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WO2016017569A1 - 液晶表示素子 - Google Patents

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WO2016017569A1
WO2016017569A1 PCT/JP2015/071211 JP2015071211W WO2016017569A1 WO 2016017569 A1 WO2016017569 A1 WO 2016017569A1 JP 2015071211 W JP2015071211 W JP 2015071211W WO 2016017569 A1 WO2016017569 A1 WO 2016017569A1
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WO
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liquid crystal
group
electrode
carbon atoms
crystal composition
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/JP2015/071211
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English (en)
French (fr)
Inventor
小川 真治
芳典 岩下
根岸 真
浩充 貴志
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
DIC Corp
Original Assignee
DIC Corp
Dainippon Ink and Chemicals Co Ltd
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Publication date
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Definitions

  • the present invention relates to an FFS mode liquid crystal display device using a nematic crystal composition having a negative dielectric anisotropy and characterized by high transmittance and high aperture ratio.
  • active matrix liquid crystal display elements are on the market for mobile terminals, liquid crystal televisions, projectors, computers, and the like.
  • TFT thin film transistor
  • MIM metal insulator metal
  • the liquid crystal compound or liquid crystal composition used in this method has a high voltage holding ratio. Is being viewed.
  • an ECB Electro Mechanical Controlled Birefringence
  • a new liquid crystal compound or liquid crystal composition is still proposed.
  • a liquid crystal display for smart phones it is a fringe field switching mode liquid crystal display device (Fringe Field Switching mode Liquid Display; FFS mode liquid crystal display device), which is a type of IPS mode liquid crystal display device with high quality and excellent visual characteristics.
  • FFS mode liquid crystal display device is a type of IPS mode liquid crystal display device with high quality and excellent visual characteristics.
  • the FFS mode is a method introduced to improve the low aperture ratio and transmittance of the IPS mode, and the liquid crystal composition used has a positive dielectric anisotropy because it is easy to reduce the voltage. Materials using p-type liquid crystal compositions are widely used.
  • liquid crystal element manufacturers are actively developing such as adopting an array using IGZO.
  • the n-type liquid crystal composition is generally used as a liquid crystal composition for VA.
  • VA mode and the FFS mode any of the orientation direction, the electric field direction, and the required optical characteristics can be taken. Different.
  • the FFS mode liquid crystal display element has a feature in the electrode structure as described later.
  • the electrodes are provided on both of the two substrates, whereas in the FFS mode, the electrodes are provided only on the array substrate. is doing. For this reason, there is no knowledge at all about problems that are difficult to predict the effects of conventional techniques, such as image sticking and dripping marks. Therefore, even if the liquid crystal composition used for VA is simply diverted, it is difficult to construct a high-performance liquid crystal display element as required today, and the n-type liquid crystal composition optimized for the FFS mode Is required.
  • the objects of the present invention are dielectric anisotropy ( ⁇ ), viscosity ( ⁇ ), nematic phase-isotropic liquid transition temperature (T NI ), nematic phase stability at low temperature, rotational viscosity ( ⁇ 1 ), etc. It is an object of the present invention to provide a liquid crystal display element using an n-type liquid crystal composition which is excellent in various characteristics as a liquid crystal display element and can realize excellent display characteristics when used in an FFS mode liquid crystal display element.
  • the inventors of the present invention have made extensive studies in order to solve the above-mentioned problems, and as a result of studying various configurations of liquid crystal compositions optimal for FFS mode liquid crystal display elements, the present inventors contain a liquid crystal compound having two characteristic structures. The usefulness of the liquid crystal composition was found and the present invention was completed.
  • the present invention provides the following liquid crystal display elements (1) to (9).
  • a common electrode made of a transparent conductive material on the first substrate; a plurality of gate bus lines and data bus lines arranged in a matrix; Each pixel has a thin film transistor provided at an intersection of the gate bus line and the data bus line, and a pixel electrode driven by the transistor and made of a transparent conductive material,
  • the liquid crystal layer and an alignment film layer that induces homogeneous alignment between each of the first substrate and the second substrate, and the alignment directions of the alignment films are parallel,
  • an interelectrode distance R between the pixel electrode and the common electrode is a distance between the first substrate and the second substrate.
  • the common electrode is disposed on a substantially entire surface of the first substrate at a position closer to the first substrate than the pixel electrode,
  • the liquid crystal composition has a negative dielectric anisotropy, a nematic phase-isotropic liquid transition temperature of 60 ° C. or higher, an absolute value of dielectric anisotropy of 2 or higher, and a general formula (I)
  • R 1 and R 2 are each independently an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 8 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, or 2 to 2 carbon atoms
  • 8 represents an alkenyloxy group
  • A represents a 1,4-phenylene group or a trans-1,4-cyclohexylene group
  • k represents 1 or 2
  • two A's are the same.
  • R 3 represents an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 8 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, or an alkenyloxy group having 2 to 8 carbon atoms
  • R 4 represents an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an alkenyl group having 4 to 8 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, or an alkenyloxy group having 3 to 8 carbon atoms
  • a liquid crystal display device comprising at least one compound selected from the group of compounds represented.
  • R 7 and R 8 are each independently an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 8 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, or 2 to 8 carbon atoms.
  • one or more hydrogen atoms in the alkyl group, alkenyl group, alkoxy group or alkenyloxy group may be substituted with a fluorine atom
  • the methylene group in the oxy group may be substituted with an oxygen atom as long as the oxygen atoms are not continuously bonded, and may be substituted with a carbonyl group unless the carbonyl group is bonded continuously
  • a 1 and A 1 each independently represents a 1,4-cyclohexylene group, a 1,4-phenylene group or a tetrahydropyran-2,5-diyl group, but A 1 and / or A 1 is 1,4 In the case of
  • R 7a1 and R 7a2 , R 8a1 and R 8a2 are each independently an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 8 carbon atoms, or an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms.
  • an alkenyloxy group having 2 to 8 carbon atoms wherein one or more hydrogen atoms in the alkyl group, alkenyl group, alkoxy group or alkenyloxy group may be substituted with a fluorine atom
  • the methylene group in the alkenyl group, alkoxy group or alkenyloxy group may be substituted with an oxygen atom unless the oxygen atom is continuously bonded, and may be substituted with a carbonyl group unless the carbonyl group is bonded continuously.
  • n a2 represents 0 or 1
  • a 1a2 represents a 1,4-cyclohexylene group, a 1,4-phenylene group or a tetrahydropyran-2,5-diyl group, and is represented by the general formulas (IVa1) and (IVa2)
  • One or more hydrogen atoms in the 1,4-phenylene group therein may be substituted with fluorine atoms.
  • R 7 and R 8 are each independently an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 8 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, or 2 to 8 carbon atoms.
  • one or more hydrogen atoms in the alkyl group, alkenyl group, alkoxy group or alkenyloxy group may be substituted with a fluorine atom
  • the methylene group in the oxy group may be substituted with an oxygen atom as long as the oxygen atoms are not continuously bonded, and may be substituted with a carbonyl group unless the carbonyl group is bonded continuously
  • a 1 and A 1 each independently represents a 1,4-cyclohexylene group, a 1,4-phenylene group or a tetrahydropyran-2,5-diyl group, but A 1 and / or A 1 is 1,4 When representing a
  • the n-type liquid crystal composition has a nematic phase-isotropic liquid transition temperature of 60 ° C. or higher, an absolute value of dielectric anisotropy of 2 or higher, and a general formula (I):
  • R 1 and R 2 are each independently an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 8 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, or 2 to 2 carbon atoms
  • 8 represents an alkenyloxy group
  • A represents a 1,4-phenylene group or a trans-1,4-cyclohexylene group
  • k represents 1 or 2
  • two A's are the same.
  • R 3 represents an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 8 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, or an alkenyloxy group having 2 to 8 carbon atoms
  • R 4 represents an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an alkenyl group having 4 to 8 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, or an alkenyloxy group having 3 to 8 carbon atoms
  • the liquid crystal display element according to (7) or (8) which contains at least one compound selected from the group consisting of the represented compounds.
  • the liquid crystal display element of the FFS mode according to the present invention is excellent in high-speed response, has a feature that few display defects occur, and has excellent display characteristics.
  • the liquid crystal display element of the present invention is useful for display elements such as liquid crystal TVs and monitors.
  • the alignment unevenness can be reduced by the electric field generated from the third electrode, and the transmittance is improved.
  • FIG. 2 The figure which shows typically an example of a structure of the liquid crystal display element of this invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the liquid crystal display element shown in FIG. 1 taken along the line III-III in FIG.
  • the present invention has found an n-type liquid crystal composition optimal for an FFS mode liquid crystal display element.
  • a first embodiment of a liquid crystal display element is an n-type FFS mode liquid crystal display element, and includes a first transparent insulating substrate, a second transparent insulating substrate, and the first transparent insulating substrate, which are arranged to face each other.
  • a liquid crystal layer containing a liquid crystal composition is sandwiched between one substrate and a second substrate, a first electrode made of a transparent conductive material and a plurality of electrodes arranged in a matrix on the first substrate.
  • an interelectrode distance R between the first electrode and the second electrode is smaller than a distance G between the first substrate and the second substrate,
  • the second electrode is configured to be disposed closer to the first substrate than the first electrode.
  • the second electrode is preferably formed on substantially the entire surface of the first substrate. Further, it is preferable that the first electrode is a pixel electrode and the second electrode is a common electrode.
  • the liquid crystal layer is preferably composed of an n-type liquid crystal composition.
  • the interelectrode distance R is the distance between the substrate and the horizontal component.
  • the second embodiment of the liquid crystal display element according to the present invention includes a plurality of gate bus lines and data bus lines arranged in a mesh (or matrix), and the gate bus lines and the data bus lines.
  • a thin film transistor provided at each intersection, a first substrate having a first alignment layer formed on the layer including the thin film transistor on its surface, a first substrate provided in a region near the first substrate, and a first substrate
  • a second electrode provided apart from the electrode, the first electrode connected to the thin film transistor, a second substrate having a second alignment layer provided on the surface facing the first substrate,
  • An n-type liquid crystal containing a compound containing a difluorobenzene group which is disposed so as to be opposed to each other and is filled between the first alignment layer and the second alignment layer.
  • a liquid crystal layer comprising a formed product it is preferred to have a third electrode in a region other than the region near the first electrode and the second electrode is provided first substrate.
  • the first electrode and the second substrate are formed on one substrate, but in the liquid crystal display element in the second embodiment,
  • the third electrode is provided in a region other than a region near the first substrate where the first electrode and the second electrode are provided. Having this third electrode, in addition to the lines of electric force existing between the first electrode and the second electrode, between the first electrode and the third electrode and / or the second electrode and the third electrode. Since electric lines of force are formed between the lines, it is considered that the alignment lines of liquid crystal molecules can be reduced by the electric lines of force.
  • the direction perpendicular to the major axis direction of the liquid crystal molecules is along the lines of electric force, and thus, for example, between the first electrode and the third electrode and / or the second electrode and the third electrode. If the electric force line vector formed between the electrodes contains a component in the thickness direction of the liquid crystal layer (direction connecting the first substrate and the second substrate), the alignment unevenness in the thickness direction of the liquid crystal molecules is reduced. It is thought that you can.
  • the region other than the region in the vicinity of the first substrate (or the second substrate) provided with the third electrode means that the third electrode is on the first substrate or the second substrate.
  • the third electrode may be provided in any region other than the vicinity of the first substrate (or the second substrate) on which the first electrode and the second electrode are provided.
  • the shortest distance (L 1-3 ) between the first electrode and the third electrode or the second distance from the shortest distance (L 1-2 ) between the first electrode and the second electrode may be provided. It is preferable that the first electrode, the second electrode, and the third electrode are provided in a region where the shortest distance (L 2-3 ) between the electrode and the third electrode satisfies a long condition.
  • the region other than the region near the first substrate specifically refers to a region separated from the first substrate by about 1 ⁇ m or more.
  • the liquid crystal display element according to the second embodiment of the present invention includes the first electrode, the second electrode, and the third electrode, but may further include a fourth electrode and a fifth electrode. Good.
  • one or more pixel electrodes and one or more common electrodes among three or more electrodes including the first electrode, the second electrode, and the third electrode are provided. It only has to have. Therefore, for example, if the first electrode is a pixel electrode and the second electrode is a common electrode, the third electrode may be either a pixel electrode or a common electrode.
  • the voltage applied between the first electrode and the third electrode or the second electrode from the voltage applied between the first electrode and the second electrode is preferably small. Thereby, the alignment nonuniformity of directions other than the switching direction of a liquid crystal molecule can be reduced.
  • liquid crystal layer contains one or more compounds represented by the general formula (I) as the first component.
  • R 1 and R 2 are each independently an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 8 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, or 2 to 2 carbon atoms
  • 8 represents an alkenyloxy group
  • A represents a 1,4-phenylene group or a trans-1,4-cyclohexylene group
  • k represents 1 or 2
  • the total content of the compound represented by the general formula (I) is preferably 5% by mass, more preferably 10% by mass, still more preferably 15% by mass, as the lower limit of the total content of the composition.
  • % By weight is particularly preferred, 25% by weight is most preferred, the upper limit is preferably 65% by weight, more preferably 55% by weight, still more preferably 50% by weight, particularly preferably 47% by weight, and most preferably 45% by weight. .
  • Specific examples of the compound represented by the general formula (I) include compounds represented by a group of compounds represented by the following general formulas (Ia) to (Ie).
  • R 11 to R 15 and R 21 to R 25 are each independently an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 8 carbon atoms, or an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms. Or an alkenyloxy group having 2 to 8 carbon atoms.
  • the compound selected from the group of compounds represented by general formula (Ia) to general formula (Ie) preferably contains 1 to 10 types, particularly preferably 1 to 8 types, 1 to 5 types are particularly preferably contained, and 2 or more types of compounds are also preferably contained.
  • R 11 to R 15 and R 21 to R 25 each independently represent an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 8 carbon atoms, or an alkoxy group having 2 to 8 carbon atoms. And more preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 5 carbon atoms, or an alkoxy group having 2 to 5 carbon atoms.
  • R 11 and R 21 , R 12 and R 22 , R 13 and R 23 , R 14 and R 24 , R 15 and R 25 may be the same or different, but preferably represent different substituents. .
  • R 5 represents a hydrogen atom or a methyl group
  • R 6 represents an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 5 carbon atoms, or an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms. It is preferable to contain at least one compound selected from the group of compounds represented by:
  • the compound represented by the general formula (III) is preferably a compound described below.
  • the content of the compound represented by the general formula (III) in the liquid crystal composition is preferably 5% by mass as the lower limit, and 15% by mass. More preferably, 20% by mass is further preferable, 23% by mass is particularly preferable, 25% by mass is most preferable, and the upper limit is preferably 70% by mass, more preferably 60% by mass, still more preferably 55% by mass, and 52% by mass. % Is particularly preferable, and 50% by mass is most preferable. More specifically, when emphasizing the response speed, the lower limit is preferably 20% by mass, more preferably 30% by mass, still more preferably 35% by mass, particularly preferably 38% by mass, and most preferably 35% by mass.
  • the upper limit is preferably 70% by mass, more preferably 60% by mass, even more preferably 55% by mass, particularly preferably 52% by mass, and most preferably 50% by mass.
  • the value is preferably 5% by mass, more preferably 15% by mass, still more preferably 20% by mass, particularly preferably 23% by mass, most preferably 25% by mass, and the upper limit is preferably 60% by mass, 50% by mass. Is more preferable, 45% by mass is further preferable, 42% by mass is particularly preferable, and 40% by mass is most preferable.
  • the ratio of the compound represented by the general formula (III) is such that the content of the compound represented by the general formula (III) is the lower limit of the total content of the compound represented by the general formula (I) in the liquid crystal composition.
  • the value is preferably 60% by weight, more preferably 70% by weight, further preferably 75% by weight, particularly preferably 78% by weight, most preferably 80% by weight, and the upper limit is preferably 90% by weight, 95% by weight. Is more preferable, 97% by mass is further preferable, 99% by mass is particularly preferable, and 100% by mass is preferable.
  • formula (III-a2), formula (III-b2), formula (Ia1) to formula (Ia6), formula (Ib2), formula (Ib6), formula (I- Compounds represented by d1), formula (Id2), formula (Id), formula (Ie2), and formula (Ie9) are preferred.
  • the liquid crystal composition in the present invention preferably contains one or more compounds represented by the general formula (II) as the second component.
  • R 3 represents an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 8 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, or an alkenyloxy group having 2 to 8 carbon atoms
  • R 4 represents an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an alkenyl group having 4 to 8 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, or an alkenyloxy group having 3 to 8 carbon atoms
  • the lower limit is preferably 10% by mass, more preferably 20% by mass, further preferably 25% by mass
  • R 31 to R 34 and R 41 to R 44 have the same meanings as R 3 and R 4 in formula (II)
  • the compounds represented by the general formula (IIa) are specifically the following formulas (IIa-1) to (IIa-8)
  • the compounds represented by formula (IIa-1) to (IIa-4) are more preferred, and the compounds represented by formula (IIa-1) and formula (IIa-3) are preferred. Further preferred.
  • the lower limit is preferably 2% by mass, more preferably 3% by mass
  • the upper limit is preferably 45% by mass, more preferably 35% by mass, and 30% by mass. More preferred is 27% by mass, and most preferred is 25% by mass.
  • -1) to the content of the compound represented by the formula (IIa-4) is preferably 50% by mass or more, and preferably 70% by mass or more in the compound represented by the general formula (IIa1). More preferably, it is more preferably 80% by mass or more.
  • the compounds represented by the formula (IIa-1), the formula (IIa-2) and the formula (IIa-3) should be used in combination.
  • the content of the compound represented by the formula (IIa-1), the formula (IIa-2) and the formula (IIa-3) is 50% by mass or more in the compound represented by the general formula (IIa). It is preferably 70% by mass or more, more preferably 80% by mass or more, particularly preferably 85% by mass or more, and most preferably 90% by mass or more.
  • the content of the compound represented by 1) and the formula (IIa-3) is preferably 50% by mass or more in the compound represented by the general formula (IIa), and more preferably 70% by mass or more. Preferably, it is more preferably 80% by mass or more, particularly preferably 85% by mass or more, and most preferably 90% by mass or more.
  • the compounds represented by the general formula (IIb) are specifically the following formulas (IIb-1) to (IIb-7)
  • the compounds represented by formula (IIb-1) to formula (IIb-4), formula (IIb-7), formula (IIb-8) and formula (IIb-9) are more preferred.
  • compounds represented by formula (IIb-1) to formula (IIb-3), formula (IIb-7), formula (IIb-8) and formula (IIb-9) are more preferred, and formula (IIb-1) ), Formula (IIb-3), formula (IIb-7), formula (IIb-8) and formula (IIb-9) are particularly preferred.
  • -1) to the content of the compound represented by formula (IIb-4) is preferably 50% by mass or more, more preferably 70% by mass or more in the compound represented by (IIb). 80% by mass or more, more preferably 85% by mass or more, and most preferably 90% by mass or more.
  • the content of the compound represented by the formula (IIb-3) is preferably 50% by mass or more, more preferably 70% by mass or more in the compound represented by the general formula (IIb). 80% by mass or more, more preferably 85% by mass or more, and most preferably 90% by mass or more.
  • the content of the compound represented by 1) and the formula (IIb-3) is preferably 50% by mass or more in the compound represented by the general formula (IIa2), and more preferably 70% by mass or more.
  • it is more preferably 80% by mass or more, particularly preferably 85% by mass or more, and most preferably 90% by mass or more.
  • the compounds represented by the general formula (IIc) are specifically the following formulas (IIc-1) to (IIc-4)
  • the compounds represented by the formula (IIc) are preferably 50% by mass or more in the compound represented by the general formula (IIc), and preferably 70% by mass or more. More preferably, it is more preferably 80% by mass or more, particularly preferably 85% by mass or more, and most preferably 90% by mass or more.
  • the compounds represented by the general formula (IId) or the general formula (IIe) are specifically the following formulas (IId-1) to (IId-4) and formulas (IIe-1) to (IIe-4) The compound represented by these is preferable.
  • the content of the compound represented by the general formula (IId) is preferably 1% by mass as the lower limit, more preferably 2% by mass, and preferably 15% by mass as the upper limit. 12 mass% is more preferable, 10 mass% is still more preferable, 8 mass% is especially preferable, and 7 mass% is the most preferable.
  • the content of the compound represented by the general formula (IIe) is preferably 1% by mass as the lower limit, more preferably 2% by mass, and preferably 15% by mass as the upper limit. 12 mass% is more preferable, 10 mass% is still more preferable, 8 mass% is especially preferable, and 7 mass% is the most preferable.
  • composition of the present invention preferably contains a compound represented by the general formula (IV).
  • the compound represented by general formula (IV) excludes the compound represented by general formula (II).
  • R 7 and R 8 are each independently an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 8 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, or 2 to 8 carbon atoms.
  • one or more hydrogen atoms in the alkyl group, alkenyl group, alkoxy group or alkenyloxy group may be substituted with a fluorine atom
  • the methylene group in the oxy group may be substituted with an oxygen atom as long as the oxygen atoms are not continuously bonded, and may be substituted with a carbonyl group unless the carbonyl group is bonded continuously
  • a 1 and A 2 each independently represents a 1,4-cyclohexylene group, a 1,4-phenylene group or a tetrahydropyran-2,5-diyl group, and A 1 and / or A 2 is 1,4 In the case of
  • the lower limit is preferably 2% by mass, more preferably 3% by mass, further preferably 4% by mass, and particularly preferably 5% by mass.
  • the upper limit is preferably 45% by mass, more preferably 35% by mass, still more preferably 30% by mass, particularly preferably 27% by mass, and most preferably 25% by mass.
  • R 7 and R 8 are preferably an alkyl group or an alkenyl group when the ring structure to be bonded is cyclohexane or tetrahydropyran, and an alkyl group, an alkoxy group or an alkenyl group when it is benzene. It is preferably a group.
  • R 7 and R 8 are each an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 8 carbon atoms, or the number of carbon atoms when the ring structure to be bonded is benzene.
  • It preferably represents an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms or an alkenyloxy group having 2 to 8 carbon atoms, preferably represents an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms. More preferably, it represents an alkyl group having 3 to 5 carbon atoms or an alkoxy group having 2 to 4 carbon atoms, more preferably an alkyl group having 3 or 5 carbon atoms or an alkoxy group having 2 or 4 carbon atoms, More preferably, it represents an alkoxy group having 2 or 4 carbon atoms, and is preferably a straight chain.
  • alkenyl group is preferable when importance is placed on improving the response speed of the display element, and an alkyl group is preferred when reliability such as voltage holding ratio is important.
  • alkenyl group include the following formulas (i) to (iv)
  • a 1 and A 2 are each independently preferably a 1,4-cyclohexylene group, a 1,4-phenylene group or a tetrahydropyran-2,5-diyl group.
  • Z 1 and Z 2 are each preferably a single bond when importance is placed on the reduction of viscosity, and —OCH 2 —, —OCF 2 —, —CH when importance is placed on increasing the absolute value of ⁇ . 2 O— or —CF 2 O— is preferable, and the oxygen atom is preferably arranged so as to be linked to the 2,3-difluorobenzene-1,4-diyl group.
  • n 1 + n 2 is preferably 2 or less, preferably 1 when importance is attached to the reduction of viscosity, and preferably 2 when importance is attached to T ni or an increase in ⁇ n.
  • R 7a1 , R 7a2 , R 7a3 and R 7a4 and R 8a1 , R 8a2 , R 8a3 and R 8a4 are each independently an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, 2 to 8 carbon atoms, Represents an alkenyl group, an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms or an alkenyloxy group having 2 to 8 carbon atoms, wherein one or more hydrogen atoms in the alkyl group, alkenyl group, alkoxy group or alkenyloxy group are fluorine atoms
  • the methylene group in the alkyl group, alkenyl group, alkoxy group or alkenyloxy group may be substituted with an oxygen atom unless the oxygen atom is continuously bonded, and the carbonyl group is continuous.
  • each Z 1 independently represents —OCH 2 —, —OCF 2 —, —CH 2 O— or CF 2 O—
  • n a2 represents 0 or 1
  • a 1a2 represents a 1,4-cyclohexylene group, a 1,4-phenylene group or a tetrahydropyran-2,5-diyl group, and is represented by the general formulas (IVa1) and (IVa2)
  • One or more hydrogen atoms in the 1,4-phenylene group therein may be substituted with fluorine atoms.
  • It is preferably selected from the group of compounds represented by:
  • the compounds represented by the general formula (IVa1) are specifically the following formulas (IVa1-1) to (IVa1-9)
  • the compounds represented by formulas (IVa1-1) to (IVa1-4) and (IVa1-9) are more preferred, and the compounds represented by formula (IVa1-1) and formula (IVa1-3) are preferred.
  • the compound represented by formula (IVa1-1) is particularly preferred.
  • -1) to the content of the compound represented by the formula (IVa1-4) is preferably 50% by mass or more, and preferably 70% by mass or more in the compound represented by the general formula (IVa1). More preferably, it is more preferably 80% by mass or more, particularly preferably 85% by mass or more, and most preferably 90% by mass or more.
  • the content of the compound represented by 1) to formula (IVa1-3) is preferably 50% by mass or more, more preferably 70% by mass or more in the compound represented by general formula (IVa1). Preferably, it is more preferably 80% by mass or more, particularly preferably 85% by mass or more, and most preferably 90% by mass or more.
  • the content of the compound represented by 1) and the formula (IVa1-3) is preferably 50% by mass or more in the compound represented by the general formula (IVa1), and more preferably 70% by mass or more. Preferably, it is more preferably 80% by mass or more, particularly preferably 85% by mass or more, and most preferably 90% by mass or more.
  • the compounds represented by the general formula (IVa2) are specifically the following general formulas (IVa2-1) to (IVa2-9)
  • R 7 has the same meaning as R 7 in the general formula (IV)
  • R 8 is the same meaning as R 8 in the general formula (IV).
  • the compound represented by these is preferable.
  • the compound represented by the general formula (IVa2) it is preferable to use the compound represented by the formula (IVa2-1), but the content of the compound represented by the formula (IVa2-1) Is preferably 50% by mass or more in the compound represented by the general formula (IVa2), more preferably 70% by mass or more, still more preferably 80% by mass or more, and 85% by mass or more. It is particularly preferable that it is 90% by mass or more.
  • R 7 and R 8 in formula (IVa2) are each independently an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 8 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, or the number of carbon atoms Represents an alkenyloxy group having 2 to 8 carbon atoms, preferably an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms or an alkenyl group having 2 to 8 carbon atoms, preferably an alkyl group having 2 to 5 carbon atoms or 2 carbon atoms.
  • an alkenyl group having 5 to 5 carbon atoms still more preferably an alkyl group having 2 to 5 carbon atoms, more preferably a straight chain, and when both R 7 and R 8 are alkyl groups, The number of carbon atoms is preferably different.
  • compound R 8 represents a compound or R 7 butyl R 7 represents R 8 is an ethyl group represents a propyl group represents an ethyl group are preferred.
  • the compounds represented by the general formula (IVa3) are specifically the following general formulas (IVa3-1) to (IVa3-8)
  • the compound represented by these is preferable.
  • the content of the compound represented by the general formula (IVa3) is preferably 1% by mass as the lower limit, more preferably 2% by mass, and preferably 15% by mass as the upper limit. 12 mass% is more preferable, 10 mass% is still more preferable, 8 mass% is especially preferable, and 7 mass% is the most preferable.
  • the compounds represented by the general formula (IVa4) are specifically the following general formulas (IVa4-1) to (IVa4-12)
  • the compound represented by these is preferable.
  • the content of the compound represented by the general formula (IVa4) is preferably 1% by mass, more preferably 2% by mass as the lower limit, and preferably 15% by mass as the upper limit. 12 mass% is more preferable, 10 mass% is still more preferable, 8 mass% is especially preferable, and 7 mass% is the most preferable.
  • the liquid crystal composition according to the present invention preferably contains a compound represented by the following general formula (V).
  • R 3V and R 4V are each independently an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, or an alkenyl group having 2 to 8 carbon atoms. Or an alkenyloxy group having 2 to 8 carbon atoms, preferably an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 9 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 6 carbon atoms, or 2 to 6 carbon atoms.
  • the alkenyloxy group is more preferably an alkoxy group having 2 to 7 carbon atoms, and an alkenyl group is preferable when improving the response speed of the display element is important, and when reliability such as voltage holding ratio is important. Is preferably an alkyl group.
  • the total number of carbon atoms of R 3V and R 4V is preferably 4 to 12.
  • the content of the compound represented by the general formula (V) is preferably 1% by mass as the lower limit, more preferably 2% by mass, and preferably 15% by mass as the upper limit. 12 mass% is more preferable, 10 mass% is still more preferable, 8 mass% is especially preferable, and 7 mass% is the most preferable.
  • the 1,4-cyclohexyl group in the present application is preferably a trans-1,4-cyclohexyl group.
  • the liquid crystal composition in the present invention contains the compounds represented by the general formula (I) and the general formula (II) as essential components, but is further a compound represented by the general formula (IV) (however, in general (Except for the compound represented by formula (II)).
  • the total content of the compounds represented by formula (I), formula (II) and general formula (IV) contained in the liquid crystal composition is preferably 80 to 100% by mass, more preferably 85 to 100% by mass. 90 to 100% by mass is more preferable, 95 to 100% by mass is particularly preferable, and 97 to 100% by mass is most preferable.
  • the total content of the compounds represented by the general formula (I) and the general formula (II) contained in the present liquid crystal composition is preferably 55% by mass, more preferably 65% by mass, and 70% by mass as the lower limit. More preferably, 73% by mass is particularly preferable, 75% by mass is most preferable, and the upper limit is preferably 85% by mass, more preferably 90% by mass, still more preferably 92% by mass, particularly preferably 94% by mass, and 95% by mass. % Is most preferred.
  • the liquid crystal composition of the present invention preferably does not contain a compound having a structure in which oxygen atoms such as a peracid (—CO—OO—) structure are bonded in the molecule.
  • the content of the compound having a carbonyl group is preferably 5% by mass or less with respect to the total mass of the composition, and 3% by mass or less. More preferably, it is more preferable to set it as 1 mass% or less, and it is most preferable not to contain substantially.
  • the content of a compound in which all the ring structures in the molecule are 6-membered rings is 80% relative to the total mass of the composition. It is preferably at least mass%, more preferably at least 90 mass%, even more preferably at least 95 mass%, and the liquid crystal is composed only of a compound having substantially all 6-membered ring structures in the molecule. Most preferably it constitutes a composition.
  • the content of the compound having a cyclohexenylene group as a ring structure is determined based on the total mass of the composition.
  • the content is preferably 10% by mass or less, more preferably 5% by mass or less, and still more preferably substantially not contained.
  • the content of the compound having —CH ⁇ CH— as a linking group is 10% relative to the total mass of the composition. It is preferable to set it as mass% or less, It is more preferable to set it as 5 mass% or less, It is still more preferable not to contain substantially.
  • a hydrogen atom to reduce the content of the compound having the optionally substituted 2-methyl-1,4-diyl group halogen in the molecule is preferably 10% by mass or less with respect to the total mass of the composition, and is 5% by mass or less. It is more preferable that it is not substantially contained.
  • the alkenyl group when the compound contained in the composition of the present invention has an alkenyl group as a side chain, when the alkenyl group is bonded to cyclohexane, the alkenyl group preferably has 2 to 5 carbon atoms. When the alkenyl group is bonded to benzene, the alkenyl group preferably has 4 to 5 carbon atoms, and the unsaturated bond of the alkenyl group and benzene are preferably not directly bonded.
  • the content of the compound having an alkenyl group as a side chain and a 2,3-difluorobenzene-1,4-diyl group it is preferable to make content of the said compound into 10 mass% or less with respect to the total mass of the said composition, it is more preferable to set it as 5 mass% or less, and it is still more preferable not to contain substantially.
  • the value of the dielectric anisotropy ⁇ of the liquid crystal composition in the present invention has a negative dielectric anisotropy, and the absolute value of the dielectric anisotropy is 2 or more.
  • the value of the dielectric anisotropy ⁇ is preferably ⁇ 2.0 to ⁇ 6.0 at 25 ° C., more preferably ⁇ 2.5 to ⁇ 5.0, and ⁇ 2.5 to -4.0 is particularly preferable. More specifically, it is preferably -2.5 to -3.4 when the response speed is important, and -3 when the drive voltage is important. It is preferable that it is from .4 to -4.0.
  • the value of the refractive index anisotropy ⁇ n of the liquid crystal composition in the present invention is preferably 0.08 to 0.13 at 25 ° C., more preferably 0.09 to 0.12. More specifically, it is preferably 0.10 to 0.12 when corresponding to a thin cell gap, and preferably 0.08 to 0.10 when corresponding to a thick cell gap.
  • liquid crystal composition according to the present invention may contain a compound having positive dielectric anisotropy as another component, for example, compounds represented by the following formulas (c1), (c2) and (c3) It may contain at least one selected from the group consisting of
  • R 3 is the same as in the general formula (II), and is omitted here.
  • the content of each is preferably 1 to 20% by mass, more preferably 2 to 10% by mass in the liquid crystal composition. 7 mass% is still more preferable.
  • the rotational viscosity ( ⁇ 1 ) of the liquid crystal composition in the present invention is preferably 150 or less, more preferably 130 or less, and particularly preferably 120 or less.
  • Z as a function of rotational viscosity and refractive index anisotropy shows a specific value.
  • ⁇ 1 represents rotational viscosity
  • ⁇ n represents refractive index anisotropy.
  • Z is preferably 13000 or less, more preferably 12000 or less, and particularly preferably 11000 or less.
  • the nematic phase-isotropic liquid phase transition temperature (T ni ) of the liquid crystal composition in the present invention is 60 ° C. or higher, preferably 75 ° C. or higher, more preferably 80 ° C. or higher, and still more preferably 90 ° C. It is above °C.
  • the liquid crystal composition of the present invention needs to have a specific resistance of 10 12 ( ⁇ ⁇ m) or more, preferably 10 13 ( ⁇ ⁇ m), and more preferably 10 14 ( ⁇ ⁇ m) or more.
  • the liquid crystal composition of the present invention may contain a normal nematic liquid crystal, a smectic liquid crystal, a cholesteric liquid crystal, an antioxidant, an ultraviolet absorber, etc. in addition to the above-mentioned compounds.
  • chemical stability it is preferable not to have a chlorine atom in the molecule.
  • stability to light such as ultraviolet rays of the liquid crystal composition is required, conjugation represented by a naphthalene ring or the like. It is desirable that the molecule does not have a condensed ring having a long length and an absorption peak in the ultraviolet region.
  • the first embodiment of the liquid crystal composition according to the present invention has a general formula (III) of 1 to 55% by mass and a general formula (Id) of 0 to 15% by mass.
  • the general formula (Ie) is 0 to 10% by mass
  • the general formula (IIa) is 0 to 30% by mass
  • the general formula (IIb) is 0 to 30% by mass
  • the general formula (IIc) is 0 to 30% by mass.
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration of a liquid crystal display element.
  • the liquid crystal display element 10 according to the present invention has a liquid crystal composition sandwiched between a first transparent insulating substrate 2 and a second transparent insulating substrate 7 which are arranged to face each other.
  • the first transparent insulating substrate 2 has an electrode layer 3 formed on the surface on the liquid crystal layer 5 side.
  • a pair of alignments that directly contact the liquid crystal composition constituting the liquid crystal layer 5 and induce homogeneous alignment between the liquid crystal layer 5 and the first transparent insulating substrate 2 and the second transparent insulating substrate 8.
  • the film 4 is provided, and the liquid crystal molecules in the liquid crystal composition are aligned so as to be substantially parallel to the substrates 2 and 7 when no voltage is applied.
  • the second substrate 2 and the first substrate 8 may be sandwiched between a pair of polarizing plates 1 and 8.
  • a color filter 6 is provided between the second substrate 7 and the alignment film 4.
  • the liquid crystal display element 10 includes (if necessary) a first polarizing plate 1, a first substrate 2, an electrode layer 3 including a thin film transistor, an alignment film 4, and a liquid crystal including a liquid crystal composition.
  • the layer 5, the alignment film 4, the color filter 6, the second substrate 7, and (if necessary) the second polarizing plate 8 are sequentially stacked.
  • the first substrate 2 and the second substrate 7 can be made of a transparent material having flexibility such as glass or plastic, and one of them can be an opaque material such as silicon.
  • the two substrates 2 and 7 are bonded together by a sealing material and a sealing material such as an epoxy thermosetting composition disposed in the peripheral region, and in order to maintain the distance between the substrates, for example, Spacer columns made of resin formed by granular spacers such as glass particles, plastic particles, alumina particles, or a photolithography method may be arranged.
  • FIG. 2 is an enlarged plan view of a region surrounded by the II line of the electrode layer 3 formed on the substrate 2 in FIG.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the liquid crystal display element shown in FIG. 1 cut along the line III-III in FIG.
  • the electrode layer 3 including thin film transistors formed on the surface of the first substrate 2 includes a plurality of gate bus lines 26 for supplying scanning signals and a plurality of gate bus lines 26 for supplying display signals.
  • Data bus lines 25 are arranged in a matrix so as to cross each other. In FIG. 2, only a pair of gate bus lines 26 and a pair of data bus lines 25 are shown.
  • a unit pixel of the liquid crystal display device is formed by a region surrounded by the plurality of gate bus lines 26 and the plurality of data bus lines 25, and a pixel electrode 21 and a common electrode 22 are formed in the unit pixel. .
  • a thin film transistor including a source electrode 27, a drain electrode 24, and a gate electrode 28 is provided in the vicinity of an intersection where the gate bus line 26 and the data bus line 25 intersect each other.
  • the thin film transistor is connected to the pixel electrode 21 as a switch element that supplies a display signal to the pixel electrode 21.
  • a common line 29 is provided in parallel with the gate bus line 26.
  • the common line 29 is connected to the common electrode 22 in order to supply a common signal to the common electrode 22.
  • a preferred embodiment of the structure of the thin film transistor is provided, for example, as shown in FIG. 3 so as to cover the gate electrode 11 formed on the surface of the substrate 2 and the gate electrode 11 and cover the substantially entire surface of the substrate 2.
  • a drain electrode 16 provided so as to cover the gate insulating layer 12 formed on the surface of the substrate 2 while covering the film 14, one side end of the protective layer 14 and the semiconductor layer 13;
  • a source electrode 17 which covers the protective film 14 and the other side edge of the semiconductor layer 13 and is in contact with the gate insulating layer 12 formed on the surface of the substrate 2;
  • An anodic oxide film (not shown) may be formed on the surface of the gate electrode 11 for reasons such as eliminating a step with the gate electrode.
  • Amorphous silicon, polycrystalline polysilicon, or the like can be used for the semiconductor layer 13, but when a transparent semiconductor film such as ZnO, IGZO (In—Ga—Zn—O), ITO, or the like is used, it results from light absorption. It is also preferable from the viewpoint of suppressing the adverse effect of the optical carrier and increasing the aperture ratio of the element.
  • an ohmic contact layer 15 may be provided between the semiconductor layer 13 and the drain electrode 16 or the source electrode 17 for the purpose of reducing the width and height of the Schottky barrier.
  • a material in which an impurity such as phosphorus such as n-type amorphous silicon or n-type polycrystalline polysilicon is added at a high concentration can be used.
  • the gate bus line 26, the data bus line 25, and the common line 29 are preferably metal films, more preferably Al, Cu, Au, Ag, Cr, Ta, Ti, Mo, W, Ni, or an alloy thereof, Al or Cu
  • the case of using the alloy wiring is particularly preferable.
  • the insulating protective layer 18 is a layer having an insulating function, and is formed of silicon nitride, silicon dioxide, silicon oxynitride film, or the like.
  • the common electrode 22 is a flat electrode formed on the gate insulating layer 12, while the pixel electrode 21 is formed on the insulating protective layer 18 covering the common electrode 22.
  • Comb-shaped electrode That is, the common electrode 22 is disposed at a position closer to the first substrate 2 than the pixel electrode 21, and these electrodes are disposed so as to overlap each other via the insulating protective layer 18.
  • the pixel electrode 21 and the common electrode 22 are formed of a transparent conductive material such as ITO (Indium Tin Oxide), IZO (Indium Zinc Oxide), IZTO (Indium Zinc Tin Oxide), and the like. Since the pixel electrode 21 and the common electrode 22 are formed of a transparent conductive material, the area opened by the unit pixel area increases, and the aperture ratio and transmittance increase.
  • the pixel electrode 21 and the common electrode 22 have an inter-electrode distance R between the pixel electrode 21 and the common electrode 22 of the first substrate 2 and the second electrode 22.
  • the distance from the substrate 7 is smaller than G.
  • the distance between electrodes: R represents the distance in the horizontal direction on the substrate between the electrodes.
  • the distance between the second substrate 7 and the second substrate 7 (ie, the cell gap) is smaller than G, so that a fringe electric field E is formed.
  • the FFS type liquid crystal display element can use a horizontal electric field formed in a direction perpendicular to a line forming the comb shape of the pixel electrode 21 and a parabolic electric field.
  • the electrode width of the comb-shaped portion of the pixel electrode 21: l and the width of the gap of the comb-shaped portion of the pixel electrode 21: m are such that all the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer 5 can be driven by the generated electric field. It is preferable to form.
  • the color filter 6 preferably forms a black matrix (not shown) in a portion corresponding to the thin film transistor and the storage capacitor 23 from the viewpoint of preventing light leakage.
  • FIG. 4 is a diagram schematically showing the alignment direction of the liquid crystal induced by the alignment film 4.
  • a liquid crystal composition having negative dielectric anisotropy is used.
  • the angle ⁇ formed by the x-axis and the major axis direction of the liquid crystal molecules 30 is preferably approximately 0 to 45 °.
  • the angle ⁇ formed by the x-axis and the major axis direction of the liquid crystal molecules 30 is approximately 0 ° is shown. The reason for inducing the alignment direction of the liquid crystal is to increase the maximum transmittance of the liquid crystal display device.
  • the polarizing plate 1 and the polarizing plate 8 can be adjusted so that the viewing angle and the contrast are good by adjusting the polarizing axis of each polarizing plate, and the transmission axes thereof operate in the normally black mode.
  • any one of the polarizing plate 1 and the polarizing plate 8 is preferably arranged so as to have a transmission axis parallel to the alignment direction of the liquid crystal molecules 30.
  • a retardation film for widening the viewing angle can also be used.
  • the FFS type liquid crystal display device 10 configured as described above generates a fringe electric field between the pixel electrode 21 and the common electrode 22 by supplying an image signal (voltage) to the pixel electrode 21 via the thin film TFT.
  • the liquid crystal is driven by this electric field. That is, in a state where no voltage is applied, the liquid crystal molecules 30 are arranged so that the major axis direction thereof is parallel to the alignment direction of the alignment film 4.
  • an equipotential line of a parabolic electric field is formed between the pixel electrode 21 and the common electrode 22 up to the upper part of the pixel electrode 21 and the common electrode 22, and the liquid crystal molecules 30 in the liquid crystal layer 5 are formed.
  • the liquid crystal layer 5 is rotated along the generated electric field.
  • the major axis direction of the liquid crystal molecules 30 rotates so as to be perpendicular to the generated electric field direction.
  • the liquid crystal molecules 30 located near the pixel electrode 21 are easily affected by the fringe electric field, the liquid crystal molecules 30 having a negative dielectric anisotropy have a polarization direction on the minor axis of the molecule, so Does not rotate in a direction perpendicular to the alignment film 4, and the major axis direction of all the liquid crystal molecules 30 in the liquid crystal layer 5 can be maintained parallel to the alignment film 4. Therefore, excellent transmittance characteristics can be obtained as compared with the FFS type liquid crystal display element using the liquid crystal molecules 30 having positive dielectric anisotropy.
  • FIG. 5 is another example of a plan view in which the region surrounded by the II line of the electrode layer 3 formed on the substrate 2 in FIG. 1 is enlarged.
  • the pixel electrode 21 may have a slit.
  • the slit pattern may be formed to have an inclination angle with respect to the gate bus line 26 or the data bus line 25.
  • FIG. 6 is another example of a cross-sectional view of the liquid crystal display element shown in FIG. 1 cut along the line III-III in FIG.
  • FIG. 3 shows an example in which the common electrode 22 is formed on the gate insulating film 12.
  • the common electrode 22 is formed on the first substrate 2.
  • the pixel electrode 21 may be provided via the gate insulating film 12.
  • the electrode width of the pixel electrode 21: l, the electrode width of the common electrode 22: n, and the interelectrode distance: R are appropriately adjusted to such a width that all liquid crystal molecules in the liquid crystal layer 5 can be driven by the generated electric field. It is preferable.
  • FIG. 7 is another example of a cross-sectional view of the liquid crystal display element shown in FIG. 1 cut along the line III-III in FIG. 7 is different from the configuration of FIG. 6 in that a protrusion 124 and a third electrode 123 are provided on the second substrate 7 side.
  • the protrusion 124 may be a spacer and is made of an organic material or an inorganic material.
  • the protrusion 124 is provided on the second substrate 7 side.
  • the protrusion 124 may be provided on the first substrate 2 so as to protrude toward the second substrate 7.
  • the tip of the protrusion 124 exists in the liquid crystal layer 5, the tip of the protrusion 124 may abut on the alignment film 4 or the insulating film 18.
  • the third electrode 123 is preferably a common electrode.
  • the protrusion 124 is formed on the TFT in accordance with the position of the black matrix, but the protrusion 124 may not be formed right above the TFT.
  • FIG. 7 shows an example in which the common electrode 22 is formed on the gate insulating film 12.
  • the common electrode 22 is formed on the first substrate 2.
  • the pixel electrode 21 may be provided via the gate insulating film 12.
  • the electrode width of the pixel electrode 21: l, the electrode width of the common electrode 22: n, and the interelectrode distance: R are appropriately adjusted to such a width that all liquid crystal molecules in the liquid crystal layer 5 can be driven by the generated electric field. It is preferable.
  • FIG. 8 is another example of a cross-sectional view of the liquid crystal display element shown in FIG. 1 taken along the line III-III in FIG. 8 is different from the configuration of FIG. 3 in that a third electrode 123 is provided on the second substrate 7 side.
  • the third electrode 123 has a structure having a comb shape as shown in FIG. 2 or a notch portion as shown in FIG.
  • the third electrode 123 is preferably a common electrode.
  • FIG. 9 is another example of a cross-sectional view of the liquid crystal display element shown in FIG. 1 cut along the line III-III in FIG.
  • FIG. 8 shows a structure in which an electrode substrate having the same TFT as that of the first substrate is bonded to the substrate side facing the first substrate 2 as compared with the structure of FIG. 3, and includes a protective layer including a color filter. 126 and the protective layer 19 are different.
  • FIG. 9 shows a structure in which the protective layer 19 on one side is made of a resin containing a color filter.
  • the common electrode 22 exists above and below, and the pixel electrode 21 exists above and below.
  • the liquid crystal in the liquid crystal layer can be used efficiently.
  • the FFS mode liquid crystal display element according to the present invention uses a specific liquid crystal composition, both high-speed response and suppression of display defects can be achieved.
  • the FFS mode liquid crystal display element for example, a vacuum injection method or a drop injection (ODF: One Drop Fill) method or the like is used.
  • ODF Drop injection
  • a dripping mark is defined as a phenomenon in which a mark in which a liquid crystal composition is dripped appears white when displaying black.
  • the occurrence of dripping marks is greatly affected by the liquid crystal material to be injected, but the influence is unavoidable depending on the configuration of the display element.
  • the thin film transistor formed in the display element, the pixel electrode 21 having a comb shape or a slit, and the like are only the thin alignment film 4 or the thin alignment film 4 and the thin insulating protective layer 18. Since there is no member that separates the liquid crystal composition, there is a high possibility that the ionic substance cannot be completely blocked, and it was impossible to avoid the formation of dripping marks due to the interaction between the metal material constituting the electrode and the liquid crystal composition.
  • the liquid crystal composition of the present invention in combination in an FFS type liquid crystal display element, the occurrence of dripping marks can be effectively suppressed.
  • the liquid crystal display element in the manufacturing process of the liquid crystal display element by the ODF method, it is necessary to drop an optimal liquid crystal injection amount according to the size of the liquid crystal display element.
  • the liquid crystal display element can be kept at a high yield because liquid crystal can be stably dropped over a long period of time with little influence on abrupt pressure change or impact in the apparatus.
  • small liquid crystal display elements that are frequently used in smartphones that have been popular recently are difficult to control the deviation from the optimal value within a certain range because the optimal liquid crystal injection amount is small.
  • a stable discharge amount of a liquid crystal material can be realized even in a small liquid crystal display element.
  • the measured characteristics are as follows.
  • T NI Nematic phase-isotropic liquid phase transition temperature (° C) ⁇ n: refractive index anisotropy at 25 ° C. ⁇ : dielectric anisotropy at 25 ° C. ⁇ : viscosity at 20 ° C. (mPa ⁇ s) ⁇ 1 : rotational viscosity at 25 ° C. (mPa ⁇ s) VHR: Voltage holding ratio (%) at 60 ° C. under conditions of frequency 60 Hz and applied voltage 1 V Burn-in: The burn-in evaluation of the liquid crystal display element is based on the following four-level evaluation of the afterimage level of the fixed pattern when the predetermined fixed pattern is displayed in the display area for 1000 hours and then the entire screen is uniformly displayed. went.
  • the process suitability is that the liquid crystal is dropped by 50 pL at a time using a constant volume metering pump 100000 times in the ODF process, and the following “0 to 100 times, 101 to 200 times, 201 to 300 times, ..., 99901 to 100,000 times ”, the change in the amount of liquid crystal dropped 100 times each was evaluated in the following four stages.
  • X Precipitates were observed within 75 hours.
  • the following abbreviations are used for the description of compounds.
  • Orientation unevenness As a method other than observing with a polarizing microscope, the alignment unevenness can be measured based on whether or not the transmittance contrast ratio in the electro-optical characteristic measurement is improved.
  • Example 1 (Liquid Crystal Composition 1) A liquid crystal composition (liquid crystal composition 1) having the following composition was prepared and measured for physical properties. The results are shown in the following table.
  • liquid crystal composition 1 an FFS mode liquid crystal display element having a cell thickness of 3.0 ⁇ m, which is common for TV, and having an electrode layer on the first substrate and the second substrate was produced.
  • the liquid crystal composition was injected by a dropping method, and image sticking, dropping marks, process suitability, and solubility at low temperatures were evaluated.
  • the liquid crystal composition 1 has a T NI practical 75.6 ° C. as for TV liquid crystal composition has an absolute value larger [Delta] [epsilon], it is found to have a low ⁇ and optimal [Delta] n.
  • an FFS mode liquid crystal display element was produced and evaluated for burn-in, dripping marks, process suitability, and solubility at low temperatures by the above-described methods, and extremely excellent evaluation results were shown.
  • Example 2 Liquid Crystal Composition 2
  • a liquid crystal composition (liquid crystal composition 2) having the following composition designed to have a T NI equivalent to the liquid crystal composition 1, an equivalent ⁇ n value, and an equivalent ⁇ value was prepared, and the physical property values thereof were It was measured. The results are shown in the following table.
  • an FFS mode liquid crystal display element was prepared in the same manner as in Example 1, and the results of evaluation of image sticking, dripping marks, process compatibility, and solubility at low temperatures are shown in the same table.
  • the liquid crystal composition 2 has a practical liquid crystal phase temperature range as a liquid crystal composition for TV, has an absolute value of a large dielectric anisotropy, has a low viscosity, and an optimal ⁇ n. .
  • an FFS mode liquid crystal display element similar to that in Example 1 was prepared and evaluated for burn-in, dripping marks, process suitability, and solubility at low temperatures by the above-described methods. Results are shown.
  • Example 3 Liquid Crystal Composition 3
  • an FFS mode liquid crystal display element was produced in the same manner as in Example 1, and the results of image sticking, dripping marks, process suitability, and solubility at low temperatures are shown in the same table.
  • the liquid crystal composition 3 has a functional T NI as TV liquid crystal composition has an absolute value larger [Delta] [epsilon], it is found to have a low ⁇ and optimal [Delta] n.
  • a liquid crystal display element of the same FFS mode as in Example 1 was prepared, and the image sticking, dripping marks, process suitability, and solubility at low temperature were evaluated by the above-described method. Results are shown.
  • the transmittance, contrast ratio, and response speed of the FFS mode liquid crystal display elements prepared in Examples 1 to 3 and the VA mode liquid crystal display elements respectively manufactured in Comparative Examples 1 to 3 were compared. The results are shown below.
  • the transmittances of the liquid crystal display elements of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3 are values when the transmittance of the element before liquid crystal composition injection in each mode is 100%.
  • FFS mode display elements manufactured using liquid crystal compositions 1 to 3 are VA mode liquid crystal display elements manufactured using the same liquid crystal composition (Comparative Examples 1 to 3). Compared with the above, excellent characteristics were exhibited in all of the maximum transmittance, contrast ratio, and response speed.
  • liquid crystal display element In an FFS mode liquid crystal display element in which liquid crystal molecules are aligned parallel to the substrate and a fringe electric field is generated, the liquid crystal molecules are aligned in a direction perpendicular to the substrate and an electric field is generated in the VA mode.
  • Basic characteristics of liquid crystals different from those of liquid crystal display elements are required.
  • the liquid crystal compositions 1 to 3 contain the compounds of the general formula (I) and the general formula (II), which are essential components of the present application. A certain increase in transmittance is achieved.
  • FFS mode it is difficult to predict effects such as image sticking and dripping marks from conventional knowledge. In the liquid crystal display element of the present invention, these characteristics are also excellent.
  • Example 4 (Liquid Crystal Composition 4) A liquid crystal composition (liquid crystal composition 4) having the following composition designed to have a T NI equivalent to the compositions 1 to 3, an equivalent ⁇ n value, and an equivalent ⁇ value was prepared, and its physical property values was measured. The results are shown in the following table.
  • Composition 4 has a functional T NI as TV liquid crystal composition has an absolute value larger [Delta] [epsilon], it is found to have a low ⁇ and optimal [Delta] n.
  • an FFS mode liquid crystal display device was produced using the liquid crystal composition 4, excellent display characteristics equivalent to those of Examples 1 to 3 were exhibited.
  • Example 5 Liquid Crystal Composition 5
  • the liquid crystal composition 5 has a functional T NI as TV liquid crystal composition has an absolute value larger [Delta] [epsilon], it is found to have a low ⁇ and optimal [Delta] n.
  • an FFS mode liquid crystal display device was produced using the liquid crystal composition 5, excellent display characteristics equivalent to those of Examples 1 to 3 were exhibited.
  • Example 6 Liquid Crystal Composition 6) A liquid crystal composition (liquid crystal composition 6) having the following composition designed to have a T NI equivalent to the liquid crystal compositions 1 to 5, an equivalent ⁇ n value, and an equivalent ⁇ value was prepared, and its physical properties The value was measured. The results are shown in the following table.
  • the liquid crystal composition 6 has a functional T NI as TV liquid crystal composition has an absolute value larger [Delta] [epsilon], it is found to have a low ⁇ and optimal [Delta] n.
  • an FFS mode liquid crystal display device was produced using the liquid crystal composition 6, excellent display characteristics equivalent to those of Examples 1 to 3 were exhibited.
  • Example 7 Liquid Crystal Composition 7)
  • a liquid crystal composition (liquid crystal composition 7) having the following composition which is designed to have a value of ⁇ n equivalent to that of liquid crystal compositions 1 to 6 and a higher value of T NI and ⁇ is prepared. Physical property values were measured. The results are shown in the following table. Using the liquid crystal composition 7, an FFS mode liquid crystal display element was produced in the same manner as in Example 1, and the results of evaluation of image sticking, dripping marks, process suitability, and solubility at low temperatures are shown in the same table.
  • the liquid crystal composition 7 has a functional T NI as TV liquid crystal composition has an absolute value larger [Delta] [epsilon], it is found to have a low ⁇ and optimal [Delta] n.
  • the same FFS mode liquid crystal display element as in Example 1 was prepared, and the image sticking, dripping marks, process suitability, and solubility at low temperature were evaluated by the above-described method. Results are shown.
  • Example 8 Liquid Crystal Composition 8
  • a liquid crystal composition (liquid crystal composition 8) having the following composition designed to have a T NI equivalent to the liquid crystal composition 7, an equivalent ⁇ n value, and an equivalent ⁇ value was prepared, and the physical property values thereof were It was measured. The results are shown in the following table.
  • An FFS mode liquid crystal display device was prepared using the liquid crystal composition 8 in the same manner as in Example 1, and the results of evaluation of image sticking, dripping marks, process suitability, and solubility at low temperatures are shown in the same table.
  • the liquid crystal composition 8 has a practical NI as a liquid crystal composition for TV, has a large absolute value of ⁇ , a low ⁇ , and an optimal ⁇ n.
  • the same FFS mode liquid crystal display element as in Example 1 was prepared, and the image sticking, dripping marks, process suitability, and solubility at low temperature were evaluated by the above-described method. Results are shown.
  • Example 9 (Liquid Crystal Composition 9) A liquid crystal composition (liquid crystal composition 9) having the following composition designed to have a T NI equivalent to the liquid crystal compositions 7 and 8, an equivalent ⁇ n value, and an equivalent ⁇ value was prepared. The value was measured. The results are shown in the following table.
  • An FFS mode liquid crystal display device was prepared using the liquid crystal composition 9 in the same manner as in Example 1, and the results of evaluation of image sticking, dripping marks, process suitability, and solubility at low temperatures are shown in the same table.
  • the liquid crystal composition 9 has a functional T NI as TV liquid crystal composition has an absolute value larger [Delta] [epsilon], it is found to have a low ⁇ and optimal [Delta] n.
  • an FFS mode liquid crystal display element similar to that of Example 1 was prepared, and the image sticking, dripping marks, process suitability, and solubility at low temperatures were evaluated by the above-described method. Results are shown.
  • FFS mode display elements fabricated using liquid crystal compositions 7-9 are VA mode liquid crystal display elements fabricated using the same liquid crystal composition (Comparative Examples 4-6), respectively. Compared with the above, excellent characteristics were exhibited in all of the maximum transmittance, contrast ratio, and response speed.
  • Example 10 Liquid Crystal Composition 10
  • a liquid crystal composition (liquid crystal composition 10) having the following composition designed to have T NI equivalent to liquid crystal compositions 7 to 9, equivalent ⁇ n value and equivalent ⁇ value was prepared, and its physical properties The value was measured. The results are shown in the following table.
  • the liquid crystal composition 10 has a functional T NI as TV liquid crystal composition has an absolute value larger [Delta] [epsilon], it is found to have a low ⁇ and optimal [Delta] n.
  • An FFS mode liquid crystal display device was prepared using the liquid crystal composition 10 and evaluated for burn-in, dripping marks, process suitability, and solubility at low temperatures by the above-described methods, and an excellent evaluation result was shown.
  • Example 11 Liquid Crystal Composition 11
  • T NI equivalent to the liquid crystal compositions 7 to 10
  • an equivalent ⁇ n value was prepared, and its physical properties were measured. The results are shown in the following table.
  • the liquid crystal composition 11 has a functional T NI as TV liquid crystal composition has an absolute value larger [Delta] [epsilon], it is found to have a low ⁇ and optimal [Delta] n.
  • An FFS mode liquid crystal display device was produced using the liquid crystal composition 11 and evaluated for image sticking, dripping marks, process suitability, and solubility at low temperatures by the above-described method, and an excellent evaluation result was shown.
  • Example 12 Liquid Crystal Composition 12
  • a liquid crystal composition (liquid crystal composition 12) having the following composition designed to have a T NI equivalent to the liquid crystal compositions 7 to 11, an equivalent ⁇ n value, and an equivalent ⁇ value was prepared, and its physical properties The value was measured. The results are shown in the following table.
  • the liquid crystal composition 12 has a functional T NI as TV liquid crystal composition has an absolute value larger [Delta] [epsilon], it is found to have a low ⁇ and optimal [Delta] n.
  • an FFS mode liquid crystal display element was produced and evaluated for burn-in, dripping marks, process suitability, and solubility at low temperatures by the above-described methods, and excellent evaluation results were shown.
  • Example 13 Liquid Crystal Composition 13
  • a liquid crystal composition (liquid crystal composition 13) having the following composition designed to have T NI equivalent to liquid crystal compositions 7 to 12, equivalent ⁇ n value, and equivalent ⁇ value was prepared, and its physical properties The value was measured. The results are shown in the following table.
  • the liquid crystal composition 13 has a functional T NI as TV liquid crystal composition has an absolute value larger [Delta] [epsilon], it is found to have a low ⁇ and optimal [Delta] n.
  • an FFS mode liquid crystal display element similar to that in Example 1 was prepared, and the image sticking, dripping marks, process suitability, and solubility at low temperatures were evaluated by the above-described method. Results are shown.
  • Example 14 Liquid Crystal Composition 14
  • a liquid crystal composition (liquid crystal composition 14) having the following composition designed to have a T NI equivalent to the liquid crystal compositions 7 to 13, an equivalent ⁇ n value, and an equivalent ⁇ value was prepared, and its physical properties The value was measured. The results are shown in the following table.
  • the liquid crystal composition 14 has a functional T NI as TV liquid crystal composition has an absolute value larger [Delta] [epsilon], it is found to have a low ⁇ and optimal [Delta] n.
  • an FFS mode liquid crystal display element similar to that in Example 1 was prepared, and the image sticking, dripping marks, process suitability, and solubility at low temperatures were evaluated by the above-described method. Results are shown.
  • Example 15 Liquid Crystal Composition 15
  • a liquid crystal composition (liquid crystal composition 15) having the following composition was prepared and measured for physical properties. The results are shown in the following table.
  • An FFS mode liquid crystal display device was prepared using the liquid crystal composition 15 in the same manner as in Example 1, and the results of evaluation of image sticking, dripping marks, process suitability, and solubility at low temperatures are shown in the same table.
  • the liquid crystal composition 15 has a T NI practical 85.3 ° C. as for TV liquid crystal composition has an absolute value larger [Delta] [epsilon], it is found to have a low ⁇ and optimal [Delta] n.
  • an FFS mode liquid crystal display element was produced and evaluated for burn-in, dripping marks, process suitability, and solubility at low temperatures by the above-described methods, and extremely excellent evaluation results were shown.
  • Example 16 Liquid Crystal Composition 16
  • a liquid crystal composition (liquid crystal composition 16) having the following composition designed to have a T NI equivalent to the liquid crystal composition 15, an equivalent ⁇ n value, and an equivalent ⁇ value was prepared, and the physical property values thereof were It was measured. The results are shown in the following table.
  • An FFS mode liquid crystal display device was prepared using the liquid crystal composition 16 in the same manner as in Example 1, and the results of evaluation of image sticking, dripping marks, process suitability, and solubility at low temperatures are shown in the same table.
  • the liquid crystal composition 16 has a practical liquid crystal phase temperature range as a liquid crystal composition for TV, has a large absolute value of dielectric anisotropy, has a low viscosity, and an optimal ⁇ n. .
  • an FFS mode liquid crystal display element similar to that in Example 1 was prepared, and the image sticking, dripping marks, process suitability, and solubility at low temperatures were evaluated by the above-described method. Results are shown.
  • Example 17 Liquid Crystal Composition 17
  • An FFS mode liquid crystal display device was prepared using the liquid crystal composition 17 in the same manner as in Example 1, and the results of evaluation of image sticking, dripping marks, process suitability, and solubility at low temperatures are shown in the same table.
  • the liquid crystal composition 17 has a functional T NI as TV liquid crystal composition has an absolute value larger [Delta] [epsilon], it is found to have a low ⁇ and optimal [Delta] n.
  • an FFS mode liquid crystal display element similar to that of Example 1 was produced, and the image sticking, dripping marks, process suitability, and solubility at low temperatures were evaluated by the above-described method. Results are shown.
  • FFS mode display elements fabricated using the liquid crystal compositions 15 to 17 are VA mode liquid crystal display elements fabricated using the same liquid crystal composition (Comparative Examples 7 to 9). Compared with the above, excellent characteristics were exhibited in all of the maximum transmittance, contrast ratio, and response speed.
  • liquid crystal display element in which liquid crystal molecules are aligned parallel to the substrate and a fringe electric field is generated, the liquid crystal molecules are aligned in a direction perpendicular to the substrate and an electric field is generated in the VA mode.
  • Basic characteristics of liquid crystals different from those of liquid crystal display elements are required.
  • the transmittance which is a major feature of the FFS mode, is achieved without impairing the basic characteristics of the liquid crystal display element.
  • due to these differences in the FFS mode it is difficult to predict effects such as image sticking and dripping marks from conventional knowledge. In the liquid crystal display element of the present invention, these characteristics are also excellent.
  • Example 18 Liquid Crystal Composition 18
  • a liquid crystal composition (liquid crystal composition 18) having the following composition designed to have T NI equivalent to compositions 15 to 17, equivalent ⁇ n value, and equivalent ⁇ value was prepared, and its physical property values was measured. The results are shown in the following table.
  • the liquid crystal composition 18 has a functional T NI as TV liquid crystal composition has an absolute value larger [Delta] [epsilon], it is found to have a low ⁇ and optimal [Delta] n.
  • an FFS mode liquid crystal display device was produced using the liquid crystal composition 18, excellent display characteristics equivalent to those of Examples 15 to 17 were exhibited.
  • Example 19 Liquid Crystal Composition 19
  • a liquid crystal composition (liquid crystal composition 19) having the following composition designed to have a T NI equivalent to the liquid crystal compositions 15 to 18, an equivalent ⁇ n value, and an equivalent ⁇ value was prepared, and its physical properties The value was measured. The results are shown in the following table.
  • the liquid crystal composition 19 has a functional T NI as TV liquid crystal composition has an absolute value larger [Delta] [epsilon], it is found to have a low ⁇ and optimal [Delta] n.
  • an FFS mode liquid crystal display device was produced using the liquid crystal composition 19, excellent display characteristics equivalent to those of Examples 15 to 17 were exhibited.
  • Example 20 Liquid Crystal Composition 20
  • a liquid crystal composition (liquid crystal composition 20) having the following composition designed to have a T NI equivalent to the liquid crystal compositions 15 to 19, an equivalent ⁇ n value, and an equivalent ⁇ value was prepared, and its physical properties The value was measured. The results are shown in the following table.
  • the liquid crystal composition 20 has a functional T NI as TV liquid crystal composition has an absolute value larger [Delta] [epsilon], it is found to have a low ⁇ and optimal [Delta] n.
  • an FFS mode liquid crystal display device was produced using the liquid crystal composition 20, excellent display characteristics equivalent to those of Examples 15 to 17 were exhibited.
  • Example 21 Liquid Crystal Composition 21
  • a liquid crystal composition (liquid crystal composition 21) having the following composition designed to have a T NI equivalent to the liquid crystal compositions 15 to 20, an equivalent ⁇ n value, and an equivalent ⁇ value was prepared. The value was measured. The results are shown in the following table.
  • An FFS mode liquid crystal display device was produced using the liquid crystal composition 21 in the same manner as in Example 1, and the results of evaluation of image sticking, dripping marks, process suitability, and solubility at low temperatures are shown in the same table.
  • the liquid crystal composition 21 has a functional T NI as TV liquid crystal composition has an absolute value larger [Delta] [epsilon], it is found to have a low ⁇ and optimal [Delta] n.
  • a liquid crystal display element of the same FFS mode as in Example 1 was prepared and evaluated for burn-in, dripping marks, process suitability, and solubility at low temperatures by the above-described methods. Results are shown.
  • Example 22 Liquid Crystal Composition 22
  • a liquid crystal composition (liquid crystal composition 22) having the following composition designed to have a T NI equivalent to the liquid crystal compositions 15 to 21, an equivalent ⁇ n value, and an equivalent ⁇ value was prepared. The value was measured. The results are shown in the following table.
  • an FFS mode liquid crystal display device was produced in the same manner as in Example 1, and the results of evaluation of image sticking, dripping marks, process suitability, and solubility at low temperatures are shown in the same table.
  • the liquid crystal composition 22 has a functional T NI as TV liquid crystal composition has an absolute value larger [Delta] [epsilon], it is found to have a low ⁇ and optimal [Delta] n.
  • the same FFS mode liquid crystal display element as in Example 1 was prepared, and the image sticking, dripping marks, process suitability, and solubility at low temperature were evaluated by the method described above. Results are shown.
  • Example 23 Liquid Crystal Composition 23
  • a liquid crystal composition (liquid crystal composition 23) having the following composition designed to have a T NI equivalent to the liquid crystal compositions 15 to 22, an equivalent ⁇ n value, and an equivalent ⁇ value was prepared, and its physical properties The value was measured. The results are shown in the following table.
  • the liquid crystal composition 23 has a practical T NI as a liquid crystal composition for TV, has a large absolute value of ⁇ , a low ⁇ , and an optimal ⁇ n.
  • an FFS mode liquid crystal display element similar to that of Example 1 was prepared, and image sticking, dripping marks, process suitability, and solubility at low temperatures were evaluated by the above-described methods. Results are shown.
  • FFS mode display elements fabricated using the liquid crystal compositions 21 to 23 are VA mode liquid crystal display elements fabricated using the same liquid crystal composition (Comparative Examples 10 to 12). Compared with the above, excellent characteristics were exhibited in all of the maximum transmittance, contrast ratio, and response speed.
  • Example 24 Liquid Crystal Composition 24
  • the liquid crystal composition 24 has a practical T NI as a liquid crystal composition for TV, has a large absolute value of ⁇ , a low ⁇ , and an optimal ⁇ n.
  • An FFS mode liquid crystal display device was prepared using the liquid crystal composition 24 and evaluated for image sticking, dripping marks, process suitability, and solubility at low temperatures by the above-described methods, and an excellent evaluation result was shown.
  • Example 25 Liquid Crystal Composition 25
  • a liquid crystal composition having the following composition designed to have a T NI equivalent to the liquid crystal compositions 15 to 24, an equivalent ⁇ n value, and an equivalent ⁇ value was prepared, and its physical properties were measured. The results are shown in the following table.
  • the liquid crystal composition 25 has a functional T NI as TV liquid crystal composition has an absolute value larger [Delta] [epsilon], it is found to have a low ⁇ and optimal [Delta] n.
  • an FFS mode liquid crystal display device was produced, and image sticking, dripping marks, process suitability, and solubility at low temperatures were evaluated by the above-described methods, and excellent evaluation results were shown.
  • Example 26 Liquid Crystal Composition 26
  • a liquid crystal composition (liquid crystal composition 26) having the following composition designed to have a T NI equivalent to the liquid crystal compositions 15 to 25, an equivalent ⁇ n value, and an equivalent ⁇ value was prepared, and its physical properties The value was measured. The results are shown in the following table.
  • the liquid crystal composition 26 has a practical T NI as a liquid crystal composition for TV, has a large absolute value of ⁇ , a low ⁇ , and an optimal ⁇ n.
  • An FFS mode liquid crystal display device was produced using the liquid crystal composition 26, and image sticking, dripping marks, process suitability, and solubility at low temperatures were evaluated by the above-described methods, and excellent evaluation results were shown.
  • Examples 27 to 35 Liquid Crystal Compositions 27 to 35
  • Liquid crystal compositions (liquid crystal compositions 27 to 35) having the following compositions were prepared and their physical properties were measured. The results are shown in the following table. Using the liquid crystal compositions 27 to 35, an FFS mode liquid crystal display device was produced in the same manner as in Example 1, and the results of evaluation of image sticking, dripping marks, process suitability, and solubility at low temperatures are shown in the same table. Show.
  • the liquid crystal compositions 27 to 35 have a practical range of TNI as a liquid crystal composition for TV, a large absolute value of ⁇ , a low ⁇ , and an optimal ⁇ n.
  • An FFS mode liquid crystal display device was prepared using the liquid crystal compositions 27 to 35, and the voltage holding ratio, image sticking, dripping marks, process suitability, and solubility at low temperatures were evaluated by the above-described methods. The evaluation results are shown.
  • Examples 36 to 41 Liquid Crystal Compositions 36 to 41
  • Liquid crystal compositions liquid crystal compositions 36 to 41 having the following compositions designed to have T NI equivalent to the liquid crystal compositions 27 to 35, equivalent ⁇ n values, and equivalent ⁇ values were prepared, The physical property values were measured. The results are shown in the following table. Using the liquid crystal compositions 36 to 41, an FFS mode liquid crystal display device was produced in the same manner as in Example 1, and the results of evaluation of image sticking, dripping marks, process suitability, and solubility at low temperatures are shown in the same table. Show.
  • the liquid crystal composition 36-41 has a functional T NI as TV liquid crystal composition has an absolute value larger [Delta] [epsilon], it is found to have a low ⁇ and optimal [Delta] n.
  • the same FFS mode liquid crystal display element as in Example 1 was prepared, and the voltage holding ratio, image sticking, dripping marks, process suitability, and solubility at low temperatures were evaluated by the above-described methods. As a result, a practical evaluation result as a liquid crystal composition for TV was shown.
  • the FFS mode display elements (Examples 36 to 41) manufactured using the liquid crystal compositions 36 to 41 are the same as the VA mode liquid crystal display elements (Comparative Examples 22 to 27) manufactured using the same liquid crystal composition. In comparison, excellent characteristics were exhibited in all of the maximum transmittance, contrast ratio, and response speed.
  • the liquid crystal compositions 42 to 44 have a practical T NI as a liquid crystal composition for TV, have a large absolute value of ⁇ , a low ⁇ , and an optimal ⁇ n.
  • the same FFS mode liquid crystal display element as in Example 1 was prepared, and the voltage holding ratio, image sticking, dripping marks, process suitability, and solubility at low temperatures were evaluated by the methods described above. As a result, a practical evaluation result as a liquid crystal composition for TV was shown.
  • Example 45 An FFS mode liquid crystal display element having a cell thickness of 3.0 ⁇ m, which is common for TV, having a TFT electrode layer on a first substrate and a comb-shaped common electrode on a second substrate was manufactured (FIG. 8). Configuration). Further, liquid crystal compositions 1 to 44 were subjected to a dropping method and observed with a polarizing microscope while driving the liquid crystal cell. As a result, it was confirmed that the alignment unevenness was reduced as compared with the liquid crystal cell of Example 1. It was.

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Abstract

「課題」 本発明が解決しようとする課題は、誘電率異方性、粘度、ネマチック相上限温度、低温でのネマチック相安定性、γ1等の液晶表示素子としての諸特性及び表示素子の焼き付き特性を悪化させること無く、FFSモードの液晶表示素子に用いることにより優れた表示特性を実現可能な、誘電率異方性が負の液晶組成物を用いた液晶表示素子を提供する。 「解決手段」n型液晶組成物を用いたFFS型の液晶表示素子を提供することにより課題を解決する。

Description

液晶表示素子
 本願発明は、誘電率異方性が負のネマチック晶組成物を用い、高透過率、高開口率に特徴を有するFFSモードの液晶表示装置に関する。
 表示品質が優れていることから、アクティブマトリクス方式液晶表示素子が、携帯端末、液晶テレビ、プロジェクタ、コンピューター等の市場に出されている。アクティブマトリクス方式は、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)等が使われており、この方式に用いられる液晶化合物あるいは液晶組成物は、高電圧保持率であることが重要視されている。また、更に広い視角特性を得るためにVA(Vertical Alignment:垂直配向)モード、IPS(In Plane Switching)モード、OCB(Optically Compensated Bend, Optically Compensated Birefringence)モードと組み合わせた液晶表示素子や、より明るい表示を得るためにECB(Electrically Controlled Birefringence)モードの反射型の液晶表示素子が提案されている。この様な液晶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。
 現在スマートホン用の液晶ディスプレイとしては、高品位で、視覚特性に優れるIPSモードの液晶表示素子の一種であるフリンジフィールドスイッチングモード液晶表示装置(Fringe Field Switching mode Liquid Crystal Display;FFSモード液晶表示装置)が広く用いられている(特許文献1、特許文献2参照)。FFSモードは、IPSモードの低い開口率及び透過率を改善するため導入された方式であり、用いられている液晶組成物としては、低電圧化がし易いことから誘電率異方性が正のp型液晶組成物を用いた材料が広く用いられている。また、FFSモードの用途の大部分が携帯端末であるため、さらなる省電力化の要求は強く液晶素子メーカはIGZOを用いたアレイの採用等盛んな開発が続いている。
 一方、現在p型材料を用いている液晶材料を、誘電率異方性が負のn型材料とすることによっても、透過率を改善することが可能となる(特許文献3参照)。これは、FFSモードがIPSモードとは異なり完全な平行電界を生じるわけでは無く、p型材料を用いた場合は画素電極に近い液晶分子はフリンジの電界に沿って液晶分子の長軸が傾くため透過率が悪化することによる。これに対しn型液晶組成物を用いた場合には、n型組成物の分極方向が分子短軸方向にあることから、フリンジ電界の影響は、液晶分子を長軸に沿って回転させるのみで分子長軸は平行配列が維持されるため、透過率の低下は生じない。
 しかし、n型液晶組成物はVA用液晶組成物としては一般的であるが、VAモードとFFSモードでは、配向の方向、電界の向き、必要とされる光学特性のいずれの点を取っても異なる。さらに、FFSモードの液晶表示素子は、後述するように電極の構造に特徴を有し、VAモードでは二つの基板の双方に電極を有するのに対して、FFSモードではアレイ基板のみに電極を有している。そのため、焼き付きや滴下痕といった、従来の技術から効果の予測のつけにくい課題については、全く知見が無い状態である。従って、単純にVA用に使用される液晶組成物を転用しても、今日求められるような高性能な液晶表示素子を構成することは困難であり、FFSモードに最適化したn型液晶組成物の提供が求められている。
特開平11-202356号公報 特開2003-233083号公報 特開2002-31812号公報
 本発明の課題は、誘電率異方性(Δε)、粘度(η)、ネマチック相-等方性液体の転移温度(TNI)、低温でのネマチック相安定性、回転粘度(γ)等の液晶表示素子としての諸特性に優れ、FFSモードの液晶表示素子に用いることにより優れた表示特性を実現可能なn型液晶組成物を用いた液晶表示素子を提供することにある。
 本願発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討し、FFSモードの液晶表示素子に最適な種々の液晶組成物の構成を検討した結果、二つの特徴的構造を有する液晶化合物を含有する液晶組成物の有用性を見出し本願発明の完成に至った。
 本願発明は、以下の(1)~(9)の液晶表示素子を提供する。
 (1) 対向に配置された第1の透明絶縁基板と、第2の透明絶縁基板と、前記第1の基板と第2の基板との間に液晶組成物を含有する液晶層を挟持し、
前記第1基板上に、透明導電性材料からなる共通電極と、マトリクス状に配置される複数個のゲートバスライン及びデータバスラインと、
前記ゲートバスラインとデータバスラインとの交差部に設けられる薄膜トランジスタと、該トランジスタにより駆動され透明導電性材料からなる画素電極とを各画素毎に有し、
前記液晶層と、前記第1基板と第2基板のそれぞれの間にホモジニアス配向を誘起する配向膜層を有し、各配向膜の配向方向は平行であり、
前記画素電極と共通電極とはこれらの電極間にフリンジ電界を形成するために、前記画素電極と共通電極との間の電極間距離:Rが前記第1の基板と第2の基板との距離:Gより小さく、
前記共通電極は、前記第1基板のほぼ全面に、前記画素電極より第1基板に近い位置に配置され、
前記液晶組成物が、負の誘電率異方性を有し、ネマチック相-等方性液体の転移温度が60℃以上であり、誘電率異方性の絶対値が2以上であり、一般式(I)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
(式中、R及びRはそれぞれ独立して、炭素原子数1~8のアルキル基、炭素原子数2~8のアルケニル基、炭素原子数1~8のアルコキシ基又は炭素原子数2~8のアルケニルオキシ基を表し、Aは1,4-フェニレン基又はトランス-1,4-シクロヘキシレン基を表し、kは1又は2を表すが、kが2の場合二つのAは同一であっても異なっていてもよい。)で表される化合物群から選ばれる少なくとも1種類の化合物、及び、下記一般式(II)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
(式中、Rは炭素原子数1~8のアルキル基、炭素原子数2~8のアルケニル基、炭素原子数1~8のアルコキシ基又は炭素原子数2~8のアルケニルオキシ基を表し、Rは炭素原子数1~8のアルキル基、炭素原子数4~8のアルケニル基、炭素原子数1~8のアルコキシ基又は炭素原子数3~8のアルケニルオキシ基を表し、Bは1,4-フェニレン基又はトランス-1,4-シクロヘキシレン基を表し、mは0、1又は2を表すが、mが2の場合二つのBは同一であっても異なっていてもよい。)で表される化合物群から選ばれる少なくとも1種類の化合物を含有する液晶表示素子。
 (2) 前記一般式(I)で表される化合物として、下記一般式(III)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
(式中、Rは水素原子又はメチル基を表し、Rは炭素原子数1~5のアルキル基、炭素原子数2~5のアルケニル基、炭素原子数1~4のアルコキシ基を表す。)で表される化合物群から選ばれる少なくとも1種類の化合物を含有する請求項1記載の液晶表示素子。
 (3) 下記一般式(IV)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
(式中R及びRはそれぞれ独立して、炭素原子数1~8のアルキル基、炭素原子数2~8のアルケニル基、炭素原子数1~8のアルコキシ基又は炭素原子数2~8のアルケニルオキシ基を表し、該アルキル基、アルケニル基、アルコキシ基又はアルケニルオキシ基中の1つ以上の水素原子はフッ素原子で置換されていてもよく、該アルキル基、アルケニル基、アルコキシ基又はアルケニルオキシ基中のメチレン基は酸素原子が連続して結合しない限り酸素原子で置換されていてもよく、カルボニル基が連続して結合しない限りカルボニル基で置換されていてもよく、
及びAはそれぞれ独立して、1,4-シクロヘキシレン基、1,4-フェニレン基又はテトラヒドロピラン-2,5-ジイル基を表すが、A又は/及びAが1,4-フェニレン基を表す場合、該1,4-フェニレン基中の1つ以上の水素原子はフッ素原子に置換されていてもよく、
1及びZ2はそれぞれ独立して単結合、-OCH-、-OCF-、-CHO-、又はCFO-を表し、
及びnはそれぞれ独立して、0、1、2又は3を表すが、n+nは1~3であり、A1、A2、Z1及び/又はZ2が複数存在する場合にはそれらは同一であっても異なっていてもよいが、nが1又は2でありnが0でありAの少なくとも1つが1,4-シクロへキシレン基でありすべてのZ1が単結合である化合物を除く。)で表される化合物を1種以上含有する請求項1記載の液晶表示素子。
 (4) 一般式(IV)で表される化合物として次の一般式(IVa1)及び一般式(IVa2)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
(式中、R7a1及びR7a2、R8a1及びR8a2はそれぞれ独立して、炭素原子数1~8のアルキル基、炭素原子数2~8のアルケニル基、炭素原子数1~8のアルコキシ基又は炭素原子数2~8のアルケニルオキシ基を表し、該アルキル基、アルケニル基、アルコキシ基又はアルケニルオキシ基中の1つ以上の水素原子はフッ素原子で置換されていてもよく、該アルキル基、アルケニル基、アルコキシ基又はアルケニルオキシ基中のメチレン基は酸素原子が連続して結合しない限り酸素原子で置換されていてもよく、カルボニル基が連続して結合しない限りカルボニル基で置換されていてもよく、
a2は0又は1を表し、A1a2は1,4-シクロヘキシレン基、1,4-フェニレン基又はテトラヒドロピラン-2,5-ジイル基を表し、一般式(IVa1)及び一般式(IVa2)中の1,4-フェニレン基中の1つ以上の水素原子はフッ素原子に置換されていてもよい。)
で表される化合物群の中から選ばれる少なくとも1種類の化合物を含有する請求項3に記載の液晶組成物。
 (5) 前記画素電極が櫛形であるか又は、スリットを有する請求項1記載の液晶表示素子。
 (6) 電極間距離(R)が0である請求項1記載の液晶表示素子。
 (7) 網目状に配置される複数個のゲートバスライン及びデータバスライン、前記ゲートバスラインと前記データバスラインとの各交差部に設けられる薄膜トランジスタと、
 前記薄膜トランジスタを含む層上に形成された第1の配向層を表面に有する第1の基板と、
 前記第1の基板の近傍領域に設けられ、かつ第1の電極と離間して設けられる第2電極および前記薄膜トランジスタに接続された前記第1の電極と、
 前記第1の基板と対向して設けられる第2の配向層を表面に有する第2の基板と、
 前記第1の配向層および前記第2の配向層同士向かい合うよう離間して配置され、かつ両配向層間に充填されたジフルオロベンゼン基を含む化合物を含有するn型液晶組成物からなる液晶層と、
 前記第1の電極および第2の電極が設けられている前記第1の基板の近傍領域以外の領域に第3の電極を有する、液晶表示素子。
 (8)前記ジフルオロベンゼン基を含む化合物は、下記一般式(IV):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
(式中R及びRはそれぞれ独立して、炭素原子数1~8のアルキル基、炭素原子数2~8のアルケニル基、炭素原子数1~8のアルコキシ基又は炭素原子数2~8のアルケニルオキシ基を表し、該アルキル基、アルケニル基、アルコキシ基又はアルケニルオキシ基中の1つ以上の水素原子はフッ素原子で置換されていてもよく、該アルキル基、アルケニル基、アルコキシ基又はアルケニルオキシ基中のメチレン基は酸素原子が連続して結合しない限り酸素原子で置換されていてもよく、カルボニル基が連続して結合しない限りカルボニル基で置換されていてもよく、
及びAはそれぞれ独立して、1,4-シクロヘキシレン基、1,4-フェニレン基又はテトラヒドロピラン-2,5-ジイル基を表すが、A又は/及びAが1,4-フェニレン基を表す場合、該1,4-フェニレン基中の1つ以上の水素原子はフッ素原子に置換されていてもよく、
及びZはそれぞれ独立して単結合、-OCH-、-OCF-、-CHO-、又はCFO-を表し、
及びnはそれぞれ独立して、0、1、2又は3を表すが、n+nは1~3であり、A、A、Z及び/又はZが複数存在する場合にはそれらは同一であっても異なっていてもよいが、nが1又は2でありnが0でありAの少なくとも1つが1,4-シクロへキシレン基でありすべてのZが単結合である化合物を除く。)で表される化合物を1種以上含有する、(7)記載の液晶表示素子。
 (9) 前記n型液晶組成物は、ネマチック相-等方性液体の転移温度が60℃以上であり、誘電率異方性の絶対値が2以上であり、一般式(I):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
(式中、R及びRはそれぞれ独立して、炭素原子数1~8のアルキル基、炭素原子数2~8のアルケニル基、炭素原子数1~8のアルコキシ基又は炭素原子数2~8のアルケニルオキシ基を表し、Aは1,4-フェニレン基又はトランス-1,4-シクロヘキシレン基を表し、kは1又は2を表すが、kが2の場合二つのAは同一であっても異なっていてもよい。)で表される化合物群から選ばれる少なくとも1種類の化合物、及び/または下記一般式(II)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
(式中、Rは炭素原子数1~8のアルキル基、炭素原子数2~8のアルケニル基、炭素原子数1~8のアルコキシ基又は炭素原子数2~8のアルケニルオキシ基を表し、Rは炭素原子数1~8のアルキル基、炭素原子数4~8のアルケニル基、炭素原子数1~8のアルコキシ基又は炭素原子数3~8のアルケニルオキシ基を表し、Bは1,4-フェニレン基又はトランス-1,4-シクロヘキシレン基を表し、mは0、1又は2を表すが、mが2の場合二つのBは同一であっても異なっていてもよい。)で表される化合物からなる群から選ばれる少なくとも1種類の化合物を含有する、(7)または(8)に記載の液晶表示素子。
 本発明のFFSモードの液晶表示素子は高速応答性に優れ、表示不良の発生が少ない特徴を有し、優れた表示特性を有する。本発明の液晶表示素子は、液晶TV、モニター等の表示素子に有用である。
 本発明に係るFFSモードの液晶表示素子において、3電極構造の場合、第3電極から生じる電界により配向ムラを低減することができ、透過率が向上する。
本発明の液晶表示素子の構成の一例を模式的に示す図 図1における基板2上に形成された電極層3のII線で囲まれた領域を拡大した平面図 図2におけるIII-III線方向に図1に示す液晶表示素子を切断した断面図 配向膜4により誘起された液晶の配向方向を模式的に示す図 図1における基板2上に形成された電極層3のII線で囲まれた領域の他の例を拡大した平面図 図2におけるIII-III線方向に図1に示す液晶表示素子を切断した他の例の断面図 図2におけるIII-III線方向に図1に示す液晶表示素子を切断した他の例の断面図 図2におけるIII-III線方向に図1に示す液晶表示素子を切断した他の例の断面図 図2におけるIII-III線方向に図1に示す液晶表示素子を切断した他の例の断面図
 前述の通り、本願発明は、FFSモードの液晶表示素子に最適なn型液晶組成物を見出したものである。
 本発明に係る液晶表示素子の第1の実施形態は、n型FFSモードの液晶表示素子であって、対向に配置された第1の透明絶縁基板と、第2の透明絶縁基板と、前記第1の基板と第2の基板との間に液晶組成物を含有する液晶層を挟持し、前記第1基板上に、透明導電性材料からなる第1の電極と、マトリクス状に配置される複数個のゲートバスライン及びデータバスラインと、前記ゲートバスラインとデータバスラインとの交差部に設けられる薄膜トランジスタと、該トランジスタにより駆動され透明導電性材料からなる第2の電極とを各画素毎に有し、前記液晶層と、前記第1基板と第2基板のそれぞれの間にホモジニアス配向を誘起する配向膜層を有し、各配向膜の配向方向は平行であり、前記第1の電極と第2の電極とはこれらの電極間にフリンジ電界を形成するために、前記第1の電極と第2の電極との間の電極間距離:Rが前記第1の基板と第2の基板との距離:Gより小さく、前記第2の電極は、前記第1の電極より第1基板に近い位置に配置される構成である。また、前記第2の電極は、第1基板のほぼ全面に形成されることが好ましい。さらに前記第1の電極は画素電極であり、かつ第2の電極は共通電極であることが好ましい。また、液晶層はn型液晶組成物から構成されていることが好ましい。また電極間距離Rは、基板と水平成分の距離をいう。
 また、本発明に係る液晶表示素子の第2の実施形態は、網目状(またはマトリックス状)に配置される複数個のゲートバスライン及びデータバスライン、前記ゲートバスラインと前記データバスラインとの各交差部に設けられる薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタを含む層上に形成された第1の配向層を表面に有する第1の基板と、前記第1の基板の近傍領域に設けられ、かつ第1の電極と離間して設けられる第2電極および前記薄膜トランジスタに接続された前記第1の電極と、前記第1の基板と対向して設けられる第2の配向層を表面に有する第2の基板と、前記第1の配向層および前記第2の配向層同士向かい合うよう離間して配置され、かつ両配向層間に充填されたジフルオロベンゼン基を含む化合物を含有するn型液晶組成物からなる液晶層と、前記第1の電極および第2の電極が設けられている前記第1の基板の近傍領域以外の領域に第3の電極を有することが好ましい。
 すなわち、上記の第1の実施形態における液晶表示素子では、一方の基板上に第1の電極と第2の基板とが形成された構造であるが、第2の実施形態における液晶表示素子では、前記第1の電極および第2の電極が設けられている前記第1の基板の近傍領域以外の領域に第3の電極を有する構成である。この第3の電極を有すると、第1の電極と第2の電極間に存在する電気力線以外に、第1の電極と第3の電極間および/または第2の電極と第3の電極間に電気力線が形成されるため、この電気力線によって、液晶分子の配向ムラを低減することができると考えられる。特に、n型液晶組成物は、液晶分子の長軸方向と直行する方向が電気力線に沿うため、例えば、第1の電極と第3の電極間および/または第2の電極と第3の電極間に形成される電気力線ベクトルに、液晶層の厚み方向(第1の基板と第2の基板とを結ぶ方向)成分が含まれると、液晶分子の厚み方向の配向ムラを低減することができると考えられる。
 ここで、第3の電極が設けられている第1の基板(または第2の基板)の近傍領域以外の領域とは、当該第3の電極が第1の基板上または第2の基板上のいずれにも設けられていてもよく、また、第1の電極と第2の電極が設けられている第1の基板(または第2の基板)の近傍以外の領域であれば当該第3の電極を設けてもよく、第1の電極と第2の電極との最短距離(L1-2)より、第1の電極と第3の電極との最短距離(L1-3)または第2の電極と第3の電極との最短距離(L2-3)が長い条件を満たす領域に、第1の電極、第2の電極および第3の電極が設けられていることが好ましい。また、第1の基板の近傍領域以外の領域とは、具体的には、第1の基板から約1μm以上離間している領域を言う。
 本発明に係る第2の実施形態における液晶表示素子においては、第1の電極、第2の電極および第3の電極を備えているが、第4の電極、第5の電極をさらに備えてもよい。また、本発明に係る液晶表示素子において、第1の電極、第2の電極および第3の電極を含む3つ以上の電極のうち、1つ以上の画素電極と1つ以上の共通電極とを備えていればよい。したがって、例えば、第1の電極が画素電極、第2の電極が共通電極であれば、第3の電極は画素電極または共通電極のどちらでもよい。
 本発明に係る第2の実施形態における液晶表示素子においては、第1の電極と第2の電極間に印加する電圧より第1の電極と第3の電極間に印加する電圧または第2の電極と第3の電極間に印加する電圧が小さいことが好ましい。これにより液晶分子のスイッチング方向以外の方向の配向ムラを低減することができる。
 以下、まず、本発明における液晶組成物の実施の態様について説明する。
(液晶層)
 本発明における液晶組成物は、第1成分として一般式(I)で表される化合物を1種または2種以上含有する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
(式中、R及びRはそれぞれ独立して、炭素原子数1~8のアルキル基、炭素原子数2~8のアルケニル基、炭素原子数1~8のアルコキシ基又は炭素原子数2~8のアルケニルオキシ基を表し、Aは1,4-フェニレン基又はトランス-1,4-シクロヘキシレン基を表し、kは1又は2を表すが、kが2の場合二つのAは同一であっても異なっていてもよい。)
 一般式(I)で表される化合物の合計含有量は、組成物全体の含有量の内、下限値としては5質量%が好ましく、10質量%がより好ましく、15質量%が更に好ましく、20質量%が特に好ましく、25質量%が最も好ましく、上限値としては65質量%が好ましく、55質量%がより好ましく、50質量%が更に好ましく、47質量%が特に好ましく、45質量%が最も好ましい。
 一般式(I)で表される化合物としては、具体的には、例えば下記一般式(I-a)から一般式(I-e)で表される化合物群で表される化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
(式中、R11~R15及びR21~R25は、それぞれ独立して炭素原子数1~8のアルキル基、炭素原子数2~8のアルケニル基、炭素原子数1~8のアルコキシ基又は炭素原子数2~8のアルケニルオキシ基を表す。)
 一般式(I-a)~一般式(I-e)で表される化合物群から選ばれる化合物は、1種~10種含有することが好ましく、1種~8種含有することが特に好ましく、1種~5種含有することが特に好ましく、2種以上の化合物を含有することも好ましい。
 R11~R15及びR21~R25は、それぞれ独立して、炭素原子数1~8のアルキル基、炭素原子数2~8のアルケニル基又は炭素原子数2~8のアルコキシ基を表すことが好ましく、炭素原子数1~5のアルキル基、炭素原子数2~5のアルケニル基又は炭素原子数2~5のアルコキシ基を表すことがより好ましく、アルケニル基を表す場合は次に記載する式(i)~式(iv)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
(式中、環構造へは右端で結合するものとする。)
で表される構造が好ましい。
 又、R11及びR21、R12及びR22、R13及びR23、R14及びR24、R15及びR25は同一でも異なっていても良いが、異なった置換基を表すことが好ましい。
 これらの点から、例えば、一般式(I)で表される化合物として、下記一般式(III)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
(式中、Rは水素原子又はメチル基を表し、Rは炭素原子数1~5のアルキル基、炭素原子数2~5のアルケニル基、炭素原子数1~4のアルコキシ基を表す。)で表される化合物群から選ばれる少なくとも1種類の化合物を含有することが好ましい。
 一般式(III)で表される化合物は、より具体的には次に記載する化合物が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
 一般式(III)で表される化合物を含有する場合は、一般式(III)で表される化合物の液晶組成物中の含有率として、下限値としては5質量%が好ましく、15質量%がより好ましく、20質量%が更に好ましく、23質量%が特に好ましく、25質量%が最も好ましく、上限値としては70質量%が好ましく、60質量%がより好ましく、55質量%が更に好ましく、52質量%が特に好ましく、50質量%が最も好ましい。より具体的には、応答速度を重視する場合には下限値としては20質量%が好ましく、30質量%がより好ましく、35質量%が更に好ましく、38質量%が特に好ましく、35質量%が最も好ましく、上限値としては70質量%が好ましく、60質量%がより好ましく、55質量%が更に好ましく、52質量%が特に好ましく、50質量%が最も好ましく、より駆動電圧を重視する場合には下限値としては5質量%が好ましく、15質量%がより好ましく、20質量%が更に好ましく、23質量%が特に好ましく、25質量%が最も好ましく、上限値としては60質量%が好ましく、50質量%がより好ましく、45質量%が更に好ましく、42質量%が特に好ましく、40質量%が最も好ましい。一般式(III)で表される化合物の割合は、液晶組成物における一般式(I)で表される化合物の合計含有量の内、一般式(III)で表される化合物の含有量が下限値としては60質量%が好ましく、70質量%がより好ましく、75質量%が更に好ましく、78質量%が特に好ましく、80質量%が最も好ましく、上限値としては90質量%が好ましく、95質量%がより好ましく、97質量%が更に好ましく、99質量%が特に好ましく、100質量%が好ましい。
 また、一般式(III)で表される化合物以外の一般式(I-a)から一般式(I-e)で表される化合物としては、より具体的には次に記載する化合物が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024
 これらの中でも、式(III-a2)、式(III-b2)、式(I-a1)~式(I-a6)、式(I-b2)、式(I-b6)、式(I-d1)、式(I-d2)、式(I-d)、式(I-e2)、式(I-e9)で表される化合物が好ましい。
 本発明における液晶組成物は、第2成分として一般式(II)で表される化合物を1種または2種以上含有することが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000025
(式中、Rは炭素原子数1~8のアルキル基、炭素原子数2~8のアルケニル基、炭素原子数1~8のアルコキシ基又は炭素原子数2~8のアルケニルオキシ基を表し、Rは炭素原子数1~8のアルキル基、炭素原子数4~8のアルケニル基、炭素原子数1~8のアルコキシ基又は炭素原子数3~8のアルケニルオキシ基を表し、Bは1,4-フェニレン基又はトランス-1,4-シクロヘキシレン基を表し(シクロヘキサン環の1以上の炭素原子を酸素原子に置き換えてもよい)、mは0、1又は2を表すが、mが2の場合二つのBは同一であっても異なっていてもよい。)
 一般式(II)で表される化合物で表される化合物の液晶組成物中の含有率として、下限値としては10質量%が好ましく、20質量%がより好ましく、25質量%が更に好ましく、28質量%が特に好ましく、30質量%が最も好ましく、上限値としては85質量%が好ましく、75質量%がより好ましく、70質量%が更に好ましく、67質量%が特に好ましく、65質量%が最も好ましい。
 一般式(II)で表される化合物は次に記載する一般式(IIa)~一般式(IIe)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000026
(式中、R31~R34及びR41~R44は一般式(II)におけるR及びRと同じ意味を表す)で表される化合物群の中から少なくとも1種以上選ばれることが好ましいが、2種以上選ばれることがより好ましい。
 一般式(IIa)で表される化合物は具体的には次に記載する式(IIa-1)~式(IIa-8)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000027
で表される化合物が好ましいが、式(IIa-1)~式(IIa-4)で表される化合物がより好ましく、式(IIa-1)及び式(IIa-3)で表される化合物が更に好ましい。
 一般式(IIa)で表される化合物は、下限値としては2質量%が好ましく、3質量%がより好ましく、上限値としては45質量%が好ましく、35質量%がより好ましく、30質量%が更に好ましく、27質量%が特に好ましく、25質量%が最も好ましい。
 一般式(IIa)で表される化合物を4種以上使用する場合には、式(IIa-1)~式(IIa-4)で表される化合物を組み合わせて使用することが好ましく、式(IIa-1)~式(IIa-4)で表される化合物の含有量が、一般式(IIa1)で表される化合物中の50質量%以上であることが好ましく、70質量%以上であることがより好ましく、80質量%以上であることが更に好ましい。
 一般式(IIa)で表される化合物を3種使用する場合には、式(IIa-1)、式(IIa-2)及び式(IIa-3)で表される化合物を組み合わせて使用することが好ましく、式(IIa-1) 、式(IIa-2)及び式(IIa-3)で表される化合物の含有量が、一般式(IIa)で表される化合物中の50質量%以上であることが好ましく、70質量%以上であることがより好ましく、80質量%以上であることが更に好ましく、85質量%以上であることが特に好ましく、90質量%以上であることが最も好ましい。
 一般式(IIa)で表される化合物を2種使用する場合には、式(IIa-1)及び式(IIa-3)で表される化合物を組み合わせて使用することが好ましく、式(IIa-1)及び式(IIa-3)で表される化合物の含有量が、一般式(IIa)で表される化合物中の50質量%以上であることが好ましく、70質量%以上であることがより好ましく、80質量%以上であることが更に好ましく、85質量%以上であることが特に好ましく、90質量%以上であることが最も好ましい。
 一般式(IIb)で表される化合物は具体的には次に記載する式(IIb-1)~式(IIb-7)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000028
で表される化合物が好ましいが、式(IIb-1)~式(IIb-4)、式(IIb-7)、式(IIb-8)および式(IIb-9)で表される化合物がより好ましく、式(IIb-1)~式(IIb-3)、式(IIb-7)、式(IIb-8)および式(IIb-9)で表される化合物が更に好ましく、式(IIb-1)、式(IIb-3)、式(IIb-7)、式(IIb-8)および式(IIb-9)で表される化合物が特に好ましい。
 一般式(IIb)で表される化合物を4種以上使用する場合には、式(IIb-1)~式(IIb-4)で表される化合物を組み合わせて使用することが好ましく、式(IIb-1)~式(IIb-4)で表される化合物の含有量が、(IIb)で表される化合物中の50質量%以上であることが好ましく、70質量%以上であることがより好ましく、80質量%以上であることが更に好ましく、85質量%以上であることが特に好ましく、90質量%以上であることが最も好ましい。
 一般式(IIb)で表される化合物を3種使用する場合には、(IIb-1)~式(IIb-3)で表される化合物を組み合わせて使用することが好ましく、式(IIb-1)~式(IIb-3)で表される化合物の含有量が、一般式(IIb)で表される化合物中の50質量%以上であることが好ましく、70質量%以上であることがより好ましく、80質量%以上であることが更に好ましく、85質量%以上であることが特に好ましく、90質量%以上であることが最も好ましい。
 一般式(IIb)で表される化合物を2種使用する場合には、式(IIb-1)及び式(IIb-3)で表される化合物を組み合わせて使用することが好ましく、式(IIb-1)及び式(IIb-3)で表される化合物の含有量が、一般式(IIa2)で表される化合物中の50質量%以上であることが好ましく、70質量%以上であることがより好ましく、80質量%以上であることが更に好ましく、85質量%以上であることが特に好ましく、90質量%以上であることが最も好ましい。
 一般式(IIc)で表される化合物は具体的には次に記載する式(IIc-1)~(IIc-4)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000029
で表される化合物が好ましいが、式(IIc-1)又は式(IIc-2)で表される化合物が好ましい。
 一般式(IIc)で表される化合物を2種以上使用する場合には、式(IIc-1)及び式(IIc-2)で表される化合物を組み合わせて使用することが好ましく、式(IIc-1)及び式(IIc-2)で表される化合物の含有量が、一般式(IIc)で表される化合物中の50質量%以上であることが好ましく、70質量%以上であることがより好ましく、80質量%以上であることが更に好ましく、85質量%以上であることが特に好ましく、90質量%以上であることが最も好ましい。
 一般式(IId)または一般式(IIe)で表される化合物は具体的には次に記載する式(IId-1)~(IId-4)および式(IIe-1)~(IIe-4)で表される化合物が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000030
 本発明に係る液晶組成物において一般式(IId)で表される化合物の含有量は、下限値としては1質量%が好ましく、2質量%がより好ましく、上限値としては15質量%が好ましく、12質量%がより好ましく、10質量%が更に好ましく、8質量%が特に好ましく、7質量%が最も好ましい。
 本発明に係る液晶組成物において一般式(IIe)で表される化合物の含有量は、下限値としては1質量%が好ましく、2質量%がより好ましく、上限値としては15質量%が好ましく、12質量%がより好ましく、10質量%が更に好ましく、8質量%が特に好ましく、7質量%が最も好ましい。
 本発明の組成物は、一般式(IV)で表される化合物を含有することが好ましい。ただし、一般式(IV)で表される化合物は、一般式(II)で表される化合物を除くものとする。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000031
(式中R及びRはそれぞれ独立して、炭素原子数1~8のアルキル基、炭素原子数2~8のアルケニル基、炭素原子数1~8のアルコキシ基又は炭素原子数2~8のアルケニルオキシ基を表し、該アルキル基、アルケニル基、アルコキシ基又はアルケニルオキシ基中の1つ以上の水素原子はフッ素原子で置換されていてもよく、該アルキル基、アルケニル基、アルコキシ基又はアルケニルオキシ基中のメチレン基は酸素原子が連続して結合しない限り酸素原子で置換されていてもよく、カルボニル基が連続して結合しない限りカルボニル基で置換されていてもよく、
及びAはそれぞれ独立して、1,4-シクロヘキシレン基、1,4-フェニレン基又はテトラヒドロピラン-2,5-ジイル基を表すが、A又は/及びAが1,4-フェニレン基を表す場合、該1,4-フェニレン基中の1つ以上の水素原子はフッ素原子に置換されていてもよく、また、シクロヘキサン環の炭素原子(-CH-)の1つ以上が酸素原子に置換されてもよく、
及びZはそれぞれ独立して単結合、-OCH-、-OCF-、-CHO-、又はCFO-を表し、n及びnはそれぞれ独立して、0、1、2又は3を表すが、n+nは1~3であり、A、A、Z及び/又はZが複数存在する場合にはそれらは同一であっても異なっていてもよいが、nが1又は2でありnが0でありAの少なくとも1つが1,4-シクロへキシレン基でありすべてのZが単結合である化合物を除く。)
 一般式(IV)で表される化合物の液晶組成物中の含有率として、下限値としては2質量%が好ましく、3質量%がより好ましく、4質量%が更に好ましく、5質量%が特に好ましく、上限値としては45質量%が好ましく、35質量%がより好ましく、30質量%が更に好ましく、27質量%が特に好ましく、25質量%が最も好ましい。
 一般式(IV)において、R及びRは、結合する環構造がシクロヘキサン又はテトラヒドロピランである時はアルキル基又はアルケニル基であることが好ましく、ベンゼンである時はアルキル基、アルコキシ基又はアルケニル基であることが好ましい。シクロヘキサン又はテトラヒドロピランである時は、炭素原子数1~8のアルキル基、炭素原子数2~8のアルケニル基を表すことが好ましく、炭素原子数1~8のアルキル基を表すことがより好ましく、炭素原子数3~5のアルキル基を表すことがより好ましく、炭素原子数3又は5のアルキル基を表すことが更に好ましく、直鎖であることが好ましい。また、一般式(IV)において、R及びRは、結合する環構造がベンゼンである時は、炭素原子数1~8のアルキル基、炭素原子数2~8のアルケニル基、炭素原子数1~8のアルコキシ基又は炭素原子数2~8のアルケニルオキシ基を表すことが好ましく、炭素原子数1~8のアルキル基又は炭素原子数1~8のアルコキシ基を表すことが好ましく、炭素原子数3~5のアルキル基又は炭素原子数2~4のアルコキシ基を表すことがより好ましく、炭素原子数3又は5のアルキル基又は炭素原子数2又は4のアルコキシ基を表すことがより好ましく、炭素原子数2又は4のアルコキシ基を表すことが更に好ましく、直鎖であることが好ましい。
 表示素子の応答速度の改善を重視する場合はアルケニル基が好ましく、電圧保持率等の信頼性を重視する場合にはアルキル基が好ましい。アルケニル基としては次に記載する式(i)~式(iv)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000032
(式中、環構造へは右端で結合するものとする。)
で表される構造が好ましい。
 A及びAはそれぞれ独立して、1,4-シクロヘキシレン基、1,4-フェニレン基又はテトラヒドロピラン-2,5-ジイル基が好ましい。
 Z及びZはそれぞれ独立して粘度の低減を重視する場合には単結合が好ましく、Δεの絶対値を大きくすることを重視する場合には-OCH-、-OCF-、-CHO-、又は-CFO-が好ましく、酸素原子が2,3-ジフルオロベンゼン-1,4-ジイル基に連結するように配置されることが好ましい。
 n+nは2以下が好ましく、粘度の低減を重視する場合には1が好ましく、Tniを重視する場合やΔnの増大を重視する場合には2が好ましい。
 一般式(IV)で表される化合物は次に記載する一般式(IVa1)~(IVa4)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000033
(式中、R7a1、R7a2、R7a3およびR7a4ならびにR8a1、R8a2、R8a3およびR8a4はそれぞれ独立して、炭素原子数1~8のアルキル基、炭素原子数2~8のアルケニル基、炭素原子数1~8のアルコキシ基又は炭素原子数2~8のアルケニルオキシ基を表し、該アルキル基、アルケニル基、アルコキシ基又はアルケニルオキシ基中の1つ以上の水素原子はフッ素原子で置換されていてもよく、該アルキル基、アルケニル基、アルコキシ基又はアルケニルオキシ基中のメチレン基は酸素原子が連続して結合しない限り酸素原子で置換されていてもよく、カルボニル基が連続して結合しない限りカルボニル基で置換されていてもよく、Zはそれぞれ独立して、-OCH-、-OCF-、-CHO-、又はCFO-を表し、
a2は0又は1を表し、A1a2は1,4-シクロヘキシレン基、1,4-フェニレン基又はテトラヒドロピラン-2,5-ジイル基を表し、一般式(IVa1)及び一般式(IVa2)中の1,4-フェニレン基中の1つ以上の水素原子はフッ素原子に置換されていてもよい。)
で表される化合物群の中から選ばれることが好ましい。
 一般式(IVa1)で表される化合物は具体的には次に記載する式(IVa1-1)~式(IVa1-9)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000034
で表される化合物が好ましいが、式(IVa1-1)~式(IVa1-4)および式(IVa1-9)で表される化合物がより好ましく、式(IVa1-1)及び式(IVa1-3)で表される化合物が更に好ましく、式(IVa1-1)で表される化合物が特に好ましい。
 一般式(IVa1)で表される化合物を4種以上使用する場合には、式(IVa1-1)~式(IVa1-4)で表される化合物を組み合わせて使用することが好ましく、式(IVa1-1)~式(IVa1-4)で表される化合物の含有量が、一般式(IVa1)で表される化合物中の50質量%以上であることが好ましく、70質量%以上であることがより好ましく、80質量%以上であることが更に好ましく、85質量%以上であることが特に好ましく、90質量%以上であることが最も好ましい。
 一般式(IVa1)で表される化合物を3種使用する場合には、式(IVa1-1)~式(IVa1-3)で表される化合物を組み合わせて使用することが好ましく、式(IVa1-1)~式(IVa1-3)で表される化合物の含有量が、一般式(IVa1)で表される化合物中の50質量%以上であることが好ましく、70質量%以上であることがより好ましく、80質量%以上であることが更に好ましく、85質量%以上であることが特に好ましく、90質量%以上であることが最も好ましい。
 一般式(IVa1)で表される化合物を2種使用する場合には、式(IVa1-1)及び式(IVa1-3)で表される化合物を組み合わせて使用することが好ましく、式(IVa1-1)及び式(IVa1-3)で表される化合物の含有量が、一般式(IVa1)で表される化合物中の50質量%以上であることが好ましく、70質量%以上であることがより好ましく、80質量%以上であることが更に好ましく、85質量%以上であることが特に好ましく、90質量%以上であることが最も好ましい。
 一般式(IVa2)で表される化合物は具体的には次に記載する一般式(IVa2-1)~一般式(IVa2-9)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000035
(式中、Rは一般式(IV)におけるRと同じ意味を表し、Rは一般式(IV)におけるRと同じ意味を表す。)
で表される化合物が好ましい。
 一般式(IVa2)で表される化合物を使用する場合には、式(IVa2-1)で表される化合物を使用することが好ましいが、式(IVa2-1)で表される化合物の含有量が、一般式(IVa2)で表される化合物中の50質量%以上であることが好ましく、70質量%以上であることがより好ましく、80質量%以上であることが更に好ましく、85質量%以上であることが特に好ましく、90質量%以上であることが最も好ましい。
 一般式(IVa2)におけるR及びRはそれぞれ独立して、炭素原子数1~8のアルキル基、炭素原子数2~8のアルケニル基、炭素原子数1~8のアルコキシ基又は炭素原子数2~8のアルケニルオキシ基を表すが、炭素原子数1~8のアルキル基又は炭素原子数2~8のアルケニル基を表すことが好ましく、炭素原子数2~5のアルキル基又は炭素原子数2~5のアルケニル基を表すことがより好ましく、炭素原子数2~5のアルキル基を表すことが更に好ましく、直鎖であることが好ましく、R及びRが共にアルキル基である場合には、それぞれの炭素原子数は異なっている方が好ましい。
 更に詳述すると、Rがプロピル基を表しRがエチル基を表す化合物又はRがブチル基を表しRがエチル基を表す化合物が好ましい。
 一般式(IVa3)で表される化合物は具体的には次に記載する一般式(IVa3-1)~一般式(IVa3-8)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000036
で表される化合物が好ましい。
 本発明に係る液晶組成物において一般式(IVa3)で表される化合物の含有量は、下限値としては1質量%が好ましく、2質量%がより好ましく、上限値としては15質量%が好ましく、12質量%がより好ましく、10質量%が更に好ましく、8質量%が特に好ましく、7質量%が最も好ましい。
 一般式(IVa4)で表される化合物は具体的には次に記載する一般式(IVa4-1)~一般式(IVa4-12)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000037
で表される化合物が好ましい。
 本発明に係る液晶組成物において一般式(IVa4)で表される化合物の含有量は、下限値としては1質量%が好ましく、2質量%がより好ましく、上限値としては15質量%が好ましく、12質量%がより好ましく、10質量%が更に好ましく、8質量%が特に好ましく、7質量%が最も好ましい。
 本発明に係る液晶組成物は、以下の一般式(V)で表される化合物を含むことが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000038
(上記一般式(V)中、R3V及びR4Vはそれぞれ独立的して、炭素原子数1~10のアルキル基、炭素原子数1~10のアルコキシ基、炭素原子数2~8のアルケニル基又は炭素原子数2~8のアルケニルオキシ基が好ましく、炭素原子数1~8のアルキル基、炭素原子数1~9のアルコキシ基、炭素原子数2~6のアルケニル基又は炭素原子数2~6のアルケニルオキシ基がより好ましく、炭素原子数2~7のアルコキシ基が更に好ましい。表示素子の応答速度の改善を重視する場合はアルケニル基が好ましく、電圧保持率等の信頼性を重視する場合にはアルキル基が好ましい。)
 また、上記一般式(V)において、R3V及びR4Vの合計の炭素原子数は4~12個が好ましい。
 当該一般式(V)で表される化合物としては、以下の化合物が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000039
 本発明に係る液晶組成物において一般式(V)で表される化合物の含有量は、下限値としては1質量%が好ましく、2質量%がより好ましく、上限値としては15質量%が好ましく、12質量%がより好ましく、10質量%が更に好ましく、8質量%が特に好ましく、7質量%が最も好ましい。
 本願における1,4-シクロヘキシル基はトランス-1,4-シクロヘキシル基であることが好ましい。
 本発明における液晶組成物は、一般式(I)及び一般式(II)で表される化合物を必須の成分とするものであるが、更に一般式(IV)で表される化合物(ただし、一般式(II)で表される化合物を除く)を含有することができる。液晶組成物中に含有する式(I)、式(II)、及び一般式(IV)で表される化合物の合計含有量は、80~100質量%が好ましく、85~100質量%がより好ましく、90~100質量%が更に好ましく、95~100質量%が特に好ましく、97~100質量%が最も好ましい。
 本願液晶組成物中に含有する一般式(I)及び一般式(II)で表される化合物の合計含有量は下限値としては55質量%が好ましく、65質量%がより好ましく、70質量%が更に好ましく、73質量%が特に好ましく、75質量%が最も好ましく、上限値としては85質量%が好ましく、90質量%がより好ましく、92質量%が更に好ましく、94質量%が特に好ましく、95質量%が最も好ましい。
 本願発明の液晶組成物は、分子内に過酸(-CO-OO-)構造等の酸素原子同士が結合した構造を持つ化合物を含有しないことが好ましい。
 液晶組成物の信頼性及び長期安定性を重視する場合にはカルボニル基を有する化合物の含有量を前記組成物の総質量に対して5質量%以下とすることが好ましく、3質量%以下とすることがより好ましく、1質量%以下とすることが更に好ましく、実質的に含有しないことが最も好ましい。
 分子内の環構造がすべて6員環である化合物の含有量を多くすることが好ましく、分子内の環構造がすべて6員環である化合物の含有量を前記組成物の総質量に対して80質量%以上とすることが好ましく、90質量%以上とすることがより好ましく、95質量%以上とすることが更に好ましく、実質的に分子内の環構造がすべて6員環である化合物のみで液晶組成物を構成することが最も好ましい。
 液晶組成物の酸化による劣化を抑えるためには、環構造としてシクロヘキセニレン基を有する化合物の含有量を少なくすることが好ましく、シクロヘキセニレン基を有する化合物の含有量を前記組成物の総質量に対して10質量%以下とすることが好ましく、5質量%以下とすることがより好ましく、実質的に含有しないことが更に好ましい。
 液晶組成物の酸化による劣化を抑えるためには、連結基として-CH=CH-を有する化合物の含有量を少なくすることが好ましく、当該化合物の含有量を前記組成物の総質量に対して10質量%以下とすることが好ましく、5質量%以下とすることがより好ましく、実質的に含有しないことが更に好ましい。
 粘度の改善及びTNIの改善を重視する場合には、水素原子がハロゲンに置換されていてもよい2-メチルベンゼン-1,4-ジイル基を分子内に持つ化合物の含有量を少なくすることが好ましく、前記2-メチルベンゼン-1,4-ジイル基を分子内に持つ化合物の含有量を前記組成物の総質量に対して10質量%以下とすることが好ましく、5質量%以下とすることがより好ましく、実質的に含有しないことが更に好ましい。
 本発明の組成物に含有される化合物が、側鎖としてアルケニル基を有する場合、前記アルケニル基がシクロヘキサンに結合している場合には当該アルケニル基の炭素原子数は2~5であることが好ましく、前記アルケニル基がベンゼンに結合している場合には当該アルケニル基の炭素原子数は4~5であることが好ましく、前記アルケニル基の不飽和結合とベンゼンは直接結合していないことが好ましい。また、液晶組成物の安定性を重視する場合には、側鎖としてアルケニル基を有しかつ2,3-ジフルオロベンゼン-1,4-ジイル基を有する化合物の含有量を少なくすることが好ましく、当該化合物の含有量を前記組成物の総質量に対して10質量%以下とすることが好ましく、5質量%以下とすることがより好ましく、実質的に含有しないことが更に好ましい。
 本発明における液晶組成物の誘電率異方性Δεの値は負の誘電率異方性を有し、誘電率異方性の絶対値は2以上である。誘電率異方性Δεの値は、25℃において、-2.0から-6.0であることが好ましく、-2.5から-5.0であることがより好ましく、-2.5から-4.0であることが特に好ましいが、更に詳述すると、応答速度を重視する場合には-2.5~-3.4であることが好ましく、駆動電圧を重視する場合には-3.4~-4.0であることが好ましい。
 本発明における液晶組成物の屈折率異方性Δnの値は、25℃において、0.08から0.13であることが好ましいが、0.09から0.12であることがより好ましい。更に詳述すると、薄いセルギャップに対応する場合は0.10から0.12であることが好ましく、厚いセルギャップに対応する場合は0.08から0.10であることが好ましい。
 また、本発明に係る液晶組成物は、他の成分として誘電異方性が正の化合物を含んでいてもよく、例えば、下記式(c1)、(c2)および(c3)で表される化合物からなる群から選択される少なくとも1種を含んでいてもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000040
(上記式(c3)中、Rは一般式(II)と同一であるのでここでは省略する。)
 式(c1)、(c2)および(c3)で表される化合物を含む場合、それぞれの含有量は液晶組成物中、1~20質量%が好ましく、2~10質量%がより好ましく、3~7質量%が更に好ましい。
 本発明における液晶組成物の回転粘度(γ)は150以下が好ましく、130以下がより好ましく、120以下が特に好ましい。
 本発明における液晶組成物では、回転粘度と屈折率異方性の関数であるZが特定の値を示すことが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000041
(式中、γは回転粘度を表し、Δnは屈折率異方性を表す。)
Zは、13000以下が好ましく、12000以下がより好ましく、11000以下が特に好ましい。
 本発明における液晶組成物のネマチック相-等方性液体相転移温度(Tni)は、60℃以上であり、好ましくは75℃以上であり、より好ましくは80℃以上であり、さらに好ましくは90℃以上である。
 本発明の液晶組成物は、1012(Ω・m)以上の比抵抗を有することが必要であり、1013(Ω・m)が好ましく、1014(Ω・m)以上がより好ましい。
 本発明の液晶組成物は、上述の化合物以外に、用途に応じて、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、酸化防止剤、紫外線吸収剤などを含有しても良いが、液晶組成物の化学的な安定性が求められる場合には塩素原子をその分子内に有さないことが好ましく、液晶組成物の紫外線などの光に対する安定性が求められる場合にはナフタレン環などに代表される共役長が長く紫外領域に吸収ピークが存在する縮合環等をその分子内に有さないことが望ましい。
 本発明に係る液晶表示素子に使用される液晶組成物の好適な組成例としては、後述の実施例以外に例えば以下の態様が挙げられる。例えば、応答速度を重視する場合において、本発明に係る液晶組成物の第1態様は、一般式(III)が1~55質量%と、一般式(I-d)が0~15質量%と、一般式(I-e)が0~10質量%と、一般式(IIa)が0~30質量%と、一般式(IIb)が0~30質量%と、一般式(IIc)が0~25質量%と、一般式(IIe)または(IId)が0~15質量%と、一般式(IVa1)が0~20質量%と、一般式(IVa2)が0~20質量%と、一般式(IVa3)が0~20質量%と、一般式(IVa4)が0~20質量%と、を含み、かつこれらの化学式で液晶組成物の80~100質量を構成していることが好ましい。
(液晶表示素子)
 上記のような本発明の液晶組成物は、FFSモードの液晶表示素子に適用される。以下、図1~9を参照にして、本発明に係るFFSモードの液晶表示素子の例を説明する。
 図1は、液晶表示素子の構成を模式的に示す図である。図1では、説明のために便宜上各構成要素を離間して記載している。本発明に係る液晶表示素子10の構成は、図1に記載するように、対向に配置された第1の透明絶縁基板2と、第2の透明絶縁基板7との間に挟持された液晶組成物(または液晶層5)を有するFFSモードの液晶表示素子であって、該液晶組成物として前記本発明の液晶組成物を用いたことに特徴を有するものである。第1の透明絶縁基板2は、液晶層5側の面に電極層3が形成されている。また、液晶層5と、第1の透明絶縁基板2及び第2の透明絶縁基板8のそれぞれの間に、液晶層5を構成する液晶組成物と直接当接してホモジニアス配向を誘起する一対の配向膜4を有し、該液晶組成物中の液晶分子は、電圧無印加時に前記基板2,7に対して略平行になるように配向されている。図1および図3に示すように、前記第2の基板2および前記第1の基板8は、一対の偏光板1,8により挟持されてもよい。さらに、図1では、前記第2の基板7と配向膜4との間にカラーフィルタ6が設けられている。
 すなわち、本発明に係る液晶表示素子10は、(必要により)第1の偏光板1と、第1の基板2と、薄膜トランジスタを含む電極層3と、配向膜4と、液晶組成物を含む液晶層5と、配向膜4と、カラーフィルタ6と、第2の基板7と、(必要により)第2の偏光板8と、が順次積層された構成である。第1の基板2と第2の基板7はガラス又はプラスチックの如き柔軟性をもつ透明な材料を用いることができ、一方はシリコン等の不透明な材料でも良い。2枚の基板2、7は、周辺領域に配置されたエポキシ系熱硬化性組成物等のシール材及び封止材によって貼り合わされていて、その間には基板間距離を保持するために、例えば、ガラス粒子、プラスチック粒子、アルミナ粒子等の粒状スペーサーまたはフォトリソグラフィー法により形成された樹脂からなるスペーサー柱が配置されていてもよい。
 図2は、図1における基板2上に形成された電極層3のII線で囲まれた領域を拡大した平面図である。図3は、図2におけるIII-III線方向に図1に示す液晶表示素子を切断した断面図である。図2に示すように、第1の基板2の表面に形成されている薄膜トランジスタを含む電極層3は、走査信号を供給するための複数のゲートバスライン26と表示信号を供給するための複数のデータバスライン25とが、互いに交差してマトリクス状に配置されている。なお、図2には、一対のゲートバスライン26及び一対のデータバスライン25のみが示されている。
 複数のゲートバスライン26と複数のデータバスライン25とにより囲まれた領域により、液晶表示装置の単位画素が形成され、該単位画素内には、画素電極21及び共通電極22が形成されている。ゲートバスライン26とデータバスライン25が互いに交差している交差部近傍には、ソース電極27、ドレイン電極24およびゲート電極28を含む薄膜トランジスタが設けられている。この薄膜トランジスタは、画素電極21に表示信号を供給するスイッチ素子として、画素電極21と連結している。また、ゲートバスライン26と並行して、共通ライン29が設けられる。この共通ライン29は、共通電極22に共通信号を供給するために、共通電極22と連結している。
 薄膜トランジスタの構造の好適な一態様は、例えば、図3で示すように、基板2表面に形成されたゲート電極11と、当該ゲート電極11を覆い、且つ前記基板2の略全面を覆うように設けられたゲート絶縁層12と、前記ゲート電極11上に対向するよう前記ゲート絶縁層12の表面に形成された半導体層13と、前記半導体層17の表面の一部を覆うように設けられた保護膜14と、前記保護層14および前記半導体層13の一方の側端部を覆い、かつ前記基板2表面に形成された前記ゲート絶縁層12と接触するように設けられたドレイン電極16と、前記保護膜14および前記半導体層13の他方の側端部を覆い、かつ前記基板2表面に形成された前記ゲート絶縁層12と接触するように設けられたソース電極17と、前記ドレイン電極16および前記ソース電極17を覆うように設けられた絶縁保護層18と、を有している。ゲート電極11の表面にゲート電極との段差を無くす等の理由により陽極酸化被膜(図示せず)を形成してもよい。
 前記半導体層13には、アモルファスシリコン、多結晶ポリシリコンなどを用いることができるが、ZnO、IGZO(In-Ga-Zn-O)、ITO等の透明半導体膜を用いると、光吸収に起因する光キャリアの弊害を抑制でき、素子の開口率を増大する観点からも好ましい。
 さらに、ショットキー障壁の幅や高さを低減する目的で半導体層13とドレイン電極16またはソース電極17との間にオーミック接触層15を設けても良い。オーミック接触層には、n型アモルファスシリコンやn型多結晶ポリシリコン等のリン等の不純物を高濃度に添加した材料を用いることができる。
 ゲートバスライン26やデータバスライン25、共通ライン29は金属膜であることが好ましく、Al、Cu、Au、Ag、Cr、Ta、Ti、Mo、W、Ni又はその合金がより好ましく、Al又はその合金の配線を用いる場合が特に好ましい。また、絶縁保護層18は、絶縁機能を有する層であり、窒化ケイ素、二酸化ケイ素、ケイ素酸窒化膜等で形成される。
 図2及び図3に示す実施の形態では、共通電極22はゲート絶縁層12上に形成された平板状の電極であり、一方、画素電極21は共通電極22を覆う絶縁保護層18上に形成された櫛形の電極である。すなわち、共通電極22は画素電極21よりも第1の基板2に近い位置に配置され、これらの電極は絶縁保護層18を介して互いに重なりあって配置される。画素電極21と共通電極22は、例えば、ITO(Indium Tin Oxide)、IZO(Indium Zinc Oxide)、IZTO(Indium Zinc Tin Oxide)等の透明導電性材料により形成される。画素電極21と共通電極22が透明導電性材料により形成されるため、単位画素面積で開口される面積が大きくなり、開口率及び透過率が増加する。
 画素電極21と共通電極22とは、これらの電極間にフリンジ電界を形成するために、画素電極21と共通電極22との間の電極間距離:Rが、第1の基板2と第2の基板7との距離:Gより小さくなるように形成されている。ここで、電極間距離:Rは各電極間の基板に水平方向の距離を表す。図3には、平板状の共通電極22と櫛形の画素電極21とが重なり合っているため、電極間距離:R=0となる例が示されており、電極間距離:Rが第1の基板2と第2の基板7との距離(すなわち、セルギャップ):Gよりも小さくなるため、フリンジの電界Eが形成される。したがって、FFS型の液晶表示素子は、画素電極21の櫛形を形成するラインに対して垂直な方向に形成される水平方向の電界と、放物線状の電界を利用することができる。画素電極21の櫛状部分の電極幅:l、及び、画素電極21の櫛状部分の間隙の幅:mは、発生する電界により液晶層5内の液晶分子が全て駆動され得る程度の幅に形成することが好ましい。
 カラーフィルタ6は、光の漏れを防止する観点で、薄膜トランジスタおよびストレイジキャパシタ23に対応する部分にブラックマトリックス(図示せず)を形成することが好ましい。
 電極層3、及び、カラーフィルタ6上には、液晶層5を構成する液晶組成物と直接当接してホモジニアス配向を誘起する一対の配向膜4が設けられている。配向膜4は、例えば、ラビング処理されたポリイミド膜であり、各配向膜の配向方向は平行である。ここで、図4を用いて、本実施形態における配向膜4のラビング方向(液晶組成物の配向方向)について説明する。図4は、配向膜4により誘起された液晶の配向方向を模式的に示す図である。本発明においては、負の誘電率異方性を有する液晶組成物が用いられる。したがって、画素電極21の櫛形を形成するラインに対して垂直な方向(水平電界が形成される方向)をx軸としたときに、該x軸と液晶分子30の長軸方向とのなす角θが、概ね0~45°となるように配向されることが好ましい。図3に示す例では、x軸と液晶分子30の長軸方向とのなす角θが、概ね0°の例が示されている。このように液晶の配向方向を誘起するのは、液晶表示装置の最大透過率を高めるためである。
 また、偏光板1及び偏光板8は、各偏光板の偏光軸を調整して視野角やコントラストが良好になるように調整することができ、それらの透過軸がノーマリブラックモードで作動するように、互いに直行する透過軸を有することが好ましい。特に、偏光板1及び偏光板8のうちいずれかは、液晶分子30の配向方向と平行な透過軸を有するように配置することが好ましい。また、コントラストが最大になるように液晶の屈折率異方性Δnとセル厚dとの積を調整することが好ましい。更に、視野角を広げるための位相差フィルムも使用することもできる。
 上記のような構成のFFS型の液晶表示装置10は、薄膜TFTを介して画素電極21に画像信号(電圧)を供給することで、画素電極21と共通電極22との間にフリンジ電界を生じさせ、この電界によって液晶を駆動する。すなわち、電圧を印加しない状態では、液晶分子30は、その長軸方向が、配向膜4の配向方向と平行になるように配置している。電圧を印加すると、画素電極21と共通電極22との間に放物線形の電界の等電位線が画素電極21と共通電極22の上部にまで形成され、液晶層5内の液晶分子30は、形成された電界に沿って液晶層5内を回転する。本発明では、負の誘電率異方性を有する液晶分子30を用いるため、液晶分子30の長軸方向が、発生した電界方向に直行するように回転する。画素電極21の近くに位置する液晶分子30はフリンジ電界の影響を受けやすいものの、負の誘電率異方性を有する液晶分子30は分極方向が分子の短軸にあることから、その長軸方向が配向膜4に対して直行する方向に回転することはなく、液晶層5内の全ての液晶分子30の長軸方向は、配向膜4に対して平行方向を維持できる。したがって、正の誘電率異方性を有する液晶分子30を用いたFFS型の液晶表示素子に比べて、優れた透過率特性を得ることができる。
 図1~図4を用いて説明したFFS型の液晶表示素子は一例であって、本発明の技術的思想から逸脱しない限りにおいて、他の様々な形態で実施することが可能である。例えば、図5は、図1における基板2上に形成された電極層3のII線で囲まれた領域を拡大した平面図の他の例である。図5に示すように、画素電極21がスリットを有する構成としてもよい。また、スリットのパターンを、ゲートバスライン26又はデータバスライン25に対して傾斜角を持つようにして形成してもよい。
 また、図6は、図2におけるIII-III線方向に図1に示す液晶表示素子を切断した断面図の他の例である。図6に示す例では、櫛形あるいはスリットを有する共通電極22を用いており、画素電極21と共通電極22との電極間距離はR=αとなる。さらに、図3では共通電極22がゲート絶縁膜12上に形成されている例が示されていたが、図6に示されるように、共通電極22を第1の基板2上に形成して、ゲート絶縁膜12を介して画素電極21を設けるようにしてもよい。画素電極21の電極幅:l、共通電極22の電極幅:n、及び、電極間距離:Rは、発生する電界により液晶層5内の液晶分子が全て駆動され得る程度の幅に適宜調整することが好ましい。
 図7は、図2におけるIII-III線方向に図1に示す液晶表示素子を切断した断面図の他の例である。図7は、図6の構成と比較して第2の基板7側に突起124と第3の電極123とが設けられている点が相違する。当該突起124はスペーサーであってもよく有機材料または無機材料で構成されている。また、図7では、当該突起124を第2の基板7側に設けているが、第1の基板2上に第2の基板7方向に突出させて設けてもよい。また、突起124の先端は液晶層5中に存在しているが、当該突起124の先端が配向膜4や絶縁膜18に当接してもよい。また、ここでは第3の電極123は共通電極であることが好ましい。さらに、図7では、ブラックマトリックスの位置に併せて突起124をTFT上に形成しているが、TFTの真上に突起124を形成しなくてもよい。
 この図7に示すように、第2の基板側に第3の電極123として共通電極を設けることで、厚み方向の電気力線を形成し、液晶層5における厚み方向の配向ムラを低減できると考えられる。
 図7に示す例では、櫛形あるいはスリットを有する共通電極22を用いており、画素電極21と共通電極22との電極間距離はR=αとなる。さらに、図3では共通電極22がゲート絶縁膜12上に形成されている例が示されていたが、図6に示されるように、共通電極22を第1の基板2上に形成して、ゲート絶縁膜12を介して画素電極21を設けるようにしてもよい。画素電極21の電極幅:l、共通電極22の電極幅:n、及び、電極間距離:Rは、発生する電界により液晶層5内の液晶分子が全て駆動され得る程度の幅に適宜調整することが好ましい。
 図8は、図2におけるIII-III線方向に図1に示す液晶表示素子を切断した断面図の他の例である。図8は、図3の構成と比較して第2の基板7側に第3の電極123とが設けられている点が相違する。当該第3の電極123は、図2で示すような櫛形または図5で示すような切欠き部を備える構造である。また、ここでは第3の電極123は共通電極であることが好ましい。第2の基板側に第3の電極123として共通電極を設けることで、厚み方向の電気力線E’を形成し、液晶層5における厚み方向の配向ムラを低減できると考えられる。
 図9は、図2におけるIII-III線方向に図1に示す液晶表示素子を切断した断面図の他の例である。図8は、図3の構成と比較して第1の基板2と対向する基板側に第1の基板と同様のTFTを備えた電極基板を貼りあわせた構造であり、カラーフィルタを含む保護層126と保護層19の点が異なる。換言すると、図3の構成である、偏光層1と、第1基板2と、電極層3と、保護層19と、配向膜4とを順次積層させた一対の積層体を、TFTが重なるように貼りあわせた構成であって、かつ片側の保護層19をカラーフィルタを含む樹脂にした構造が図9である。
 この構成では、電極が4つ存在する。すなわち、共通電極22が上下存在し、画素電極21が上下存在する。片側にのみ電極を構成させた素子に比較して、液晶層の液晶を効率的に利用することができる。
 本発明に係るFFSモードの液晶表示素子は、特定の液晶組成物を用いているため、高速応答と表示不良の抑制を両立させることができる。
 また、FFSモードの液晶表示素子は、第1の基板2と第2の基板7との間に液晶層5を注入する際、例えば、真空注入法又は滴下注入(ODF:One Drop Fill)法等の方法が行われるが、本願発明においては、ODF法において、液晶組成物を基板に滴下した際の滴下痕の発生を抑えることができる。なお、滴下痕とは、黒表示した場合に液晶組成物を滴下した痕が白く浮かび上がる現象と定義する。
 滴下痕の発生は、注入される液晶材料に大きな影響を受けるものであるが、さらに、表示素子の構成によってもその影響は避けられない。FFSモードの液晶表示素子においては、表示素子中に形成される薄膜トランジスター、及び、櫛形やスリットを有する画素電極21等は、薄い配向膜4、あるいは薄い配向膜4と薄い絶縁保護層18等しか液晶組成物を隔てる部材が無いことから、イオン性物質を遮断しきれない可能性が高く、電極を構成する金属材料と液晶組成物の相互作用による滴下痕の発生を避けることができなかったが、FFS型の液晶表示素子において本願発明の液晶組成物を組み合わせて用いることにより、効果的に滴下痕の発生が抑えられる。
 また、ODF法による液晶表示素子の製造工程においては、液晶表示素子のサイズに応じて最適な液晶注入量を滴下する必要があるが、本願発明の液晶組成物は、例えば、液晶滴下時に生じる滴下装置内の急激な圧力変化や衝撃に対する影響が少なく、長時間にわたって安定的に液晶を滴下し続けることが可能であるため、液晶表示素子の歩留まりを高く保持することもできる。特に、最近流行しているスマートフォンに多用される小型液晶表示素子は、最適な液晶注入量が少ないために最適値からのずれを一定範囲内に制御すること自体が難しいが、本願発明の液晶組成物を用いることにより、小型液晶表示素子においても安定した液晶材料の吐出量を実現できる。
 以下に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。また、以下の実施例及び比較例の組成物における「%」は『質量%』を意味する。
 実施例中、測定した特性は以下の通りである。
 TNI :ネマチック相-等方性液体相転移温度(℃)
 Δn :25℃における屈折率異方性
 Δε :25℃における誘電率異方性
 η  :20℃における粘度(mPa・s)
 γ :25℃における回転粘度(mPa・s)
VHR:周波数60Hz,印加電圧1Vの条件下で60℃における電圧保持率(%)
 焼き付き :
 液晶表示素子の焼き付き評価は、表示エリア内に所定の固定パターンを1000時間表示させた後に、全画面均一な表示を行ったときの固定パターンの残像のレベルを目視にて以下の4段階評価で行った。
 ◎残像無し
 ○残像ごく僅かに有るも許容できるレベル
 △残像有り許容できないレベル
 ×残像有りかなり劣悪
 滴下痕 :
 液晶表示装置の滴下痕の評価は、全面黒表示した場合における白く浮かび上がる滴下痕を目視にて以下の4段階評価で行った。
 ◎残像無し
 ○残像ごく僅かに有るも許容できるレベル
 △残像有り許容できないレベル
 ×残像有りかなり劣悪
プロセス適合性 :
 プロセス適合性は、ODFプロセスにおいて、定積計量ポンプを用いて1回に50pLずつ液晶を滴下することを100000回行い、次の「0~100回、101~200回、201~300回、・・・・99901~100000回」の各100回ずつ滴下された液晶量の変化を以下の4段階で評価した。
 ◎変化が極めて小さい(安定的に液晶表示素子を製造できる)
 ○変化が僅かに有るも許容できるレベル
 △変化が有り許容できないレベル(斑発生により歩留まりが悪化)
 ×変化が有りかなり劣悪(液晶漏れや真空気泡が発生)
 低温での溶解性:
 低温での溶解性評価は、液晶組成物を調製後、2mLのサンプル瓶に液晶組成物を1g秤量し、これに温度制御式試験槽の中で、次を1サイクル「-20℃(1時間保持)→昇温(0.1℃/毎分)→0℃(1時間保持)→昇温(0.1℃/毎分)→20℃(1時間保持)→降温(-0.1℃/毎分)→0℃(1時間保持)→降温(-0.1℃/毎分)→-20℃」として温度変化を与え続け、目視にて液晶組成物からの析出物の発生を観察し、以下の4段階評価を行った。
 ◎600時間以上析出物が観察されなかった。
 ○300時間以上析出物が観察されなかった。
 △150時間以内に析出物が観察された。
 ×75時間以内に析出物が観察された。
尚、実施例において化合物の記載について以下の略号を用いる。
(配向ムラ)
 偏光顕微鏡で観察する以外の方法として、電気光学特性測定における透過率コントラスト比が向上しているか否かで配向ムラを測定することができる。
(側鎖)
 -n    -C2n+1 炭素原子数nの直鎖状アルキル基
 -On   -OC2n+1 炭素原子数nの直鎖状アルコキシ基
 -V    -CH=CH ビニル基
 -Vn   -CH=C-C2n+1 炭素原子数(n+1)の1-アルケン
 左側も同様
(連結基)
 -CFO-    -CF-O-
 -OCF-    -O-CF
 -1O-     -CH-O-
 -O1-     -O-CH
 -COO-    -COO-
(環構造)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000042
 (実施例1(液晶組成物1))
 次に示す組成を有する液晶組成物(液晶組成物1)を調製し、その物性値を測定した。この結果を次の表に示す。
 液晶組成物1を用いて、TV用として一般的であるセル厚3.0μmで、第一の基板及び第二の基板に電極層を有するFFSモードの液晶表示素子を作製した。液晶組成物の注入は、滴下法にて行い、焼き付き、滴下痕、プロセス適合性及び低温での溶解性の評価を行った。
 尚、含有量の左側の記号は、上記化合物の略号の記載である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000043
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000044
 液晶組成物1は、TV用液晶組成物として実用的な75.6℃のTNIを有し、大きいΔεの絶対値を有し、低いη及び最適なΔnを有していることが解る。液晶組成物1を用いて、FFSモードの液晶表示素子を作製し前述の方法により、焼き付き、滴下痕、プロセス適合性及び低温での溶解性を評価したところ、極めて優れた評価結果を示した。
 (実施例2(液晶組成物2))
 液晶組成物1と同等のTNI、同等のΔnの値及び同等のΔεの値を有するように設計した次に示す組成を有する液晶組成物(液晶組成物2)を調製し、その物性値を測定した。この結果を次の表に示す。
 液晶組成物2を用いて、実施例1と同様にFFSモードの液晶表示素子を作製し、焼き付き、滴下痕、プロセス適合性及び低温での溶解性の評価を行った結果を同じ表に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000045
 液晶組成物2は、TV用液晶組成物として実用的な液晶相温度範囲を有し、大きい誘電率異方性の絶対値を有し、低い粘性及び最適なΔnを有していることが解る。液晶組成物2を用いて、実施例1と同様のFFSモードの液晶表示素子を作製し前述の方法により、焼き付き、滴下痕、プロセス適合性及び低温での溶解性を評価したところ、優れた評価結果を示した。
 (実施例3(液晶組成物3))
 液晶組成物1,2と同等のTNI、同等のΔnの値及び同等のΔεの値を有するように設計した次に示す組成を有する液晶組成物(液晶組成物3)を調製し、その物性値を測定した。この結果を次の表に示す。
 液晶組成物3を用いて、実施例1と同様にFFSモードの液晶表示素子を作製し、焼き付き、滴下痕、プロセス適合性及び低温での溶解性の評価を行った結果を同じ表に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000046
 液晶組成物3は、TV用液晶組成物として実用的なTNIを有し、大きいΔεの絶対値を有し、低いη及び最適なΔnを有していることが解る。液晶組成物3を用いて、実施例1と同様のFFSモードの液晶表示素子を作製し前述の方法により、焼き付き、滴下痕、プロセス適合性及び低温での溶解性を評価したところ、優れた評価結果を示した。
 (比較例1~3)
 液晶組成物1~3を用いて、TV用として一般的であるセル厚3.5μmの垂直配向液晶表示素子(VAモードの液晶表示素子)を作製した。
 実施例1~3においてそれぞれ作製したFFSモードの液晶表示素子と、比較例1~3においてそれぞれ作成したVAモードの液晶表示素子について、透過率、コントラスト比、応答速度の比較を行った。その結果を次に示す。なお、実施例1~3及び比較例1~3の液晶表示素子における透過率は、それぞれのモードにおける液晶組成物注入前の素子の透過率を100%とした際の値である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000047
 液晶組成物1~3を用いて作製されたFFSモードの表示素子(実施例1~3)は、それぞれ同じ液晶組成物を用いて作成されたVAモードの液晶表示素子(比較例1~3)に比べ、最高透過率、コントラスト比及び応答速度いずれにおいても優れた特性を示した。
 液晶分子が基板に対して平行に配向し、且つ、フリンジの電界が生じるFFSモードの液晶表示素子においては、液晶分子が基板に対して垂直に配向し、且つ、垂直に電界が生じるVAモードの液晶表示素子とは異なった液晶の基本特性が求められる。液晶組成物1~3が本願必須成分である一般式(I)及び一般式(II)の化合物を含有することにより、液晶表示素子としての基本的特性を損なうこと無く、FFSモードの大きな特徴である透過率の向上を達成したものである。一方、FFSモードのこれらの差異により、焼き付きや滴下痕といった効果については、従来の知見からは予測のつけにくいものとなっている。本発明の液晶表示素子においては、これらの点についても良好な特性を示している。
 (実施例4(液晶組成物4))
 組成物1~3と同等のTNI、同等のΔnの値及び同等のΔεの値を有するように設計した次に示す組成を有する液晶組成物(液晶組成物4)を調製し、その物性値を測定した。この結果を次の表に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000048
 液晶組成物4は、TV用液晶組成物として実用的なTNIを有し、大きいΔεの絶対値を有し、低いη及び最適なΔnを有していることが解る。液晶組成物4を用いて、FFSモードの液晶表示素子を作製したところ、実施例1~3と同等の優れた表示特性を示した。
 (実施例5(液晶組成物5))
 液晶組成物1~4と同等のTNI、同等のΔnの値及び同等のΔεの値を有するように設計した次に示す組成を有する液晶組成物(液晶組成物5)を調製し、その物性値を測定した。この結果を次の表に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000049
 液晶組成物5は、TV用液晶組成物として実用的なTNIを有し、大きいΔεの絶対値を有し、低いη及び最適なΔnを有していることが解る。液晶組成物5を用いて、FFSモードの液晶表示素子を作製したところ、実施例1~3と同等の優れた表示特性を示した。
 (実施例6(液晶組成物6))
 液晶組成物1~5と同等のTNI、同等のΔnの値及び同等のΔεの値を有するように設計した次に示す組成を有する液晶組成物(液晶組成物6)を調製し、その物性値を測定した。この結果を次の表に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000050
 液晶組成物6は、TV用液晶組成物として実用的なTNIを有し、大きいΔεの絶対値を有し、低いη及び最適なΔnを有していることが解る。液晶組成物6を用いて、FFSモードの液晶表示素子を作製したところ、実施例1~3と同等の優れた表示特性を示した。
 (実施例7(液晶組成物7))
 液晶組成物1~6と同等のΔnの値を有し、より高いTNI及びΔεの値を有するように設計した次に示す組成を有する液晶組成物(液晶組成物7)を調製し、その物性値を測定した。この結果を次の表に示す。液晶組成物7を用いて、実施例1と同様にFFSモードの液晶表示素子を作製し、焼き付き、滴下痕、プロセス適合性及び低温での溶解性の評価を行った結果を同じ表に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000051
 液晶組成物7は、TV用液晶組成物として実用的なTNIを有し、大きいΔεの絶対値を有し、低いη及び最適なΔnを有していることが解る。液晶組成物7を用いて、実施例1と同様のFFSモードの液晶表示素子を作製し前述の方法により、焼き付き、滴下痕、プロセス適合性及び低温での溶解性を評価したところ、優れた評価結果を示した。
 (実施例8(液晶組成物8))
 液晶組成物7と同等のTNI、同等のΔnの値及び同等のΔεの値を有するように設計した次に示す組成を有する液晶組成物(液晶組成物8)を調製し、その物性値を測定した。この結果を次の表に示す。 液晶組成物8を用いて、実施例1と同様にFFSモードの液晶表示素子を作製し、焼き付き、滴下痕、プロセス適合性及び低温での溶解性の評価を行った結果を同じ表に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000052
 液晶組成物8は、TV用液晶組成物として実用的なTNIを有し、大きいΔεの絶対値を有し、低いη及び最適なΔnを有していることが解る。液晶組成物8を用いて、実施例1と同様のFFSモードの液晶表示素子を作製し前述の方法により、焼き付き、滴下痕、プロセス適合性及び低温での溶解性を評価したところ、優れた評価結果を示した。
 (実施例9(液晶組成物9))
 液晶組成物7,8と同等のTNI、同等のΔnの値及び同等のΔεの値を有するように設計した次に示す組成を有する液晶組成物(液晶組成物9)を調製し、その物性値を測定した。この結果を次の表に示す。液晶組成物9を用いて、実施例1と同様にFFSモードの液晶表示素子を作製し、焼き付き、滴下痕、プロセス適合性及び低温での溶解性の評価を行った結果を同じ表に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000053
 液晶組成物9は、TV用液晶組成物として実用的なTNIを有し、大きいΔεの絶対値を有し、低いη及び最適なΔnを有していることが解る。液晶組成物9を用いて、実施例1と同様のFFSモードの液晶表示素子を作製し前述の方法により、焼き付き、滴下痕、プロセス適合性及び低温での溶解性を評価したところ、優れた評価結果を示した。
 (比較例4~6)
 液晶組成物7~9を用いて、比較例1~3と同様のVAモードの液晶表示素子を作製した。
 実施例7~9においてそれぞれ作製したFFSモードの液晶表示素子と、比較例4~6においてそれぞれ作成したVAモードの液晶表示素子について、透過率、コントラスト比、応答速度の比較を行った。その結果を次に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000054
 液晶組成物7~9を用いて作製されたFFSモードの表示素子(実施例7~9)は、それぞれ同じ液晶組成物を用いて作成されたVAモードの液晶表示素子(比較例4~6)に比べ、最高透過率、コントラスト比及び応答速度いずれにおいても優れた特性を示した。
 (実施例10(液晶組成物10))
 液晶組成物7~9と同等のTNI、同等のΔnの値及び同等のΔεの値を有するように設計した次に示す組成を有する液晶組成物(液晶組成物10)を調製し、その物性値を測定した。この結果を次の表に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000055
 液晶組成物10は、TV用液晶組成物として実用的なTNIを有し、大きいΔεの絶対値を有し、低いη及び最適なΔnを有していることが解る。液晶組成物10を用いて、FFSモードの液晶表示素子を作製し前述の方法により、焼き付き、滴下痕、プロセス適合性及び低温での溶解性を評価したところ、優れた評価結果を示した。
 (実施例11(液晶組成物11))
 液晶組成物7~10と同等のTNI、同等のΔnの値及び同等のΔεの値を有するように設計した次に示す組成を有する液晶組成物を調製し、その物性値を測定した。この結果を次の表に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000056
 液晶組成物11は、TV用液晶組成物として実用的なTNIを有し、大きいΔεの絶対値を有し、低いη及び最適なΔnを有していることが解る。液晶組成物11を用いて、FFSモードの液晶表示素子を作製し前述の方法により、焼き付き、滴下痕、プロセス適合性及び低温での溶解性を評価したところ、優れた評価結果を示した。
 (実施例12(液晶組成物12))
 液晶組成物7~11と同等のTNI、同等のΔnの値及び同等のΔεの値を有するように設計した次に示す組成を有する液晶組成物(液晶組成物12)を調製し、その物性値を測定した。この結果を次の表に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000057
 液晶組成物12は、TV用液晶組成物として実用的なTNIを有し、大きいΔεの絶対値を有し、低いη及び最適なΔnを有していることが解る。液晶組成物12を用いて、FFSモードの液晶表示素子を作製し前述の方法により、焼き付き、滴下痕、プロセス適合性及び低温での溶解性を評価したところ、優れた評価結果を示した。
 (実施例13(液晶組成物13))
 液晶組成物7~12と同等のTNI、同等のΔnの値及び同等のΔεの値を有するように設計した次に示す組成を有する液晶組成物(液晶組成物13)を調製し、その物性値を測定した。この結果を次の表に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000058
 液晶組成物13は、TV用液晶組成物として実用的なTNIを有し、大きいΔεの絶対値を有し、低いη及び最適なΔnを有していることが解る。液晶組成物13を用いて、実施例1と同様のFFSモードの液晶表示素子を作製し前述の方法により、焼き付き、滴下痕、プロセス適合性及び低温での溶解性を評価したところ、優れた評価結果を示した。
 (実施例14(液晶組成物14))
 液晶組成物7~13と同等のTNI、同等のΔnの値及び同等のΔεの値を有するように設計した次に示す組成を有する液晶組成物(液晶組成物14)を調製し、その物性値を測定した。この結果を次の表に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000059
 液晶組成物14は、TV用液晶組成物として実用的なTNIを有し、大きいΔεの絶対値を有し、低いη及び最適なΔnを有していることが解る。液晶組成物14を用いて、実施例1と同様のFFSモードの液晶表示素子を作製し前述の方法により、焼き付き、滴下痕、プロセス適合性及び低温での溶解性を評価したところ、優れた評価結果を示した。
 (実施例15(液晶組成物15))
 次に示す組成を有する液晶組成物(液晶組成物15)を調製し、その物性値を測定した。この結果を次の表に示す。液晶組成物15を用いて、実施例1と同様にFFSモードの液晶表示素子を作製し、焼き付き、滴下痕、プロセス適合性及び低温での溶解性の評価を行った結果を同じ表に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000060
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000061
 液晶組成物15は、TV用液晶組成物として実用的な85.3℃のTNIを有し、大きいΔεの絶対値を有し、低いη及び最適なΔnを有していることが解る。液晶組成物1を用いて、FFSモードの液晶表示素子を作製し前述の方法により、焼き付き、滴下痕、プロセス適合性及び低温での溶解性を評価したところ、極めて優れた評価結果を示した。
 (実施例16(液晶組成物16))
 液晶組成物15と同等のTNI、同等のΔnの値及び同等のΔεの値を有するように設計した次に示す組成を有する液晶組成物(液晶組成物16)を調製し、その物性値を測定した。この結果を次の表に示す。液晶組成物16を用いて、実施例1と同様にFFSモードの液晶表示素子を作製し、焼き付き、滴下痕、プロセス適合性及び低温での溶解性の評価を行った結果を同じ表に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000062
 液晶組成物16は、TV用液晶組成物として実用的な液晶相温度範囲を有し、大きい誘電率異方性の絶対値を有し、低い粘性及び最適なΔnを有していることが解る。液晶組成物16を用いて、実施例1と同様のFFSモードの液晶表示素子を作製し前述の方法により、焼き付き、滴下痕、プロセス適合性及び低温での溶解性を評価したところ、優れた評価結果を示した。
 (実施例17(液晶組成物17))
 液晶組成物15,16と同等のTNI、同等のΔnの値及び同等のΔεの値を有するように設計した次に示す組成を有する液晶組成物(液晶組成物17)を調製し、その物性値を測定した。この結果を次の表に示す。液晶組成物17を用いて、実施例1と同様にFFSモードの液晶表示素子を作製し、焼き付き、滴下痕、プロセス適合性及び低温での溶解性の評価を行った結果を同じ表に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000063
 液晶組成物17は、TV用液晶組成物として実用的なTNIを有し、大きいΔεの絶対値を有し、低いη及び最適なΔnを有していることが解る。液晶組成物17を用いて、実施例1と同様のFFSモードの液晶表示素子を作製し前述の方法により、焼き付き、滴下痕、プロセス適合性及び低温での溶解性を評価したところ、優れた評価結果を示した。
 (比較例7~9)
 液晶組成物15~17を用いて、比較例1~3と同様のVAモードの液晶表示素子を作製した。
 実施例15~17においてそれぞれ作製したFFSモードの液晶表示素子と、比較例7~9においてそれぞれ作成したVAモードの液晶表示素子について、透過率、コントラスト比、応答速度の比較を行った。その結果を次に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000064
 液晶組成物15~17を用いて作製されたFFSモードの表示素子(実施例15~17)は、それぞれ同じ液晶組成物を用いて作成されたVAモードの液晶表示素子(比較例7~9)に比べ、最高透過率、コントラスト比及び応答速度いずれにおいても優れた特性を示した。
 液晶分子が基板に対して平行に配向し、且つ、フリンジの電界が生じるFFSモードの液晶表示素子においては、液晶分子が基板に対して垂直に配向し、且つ、垂直に電界が生じるVAモードの液晶表示素子とは異なった液晶の基本特性が求められる。液晶組成物15~17が本願必須成分を含有することにより、液晶表示素子としての基本的特性を損なうこと無く、FFSモードの大きな特徴である透過率の向上を達成したものである。一方、FFSモードのこれらの差異により、焼き付きや滴下痕といった効果については、従来の知見からは予測のつけにくいものとなっている。本発明の液晶表示素子においては、これらの点についても良好な特性を示している。
 (実施例18(液晶組成物18))
 組成物15~17と同等のTNI、同等のΔnの値及び同等のΔεの値を有するように設計した次に示す組成を有する液晶組成物(液晶組成物18)を調製し、その物性値を測定した。この結果を次の表に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000065
 液晶組成物18は、TV用液晶組成物として実用的なTNIを有し、大きいΔεの絶対値を有し、低いη及び最適なΔnを有していることが解る。液晶組成物18を用いて、FFSモードの液晶表示素子を作製したところ、実施例15~17と同等の優れた表示特性を示した。
 (実施例19(液晶組成物19))
 液晶組成物15~18と同等のTNI、同等のΔnの値及び同等のΔεの値を有するように設計した次に示す組成を有する液晶組成物(液晶組成物19)を調製し、その物性値を測定した。この結果を次の表に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000066
 液晶組成物19は、TV用液晶組成物として実用的なTNIを有し、大きいΔεの絶対値を有し、低いη及び最適なΔnを有していることが解る。液晶組成物19を用いて、FFSモードの液晶表示素子を作製したところ、実施例15~17と同等の優れた表示特性を示した。
 (実施例20(液晶組成物20))
 液晶組成物15~19と同等のTNI、同等のΔnの値及び同等のΔεの値を有するように設計した次に示す組成を有する液晶組成物(液晶組成物20)を調製し、その物性値を測定した。この結果を次の表に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000067
 液晶組成物20は、TV用液晶組成物として実用的なTNIを有し、大きいΔεの絶対値を有し、低いη及び最適なΔnを有していることが解る。液晶組成物20を用いて、FFSモードの液晶表示素子を作製したところ、実施例15~17と同等の優れた表示特性を示した。
 (実施例21(液晶組成物21))
 液晶組成物15~20と同等のTNI、同等のΔnの値及び同等のΔεの値を有するように設計した次に示す組成を有する液晶組成物(液晶組成物21)を調製し、その物性値を測定した。この結果を次の表に示す。液晶組成物21を用いて、実施例1と同様にFFSモードの液晶表示素子を作製し、焼き付き、滴下痕、プロセス適合性及び低温での溶解性の評価を行った結果を同じ表に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000068
 液晶組成物21は、TV用液晶組成物として実用的なTNIを有し、大きいΔεの絶対値を有し、低いη及び最適なΔnを有していることが解る。液晶組成物21を用いて、実施例1と同様のFFSモードの液晶表示素子を作製し前述の方法により、焼き付き、滴下痕、プロセス適合性及び低温での溶解性を評価したところ、優れた評価結果を示した。
 (実施例22(液晶組成物22))
 液晶組成物15~21と同等のTNI、同等のΔnの値及び同等のΔεの値を有するように設計した次に示す組成を有する液晶組成物(液晶組成物22)を調製し、その物性値を測定した。この結果を次の表に示す。液晶組成物22を用いて、実施例1と同様にFFSモードの液晶表示素子を作製し、焼き付き、滴下痕、プロセス適合性及び低温での溶解性の評価を行った結果を同じ表に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000069
 液晶組成物22は、TV用液晶組成物として実用的なTNIを有し、大きいΔεの絶対値を有し、低いη及び最適なΔnを有していることが解る。液晶組成物22を用いて、実施例1と同様のFFSモードの液晶表示素子を作製し前述の方法により、焼き付き、滴下痕、プロセス適合性及び低温での溶解性を評価したところ、優れた評価結果を示した。
 (実施例23(液晶組成23))
 液晶組成物15~22と同等のTNI、同等のΔnの値及び同等のΔεの値を有するように設計した次に示す組成を有する液晶組成物(液晶組成物23)を調製し、その物性値を測定した。この結果を次の表に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000070
 液晶組成物23は、TV用液晶組成物として実用的なTNIを有し、大きいΔεの絶対値を有し、低いη及び最適なΔnを有していることが解る。液晶組成物23を用いて、実施例1と同様のFFSモードの液晶表示素子を作製し前述の方法により、焼き付き、滴下痕、プロセス適合性及び低温での溶解性を評価したところ、優れた評価結果を示した。
 (比較例10~12)
 液晶組成物21~23を用いて、比較例1~3と同様のVAモードの液晶表示素子を作製した。
 実施例21~23においてそれぞれ作製したFFSモードの液晶表示素子と、比較例10~12においてそれぞれ作成したVAモードの液晶表示素子について、透過率、コントラスト比、応答速度の比較を行った。その結果を次に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000071
 液晶組成物21~23を用いて作製されたFFSモードの表示素子(実施例21~23)は、それぞれ同じ液晶組成物を用いて作成されたVAモードの液晶表示素子(比較例10~12)に比べ、最高透過率、コントラスト比及び応答速度いずれにおいても優れた特性を示した。
 (実施例24(液晶組成物24))
 液晶組成物15~23と同等のTNI、同等のΔnの値及び同等のΔεの値を有するように設計した次に示す組成を有する液晶組成物(液晶組成物24)を調製し、その物性値を測定した。この結果を次の表に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000072
 液晶組成物24は、TV用液晶組成物として実用的なTNIを有し、大きいΔεの絶対値を有し、低いη及び最適なΔnを有していることが解る。液晶組成物24を用いて、FFSモードの液晶表示素子を作製し前述の方法により、焼き付き、滴下痕、プロセス適合性及び低温での溶解性を評価したところ、優れた評価結果を示した。
 (実施例25(液晶組成物25))
 液晶組成物15~24と同等のTNI、同等のΔnの値及び同等のΔεの値を有するように設計した次に示す組成を有する液晶組成物を調製し、その物性値を測定した。この結果を次の表に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000073
 液晶組成物25は、TV用液晶組成物として実用的なTNIを有し、大きいΔεの絶対値を有し、低いη及び最適なΔnを有していることが解る。液晶組成物25を用いて、FFSモードの液晶表示素子を作製し前述の方法により、焼き付き、滴下痕、プロセス適合性及び低温での溶解性を評価したところ、優れた評価結果を示した。
 (実施例26(液晶組成物26))
 液晶組成物15~25と同等のTNI、同等のΔnの値及び同等のΔεの値を有するように設計した次に示す組成を有する液晶組成物(液晶組成物26)を調製し、その物性値を測定した。この結果を次の表に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000074
 液晶組成物26は、TV用液晶組成物として実用的なTNIを有し、大きいΔεの絶対値を有し、低いη及び最適なΔnを有していることが解る。液晶組成物26を用いて、FFSモードの液晶表示素子を作製し前述の方法により、焼き付き、滴下痕、プロセス適合性及び低温での溶解性を評価したところ、優れた評価結果を示した。
(実施例27~35(液晶組成物27~35))
 次に示す組成を有する液晶組成物(液晶組成物27~35)を調製し、その物性値を測定した。この結果を次の表に示す。液晶組成物27~35を用いて、実施例1と同様にFFSモードの液晶表示素子を作製し、焼き付き、滴下痕、プロセス適合性及び低温での溶解性の評価を行った結果を同じ表に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000075
 液晶組成物27~35は、TV用液晶組成物として実用的な範囲のTNIを有し、大きいΔεの絶対値を有し、低いη及び最適なΔnを有していることが解る。液晶組成物27~35を用いて、FFSモードの液晶表示素子を作製し前述の方法により、電圧保持率、焼き付き、滴下痕、プロセス適合性及び低温での溶解性を評価したところ、極めて優れた評価結果を示した。
 (比較例13~21)
 液晶組成物27~35を用いて、比較例1~3と同様のVAモードの液晶表示素子を作製した。
 実施例27~35においてそれぞれ作製したFFSモードの液晶表示素子と、比較例13~21においてそれぞれ作成したVAモードの液晶表示素子について、透過率、コントラスト比、応答速度の比較を行った。その結果を次に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000076
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000077
 (実施例36~41(液晶組成物36~41))
 液晶組成物27~35と同等のTNI、同等のΔnの値及び同等のΔεの値を有するように設計した次に示す組成を有する液晶組成物(液晶組成物36~41)を調製し、その物性値を測定した。この結果を次の表に示す。液晶組成物36~41を用いて、実施例1と同様にFFSモードの液晶表示素子を作製し、焼き付き、滴下痕、プロセス適合性及び低温での溶解性の評価を行った結果を同じ表に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000078
 液晶組成物36~41は、TV用液晶組成物として実用的なTNIを有し、大きいΔεの絶対値を有し、低いη及び最適なΔnを有していることが解る。液晶組成物36~41を用いて、実施例1と同様のFFSモードの液晶表示素子を作製し前述の方法により、電圧保持率、焼き付き、滴下痕、プロセス適合性及び低温での溶解性を評価したところ、TV用液晶組成物として実用的な評価結果を示した。
 (比較例22~27)
 液晶組成物36~41を用いて、比較例1と同様のVAモードの液晶表示素子を作製した。
 実施例36~41においてそれぞれ作製したFFSモードの液晶表示素子と、比較例22~27において作成したVAモードの液晶表示素子について、透過率、コントラスト比、応答速度の比較を行った。その結果を次に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000079
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000080
 液晶組成物36~41を用いて作製されたFFSモードの表示素子(実施例36~41)は、同じ液晶組成物を用いて作成されたVAモードの液晶表示素子(比較例22~27)に比べ、最高透過率、コントラスト比及び応答速度いずれにおいても優れた特性を示した。
 (実施例42~44(液晶組成物42~44))
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000081
 液晶組成物42~44は、TV用液晶組成物として実用的なTNIを有し、大きいΔεの絶対値を有し、低いη及び最適なΔnを有していることが解る。液晶組成物42~44を用いて、実施例1と同様のFFSモードの液晶表示素子を作製し前述の方法により、電圧保持率、焼き付き、滴下痕、プロセス適合性及び低温での溶解性を評価したところ、TV用液晶組成物として実用的な評価結果を示した。
 (実施例45)
 TV用として一般的であるセル厚3.0μmで、第1の基板にTFT電極層を有し、かつ第2の基板に櫛形の共通電極を有するFFSモードの液晶表示素子を作製した(図8の構成)。また、液晶組成物1~44について滴下法にて行い、当該液晶セルを駆動させながら偏光顕微鏡で観察した結果、配向ムラが実施例1の液晶セルと比較して低減していることが確認された。
1,8 偏光板
2 第1の基板
3 第2の電極層
4 配向膜
5 液晶層
6 カラーフィルタ
7 第2の基板(電極を表面に形成されている場合も含む)
10 液晶表示素子
11 ゲート電極
12 ゲート絶縁膜
13 半導体層
14 絶縁層
15 オーミック接触層
16 ドレイン電極
17 ソース電極
18 絶縁保護層
19 (絶縁)保護膜
21 第1の電極の一例として画素電極
22 第2の電極の一例として共通電極
23 ストレイジキャパシタ
25 データバスライン
27 ソースバスライン
29 共通ライン
123     第3の電極
124     突起部
126 カラーフィルタを含む樹脂層

Claims (4)

  1.  対向に配置された第1の透明絶縁基板と、第2の透明絶縁基板と、前記第1の基板と第2の基板との間に液晶組成物を含有する液晶層を挟持し、
     前記第1基板上に、透明導電性材料からなる第1の電極と、網目状に配置される複数個のゲートバスライン及びデータバスラインと、
    前記ゲートバスラインとデータバスラインとの交差部に設けられる薄膜トランジスタと、
    該トランジスタにより駆動され透明導電性材料からなる第2の電極と、を各画素毎に有し、
    前記液晶層と、前記第1基板と第2基板のそれぞれの間にホモジニアス配向を誘起する配向膜層を有し、各配向膜の配向方向は平行であり、前記第1の電極と第2の電極とはこれらの電極間にフリンジ電界を形成するために、前記第1の電極と第2の電極との間の電極間距離:Rが前記第1の基板と第2の基板との距離:Gより小さく、前記第2の電極は、前記第1の電極より第1基板に近い位置に配置される、液晶表示素子。
  2.  網目状に配置される複数個のゲートバスライン及びデータバスライン、前記ゲートバスラインと前記データバスラインとの各交差部に設けられる薄膜トランジスタと、
     前記薄膜トランジスタを含む層上に形成された第1の配向層を表面に有する第1の基板と、
     前記第1の基板の近傍領域に設けられ、かつ第1の電極と離間して設けられる第2電極および前記薄膜トランジスタに接続された前記第1の電極と、
     前記第1の基板と対向して設けられる第2の配向層を表面に有する第2の基板と、
     前記第1の配向層および前記第2の配向層同士向かい合うよう離間して配置され、かつ両配向層間に充填されたジフルオロベンゼン基を含む化合物を含有するn型液晶組成物からなる液晶層と、
     前記第1の電極および第2の電極が設けられている前記第1の基板の近傍領域以外の領域に第3の電極を有する、請求項1に記載の液晶表示素子。
  3.  前記ジフルオロベンゼン基を含む化合物は、下記一般式(IV):
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
    (式中R及びRはそれぞれ独立して、炭素原子数1~8のアルキル基、炭素原子数2~8のアルケニル基、炭素原子数1~8のアルコキシ基又は炭素原子数2~8のアルケニルオキシ基を表し、該アルキル基、アルケニル基、アルコキシ基又はアルケニルオキシ基中の1つ以上の水素原子はフッ素原子で置換されていてもよく、該アルキル基、アルケニル基、アルコキシ基又はアルケニルオキシ基中のメチレン基は酸素原子が連続して結合しない限り酸素原子で置換されていてもよく、カルボニル基が連続して結合しない限りカルボニル基で置換されていてもよく、
    及びAはそれぞれ独立して、1,4-シクロヘキシレン基、1,4-フェニレン基又はテトラヒドロピラン-2,5-ジイル基を表すが、A又は/及びAが1,4-フェニレン基を表す場合、該1,4-フェニレン基中の1つ以上の水素原子はフッ素原子に置換されていてもよく、
    及びZはそれぞれ独立して単結合、-OCH-、-OCF-、-CHO-、又はCFO-を表し、
    及びnはそれぞれ独立して、0、1、2又は3を表すが、n+nは1~3であり、A、A、Z及び/又はZが複数存在する場合にはそれらは同一であっても異なっていてもよいが、nが1又は2でありnが0でありAの少なくとも1つが1,4-シクロへキシレン基でありすべてのZが単結合である化合物を除く。)で表される化合物を1種以上含有する請求項1または2記載の液晶表示素子。
  4.  前記n型液晶組成物は、ネマチック相-等方性液体の転移温度が60℃以上であり、誘電率異方性の絶対値が2以上であり、一般式(I):
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
    (式中、R及びRはそれぞれ独立して、炭素原子数1~8のアルキル基、炭素原子数2~8のアルケニル基、炭素原子数1~8のアルコキシ基又は炭素原子数2~8のアルケニルオキシ基を表し、Aは1,4-フェニレン基又はトランス-1,4-シクロヘキシレン基を表し、kは1又は2を表すが、kが2の場合二つのAは同一であっても異なっていてもよい。)で表される化合物群から選ばれる少なくとも1種類の化合物、および/または、下記一般式(II)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
    (式中、Rは炭素原子数1~8のアルキル基、炭素原子数2~8のアルケニル基、炭素原子数1~8のアルコキシ基又は炭素原子数2~8のアルケニルオキシ基を表し、Rは炭素原子数1~8のアルキル基、炭素原子数4~8のアルケニル基、炭素原子数1~8のアルコキシ基又は炭素原子数3~8のアルケニルオキシ基を表し、Bは1,4-フェニレン基又はトランス-1,4-シクロヘキシレン基を表し、mは0、1又は2を表すが、mが2の場合二つのBは同一であっても異なっていてもよい。)で表される化合物群から選ばれる少なくとも1種類の化合物を含有する、請求項1~3のいずれか1項に記載の液晶表示素子。
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