(57)【要約】［課題］    本発明が解決しようとする課題は、Ｔｎｉ、Δε、γ１、低温でのネマチック相安定性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なく、製造時の滴下痕が発生し難く、ＯＤＦ工程において揮発し難い液晶組成物及びそれを用いた液晶表示素子を提供することにある。［解決手段］    本発明者は、種々の液晶化合物及び種々の化学物質を検討し、特定の液晶化合物を組み合わせることにより前記課題を解決することができることを見出し、本発明を完成するに至った。  一般式（ｉ）〜（ｖｉ）で表される化合物を含有する組成物、当該組成物を使用した液晶表示素子及び当該組成物を使用したＶＡ方式素子、ＦＦＳ素子又はＩＰＳを提供する。  ［化１］2017212933.tif 000028
2017212933.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一般式（ｉ）で表される化合物、一般式（ｉｉ）で表される化合物、一般式（ｉｉｉ）で表される化合物、一般式（ｉｖ）で表される化合物、一般式（ｖ）で表される化合物及び一般式（ｖｉ）で表される化合物を含有し、組成物中の一般式（ｉ）で表される化合物、一般式（ｉｉ）で表される化合物、一般式（ｉｉｉ）で表される化合物、一般式（ｉｖ）で表される化合物、一般式（ｖ）で表される化合物及び一般式（ｖｉ）で表される化合物の合計の含有量が９０％以上である組成物。
【化１】
2017212933.tif 000026
（式中、Ｒｉ１、Ｒｉｉ１、Ｒｉｉｉ１、Ｒｉｉｉ２、Ｒｉｖ１、Ｒｉｖ２、Ｒｖ１、Ｒｖ２、Ｒｖｉ１及びＲｖｉ２はそれぞれ独立して、炭素原子数１〜８のアルキル基を表し、Ｒｉ２及びＲｉｉ２はそれぞれ独立して、炭素原子数１〜８のアルキル基又は炭素原子数１〜８のアルコキシ基を表す。）
【請求項２】
更に一般式（Ｌ）で表される化合物を含有する請求項１に記載の組成物。
【化２】
2017212933.tif 000027
（式中、ＲＬ１及びＲＬ２はそれぞれ独立して炭素原子数１〜８のアルキル基を表し、該アルキル基中の１個又は非隣接の２個以上の−ＣＨ２−はそれぞれ独立して−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−によって置換されていてもよく、
ｎＬ１は０、１、２又は３を表し、
ＡＬ１、ＡＬ２及びＡＬ３はそれぞれ独立して
（ａ）  １，４−シクロヘキシレン基（この基中に存在する１個の−ＣＨ２−又は隣接していない２個以上の−ＣＨ２−は−Ｏ−に置き換えられてもよい。）及び
（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−Ｎ＝に置き換えられてもよい。）
（ｃ）  （ｃ）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−ジイル基又はデカヒドロナフタレン−２，６−ジイル基（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良い。）
からなる群より選ばれる基を表し、上記の基（ａ）、基（ｂ）及び基（ｃ）はそれぞれ独立して１個のシアノ基、フッ素原子又は塩素原子で置換されていても良く、
ＺＬ１及びＺＬ２はそれぞれ独立して単結合、−ＣＨ２ＣＨ２−、−（ＣＨ２）４−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＣＨ＝Ｎ−Ｎ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−又は−Ｃ≡Ｃ−を表し、
ｎＬ１が２又は３であってＡＬ２が複数存在する場合は、それらは同一であっても異なっていても良く、ｎＬ１が２又は３であってＺＬ３が複数存在する場合は、それらは同一であっても異なっていても良いが、一般式（ｉｉｉ）〜（ｖｉ）で表される化合物を除く。）
【請求項３】
請求項１又は２記載の組成物を使用した液晶表示素子。
【請求項４】
請求項１又は２記載の液晶組成物を用いたＦＦＳ型又はＩＰＳ型の液晶表示素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液晶表示材料として有用な誘電率異方性（Δε）が負の値を示す組成物及びこれを用いた液晶表示素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
Δεが負の値を示す組成物を用いた液晶表示素子は、液晶ＴＶ等に広く用いられており、これら用途に使用される組成物には高い特性が要求されている。例えば、高いネマチック相上限温度Ｔｎｉ、大きなΔε、低い回転粘性（γ１）、低温でのネマチック相安定性などの諸特性がある。さらに、表示素子の焼き付きなどの表示不良が発生し難い、製造時の滴下痕が発生し難い、ＯＤＦ工程における組成物の安定した吐出性等の要求があり、従来の液晶組成物では対応できなくなってきている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】ＷＯ２０１４／００６９６３
【特許文献２】ＷＯ２０１４／１４８１９７
【特許文献３】ＷＯ２０１５／０６００５６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、Ｔｎｉ、Δε、γ１、低温でのネマチック相安定性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なく、製造時の滴下痕が発生し難く、ＯＤＦ工程において揮発し難い液晶組成物及びそれを用いた液晶表示素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者は、種々の液晶化合物及び種々の化学物質を検討し、特定の液晶化合物を組み合わせることにより前記課題を解決することができることを見出し、本発明を完成するに至った。【０００６】
一般式（ｉ）〜（ｖｉ）で表される化合物を含有する組成物、当該組成物を使用した液晶表示素子及び当該組成物を使用したＶＡ（Ｖｉｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）方式素子、ＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ  Ｆｉｅｌｄ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）素子又はＩＰＳ（Ｉｎ Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）を提供する。【０００７】
【化１】
2017212933.tif 000003
【０００８】
（式中、Ｒｉ１、Ｒｉｉ１、Ｒｉｉｉ１、Ｒｉｉｉ２、Ｒｉｖ１、Ｒｉｖ２、Ｒｖ１、Ｒｖ２、Ｒｖｉ１及びＲｖｉ２はそれぞれ独立して、炭素原子数１〜８のアルキル基を表し、Ｒｉ２及びＲｉｉ２はそれぞれ独立して、炭素原子数１〜８のアルキル基又は炭素原子数１〜８のアルコキシ基を表す。）
【発明の効果】
【０００９】
本発明の負の誘電率異方性を有する組成物は、大幅に低い粘性を得ることができ、低温でのネマチック相安定性が良好で、加熱や光照射による比抵抗や電圧保持率の変化が極めて小さいため、製品の実用性と信頼性が高く、これを用いたＶＡ方式やＦＦＳ方式等の液晶表示素子は所望の駆動電圧において高速応答を達成できる。また、本発明の液晶組成物は揮発し難いため、液晶表示素子の製造工程において安定的に性能を発揮でき、工程起因の表示不良が抑制されて歩留まり高く製造できるので、非常に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】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２】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一部を拡大した平面図
【図３】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
【図４】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５】液晶表示素子の電極構成を拡大した平面図
【図６】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
【発明を実施するための形態】
【００１１】
前述の通り、本願発明は、特定のｎ型液晶組成物と特定の素子構成を持つＶＡ方式、ＩＰＳ方式の液晶表示素子を見出したものである。ここでｎ型とはΔεが負を意味する。
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。
【００１２】
Ｒｉ１、Ｒｉｉ１、Ｒｉｉｉ１、Ｒｉｉｉ２、Ｒｉｖ１、Ｒｉｖ２、Ｒｖ１、Ｒｖ２、Ｒｖｉ１及びＲｖｉ２は直鎖の炭素原子数１〜８のアルキル基が好ましく、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基及びペンチル基が好ましく、エチル基、プロピル基、ブチル基及びペンチル基が好ましい。
【００１３】
Ｒｉ２及びＲｉｉ２は直鎖の炭素原子数１〜５のアルキル基又は直鎖の炭素原子数１〜５のアルコキシ基が好ましく、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基又はペントキシ基が好ましい。
【００１４】
一般式（ｉ）で表される化合物は単独で使用することもできるが、２以上の化合物を組み合わせて使用することもできる。組み合わせることができる化合物の種類に特に制限は無いが、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの求められる性能に応じて適宜組み合わせて使用する。使用する化合物の種類は、例えば本発明の一つの実施形態としては１種類であり、２種類であり、３種類であり、４種類であり、５種類以上である。
【００１５】
Δεの改善を重視する場合には含有量を高めに設定することが好ましく、低温での溶解性を重視する場合は含有量を多めに設定すると効果が高く、Ｔｎｉを重視する場合は含有量を少なめに設定すると効果が高い。さらに、滴下痕や焼き付き特性を改良する場合は、含有量の範囲を中間に設定することが好ましい。また、Δεを大きくすることで低電圧駆動が可能となるが、本発明の液晶組成物においては、一般式（ｉ）の化合物および一般式（ｉｉ）の化合物を単独または組み合わせて使うことにより、低電圧かつ高速応答の液晶表示素子を得ることができる。この組み合わせについて詳述すると、一般式（ｉ）の化合物を１種および一般式（ｉｉ）の化合物を２種が好ましく、一般式（ｉ）の化合物を２種および一般式（ｉｉ）の化合物を１種が好ましく、一般式（ｉ）の化合物を２種および一般式（ｉｉ）の化合物を２種が好ましい。
【００１６】
本発明の組成物の総量に対しての式（ｉ）で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、５％であり、７％であり、９％であり、１１％であり、１３％であり、１５％であり、１７％である。好ましい含有量の上限値は、本発明の組成物の総量に対して、２３％であり、２０％であり、１８％であり、１５％であり、１３％であり、１１％である。
【００１７】
さらに、一般式（ｉ）で表される化合物は、式（ｉ．１）から式（ｉ．１４）で表される化合物群から選ばれる化合物であることが好ましく、式（ｉ．１）〜（ｉ．５）で表される化合物であることが好ましく、式（ｉ．２）、式（ｉ．３）及び式（ｉ．５）で表される化合物が好ましい。
【００１８】
【化２】
2017212933.tif 000004
【００１９】
式（ｉ．１）〜（ｉ．１４）で表される化合物は単独で使用することも、組み合わせて使用することも可能であるが、本発明の組成物の総量に対しての単独又はこれら化合物の好ましい含有量の下限値は、３％であり、５％であり、７％である。好ましい含有量の上限値は、本発明の組成物の総量に対して、１５％であり、１３％であり、１１％であり、１０％であり、９％である。
【００２０】
式（ｉ．２）、式（ｉ．３）及び式（ｉ．５）で表される化合物から選ばれる２種又は３種を組み合わせて使用する場合には、これら化合物の合計の好ましい含有量の下限値は、５％であり、７％であり、９％であり、１１％であり、１３％であり、１５％であり、１７％である。好ましい含有量の上限値は、本発明の組成物の総量に対して、２５％であり、２３％であり、２０％であり、１８％であり、１５％であり、１３％であり、１１％である。
【００２１】
一般式（ｉｉ）で表される化合物は単独で使用することもできるが、２以上の化合物を組み合わせて使用することもできる。組み合わせることができる化合物の種類に特に制限は無いが、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの求められる性能に応じて適宜組み合わせて使用する。使用する化合物の種類は、例えば本発明の一つの実施形態としては１種類であり、２種類であり、３種類であり、４種類であり、５種類以上である。
【００２２】
Δεの改善を重視する場合には含有量を高めに設定することが好ましく、低温での溶解性を重視する場合は含有量を低めに設定すると効果が高く、ＴＮＩを重視する場合は含有量を高めに設定すると効果が高い。さらに、滴下痕や焼き付き特性を改良する場合は、含有量の範囲を中間に設定することが好ましい。
【００２３】
本発明の組成物の総量に対しての式（ｉｉ）で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、１０％であり、１３％であり、１５％であり、１７％であり、２０％であり、２３％であり、２５％であり、２７％であり、３０％であり、３３％であり、３５％である。好ましい含有量の上限値は、本発明の組成物の総量に対して、４０％であり、３７％であり、３５％であり、３３％であり、３０％である。
【００２４】
さらに、一般式（ｉｉ）で表される化合物は、式（ｉｉ．１）から式（ｉｉ．１５）で表される化合物群から選ばれる化合物であることが好ましく、式（ｉｉ．１）〜（ｉｉ．１５）で表される化合物であることが好ましく、式（ｉｉ．２）及び式（ｉｉ．４）で表される化合物が好ましい。
【００２５】
【化３】
2017212933.tif 000005
【００２６】
式（ｉｉ．２）及び式（ｉｉ．４）で表される化合物は単独で使用することも、組み合わせて使用することも可能であるが、本発明の組成物の総量に対しての単独又はこれら化合物の好ましい含有量の下限値は、１０％であり、１３％であり、１５％であり、１７％であり、２０％であり、２３％であり、２５％であり、２７％であり、３０％であり、３３％であり、３５％である。好ましい含有量の上限値は、本発明の組成物の総量に対して、４０％であり、３７％であり、３５％であり、３３％であり、３０％である。
【００２７】
一般式（ｉｉｉ）で表される化合物は単独で使用することもできるが、２以上の化合物を組み合わせて使用することもできる。組み合わせることができる化合物の種類に特に制限は無いが、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの求められる性能に応じて適宜組み合わせて使用する。使用する化合物の種類は、例えば本発明の一つの実施形態としては１種類であり、２種類であり、３種類であり、４種類であり、５種類以上である。
【００２８】
好ましい含有量の下限値は、本発明の組成物の総量に対して、１％であり、２％であり、３％であり、５％であり、７％であり、１０％であり、１５％であり、１８％であり、２０％であり、２２％であり、２５％であり、２８％であり、３０％である。好ましい含有量の上限値は、本発明の組成物の総量に対して、４５％であり、４３％であり、４０％であり、３８％であり、３５％であり、３３％であり、３０％である。
【００２９】
本発明の組成物の粘度を低く保ち、応答速度が速い組成物が必要な場合は上記の下限値が高く上限値が高いことが好ましい。さらに、本発明の組成物のＴｎｉを高く保ち、温度安定性の良い組成物が必要な場合は上記の下限値が中庸で上限値が中庸であることが好ましい。また、駆動電圧を低く保つために誘電率異方性を大きくしたいときは、上記の下限値が低く上限値が低いことが好ましい。
さらに、一般式（ｉｉｉ）で表される化合物は、式（ｉｉｉ．１）から式（ｉｉｉ．４）で表される化合物群から選ばれる化合物であることが好ましく、式（ｉｉｉ．１）、式（ｉｉｉ．３）又は式（ｉｉｉ．４）で表される化合物であることが好ましい。特に、式（ｉｉｉ．１）で表される化合物は本発明の組成物の応答速度を特に改善するため好ましい。また、応答速度よりも高いＴｎｉを求めるときは、式（ｉｉｉ．３）及び式（ｉｉｉ．４）で表される化合物を用いることが好ましいが、これら化合物の合計の含有量は、低温での溶解度を良くするために２０％以上にすることは好ましくない。
【００３０】
【化４】
2017212933.tif 000006
【００３１】
本発明の組成物の総量に対しての式（ｉｉｉ．１）で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、１％であり、２％であり、３％であり、５％であり、７％であり、１０％であり、１３％であり、１５％であり、１８％であり、２０％である。好ましい含有量の上限値は、本発明の組成物の総量に対して、２０％であり、１７％であり、１５％であり、１３％であり、１０％であり、８％であり、７％であり、６％である。揮発性を改良することを重視する場合には、式（ｉｉｉ．１）で表される化合物は２０％以下が好ましく、１０％以下が好ましく、５％以下が好ましく、含有しないことが好ましい。
【００３２】
式（ｉｉｉ．３）又は式（ｉｉｉ．４）で表される化合物の合計の好ましい含有量の下限値は、１％であり、２％であり、３％であり、５％であり、７％であり、１０％であり、１３％であり、１５％であり、１８％であり、２０％である。好ましい含有量の上限値は、本発明の組成物の総量に対して、３０％であり、２７％であり、２５％であり、２３％であり、２０％であり、１７％であり、１５％であり、１３％であり、１０％であり、８％であり、７％であり、６％である。
【００３３】
一般式式（ｉｉｉ）で表される化合物を複数組み合わせて使用する場合に、応答速度の改善に重点を置く場合には、式（ｉｉｉ．１）で表される化合物を中心に使用し、式（ｉｉｉ．３）又は式（ｉｉｉ．４）で表される化合物を少量添加することが好ましく、式（ｉｉｉ．１）で表される化合物の揮発性を改善することを目的とする場合には、式（ｉｉｉ．３）又は式（ｉｉｉ．４）で表される化合物を中心に使用することが好ましい。
【００３４】
一般式（ｉｖ）で表される化合物は単独で使用することもできるが、２以上の化合物を組み合わせて使用することもできる。組み合わせることができる化合物の種類に特に制限は無いが、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの求められる性能に応じて適宜組み合わせて使用する。使用する化合物の種類は、例えば本発明の一つの実施形態としては１種類であり、２種類であり、３種類であり、４種類であり、５種類以上である。
【００３５】
本発明の組成物の総量に対しての式（ｉｖ）で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、５％であり、７％であり、１０％であり、１３％であり、１５％である。好ましい含有量の上限値は、本発明の組成物の総量に対して、２５％であり、２３％であり、２０％であり、１７％であり、１５％であり、１３％であり、１０％であり、８％である。
【００３６】
高い複屈折率を得る場合は含有量を多めに設定すると効果が高く、反対に、高いＴｎｉを重視する場合は含有量を少なめに設定すると効果が高い。さらに、滴下痕や焼き付き特性を改良する場合は、含有量の範囲を中間に設定することが好ましい。
【００３７】
さらに、一般式（ｉｖ）で表される化合物は、式（ｉｖ．１）又は式（ｉｖ．２）で表される化合物群から選ばれる化合物であることが好ましい。
【００３８】
【化５】
2017212933.tif 000007
【００３９】
式（ｉｖ．１）又は式（ｉｖ．２）で表される化合物の合計の好ましい含有量の下限値は、５％であり、７％であり、１０％であり、１３％であり、１５％である。好ましい含有量の上限値は、本発明の組成物の総量に対して、２５％であり、２３％であり、２０％であり、１７％であり、１５％であり、１３％であり、１０％であり、８％である。
【００４０】
一般式（ｖ）で表される化合物は単独で使用することもできるが、２以上の化合物を組み合わせて使用することもできる。組み合わせることができる化合物の種類に特に制限は無いが、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの求められる性能に応じて適宜組み合わせて使用する。使用する化合物の種類は、例えば本発明の一つの実施形態としては１種類であり、２種類であり、３種類であり、４種類であり、５種類以上である。
【００４１】
本発明の組成物において、一般式（ｖ）で表される化合物の含有量は、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率、プロセス適合性、滴下痕、焼き付き、誘電率異方性などの求められる性能に応じて適宜調整する必要がある。
【００４２】
本発明の組成物の総量に対しての式（ｖ）で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、１％であり、２％であり、３％であり、５％であり、７％であり、１０％である。本発明の組成物の総量に対しての式（ｖ）で表される化合物の好ましい含有量の上限値は、１５％であり、１３％であり、１０％であり、８％であり、５％である。
【００４３】
一般式（ｖ）で表される化合物は、例えば式（ｖ．１）から式（ｖ．３）で表される化合物であることが好ましく、式（ｖ．１）で表される化合物であることが好ましい。
【００４４】
【化６】
2017212933.tif 000008
【００４５】
低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの求められる性能に応じて、式（ｖ．１）で表される化合物を含有していても、式（ｖ．１）で表される化合物と式（ｖ．２）で表される化合物との両方を含有していても良い。
【００４６】
本発明の組成物の総量に対しての式（ｖ．１）で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、３％であり、５％であり、７％であり、９％であり、１１％であり、１２％であり、１３％であり、１８％であり、２１％である。好ましい上限値は、４５であり、４０％であり、３５％であり、３０％であり、２５％であり、２３％であり、２０％であり、１８％であり、１５％であり、１３％であり、１０％であり、８％である。
【００４７】
一般式（ｖｉ）で表される化合物は単独で使用することもできるが、２以上の化合物を組み合わせて使用することもできる。組み合わせることができる化合物の種類に特に制限は無いが、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの求められる性能に応じて適宜組み合わせて使用する。使用する化合物の種類は、例えば本発明の一つの実施形態としては１種類であり、２種類であり、３種類であり、４種類であり、５種類以上である。
【００４８】
本発明の組成物において、一般式（ｖｉ）で表される化合物の含有量は、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率、プロセス適合性、滴下痕、焼き付き、誘電率異方性などの求められる性能に応じて適宜調整する必要がある。
【００４９】
本発明の組成物の総量に対しての式（ｖｉ）で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、１％であり、２％であり、３％であり、５％であり、７％であり、１０％であり、１４％であり、１６％であり、２０％であり、２３％であり、２６％であり、３０％であり、３５％であり、４０％である。本発明の組成物の総量に対しての式（ｖｉ）で表される化合物の好ましい含有量の上限値は、５０％であり、４０％であり、３５％であり、３０％であり、２０％であり、１５％であり、１０％であり、５％である
一般式（ｖｉ）で表される化合物は、式（ｖｉ．１）又は式（ｖｉ．２）で表される化合物であることが好ましく、特に、式（ｖｉ．１）で表される化合物であることが好ましい。
【００５０】
【化７】
2017212933.tif 000009
【００５１】
本発明の組成物の総量に対してのこれら化合物の好ましい含有量の下限値は、１％であり、２％であり、３％であり、５％であり、７％である。これら化合物の好ましい含有量の上限値は、２０％であり、１５％であり、１３％であり、１０％であり、９％である。
【００５２】
本発明の組成物の総量に対しての一般式（ｉ）で表される化合物及び一般式（ｉｉ）で表される化合物の好ましい合計の含有量の下限値は、３０％であり、３５％であり、３８％であり、４０％である。好ましい含有量の上限値は、本発明の組成物の総量に対して、５０％であり、４７％であり、４５％であり、４３％であり、４０％であり、３７％である。
【００５３】
本発明の組成物の総量に対しての一般式（ｉｉｉ）で表される化合物、一般式（ｉｖ）で表される化合物、一般式（ｖ）で表される化合物及び一般式（ｖｉ）で表される化合物の好ましい合計の含有量の下限値は、３０％であり、３５％であり、３８％であり、４０％である。好ましい含有量の上限値は、本発明の組成物の総量に対して、５０％であり、４７％であり、４５％であり、４３％であり、４０％であり、３７％である。
【００５４】
本発明の組成物の総量に対しての一般式（ｉ）で表される化合物及び一般式（ｉｖ）で表される化合物の好ましい合計の含有量の下限値は、１０％であり、１３％であり、１５％であり、１７％である。好ましい含有量の上限値は、本発明の組成物の総量に対して、３５％であり、３３％であり、３０％であり、２８％であり、２５％であり、２４％であり、２２％であり、２０％であり、１８％である。
【００５５】
本発明の組成物の総量に対しての一般式（ｖ）で表される化合物及び一般式（ｖｉ）で表される化合物の好ましい合計の含有量の下限値は、７％であり、１０％であり、１３％であり、１５％である。好ましい含有量の上限値は、本発明の組成物の総量に対して、３０％であり、２７％であり、２５％であり、２３％であり、２０％である。
【００５６】
本発明の組成物の総量に対しての一般式（ｉ）で表される化合物、一般式（ｉｉ）で表される化合物、一般式（ｉｉｉ）で表される化合物、一般式（ｉｖ）で表される化合物、一般式（ｖ）で表される化合物及び一般式（ｖｉ）で表される化合物の好ましい合計の含有量の下限値は、８０％であり、８３％であり、８５％であり、８７％であり、９０％であり、９３％であり、９５％であり、９７％であり、９８％であり、９９％である。好ましい含有量の上限値は、本発明の組成物の総量に対して、安定剤及び重合性化合物等を除き液晶化合物のみとして実質的に他の液晶性化合物を含有しないか、９７％であり、９５％であり、９３％であり、９０％である。
【００５７】
一般式（ｉ）で表される化合物、一般式（ｉｉ）で表される化合物、一般式（ｉｉｉ）で表される化合物、一般式（ｉｖ）で表される化合物、一般式（ｖ）で表される化合物及び一般式（ｖｉ）で表される化合物以外の液晶化合物を含んでいても良いがそれら化合物の合計の含有量の好ましい下限値は１０％であり、７％であり、５％であり、３％であり、実質的に含有しないことが好ましい。
【００５８】
一般式（ｉ）で表される化合物、一般式（ｉｉ）で表される化合物、一般式（ｉｉｉ）で表される化合物、一般式（ｉｖ）で表される化合物、一般式（ｖ）で表される化合物及び一般式（ｖｉ）で表される化合物以外の液晶化合物としては下記の化合物がある。
【００５９】
式（３ＣＣＶ）または式（３ＣＣＶ１）または式（２ＣＣＶ１）で表される化合物。
【００６０】
【化８】
2017212933.tif 000010
【００６１】
加熱や光照射による電圧保持率（ＶＨＲ）の変化を抑制したい場合には、式（３ＣＣＶ）または式（３ＣＣＶ１）または式（２ＣＣＶ１）で表される化合物は、１０％以下で含有させるか、５％以下で含有させるか、含有しないことが好ましい。また、焼き付き、滴下痕、揮発性を改良したい場合には、式（３ＣＣＶ）の化合物は、１０％以下で含有させるか、５％以下で含有させるか、含有しないことが好ましい。
【００６２】
一般式（Ｎ−１−１）で表される化合物。
【００６３】
【化９】
2017212933.tif 000011
【００６４】
（式中、ＲＮ１１１及びＲＮ１１２はそれぞれ独立して、炭素原子数１〜８のアルキル基又は炭素原子数１〜８のアルコキシ基を表す。）
一般式（Ｎ−１−２）で表される化合物。
【００６５】
【化１０】
2017212933.tif 000012
【００６６】
（式中、ＲＮ１２１及びＲＮ１２２はそれぞれ独立して、炭素原子数１〜８のアルキル基又は炭素原子数１〜８のアルコキシ基を表す。）
一般式（Ｎ−１−３）で表される化合物。
【００６７】
【化１１】
2017212933.tif 000013
【００６８】
（式中、ＲＮ１３１及びＲＮ１３２はそれぞれ独立して、炭素原子数１〜８のアルキル基又は炭素原子数１〜８のアルコキシ基を表す。）
一般式（Ｎ−１−５）で表される化合物。
【００６９】
【化１２】
2017212933.tif 000014
【００７０】
（式中、ＲＮ１５１及びＲＮ１５２はそれぞれ独立して、炭素原子数１〜８のアルキル基又は炭素原子数１〜８のアルコキシ基を表す。）
一般式（Ｎ−１−１０）で表される化合物。
【００７１】
【化１３】
2017212933.tif 000015
【００７２】
（式中、ＲＮ１１０１及びＲＮ１１０２はそれぞれ独立して、炭素原子数１〜８のアルキル基又は炭素原子数１〜８のアルコキシ基を表す。）
一般式（Ｌ−２）で表される化合物。
【００７３】
【化１４】
2017212933.tif 000016
【００７４】
（式中、ＲＬ２１及びＲＬ２２はそれぞれ独立して、炭素原子数１〜８のアルキル基又は炭素原子数１〜８のアルコキシ基を表す。）
ＲＬ２１は炭素原子数１〜５のアルキル基又は炭素原子数２〜５のアルケニル基が好ましく、ＲＬ２２は炭素原子数１〜５のアルキル基、炭素原子数４〜５のアルケニル基又は炭素原子数１〜４のアルコキシ基が好ましい。
【００７５】
一般式（Ｌ−１）で表される化合物は単独で使用することもできるが、２以上の化合物を組み合わせて使用することもできる。組み合わせることができる化合物の種類に特に制限は無いが、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの求められる性能に応じて適宜組み合わせて使用する。使用する化合物の種類は、例えば本発明の一つの実施形態としては１種類であり、２種類であり、３種類であり、４種類であり、５種類以上である。
【００７６】
低温での溶解性を重視する場合は含有量を多めに設定すると効果が高く、反対に、応答速度を重視する場合は含有量を少なめに設定すると効果が高い。さらに、滴下痕や焼き付き特性を改良する場合は、含有量の範囲を中間に設定することが好ましい。
【００７７】
本発明の組成物の総量に対しての式（Ｌ−２）で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、１％であり、２％であり、３％であり、５％であり、７％であり、１０％である。好ましい含有量の上限値は、本発明の組成物の総量に対して、２０％であり、１５％であり、１３％であり、１０％であり、８％であり、７％であり、６％であり、５％であり、３％である。
【００７８】
さらに、一般式（Ｌ−２）で表される化合物は、式（Ｌ−２．１）から式（Ｌ−２．６）で表される化合物群から選ばれる化合物であることが好ましく、式（Ｌ−２．１）、式（Ｌ−２．３）、式（Ｌ−２．４）及び式（Ｌ−２．６）で表される化合物であることが好ましい。
【００７９】
【化１５】
2017212933.tif 000017
【００８０】
本発明の組成物の総量に対しての一般式（ｉ）で表される化合物、一般式（ｉｉ）で表される化合物、一般式（Ｎ−１−１）で表される化合物、一般式（Ｎ−１−２）で表される化合物、一般式（Ｎ−１−３）で表される化合物、一般式（Ｎ−１−５）で表される化合物、一般式（Ｎ−１−１０）で表される化合物の合計の好ましい含有量の下限値は、３０％であり、３２％であり、３５％であり、３８％であり、４０％であり、４２％であり、４３％であり、４４％であり、４５％であり、４６％である。好ましい含有量の上限値は、７０％であり、６８％であり、６５％であり、６３％であり、６２％であり、６０％であり、５８％であり、５５％であり、５３％であり、５２％であり、５０％であり、４８％である。
【００８１】
本発明の組成物の総量に対しての一般式（ｉｉｉ）で表される化合物、一般式（ｉｖ）で表される化合物、一般式（ｖ）で表される化合物、一般式（ｖｉ）で表される化合物及び一般式（Ｌ−２）で表される化合物の合計の好ましい含有量の下限値は、３５％であり、３８％であり、４０％であり、４２％であり、４３％であり、４４％であり、４５％であり、４６％であり、４８％であり、５０％であり、５２％であり、５３％である。好ましい含有量の上限値は、７５％であり、７３％であり、７０％であり、６８％であり、６５％であり、６３％であり、６２％であり、６０％であり、５８％であり、５５％である。
【００８２】
本発明の組成物の総量に対しての一般式（ｉ）で表される化合物、一般式（ｉｉ）で表される化合物、一般式（ｉｉｉ）で表される化合物、一般式（ｉｖ）で表される化合物、一般式（ｖ）で表される化合物、一般式（ｖｉ）で表される化合物、一般式（Ｎ−１−１）で表される化合物、一般式（Ｎ−１−２）で表される化合物、一般式（Ｎ−１−３）で表される化合物、一般式（Ｎ−１−５）で表される化合物、一般式（Ｎ−１−１０）で表される化合物及び一般式（Ｌ−２）で表される化合物の合計の好ましい含有量の下限値は、８０％であり、８５％であり、８８％であり、９０％であり、９２％であり、９３％であり、９４％であり、９５％であり、９６％であり、９７％であり、９８％であり、９９％であり、１００％である。好ましい含有量の上限値は、１００％であり、９９％であり、９８％であり、９５％である。
【００８３】
本発明の組成物の総量に対しての一般式（ｉ）で表される化合物、一般式（ｉｉ）で表される化合物、一般式（ｉｉｉ）で表される化合物、一般式（ｉｖ）で表される化合物、一般式（ｖ）で表される化合物、一般式（ｖｉ）で表される化合物及び一般式（Ｌ−２）で表される化合物の合計の好ましい含有量の下限値は、８０％であり、８５％であり、８８％であり、９０％であり、９２％であり、９３％であり、９４％であり、９５％であり、９６％であり、９７％であり、９８％であり、９９％であり、１００％である。好ましい含有量の上限値は、１００％であり、９９％であり、９８％であり、９５％である。
【００８４】
本願発明の組成物は、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。
【００８５】
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％以下とすることが好ましく、３％以下とすることがより好ましく、１％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。
【００８６】
ＵＶ照射による安定性を重視する場合、塩素原子が置換している化合物の含有量を前記組成物の総質量に対して１５％以下とすることが好ましく、１０％以下とすることが好ましく、８％以下とすることが好ましく、５％以下とすることがより好ましく、３％以下とすることが好ましく、実質的に含有しないことが更に好ましい。
【００８７】
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％以上とすることが好ましく、９０％以上とすることがより好ましく、９５％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組成物を構成することが最も好ましい。
【００８８】
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％以下とすることが好ましく、８％以下とすることが好ましく、５％以下とすることがより好ましく、３％以下とすることが好ましく、実質的に含有しないことが更に好ましい。
【００８９】
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％以下とすることが好ましく、８％以下とすることが好ましく、５％以下とすることがより好ましく、３％以下とすることが好ましく、実質的に含有しないことが更に好ましい。
【００９０】
本願において実質的に含有しないとは、意図せずに含有する物を除いて含有しないという意味である。
【００９１】
本発明の第一実施形態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。
【００９２】
本発明に使用される液晶組成物の平均弾性定数（ＫＡＶＧ）は１０から２５が好ましいが、その下限値としては、１０が好ましく、１０．５が好ましく、１１が好ましく、１１．５が好ましく、１２が好ましく、１２．３が好ましく、１２．５が好ましく、１２．８が好ましく、１３が好ましく、１３．３が好ましく、１３．５が好ましく、１３．８が好ましく、１４が好ましく、１４．３が好ましく、１４．５が好ましく、１４．８が好ましく、１５が好ましく、１５．３が好ましく、１５．５が好ましく、１５．８が好ましく、１６が好ましく、１６．３が好ましく、１６．５が好ましく、１６．８が好ましく、１７が好ましく、１７．３が好ましく、１７．５が好ましく、１７．８が好ましく、１８が好ましく、その上限値としては、２５が好ましく、２４．５が好ましく、２４が好ましく、２３．５が好ましく、２３が好ましく、２２．８が好ましく、２２．５が好ましく、２２．３が好ましく、２２が好ましく、２１．８が好ましく、２１．５が好ましく、２１．３が好ましく、２１が好ましく、２０．８が好ましく、２０．５が好ましく、２０．３が好ましく、２０が好ましく、１９．８が好ましく、１９．５が好ましく、１９．３が好ましく、１９が好ましく、１８．８が好ましく、１８．５が好ましく、１８．３が好ましく、１８が好ましく、１７．８が好ましく、１７．５が好ましく、１７．３が好ましく、１７が好ましい。消費電力削減を重視する場合にはバックライトの光量を抑えることが有効であり、液晶表示素子は光の透過率を向上させることが好ましく、そのためにはＫＡＶＧの値を低めに設定することが好ましい。応答速度の改善を重視する場合にはＫＡＶＧの値を高めに設定することが好ましい。
【００９３】
本発明の組成物には、ＰＳモード、横電界型ＰＳＡモード又は横電界型ＰＳＶＡモードなどの液晶表示素子を作製するために、重合性化合物を含有することができる。使用できる重合性化合物として、光などのエネルギー線により重合が進行する光重合性モノマーなどが挙げられ、構造として、例えば、ビフェニル誘導体、ターフェニル誘導体などの六員環が複数連結した液晶骨格を有する重合性化合物などが挙げられる。更に具体的には、一般式（ＸＸ）
【００９４】
【化１６】
2017212933.tif 000018
【００９５】
（式中、Ｘ２０１及びＸ２０２はそれぞれ独立して、水素原子又はメチル基を表し、
Ｓｐ２０１及びＳｐ２０２はそれぞれ独立して、単結合、炭素原子数１〜８のアルキレン基又は−Ｏ−（ＣＨ２）ｓ−（式中、ｓは２から７の整数を表し、酸素原子は芳香環に結合するものとする。）が好ましく、
Ｚ２０１は−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＦ２ＣＦ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＯＣＯ−、−ＣＯＯ−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＯＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＯＯ−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＯＣＯ−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２−ＣＯＯ−、−ＣＨ２ＣＨ２−ＯＣＯ−、−ＣＯＯ−ＣＨ２−、−ＯＣＯ−ＣＨ２−、−ＣＨ２−ＣＯＯ−、−ＣＨ２−ＯＣＯ−、−ＣＹ１＝ＣＹ２−（式中、Ｙ１及びＹ２はそれぞれ独立して、フッ素原子又は水素原子を表す。）、−Ｃ≡Ｃ−又は単結合を表し、
Ｍ２０１は１，４−フェニレン基、トランス−１，４−シクロヘキシレン基又は単結合を表し、式中の全ての１，４−フェニレン基は、任意の水素原子がフッ素原子により置換されていても良い。）で表される二官能モノマーが好ましい。
【００９６】
Ｘ２０１及びＸ２０２は、何れも水素原子を表すジアクリレート誘導体、何れもメチル基を有するジメタクリレート誘導体の何れも好ましく、一方が水素原子を表しもう一方がメチル基を表す化合物も好ましい。これらの化合物の重合速度は、ジアクリレート誘導体が最も早く、ジメタクリレート誘導体が遅く、非対称化合物がその中間であり、その用途により好ましい態様を用いることができる。ＰＳＡ表示素子においては、ジメタクリレート誘導体が特に好ましい。
【００９７】
Ｓｐ２０１及びＳｐ２０２はそれぞれ独立して、単結合、炭素原子数１〜８のアルキレン基又は−Ｏ−（ＣＨ２）ｓ−を表すが、ＰＳＡ表示素子においては少なくとも一方が単結合であることが好ましく、共に単結合を表す化合物又は一方が単結合でもう一方が炭素原子数１〜８のアルキレン基又は−Ｏ−（ＣＨ２）ｓ−を表す態様が好ましい。この場合１〜４のアルキル基が好ましく、ｓは１〜４が好ましい。
【００９８】
Ｚ２０１は、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＦ２ＣＦ２−又は単結合が好ましく、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−又は単結合がより好ましく、単結合が特に好ましい。
【００９９】
Ｍ２０１は任意の水素原子がフッ素原子により置換されていても良い１，４−フェニレン基、トランス−１，４−シクロヘキシレン基又は単結合を表すが、１，４−フェニレン基又は単結合が好ましい。Ｃが単結合以外の環構造を表す場合、Ｚ２０１は単結合以外の連結基も好ましく、Ｍ２０１が単結合の場合、Ｚ２０１は単結合が好ましい。
【０１００】
これらの点から、一般式（ＸＸ）において、Ｓｐ２０１及びＳｐ２０２の間の環構造は、具体的には次に記載する構造が好ましい。
【０１０１】
一般式（ＸＸ）において、Ｍ２０１が単結合を表し、環構造が二つの環で形成される場合において、次の式（ＸＸａ−１）から式（ＸＸａ−５）を表すことが好ましく、式（ＸＸａ−１）から式（ＸＸａ−３）を表すことがより好ましく、式（ＸＸａ−１）を表すことが特に好ましい。
【０１０２】
【化１７】
2017212933.tif 000019
【０１０３】
（式中、両端はＳｐ２０１又はＳｐ２０２に結合するものとする。）
これらの骨格を含む重合性化合物は重合後の配向規制力がＰＳＡ型液晶表示素子に最適であり、良好な配向状態が得られることから、表示ムラが抑制されるか、又は、全く発生しない。
【０１０４】
以上のことから、重合性モノマーとしては、一般式（ＸＸ−１）〜一般式（ＸＸ−４）が特に好ましく、中でも一般式（ＸＸ−２）が最も好ましい。
【０１０５】
【化１８】
2017212933.tif 000020
【０１０６】
（式中、ベンゼンはフッ素原子により置換されていても良く、Ｓｐ２０は炭素原子数２から５のアルキレン基を表す。）
本発明の組成物にモノマーを添加する場合において、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重合開始剤を含有していてもよい。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。
【０１０７】
本発明における組成物は、さらに、一般式（Ｑ）で表される化合物を含有することができる。
【０１０８】
【化１９】
2017212933.tif 000021
【０１０９】
（式中、ＲＱは炭素原子数１から２２の直鎖アルキル基又は分岐鎖アルキル基を表し、該アルキル基中の１つ又は２つ以上のＣＨ２基は、酸素原子が直接隣接しないように、−Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＯＯ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−で置換されてよく、ＭＱはトランス−１，４−シクロへキシレン基、１，４−フェニレン基又は単結合を表す。）
ＲＱは炭素原子数１から２２の直鎖アルキル基又は分岐鎖アルキル基を表し、該アルキル基中の１つ又は２つ以上のＣＨ２基は、酸素原子が直接隣接しないように、−Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＯＯ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−で置換されてよいが、炭素原子数１から１０の直鎖アルキル基、直鎖アルコキシ基、１つのＣＨ２基が−ＯＣＯ−又は−ＣＯＯ−に置換された直鎖アルキル基、分岐鎖アルキル基、分岐アルコキシ基、１つのＣＨ２基が−ＯＣＯ−又は−ＣＯＯ−に置換された分岐鎖アルキル基が好ましく、炭素原子数１から２０の直鎖アルキル基、１つのＣＨ２基が−ＯＣＯ−又は−ＣＯＯ−に置換された直鎖アルキル基、分岐鎖アルキル基、分岐アルコキシ基、１つのＣＨ２基が−ＯＣＯ−又は−ＣＯＯ−に置換された分岐鎖アルキル基が更に好ましい。ＭＱはトランス−１，４−シクロへキシレン基、１，４−フェニレン基又は単結合を表すが、トランス−１，４−シクロへキシレン基又は１，４−フェニレン基が好ましい。
【０１１０】
一般式（Ｑ）で表される化合物は、より具体的には、下記の一般式（Ｑ−ａ）から一般式（Ｑ−ｄ）で表される化合物が好ましい。
【０１１１】
【化２０】
2017212933.tif 000022
【０１１２】
式中、ＲＱ１は炭素原子数１から１０の直鎖アルキル基又は分岐鎖アルキル基が好ましく、ＲＱ２は炭素原子数１から２０の直鎖アルキル基又は分岐鎖アルキル基が好ましく、ＲＱ３は炭素原子数１から８の直鎖アルキル基、分岐鎖アルキル基、直鎖アルコキシ基又は分岐鎖アルコキシ基が好ましく、ＬＱは炭素原子数１から８の直鎖アルキレン基又は分岐鎖アルキレン基が好ましい。一般式（Ｑ−ａ）から一般式（Ｑ−ｄ）で表される化合物中、一般式（Ｑ−ｃ）及び一般式（Ｑ−ｄ）で表される化合物が更に好ましい。
【０１１３】
本願発明の組成物において、一般式（Ｑ）で表される化合物を１種又は２種を含有することが好ましく、１種から５種含有することが更に好ましく、その含有量は０．００１から１％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。
【０１１４】
本発明の重合性化合物を含有した組成物は、これに含まれる重合性化合物が紫外線照射により重合することで液晶配向能が付与され、組成物の複屈折を利用して光の透過光量を制御する液晶表示素子に使用される。
（液晶表示素子）
本発明の液晶組成物は、以下の構成のＩＰＳモードの液晶表示素子に適用される。図１〜６を参照にして、本発明に係るＩＰＳモードの液晶表示素子の例を説明する。
【０１１５】
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一基板２と、第二基板７との間に挟持された液晶層５を有するＩＰＳモードの液晶表示素子であって、液晶層５は前述した本発明の液晶組成物により構成される。
【０１１６】
第一基板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、第一基板２及び第二基板７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第一基板２及び第二基板７に対して略平行になるように配向されている。図１及び図３に示すように、第一基板２および第二基板７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に示すように、第二基板７と配向膜４との間にカラーフィルタ６が設けられていてもよい。
【０１１７】
すなわち、本発明に係る液晶表示素子１０は、第一偏光板１と、第一基板２と、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、第二基板７と、第二偏光板８と、が順次積層された構成である。第一基板２と第二基板７はガラス又はプラスチックの如き柔軟性をもつ材料を用いることができ、少なくとも一方は透明な材料であり、他方は透明な材料であっても、金属やシリコン等の不透明な材料でも良い。２枚の基板は、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。
【０１１８】
第１電極及び第２電極は透過率を向上させるため透明電極であることが好ましい。透明電極は酸化物半導体（ＺｎＯ、ＩｎＧａＺｎＯ、ＳｉＧｅ、ＧａＡｓ、ＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）、ＳｎＯ、ＴｉＯ、ＡＺＴＯ（ＡｌＺｎＳｎＯ））をスパッタリング等することにより得ることができる。この際、透明電極の、膜厚は１０〜２００ｎｍとすることができる。また、焼成により、アモルファスのＩＴＯ膜を多結晶のＩＴＯ膜として、電気的抵抗を低減することもできる。
【０１１９】
図２は、図１における第一基板２上に形成された電極層３のＩＩ線で囲まれた領域の一部を拡大した平面図である。図２に示すように、第一基板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２４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２４及び一対のデータバスライン２５のみが示されている。
【０１２０】
複数のゲートバスライン２４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、第一電極２１及び第二電極２２が形成されている。ゲートバスライン２４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２６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、第一電極２１に表示信号を供給するスイッチ素子として、第一電極２１と連結している。また、ゲートバスライン２４と並行して、共通ライン２３が設けられる。この共通ライン２３は、第二電極２２に共通信号を供給するために、第二電極２２と連結している。ゲートバスライン２４やデータバスライン２５、共通ライン２３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、Ｍｏ、Ａｌ又はその合金の配線を用いる場合が特に好ましい。
【０１２１】
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。第一基板２上には、ゲートバスライン２４を覆い、且つ第一基板２の略全面を覆うように設けられたゲート絶縁層３２と、ゲート絶縁層３２の表面に形成された絶縁保護層３１とが設けられ、絶縁保護膜３１上に、ライン状の第一電極２１及びライン状の第二電極２２が離間して設けられる。絶縁保護層３１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。
【０１２２】
カラーフィルタ６は、光の漏れを防止する観点で、ブラックマトリクスを形成することが好ましく、薄膜トランジスタに対応する部分にブラックマトリクス（図示せず）を形成することが好ましい。
【０１２３】
ブラックマトリクスはアレイ基板と反対側の基板にカラーフィルタと共に設置してもよく、アレイ基板側にカラーフィルタと共に設置してもよく、ブラックマトリクスをアレイ基板、カラーフィルタをもう一方の基板に別に設置しても良い。また、ブラックマトリクスはカラーフィルタと別に設置しても良いが、カラーフィルタの各色を重ねることで透過率を低下させる物であっても良い。
【０１２４】
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構成される。
【０１２５】
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、電圧無印加時の液晶分子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組成物の屈折率異方性Δｎはセル厚ｄにあわせ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。
【０１２６】
図２及び図３に示す実施の形態では、第一電極２１及び第二電極２２は、絶縁保護層３１上に、すなわち同一の層上に形成された櫛形の電極であり、互いに離間して噛合した状態で設けられている。ここで、第一電極２１と第二電極２２との間の電極間距離：Ｇと、第一基板２と第二の基板７とに挟持された液晶層の厚さ：Ｈは、Ｇ≧Ｈの関係を満たす。電極間距離：Ｇとは、第一電極２１と第二電極２２との間の、基板に水平方向の最短距離を表し、図２及び図３で示す例においては、第一電極２１と第二電極２２が噛合して交互に形成されたラインに対して、垂直方向の距離を表す。第一基板２と第二の基板７とに挟持された液晶層の厚さ：Ｈとは、第一基板２と第二基板７との最表面間の最短距離を表し、具体的には、第一基板２及び第二基板７のそれぞれに設けられた配向膜４（最表面）間の距離（すなわちセルギャップ）のことで、図３に示すように液晶層の厚みを表す。
【０１２７】
本発明では、第一電極と第二電極との間の電極間距離：Ｇと前記第一基板と第二基板とに挟持された液晶層の厚さ：Ｈとの差が、０≦Ｇ−Ｈ≦０．５μｍの関係を満たすことが好ましい。弾性定数の大きい液晶組成物を用いるとより大きな駆動電圧が必要となるが、上記関係を満たすことにより、駆動電圧を低下させることができる。本発明では、弾性定数の大きい液晶組成物を用いているが、本発明の液晶組成物を用い、且つ０≦Ｇ−Ｈ≦０．５μｍの関係を満たすことで、駆動電圧を低下させると共に、応答速度をより向上させることができる。Ｇ−Ｈは、０より大きいことが好ましく、０．５以下であることが好ましく、０．４以下であることが好ましく、０．３以下であることが好ましく、０．２以下であることが好ましく、０．１５以下であることが好ましく、０．１以下であることが好ましい。
【０１２８】
ＩＰＳ型の液晶表示素子は、第一電極２１及び第二電極間に形成される基板面に対して水平方向の電界を利用して液晶分子を駆動させる。第一電極２１の電極幅：Ｑ、及び第二電極２２の電極幅：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形成することが好ましい。具体的には、第一電極及び第二電極の少なくともいずれか一方の電極幅：Ｗを、透過率の観点から３μｍ以下とすることが好ましく、２．８μｍ以下とすることが好ましく、２．６μｍ以下とすることが好ましく、２．４μｍ以下とすることが好ましく、２．２μｍ以下とすることが好ましく、２．０μｍ以下とすることが好ましく、１．８μｍ以下とすることが好ましく、１．６μｍ以下とすることが好ましく、１．４μｍ以下とすることが好ましく、１．２μｍ以下とすることが好ましい。しかし、電極幅を狭くすると作成が困難になり、表示素子の歩留まり低下につながってしまう。このため、実際的には０．５μｍ以上が好ましく、０．７μｍ以上が好ましく、０．８μｍ以上が好ましく、０．９μｍ以上が好ましく、１．０μｍ以上が好ましい。なお、電極幅とは、第一電極２１と第二電極２２が噛合して交互に形成されたラインの短軸方向の幅（ライン幅）を表す。
【０１２９】
本発明では、前記第一電極と第二電極との間の電極間距離：Ｇと、前記第一電極及び第二電極の少なくともいずれか一方の電極幅：Ｗが、Ｇ−Ｗ≦３μｍの関係を満たすことが好ましい。第一電極及び第二電極の少なくともいずれか一方の電極幅：Ｗとは、第一電極２１の電極幅：Ｑであっても、第二電極２２の電極幅：Ｒであってもよいが、Ｑ及びＲの両方の電極幅が等しく、Ｗ＝Ｑ＝Ｒの関係を満たすことが好ましい。本発明の液晶組成物を用い、且つＧ−Ｗ≦３μｍとすることにより、駆動電圧をより低下させると共に、応答速度をより向上させることができる。駆動電圧の低減の観点および透過率の低下を防ぐ観点から、Ｇ−Ｗの下限値は０以上であることが好ましく、０．１以上であることが好ましく、０．１以上であることが好ましく、０．２以上であることが好ましく、０．３以上であることが好ましく、０．５以上であることが好ましい。また、上限値は２．８以下であることが好ましく、２．５以下であることが好ましく、２．３以下であることが好ましく、２．０以下であることが好ましく、１．５以下であることが好ましく、１・３以下であることが好ましく、１．２以下であることが好ましく、１．１以下であることが好ましい。
【０１３０】
本発明では、０≦Ｇ−Ｈ≦０．５μｍの関係を満たすか、若しくは、Ｇ−Ｗ≦３μｍの関係を満たすことが好ましいが、０≦Ｇ−Ｈ≦０．５μｍの関係を満たすし、且つＧ−Ｗ≦３μｍの関係を満たすことがより好ましい。
【０１３１】
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、第一電極２１及び第二電極２２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４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。ｘ軸と液晶分子３０の長軸方向とのなす角θは、０〜４０°であることが好ましく、０〜３５°であることが好ましく、０〜３０℃であることがより好ましい。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とコントラストを高めるためである。
【０１３２】
上記のような構成のＩＰＳ型の液晶表示装置１０は、薄膜ＴＦＴを介して第一電極２１に画像信号（電圧）を供給することで、第一電極２１と第二電極２２との間に電界を生じさせ、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、印加した電圧に応じて液晶層５内の液晶分子３０は、第一電極２１と第二電極２２が交互に形成されたラインに対して液晶分子の長軸方向が一定の傾きをもって配向する。なお、図４に示す液晶分子３０は、液晶組成物を構成する液晶分子の動きを説明するために模式的に示したものであり、特定の液晶分子のみを意味するものではない。
【０１３３】
図１〜図４を用いて説明したＩＰＳ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、画素内に形成される第一電極２１及び第二電極２２の他の構成を示す例である。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他の例である。図６に示すように、第二電極２２をゲート絶縁層３２上に設け、第二電極を絶縁保護層３１で多い、該絶縁保護層３１上に第一電極２１を設けて、第一電極２１及び第二電極２２が、異なる層上に設ける構成としてもよい。
【０１３４】
本発明の液晶表示素子は、例えば第一基板２上に電極層Ａｌ又はその合金等の金属材料をスパッタリングすることにより配線を形成し、電極層３を形成することができる。また、カラーフィルタ６は、例えば、顔料分散法、印刷法、電着法又は、染色法等によって作成することができる。顔料分散法によるカラーフィルタの作成方法を一例に説明すると、カラーフィルタ用の硬化性着色組成物を、該透明基板上に塗布し、パターニング処理を施し、そして加熱又は光照射により硬化させる。この工程を、赤、緑、青の３色についてそれぞれ行うことで、カラーフィルタ用の画素部を作成することができる。また、カラーフィルタはＴＦＴ等を有する基板側に設置してもよい。
【０１３５】
第一基板２及び第二基板７を、電極層３や配向膜４側が内側となるように対向させるが、その際にスペーサーを介して、基板の間隔を調整してもよい。このときは、液晶層の厚さが１〜１００μｍとなるように調整するのが好ましい。液晶層の厚さは１から２０μｍが好ましく、１から１５μｍが好ましく、１から１０μｍが好ましく、１．３から１０μｍが好ましく、１．５から１０μｍが好ましく、１．５から８μｍが好ましく、１．５から５μｍが好ましく、１．５から４μｍが好ましく、１．８から３．５μｍが好ましく、２．０から３μｍが好ましい。偏光板を使用する場合は、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。又、二枚の偏光板がある場合は、各偏光板の偏光軸を調整して視野角やコントラトが良好になるように調整することもできる。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。その後、エポキシ系熱硬化性組成物等のシール剤を、液晶注入口を設けた形で該基板にスクリーン印刷し、該基板同士を貼り合わせ、加熱しシール剤を熱硬化させる。
【０１３６】
２枚の基板間に組成物を狭持させる方法は、通常の真空注入法又は滴下注入（ＯＤＦ：Ｏｎｅ  Ｄｒｏｐ  Ｆｉｌｌ）法等を用いることができるが、真空注入法においては滴下痕が発生しないものの、注入の跡が残る課題を有しているものであるが、本願発明においては、ＯＤＦ法を用いて製造する表示素子により好適に使用することができる。ＯＤＦ法の液晶表示素子製造工程においては、バックプレーン又はフロントプレーンのどちらか一方の基板にエポキシ系光熱併用硬化性などのシール剤を、ディスペンサーを用いて閉ループ土手状に描画し、その中に脱気下で所定量の組成物を滴下後、フロントプレーンとバックプレーンを接合することによって液晶表示素子を製造することができる。本発明においては、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。
【０１３７】
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。ＩＰＳ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、及び、櫛形やスリットを有する第一電極２１、第二電極２２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３１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、ＩＰＳ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。
【０１３８】
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。
【０１３９】
本発明の液晶組成物が重合性化合物を含有する場合、重合性化合物を重合させる方法としては、液晶の良好な配向性能を得るためには、適度な重合速度が望ましいので、紫外線又は電子線等の活性エネルギー線を単一又は併用又は順番に照射することによって重合させる方法が好ましい。紫外線を使用する場合、偏光光源を用いても良いし、非偏光光源を用いても良い。また、重合性化合物含有組成物を２枚の基板間に挟持させて状態で重合を行う場合には、少なくとも照射面側の基板は活性エネルギー線に対して適当な透明性が与えられていなければならない。また、光照射時にマスクを用いて特定の部分のみを重合させた後、電場や磁場又は温度等の条件を変化させることにより、未重合部分の配向状態を変化させて、更に活性エネルギー線を照射して重合させるという手段を用いても良い。特に紫外線露光する際には、重合性化合物含有組成物に交流電界を印加しながら紫外線露光することが好ましい。印加する交流電界は、周波数１０Ｈｚから１０ｋＨｚの交流が好ましく、周波数６０Ｈｚから１０ｋＨｚがより好ましく、電圧は液晶表示素子の所望のプレチルト角に依存して選ばれる。つまり、印加する電圧により液晶表示素子のプレチルト角を制御することができる。横電界型ＭＶＡモードの液晶表示素子においては、配向安定性及びコントラストの観点からプレチルト角を８０度から８９．９度に制御することが好ましい。
【０１４０】
照射時の温度は、本発明の組成物の液晶状態が保持される温度範囲内であることが好ましい。室温に近い温度、即ち、典型的には１５〜３５℃での温度で重合させることが好ましい。紫外線を発生させるランプとしては、メタルハライドランプ、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ等を用いることができる。また、照射する紫外線の波長としては、組成物の吸収波長域でない波長領域の紫外線を照射することが好ましく、必要に応じて、紫外線をカットして使用することが好ましい。照射する紫外線の強度は、０．１ｍＷ／ｃｍ２〜１００Ｗ／ｃｍ２が好ましく、２ｍＷ／ｃｍ２〜５０Ｗ／ｃｍ２がより好ましい。照射する紫外線のエネルギー量は、適宜調整することができるが、１０ｍＪ／ｃｍ２から５００Ｊ／ｃｍ２が好ましく、１００ｍＪ／ｃｍ２から２００Ｊ／ｃｍ２がより好ましい。紫外線を照射する際に、強度を変化させても良い。紫外線を照射する時間は照射する紫外線強度により適宜選択されるが、１０秒から３６００秒が好ましく、１０秒から６００秒がより好ましい。
【０１４１】
カラーフィルタは、例えば、顔料分散法、印刷法、電着法又は、染色法等によって作成することができる。顔料分散法によるカラーフィルタの作成方法を一例に説明すると、カラーフィルタ用の硬化性着色組成物を、該透明基板上に塗布し、パターニング処理を施し、そして加熱又は光照射により硬化させる。この工程を、赤、緑、青の３色についてそれぞれ行うことで、カラーフィルタ用の画素部を作成することができる。その他、該基板上に、ＴＦＴ、薄膜ダイオード、金属絶縁体金属比抵抗素子等の能動素子を設けた画素電極を設置してもよい。
【０１４２】
前記基板を、透明電極層が内側となるように対向させる。その際、スペーサーを介して、基板の間隔を調整してもよい。このときは、得られる調光層の厚さが１〜１００μｍとなるように調整するのが好ましい。１．５から１０μｍが更に好ましく、偏光板を使用する場合は、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。又、二枚の偏光板がある場合は、各偏光板の偏光軸を調整して視野角やコントラトが良好になるように調整することもできる。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。スペーサーとしては、例えば、ガラス粒子、プラスチック粒子、アルミナ粒子、フォトレジスト材料などからなる柱状スペーサー等が挙げられる。その後、エポキシ系熱硬化性組成物等のシール剤を、液晶注入口を設けた形で該基板にスクリーン印刷し、該基板同士を貼り合わせ、加熱しシール剤を熱硬化させる。
【０１４３】
２枚の基板間に重合性化合物含有組成物を狭持させる方法は、通常の真空注入法又はＯＤＦ法などを用いることができるが、真空注入法においては滴下痕が発生しないものの、注入の跡が残る課題を有しているものであるが、本願発明においては、ＯＤＦ法を用いて製造する表示素子により好適に使用することができる。ＯＤＦ法の液晶表示素子製造工程においては、バックプレーン又はフロントプレーンのどちらか一方の基板にエポキシ系光熱併用硬化性などのシール剤を、ディスペンサーを用いて閉ループ土手状に描画し、その中に脱気下で所定量の組成物を滴下後、フロントプレーンとバックプレーンを接合することによって液晶表示素子を製造することができる。本発明の組成物は、ＯＤＦ工程における組成物の滴下が安定的に行えるため、好適に使用することができる。
【０１４４】
重合性化合物を重合させる方法としては、液晶の良好な配向性能を得るためには、適度な重合速度が望ましいので、紫外線又は電子線等の活性エネルギー線を単一又は併用又は順番に照射することによって重合させる方法が好ましい。紫外線を使用する場合、偏光光源を用いても良いし、非偏光光源を用いても良い。また、重合性化合物含有組成物を２枚の基板間に挟持させて状態で重合を行う場合には、少なくとも照射面側の基板は活性エネルギー線に対して適当な透明性が与えられていなければならない。また、光照射時にマスクを用いて特定の部分のみを重合させた後、電場や磁場又は温度等の条件を変化させることにより、未重合部分の配向状態を変化させて、更に活性エネルギー線を照射して重合させるという手段を用いても良い。特に紫外線露光する際には、重合性化合物含有組成物に交流電界を印加しながら紫外線露光することが好ましい。印加する交流電界は、周波数１０Ｈｚから１０ｋＨｚの交流が好ましく、周波数６０Ｈｚから１０ｋＨｚがより好ましく、電圧は液晶表示素子の所望のプレチルト角に依存して選ばれる。つまり、印加する電圧により液晶表示素子のプレチルト角を制御することができる。横電界型ＭＶＡモードの液晶表示素子においては、配向安定性及びコントラストの観点からプレチルト角を８０度から８９．９度に制御することが好ましい。
【０１４５】
照射時の温度は、本発明の組成物の液晶状態が保持される温度範囲内であることが好ましい。室温に近い温度、即ち、典型的には１５〜３５℃での温度で重合させることが好ましい。紫外線を発生させるランプとしては、メタルハライドランプ、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ等を用いることができる。また、照射する紫外線の波長としては、組成物の吸収波長域でない波長領域の紫外線を照射することが好ましく、必要に応じて、紫外線をカットして使用することが好ましい。照射する紫外線の強度は、０．１ｍＷ／ｃｍ２〜１００Ｗ／ｃｍ２が好ましく、２ｍＷ／ｃｍ２〜５０Ｗ／ｃｍ２がより好ましい。照射する紫外線のエネルギー量は、適宜調整することができるが、１０ｍＪ／ｃｍ２から５００Ｊ／ｃｍ２が好ましく、１００ｍＪ／ｃｍ２から２００Ｊ／ｃｍ２がより好ましい。紫外線を照射する際に、強度を変化させても良い。紫外線を照射する時間は照射する紫外線強度により適宜選択されるが、１０秒から３６００秒が好ましく、１０秒から６００秒がより好ましい。
【０１４６】
また、液晶表示素子は、第一の基板２と第二の基板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。
【０１４７】
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。本発明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、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、本発明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。
【０１４８】
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。
【実施例】
【０１４９】
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。なお、ｎは自然数を表す。
（側鎖）
−ｎ        −ＣｎＨ２ｎ＋１  炭素原子数ｎの直鎖状のアルキル基
ｎ−        ＣｎＨ２ｎ＋１−  炭素原子数ｎの直鎖状のアルキル基
−Ｏｎ      −ＯＣｎＨ２ｎ＋１  炭素原子数ｎの直鎖状のアルコキシル基
ｎＯ−      ＣｎＨ２ｎ＋１Ｏ−  炭素原子数ｎの直鎖状のアルコキシル基
−Ｖ        −ＣＨ＝ＣＨ２
Ｖ−        ＣＨ２＝ＣＨ−
−Ｖ１      −ＣＨ＝ＣＨ−ＣＨ３
１Ｖ−      ＣＨ３−ＣＨ＝ＣＨ−
−２Ｖ      −ＣＨ２−ＣＨ２−ＣＨ＝ＣＨ２
Ｖ２−      ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＨ２−ＣＨ２−
−２Ｖ１    −ＣＨ２−ＣＨ２−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＨ３
１Ｖ２−    ＣＨ３−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＨ２−ＣＨ２−
（連結基）
−ｎ−          −ＣｎＨ２ｎ−
−ｎＯ−        −ＣｎＨ２ｎ−Ｏ−
−Ｏｎ−        −Ｏ−ＣｎＨ２ｎ−
−ＣＯＯ−      −Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−
−ＯＣＯ−      −Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−
−ＣＦ２Ｏ−    −ＣＦ２−Ｏ−
−ＯＣＦ２−    −Ｏ−ＣＦ２−
−ＣＨ＝ＣＨ−    −ＣＨ＝ＣＨ−
（環構造）【０１５０】
【化２１】
2017212933.tif 000023
【０１５１】
実施例中、測定した特性は以下の通りである。【０１５２】
Ｔｎｉ  ：ネマチック相−等方性液体相転移温度（℃）
Ｔ→Ｎ  ：ネマチック相下限温度（℃）
Δｎ  ：２０℃における屈折率異方性
Δε  ：２０℃における誘電率異方性
γ１  ：２０℃における回転粘度（ｍＰａ・ｓ）
Ｋ３３  ：２０℃における弾性定数Ｋ３３（ｐＮ）
応答速度  ：  ＶＡ型の液晶表示素子の２０℃における応答速度を、オートロニック社製電気光学測定装置ＤＭＳ７０３により測定した。
ＶＨＲ（ＵＶ）：高圧水銀ランプを用いて、３６５ｎｍにおける照度が１００ｍＷ／ｃｍ２の光を１２０秒照射した後の、周波数６０Ｈｚ、印加電圧１Ｖ、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任意の試験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が、許容できない残像レベルに達するまでの試験時間を計測した。
１）ここで言う試験時間とは固定パターンの表示時間を示し、この時間が長いほど残像の発生が抑制されており、性能が高いことを示している。
２）許容できない残像レベルとは、出荷合否判定で不合格となる残像が観察されるレベルである。
例）
サンプルＡ：１０００時間
サンプルＢ：５００時間
サンプルＣ：２００時間
サンプルＤ：１００時間
性能は、Ａ＞Ｂ＞Ｃ＞Ｄである。【０１５３】
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５段階評価で行った。【０１５４】
５：滴下痕無し（優）
４：滴下痕ごく僅かに有るも許容できるレベル（良）
３：滴下痕僅かに有り、合否判定のボーダーラインレベル（条件付で可）
２：滴下痕有り許容できないレベル（不可）
１：滴下痕有りかなり劣悪（悪）
低温でのネマチック相安定性  ：
低温でのネマチック相安定性の評価は、組成物を調製後、２ｍＬのサンプル瓶に組成物を１ｇ秤量し、これに温度制御式試験槽の中で、次の運転状態「−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℃」を１サイクルとして温度変化を与え続け、目視にて組成物からの析出物の発生を観察し、析出物が観察されたときの試験時間を計測した。
試験時間が長いほど長時間にわたって安定して液晶相を保っており、低温でのネマチック相安定性が良好である。
例）
サンプルＡ：２４時間
サンプルＢ：１２０時間
サンプルＣ：４８時間
サンプルＤ：２４０時間
性能は、Ｄ＞Ｂ＞Ｃ＞Ａである。【０１５５】
揮発性／製造装置汚染性  ：
液晶材料の揮発性評価は、液晶組成物０．０２０ｇを１Ｐａの環境下に９０分放置したときの質量変化を評価した。
質量変化が小さいほど揮発しにくく、製造装置を汚染しないので、高性能であることを示す。
例）
サンプルＡ：０．０１９ｇ
サンプルＢ：０．０１７ｇ
サンプルＣ：０．０１８ｇ
サンプルＤ：０．０１３ｇ
性能は、Ａ＞Ｃ＞Ｂ＞Ｄである。
（実施例１、比較例１、比較例２及び実施例２）
実施例１、比較例１、比較例２及び実施例２の液晶組成物を調製し、これらの物性値を測定した結果を下表に示す。【０１５６】
【表１】
2017212933.tif 000024
【０１５７】
実施例１として示した組成物は、本願請求項１に記載した一般式（ｉ）で表される化合物、一般式（ｉｉ）で表される化合物、一般式（ｉｉｉ）で表される化合物、一般式（ｉｖ）で表される化合物、一般式（ｖ）で表される化合物及び一般式（ｖｉ）で表される化合物を含有し、かつそれらの含有量が９６％である組成物である。【０１５８】
これに対し、比較例１として示した組成物は、実施例１に対して一般式（ｉｉｉ）で表される化合物及び一般式（ｉｖ）で表される化合物の含有量を減少させ、３−ＣｙＣｙ−１及びＶ２−ＰｈＰｈ−１を添加し、組成物中の一般式（ｉ）で表される化合物、一般式（ｉｉ）で表される化合物、一般式（ｉｉｉ）で表される化合物、一般式（ｉｖ）で表される化合物、一般式（ｖ）で表される化合物及び一般式（ｖｉ）で表される化合物の合計の含有量が８５％とした組成物である。【０１５９】
更に比較例２として示した組成物は、実施例１に対して一般式（ｉｉ）で表される化合物及び一般式（ｉｉｉ）で表される化合物の含有量を減少させ、３−Ｃｙ−１Ｏ−ＰＨ５−Ｏ２及び３−Ｃｙ−ＣＨ＝ＣＨ−Ｃｙ−２を添加し、組成物中の一般式（ｉ）で表される化合物、一般式（ｉｉ）で表される化合物、一般式（ｉｉｉ）で表される化合物、一般式（ｉｖ）で表される化合物、一般式（ｖ）で表される化合物及び一般式（ｖｉ）で表される化合物の合計の含有量が７９％とした組成物である。【０１６０】
更に実施例１、比較例１、比較例２及び実施例２の組成物の評価結果を下表に示す。【０１６１】
【表２】
2017212933.tif 000025
【０１６２】
実施例１の組成物に対し、比較例１の組成物はγ１の値こそ改善するものの、Ｔｎｉは低下しており、焼き付き及び滴下痕の悪化が顕著であった。揮発性も悪化していた。【０１６３】
比較例２の組成物はγ１の値こそ改善するものの、Ｔｎｉは大きく低下しており、焼き付き、滴下痕及び低温でのネマチック相安定性が顕著に悪化していた。【０１６４】
実施例１の組成物は、所望のＴｎｉ、Δε、γ１、低温でのネマチック相安定性等の諸特性が得られ、焼き付き、滴下痕、低温でのネマチック安定性、揮発性が優れたものであり、セル厚３．２μｍのＶＡ方式の液晶表示素子を作製し、応答速度を評価し、十分に高速応答であることを確認した。また、液晶テレビに求められる高透過率が得られることを確認した。
また、実施例１、比較例１、比較例２及び実施例２の組成物を用いたＶＡ型液晶表示素子のＶＨＲ（ＵＶ）を評価したところ、実施例１及び実施例２は十分に高い数値が得られ、高信頼性であることが確認されたが、比較例１及び比較例２はＶＨＲ（ＵＶ）の低下が確認された。【０１６５】
以上のように本発明の組成物は、Ｔｎｉ、Δε、γ１、低温でのネマチック相安定性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、製造時の滴下痕が発生し難く、ＯＤＦ工程におけて揮発し難い組成物を提供でき、これを用いた液晶表示素子は高速応答かつ高信頼性であることがわかった。
【符号の説明】
【０１６６】
１，８  偏光板
２  第一基板
３  電極層
４  配向膜
５  液晶層
６  カラーフィルタ
７  第二基板
２１  第一電極
２２  第二電極
２３  共通ライン
２４  ゲートバスライン
２５  データバスライン
２６  ドレイン電極
２７  ソース電極
２８  ゲート電極
３０  液晶分子
３１  絶縁保護層
３２  ゲート絶縁層
Ｈ  前記第一基板と第二基板２枚の基板に挟持された液晶層の厚さ
Ｇ  第一電極と第二電極との間の電極間距離
Ｗ  第一電極及び第二電極の電極幅
Ｒ  第二電極２２の電極幅
Ｑ  第一電極２１の電極幅
【図１】
2017212933.tif 000029
【図２】
2017212933.tif 000030
【図３】
2017212933.tif 000031
【図４】
2017212933.tif 000032
【図５】
2017212933.tif 000033
【図６】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年1月15日(2018.1.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一般式（ｉ）で表される化合物、一般式（ｉｉ）で表される化合物、一般式（ｉｉｉ）で表される化合物、一般式（ｉｖ）で表される化合物、一般式（ｖ）で表される化合物及び一般式（ｖｉ）で表される化合物を含有し、組成物中の一般式（ｉ）で表される化合物、一般式（ｉｉ）で表される化合物、一般式（ｉｉｉ）で表される化合物、一般式（ｉｖ）で表される化合物、一般式（ｖ）で表される化合物及び一般式（ｖｉ）で表される化合物の合計の含有量が９０％以上であり、組成物の総量に対しての一般式（ｉ）で表される化合物、一般式（ｉｉ）で表される化合物、一般式（ｉｉｉ）で表される化合物、一般式（ｉｖ）で表される化合物、一般式（ｖ）で表される化合物、一般式（ｖｉ）で表される化合物、一般式（Ｎ−１−１）で表される化合物、一般式（Ｎ−１−２）で表される化合物、一般式（Ｎ−１−３）で表される化合物、一般式（Ｎ−１−５）で表される化合物、一般式（Ｎ−１−１０）で表される化合物及び一般式（Ｌ−２）で表される化合物の合計の含有量の下限値が９８％である組成物。
【化１】
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（式中、Ｒｉ１、Ｒｉｉ１、Ｒｉｉｉ１、Ｒｉｉｉ２、Ｒｉｖ１、Ｒｉｖ２、Ｒｖ１、Ｒｖ２、Ｒｖｉ１及びＲｖｉ２はそれぞれ独立して、炭素原子数１〜８のアルキル基を表し、Ｒｉ２及びＲｉｉ２はそれぞれ独立して、炭素原子数１〜８のアルキル基又は炭素原子数１〜８のアルコキシ基を表す。）
【化２】
2017212933.tif 000036
（式中、ＲＮ１１１及びＲＮ１１２はそれぞれ独立して、炭素原子数１〜８のアルキル基又は炭素原子数１〜８のアルコキシ基を表す。）
【化３】
2017212933.tif 000037
（式中、ＲＮ１２１及びＲＮ１２２はそれぞれ独立して、炭素原子数１〜８のアルキル基又は炭素原子数１〜８のアルコキシ基を表す。）
【化４】
2017212933.tif 000038
（式中、ＲＮ１３１及びＲＮ１３２はそれぞれ独立して、炭素原子数１〜８のアルキル基又は炭素原子数１〜８のアルコキシ基を表す。）
【化５】
2017212933.tif 000039
（式中、ＲＮ１５１及びＲＮ１５２はそれぞれ独立して、炭素原子数１〜８のアルキル基又は炭素原子数１〜８のアルコキシ基を表す。）
【化６】
2017212933.tif 000040
（式中、ＲＮ１１０１及びＲＮ１１０２はそれぞれ独立して、炭素原子数１〜８のアルキル基又は炭素原子数１〜８のアルコキシ基を表す。）
【化７】
2017212933.tif 000041
（式中、ＲＬ２１及びＲＬ２２はそれぞれ独立して、炭素原子数１〜８のアルキル基又は炭素原子数１〜８のアルコキシ基を表す。）
【請求項２】
更に一般式（Ｌ）で表される化合物を含有する請求項１に記載の組成物。
【化８】
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（式中、ＲＬ１及びＲＬ２はそれぞれ独立して炭素原子数１〜８のアルキル基を表し、該アルキル基中の１個又は非隣接の２個以上の−ＣＨ２−はそれぞれ独立して−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−によって置換されていてもよく、
ｎＬ１は０、１、２又は３を表し、
ＡＬ１、ＡＬ２及びＡＬ３はそれぞれ独立して
（ａ）  １，４−シクロヘキシレン基（この基中に存在する１個の−ＣＨ２−又は隣接していない２個以上の−ＣＨ２−は−Ｏ−に置き換えられてもよい。）及び
（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−Ｎ＝に置き換えられてもよい。）
（ｃ）  （ｃ）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−ジイル基又はデカヒドロナフタレン−２，６−ジイル基（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良い。）
からなる群より選ばれる基を表し、上記の基（ａ）、基（ｂ）及び基（ｃ）はそれぞれ独立して１個のシアノ基、フッ素原子又は塩素原子で置換されていても良く、
ＺＬ１及びＺＬ２はそれぞれ独立して単結合、−ＣＨ２ＣＨ２−、−（ＣＨ２）４−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＣＨ＝Ｎ−Ｎ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−又は−Ｃ≡Ｃ−を表し、
ｎＬ１が２又は３であってＡＬ２が複数存在する場合は、それらは同一であっても異なっていても良く、ｎＬ１が２又は３であってＺＬ３が複数存在する場合は、それらは同一であっても異なっていても良いが、一般式（ｉｉｉ）〜（ｖｉ）で表される化合物及び一般式（Ｌ−２）で表される化合物を除く。）
【請求項３】
請求項１又は２記載の組成物を使用した液晶表示素子。
【請求項４】
請求項１又は２記載の液晶組成物を用いたＦＦＳ型又はＩＰＳ型の液晶表示素子。
【国際調査報告】
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