JPH09169977A

JPH09169977A - 液晶組成物及びそれを含む液晶表示素子

Info

Publication number: JPH09169977A
Application number: JP8272040A
Authority: JP
Inventors: Takaaki Shimizu; 孝明清水; Tatsushi Kaneko; 達志金子; Tsutomu Ogiwara; 勤荻原
Original assignee: Shin-Etsu Chemical Co Ltd
Current assignee: Shin-Etsu Chemical Co Ltd
Priority date: 1995-10-16
Filing date: 1996-10-15
Publication date: 1997-06-30

Abstract

(57)【要約】【課題】負の誘電異方性を有する優れた液晶組成物を
提供する。【解決手段】下記の一般式Ｉ、II、III 、IV及びＶ、【化１】（ここで、Ｒ¹は、炭素数２〜７のアルキル基やアルケ
ニル基などを表わす。Ａ、Ｂ、又はＣで表わされる六員
環は、それぞれ、トランス−１−シラ−１，４−シクロ
ヘキシレン基、トランス−４−シラ−１，４−シクロヘ
キシレン基、又はトランス−１，４−シクロヘキシレン
基のいずれかを表わす。Ｌは、Ｆを、Ｌ₁及びＬ₂は、
Ｈ又はＦを、ｎは、０、１又は２を、Ｒ₂は、Ｈ、Ｒ₁
又はＯＲ₁を表わす。）から成る群から選択される１種
又はそれ以上の化合物を含有し、その内少なくとも１種
の化合物は、トランス−１−シラ−１，４−シクロヘキ
シレン基又はトランス−４−シラ−１，４−シクロヘキ
シレン基を含有することを特徴とする液晶組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、シラシクロヘキサ
ン環を含む液晶化合物のみ、或は、それと従来からある
ケイ素を含有しない液晶化合物との混合物から構成され
た液晶組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示素子は、液晶物質が持つ光学異
方性及び誘電異方性を利用したものである。その表示様
式によって、ＴＮ型（ねじれネマチック型）、ＳＴＮ型
（超ねじれネマチック型）、ＳＢＥ型（超複屈折型）、
ＤＳ型（動的散乱型）、ゲスト・ホスト型、ＤＡＰ型
（整列相の変形型）及びＯＭＩ型（光学的モード干渉
型）など各種の方式がある。最も一般的なディスプレー
デバイスは、シャット−ヘルフリッヒ効果に基づき、ね
じれネマチック構造を有するものである。

【０００３】これらの液晶表示に用いられる液晶物質に
要求される性質は、その表示方式によって若干異なる
が、液晶温度範囲が広いこと、水分、空気、光、熱、電
界等に対して安定であること等は、いずれの表示方式に
おいても共通して要求される。さらに、液晶材料は、低
粘度であり、かつセル中において短いアドレス時間、低
い閾値電圧、及び高いコントラストを与えることが望ま
れる。現在、単一の化合物でこれらの要求をすべて満た
す物質はなく、実際には数種〜１０数種の液晶化合物や
潜在液晶化合物を混合して得られる液晶性混合物が使用
されている。それ故、構成成分が互いに容易に混和でき
ることも重要である。

【０００４】特に、近年、マルチメディアの登場や携帯
機器の普及により、液晶ディスプレイの省力化、低駆動
電圧化が一層求められている。直視型液晶ディスプレイ
に関する消費電力の内、バックライトによるものが５割
近くを占め、これを大幅に削減する手段として、反射型
液晶ディスプレイの開発が盛んに行なわれている。この
反射型液晶ディスプレイの動作モードとしては、ＤＳ
（ダイナミックスキャタリング＝光散乱）モード、ＥＣ
Ｂ（electrically controlled birefringence ＝電界制
御複屈折）モードやＧＨ（ゲスト・ホスト）モードなど
があり、この中のある種のものでは、Δε（誘電率異方
性）が負の液晶材料を用いなければならないものがあ
る。

【０００５】従来、Δεが負の液晶化合物単体として
は、

【化２】（ここで、Ｒ₁，Ｒ₂は、炭素数１〜１０のアルキル、
アルコキシ基である。）（特公昭６１−２６８９８号公
報）や、

【化３】（ここで、Ｒ₁，Ｒ₂は、炭素数１〜１２のアルキル又
はアルコキシ基、ｑ＋ｒ＝１，２であり、Ｚは単結合、
ＣＨ₂ＣＨ₂、ＯＣＨ₂、ＯＣＯ、又はＣＯ₂であり、
Ｘ₁、Ｘ₂＝Ｈ、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、又はＣＮである。）
（特開昭６０−１９９８４０号公報）や、

【化４】（ここで、Ｒ₁，Ｒ₂は、炭素数１〜１５の非置換又は
置換アルキル基、Ｑ＝ＣＯ、ＣＨ₂である。）（特表平
２−５０３４３６号公報）等の１，４−置換フェニレン
基の２，３位がＦ、ＣＮ等で置換された部分構造を持つ
化合物や、

【化５】等（特開昭６０−２２６８３５号公報）の１，４置換シ
クロヘキシレン基の１又は４位のアキシャル位がＦ、Ｃ
Ｎで置換された部分構造を持つ化合物が知られていた。
また、液晶ディスプレイの欠点の一つに、視野角の狭さ
がある。これを改良するために種々の新規なモードが提
案されている。その中の一つに、イン・プレーン・スイ
ッチング・モード（ｉｎ−ｐｌａｎｅｓｗｉｔｃｈｉ
ｎｇｍｏｄｅ）がある。このモードでは、上下左右共
に、視野角が±６０度にまで広がり、優れているが、応
答速度が遅いという欠点がある。この原因は、液晶に粘
度の高いＮｎ型液晶（Δε＜０）を用いざるを得ないと
いう欠点があったためである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】我々は、従来知られて
いなかったシラシクロヘキサン環を分子構造中に含んだ
液晶化合物について既に出願済みである。

【表１】表１の一般式Ｉ〜Ｖについては後述する。本発明の組成
物は、それらの液晶化合物のみから構成された、又はそ
れらを構成成分の一部として含む、負のΔε（誘電率異
方性）を持った混合物に関する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の組成物は、下記
の一般式Ｉ〜Ｖから選択された１種又はそれ以上の化合
物を含み、その内少なくとも１種の化合物は、トランス
−１−シラ−１，４−シクロヘキシレン基又はトランス
−４−シラ−１，４−シクロヘキシレン基を含有する化
合物から構成される。

【化６】（ここで、Ｒ₁は、炭素数２〜７を有するアルキル基、
アルコキシアルキル基、モノ又はジフルオロアルキル
基、又はアルケニル基を表わす。ｈ、ｉ、ｊ、及びｋ
は、０又は１を表わすが、ただし、ｉ＋ｊ＝１である。
ｍは、０、１、又は２を表わす。Ａ、Ｂ、又はＣで表わ
される六員環は、それぞれ、トランス−１−シラ−１，
４−シクロヘキシレン基、トランス−４−シラ−１，４
−シクロヘキシレン基、又はトランス−１，４−シクロ
ヘキシレン基のいずれかを表わす。Ｌは、Ｆを表し、Ｌ
₁及びＬ₂は、Ｈ又はＦを表わす。ｎは、０、１又は２
を表わす。Ｒ₂は、Ｈ、Ｒ₁又はＯＲ₁を表わす。）

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明の組成物は、広温度範囲に
亘るネマチック液晶相、水分、空気、光、熱、電界に対
する安定性、そして液晶化合物同士の良好な相互溶解性
を備えていると同時に、成分として分子構造中にシラシ
クロヘキサン環を持つ化合物を混合した効果として、以
下の特長を有する。

【０００９】（１）高速応答のための低粘度化１，４−置換フェニレン基の２，３位がＣＮが置換され
た部分構造

【化７】を持つ化合物や、１，４置換シクロヘキシレン基の１又
は４位のアキシャル位がＣＮで置換された部分構造

【化８】を持つ従来の化合物は、粘度が７０〜２００ｃｐｓと高
く、高速応答には不向きであった。分子構造中にシラシ
クロヘキサン環を持つ一般式Ｉ〜Ｖの化合物は、粘度が
１０〜７０ｃｐｓと低く、本発明により、これを混合す
ることで組成物の低粘度化、即ち応答速度の高速化が図
れる。

【００１０】（２）低電圧駆動のための低閾値電圧化上記の部分構造

【化９】を持つ化合物は、高極性であるＣＮ基があるために｜Δ
ε｜が大きく、従って低電圧化に有利であるが、上述の
様に、粘度が高く高速応答には不利となる。１，４−置
換フェニレン基の２，３位がＦで置換された部分構造

【化１０】を持つ従来の化合物（Ｓｉを分子中に含まない）は、比
較的低粘度ではあるものの、ＣＮ基含有化合物に比べ｜
Δε｜は小さく、低電圧化にとっては、まだ不満足であ
った。一般式Ｉ〜Ｖの中で、シラシクロヘキサン環と上
記の１，４−置換フェニレン基の２，３位がＦで置換さ
れた部分構造とを併せ持つ化合物は、ケイ素導入効果に
よりその｜Δε｜が更に増大するので、それらを含む本
発明の液晶組成物は、低電圧駆動化が図れる。

【００１１】（３）高電圧保持率 Δεが負の液晶材料を用いる反射型液晶ディスプレイの
動作モードの中には、駆動方式としてアクティブマトリ
ックス方式で行うものがある。この際、画像表示品位の
保持のために信号電圧保持特性なるものが求められる。
この信号電圧保持特性とは、所定のフレーム周期内にお
いて液晶を含むＴＦＴ画素に印加される信号電圧の低下
の度合を示す。従って、信号電圧の低下がない場合、即
ち電圧保持率が１００％の場合は、液晶分子の配列が解
けずに、コントラストの低下は発生しない。また、この
電圧保持特性は、液晶パネルが使用される環境にも影響
され、プロジェクション用液晶パネルのように高強度の
光に曝される環境、或は車載用液晶パネルのように高温
に曝される環境では、この特性を良好に保つことができ
る期間が短くなり易い。

【００１２】本発明の液晶組成物は、１００℃という高
温条件でも９８％以上の高い電圧保持率を有する。特に
低閾値電圧と高電圧保持率を同時に満たすことは、これ
までの液晶材料では困難で、いずれか一方をある程度犠
牲にせざるを得なかった。一般式Ｉの具体的化学構造
は、以下の通り。

【化１１】

【００１３】なお、Ｒ₁は以下のいずれかの基を表す。（ａ）炭素数２〜７のアルキル基、即ち、エチル基、ｎ
−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｎ−ヘ
キシル基又はｎ−ヘプチル基。（ｂ）炭素数２〜７のアルコキシアルキル基、即ち、メ
トキシメチル基、２−メトキシエチル基、３−メトキシ
プロピル基、４−メトキシブチル基、５−メトキシペン
チル基、６−メトキシヘキシル基、エトキシメチル基、
２−エトキシエチル基、３−エトキシプロピル基、４−
エトキシブチル基、５−エトキシペンチル基、（ｎ−プ
ロポキシ）メチル基、２−（ｎ−プロポキシ）エチル
基、３−（ｎ−プロポキシ）プロピル基、４−（ｎ−プ
ロポキシ）ブチル基、（ｎ−ブトキシ）メチル基、２−
（ｎ−ブトキシ）エチル基、３−（ｎ−ブトキシ）プロ
ピル基、（ｎ−ペントキシ）メチル基、２−（ｎ−ペン
トキシ）エチル基又は（ｎ−ヘキシロキシ）メチル基。（ｃ）炭素数２〜７のモノ又はジフルオロアルキル基、
即ち、１−フルオロエチル基、１−フルオロプロピル
基、１−フルオロブチル基、１−フルオロペンチル基、
１−フルオロヘキシル基、１−フルオロヘプチル基、２
−フルオロエチル基、２−フルオロプロピル基、２−フ
ルオロブチル基、２−フルオロペンチル基、２−フルオ
ロヘキシル基、２−フルオロヘプチル基、３−フルオロ
プロピル基、３−フルオロブチル基、３−フルオロペン
チル基、３−フルオロヘキシル基、３−フルオロヘプチ
ル基、４−フルオロブチル基、４−フルオロペンチル
基、４−フルオロヘキシル基、４−フルオロヘプチル
基、５−フルオロペンチル基、５−フルオロヘキシル
基、５−フルオロヘプチル基、６−フルオロヘキシル
基、６−フルオロヘプチル基、７−フルオロヘプチル
基、１，１−ジフルオロエチル基、１，１−ジフルオロ
プロピル基、１，１−ジフルオロブチル基、１，１−ジ
フルオロペンチル基、２，２−ジフルオロエチル基、
２，２−ジフルオロプロピル基、２，２−ジフルオロブ
チル基、２，２−ジフルオロペンチル基、３，３−ジフ
ルオロプロピル基、３，３−ジフルオロブチル基、３，
３−ジフルオロペンチル基、４，４−ジフルオロブチル
基、４，４−ジフルオロペンチル基又は５，５−ジフル
オロペンチル基。（ｄ）炭素数２〜７のアルケニル基、即ち、ビニル基、
１Ｅ−プロペニル基、１Ｅ−ブテニル基、１Ｅ−ペンテ
ニル基、１Ｅ−ヘキセニル基、１Ｅ−ヘプテニル基、３
−ブテニル基、３Ｅ−ペンテニル基、３Ｅ−ヘキセニル
基、３Ｅ−ヘプテニル基、４−ペンテニル基、４Ｅ−ヘ
キセニル基、４Ｚ−ヘキセニル基、４Ｅ−ヘプテニル
基、４Ｚ−ヘプテニル基、５−ヘキセニル基、５Ｅ−ヘ
プテニル基、５Ｚ−ヘプテニル基又は６−ヘプテニル
基。Ｒ₂は、Ｈ、Ｒ₁、又はＯＲ₁を表わす。

【００１４】部分骨格

【化１２】の具体例は以下の通り。

【化１３】シラシクロヘキサン環、シクロヘキサン環の立体配置は
いずれもトランス体である。

【００１５】次に一般式IIの具体例を示す。

【化１４】

【化１５】

【００１６】次に一般式III の具体例を示す。

【化１６】

【００１７】次に一般式IVの具体例を示す。

【化１７】

【化１８】

【化１９】

【化２０】

【化２１】

【化２２】

【００１８】次に一般式Ｖの具体例を示す。

【化２３】

【化２４】

【化２５】

【００１９】一般式II〜Ｖについても、Ｒ¹及びＲ
²は、一般式Ｉと同様である。Ｒ₁については、以下の
いずれかの基が好ましい。（ｅ）炭素数２〜７のアルキル基、即ち、エチル基、ｎ
−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｎ−ヘ
キシル基又はｎ−ヘプチル基。（ｆ）炭素数２〜７のアルコキシアルキル基のうち、メ
トキシメチル基、２−メトキシエチル基、３−メトキシ
プロピル基、５−メトキシペンチル基、エトキシメチル
基、２−エトキシエチル基、（ｎ−プロポキシ）メチル
基又は（ｎ−ペントキシ）メチル基。（ｇ）炭素数２〜７のモノ又はジフルオロアルキル基の
うち、２−フルオロエチル基、２−フルオロプロピル
基、４−フルオロブチル基、４−フルオロペンチル基、
５−フルオロペンチル基、６−フルオロヘキシル基、７
−フルオロヘプチル基、１，１−ジフルオロエチル基、
２，２−ジフルオロエチル基、２，２−ジフルオロプロ
ピル基、２，２−ジフルオロブチル基、４，４−ジフル
オロブチル基又は４，４−ジフルオロペンチル基。（ｈ）炭素数２〜７のアルケニル基のうち、ビニル基、
１Ｅ−プロペニル基、１Ｅ−ブテニル基、１Ｅ−ペンテ
ニル基、１Ｅ−ヘキセニル基、１Ｅ−ヘプテニル基、３
−ブテニル基、３Ｅ−ペンテニル基、３Ｅ−ヘキセニル
基、３Ｅ−ヘプテニル基、４−ペンテニル基、４Ｅ−ヘ
キセニル基、４Ｚ−ヘキセニル基、４Ｅ−ヘプテニル
基、４Ｚ−ヘプテニル基、５−ヘキセニル基又は６−ヘ
プテニル基。

【００２０】部分骨格

【化２６】については、

【化２７】が好ましい。即ち、低駆動電圧化には

【化２８】が、高速応答には

【化２９】が好ましい。

【００２１】環構造については、
Ｉ₁、₃、₄、₆、₇、₉、₁₀、₁₁、₁₂、₁₄、₁₆、I
I₁、₃、₄、₈、₉、₁₁、₁₃、₁₄、₁₆、₁₇、₂₁、₂₂、
₂₄、₂₆、III₁、₃、₄、₇、₈、₁₀、₁₂、I
V₁、₄、₅、₈、₉、₁₁、₁₂、₁₇、₁₈、₂₁、₂₃、₃₁、
₃₂、₃₅、₃₆、₃₉、₄₄、₄₅、₄₇、₅₀、₅₉、₆₀、₆₂、₆₅、₇₄ 、₇₅、₇₈、₇₉、₈₀、₈₃、₈₅、₈₈、Ｖ₁、₃、₅、₁₇、
₁₈、₂₀、₃₅が液晶温度範囲が広く、他に比べれば製造し
易いという理由から、好ましい。

【００２２】次に、これらの各成分の液晶組成物中の混
合割合について述べる。一般式Ｉ₁〜₃、II₁〜₃、II
I₁〜₃及びIV₁〜₈で表わされる化合物から選択される
１種又は２種以上の化合物から成る群Ａが０〜３０モル
％、及び一般式Ｉ₄〜₁₁、II₄〜₁₆、III₄〜₁₂及びIV₉
〜₄₄で表われる化合物から選択される１種又は２種以上
の化合物から成る群Ｂが５０〜１００モル％、及び一般
式Ｉ₁₂〜 ₁₆、II₁₇〜₂₆、IV₄₅〜₈₈及びＶ₁〜₃₅で表わさ
れる化合物から選択される１種又は２種以上の化合物か
ら成る群Ｃが０〜２０モル％の割合で混合される。より
好ましくは群Ａが２〜２０モル％、群Ｂが７０〜９６モ
ル％、群Ｃが２〜１０モル％である。さらに、上記組成
のうち、シラシクロヘキサン化合物は１０モル％以上用
いることが好ましく、シラシクロヘキサン化合物をより
多く用いることにより、本発明の効果｜Δε｜が大き
く、高い電圧保持率を得ることができる。

【００２３】群Ａの割合が過剰の場合は、高速応答性の
点では有利になるものの、逆にネマチック相の上限温度
が低下し、液晶範囲が狭まる。逆に群Ａが過少の場合に
は応答速度が低下する。また群Ａの内、低閾値電圧化の
点ではＬ₁＝Ｌ₂＝Ｆなるものが、一方、高速応答性の
点ではＬ₁＝Ｌ₂＝Ｈなるものが一層有利となる。群Ｂ
の内、低閾値電圧化の点ではＬ₁＝Ｌ₂＝Ｆなるものが
有利で、これらの量が過剰の場合には、｜Δε｜を増大
させることで一層の低閾値電圧化が図れるものの、逆に
粘度が上昇し高速応答性にとっては不利となる。また
は、高速応答性、ネマチック相の上限温度の上昇には、
群Ｂの内、Ｌ₁＝Ｌ₂＝Ｈであるものが有利であるが、
その量が過剰の場合には、逆に｜Δε｜を減少させるこ
とで閾値電圧を上昇させる。

【００２４】群Ｂのみ又は群Ａ及び群Ｂの組成割合を最
適化することで、液晶組成物を構成することは可能であ
るが、高温にまで更にネマチック相を拡大したい場合に
は、群Ｃが添加される。ただし群Ｃの量が過剰になる
と、高速応答性、低閾値電圧化、低温におけるネマチッ
ク相の安定化にとっては不利となる。また、視角特性に
影響する屈折率異方性（Δｎ）を制御するためには、一
般式Ｉ₁〜₃₁の添加割合を増加すれば、Δｎを減少させ
ることができ、一般式Ｉ₄〜 ₆、Ｉ₁₂〜₁₆、II₁₄〜₂₆及
びIV₇₅〜₈₈の添加割合を増加すれば、Δn を増加するこ
とができる。

【００２５】近年、液晶パネルの用途は益々拡大してお
り、ＯＡ機器用、車載用、携帯機器用と、必要物性に対
する要求も各用途毎に多様化してきている。これら個別
の要求物性を満たすために、一般式（Ｉ）〜（VI）で表
される化合物の中から種類及び量を選択し、最適値に混
合調整することにより対応することが可能である。これ
ら成分を混合するには、所望量の少量成分を主成分に添
加し加熱溶解するか、またはアセトン、メタノール、ク
ロロホルム等の有機溶剤に溶解した各成分の溶液を混合
した後、有機溶剤を揮散させる。

【００２６】このようにして得られた本発明の液晶組成
物は、ネマチック相下限温度が−２０℃以下で、上限温
度が７０〜１００℃の広い温度範囲にわたるネマチック
液晶相を有し、−２０℃での長期保存状態でもスメクチ
ック相や結晶性を発生せず、１００℃で測定した電圧保
持率に関しても９８％以上の値を示す。また、液晶表示
素子中に用いられる本発明の液晶組成物には、着色ゲス
ト−ホスト系を形成するためのアゾ系やアントラキノン
系などの多色性色素を添加することができる。具体的に
は、本発明の組成物に、例えば、二色性色素を添加した
色素含有液晶組成物を、相転移型ゲスト・ホストモード
に用いることができる。本発明において用いることがで
きる二色性色素としては、アゾ系、アントラキノン系が
好ましいが、さらには、一般式

【化３０】（式中、Ｒ及びＲ’は、置換又は非置換のアルキル基又
はジアルキルアミノ基であり、置換アルキル基の場合に
は、複数のフッ素原子で置換されたもの又は鎖中の隣接
しない−ＣＨ₂−が、Ｏ、Ｓ、ＮＨ、ＳＯ₂、Ｏ₂Ｃ、

【化３１】で置換されたものを表す。Ｚ¹〜Ｚ⁹は、水素、メチル
基、メトキシ基、ハロゲン基を表す。また、Ｚ₁と
Ｚ₂、Ｚ₄とＺ₅、Ｚ₇とＺ₈は、互いに連結して脂肪
族環、芳香族環、又は、含窒素芳香環を形成することが
できる。Ｙは、フルオロアルキル基を表す。ｎ′＝０、
１、２、ｍ′＝０、１、２、ｐ＝０、１を表すが、ｍ′
＝０のときは必ず、ｐ＝０となる。）で表されるアゾ色
素、あるいは、一般式

【化３２】（式中、Ｘ₁〜Ｘ₅は、Ｈ、ＯＨ、ハロゲン、ＣＮ、非
置換又は置換基含有アミノ基、非置換又は置換基含有カ
ルボン酸エステル、非置換又は置換基含有フェノキシ
基、非置換又は置換基含有ベンジル基、非置換又は置換
基含有フェニルチオ基、非置換又は置換基含有フェニル
基、非置換又は置換基含有シクロヘキシルオキシカルボ
ニル基、あるいは、非置換又は置換基含有ピリジルもし
くはピリミジル基を表す。）で表されるアントラキノン
系色素といった二色性色素を用いて、液晶組成物に添加
するとよい。これらの二色性色素は、液晶組成物に対
し、０．２〜３重量％添加するのが好ましい。

【００２７】さらに、捩れ方向、強度を与えるためのカ
イラルドーピング剤等、その他の添加剤を含有すること
ができる。この添加物含有液晶組成物は、ＴＦＴ又はＭ
ＩＮ等のアクティブ素子或は単純マトリックス電極が形
成された透明基板の間に封入して、液晶表示素子として
使用される。この素子は、必要において各種アンダーコ
ート、配向制御用オーバーコート、偏光板、フィルタ
ー、反射層等を有しても良い。また、多層セルとした
り、他の表示素子と組み合わせたり、半導体基板を用い
たり、或は光源を用いたりする種々のものが使用でき
る。

【００２８】

【実施例】以下に具体的な実施例を挙げて本発明を更に
詳しく説明する。なお、実施例にある混合物の特性の測
定は、以下の条件で行った。記号の定義も併せて示す。Ｔ_NI＝ネマチック−アイソトロピック転移温度 Δε＝誘電率異方性測定温度２５℃、測定電圧０〜２０Ｖrms 、１ｋＨz
で、ホメオトロピック配向させ測定した誘電率（ε_II）
とホモジニアス配向させ測定した誘電率（ε⊥）の差を
示す。 Δn ＝屈折率異方性測定温度２５℃、使用波長５８９．３nmで、Abbeの屈折
率計を用い、ホメオトロピック配向したプリズム上にサ
ンプルを載せて測った異常光屈折率ｎ_IIと常光屈折率ｎ
⊥の差を示す。混合物組成における％はモル％を示す。

【００２９】実施例１４−（トランス−４−（トランス−４−ｎ−プロピル−
４−シラシクロヘキシル）シクロヘキシル）−２，３−
ジフルオロ−１−エトキシベンゼン３６．８％と、トラ
ンス−４−（トランス−４−（２，３−ジフルオロ−４
−エトキシフェノキシメチル）シクロヘキシル）−１−
ｎ−プロピル−１−シラシクロヘキサン３０．８％と、
トランス−４−（トランス−４−（２，３−ジフルオロ
−４−エトキシフェノキシメチル）シクロヘキシル）−
１−ｎ−ペンチル−１−シラシクロヘキサン３２．４％
と、から成る液晶混合物は、以下の性質を示す。Ｔ_NI＝１２４．７℃、Δε＝−８．９、Δｎ＝０．１０
１。上記化合物の化学構造中、ケイ素原子を炭素原子に
変えた化合物は、単体では、以下の性質（Δε）を示
す。４−（トランス−４−（トランス−４−ｎ−プロピ
ルシクロヘキシル）シクロヘキシル）−２，３−ジフル
オロ−１−エトキシベンゼンでは、 Δε＝−４．４で
ある。トランス−４−（トランス−４−（２，３−ジフ
ルオロ−４−エトキシフェノキシメチル）シクロヘキシ
ル）−１−ｎ−プロピルシクロヘキサンでは、Δε＝−
６．０である。上記のように、前記の３化合物の混合組
成物は、後記の二つの化合物単体のいずれよりも絶対値
が大きな負の誘電率異方性（Δε）を持ち、本発明の効
果を示している。

【００３０】実施例２トランス−４−（２−（ｐ−エトキシフェニル）エチ
ル）−１−ｎ−プロピルシクロヘキサン５．０％と、ト
ランス−４−（２−（ｐ−エトキシフェニル）エチル）
−１−ｎ−ペンチルシクロヘキサン５．０％と、トラン
ス−４−（２，３−ジフルオロ−４−エトキシフェノキ
シメチル）−１−ｎ−ペンチル−１−シラシクロヘキサ
ン１０．０％と、トランス−４−（２，３−ジフルオロ
−４−エトキシフェノキシメチル）−１−ｎ−ヘプチル
−１−シラシクロヘキサン１０．０％と、トランス−４
−（トランス−４−（２，３−ジフルオロ−４−エトキ
シフェノキシメチル）シクロヘキシル）−１−ｎ−プロ
ピル−１−シラシクロヘキサン１８．０％と、トランス
−４−（トランス−４−（２，３−ジフルオロ−４−エ
トキシフェノキシメチル）シクロヘキシル）−１−ｎ−
ペンチル−１−シラシクロヘキサン１８．０％と、４−
（トランス−４−（トランス−４−ｎ−プロピル−４−
シラシクロヘキシル）シクロヘキシル）−２，３−ジフ
ルオロ−１−エトキシベンゼン１４．０％と、４−（ト
ランス−４−（トランス−４−ｎ−ペンチル−４−シラ
シクロヘキシル）シクロヘキシル）−２，３−ジフルオ
ロ−１−エトキシベンゼン１４．０％と、トランス，ト
ランス−２−フルオロ−４，４′−ジ（４−ｎ−プロピ
ルシクロヘキシル）ビフェニル２．０％と、トランス，
トランス−２−フルオロ−４−（４−ｎ−ペンチルシク
ロヘキシル）−４′−（ｎ−プロピルシクロヘキシル）
ビフェニル２．０％と、トランス，トランス−２−フル
オロ−４，４′−ジ（４−ｎ−ペンチルシクロヘキシ
ル）ビフェニル２．０％と、から成る液晶組成物は、以
下の性質を示す。Ｔ_NI＝１０９．３℃、Δε＝−５．３、Δｎ＝０．１０
７。

【００３１】実施例３トランス，トランス−４−（４−ｎ−プロポキシシクロ
ヘキシル）−１−ｎ−プロピル−１−シラシクロヘキサ
ン２０．０％と、トランス，トランス−４−（４−エト
キシシクロヘキシル）−１−ｎ−ペンチル−１−シラシ
クロヘキサン５．０％と、４−（トランス−４−（トラ
ンス−４−ｎ−プロピル−４−シラシクロヘキシル）シ
クロヘキシル）−２，３−ジフルオロ−１−エトキシベ
ンゼン１２．５％と、４−（トランス−４−（トランス
−４−ｎ−ペンチル−４−シラシクロヘキシル）シクロ
ヘキシル）−２，３−ジフルオロ−１−エトキシベンゼ
ン１２．５％と、トランス−４−（トランス−４−
（２，３−ジフルオロ−４−エトキシフェノキシメチ
ル）シクロヘキシル）−１−ｎ−プロピル−１−シラシ
クロヘキサン２５．０％と、トランス−４−（トランス
−４−（２，３−ジフルオロ−４−エトキシフェノキシ
メチル）シクロヘキシル）−１−ｎ−ペンチル−１−シ
ラシクロヘキサン２５．０％と、から成る液晶組成物
は、以下の性質を示す。Ｔ_NI＝９４．９℃、Δε＝−６．９、Δｎ＝０．０９
３。

【００３２】実施例４トランス，トランス−４−（４−ｎ−プロポキシシクロ
ヘキシル）−１−ｎ−プロピル−１−シラシクロヘキサ
ン１２．０％と、トランス，トランス−４−（４−エト
キシシクロヘキシル）−１−ｎ−ペンチル−１−シラシ
クロヘキサン３．０％と、４−（トランス−４−ｎ−ペ
ンチル−４−シラシクロヘキシル）−２，３−ジフルオ
ロ−１−エトキシベンゼン７．５％と、４−（トランス
−４−ｎ−ヘプチル−４−シラシクロヘキシル）−２，
３−ジフルオロ−１−エトキシベンゼン７．５％と、ト
ランス−４−（２−（トランス−４−（２，３−ジフル
オロ−４−エトキシフェニル）シクロヘキシル）エチ
ル）−１−ｎ−プロピル−１−シラシクロヘキサン２
３．３％と、トランス−４−（２−（トランス−４−
（２，３−ジフルオロ−４−エトキシフェニル）シクロ
ヘキシル）エチル）−１−ｎ−ペンチル−１−シラシク
ロヘキサン２３．３％と、４′−（トランス−４−ｎ−
プロピル−４−シラシクロヘキシル）−２，３−ジフル
オロ−４−エトキシビフェニル１１．７％と、４′−
（トランス−４−ｎ−ペンチル−４−シラシクロヘキシ
ル）−２，３−ジフルオロ−４−エトキシビフェニル１
１．７％と、から成る液晶組成物は、以下の性質を示
す。Ｔ_NI＝８７．０℃、Δε＝−６．２、Δｎ＝０．１０
５。

【００３３】実施例５トランス，トランス−４−（４−ｎ−プロピルシクロヘ
キシル）−１−ｎ−プロピルシクロヘキサン８．０％
と、トランス，トランス−４−（４−ｎ−プロポキシシ
クロヘキシル）−１−ｎ−プロピルシクロヘキサン８．
０％と、トランス，トランス−４−（４−メトキシシク
ロヘキシル）−１−ｎ−ペンチルシクロヘキサン８．０
％と、４−（トランス−４−（トランス−４−ｎ−プロ
ピル−４−シラシクロヘキシル）シクロヘキシル）−
２，３−ジフルオロ−１−エトキシベンゼン２０．０％
と、４−（トランス−４−（トランス−４−ｎ−ペンチ
ル−４−シラシクロヘキシル）シクロヘキシル）−２，
３−ジフルオロ−１−エトキシベンゼン２０．０％と、
トランス−４−（トランス−４−（２，３−ジフルオロ
−４−エトキシフェノキシメチル）シクロヘキシル）−
１−ｎ−プロピルシクロヘキサン１８．０％と、トラン
ス−４−（トランス−４−（２，３−ジフルオロ−４−
ｎ−ペンチルフェノキシメチル）シクロヘキシル）−１
−ｎ−プロピルシクロヘキサン１８．０％と、から成る
液晶組成物は、以下の性質を示す。Ｔ_NI＝１１４．７℃、Δε＝−４．９、Δｎ＝０．０９
５。

【００３４】実施例６トランス−４−（２−（４−エトキシフェニル）エチ
ル）−１−ｎ−ペンチル−１−シラシクロヘキサン７．
５％と、トランス−４−（２−（４−エトキシフェニ
ル）エチル）−１−ｎ−ヘプチル−１−シラシクロヘキ
サン７．５％と、トランス−４−（２，３−ジフルオロ
−４−エトキシフェノキシメチル）−１−ｎ−ペンチル
−１−シラシクロヘキサン７．５％と、トランス−４−
（２，３−ジフルオロ−４−エトキシフェノキシメチ
ル）−１−ｎ−ヘプチル−１−シラシクロヘキサン７．
５％と、４−（トランス−４−（トランス−４−ｎ−プ
ロピル−４−シラシクロヘキシル）シクロヘキシル）−
２，３−ジフルオロ−１−エトキシベンゼン１０．７％
と、４−（トランス−４−（トランス−４−ｎ−ペンチ
ル−４−シラシクロヘキシル）シクロヘキシル）−２，
３−ジフルオロ−１−エトキシベンゼン１０．７％と、
トランス−４−（トランス−４−（２，３−ジフルオロ
−４−エトキシフェノキシメチル）シクロヘキシル）−
１−ｎ−プロピル−１−シラシクロヘキサン２１．３％
と、トランス−４−（トランス−４−（２，３−ジフル
オロ−４−エトキシフェノキシメチル）シクロヘキシ
ル）−１−ｎ−ペンチル−１−シラシクロヘキサン２
１．３％と、トランス，トランス−２−フルオロ−４−
（４−ｎ−プロピル−４−シラシクロヘキシル）−４′
−（４−ｎ−プロピルシクロヘキシル）ビフェニル２．
０％と、トランス，トランス−２−フルオロ−４−（４
−ｎ−ペンチル−４−シラシクロヘキシル）−４′−
（４−ｎ−プロピルシクロヘキシル）ビフェニル２．０
％と、トランス，トランス−２−フルオロ−４−（４−
ｎ−ペンチル−４−シラシクロヘキシル）−４′−（４
−ｎ−ペンチルシクロヘキシル）ビフェニル２．０％
と、から成る液晶組成物は、以下の性質を示す。Ｔ_NI＝８６．１℃、Δε＝−６．８、Δｎ＝０．１０
３。

【００３５】実施例７トランス−４−（２−（２，３−ジフルオロ−４−エト
キシフェニル）エチル）−１−ｎ−ペンチルシクロヘキ
サン１０．０％と、トランス−４−（２−（２，３−ジ
フルオロ−４−エトキシフェニル）エチル−１−ｎ−ヘ
プチルシクロヘキサン１０．０％と、トランス−４−
（トランス−４−（２，３−ジフルオロ−４−エトキシ
フェノキシメチル）シクロヘキシル）−１−ｎ−プロピ
ル−１−シラシクロヘキサン２３．０％と、トランス−
４−（トランス−４−（２，３−ジフルオロ−４−エト
キシフェノキシメチル）シクロヘキシル）−１−ｎ−ペ
ンチル−１−シラシクロヘキサン２３．０％と、４−
（トランス−４−（トランス−４−ｎ−プロピルシクロ
ヘキシル）シクロヘキシル）−２，３−ジフルオロ−１
−エトキシベンゼン１７．０％と、４−（トランス−４
−（トランス−４−ｎ−ペンチルシクロヘキシル）シク
ロヘキシル）−２，３−ジフルオロ−１−エトキシベン
ゼン１７．０％と、から成る液晶組成物は、以下の性質
を示す。Ｔ_NI＝１２１．３℃、Δε＝−６．６、Δｎ＝０．１０
９。

【００３６】実施例８４−（トランス−４−ｎ−ペンチル−４−シラシクロヘ
キシル）−１−メトキシベンゼン７．５％と、４−（ト
ランス−４−ｎ−ヘプチル−４−シラシクロヘキシル）
−１−メトキシベンゼン７．５％と、４−（トランス−
４−ｎ−ペンチル−４−シラシクロヘキシル）−２，３
−ジフルオロ−１−エトキシベンゼン７．５％と、４−
（トランス−４−ｎ−ヘプチル−４−シラシクロヘキシ
ル）−２，３−ジフルオロ−１−エトキシベンゼン７．
５％と、４−（トランス−４−（トランス−４−ｎ−プ
ロピル−４−シラシクロヘキシル）シクロヘキシル）−
２，３−ジフルオロ−１−エトキシベンゼン１１．７％
と、４−（トランス−４−（トランス−４−ｎ−ペンチ
ル−４−シラシクロヘキシル）シクロヘキシル）−２，
３−ジフルオロ−１−エトキシベンゼン１１．７％と、
トランス−４−（トランス−４−（２，３−ジフルオロ
−４−エトキシフェノキシメチル）シクロヘキル）−１
−ｎ−プロピル−１−シラシクロヘキサン２３．３％
と、トランス−４−（トランス−４−（２，３−ジフル
オロ−４−エトキシフェノキシメチル）シクロヘキシ
ル）−１−ｎ−ペンチル−１−シラシクロヘキサン２
３．３％と、から成る液晶混合物は、以下の性質を示
す。Ｔ_NI＝８５．４℃、Δε＝−７．０、Δｎ＝０．１０
０。

【００３７】実施例９トランス−４−（２−（２，３−ジフルオロ−４−エト
キシフェニル）エチル）−１−ｎ−ペンチル−１−シラ
シクロヘキサン１０．０％と、トランス−４−（２−
（２，３−ジフルオロ−４−エトキシフェニル）エチル
−１−ｎ−ヘプチル−１−シラシクロヘキサン１０．０
％と、４−（トランス−４−（トランス−４−ｎ−プロ
ピル−４−シラシクロヘキシル）シクロヘキシル）−
２，３−ジフルオロ−１−エトキシベンゼン１３．３％
と、４−（トランス−４−（トランス−４−ｎ−ペンチ
ル−４−シラシクロヘキシル）シクロヘキシル）−２，
３−ジフルオロ−１−エトキシベンゼン１３．３％と、
トランス−４−（トランス−４−（２，３−ジフルオロ
−４−エトキシフェノキシメチル）シクロヘキシル）−
１−ｎ−プロピル−１−シラシクロヘキサン２６．７％
と、トランス−４−（トランス−４−（２，３−ジフル
オロ−４−エトキシフェノキシメチル）シクロヘキシ
ル）−１−ｎ−ペンチル−１−シラシクロヘキサン２
６．７％と、から成る液晶組成物は、以下の性質を示
す。Ｔ_NI＝９４．５℃、Δε＝−８．０、Δｎ＝０．０９
７。

【００３８】実施例１０４−（トランス−４−ｎ−プロピルシクロヘキシル）−
１−エトキシベンゼン５．０％と、４−（トランス−４
−ｎ−ペンチルシクロヘキシル）−１−メトキシベンゼ
ン５．０％と、４−（トランス−４−ｎ−ペンチル−４
−シラシクロヘキシル）−２，３−ジフルオロ−１−エ
トキシベンゼン１０．０％と、４−（トランス−４−ｎ
−ヘプチル−４−シラシクロヘキシル）−２，３−ジフ
ルオロ−１−エトキシベンゼン１０．０％と、４−（ト
ランス−４−（トランス−４−ｎ−プロピル−４−シラ
シクロヘキシル）シクロヘキシル）−２，３−ジフルオ
ロ−１−エトキシベンゼン２０．０％と、４−（トラン
ス−４−（トランス−４−ｎ−ペンチル−４−シラシク
ロヘキシル）シクロヘキシル）−２，３−ジフルオロ−
１−エトキシベンゼン２０．０％と、トランス−４−
（トランス−４−（２，３−ジフルオロ−４−エトキシ
フェノキシメチル）シクロヘキシル）−１−ｎ−プロピ
ルシクロヘキサン１５．０％と、トランス−４−（トラ
ンス−４−（２，３−ジフルオロ−４−ｎ−ペンチルフ
ェノキシメチル）シクロヘキシル）−１−ｎ−プロピル
シクロヘキサン１５．０％と、から成る液晶組成物は、
以下の性質を示す。Ｔ_NI＝９８．７℃、Δε＝−５．５、Δｎ＝０．１０
１。

【００３９】実施例１１４−（トランス−４−ｎ−ペンチル−４−シラシクロヘ
キシル）−１−メトキシベンゼン７．５％と、４−（ト
ランス−４−ｎ−ヘプチル−４−シラシクロヘキシル）
−１−メトキシベンゼン７．５％と、トランス−４−
（２，３−ジフルオロ−４−エトキシフェノキシメチ
ル）−１−ｎ−ペンチル−１−シラシクロヘキサン５．
５％と、トランス−４−（２，３−ジフルオロ−４−エ
トキシフェノキシメチル）−１−ｎ−ヘプチル−１−シ
ラシクロヘキサン５．５％と、トランス−４−（２−
（トランス−４−（２，３−ジフルオロ−４−エトキシ
フェニル）シクロヘキシル）エチル）−１−ｎ−プロピ
ル−１−シラシクロヘキサン１７．５％と、トランス−
４−（２−（トランス−４−（２，３−ジフルオロ−４
−エトキシフェニル）シクロヘキシル）エチル）−１−
ｎ−ペンチル−１−シラシクロヘキサン１７．５％と、
トランス−４−（トランス−４−（２，３−ジフルオロ
−４−エトキシフェノキシメチル）シクロヘキシル）−
１−ｎ−プロピル−１−シラシクロヘキサン１７．５％
と、トランス−４−（トランス−４−（２，３−ジフル
オロ−４−エトキシフェノキシメチル）シクロヘキシ
ル）−１−ｎ−ペンチル−１−シラシクロヘキサン１
７．５％と、トランス，トランス−４−（４−（４−ｎ
−プロピル−４−シラシクロヘキシル）シクロヘキシ
ル）−２′，３′−ジフルオロ−４′−エトキシビフェ
ニル２．０％と、トランス，トランス−４−（４−（４
−ｎ−ペンチル−４−シラシクロヘキシル）シクロヘキ
シル）−２′，３′−ジフルオロ−４′−エトキシビフ
ェニル２．０％と、から成る液晶組成物を得た。

【００４０】実施例１２トランス，トランス−４−（４−ｎ−プロポキシシクロ
ヘキシル）−１−ｎ−プロピル−１−シラシクロヘキサ
ン１２．０％と、トランス，トランス−４−（４−エト
キシシクロヘキシル）−１−ｎ−ペンチル−１−シラシ
クロヘキサン３．０％と、４−（トランス−４−ｎ−ペ
ンチルシクロヘキシル）−２，３−ジフルオロ−１−エ
キシベンゼン７．５％と、４−（トランス−４−ｎ−ヘ
プチルシクロヘキシル）−２，３−ジフルオロ−１−エ
トキシベンゼン７．５％と、トランス−４−（２−（ト
ランス−４−（２，３−ジフルオロ−４−エトキシフェ
ニル）シクロヘキシル）エチル）−１−ｎ−プロピル−
１−シラシクロヘキサン１３．０％と、トランス−４−
（２−（トランス−４−（２，３−ジフルオロ−４−エ
トキシフェニル）シクロヘキシル）エチル）−１−ｎ−
ペンチル−１−シラシクロヘキサン１２．０％と、トラ
ンス−４−（トランス−４−（２−（２，３−ジフルオ
ロ−４−エトキシフェニル）エチル）シクロヘキシル−
１−ｎ−プロピルシクロヘキサン１３．０％と、トラン
ス−４−（トランス−４−（２−（２，３−ジフルオロ
−４−エトキシフェニル）エチル）シクロヘキシル−１
−ｎ−ペンチルシクロヘキサン１２．０％と、４′−
（トランス−４−ｎ−プロピルシクロヘキシル）−２，
３−ジフルオロ−４−エトキシビフェニル１０．０％
と、４′−（トランス−４−ｎ−ペンチルシクロヘキシ
ル）−２，３−ジフルオロ−４−エトキシビフェニル１
０．０％と、から成る液晶組成物を得た。

【００４１】応用例１上記実施例８の液晶組成物にアゾ系二色性色素である三
井東圧ファイン（株）製ＳＩ−４２６を１重量％混合
し、二色性色素液晶組成物を得た。この混合組成物は、
実施例８の液晶組成物が元々保有する高い電圧保持率と
低閾値電圧特性を保持すると共に、高い二色性比を示し
た。

【００４２】応用例２上記実施例８の液晶組成物にアントラキノン系二色性色
素である三井東圧ファイン（株）製Ｍ−４８３を１重量
％混合し、二色性色素液晶組成物を得た。この混合組成
物は、実施例８の液晶組成物が元々保有する高い電圧保
持率と低閾値電圧特性を保持すると共に、高い二色性比
を示した。

【００４３】応用例３上記実施例８の液晶組成物にアゾ系とアントラキノン系
の混合二色性色素である三井東圧ファイン（株）製Ｓ−
３４４を１重量％混合し、二色性色素液晶混合組成物を
得た。この混合組成物は、実施例８の液晶組成物が元々
保有する高い電圧保持率と低閾値電圧特性を保持すると
共に、高い二色性比を示した。

【００４４】

【発明の効果】上記のように、本発明の液晶組成物は、
誘電率異方性（Δε）が負値を持ち、かつ、その絶対値
｜Δε｜が従来の液晶化合物だけから構成された組成物
よりも大きく、高い電圧保持率と比較的低い粘度という
特長を有する。それ故、本発明の液晶組成物は、バック
ライトを持たない反射型液晶ディスプレー、特にアゾ
系、アントラキノン系多色性色素を添加したＧＨ（ゲス
ト・ホスト）モードパネル、ＥＣＢ（電界制御複屈折）
モードパネルに適した液晶材料である。

フロントページの続き (72)発明者荻原勤新潟県中頸城郡頸城村大字西福島28番地の１信越化学工業株式会社合成技術研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】下記の一般式Ｉ、II、III 、IV及びＶ、【化１】（ここで、Ｒ₁は、炭素数２〜７を有するアルキル基、
アルコキシアルキル基、モノ又はジフルオロアルキル
基、又はアルケニル基を表わす。ｈ、ｉ、ｊ、及びｋ
は、０又は１を表わすが、ただし、ｉ＋ｊ＝１である。
ｍは、０、１、又は２を表わす。Ａ、Ｂ、又はＣで表わ
される六員環は、それぞれ、トランス−１−シラ−１，
４−シクロヘキシレン基、トランス−４−シラ−１，４
−シクロヘキシレン基、又はトランス−１，４−シクロ
ヘキシレン基のいずれかを表わす。Ｌは、Ｆを、Ｌ₁及
びＬ₂は、Ｈ又はＦを表わす。ｎは、０、１又は２を表
わす。Ｒ ₂は、Ｈ、Ｒ₁又はＯＲ₁を表わす。）から成
る群から選択される１種又はそれ以上の化合物を含有
し、その内少なくとも１種の化合物は、トランス−１−
シラ−１，４−シクロヘキシレン基又はトランス−４−
シラ−１，４−シクロヘキシレン基を含有することを特
徴とする液晶組成物。
【請求項２】請求項１に記載の液晶組成物を含有する
液晶表示素子。