(57)【要約】      （修正有）【課題】屈折率異方性（Δｎ）及びネマチック相−等方性液体相転移温度（Ｔｎｉ）を低下させることなく、固体相−ネマチック相転移温度（Ｔｃｎ）が十分に低く、粘度（η）が十分に小さく、回転粘性（γ１）が十分に小さく、弾性定数（Ｋ３３）が大きく、絶対値が大きな負の誘電率異方性（Δε）を有する液晶組成物を提供し、表示品位の優れた応答速度の速い液晶表示素子の提供。【解決手段】第一成分として一般式（Ｉ−ａ）で表される化合物を含有し、第二成分として、一般式（Ｉ−ｂ）で表される化合物を含有し、第二成分の内、Ｒ１３及びＲ１４が炭素原子数２〜８のアルケニル基ではない化合物の含有量が９０〜１００質量％である液晶組成物。また、これを用いた液晶表示素子。2015180728.tif 0000662015180728.tif 000067【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一成分として一般式（Ｉ−ａ）
【化１】
2015180728.tif 000052
（式中、Ｒ１１およびＲ１２は炭素原子数１から８のアルキル基又は炭素原子数２から８のアルケニル基を表し、基中の−ＣＨ２−又は隣接していない２個以上の−ＣＨ２−はそれぞれ独立的に−Ｏ−又は−Ｓ−に置換されても良く、また、基中に存在する１個又は２個以上の水素原子はそれぞれ独立的にフッ素原子又は塩素原子に置換されても良いが、Ｒ１１およびＲ１２のうち少なくとも一方は炭素原子数３のアルケニル基を表し、
Ｌ１１及びＬ１２は単結合を表し、
ｍ１１及びｍ１２はそれぞれ独立的に０、１又は２を表すが、ｍ１１＋ｍ１２は１、２又は３を表し、
環Ａ１及び環Ｂ１はそれぞれ独立的にトランス−１，４−シクロへキシレン基、１，４−フェニレン基、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、２，３−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−ジイル基を表すが、環Ａ１及び／又は環Ｂ１が複数存在する場合はそれらは同一でも異なっていてもよく、環Ａ１及び環Ｂ１はそれぞれ独立して炭素原子数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、シアノ基又はニトロ基で置換されていても良いが、Ｒ１１およびＲ１２のうち少なくとも一方は炭素原子数２から８のアルケニル基を表す。）で表される化合物を１種又は２種以上含有し、第二成分として、一般式（Ｉ−ｂ）
【化２】
2015180728.tif 000053
（式中、Ｒ１３およびＲ１４は炭素原子数１から８のアルキル基又は炭素原子数２から８のアルケニル基を表し、基中の−ＣＨ２−又は隣接していない２個以上の−ＣＨ２−はそれぞれ独立的に−Ｏ−又は−Ｓ−に置換されても良く、また、基中に存在する１個又は２個以上の水素原子はそれぞれ独立的にフッ素原子又は塩素原子に置換されても良く、
Ｌ１３は−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＦ２ＣＦ２−又は単結合を表し、
環Ｃ１及び環Ｄ１はそれぞれ独立的にトランス−１，４−シクロへキシレン基、１，４−フェニレン基、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、２，３−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−ジイル基を表すが、環Ｃ１及び環Ｄ１はそれぞれ独立して炭素原子数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、シアノ基又はニトロ基で置換されていても良い。）で表される化合物を１種又は２種以上含有し、第二成分の内、Ｒ１３およびＲ１４が炭素原子数２から８のアルケニル基ではない化合物の含有量が９０〜１００質量％であることを特徴とする液晶組成物。
【請求項２】
一般式（Ｉ−ａ）で表される化合物が、（Ｉ−Ｂ１）〜（Ｉ−Ｂ６）
【化３】
2015180728.tif 000054
（式中、Ｒ１１およびＲ１２はそれぞれ独立的に式（Ｉ−ａ）中のＲ１１およびＲ１２と同じ意味を表す。）
からなる群より選ばれる化合物である請求項１記載の液晶組成物。
【請求項３】
一般式（Ｉ−ｂ）で表される化合物が、式（Ｉ−Ｄ１）〜（Ｉ−Ｄ３）
【化４】
2015180728.tif 000055
（式中、Ｒ１３およびＲ１４はそれぞれ独立的に式（Ｉ−ｂ）中のＲ１３およびＲ１４と同じ意味を表す。）からなる群より選ばれる化合物である請求項１または２に記載の液晶組成物。
【請求項４】
第三成分として、一般式（Ｉ−ｃ）
【化５】
2015180728.tif 000056
（式中、Ｒ１５およびＲ１６は炭素原子数１から８のアルキル基又は炭素原子数２から８のアルケニル基を表し、基中の−ＣＨ２−又は隣接していない２個以上の−ＣＨ２−はそれぞれ独立的に−Ｏ−又は−Ｓ−に置換されても良く、また、基中に存在する１個又は２個以上の水素原子はそれぞれ独立的にフッ素原子又は塩素原子に置換されても良く、
Ｌ１４は−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＦ２ＣＦ２−又は単結合を表し、
環Ｃ２及び環Ｄ２はそれぞれ独立的にトランス−１，４−シクロへキシレン基、１，４−フェニレン基、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、２，３−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−ジイル基を表すが、環Ｃ２及び環Ｄ２はそれぞれ独立して炭素原子数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、シアノ基又はニトロ基で置換されていても良く、複数存在する環Ｄ２は同一でも異なっていてもよく、ｍ１３は２又は３を表す。）で表される化合物を１種又は２種以上含有する請求項１から３のいずれか１項に記載の液晶組成物。
【請求項５】
一般式（Ｉ−ｃ）の化合物が、式（Ｉ−Ｅ１）〜（Ｉ−Ｅ９）
【化６】
2015180728.tif 000057
（式中、Ｒ１５およびＲ１６はそれぞれ独立的に式（Ｉ−ｃ）中のＲ１５およびＲ１６と同じ意味を表す。）
からなる群より選ばれる化合物である請求項４に記載の液晶組成物。
【請求項６】
一般式（Ｉ−ａ）で表される化合物として、一般式（Ｖ）
【化７】
2015180728.tif 000058
（式中、Ｒ５１及びＲ５２はそれぞれ独立的に式（Ｉ−ａ）中のＲ１１およびＲ１２と同じ意味を表す。）で表される化合物が１種又は２種以上含有する請求項１から５のいずれか１項に記載の液晶組成物。
【請求項７】
一般式（Ｉ−ｃ）で表される化合物として、一般式（Ｎｐ−１）及び（Ｎｐ−２）
【化８】
2015180728.tif 000059
（式中、ＲＮｐ１及びＲＮｐ２はそれぞれ独立的に炭素原子数１から５のアルキル基又は炭素原子数２から５のアルケニル基を表し、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−はそれぞれ独立的に−Ｏ−又は−Ｓ−に置換されても良く、また、基中に存在する１個又は２個以上の水素原子はそれぞれ独立的にフッ素原子に置換されても良く、
ＸＮｐ１、ＸＮｐ２、ＸＮｐ３、ＸＮｐ４及びＸＮｐ５はそれぞれ独立的に水素原子又はフッ素原子を表す。）からなる群より選ばれる化合物を１種又は２種以上含有する請求項４から６のいずれか１項に記載の液晶組成物。
【請求項８】
２０℃における誘電率異方性（Δε）が−２．０から−８．０の範囲であり、２０℃における屈折率異方性（Δｎ）が０．０８から０．１４の範囲であり、２０℃における粘度（η）が５から３０ｍＰａ・ｓの範囲であり、２０℃における回転粘性（γ１）が５０から１５０ｍＰａ・ｓの範囲であり、ネマチック相−等方性液体相転移温度（Ｔｎｉ）が６０℃から１２０℃の範囲である請求項１から７いずれか１項に記載の液晶組成物。
【請求項９】
更に重合性化合物を１種又は２種以上含有する請求項１から８のいずれか１項に記載の液晶組成物。
【請求項１０】
重合性化合物が一般式（ＲＭ−１）
【化９】
2015180728.tif 000060
（式中、ＺＭ１およびＺＭ２はそれぞれ独立して
【化１０】
2015180728.tif 000061
を表し、ＸＭ１〜ＸＭ５は水素原子、フッ素原子または
【化１１】
2015180728.tif 000062
を表すが、ＸＭ１〜ＸＭ５の内の少なくとも１つは、
【化１２】
2015180728.tif 000063
を表し、
ＳＭ１は、炭素原子数１〜１２のアルキレン基、又は単結合を表し、該アルキレン基中の−ＣＨ２−は酸素原子同士が直接結合しないものとして酸素原子、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、又は−ＯＣＯＯ−に置き換えられても良く、
ＲＭ１は以下の式（Ｒ−１）から式（Ｒ−１５）
【化１３】
2015180728.tif 000064
のいずれかを表し、
ＬＭ１及びＬＭ２はお互い独立して、単結合、−Ｏ−、−ＣＨ２−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＣＯ−、−Ｃ２Ｈ４−、―ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、―ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯＯ−、−ＣＯＯ―ＣＨ＝ＣＨ−、−ＯＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＯＣＯ−、―ＣＯＯＣ２Ｈ４−、―ＯＣＯＣ２Ｈ４−、―Ｃ２Ｈ４ＯＣＯ−、―Ｃ２Ｈ４ＣＯＯ−、−ＯＣＯＣＨ２−、―ＣＨ２ＣＯＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＦ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−ＣＦ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＦ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＦ２−、−ＣＦ２ＣＦ２−又は−Ｃ≡Ｃ−を表し、ＬＭ２が複数存在する場合はそれらは同一でも異なっていてもよく、
存在するＭＭ１は、１，４−フェニレン基、１，４−シクロヘキシレン基、ナフタレン−２，６−ジイル基を表すが、これらの基中に含まれる水素原子がフッ素原子、塩素原子、又は炭素原子数１〜８のアルキル基、ハロゲン化アルキル基、ハロゲン化アルコキシ基、アルコキシ基、ニトロ基、又は
【化１４】
2015180728.tif 000065
に置換されていても良く、
ｍＭ１は０、１又は２を表すが、
ＸＭ１〜ＸＭ５、ＳＭ１、ＲＭ１、ＬＭ２及び／又はＭＭ１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。）で表される化合物である請求項９に記載の液晶組成物。
【請求項１１】
請求項１から１０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。
【請求項１２】
請求項１から１０のいずれか１項に記載の液晶組成物を用いたアクティブマトリックス駆動用液晶表示素子。
【請求項１３】
請求項１から１０のいずれか１項に記載の液晶組成物を用いたＶＡモード、ＰＳＡモード、ＰＳＶＡモード、ＩＰＳモード又はＥＣＢモード用液晶表示素子。
【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）が負の値を示すネマチック液晶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】
液晶表示素子は、時計、電卓をはじめとして、家庭用各種電気機器、測定機器、自動車用パネル、ワープロ、電子手帳、プリンター、コンピューター、テレビ等に用いられている。液晶表示方式としては、その代表的なものにＴＮ（捩れネマチック）型、ＳＴＮ（超捩れネマチック）型、ＤＳ（動的光散乱）型、ＧＨ（ゲスト・ホスト）型、ＩＰＳ（インプレーンスイッチング）型、ＯＣＢ（光学補償複屈折）型、ＥＣＢ（電圧制御複屈折）型、ＶＡ（垂直配向）型、ＣＳＨ（カラースーパーホメオトロピック）型、あるいはＦＬＣ（強誘電性液晶）等を挙げることができる。また駆動方式としてもスタティック駆動、マルチプレックス駆動、単純マトリックス方式、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）やＴＦＤ（薄膜ダイオード）等により駆動されるアクティブマトリックス（ＡＭ）方式を挙げることができる。
【０００３】
これらの表示方式において、ＩＰＳ型、ＥＣＢ型、ＶＡ型、あるいはＣＳＨ型等は、Δεが負の値を示す液晶材料を用いるという特徴を有する。これらの中で特にＡＭ駆動によるＶＡ型表示方式は、高速で広視野角の要求される表示素子、例えばテレビ等の用途に使用されている。
【０００４】
ＶＡ型等の表示方式に用いられるネマチック液晶組成物には、低電圧駆動、高速応答及び広い動作温度範囲が要求される。すなわち、Δεが負で絶対値が大きく、低粘度であり、高いネマチック相−等方性液体相転移温度（Ｔｎｉ）が要求されている。また、屈折率異方性（Δｎ）とセルギャップ（ｄ）との積であるΔｎ×ｄの設定から、液晶材料のΔｎをセルギャップに合わせて適当な範囲に調節する必要がある。加えて液晶表示素子をテレビ等へ応用する場合においては高速応答性が重視されるため、粘度（η）の低い液晶材料が要求される。
【０００５】
これまでは、Δεが負でその絶対値の大きな化合物を種々検討することにより液晶組成物の特性が改良されてきた。
【０００６】
Δεが負の液晶材料として、以下のような２，３−ジフルオロフェニレン骨格を有する液晶化合物（Ａ）及び（Ｂ）（特許文献１参照）を用いた液晶組成物が開示されている。
【０００７】
【化１】
2015180728.tif 000002
【０００８】
この液晶組成物は、Δεがほぼ０である化合物として液晶化合物（Ｃ）及び（Ｄ）を用いているが、この液晶組成物は、液晶テレビ等の高速応答が要求される液晶組成物においては十分に低い粘性を実現するに至っていない。
【０００９】
【化２】
2015180728.tif 000003
【００１０】
一方、式（Ｅ）で表される化合物を用いた液晶組成物も既に開示されているが、上記の液晶化合物（Ｄ）を組み合わせたΔｎが小さい液晶組成物（特許文献２参照）や応答速度の改善のために液晶化合物（Ｆ）のようにアルケニル基を分子内に有する化合物（アルケニル化合物）を添加した液晶組成物（特許文献３参照）であり、高Δｎと高信頼性を両立させるには更なる検討が必要であった。
【００１１】
【化３】
2015180728.tif 000004
【００１２】
また、式（Ｇ）で表される化合物を用いた液晶組成物は既に開示されている（特許文献４参照）が、この液晶組成物も上記の液晶化合物（Ｆ）のようにアルケニル化合物を含む化合物を含有した液晶組成物であるため、焼き付きや表示ムラ等の表示不良が発生し易い弊害があった。
【００１３】
【化４】
2015180728.tif 000005
【００１４】
なお、アルケニル化合物を含む液晶組成物の表示不良への影響については既に開示されている（特許文献５参照）が、一般的にはアルケニル化合物の含有量が減少すると液晶組成物のηが上昇し、高速応答の達成が困難になるため、表示不良の抑制と高速応答の両立が困難であった。
【００１５】
このようにΔεが負の値を示す化合物と液晶化合物（Ｃ）、（Ｄ）及び（Ｆ）を組み合わせるのみでは、高いΔnと低いηを両立させ、なおかつ、表示不良のない又は抑制されたΔεが負の液晶組成物の開発は困難であった。
また、特許文献６において、（式１）で示される指数（ＦｏＭ）が大きい液晶材料を使用することでホメオトロピック液晶セルの応答速度を向上させることが開示されているが、明細書中に記載されている液晶組成物の応答速度の改善は十分とは言えるものではなかった。
【００１６】
【数１】
2015180728.tif 000006
【００１７】
以上のことから、液晶テレビ等の高速応答が要求される液晶組成物においては、屈折率異方性（Δｎ）及びネマチック相−等方性液体相転移温度（Ｔｎｉ）を低下させることなく、固体相−ネマチック相転移温度（Ｔｃｎ）が十分に低く、粘度（η）を十分に小さく、回転粘性（γ１）を十分に小さく、弾性定数（Ｋ３３）を大きくし、それと同時に焼き付きや表示ムラ等の表示不良が発生し難いという、性能と品質（信頼性）を両立することが求められていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１８】
【特許文献１】特開平８−１０４８６９号
【特許文献２】欧州特許出願公開第０４７４０６２号
【特許文献３】特開２００６−３７０５４号
【特許文献４】特開２００１−３５４９６７号
【特許文献５】特開２００８−１４４１３５号
【特許文献６】特開２００６−３０１６４３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
本発明が解決しようとする課題は、屈折率異方性（Δｎ）及びネマチック相−等方性液体相転移温度（Ｔｎｉ）を低下させることなく、固体相−ネマチック相転移温度（Ｔｃｎ）が十分に低く、粘度（η）が十分に小さく、回転粘性（γ１）が十分に小さく、弾性定数（Ｋ３３）が大きく、絶対値が大きな負の誘電率異方性（Δε）を有すると同時に高耐光性を有する液晶組成物を提供し、更にこれを用いたＶＡ型等の表示不良がない又は抑制され、表示品位の優れた応答速度の速く、高い信頼性を有する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】
【００２０】
本発明者は、種々の化合物群を検討し、特定の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。
【００２１】
本発明は、第一成分として一般式（Ｉ−ａ）
【００２２】
【化５】
2015180728.tif 000007
【００２３】
（式中、Ｒ１１およびＲ１２は炭素原子数１から８のアルキル基又は炭素原子数２から８のアルケニル基を表し、基中の−ＣＨ２−又は隣接していない２個以上の−ＣＨ２−はそれぞれ独立的に−Ｏ−又は−Ｓ−に置換されても良く、また、基中に存在する１個又は２個以上の水素原子はそれぞれ独立的にフッ素原子又は塩素原子に置換されても良く、
Ｌ１１及びＬ１２は−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＦ２ＣＦ２−又は単結合を表し、Ｌ１１及びＬ１２が複数存在する場合はそれらは同一でも異なっていてもよく、
ｍ１１及びｍ１２はそれぞれ独立的に０、１又は２を表すが、ｍ１１＋ｍ１２は１、２又は３を表し、
環Ａ１及び環Ｂ１はそれぞれ独立的にトランス−１，４−シクロへキシレン基、１，４−フェニレン基、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、２，３−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−ジイル基を表すが、環Ａ１及び／又は環Ｂ１が複数存在する場合はそれらは同一でも異なっていてもよく、環Ａ１及び環Ｂ１はそれぞれ独立して炭素原子数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、シアノ基又はニトロ基で置換されていても良いが、Ｒ１１およびＲ１２のうち少なくとも一方は炭素原子数２から８のアルケニル基を表す。）で表される化合物を１種又は２種以上含有し、第二成分として、一般式（Ｉ−ｂ）
【００２４】
【化６】
2015180728.tif 000008
【００２５】
（式中、Ｒ１３およびＲ１４は炭素原子数１から８のアルキル基又は炭素原子数２から８のアルケニル基を表し、基中の−ＣＨ２−又は隣接していない２個以上の−ＣＨ２−はそれぞれ独立的に−Ｏ−又は−Ｓ−に置換されても良く、また、基中に存在する１個又は２個以上の水素原子はそれぞれ独立的にフッ素原子又は塩素原子に置換されても良く、
Ｌ１３は−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＦ２ＣＦ２−又は単結合を表し、
環Ｃ１及び環Ｄ１はそれぞれ独立的にトランス−１，４−シクロへキシレン基、１，４−フェニレン基、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、２，３−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−ジイル基を表すが、環Ｃ１及び環Ｄ１はそれぞれ独立して炭素原子数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、シアノ基又はニトロ基で置換されていても良い。）で表される化合物を１種又は２種以上含有し、第二成分の内、Ｒ１３およびＲ１４が炭素原子数２から８のアルケニル基ではない化合物の含有量が９０〜１００質量％であることを特徴とする液晶組成物を提供し、また、これを用いた液晶表示素子を提供する。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の液晶組成物は、屈折率異方性（Δｎ）及びネマチック相−等方性液体相転移温度（Ｔｎｉ）を低下させることなく、固体相−ネマチック相転移温度（Ｔｃｎ）が十分に低く、粘度（η）が十分に小さく、回転粘性（γ１）が十分に小さく、弾性定数（Ｋ３３）が大きく、電圧保持率（ＶＨＲ）が高く、絶対値が大きな負の誘電率異方性（Δε）を有するため、これを用いたＶＡ型等の液晶表示素子は表示不良がない又は抑制された、表示品位の優れた応答速度の速いものであり、更に紫外線に対しても強く高信頼性を有するものである。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本発明の液晶組成物は、第一成分として、一般式（Ｉ−ａ）
【００２８】
【化７】
2015180728.tif 000009
【００２９】
で表される化合物を含有する。
【００３０】
式中、Ｒ１１およびＲ１２は炭素原子数１から８のアルキル基又は炭素原子数２から８のアルケニル基を表し、基中の−ＣＨ２−又は隣接していない２個以上の−ＣＨ２−はそれぞれ独立的に−Ｏ−又は−Ｓ−に置換されても良く、また、基中に存在する１個又は２個以上の水素原子はそれぞれ独立的にフッ素原子又は塩素原子に置換されても良いが、Ｒ１１およびＲ１２のうち少なくとも一方は炭素原子数２から８のアルケニル基を表す。そのアルケニル基は、炭素原子数２から５のアルケニル基であることがより好ましく、炭素原子数２から４のアルケニル基であることが更に好ましく、炭素原子数２から３のアルケニル基であることが更に好ましい。Ｒ１１およびＲ１２がアルケニル基ではない場合は、炭素原子数１から８のアルキル基又は炭素原子数１から８のアルコキシ基であることが好ましく、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のアルコキシ基であることがより好ましい。
【００３１】
Ｌ１１及びＬ１２は−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＦ２ＣＦ２−又は単結合を表すが、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＣＨ２ＣＨ２−、又は単結合であることが好ましい。Ｌ１１及びＬ１２が複数存在する場合はそれらは同一でも異なっていてもよい。
【００３２】
ｍ１１及びｍ１２はそれぞれ独立的に０、１又は２を表すが、ｍ１１＋ｍ１２は１、２又は３を表すが、ｍ１１＋ｍ１２は１又は２であることが好ましい。
【００３３】
環Ａ１及び環Ｂ１はそれぞれ独立的にトランス−１，４−シクロへキシレン基、１，４−フェニレン基、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、２，３−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−ジイル基を表し、それぞれ独立して炭素原子数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、シアノ基又はニトロ基で置換されていても良いが、トランス−１，４−シクロへキシレン基、１，４−フェニレン基、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、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−ジイル基であることが好ましく、トランス−１，４−シクロへキシレン基、１，４−フェニレン基、又はナフタレン−２，６−ジイル基であることがより好ましく、トランス−１，４−シクロへキシレン基、又は１，４−フェニレン基であることが更に好ましい。
【００３４】
環Ａ１及び／又は環Ｂ１が複数存在する場合はそれらは同一でも異なっていてもよい。
【００３５】
一般式（Ｉ−ａ）で表される化合物は、具体的には、式（Ｉ−Ａ１）〜（Ｉ−Ａ６）、（Ｉ−Ｂ１）〜（Ｉ−Ｂ６）および（Ｉ−Ｃ１）〜（Ｉ−Ｃ６）
【００３６】
【化８】
2015180728.tif 000010
【００３７】
【化９】
2015180728.tif 000011
【００３８】
【化１０】
2015180728.tif 000012
【００３９】
（式中、Ｒ１１およびＲ１２はそれぞれ独立的に式（Ｉ−ａ）中のＲ１１およびＲ１２と同じ意味を表す。）で表される化合物が好ましい。
【００４０】
更に、一般式（Ｉ−ａ）で表される化合物として、一般式（Ｖ）
【００４１】
【化１１】
2015180728.tif 000013
【００４２】
（式中、Ｒ５１及びＲ５２はそれぞれ独立的に式（Ｉ−ａ）中のＲ１１およびＲ１２と同じ意味を表す。）で表される化合物を含有することもできる。
【００４３】
一般式（Ｉ−ａ）で表される化合物は、１種又は２種以上含有するが、２種以上含有することが好ましく、３種以上含有することが更に好ましい。
【００４４】
一般式（Ｉ−ａ）で表される化合物は、３から６０質量％含有するが、５から５５質量％であることが好ましく、８から５０質量％であることが更に好ましく、１０から５０質量％であることが特に好ましい。更に詳述すると、粘度又は回転粘性を小さくする場合にはその含有量は２０から４０質量％が好ましいが、低温における析出の抑制を重視する場合にはその含有量は５から３０質量％が好ましく、１０から２５質量％が更に好ましく、１０から２０質量％が特に好ましい。
【００４５】
本発明の液晶組成物は、第二成分として、一般式（Ｉ−ｂ）
【００４６】
【化１２】
2015180728.tif 000014
【００４７】
で表される化合物を含有する。
【００４８】
式中、Ｒ１３およびＲ１４は炭素原子数１から８のアルキル基又は炭素原子数２から８のアルケニル基を表し、基中の−ＣＨ２−又は隣接していない２個以上の−ＣＨ２−はそれぞれ独立的に−Ｏ−又は−Ｓ−に置換されても良く、また、基中に存在する１個又は２個以上の水素原子はそれぞれ独立的にフッ素原子又は塩素原子に置換されても良いが、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２から５のアルケニルオキシ基であることが好ましく、炭素原子数１から５のアルキル基、炭素原子数１から５のアルコキシ基又は炭素原子数２から５のアルケニル基であることが好ましく、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のアルコキシ基であることがより好ましく、炭素原子数１から５のアルキル基であることが更に好ましい。
【００４９】
Ｌ１３は−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＦ２ＣＦ２−又は単結合を表すが、−ＣＨ２ＣＨ２−又は単結合であることが好ましく、単結合であるころがより好ましい。
【００５０】
環Ｃ１及び環Ｄ１はそれぞれ独立的にトランス−１，４−シクロへキシレン基、１，４−フェニレン基、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、２，３−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−ジイル基を表し、それぞれ独立して炭素原子数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、シアノ基又はニトロ基で置換されていても良いが、トランス−１，４−シクロへキシレン基、１，４−フェニレン基、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、１，４−シクロヘキセニレン基、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−ジイル基であることが好ましく、トランス−１，４−シクロへキシレン基、１，４−フェニレン基、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−ジイル基であることがより好ましく、トランス−１，４−シクロへキシレン基又は１，４−フェニレン基であることが更に好ましい。
【００５１】
一般式（Ｉ−ｂ）で表される化合物は、具体的には、式（Ｉ−Ｄ１）〜（Ｉ−Ｄ３）
【００５２】
【化１３】
2015180728.tif 000015
【００５３】
（式中、Ｒ１３およびＲ１４はそれぞれ独立的に式（Ｉ−ｂ）中のＲ１３およびＲ１４と同じ意味を表す。）で表される化合物が好ましい。
【００５４】
第二成分は一般式（Ｉ−ｂ）で表される化合物で構成されるが、第二成分の内、Ｒ１３およびＲ１４がアルケニル基ではない化合物が９０〜１００質量％含有する。ここでのアルケニル基とは、基中の−ＣＨ２−又は隣接していない２個以上の−ＣＨ２−はそれぞれ独立的に−Ｏ−又は−Ｓ−に置換されているもの、また、基中に存在する１個又は２個以上の水素原子はそれぞれ独立的にフッ素原子又は塩素原子に置換されているものも含む。
【００５５】
第二成分は、３から７０質量％含有するが、５から６０質量％であることが好ましく、５から５５質量％であることが更に好ましく、１０から５５質量％であることが特に好ましい。更に詳述すると、Δｎ及びＴｎｉを大きくする場合にはその含有量は１５から６０質量％が好ましいが、低温における析出の抑制を重視する場合にはその含有量は５から３５質量％が好ましい。第二成分は１種又は２種以上含有するが、１種から１０種が好ましく、１種から５種が更に好ましい。
【００５６】
本発明の液晶組成物は、第三成分として、一般式（Ｉ−ｃ）
【００５７】
【化１４】
2015180728.tif 000016
【００５８】
で表される化合物を含有することができる。
【００５９】
式中、Ｒ１５およびＲ１６は炭素原子数１から８のアルキル基又は炭素原子数２から８のアルケニル基を表し、基中の−ＣＨ２−又は隣接していない２個以上の−ＣＨ２−はそれぞれ独立的に−Ｏ−又は−Ｓ−に置換されても良く、また、基中に存在する１個又は２個以上の水素原子はそれぞれ独立的にフッ素原子又は塩素原子に置換されても良いが、炭素原子数１から５のアルキル基、炭素原子数１から５のアルキル基、炭素原子数２から５のアルケニル基又は炭素原子数２から５のアルケニルオキシ基であることが好ましく、炭素原子数１から５のアルキル基又は炭素原子数２から５のアルケニル基であることがより好ましい。
【００６０】
Ｌ１４は−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＦ２ＣＦ２−又は単結合を表すが、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＣＨ２ＣＨ２−又は単結合であることが好ましく、−ＣＨ２ＣＨ２−又は単結合であることがより好ましく、単結合であることが更に好ましい。
【００６１】
環Ｃ２及び環Ｄ２はそれぞれ独立的にトランス−１，４−シクロへキシレン基、１，４−フェニレン基、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、２，３−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−ジイル基を表し、それぞれ独立して炭素原子数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、シアノ基又はニトロ基で置換されていても良いが、トランス−１，４−シクロへキシレン基、１，４−フェニレン基、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−フェニレン基又はナフタレン−２，６−ジイル基であることが好ましく、トランス−１，４−シクロへキシレン基、１，４−フェニレン基又はナフタレン−２，６−ジイル基であることが更に好ましい。
【００６２】
複数存在する環Ｄ２は同一でも異なっていてもよい。ｍ１３は２又は３を表す。
【００６３】
一般式（Ｉ−ｃ）で表される化合物は、具体的には、
式（Ｉ−Ｅ１）〜（Ｉ−Ｅ９）
【００６４】
【化１５】
2015180728.tif 000017
【００６５】
（式中、Ｒ１５およびＲ１６はそれぞれ独立的に式（Ｉ−ｃ）中のＲ１５およびＲ１６と同じ意味を表す。）で表される化合物が好ましい。
【００６６】
一般式（Ｉ−ｃ）の化合物として、一般式（Ｎｐ−１）及び（Ｎｐ−２）
【００６７】
【化１６】
2015180728.tif 000018
【００６８】
（式中、ＲＮｐ１及びＲＮｐ２はそれぞれ独立的に炭素原子数１から５のアルキル基又は炭素原子数２から５のアルケニル基を表し、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−はそれぞれ独立的に−Ｏ−又は−Ｓ−に置換されても良く、また、基中に存在する１個又は２個以上の水素原子はそれぞれ独立的にフッ素原子に置換されても良く、
ＸＮｐ１、ＸＮｐ２、ＸＮｐ３、ＸＮｐ４及びＸＮｐ５はそれぞれ独立的に水素原子又はフッ素原子を表す。）で表される化合物も好ましい。ＰＳＡモード又はＰＳＶＡモード等の液晶表示素子を作製する際に用いられる重合性化合物を含有させた液晶組成物に対し、一般式（Ｎｐ−１）及び（Ｎｐ−２）の化合物を含有させることにより含有する重合性化合物の重合速度を十分に速くさせ、重合後の重合性化合物の残留量が無いか、十分に抑制させる効果がある。そのため、例えば、重合性化合物を重合させるためのＵＶ照射ランプの仕様に適合させるための重合反応速度の調整剤として用いることもできる。
【００６９】
第三成分は、３から４０質量％含有するが、５から３０質量％であることが好ましく、５から２５質量％であることが更に好ましく、１０から２５質量％であることが特に好ましい。更に詳述すると、Δｎ及びＴｎｉを大きくする場合にはその含有量は１５から３５質量％が好ましいが、低温における析出の抑制を重視する場合にはその含有量は５から２０質量％が好ましい。第三成分は１種又は２種以上含有するが、１種から１０種が好ましく、１種から５種が更に好ましい。
【００７０】
本発明の液晶組成物は、第一成分、第二成分及び第三成分で表される化合物の合計は８０％から１００％であることが好ましく、８５％から１００％がより好ましく、９０％から１００％が更に好ましく、９５％から１００％が特に好ましい。
【００７１】
本発明の液晶組成物は、２０℃における誘電率異方性（Δε）が−２．０から−８．０であるが、−２．０から−６．０が好ましく、−２．０から−５．０がより好ましく、−２．５から−４．０が特に好ましい。更に詳述すると液晶材料の応答速度を重視する場合は−２．０から−４．５が好ましく、駆動電圧を重視する場合は−３．５から−６．０が好ましい。
【００７２】
本発明の液晶組成物は、２０℃における屈折率異方性（Δｎ）が０．０８から０．１４であるが、０．０９から０．１３がより好ましく、０．０９から０．１２が特に好ましい。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０．１３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。
【００７３】
本発明の液晶組成物は、２０℃における粘度（η）が５から３０ｍＰａ・ｓであるが、１０から２５ｍＰａ・ｓであることがより好ましく、１０から２２ｍＰａ・ｓであることが特に好ましい。
【００７４】
本発明の液晶組成物は、２０℃における回転粘性（γ１）が６０から１５０ｍＰａ・ｓであるが、６０から１１０ｍＰａ・ｓであることがより好ましく、６０から１００ｍＰａ・ｓであることが特に好ましい。
【００７５】
本発明の液晶組成物は、ネマチック相−等方性液体相転移温度（Ｔｎｉ）が６０℃から１２０℃であるが、７０℃から１００℃が更に好ましく、７０℃から８５℃が特に好ましい。
【００７６】
本発明の液晶組成物は、弾性定数（Ｋ３３）が１２．５以上であるが、１３．０以上が好ましく、１３．５以上が更に好ましく、１４．０以上が特に好ましい。
【００７７】
本発明の液晶組成物は、上述の化合物以外に、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。
【００７８】
本発明の液晶組成物は、重合性化合物を１種又は２種以上含有することができる。
【００７９】
重合性化合物を含有する液晶組成物は、例えば、ＰＳＡモード又はＰＳＶＡモード等の液晶表示素子を作製するための液晶組成物として使用することができる。
【００８０】
その場合の重合性化合物は、具体的には、例えば、一般式（ＲＭ−１）
【００８１】
【化１７】
2015180728.tif 000019
【００８２】
で表される化合物が挙げられる。
【００８３】
式中、ＺＭ１およびＺＭ２はそれぞれ独立して
【００８４】
【化１８】
2015180728.tif 000020
【００８５】
を表し、ＸＭ１〜ＸＭ５は水素原子、フッ素原子または
【００８６】
【化１９】
2015180728.tif 000021
【００８７】
を表し、ＸＭ１〜ＸＭ５の内の少なくとも１つは、
【００８８】
【化２０】
2015180728.tif 000022
【００８９】
を表すが、ＸＭ２又はＸＭ３が、
【００９０】
【化２１】
2015180728.tif 000023
【００９１】
であることが好ましく、ＸＭ３が、
【００９２】
【化２２】
2015180728.tif 000024
【００９３】
であることが好ましい。
【００９４】
ＳＭ１は、炭素原子数１〜１２のアルキレン基、又は単結合を表し、該アルキレン基中の−ＣＨ２−は酸素原子同士が直接結合しないものとして酸素原子、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、又は−ＯＣＯＯ−に置き換えられても良いが、ＰＳＡモードの液晶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、いずれも単結合である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−であることが好ましく、この場合、炭素原子数１〜４のアルキレン基が好ましく、ｓは１〜４が好ましい。
【００９５】
ＲＭ１は以下の式（Ｒ−１）から式（Ｒ−１５）
【００９６】
【化２３】
2015180728.tif 000025
【００９７】
のいずれかを表すが、式（Ｒ−１）又は式（Ｒ−２）が好ましい。
【００９８】
ＬＭ１及びＬＭ２はお互い独立して、単結合、−Ｏ−、−ＣＨ２−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＣＯ−、−Ｃ２Ｈ４−、―ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、―ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯＯ−、−ＣＯＯ―ＣＨ＝ＣＨ−、−ＯＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＯＣＯ−、―ＣＯＯＣ２Ｈ４−、―ＯＣＯＣ２Ｈ４−、―Ｃ２Ｈ４ＯＣＯ−、―Ｃ２Ｈ４ＣＯＯ−、−ＯＣＯＣＨ２−、―ＣＨ２ＣＯＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＦ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−ＣＦ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＦ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＦ２−、−ＣＦ２ＣＦ２−又は−Ｃ≡Ｃ−を表し、ＬＭ２が複数存在する場合はそれらは同一でも異なっていてもよいが、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＯＣＯ−、−ＣＯＯ−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＯＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＯＯ−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＯＣＯ−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２−ＣＯＯ−、−ＣＨ２ＣＨ２−ＯＣＯ−、−Ｃ≡Ｃ−又は単結合が好ましく、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＯＣＯ−、−ＣＯＯ−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＯＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＯＯ−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＯＣＯ−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２−ＣＯＯ−、−ＣＨ２ＣＨ２−ＯＣＯ−又は単結合が更に好ましい。
【００９９】
存在するＭＭ１は、１，４−フェニレン基、１，４−シクロヘキシレン基、ナフタレン−２，６−ジイル基を表すが、これらの基中に含まれる水素原子がフッ素原子、塩素原子、又は炭素原子数１〜８のアルキル基、ハロゲン化アルキル基、ハロゲン化アルコキシ基、アルコキシ基、ニトロ基、又は
【０１００】
【化２４】
2015180728.tif 000026
【０１０１】
に置換されていても良い。
【０１０２】
ｍＭ１は０、１又は２を表すが、０又１が好ましい。
【０１０３】
ＸＭ１〜ＸＭ５、ＳＭ１、ＲＭ１、ＬＭ２及び／又はＭＭ１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。
【０１０４】
更に詳述すると、一般式（ＲＭ−１）で表される重合性化合物において、ＬＭ１が単結合でｍＭ１が０の場合の環構造である式（ＸＸａ−１）から式（ＸＸａ−５）であることが好ましく、式（ＸＸａ−１）から式（ＸＸａ−３）であることが更に好ましく、式（ＸＸａ−１）又は式（ＸＸａ−２）であることが特に好ましい。
【０１０５】
【化２５】
2015180728.tif 000027
【０１０６】
【化２６】
2015180728.tif 000028
【０１０７】
【化２７】
2015180728.tif 000029
【０１０８】
【化２８】
2015180728.tif 000030
【０１０９】
【化２９】
2015180728.tif 000031
【０１１０】
（但し、上記の環構造両端には、
【０１１１】
【化３０】
2015180728.tif 000032
【０１１２】
が結合する。）
これらの骨格を含む一般式（ＲＭ−１）で表される重合性化合物は重合後の配向規制力がＰＳＡモードの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、全く発生しない効果がある。
【０１１３】
以上のことから、重合性化合物として、更に具体的には式（ＸＸ−１）から一般式（ＸＸ−１０）で表される化合物が好ましく、式（ＸＸ−１）から式（ＸＸ−４）が更に好ましい。
【０１１４】
【化３１】
2015180728.tif 000033
【０１１５】
式中、Ｓｐｘｘは炭素原子数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、酸素原子は環に結合するものとする。）を表す。
【０１１６】
一般式（ＲＭ−１）で表される重合性化合物において、ｍＭ１が１の場合の環構造である、例えば、式（Ｍ３１）から式（Ｍ４８）のような重合性化合物が好ましい。
【０１１７】
【化３２】
2015180728.tif 000034
【０１１８】
式中のフェニル基及びナフタレン基中の水素原子は、更に、−Ｆ、−Ｃｌ、−ＣＦ３、−ＣＨ３、式（Ｒ−１）から式（Ｒ−１５）のいずれかによって置換されていても良い。
【０１１９】
これらの骨格を含む一般式（ＲＭ−１）で表される重合性化合物は重合後の配向規制力がＰＳＡモードの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、全く発生しない効果がある。
【０１２０】
一般式（ＲＭ−１）で表される重合性化合物において、ＬＭ１が単結合であり、ｍＭ１が１の場合の環構造である、例えば、式（Ｍ３０１）から式（Ｍ３１６）のような重合性化合物も好ましい。
【０１２１】
【化３３】
2015180728.tif 000035
【０１２２】
重合性化合物の含有量が少ない場合、液晶組成物に対する配向規制力が弱くなる。逆に、重合性化合物の含有量が多すぎる場合、重合時の必要エネルギーが上昇し、重合せず残存してしまう重合性化合物の量が増加し、表示不良の原因となるため、その含有量は０．０１〜２．００質量％であることが好ましく、０．０５〜１．００質量％であることが更に好ましく、０．１０〜０．５０質量％であることが特に好ましい。
【０１２３】
これらの骨格を含む一般式（ＲＭ−１）で表される重合性化合物は重合後の配向規制力がＰＳＡモードの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、全く発生しない効果がある。
【０１２４】
本発明の液晶組成物に重合性化合物を含有させた重合性化合物含有液晶組成物は、低い粘度（η）、低い回転粘性（γ１）及び大きな弾性定数（Ｋ３３）が得られるため、これを用いたＰＳＡモード又はＰＳＶＡモードの液晶表示素子は表示ムラの抑制と高速応答の両立が実現できる。
【０１２５】
本発明の液晶組成物は、更に、一般式（Ｑ）で表される化合物を含有しても良い。
【０１２６】
【化３４】
2015180728.tif 000036
【０１２７】
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、基中の１つ又は非隣接の２つ以上のＣＨ２基は、−Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＯＯ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−によって置換されていても良い。
【０１２８】
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。
【０１２９】
一般式（Ｑ）で表される化合物は、具体的には、下記の一般式（Ｑ−ａ）から一般式（Ｑ−ｅ）で表される化合物が好ましい。
【０１３０】
【化３５】
2015180728.tif 000037
【０１３１】
【化３６】
2015180728.tif 000038
【０１３２】
【化３７】
2015180728.tif 000039
【０１３３】
【化３８】
2015180728.tif 000040
【０１３４】
【化３９】
2015180728.tif 000041
【０１３５】
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い。
【０１３６】
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い。
【０１３７】
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い。
【０１３８】
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。
【０１３９】
ＬＱ２は炭素原子数２から１２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。
【０１４０】
一般式（Ｑ−ａ）から一般式（Ｑ−ｅ）で表される化合物中、一般式（Ｑ−ｃ）、一般式（Ｑ−ｄ）及び一般式（Ｑ−ｅ）で表される化合物が更に好ましい。
【０１４１】
本発明の液晶組成物は、一般式（Ｑ）で表される化合物を１種又は２種以上含有するが、１種から５種含有することが好ましく、１種から３種含有することが更に好ましく、１種含有することが特に好ましい。また、その含有量は０．００１質量％から１質量％であることが好ましく、０．００１質量％から０．１質量％が更に好ましく、０．００１質量％から０．０５質量％が特に好ましい。
【０１４２】
本発明の液晶組成物を用いた液晶表示素子は、高速応答という顕著な特徴を有用しており、特に、アクティブマトリックス駆動用液晶表示素子に有用であり、ＰＳＡモード、ＰＳＶＡモード、ＶＡモード、ＩＰＳモード又はＥＣＢモード用液晶表示素子に用いることができる。
【０１４３】
本発明の液晶組成物は、液晶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。液晶表示素子として、ＡＭ−ＬＣＤ（アクティブマトリックス液晶表示素子）、ＴＮ（ネマチック液晶表示素子）、ＳＴＮ−ＬＣＤ（超ねじれネマチック液晶表示素子）、ＯＣＢ−ＬＣＤ及びＩＰＳ−ＬＣＤ（インプレーンスイッチング液晶表示素子）に有用であるが、ＡＭ−ＬＣＤに特に有用であり、透過型あるいは反射型の液晶表示素子に用いることができる。
【０１４４】
液晶表示素子に使用される液晶セルの２枚の基板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。透明電極層を有する透明基板は、例えば、ガラス板等の透明基板上にインジウムスズオキシド（ＩＴＯ）をスパッタリングすることにより得ることができる。
【０１４５】
カラーフィルターは、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ーの作成方法を一例に説明すると、カラーフィルター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、カラーフィルター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。
【０１４６】
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。
【０１４７】
２枚の基板間に液晶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。
【０１４８】
本発明の液晶組成物に重合性化合物を含有させた重合性化合物含有液晶組成物中の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、重合性化合物含有液晶組成物を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、重合性化合物含有液晶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。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。
【０１４９】
照射時の温度は、本発明の液晶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、液晶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が更に好ましい。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が更に好ましい。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秒が更に好ましい。
【実施例】
【０１５０】
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。
実施例において化合物の記載について以下の略号を用いる。
（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=CH3
V2-      CH3=CH-CH2-CH2-
-2V1     -CH2-CH2-CH=CH-CH3
1V2-     CH3-CH=CH-CH2-CH2
（環構造）
【０１５１】
【化４０】
2015180728.tif 000042
【０１５２】
実施例中、測定した特性は以下の通りである。
【０１５３】
Ｔｎｉ  ：ネマチック相−等方性液体相転移温度（℃）
Ｔｃｎ  ：固体相−ネマチック相転移温度（℃）
Δｎ  ：２０℃における屈折率異方性
Δε  ：２０℃における誘電率異方性
η    ：２０℃における粘度（ｍＰａ・ｓ）
γ１  ：２０℃における回転粘性（ｍＰａ・ｓ）
Ｋ３３  ：２０℃における弾性定数Ｋ３３（ｐＮ）
初期電圧保持率（ＶＨＲ）：ＵＶを照射する前のＶＨＲ（％）
ＵＶ照射後電圧保持率（ＶＨＲ）：ＵＶを照射した後のＶＨＲ（％）
テストセルにプレチルト角形成させる場合は、テストセルに１０Ｖ、１００Ｈｚ、矩形波電圧を印加しながら、ＵＶを６０Ｊ（３６５ｎｍ）照射した。ＵＶ光源としてＵＳＨＩＯ社のマルチライトを使用した。
試料の応答速度を測定する場合は、セル厚は３．５μｍ、配向膜はＪＡＬＳ２０９６のテストセルを使用し、Ｖｓｅｌは５Ｖ、Ｖｎｓｅｌは１Ｖ、測定温度は２０℃で、ＡＵＴＲＯＮＩＣ−ＭＥＬＣＨＥＲＳ社のＤＭＳ３０１を用いた。
テストセルの耐ＵＶ性を評価する場合はＳＰ−７（ＵＳＨＩＯ）を１００ｍＷ／ｃｍ−２で所定の時間照射し、ＵＶ照射前後のＶＨＲを測定することで実施した。
ＶＨＲの測定はＶＨＲ−１（東陽テクニカ）を用い、１Ｖ、６０Ｈｚ、６０℃で実施した。
（比較例１、実施例１〜８）
ＬＣ−Ａ（比較例１）、ＬＣ−１（実施例１）、ＬＣ−２（実施例２）、ＬＣ−３（実施例３）、ＬＣ−４（実施例４）、ＬＣ−５（実施例５）、ＬＣ−６（実施例６）、ＬＣ−７（実施例７）及びＬＣ−８（実施例８）の液晶組成物を調製し、その物性値を測定した。液晶組成物の構成とその物性値の結果は表１及び表２のとおりであった。
【０１５４】
【表１】
2015180728.tif 000043
【０１５５】
【表２】
2015180728.tif 000044
【０１５６】
本発明の液晶組成物ＬＣ−１、ＬＣ−２、ＬＣ−３、ＬＣ−４、ＬＣ−５、ＬＣ−６、ＬＣ−７及びＬＣ−８は、回転粘性（γ１）が小さく、弾性定数（Ｋ３３）が大きく、γ１／Ｋ３３が、比較例であるＬＣ−Ａと同等かそれよりも小さな値であった。
【０１５７】
これらを使用したテストセルのＶＨＲを測定したところ、ＬＣ−１、ＬＣ−２、ＬＣ−３、ＬＣ−４、ＬＣ−５、ＬＣ−６、ＬＣ−７及びＬＣ−８のＵＶ照射後のＶＨＲは明らかに比較例１であるＬＣ−Ａよりも高い値を示した。
以上のことから、本発明の液晶組成物は、屈折率異方性（Δｎ）及びネマチック相−等方性液体相転移温度（Ｔｎｉ）を低下させることなく、粘度（η）が十分に小さく、回転粘性（γ１）が十分に小さく、弾性定数（Ｋ３３）が大きく、絶対値が大きな負の誘電率異方性（Δε）を有するため、これを用いたＶＡ型等の液晶表示素子は表示品位の優れた耐ＵＶ性が高く、高い信頼性を有するものであることが確認された。
（比較例２、実施例９〜１９）
液晶組成物ＬＣ−Ａ、ＬＣ−１、ＬＣ−２、ＬＣ−３、ＬＣ−４、ＬＣ−５、ＬＣ−６、ＬＣ−７及びＬＣ−８に対して、重合性化合物（Ｍ１−１）、（Ｍ１−３）、（Ｍ４−７）及び（Ｉ−３３）
【０１５８】
【化４１】
2015180728.tif 000045
【０１５９】
を添加し、ＭＬＣ−Ａ（比較例２）、ＭＬＣ−１（実施例９）、ＭＬＣ−２（実施例１０）、ＭＬＣ−３（実施例１１）、ＭＬＣ−４（実施例１２）、ＭＬＣ−５（実施例１３）、ＭＬＣ−６−１（実施例１４）、ＭＬＣ−６−２（実施例１５）、ＭＬＣ−６−３（実施例１６）、ＭＬＣ−６−４（実施例１７）、ＭＬＣ−７（実施例１８）及びＭＬＣ−８（実施例１９）の液晶組成物を調製し、テストセルに真空注入したのち、そのＵＶ照射前後のＶＨＲを測定した。液晶組成物の構成とそのＶＨＲの測定結果は表３及び表４のとおりであった。
【０１６０】
【表３】
2015180728.tif 000046
【０１６１】
【表４】
2015180728.tif 000047
【０１６２】
本発明の液晶組成物ＭＬＣ−１〜５、ＭＬＣ−６−１〜４、ＭＬＣ−７及びＭＬＣ−８のＵＶ照射後のＶＨＲは明らかに比較例２であるＭＬＣ−Ａよりも高い値を示した。
以上のことから、本発明の液晶組成物は、屈折率異方性（Δｎ）及びネマチック相−等方性液体相転移温度（Ｔｎｉ）を低下させることなく、粘度（η）が十分に小さく、回転粘性（γ１）が十分に小さく、弾性定数（Ｋ３３）が大きく、絶対値が大きな負の誘電率異方性（Δε）を有するため、これを用いたＶＡ型等の液晶表示素子は表示品位の優れた耐ＵＶ性が高く、高い信頼性を有するものであることが確認された。
（比較例３、実施例２０、実施例２１）
ＬＣ−Ｂ（比較例３）、ＬＣ−９（実施例２０）及びＬＣ−１０（実施例２１）の液晶組成物を調製し、その物性値を測定した。液晶組成物の構成とその物性値の結果は表５のとおりであった。
【０１６３】
【表５】
2015180728.tif 000048
【０１６４】
本発明の液晶組成物ＬＣ−９及びＬＣ−１０は、回転粘性（γ１）が小さく、弾性定数（Ｋ３３）が大きく、γ１／Ｋ３３が、比較例であるＬＣ−Ｂのそれよりも顕著に小さな値であった。これらを使用したテストセルのＶＨＲを測定したところ、ＬＣ−９及びＬＣ−１０のＵＶ照射後のＶＨＲは比較例であるＬＣ−Ｂと同程度の値を示した。
以上のことから、本発明の液晶組成物は、屈折率異方性（Δｎ）及びネマチック相−等方性液体相転移温度（Ｔｎｉ）を低下させることなく、粘度（η）が十分に小さく、回転粘性（γ１）が十分に小さく、弾性定数（Ｋ３３）が大きく、絶対値が大きな負の誘電率異方性（Δε）を有するため、これを用いたＶＡ型等の液晶表示素子は表示品位の優れた耐ＵＶ性が高く、高い信頼性を有するものであることが確認された。
（比較例４、実施例２２、実施例２３）
ＬＣ−Ｃ（比較例４）、ＬＣ−１１（実施例２２）及びＬＣ−１２（実施例２３）の液晶組成物を調製し、その物性値を測定した。液晶組成物の構成とその物性値の結果は表６のとおりであった。
【０１６５】
【表６】
2015180728.tif 000049
【０１６６】
本発明の液晶組成物ＬＣ−１１及びＬＣ−１２は、回転粘性（γ１）が小さく、弾性定数（Ｋ３３）が大きく、γ１／Ｋ３３が、比較例であるＬＣ−Ｃと同程度の値であった。これらを使用したテストセルのＶＨＲを測定したところ、ＬＣ−１１及びＬＣ−１２のＵＶ照射後のＶＨＲは比較例であるＬＣ−Ｃよりも顕著に高い値を示した。
以上のことから、本発明の液晶組成物は、屈折率異方性（Δｎ）及びネマチック相−等方性液体相転移温度（Ｔｎｉ）を低下させることなく、粘度（η）が十分に小さく、回転粘性（γ１）が十分に小さく、弾性定数（Ｋ３３）が大きく、絶対値が大きな負の誘電率異方性（Δε）を有するため、これを用いたＶＡ型等の液晶表示素子は表示品位の優れた耐ＵＶ性が高く、高い信頼性を有するものであることが確認された。
（比較例５、実施例２４、実施例２５）
ＬＣ−Ｂ、ＬＣ−９及びＬＣ−１０に対して、重合性化合物（Ｍ１−１）を添加し、ＭＬＣ−Ｂ（比較例５）、ＭＬＣ−９（実施例２４）及びＭＬＣ−１０（実施例２５）の液晶組成物を調製し、テストセルに真空注入したのち、そのＵＶ照射前後のＶＨＲを測定した。液晶組成物の構成とそのＶＨＲの測定結果は表７のとおりであった。
【０１６７】
【表７】
2015180728.tif 000050
【０１６８】
本発明の液晶組成物ＭＬＣ−９及びＭＬＣ−１０は、回転粘性（γ１）が小さく、弾性定数（Ｋ３３）が大きく、γ１／Ｋ３３が、比較例であるＭＬＣ−Ｂよりも顕著に小さな値であった。これらを使用したテストセルのＶＨＲを測定したところ、ＭＬＣ−９及びＭＬＣ−１０のＵＶ照射後のＶＨＲは比較例であるＭＬＣ−Ｂと同等の値を示した。
以上のことから、本発明の液晶組成物は、屈折率異方性（Δｎ）及びネマチック相−等方性液体相転移温度（Ｔｎｉ）を低下させることなく、粘度（η）が十分に小さく、回転粘性（γ１）が十分に小さく、弾性定数（Ｋ３３）が大きく、絶対値が大きな負の誘電率異方性（Δε）を有するため、これを用いたＶＡ型等の液晶表示素子は表示品位の優れた耐ＵＶ性が高く、高い信頼性を有するものであることが確認された。
（比較例６、実施例２６、実施例２７）
ＬＣ−Ｃ、ＬＣ−１１及びＬＣ−１２に対して、重合性化合物（Ｍ１−１）を添加し、ＭＬＣ−Ｃ（比較例６）、ＭＬＣ−１１（実施例２６）及びＭＬＣ−１２（実施例２７）の液晶組成物を調製し、テストセルに真空注入したのち、そのＵＶ照射前後のＶＨＲを測定した。液晶組成物の構成とそのＶＨＲの測定結果は表８のとおりであった。
【０１６９】
【表８】
2015180728.tif 000051
【０１７０】
これらを使用したテストセルのＶＨＲを測定したところ、ＭＬＣ−１１及びＭＬＣ−１２のＵＶ照射後のＶＨＲは比較例であるＭＬＣ−Ｃよりも顕著に高い値を示した。
以上のことから、本発明の液晶組成物は、屈折率異方性（Δｎ）及びネマチック相−等方性液体相転移温度（Ｔｎｉ）を低下させることなく、粘度（η）が十分に小さく、回転粘性（γ１）が十分に小さく、弾性定数（Ｋ３３）が大きく、絶対値が大きな負の誘電率異方性（Δε）を有するため、これを用いたＶＡ型等の液晶表示素子は表示品位の優れた耐ＵＶ性が高く、高い信頼性を有するものであることが確認された。