(57)【要約】【課題】  高分子スペーサーを有する従来の液晶表示素子では、マスク領域に高分子ネットワークが析出するため、析出した高分子ネットワークは液晶分子を束縛し、散乱させることによるヘイズの増加等による駆動電圧の上昇と、高分子ネットワークの複屈折効果によるコントラスト比の低下の問題を引き起こす。そこで、本発明は、湾曲時に表示画像の品位低下を防ぐことができ、かつ、低電圧駆動性及びコントラスト比に優れる液晶組及び液晶表示素子の提供を目的とする。【解決手段】発明者らは、鋭意検討を重ね、ヘイズの増加を抑制できる低屈折率モノマーを用い、且つ高分子の重合反応を停止させる作用を有する連鎖移動剤を液晶組成物に混合することにより、湾曲時に表示画像の品位低下を防ぐことができ、かつヘイズが少なくコントラスト比に優れる液晶表示素子を見出した。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶化合物、重合性化合物、連鎖移動剤及び光重合開始剤を含有し、該重合性化合物として脂環式炭化水素構造を有する化合物を含有し、該重合性化合物の含有量が１質量％以上３０質量％未満である液晶組成物。
【請求項２】
重合性化合物の他に、一般式（Ｐ）で表される重合性液晶化合物を更に１種又は２種以上含有する請求項１記載の液晶組成物。
【化１】
2020023613.tif 000042
（式中、
Ｚｐ１は、フッ素原子、シアノ基、水素原子、水素原子がハロゲン原子に置換されていてもよい炭素原子数１〜１５のアルキル基、水素原子がハロゲン原子に置換されていてもよい炭素原子数１〜１５のアルコキシ基、水素原子がハロゲン原子に置換されていてもよい炭素原子数１〜１５のアルケニル基、水素原子がハロゲン原子に置換されていてもよい炭素原子数１〜１５のアルケニルオキシ基又は−Ｓｐｐ２−Ｒｐ２を表し、
Ｒｐ１及びＲｐ２は、それぞれ独立して、以下の式（Ｒ−Ｉ）〜式（Ｒ−ＶＩＩＩ）：
【化２】
2020023613.tif 000043
（式中、
＊でＳｐｐ１又はＳｐｐ２と結合し、
Ｒ２〜Ｒ６は、それぞれ独立して、水素原子、炭素原子数１〜５個のアルキル基又は炭素原子数１〜５個のハロゲン化アルキル基を表し、
Ｗは、単結合、−Ｏ−又はメチレン基を表し、
Ｔは、単結合又は−ＣＯＯ−を表し、
ｐ、ｔ及びｑは、それぞれ独立して、０、１又は２を表す。）
のいずれかを表し、
Ｓｐｐ１及びＳｐｐ２は、それぞれ独立して、スペーサー基又は単結合を表し、
Ｌｐ１及びＬｐ２は、それぞれ独立して、単結合、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＨ２−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＣＯ−、−Ｃ２Ｈ４−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＯＣＯＯＣＨ２−、−ＣＨ２ＯＣＯＯ−、−ＯＣＨ２ＣＨ２Ｏ−、−ＣＯ−ＮＲａ−、−ＮＲａ−ＣＯ−、−ＳＣＨ２−、−ＣＨ２Ｓ−、−ＣＨ＝ＣＲａ−ＣＯＯ−、−ＣＨ＝ＣＲａ−ＯＣＯ−、−ＣＯＯ−ＣＲａ＝ＣＨ−、−ＯＣＯ−ＣＲａ＝ＣＨ−、−ＣＯＯ−ＣＲａ＝ＣＨ−ＣＯＯ−、−ＣＯＯ−ＣＲａ＝ＣＨ−ＯＣＯ−、−ＯＣＯ−ＣＲａ＝ＣＨ−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−ＣＲａ＝ＣＨ−ＯＣＯ−、−（ＣＨ２）ｚ−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−、−（ＣＨ２）ｚ−Ｏ−（Ｃ＝Ｏ）−、−Ｏ−（Ｃ＝Ｏ）−（ＣＨ２）ｚ−、−（Ｃ＝Ｏ）−Ｏ−（ＣＨ２）ｚ−、−ＣＨ２（CH3)C−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−、−ＣＨ２（CH3）C−Ｏ−（Ｃ＝Ｏ）−、−Ｏ−（Ｃ＝Ｏ）−C（CH3）ＣＨ２、−（Ｃ＝Ｏ）−Ｏ−C（CH3）−ＣＨ２、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−ＣＦ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＦ−、−ＣＦ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＦ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＦ２−、−ＣＦ２ＣＦ２−又は−Ｃ≡Ｃ−（式中、Ｒａは、水素原子又は炭素原子数１〜４のアルキル基を表し、ｚは、１〜４の整数を表す。）を表し
Ｍｐ1及びMｐ2は、１，４−フェニレン基、１，４−シクロヘキシレン基、アントラセン−２，６−ジイル基、フェナントレン−２，７−ジイル基、ピリジン−２，５−ジイル基、ピリミジン−２，５−ジイル基、ナフタレン−２，６−ジイル基、インダン−２，５−ジイル基、１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル基、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル基を表すが、Ｍｐ1及びMｐ2は無置換であるか又は炭素原子数１〜１２のアルキル基、炭素原子数１〜１２のハロゲン化アルキル基、炭素原子数１〜１２のアルコキシ基、炭素原子数１〜１２のハロゲン化アルコキシ基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基又は−Ｓｐｐ１−Ｒｐ１で置換されていてもよく、
Ｍｐ３は、単結合又は以下の式（ｉ−１３）〜（ｉｘ−１３）：
【化３】
2020023613.tif 000044
（式中、＊でＬｐ２又はＺｐ１と結合し、＊＊でＬｐ２と結合する。）
のいずれかを表し、
ｍｐ２は、それぞれ独立して０、１又は２を表し、
ｍｐ１及びｍｐ３は、それぞれ独立して１、２又は３を表し、
Ｚｐ１が複数存在する場合にはそれらは互いに同一であっても異なっていてもよく、Ｒｐ１が複数存在する場合にはそれらは互いに同一であっても異なっていてもよく、Ｒｐ２が複数存在する場合にはそれらは互いに同一であっても異なっていてもよく、Ｓｐｐ１が複数存在する場合にはそれらは互いに同一であっても異なっていてもよく、Ｓｐｐ２が複数存在する場合にはそれらは互いに同一であっても異なっていてもよく、Ｌｐ１が複数存在する場合にはそれらは互いに同一であっても異なっていてもよく、Ｍｐ２が複数存在する場合にはそれらは互いに同一であっても異なっていてもよい。）
【請求項３】
脂環式炭化水素構造を有する化合物として、一般式（ｉ）で表される重合性化合物を１種又は２種以上含有する請求項１及び２記載の液晶組成物。
【化４】
2020023613.tif 000045
（式中、Ｒ１は、水素原子、炭素原子数１〜５個のアルキル基又は炭素原子数１〜５個のハロゲン化アルキル基を表し、Ｓｐはスペーサー基又は単結合を表し、Sp中の−CH2−は−Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＯＣＯＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ２−又は−Ｃ≡Ｃ−に置き換わっても良く、Xは脂肪族環状基を表し、ｎは１〜４の整数を表す）
【請求項４】
一般式（ｉ）のXが、コレステリル基、イソボロニル基、アダマンチル基、炭素数６〜１６のシクロアルキレン基、ビシクロヘキシレン基、ビシクロペンタニル基、ビシクロペンテニル基、ビシクロオクチル基又は下記（Ｘ−１）〜（Ｘ−３）の構造から選ばれる構造である請求項３記載の液晶組成物。
【化５】
2020023613.tif 000046
【請求項５】
連鎖移動剤として、アルキルチオール化合物、メルカプトプロピオン酸エステル、αメチルスチレンダイマーから選ばれる1種又は２種以上を含有する請求項１〜４のいずれか１項に記載の液晶組成物
【請求項６】
１〜５のいずれか１項に記載の液晶組成物を用いた液晶表示素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶組成物及び液晶表示素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、情報化社会の進展に伴い、人と情報とを繋ぐデバイスとして、電子ディスプレイの重要性が高まってきている。現在、普及しているフラットパネルディスプレイは、主に基板としてガラスを用いているが、衝撃により破損すること、湾曲面への設置が困難であることなど、使用する環境に制約がある。
【０００３】
これらに対して、近年、フレキシブルディスプレイの実現が期待されている。フレキシブルディスプレイは、従来用いられてきたガラス基板に代わり、柔軟なプラスチック製の基板を用いて構成されていることから、高い衝撃耐性を有しており、また湾曲面への設置が可能となることから、自動車の車内をはじめとして様々な環境において情報表示が可能であるという利点を有している。
【０００４】
現在、フレキシブルディスプレイのデバイス方式として、有機ＥＬ方式と液晶方式が主に検討されているが、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）は、水蒸気や酸素に対する材料劣化が少なく、基板に高度なガスバリア性を必要としないこと、また、高精細化が可能という利点を有している。しかし、プラスチック基板を用いたフレキシブル液晶ディスプレイ（フレキシブルＬＣＤ）は、液晶を２枚の基板で挟み込む構造であることから、湾曲時に、上下の基板間で圧縮力の働く箇所と拡張力の働く箇所が生じたり、ずり変形が生じたりして、曲率や伸縮に差が生じ、この結果、液晶層のセル厚さが変化して表示画像の品位が低下するという問題を有していた。したがって、フレキシブルＬＣＤの実現において、湾曲時における液晶層のセル厚さの変化を抑制する構造の実現が重要な課題となる。
【０００５】
湾曲時における液晶層のセル厚さの変化を抑えるため、これまでに２枚の基板を接合する作用を有する壁形状の高分子スペーサーが提案されている（特許文献１〜４）。例えば、図２４に示されるフレキシブルＬＣＤにおいて、高分子スペーサー１４は、光重合性のモノマーを混合した液晶組成物（重合性液晶組成物）に対し、所定のパターンを有する光学マスク越しに紫外線を照射してパターン露光することで、紫外線が照射された領域（すなわち、露光領域）に高分子を析出させることにより形成する。高分子スペーサー１４の形成により、２枚のプラスチック基板間の厚さ及びセル厚さを一定に保ち、基板１１と基板１２との間が接着されていることから、湾曲時の表示の乱れや、湾曲によるディスプレイの変形・破損のリスクを大幅に低減することが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平０６−１６０８１８号公報
【特許文献２】特開平０９−３１８９３１号公報
【特許文献３】特開平１０−１２３５３５号公報
【特許文献４】特開２０１７−０５８６７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、高分子スペーサーを有する従来の液晶表示素子では、パターン露光の際に、光学マスクによりマスクされた領域（すなわち、マスク領域）に漏れ出た紫外光によるモノマーの重合や、露光領域からマスク領域へのポリマーの伸長により、マスク領域に高分子ネットワークが析出する。析出した高分子ネットワークは液晶分子を束縛し、散乱させることによるヘイズの増加や、マスク領域の液晶の電圧応答を阻害する。その結果、液晶分子の動きが束縛されることによる駆動電圧の上昇と、高分子ネットワークの複屈折効果によるコントラスト比の低下の問題を引き起こしている。そこで、本発明は、湾曲時に表示画像の品位低下を防ぐことができ、かつ、低電圧駆動性及びコントラスト比に優れる液晶組及び液晶表示素子の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、鋭意検討を重ね、ヘイズの増加を抑制できる低屈折率モノマーを用い、且つ高分子の重合反応を停止させる作用を有する連鎖移動剤を液晶組成物に混合することを試みた結果、マスク領域へ伸長する高分子ネットワークを抑制しつつ、低屈折率の高分子壁構造のスペーサーを露光領域に形成させることにより、湾曲時に表示画像の品位低下を防ぐことができ、かつヘイズが少なくコントラスト比に優れる液晶表示素子を見出し、本発明を完成した。
具体的には、液晶化合物、重合性化合物、連鎖移動剤及び光重合開始剤とを含有し、該重合性化合物として脂環式炭化水素構造を有する化合物を含有し、該重合性化合物の含有量が１質量％以上３０質量％未満である液晶組成物を提供する。
【０００９】
重合性化合物の他に、一般式（Ｐ）で表される重合性液晶化合物を更に１種又は２種以上含有することが好ましい。
【００１０】
【化１】
2020023613.tif 000002
【００１１】
（式中、
Ｚｐ１は、フッ素原子、シアノ基、水素原子、水素原子がハロゲン原子に置換されていてもよい炭素原子数１〜１５のアルキル基、水素原子がハロゲン原子に置換されていてもよい炭素原子数１〜１５のアルコキシ基、水素原子がハロゲン原子に置換されていてもよい炭素原子数１〜１５のアルケニル基、水素原子がハロゲン原子に置換されていてもよい炭素原子数１〜１５のアルケニルオキシ基又は−Ｓｐｐ２−Ｒｐ２を表し、
Ｒｐ１及びＲｐ２は、それぞれ独立して、以下の式（Ｒ−Ｉ）〜式（Ｒ−ＶＩＩＩ）：
【００１２】
【化２】
2020023613.tif 000003
【００１３】
（式中、
＊でＳｐｐ１又はＳｐｐ２と結合し、
Ｒ２〜Ｒ６は、それぞれ独立して、水素原子、炭素原子数１〜５個のアルキル基又は炭素原子数１〜５個のハロゲン化アルキル基を表し、
Ｗは、単結合、−Ｏ−又はメチレン基を表し、
Ｔは、単結合又は−ＣＯＯ−を表し、
ｐ、ｔ及びｑは、それぞれ独立して、０、１又は２を表す。）
のいずれかを表し、
Ｓｐｐ１及びＳｐｐ２は、それぞれ独立して、スペーサー基又は単結合を表し、
Ｌｐ１及びＬｐ２は、それぞれ独立して、単結合、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＨ２−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＣＯ−、−Ｃ２Ｈ４−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＯＣＯＯＣＨ２−、−ＣＨ２ＯＣＯＯ−、−ＯＣＨ２ＣＨ２Ｏ−、−ＣＯ−ＮＲａ−、−ＮＲａ−ＣＯ−、−ＳＣＨ２−、−ＣＨ２Ｓ−、−ＣＨ＝ＣＲａ−ＣＯＯ−、−ＣＨ＝ＣＲａ−ＯＣＯ−、−ＣＯＯ−ＣＲａ＝ＣＨ−、−ＯＣＯ−ＣＲａ＝ＣＨ−、−ＣＯＯ−ＣＲａ＝ＣＨ−ＣＯＯ−、−ＣＯＯ−ＣＲａ＝ＣＨ−ＯＣＯ−、−ＯＣＯ−ＣＲａ＝ＣＨ−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−ＣＲａ＝ＣＨ−ＯＣＯ−、−（ＣＨ２）ｚ−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−、−（ＣＨ２）ｚ−Ｏ−（Ｃ＝Ｏ）−、−Ｏ−（Ｃ＝Ｏ）−（ＣＨ２）ｚ−、−（Ｃ＝Ｏ）−Ｏ−（ＣＨ２）ｚ−、−ＣＨ２（CH3)C−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−、−ＣＨ２（CH3）C−Ｏ−（Ｃ＝Ｏ）−、−Ｏ−（Ｃ＝Ｏ）−C（CH3）ＣＨ２、−（Ｃ＝Ｏ）−Ｏ−C（CH3）−ＣＨ２、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−ＣＦ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＦ−、−ＣＦ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＦ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＦ２−、−ＣＦ２ＣＦ２−又は−Ｃ≡Ｃ−（式中、Ｒａは、水素原子又は炭素原子数１〜４のアルキル基を表し、ｚは、１〜４の整数を表す。）を表し
Ｍｐ1及びMｐ2は、１，４−フェニレン基、１，４−シクロヘキシレン基、アントラセン−２，６−ジイル基、フェナントレン−２，７−ジイル基、ピリジン−２，５−ジイル基、ピリミジン−２，５−ジイル基、ナフタレン−２，６−ジイル基、インダン−２，５−ジイル基、１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル基、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル基を表すが、Ｍｐ1及びMｐ2は無置換であるか又は炭素原子数１〜１２のアルキル基、炭素原子数１〜１２のハロゲン化アルキル基、炭素原子数１〜１２のアルコキシ基、炭素原子数１〜１２のハロゲン化アルコキシ基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基又は−Ｓｐｐ１−Ｒｐ１で置換されていてもよく、
Ｍｐ３は、単結合又は以下の式（ｉ−１３）〜（ｉｘ−１３）：
【００１４】
【化３】
2020023613.tif 000004
【００１５】
（式中、＊でＬｐ２又はＺｐ１と結合し、＊＊でＬｐ２と結合する。）
のいずれかを表し、
ｍｐ２は、それぞれ独立して０、１又は２を表し、
ｍｐ１及びｍｐ３は、それぞれ独立して１、２又は３を表し、
Ｚｐ１が複数存在する場合にはそれらは互いに同一であっても異なっていてもよく、Ｒｐ１が複数存在する場合にはそれらは互いに同一であっても異なっていてもよく、Ｒｐ２が複数存在する場合にはそれらは互いに同一であっても異なっていてもよく、Ｓｐｐ１が複数存在する場合にはそれらは互いに同一であっても異なっていてもよく、Ｓｐｐ２が複数存在する場合にはそれらは互いに同一であっても異なっていてもよく、Ｌｐ１が複数存在する場合にはそれらは互いに同一であっても異なっていてもよく、Ｍｐ２が複数存在する場合にはそれらは互いに同一であっても異なっていてもよい。）
本発明の重合性化合物は、複屈折率が低い脂環式炭化水素構造を有する化合物が好ましく、一般式（ｉ）で表される重合性化合物がより好ましい。
【００１６】
【化４】
2020023613.tif 000005
【００１７】
（式中、Ｒ１は、水素原子、炭素原子数１〜５個のアルキル基又は炭素原子数１〜５個のハロゲン化アルキル基を表し、Ｓｐはスペーサー基、又は単結合を表し、Sp中の−CH2−は−Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＯＣＯＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ２−又は−Ｃ≡Ｃ−に置き換わっても良く、Xは脂肪族環状基を表し、ｎは１〜４の整数を表す）
更に好ましくは一般式（ｉ）のXが、コレステリル基、イソボロニル基、アダマンチル基、炭素数６〜１６のシクロアルキレン基、ビシクロヘキシレン基、ビシクロペンタニル基、ビシクロペンテニル基、ビシクロオクチル基又は下記（Ｘ−１）〜（Ｘ−３）の構造から選ばれる構造である。
【００１８】
【化５】
2020023613.tif 000006
【００１９】
本発明の連鎖移動剤は、光開始剤由来の活性ラジカルや、モノマーの成長ラジカルを抑制することにより不必要な部分の重合を抑え透過率の高い表示素子を得ることができる。連鎖移動剤としては、光開始剤等から発生したラジカルやモノマーの成長ラジカルを補足できる何れの化合物でも構わないが、特にアルキルチオール化合物、メルカプトプロピオン酸エステル、αメチルスチレンダイマーから選ばれる1種又は２種以上を含有することが好ましく、特にアクティブマトリックス駆動方式に用いる場合は、電圧保持率の点でαメチルスチレンダイマーがより好ましい。
【００２０】
【化６】
2020023613.tif 000007
【００２１】
【化７】
2020023613.tif 000008
【００２２】
【化８】
2020023613.tif 000009
【００２３】
本発明では、前記重合性化合物のみでも良いが、液晶の配向安定性を向上させるにはメソゲン構造を有する重合性液晶化合物を併用することが好ましい。一般式（Ｐ）で表される重合性液晶化合物の具体的な例として（Ｐ−２−１）〜（Ｐ−２−２３）に表す。ここでaは、２〜１０の整数を表す。
【００２４】
【化９】
2020023613.tif 000010
【００２５】
【化１０】
2020023613.tif 000011
【００２６】
【化１１】
2020023613.tif 000012
【００２７】
脂環式炭化水素構造を有する化合物の具体的な例として（ｉ−１）〜（ｉ−１２）に表す。
Ｒ２は、それぞれ独立して、水素原子、炭素原子数１〜５個のアルキル基を表し、ｂは０〜６の整数を表す。
【００２８】
本願発明で使用する液晶分子は、単独で液晶相を示す化合物であっても、２種以上を勘合した際に液晶相を示す化合物であっても良い。
【００２９】
２種以上の液晶分子を混合して使用する場合には、種々の組み合わせが可能であるが、少なくとも１種類は一般式（ＩＩ）を含み、液晶組成物の誘電率異方性が正の場合は、更に（ＩＩＩａ）、（ＩＩＩｂ）、（ＩＩＩｃ）を含み、液晶組成物の誘電率異方性が負の場合は、更に（ＩＶａ）、（ＩＶｂ）及び（ＩＶｃ）で表される化合物を含有しても良い。
【００３０】
【化１２】
2020023613.tif 000013
【００３１】
（式中、Ｒ２１及びＲ２２はお互い独立して炭素原子数１から１０のアルキル基又は炭素原子数２から１０のアルケニル基を表し、これらの基中に存在する１個のメチレン基又は隣接していない２個以上のメチレン基は−Ｏ−又は−Ｓ−に置換されても良く、またこれらの基中に存在する１個又は２個以上の水素原子はフッ素原子又は塩素原子に置換されても良く、
Ｍ２１、Ｍ２２及びＭ２３はお互い独立して
（ａ）  トランス−１，４−シクロへキシレン基（この基中に存在する１個のメチレン基又は隣接していない２個以上のメチレン基は−Ｏ−又は−Ｓ−に置き換えられてもよい）、
（ｂ）  １，４−フェニレン基（この基中に存在する１個の−ＣＨ＝又は隣接していない２個以上の−ＣＨ＝は窒素原子に置き換えられてもよい）、２−フルオロ−１，４−フェニレン基、３−フルオロ−１，４−フェニレン基、３，５−ジフルオロ−１，４−フェニレン基及び
（ｃ）  １，４−シクロヘキセニレン基、１，４−ビシクロ［２．２．２]オクチレン基、ピペリジン−２，５−ジイル基、ナフタレン−２，６−ジイル基、デカヒドロナフタレン−２，６−ジイル基及び１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル基
からなる群より選ばれる基を表し、
ｏは０、１又は２を表し、
Ｌ２１及びＬ２２はお互い独立して単結合、−ＣＨ２ＣＨ２−、−（ＣＨ２）４−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝Ｎ−Ｎ＝ＣＨ−又は−Ｃ≡Ｃ−を表し、Ｌ２２が複数存在する場合は、それらは同一でも良く異なっていても良く、Ｍ２３が複数存在する場合は、それらは同一でも良く異なっていても良い。）で表される化合物を一種又は二種以上含有し、液晶組成物の誘電率異方性が正の場合は、更に一般式（ＩＩＩａ）、一般式（ＩＩＩｂ）及び一般式（ＩＩＩｃ）
【００３２】
【化１３】
2020023613.tif 000014
【００３３】
（式中Ｒ３１、Ｒ３２及びＲ３３はお互い独立して炭素原子数１から１０のアルキル基又は炭素原子数２から１０のアルケニル基を表し、これらの基中に存在する１個のメチレン基又は隣接していない２個以上のメチレン基は−Ｏ−又は−Ｓ−に置換されても良く、またこれらの基中に存在する１個又は２個以上の水素原子はフッ素原子又は塩素原子に置換されても良く、
Ｍ３１、Ｍ３２、Ｍ３３、Ｍ３４、Ｍ３５、Ｍ３６、Ｍ３７及びＭ３８はお互い独立して、
（ｄ）  トランス−１，４−シクロへキシレン基（この基中に存在する１個のメチレン基又は隣接していない２個以上のメチレン基は−Ｏ−又は−Ｓ−に置き換えられてもよい）、
（ｅ）  １，４−フェニレン基（この基中に存在する１個の−ＣＨ＝又は隣接していない２個以上の−ＣＨ＝は−Ｎ＝に置き換えられてもよい）、３−フルオロ−１，４−フェニレン基、３，５−ジフルオロ−１，４−フェニレン基及び、
（ｆ）  １，４−シクロヘキセニレン基、１，４−ビシクロ［２．２．２]オクチレン基、ピペリジン−２，５−ジイル基、ナフタレン−２，６−ジイル基、１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル基及びデカヒドロナフタレン−２，６−ジイル基
からなる群より選ばれる基を表し、上記の基（ｄ）、基（ｅ）又は基（ｆ）に含まれる水素原子はそれぞれシアノ基、フッ素原子、トリフルオロメチル基、トリフルオロメトキシ基又は塩素原子で置換されていても良く、
Ｌ３１、Ｌ３２、Ｌ３３、Ｌ３４、Ｌ３５、Ｌ３６、Ｌ３７及びＬ３８はお互い独立して単結合、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−（ＣＨ２）４−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＦ２Ｏ−又は−Ｃ≡Ｃ−を表し、Ｍ３２、Ｍ３４、Ｍ３５、Ｍ３７、Ｍ３８、Ｌ３１、Ｌ３３、Ｌ３５、Ｌ３６及び／又はＬ３８が複数存在する場合は、それらは同一でも良く異なっていても良く、
Ｘ３１、Ｘ３２、Ｘ３３、Ｘ３４、Ｘ３５、Ｘ３６及びＸ３７はお互い独立して水素原子又はフッ素原子を表し、
Ｙ３１、Ｙ３２及びＹ３３はお互い独立してフッ素原子、塩素原子、シアノ基、チオシアナト基、トリフルオロメトキシ基、トリフルオロメチル基、２，２，２−トリフルオロエチル基又はジフルオロメトキシ基を表し、
ｐ、ｑ、ｒ、ｓ及びｔはお互い独立して、０、１又は２を表すが、ｑ＋ｒ及びｓ＋ｔは２以下である。）で表される化合物からなる群から選ばれる化合物を含有することが好ましい。
液晶組成物の誘電率異方性が負の場合は、更に一般式（ＩＶａ）、一般式（ＩＶｂ）及び一般式（ＩＶｃ）
【００３４】
【化１４】
2020023613.tif 000015
【００３５】
（式中Ｒ４１、Ｒ４２、Ｒ４３、Ｒ４４、Ｒ４５及び、Ｒ４６はお互い独立して炭素原子数１から１０のアルキル基又は炭素原子数２から１０のアルケニル基を表し、これらの基中に存在する１個のメチレン基又は隣接していない２個以上のメチレン基は−Ｏ−又は−Ｓ−に置換されていても良く、またこれらの基中に存在する１個又は２個以上の水素原子はフッ素原子又は塩素原子に置換されても良く、
Ｍ４１、Ｍ４２、Ｍ４３、Ｍ４４、Ｍ４５、Ｍ４６、Ｍ４７、Ｍ４８及びＭ４９はお互い独立して、
（ｇ）  トランス−１，４−シクロへキシレン基（この基中に存在する１個のメチレン基又は隣接していない２個以上のメチレン基は−Ｏ−又は−Ｓ−に置き換えられてもよい）、
（ｈ）  １，４−フェニレン基（この基中に存在する１個の−ＣＨ＝又は隣接していない２個以上の−ＣＨ＝は窒素原子に置き換えられてもよい）及び、
（ｉ）  １，４−シクロヘキセニレン基、１，４−ビシクロ［２．２．２]オクチレン基、ピペリジン−２，５−ジイル基、ナフタレン−２，６−ジイル基、１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル基及びデカヒドロナフタレン−２，６−ジイル基
からなる群より選ばれる基を表し、上記の基（ｇ）、基（ｈ）又は基（ｉ）に含まれる水素原子はそれぞれシアノ基、フッ素原子、トリフルオロメチル基、トリフルオロメトキシ基又は塩素原子で置換されていても良く、
Ｌ４１、Ｌ４２、Ｌ４３、Ｌ４４、Ｌ４５、Ｌ４６、Ｌ４７、Ｌ４８及びＬ４９はお互い独立して単結合、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−（ＣＨ２）４−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＦ２Ｏ−又は−Ｃ≡Ｃ−を表し、Ｍ４２、Ｍ４３、Ｍ４５、Ｍ４６、Ｍ４８、Ｍ４９、Ｌ４１、Ｌ４３、Ｌ４４、Ｌ４６、Ｌ４７及び／又はＬ４９が複数存在する場合は、それらは同一でも良く異なっていても良く、
Ｘ４１、Ｘ４２、Ｘ４３、Ｘ４４、Ｘ４５、Ｘ４６、Ｘ４７及びＸ４８はお互い独立して水素原子、トリフルオロメチル基、トリフルオロメトキシ基又はフッ素原子を表すが、Ｘ４１及びＸ４２の何れか一つはフッ素原子を表し、Ｘ４３、Ｘ４４及びＸ４５の何れか一つはフッ素原子を表し、Ｘ４６、Ｘ４７及びＸ４８の何れか一つはフッ素原子を表すが、Ｘ４６及びＸ４７は同時にフッ素原子を表すことはなく、Ｘ４６及びＸ４８は同時にフッ素原子を表すことはなく、Ｇはメチレン基又は−Ｏ−を表し、
ｕ、ｖ、ｗ、ｘ、ｙ及びｚはお互い独立して、０、１又は２を表すが、ｕ＋ｖ、ｗ＋ｘ及びｙ＋ｚは２以下である。）で表される化合物からなる群から選ばれる化合物を含有することが好ましい。  一般式（ＩＩ）で表される化合物において、Ｒ２１及びＲ２２はお互い独立して炭素原子数１から１０のアルキル基又は炭素原子数２から１０のアルケニル基（これらの基中に存在する１個のメチレン基又は隣接していない２個以上のメチレン基は−Ｏ−又は−Ｓ−に置換されたもの、またこれらの基中に存在する１個又は２個以上の水素原子はフッ素原子又は塩素原子に置換されたものも含む。）が好ましく、炭素原子数１から５のアルキル基、炭素原子数１から５のアルコキシ基、炭素原子数２から５のアルケニル基又は炭素原子数３から６のアルケニルオキシ基がより好ましく、炭素原子数１から５のアルキル基又は炭素原子数１から５のアルコキシ基が特に好ましい。
【００３６】
Ｍ２１、Ｍ２２及びＭ２３はお互い独立してトランス−１，４−シクロヘキシレン基（この基中に存在する１個のＣＨ２基又は隣接していない２個のＣＨ２基が酸素原子に置換されているものを含む）、１，４−フェニレン基（この基中に存在する１個又は２個以上のＣＨ基は窒素原子に置換されているものを含む）、３−フルオロ−１，４−フェニレン基、３，５−ジフルオロ−１，４−フェニレン基、１，４−シクロヘキセニレン基、１，４−ビシクロ［２．２．２］オクチレン基、ピペリジン−１，４−ジイル基、ナフタレン−２，６−ジイル基、デカヒドロナフタレン−２，６−ジイル基又は１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル基が好ましく、トランス−１，４−シクロヘキシレン基、１，４−フェニレン基又は１，４−ビシクロ［２．２．２］オクチレン基がより好ましく、トランス−１，４−シクロヘキシレン基又は１，４−フェニレン基が特に好ましい。ｏは０、１又は２が好ましく、０又は１がより好ましい。Ｌ２１及びＬ２２はお互い独立して単結合、−ＣＨ２ＣＨ２−、−（ＣＨ２）４−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝Ｎ−Ｎ＝ＣＨ−又は−Ｃ≡Ｃ−が好ましく、単結合、−ＣＨ２ＣＨ２−、−（ＣＨ２）４−、−ＯＣＨ２−又は−ＣＨ２Ｏ−がより好ましく、単結合又は−ＣＨ２ＣＨ２−が更に好ましい。
【００３７】
上記の選択肢の組み合わせにより形成される構造のうち、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−Ｃ≡Ｃ−及び−ＣＨ＝ＣＨ−Ｃ≡Ｃ−は化学的な安定性から好ましくない。またこれら構造中の水素原子がフッ素原子に置き換わったものも同様に好ましくない。また酸素同士が結合する構造、硫黄原子同士が結合する構造及び硫黄原子と酸素原子が結合する構造となることも同様に好ましくない。また窒素原子同士が結合する構造、窒素原子と酸素原子が結合する構造及び窒素原子と硫黄原子が結合する構造も同様に好ましくない。
【００３８】
更に詳述すると、一般式（ＩＩ）は具体的な構造として以下の一般式（ＩＩ−Ａ）から一般式（ＩＩ−Ｐ）からなる群で表される化合物が好ましい。
【００３９】
【化１５】
2020023613.tif 000016
【００４０】
（式中、Ｒ２３及びＲ２４はそれぞれ独立的に炭素数１から１０のアルキル基、炭素数１から１０のアルコキシ基、炭素数２から１０のアルケニル基又は炭素数３から１０のアルケニルオキシ基を表す。）
Ｒ２３及びＲ２４はそれぞれ独立的に炭素数１から１０のアルキル基、炭素数１から１０のアルコキシ基又は炭素数２から１０のアルケニル基がより好ましく、炭素数１から５のアルキル基又は炭素数１から１０のアルコキシ基が更に好ましい。
【００４１】
一般式（ＩＩ−Ａ）から一般式（ＩＩ−Ｐ）で表される化合物中、一般式（ＩＩ−Ａ）、一般式（ＩＩ−Ｂ）、一般式（ＩＩ−Ｃ）、一般式（ＩＩ−Ｅ）、一般式（ＩＩ−Ｈ）、  一般式（ＩＩ−Ｉ）、一般式（ＩＩ−Ｉ）又は一般式（ＩＩ−Ｋ）で表される化合物が好ましく、一般式（ＩＩ−Ａ）、一般式（ＩＩ−Ｃ）、一般式（ＩＩ−Ｅ）、一般式（ＩＩ−Ｈ）又は一般式（ＩＩ−Ｉ）で表される化合物が更に好ましい。
【００４２】
本願発明では一般式（ＩＩ）で表される化合物を少なくとも１種を含有するが、１種〜１０種含有することが好ましく、２種〜８種含有することが特に好ましく、一般式（ＩＩ）で表される化合物の含有率の下限値は５質量％であることが好ましく、１０質量％であることがより好ましく、２０質量％であることが更に好ましく、３０質量％であることが特に好ましく、上限値としては８０質量％が好ましく、７０質量％が更に好ましく、６０質量％が更に好ましい。
【００４３】
一般式（ＩＩＩａ）、一般式（ＩＩＩｂ）及び一般式（ＩＩＩｃ）で表される化合物において、Ｒ３１、Ｒ３２及びＲ３３はお互い独立して炭素原子数１から１０のアルキル基又は炭素原子数２から１０のアルケニル基、炭素数１〜１５の直鎖状アルキル基又は炭素数２〜１５のアルケニル基（これらの基中に存在する１個のメチレン基又は隣接していない２個以上のメチレン基は−Ｏ−又は−Ｓ−に置換されているもの、またこれらの基中に存在する１個又は２個以上の水素原子はフッ素原子又は塩素原子に置換されているものも含む。）が好ましく、炭素数１〜１０の直鎖状アルキル基、炭素数１〜１０の直鎖状アルコキシ基又は炭素数２〜１０アルケニル基がより好ましく、炭素数１〜８の直鎖状アルキル基又は炭素数１〜８のアルコキシ基が特に好ましい。
【００４４】
Ｍ３１、Ｍ３２、Ｍ３３、Ｍ３４、Ｍ３５、Ｍ３６、Ｍ３７及びＭ３８はお互い独立して、トランス−１，４−シクロへキシレン基（この基中に存在する１個のメチレン基又は隣接していない２個以上のメチレン基は−Ｏ−又は−Ｓ−に置き換えられているものも含む。）、１，４−フェニレン基（この基中に存在する１個の−ＣＨ＝又は隣接していない２個以上の−ＣＨ＝は窒素原子に置き換えられているものも含む）、１，４−シクロヘキセニレン基、１，４−ビシクロ［２．２．２]オクチレン基、ピペリジン−１，４−ジイル基、ナフタレン−２，６−ジイル基、１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル基及びデカヒドロナフタレン−２，６−ジイル基で表す基（各々の基はそれぞれ水素原子がシアノ基、フッ素原子、トリフルオロメチル基、トリフルオロメトキシ基又は塩素原子で置換されているものも含む。）が好ましく、トランス−１，４−シクロへキシレン基、１，４−フェニレン基、３−フルオロ−１，４−フェニレン基又は３，５−ジフルオロ−１，４−フェニレン基がより好ましく、トランス−１，４−シクロへキシレン基又は１，４−フェニレン基が更に好ましく、トランス−１，４−シクロへキシレン基が特に好ましい。
【００４５】
Ｌ３１、Ｌ３２、Ｌ３３、Ｌ３４、Ｌ３５、Ｌ３６、Ｌ３７及びＬ３８はお互い独立して単結合、−ＯＣＯ−、−ＣＯＯ−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−（ＣＨ２）４−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＦ２Ｏ−又は−Ｃ≡Ｃ−が好ましく、単結合、−ＣＨ２ＣＨ２−、−（ＣＨ２）４−又は−Ｃ≡Ｃ−がより好ましく、単結合又は−ＣＨ２ＣＨ２−が特に好ましい。Ｘ３１、Ｘ３２、Ｘ３３、Ｘ３４、Ｘ３５、Ｘ３６及びＸ３７はお互い独立して水素原子又はフッ素原子をし、Ｙ３１、Ｙ３２及びＹ３３はお互い独立して水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、チオシアナト基、トリフルオロメトキシ基、トリフルオロメチル基、２，２，２−トリフルオロエチル基、ジフルオロメトキシ基又は炭素原子数１〜１２のアルキル基を表すことが好ましく、水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、トリフルオロメトキシ基、トリフルオロメチル基、２，２，２−トリフルオロエチル基又は炭素原子数１〜１２のアルキル基を表すことが好ましく、フッ素原子を表すことが特に好ましい。ｐ、ｑ、ｒ、ｓ及びｔはお互い独立して、０、１又は２を表すが、ｑ＋ｒ及びｓ＋ｔは２以下を表す。
【００４６】
上記の選択肢の組み合わせにより形成される構造のうち、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−Ｃ≡Ｃ−及び−ＣＨ＝ＣＨ−Ｃ≡Ｃ−は化学的な安定性から好ましくない。またこれら構造中の水素原子がフッ素原子に置き換わったものも同様に好ましくない。また酸素同士が結合する構造、硫黄原子同士が結合する構造及び硫黄原子と酸素原子が結合する構造となることも同様に好ましくない。また窒素原子同士が結合する構造、窒素原子と酸素原子が結合する構造及び窒素原子と硫黄原子が結合する構造も同様に好ましくない。
【００４７】
具体的には以下の一般式（ＩＩＩａ−１）で示される構造を表すことが好ましい。
【００４８】
【化１６】
2020023613.tif 000017
【００４９】
（式中、Ｒ３４は炭素原子数１〜８のアルキル基、炭素原子数１〜８のアルコキシル基又は炭素原子数２〜８のアルケニル基を表し、Ｌ３９及びＬ４０はそれぞれ独立して単結合、−ＣＨ２ＣＨ２−、−（ＣＨ２）４−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＦ２Ｏ−又は−Ｃ≡Ｃ−を表し、Ｍ３８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、Ｘ３２は水素原子又はフッ素原子を表し、ｐ１は０又は１を表し、Ｙ３４はシアノ基、フッ素原子、塩素原子、トリフルオロメチル基、フルオロメトキシ基、ジフルオロメトキシ基又はトリフルオロメトキシ基を表す。）
更に具体的には以下の一般式（ＩＩＩａ−２ａ）〜一般式（ＩＩＩａ−４ｄ）
【００５０】
【化１７】
2020023613.tif 000018
【００５１】
【化１８】
2020023613.tif 000019
【００５２】
【化１９】
2020023613.tif 000020
【００５３】
（式中、Ｒ３４は炭素原子数１〜８のアルキル基、炭素原子数１〜８のアルコキシル基又は炭素原子数２〜８のアルケニル基を表し、Ｘ３１及びＸ３２はそれぞれ独立して水素原子又はフッ素原子を表し、Ｙ３１はシアノ基、フッ素原子、塩素原子、トリフルオロメチル基、フルオロメトキシ基、ジフルオロメトキシ基又はトリフルオロメトキシ基を表す。）で表される構造が好ましく、
【００５４】
【化２０】
2020023613.tif 000021
【００５５】
（式中、Ｒ３４は炭素原子数１〜８のアルキル基、炭素原子数１〜８のアルコキシル基又は炭素原子数２〜８のアルケニル基を表し、Ｙ３１はシアノ基、フッ素原子、塩素原子、トリフルオロメチル基、フルオロメトキシ基、ジフルオロメトキシ基又はトリフルオロメトキシ基を表す。）で表される構造も好ましい。
【００５６】
一般式（ＩＩＩｂ）は具体的な構造として以下の一般式
【００５７】
【化２１】
2020023613.tif 000022
【００５８】
【化２２】
2020023613.tif 000023
【００５９】
【化２３】
2020023613.tif 000024
【００６０】
（式中、Ｒ３５は炭素原子数１〜８のアルキル基、炭素原子数１〜８のアルコキシル基又は炭素原子数２〜８のアルケニル基を表し、Ｙ３５はシアノ基、フッ素原子、塩素原子、トリフルオロメチル基、フルオロメトキシ基、ジフルオロメトキシ基又はトリフルオロメトキシ基を表す。）で表される構造が好ましく、
一般式（ＩＩＩｃ）は具体的な構造として以下の一般式
【００６１】
【化２４】
2020023613.tif 000025
【００６２】
【化２５】
2020023613.tif 000026
【００６３】
【化２６】
2020023613.tif 000027
【００６４】
（式中、Ｒ３６は炭素原子数１〜８のアルキル基、炭素原子数１〜８のアルコキシル基又は炭素原子数２〜８のアルケニル基を表し、Ｙ３６はシアノ基、フッ素原子、塩素原子、トリフルオロメチル基、フルオロメトキシ基、ジフルオロメトキシ基又はトリフルオロメトキシ基を表す。）で表される構造が好ましい。
【００６５】
一般式（ＩＩＩａ）、一般式（ＩＩＩｂ）及び一般式（ＩＩＩｃ）で表される化合物からなる群から選ばれる化合物を少なくとも１種を含有するが、１種〜１０種含有することが好ましく、２種〜８種含有することが特に好ましく、一般式（ＩＩＩａ）、一般式（ＩＩＩｂ）及び一般式（ＩＩＩｃ）で表される化合物からなる群の含有率の下限値は５質量％であることが好ましく、１０質量％であることがより好ましく、２０質量％であることが好ましく、上限値は８０質量％が好ましく、７０質量％が好ましく、６０質量％が好ましく、５０質量％が更に好ましい。
【００６６】
また、一般式（ＩＶａ）、一般式（ＩＶｂ）及び一般式（ＩＶｃ）で表される化合物において、Ｒ４１、Ｒ４２、Ｒ４３、Ｒ４４、Ｒ４５及びＲ４６はお互い独立して炭素原子数１から１０のアルキル基又は炭素原子数２から１０のアルケニル基、炭素数１〜１５の直鎖状アルキル基又は炭素数２〜１５のアルケニル基（これらの基中に存在する１個のメチレン基又は隣接していない２個以上のメチレン基は−Ｏ−又は−Ｓ−に置換されているもの、またこれらの基中に存在する１個又は２個以上の水素原子はフッ素原子又は塩素原子に置換されているものも含む。）が好ましく、炭素数１〜１０の直鎖状アルキル基、炭素数１〜１０の直鎖状アルコキシ基又は炭素数２〜１０アルケニル基がより好ましく、炭素数１〜８の直鎖状アルキル基又は炭素数１〜８のアルコキシ基が特に好ましい。Ｍ４１、Ｍ４２、Ｍ４３、Ｍ４４、Ｍ４５、Ｍ４６、Ｍ４７、Ｍ４８及びＭ４９はお互い独立して、トランス−１，４−シクロへキシレン基（この基中に存在する１個のメチレン基又は隣接していない２個以上のメチレン基は−Ｏ−又は−Ｓ−に置き換えられているものも含む。）、１，４−フェニレン基（この基中に存在する１個の−ＣＨ＝又は隣接していない２個以上の−ＣＨ＝は−Ｎ＝に置き換えられているものも含む）、１，４−シクロヘキセニレン基、１，４−ビシクロ［２．２．２]オクチレン基、ピペリジン−２，５−ジイル基、ナフタレン−２，６−ジイル基、１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル基及びデカヒドロナフタレン−２，６−ジイル基で表す基（各々の基に含まれる水素原子がそれぞれシアノ基、フッ素原子、トリフルオロメチル基、トリフルオロメトキシ基又は塩素原子で置換されているものも含む。）が好ましく、トランス−１，４−シクロへキシレン基、１，４−フェニレン基、３−フルオロ−１，４−フェニレン基又は２，３−ジフルオロ−１，４−フェニレン基がより好ましく、トランス−１，４−シクロへキシレン基又は１，４−フェニレン基が更に好ましく、トランス−１，４−シクロへキシレン基が特に好ましい。Ｌ４１、Ｌ４２、Ｌ４３、Ｌ４４、Ｌ４５、Ｌ４６、Ｌ４７、Ｌ４８及びＬ４９はお互い独立して単結合、−ＣＨ２ＣＨ２−、−（ＣＨ２）４−、−ＯＣＯ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＦ２Ｏ−又は−Ｃ≡Ｃ−が好ましく、単結合、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＯＣＨ２−又は−ＣＨ２Ｏ−がより好ましい。Ｘ４１、Ｘ４２、Ｘ４３、Ｘ４４、Ｘ４５、Ｘ４６及びＸ４７はお互い独立して水素原子又はフッ素原子を表し、Ｇはメチレン基又は−Ｏ−を表し、ｕ、ｖ、ｗ、ｘ、ｙ及びｚはお互い独立して、０、１又は２を表すが、ｕ＋ｖ、ｗ＋ｘ及びｙ＋ｚは２以下で表す。
【００６７】
上記の選択肢の組み合わせにより形成される構造のうち、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−Ｃ≡Ｃ−及び−ＣＨ＝ＣＨ−Ｃ≡Ｃ−は化学的な安定性から好ましくない。またこれら構造中の水素原子がフッ素原子に置き換わったものも同様に好ましくない。また酸素同士が結合する構造、硫黄原子同士が結合する構造及び硫黄原子と酸素原子が結合する構造となることも同様に好ましくない。また窒素原子同士が結合する構造、窒素原子と酸素原子が結合する構造及び窒素原子と硫黄原子が結合する構造も同様に好ましくない。
【００６８】
一般式（ＩＶａ）で表される化合物において、具体的には以下の一般式（ＩＶａ−１）で示される構造を表すことが好ましい。
【００６９】
【化２７】
2020023613.tif 000028
【００７０】
（式中、Ｒ４７及びＲ４８はお互い独立して炭素原子数１〜８のアルキル基、炭素原子数１〜８のアルコキシル基又は炭素原子数２〜８のアルケニル基を表し、Ｌ５０、Ｌ５１及びＬ５２はそれぞれ独立して単結合、−ＣＨ２ＣＨ２−、−（ＣＨ２）４−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＦ２Ｏ−又は−Ｃ≡Ｃ−を表し、Ｍ５０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、ｕ１及びｖ１はそれぞれ独立して０又は１を表す。）
更に具体的には以下の一般式（ＩＶａ−２ａ）〜一般式（ＩＶａ−３ｉ）
【００７１】
【化２８】
2020023613.tif 000029
【００７２】
【化２９】
2020023613.tif 000030
【００７３】
（式中、Ｒ４７及びＲ４８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１〜８のアルコキシル基又は炭素原子数２〜８のアルケニル基を表す。）で表される構造が好ましく、Ｒ４７及びＲ４８がそれぞれ独立して炭素原子数１〜８のアルキル基又は炭素原子数１〜８のアルコキシル基が更に好ましい。
【００７４】
一般式（ＩＶｂ）で表される化合物において、具体的には以下の一般式（ＩＶｂ−１）で示される構造を表すことが好ましい。
【００７５】
【化３０】
2020023613.tif 000031
【００７６】
（式中、Ｒ４９及びＲ５０はお互い独立して炭素原子数１〜８のアルキル基、炭素原子数１〜８のアルコキシル基又は炭素原子数２〜８のアルケニル基を表し、Ｌ５２、Ｌ５３及びＬ５４はそれぞれ独立して単結合、−ＣＨ２ＣＨ２−、−（ＣＨ２）４−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＦ２Ｏ−又は−Ｃ≡Ｃ−を表し、Ｍ５１、Ｍ５２及びＭ５３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、ｗ１及びｘ１は独立して０、１又は２を表すが、ｗ１＋ｘ１は２以下を表す。）
更に具体的には以下の一般式（ＩＶｂ−２ａ）〜（ＩＶｂ−３ｌ）
【００７７】
【化３１】
2020023613.tif 000032
【００７８】
【化３２】
2020023613.tif 000033
【００７９】
（式中、Ｒ４９及びＲ５０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１〜８のアルコキシル基又は炭素原子数２〜８のアルケニル基を表す。）で表される構造が好ましい。
【００８０】
一般式（ＩＶｃ）で表される化合物において、具体的には以下の一般式（ＩＶｃ−１ａ）及び一般式（ＩＶｃ−１ｂ）で示される構造を表すことが好ましい。
【００８１】
【化３３】
2020023613.tif 000034
【００８２】
（式中、Ｒ５１及びＲ５２はお互い独立して炭素原子数１〜８のアルキル基、炭素原子数１〜８のアルコキシル基又は炭素原子数２〜８のアルケニル基を表し、Ｌ５６、Ｌ５７及びＬ５８はそれぞれ独立して単結合、−ＣＨ２ＣＨ２−、−（ＣＨ２）４−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＦ２Ｏ−又は−Ｃ≡Ｃ−を表し、Ｍ５４、Ｍ５５及びＭ５６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、ｙ１及びｚ１は独立して０、１又は２を表すが、ｙ１＋ｚ１は２以下を表す。）
更に具体的には以下の一般式（ＩＶｃ−２ａ）〜（ＩＶｃ−２ｇ）
【００８３】
【化３４】
2020023613.tif 000035
【００８４】
（式中、Ｒ５１及びＲ５２はお互い独立して炭素原子数１〜８のアルキル基、炭素原子数１〜８のアルコキシル基又は炭素原子数２〜８のアルケニル基を表す。）
第三成分として使用する一般式（ＩＩＩａ）、一般式（ＩＩＩｂ）及び一般式（ＩＩＩｃ）で表される化合物からなる群から選ばれる化合物又は一般式（ＩＶａ）、一般式（ＩＶｂ）及び一般式（ＩＶｃ）で表される化合物からなる群から選ばれる化合物を少なくとも１種を含有するが、２種〜１０種含有することが好ましく、２種〜８種含有することが特に好ましく、含有率の下限値が５質量％であることが好ましく、１０質量％であることがより好ましく、２０質量％であることがより好ましく、上限値が８０質量％であることが好ましく、７０質量％であることが好ましく、６０質量％であることが好ましく、５０質量％であることが好ましい。
【００８５】
本願発明の液晶組成物において、Δｎは０．０８〜０．２５の範囲であることが好ましい。
【００８６】
本願発明の液晶組成物において、Δεは液晶表示素子の表示モードによって、正又は負のΔεを有するものを用いることができる。ＶＡモードの液晶表示素子においては、負のΔεを有する液晶組成物を使用する。その場合のΔεは、−１以下が好ましく、−２以下がより好ましい。
【００８７】
本願発明の液晶組成物は、広い液晶相温度範囲（液晶相下限温度と液晶相上限温度の差の絶対値）を有するが、液晶相温度範囲が１００℃以上であることが好ましく、１２０℃以上がより好ましい。また、液晶相上限温度は７０℃以上であることが好ましく、８０℃以上がより好ましい。更に、液晶相下限温度は−２０℃以下であることが好ましく、−３０℃以下がより好ましい。
【００８８】
本願発明の液晶組成物は、上記の化合物以外に、STN液晶用のネマチック液晶、スメクチック液晶、コレステリック液晶などを含有していてもよい。
本願発明の重合性化合物を含有する液晶組成物は、光重合開始剤が存在しない場合でも重合は進行するが、重合を促進するために光重合開始剤を含有することが好ましい。光重合開始剤としては、ベンゾインエーテル類、ベンゾフェノン類、アセトフェノン類、ベンジルケタール類、アシルフォスフィンオキサイド類等が挙げられる。特にアセトフェノン類、ベンジルケタール類が好ましく、例えば１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン「オムニラッド１８４」、１−（４−イソプロピルフェニル）−２−ヒドロキシ−２−メチルプロパン−１−オン「オムニラッド１１７３」、２−メチル−１−［（メチルチオ）フェニル］−２−モリホリノプロパン−１「オムニラッド９０７」、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）−ブタノン「オムニラッド３６９」）、２−ジメチルアミノ−２−（４−メチルベンジル）−１−（４−モルフォリノ−フェニル）ブタン−１−オン「オムニラッド３７９」、２，２−ジメトキシ−１，２−ジフェニルエタン−１−オン、ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）−ジフェニルフォスフィンオキサイド「オムニラッドＴＰＯ」、２，４，６−トリメチルベンゾイル−フェニル−フォスフィンオキサイド「オムニラッド８１９」（ＩＧＭ  Ｒｅｓｉｎｓ株式会社製）、１，２−オクタンジオン，１−［４−（フェニルチオ）−，２−（Ｏ−ベンゾイルオキシム）］，２，２−ジメトキシ−１，２−ジフェニルエタン−１−オン「イルガキュア６５１」、エタノン「イルガキュアＯＸＥ０１」）、１−［９−エチル−６−（２−メチルベンゾイル）−９Ｈ−カルバゾール−３−イル］−，１−（Ｏ−アセチルオキシム）「イルガキュアＯＸＥ０２」、「イルガキュアＯＸＥ０４」（ＢＡＳＦ株式会社製）、「アデカアークルズＮＣＩ−８３１」、「アデカアークルズＮＣＩ−９３０」、「アデカアークルズＮ−１９１９」（ＡＤＥＫＡ社製）、２，４−ジエチルチオキサントン（日本化薬社製「カヤキュアＤＥＴＸ」）とｐ−ジメチルアミノ安息香酸エチル（日本化薬社製「カヤキュアＥＰＡ」）との混合物、イソプロピルチオキサントン（ワ−ドプレキンソップ社製「カンタキュア−ＩＴＸ」）とｐ−ジメチルアミノ安息香酸エチルとの混合物、「エサキュア  ＯＮＥ」、「エサキュアＫＩＰ１５０」、「エサキュアＫＩＰ１６０」、「エサキュア１００１Ｍ」、「エサキュアＡ１９８」、「エサキュアＫＩＰ  ＩＴ」、「エサキュアＫＴＯ４６」、「エサキュアＴＺＴ」（ｌａｍｂｅｒｔｉ株式会社製）、「スピードキュアＢＭＳ」、「スピードキュアＰＢＺ」、「ベンゾフェノン」（ＬＡＭＢＳＯＮ社製）等が挙げられる。さらに、光カチオン開始剤としては、光酸発生剤を用いることができる。光酸発生剤としてはジアゾジスルホン系化合物、トリフェニルスルホニウム系化合物、フェニルスルホン系化合物、スルフォニルピリジン系化合物、トリアジン系化合物及びジフェニルヨードニウム化合物などが挙げられる。特に電圧保持率、高信頼性の観点から重合性基を有する下記（ＰＩ−１）及び（ＰＩ−２）の化合物がより好ましい。光重合開始剤の添加量は、液晶組成物に対して０．００５〜１質量％の範囲が好ましく、０．０２〜０．５質量％が更に好ましく、０．０３〜０．１質量％が特に好ましい。
【００８９】
【化３５】
2020023613.tif 000036
【００９０】
本願発明の液晶組成物には、その保存安定性を向上させるために、安定剤を添加することもできる。使用できる安定剤としては、例えば、ヒドロキノン類、ヒドロキノンモノアルキルエーテル類、第三ブチルカテコール類、ピロガロール類、チオフェノール類、ニトロ化合物類、β−ナフチルアミン類、β−ナフトール類、ニトロソ化合物等や下記（ＡＤ−１）〜（ＡＤ−１１）等のヒンダードフェノール類、ヒンダードアミン類が挙げられる。安定剤を使用する場合の添加量は、液晶組成物に対して０．００５〜１質量％の範囲が好ましく、０．０２〜０．５質量％が更に好ましく、０．０３〜０．１質量％が特に好ましい。安定剤の具体的構造を下記の（ＡＤ−１）〜（ＡＤ−１１）に示す。
【００９１】
【化３６】
2020023613.tif 000037
【００９２】
【化３７】
2020023613.tif 000038
【００９３】
液晶組成物において、（AD-1）〜（AD-11）で表される化合物から選ばれる化合物を１種又は２種以上含有することが好ましく、その含有量は０．００１から０．５％であることが好ましく、０．００１から０．１％が更に好ましく、０．００１から０．０５％が特に好ましい。
【００９４】
本発明の液晶組成物は、脂環式炭化水素構造を有する重合性化合物を含有し、更に一般式（Ｐ）で表される重合性液晶化合物を含有しても良いが、環構造を有さない重合性化合物も含有しても良い。
具体的には２−ヒドロキシエチルアクリレート、プロピル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレート、イソブチル（メタ）アクリレート、４−ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、オクチル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、ドデシル（メタ）アクリレート、ラウリル（メタ）アクリレート、ステアリル（メタ）アクリレート、メトキシエチル（メタ）アクリレート、エチルカルビトール（メタ）アクリレート、テトラヒドロフルフリル（メタ）アクリレート、２−フェノキシジエチレングリコール（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシ−３−フェノキシエチル（メタ）アクリレート、（２−メチル−２−エチル−１，３−ジオキソラン−４−イル）メチル（メタ）アクリレート、（３−エチルオキセタン−３−イル）メチル（メタ）アクリレート、、ジメチルアミノ（メタ）アクリレート、ジエチルアミノ（メタ）アクリレート、２，２，３，３，３−ペンタフルオロプロピル（メタ）アクリレート、２，２，３，４，４，４−ヘキサフルオロブチル（メタ）アクリレート、２，２，３，３，４，４，４−ヘプタフルオロブチル（メタ）アクリレート、２−（パーフルオロブチル）エチル（メタ）アクリレート、２−（パーフルオロヘキシル）エチル（メタ）アクリレート、１Ｈ，１Ｈ，３Ｈ−テトラフルオロプロピル（メタ）アクリレート、１Ｈ，１Ｈ，５Ｈ−オクタフルオロペンチル（メタ）アクリレート、１Ｈ，１Ｈ，７Ｈ−ドデカフルオロヘプチル（メタ）アクリレート、１Ｈ−１−（トリフルオロメチル）トリフルオロエチル（メタ）アクリレート、１Ｈ，１Ｈ，３Ｈ−ヘキサフルオロブチル（メタ）アクリレート、１，２，２，２−テトラフルオロ−１−（トリフルオロメチル）エチル（メタ）アクリレート、１Ｈ，１Ｈ−ペンタデカフルオロオクチル（メタ）アクリレート、１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ−トリデカフルオロオクチル（メタ）アクリレート、グリシジル（メタ）アクリレート、２−（メタ）アクリロイルオキシエチルりん酸、アクリロイルモルホリン、ジメチルアクリルアミド、ジメチルアミノプロピルアクリルアミド、イロプロピルアクリルアミド、ジエチルアクリルアミド、ヒドロキシエチルアクリルアミド、Ｎ−アクリロイルオキシエチルヘキサヒドロフタルイミド等のモノ（メタ）アクリレート、１，４−ブタンジオールジ（メタ）アクリレート、１，６−ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、１，９−ノナンジオールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルジオールジ（メタ）アクリレート、トリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、グリセリンジ（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシ−３−アクロイルオキシプロピルメタクリレート、１，６−ヘキサンジオールジグリシジルエーテルのアクリル酸付加物、１，４−ブタンジオールジグリシジルエーテルのアクリル酸付加物、等のジアクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、エトキシ化イソシアヌル酸トリアクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ε−カプロラクトン変性トリス−（２−アクリロイルオキシエチル）イソシアヌレート、等のトリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ（メタ）アクリレート、等のテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、オリゴマー型の（メタ）アクリレート、各種ウレタンアクリレート、各種マクロモノマー、エチレングリコールジグリシジルエーテル、ジエチレングリコールジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、１，６−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、グリセリンジグリシジルエーテル、マレイミド等が挙げられる。これらは単独で使用することもできるし、２種類以上混合して使用することもできる。
【実施例】
【００９５】
以下に実施例を挙げて本発明を更に詳述するが、本発明の範囲はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００９６】
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。
【００９７】
［液晶組成物（１）の調製］
下記に示す組成比で混合し、総量１００質量部に対して、酸化防止剤（ＡＤ−４、ｎ＝３）を０．０２質量部含む液晶組成物（ＬＣ−１）を調製した。
【００９８】
液晶組成物（ＬＣ−１）のＴＮＩは9０.４℃であった。
【００９９】
２５℃における、誘電率及び誘電率異方性（Δε）、屈折率及び屈折率異方性（Δｎ）、回転粘性係数（γ１）は下記の通りであった。
Δｎ：０．０９９
Δε：９．１
γ１ ：７６ｍＰａ・ｓ
【０１００】
液晶組成物（ＬＣ−１）
【０１０１】
【化３８】
2020023613.tif 000039
【０１０２】
［液晶組成物（２）の調製］
下記に示す組成比で混合し、総量１００質量部に対して、酸化防止剤（ＡＤ−４、ｎ＝３）を０．０２質量部含む液晶組成物（ＬＣ−2）を調製した。
【０１０３】
液晶組成物（ＬＣ−２）のＴＮＩは8１℃であった。
【０１０４】
２５℃における、誘電率及び誘電率異方性（Δε）、屈折率及び屈折率異方性（Δｎ）、回転粘性係数（γ１）は下記の通りであった。
Δｎ：０．１１
Δε：−３．０
γ１ ：９５ｍＰａ・ｓ
【０１０５】
液晶組成物（ＬＣ−2）
【０１０６】
【化３９】
2020023613.tif 000040
【０１０７】
（実施例１）
［重合性液晶組成物の調製］
下記に示す重合性組成物（Ｍ−１）に対して、２％のイルガキュア（登録商標）６５１（ＢＡＳＦ社製）、及び０．５％のαメチルスチレンダイマーを混合して、重合性組成物（Ｍ−２）を調製した。
（重合性組成物１）
【０１０８】
【化４０】
2020023613.tif 000041
【０１０９】
更に、８５％の上記液晶組成物（ＬＣ−１）、及び、１５％の上記重合性組成物（Ｍ−２）を混合して、実施例１の重合性液晶組成物を得た。
（実施例２）
８５％の上記液晶組成物（ＬＣ−２）、及び、１５％の上記重合性組成物（Ｍ−２）を混合して、実施例１の重合性液晶組成物を得た。
【０１１０】
［液晶表示素子の作製］
一方の基板にストライプ状の透明電極を有し、両方の基板に垂直配向処理が施された一対の基板の間に、実施例１の重合性液晶組成物を、毛細管現象を利用して注入して液晶セルを作製した。セル厚は５μｍである。
【０１１１】
直交格子形状で、マスク領域は一辺が１００μｍの正方形、露光領域の線幅（光の抜け部分の間隔）は１０μｍ、ピッチ１１０μｍの、図１８に示す光学マスクを準備し、次に、液晶セルのストライプ状電極の方向に対して、光学マスクの直行格子が約４５°の方向になるようにして、その液晶セルに対して光学マスク越しに０．２ｍＷ／ｃｍ２の紫外線を３００分間照射し、パターン露光して、実施例１の液晶表示素子を作製した。
【０１１２】
実施例１及び２の液晶表示素子は電圧無印加時の暗視野、及び電圧２０Ｖ印加時の明視野の区別が、明瞭に観察できた。また透過状態時のヘイズ値は１．５％以下であり良好な透明性が得られた。
（比較例１）
［重合性液晶組成物の調製］
上記重合性組成物（Ｍ−１）に対して、２％のイルガキュア（登録商標）６５１（ＢＡＳＦ社製）を混合して、重合性組成物（Ｍ−３）を調製した。更に、８５％の上記液晶組成物（ＬＣ−１）、及び、１５％の上記重合性組成物（Ｍ−３）を混合して、比較例１の重合性液晶組成物を得た。
［液晶表示素子の作製］
実施例１と同様な一対の基板の間に、比較例１の重合性液晶組成物を、毛細管現象を利用して注入して液晶セルを作製した。セル厚は５μｍである。
【０１１３】
直交格子形状で、マスク領域は一辺が１００μｍの正方形、露光領域の線幅（光の抜け部分の間隔）は１０μｍ、ピッチ１１０μｍの、図１８に示す光学マスクを準備し、次に、液晶セルのストライプ状電極の方向に対して、光学マスクの直行格子が約４５°の方向になるようにして、その液晶セルに対して光学マスク越しに０．２ｍＷ／ｃｍ２の紫外線を３００分間照射し、パターン露光して、比較例１の液晶表示素子を作製した。
【０１１４】
実施例１の液晶表示素子は電圧無印加時の暗視野、及び電圧２０Ｖ印加時の明視野の区別が観察できたが、比較例１の液晶表示素子は透過状態時のヘイズ値は２．５％以上であり透明性が不十分であった。