を０〜４０重量％、一般式（VII）の化合物群を０〜４０重量％、一般式（VIII）の化合物群を０〜４０重量％の範囲で含有することが好ましい。
【００８８】
更に、各化合物群の総含有量は、一般式（I-1）及び（I-2）の第一の化合物群を５〜３０重量％範囲で含有することが好ましく、一般式（II）〜（IV）の第２の化合物群を１０〜８０重量％範囲で含有することが好ましく、一般式（V）〜（VIII）の第３の化合物群を５〜５０重量％範囲で含有することが好ましい。
【００８９】
一般式（IX）〜（XIV）で表わされる化合物は各々０〜３０重量％の範囲で含有することが好ましく、一般式（XV）〜（XVII）で表わされる化合物は各々０〜２０重量％の範囲で含有することが好ましく、一般式（XVIII）で表わされる化合物は各々０〜１０重量％の範囲で含有することが好ましく、一般式（XIX）で表わされる化合物は各々０〜１０重量％の範囲で含有することが好ましい。
【００９０】
本発明に係わる各化合物は、液晶組成物あるいは液晶表示特性に要求される目的に応じて以下のように組み合わせることができる。液晶組成物の結晶相又はスメクチック相−ネマチック相転移温度Ｔ→Nを低くする目的には、（I-1）〜（I-2）＋（II）＋（III）＋（VI）＋（VII）＋（VIII）の組み合わせが好ましく、更に（IX）〜（XI）を組み合わせることが好ましく、又は（XIX）を組み合わせることが特に好ましい。液晶組成物のネマチック相−等方性液体相転移温度ＴN-Iを高くし、結晶相又はスメクチック相−ネマチック相転移温度Ｔ→Nを低くする目的には、（I-1）〜（I-2）＋（II）＋（III）＋（VI）〜（VIII）の組み合わせが好ましく、更に（IX）〜（XII）又は（XVII）と組み合わせることが好ましい。液晶表示のしきい値電圧Ｖth及び飽和電圧Ｖsatを低くする目的には、（I-1）〜（I-2）＋（II）＋（VI）〜（VIII）の組み合わせが好ましく、更に（IX）〜（XII）、（XVI）、（XVII）を組み合わせることが好ましい。液晶表示の応答特性を速くする目的には、（I-1）〜（I-2）＋（II）＋（III）＋（VIII）の組み合わせが好ましく、更に（VI）（VII）、（XII）〜（XVI）を組み合わせることが好ましい。液晶組成物の複屈折率△ｎを０．０７〜０．０８とする目的には、（I-1）〜（I-2）＋（IV）＋（V）〜（VIII）の組み合わせが好ましく、液晶組成物の複屈折率△ｎを０．０８〜０．１０とする目的には、（I-1）〜（I-2）＋（II）＋（III）＋（V）の組み合わせが好ましく、更に（IX）、（X）、（XVIII）を組み合わせることが好ましい。
【００９１】
更に、より好ましくは（I-2）＋（II）＋（IV）＋（VI）＋（VII）＋（VIII）＋（XI）＋（XVIII）＋（XIX）からなる化合物を含有するネマチック液晶組成物、（I-1）＋（I-2）＋（II）＋（VI）＋（VII）＋（VIII）＋（X）＋（XI）＋（XVIII）＋（XIX）からなる化合物を含有するネマチック液晶組成物、（I-1）＋（I-2）＋（II）＋（III）＋（IV）＋（V）＋（VI）＋（VIII）＋（XI）＋（XIII）＋（XIX）からなる化合物を含有するネマチック液晶組成物である。
【００９２】
この様にして得られた本発明の液晶組成物は、後述の実施例に示したように、８０〜９０℃のネマチック相−等方性液体相転移温度（ＴN-I）のものでは１．１〜１．３Ｖのしきい値電圧（Ｖth）、２．２〜３．１Ｖの飽和電圧（Ｖsat）、０．０７１〜０．０８８の複屈折率△ｎの特性で、９０〜１００℃のネマチック相−等方性液体相転移温度（ＴN-I）のものでは１．２〜１．４Ｖのしきい値電圧（Ｖth）、２．５〜３．０Ｖの飽和電圧（Ｖsat）、０．０７５〜０．０８８の複屈折率△ｎの特性、−２５度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（Ｔ→N）、９〜１１の誘電異方性（△ε）の特性を得ることができた。
【００９３】
また、本発明のネマチック液晶組成物は、後述の実施例に示した加熱促進テスト、紫外線照射促進テストを行ったところ、各促進テスト後も９８％以上の高い電圧保持率を有することや化学的にも非常に安定で高い抵抗値を有することが確認された。
【００９４】
このように、本発明のネマチック液晶組成物は、広い温度範囲で液晶性を示し、しきい値電圧及び飽和電圧が低く、複屈折率が小さくしかも充分に高い電圧保持率を有する液晶組成物であり、フリッカが発生せず、コントラストに優れた液晶表示装置を提供することが可能となった。また、アクティブ・マトリクス液晶表示装置を作製したところ、フリッカが発生せずコントラストに優れた液晶表示装置を作製することができた。更に、TN-LCDやSTN-LCD液晶表示パネルを作製したところ、広範な駆動周波数で表示可能であることが確認された。
【００９５】
【実施例】
以下、実施例を挙げて本発明を詳述するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。実施例中、測定した特性の各記号の意味は以下の通りである。
【００９６】
ＴN-I  ： ネマチック相−等方性液体相転移温度（℃）
Ｖth   ： パネル液晶層の厚みをｄとしファーストミニマム△ｎ・ｄ＝０.５のTN-LCDを構成した時のしきい値電圧（Ｖ）
Ｖsat  ： パネル液晶層の厚みをｄとしファーストミニマム△ｎ・ｄ＝０.５のTN-LCDを構成し、光透過率１％となる飽和電圧（Ｖ）
△ε   ： 誘電異方性
△ｎ   ： 複屈折率
又、組成物の促進テストは、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、１８０℃、１時間の加熱促進テスト、及び１０時間の紫外線照射促進テスト「ＳＵＮＴＥＳＴ」（オリジナルハナウ社製）で行った。液晶組成物の比抵抗と電圧保持率は促進テスト前後で測定した。
【００９７】
（実施例１）
【００９８】
【化３３】
0003864439.tif 000026
【００９９】
【化３４】
0003864439.tif 000027
【０１００】
からなるネマチック液晶組成物（３−１）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    ：    ９２．２    ℃
Ｔ-n     ：  −３０．０    ℃
Ｖth     ：      １．２１  Ｖ
Ｖsat    ：      ２．４９  Ｖ
△ε     ：      ９．６
△ｎ     ：      ０．０８２
テスト前の比抵抗            ：  ６．８×１０13Ω cm
加熱促進テスト後比抵抗      ：  ５．７×１０13Ω cm
紫外線照射促進テスト後比抵抗：  ３．２×１０13Ω cm
テスト前の電圧保持率            ：  ９９．４％（測定温度８０℃）
加熱促進テスト後電圧保持率      ：  ９８．３％（測定温度８０℃）
紫外線照射促進テスト後電圧保持率：  ９８．０％（測定温度８０℃）
このネマチック液晶組成物（３−１）を構成材料とするアクティブ・マトリクス液晶表示装置を作製したところ、漏れ電流が小さく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。
【０１０１】
またこのネマチック液晶組成物（３−１）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150」（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、表示画面のちらつきやクロストーク現象が改善されたSTN-LCD表示特性を示す液晶表示装置が得られた。
【０１０２】
（実施例２）
【０１０３】
【化３５】
0003864439.tif 000028
【０１０４】
【化３６】
0003864439.tif 000029
【０１０５】
からなるネマチック液晶組成物（３−２）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    ：    ８０．２    ℃
Ｔ-n     ：＜−７０．０    ℃
Ｖth     ：      １．０８  Ｖ
Ｖsat    ：      ２．２０  Ｖ
△ε     ：      ９．９
△ｎ     ：      ０．０８５
【０１０６】
（実施例３）
【０１０７】
【化３７】
0003864439.tif 000030
【０１０８】
からなるネマチック液晶組成物（３−３）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    ：    ９３．６    ℃
Ｔ-n     ：  −５５．０    ℃
Ｖth     ：      １．１９  Ｖ
Ｖsat    ：      ２．４８  Ｖ
△ε     ：      ８．４
△ｎ     ：      ０．０７５
【０１０９】
【発明の効果】
本発明のネマチック液晶組成物は、広い温度範囲でネマチック相を示し、しきい値電圧及び飽和電圧が低く、更に複屈折率が小さく、高い電圧保持率を有す。しかも化学的安定性が高い。従って、これを用いた本発明の液晶表示装置は、均一で高いコントラストが得られ、表示画面のちらつき、クロストーク現象を改善することができ、情報量の多いTN-LCD、STN-LCDあるいはアクティブ・マトリクス方式において良好な駆動特性及び表示特性が得られる。