(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
正の誘電率異方性を有する液晶組成物であって、前記液晶組成物が一般式（ＬＣ１）で表される化合物から選ばれる１種又は２種以上の化合物を含有し、
0005783083.tif 000049
（式中、Ｒ１１は炭素数１〜１５のアルキル基を表し、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、該アルキル基中の１つ又は２つ以上の水素原子は任意にハロゲン置換されていてもよく、Ａ１１はそれぞれ独立して下記の何れかの構造
0005783083.tif 000050
（該構造中Ｘ１３及びＸ１４はそれぞれ独立して−Ｈ、−Ｃｌ、−Ｆ、−ＣＦ３又は−ＯＣＦ３を表し、ベンゼン環の１つ又は２つ以上のＣＨ基は窒素原子で置換されていてもよく、また、該構造中の１つ又は２つ以上の水素原子はＣｌ、ＣＦ３又はＯＣＦ３で置換されていてもよい。）を表し、Ａ１２及びＡ１３はそれぞれ独立して下記の何れかの構造
0005783083.tif 000051
（該構造中Ｘ１５及びＸ１６はそれぞれ独立して−Ｈ、−Ｃｌ、−Ｆ、−ＣＦ３又は−ＯＣＦ３を表し、シクロヘキサン環の１つ又は２つ以上のＣＨ２基はＯ原子で置換されていてもよく、該構造中ベンゼン環の１つ又は２つ以上のＣＨ基はＮ原子で置換されていてもよく、また、該構造中の１つ又は２つ以上のＨ原子はＣｌ、ＣＦ３又はＯＣＦ３で置換されていてもよい。）を表し、Ｘ１１及びＸ１２はそれぞれ独立して−Ｈ、−Ｃｌ、−Ｆ、−ＣＦ３又は−ＯＣＦ３を表し、Ｙ１１はそれぞれ独立して−Ｃｌ、−Ｆ、−ＣＦ３又は−ＯＣＦ３を表し、Ｚ１１及びＺ１２はそれぞれ独立して単結合、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−（ＣＨ２）４−、−ＯＣＦ２−又は−ＣＦ２Ｏ−を表し、ｍ１１及びｍ１２はそれぞれ独立して０〜２の整数を表し、ｍ１１＋ｍ１２はそれぞれ独立して０、１、２又は３を表し、Ａ１１、Ａ１３、Ｚ１１及び／又はＺ１２が複数存在する場合、それらは同一であっても、異なっていてもよい。）さらに一般式（ＬＣ２）及び／又は一般式（ＬＣ３）で表される化合物群から選ばれる１種又は２種以上の化合物を含有することを特徴とする液晶組成物。
0005783083.tif 000052
（式中、Ｒ２１及びＲ３１は炭素数１〜１５のアルキル基を表し、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−、−ＯＣＦ２−、−ＣＦ２Ｏ−で置換されてよく、該アルキル基中の１つ又は２つ以上の水素原子は任意にハロゲン置換されていてもよく、Ａ２１、Ａ２２、Ａ２３、Ａ３１、Ａ３２、及びＡ３３はそれぞれ独立して下記の何れかの構造
0005783083.tif 000053
（該構造中Ｘ３及びＸ４はそれぞれ独立してＨ、Ｃｌ、Ｆ、ＣＦ３又はＯＣＦ３を表し、シクロヘキサン環の１つ又は２つ以上のＣＨ２基は酸素原子で置換されていてもよく、該構造中ベンゼン環の１つ又は２つ以上のＣＨ基は窒素原子で置換されていてもよく、また、該構造中の１つ又は２つ以上の水素原子はＣｌ、ＣＦ３又はＯＣＦ３で置換されていてもよい。）を表し、Ｘ２１〜Ｘ３２はそれぞれ独立して−Ｈ、−Ｃｌ、−Ｆ、−ＣＦ３又は−ＯＣＦ３を表し、Ｙ２１及びＹ３１はそれぞれ独立して−Ｃｌ、−Ｆ、−ＣＦ３又は−ＯＣＦ３を表し、Ｚ２１〜Ｚ３２はそれぞれ独立して単結合、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−（ＣＨ２）４−、−ＯＣＦ２−又は−ＣＦ２Ｏ−を表し、ｍ２１〜ｍ３２はそれぞれ独立して０〜３の整数を表し、ｍ２１＋ｍ２２、及びｍ３１＋ｍ３２はそれぞれ独立して０、１、２、３又は４を表し、Ａ２１、Ａ２３、Ａ３１、Ａ３３、Ｚ２１、Ｚ２２、Ｚ３１及び／又はＺ３２が複数存在する場合、それらは同一であっても、異なっていてもよい。）
【請求項２】
一般式（ＬＣ１）で表される化合物より選ばれる１種又は２種以上の化合物を含有し、一般式（ＬＣ２）及び／又は一般式（ＬＣ３）で表される化合物群から選ばれる１種又は２種以上の化合物を含有し、更に一般式（ＬＣ４−１）から一般式（ＬＣ４−１４）で表される化合物からなる群より選ばれる１種又は２種以上の化合物を含有する請求項１に記載の液晶組成物。
0005783083.tif 000054
（式中、Ｒ４１及びＲ４２は炭素数１〜１５のアルキル基を表し、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−、−ＯＣＦ２−、−ＣＦ２Ｏ−で置換されてよく、該アルキル基中の１つ又は２つ以上の水素原子は任意にハロゲン置換されていてもよい。）
【請求項３】
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２のいずれか一項に記載の液晶組成物。
【請求項４】
酸化防止剤を１種又は２種以上含有する請求項１から３のいずれか一項に記載の液晶組成物。
【請求項５】
ＵＶ吸収剤を１種又は２種以上含有する請求項１から４のいずれか一項に記載の液晶組成物。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項に記載の液晶組成物を用いた液晶表示素子。
【請求項７】
請求項１から５のいずれか一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８】
請求項１から５のいずれか一項に記載の液晶組成物を用いたＴＮモード、ＯＣＢモード、ＩＰＳモード、ＦＦＳモード又はＶＡ−ＩＰＳモード液晶表示素子
【請求項９】
請求項３に記載の液晶組成物を用い、電圧印加下あるいは電圧無印加下で該液晶組成物中に含有する重合性化合物を重合させて作製した高分子安定化モード液晶表示素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電気光学的液晶表示材料として有用な誘電率異方性（Δε）が正の値を示すネマチック液晶組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示素子は、時計、電卓をはじめとして、各種測定機器、自動車用パネル、ワードプロセッサー、電子手帳、プリンター、コンピューター、テレビ、時計、広告表示板等に用いられるようになっている。液晶表示方式としては、その代表的なものにＴＮ（ツイステッド・ネマチック）型、ＳＴＮ（スーパー・ツイステッド・ネマチック）型、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）を用いた垂直配向型やＩＰＳ（イン・プレーン・スイッチング）型等がある。これらの液晶表示素子に用いられる液晶組成物は水分、空気、熱、光などの外的要因に対して安定であること、また、室温を中心としてできるだけ広い温度範囲で液晶相を示し、低粘性であり、かつ駆動電圧が低いことが求められる。さらに液晶組成物は個々の表示素子に対してあわせ最適な誘電率異方性（Δε）または及び屈折率異方性（Δｎ）等を最適な値とするために、数種類から数十種類の化合物から構成されている。
【０００３】
垂直配向型ディスプレイではΔεが負の液晶組成物が用いられており、ＴＮ型、ＳＴＮ型又はＩＰＳ型等の水平配向型ディスプレイではΔεが正の液晶組成物が用いられている。また、Δεが正の液晶組成物を電圧無印加時に垂直に配向させ、横電界を印加する事で表示する駆動方式も報告されており、Δεが正の液晶組成物の必要性はさらに高まっている。一方、全ての駆動方式において低電圧駆動、高速応答、広い動作温度範囲が求められている。すなわち、Δεが正で絶対値が大きく、粘度（η）が小さく、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、Δｎとセルギャップ（ｄ）との積であるΔｎ×ｄの設定から、液晶組成物の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、γ１の小さい液晶組成物が要求される。
【０００４】
液晶組成物の構成成分として、Δεが正の液晶化合物である式（Ａ−１）や（Ａ−２）で表される化合物を使用した液晶組成物の開示があるが（特許文献１から４）、これら液晶組成物は十分に低い粘性を実現するに至っていない。
【０００５】
【化１】
0005783083.tif 000002
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】ＷＯ９６／０３２３６５号
【特許文献２】特開平０９−１５７２０２号
【特許文献３】ＷＯ９８／０２３５６４号
【特許文献４】特開２００３−１８３６５６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、屈折率異方性（Δｎ）およびネマチック相−等方性液体相転移温度（Ｔｎｉ）を低減又は上昇させることなく、粘度（η）が十分に低く、なおかつ、誘電率異方性（Δε）が正の液晶組成物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は、種々のフルオロベンゼン誘導体を検討し、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、本件発明を完成するに至った。
【０００９】
本発明は、正の誘電率異方性を有する液晶組成物であって、前記液晶組成物が一般式（ＬＣ１）で表される化合物から選ばれる１種又は２種以上の化合物を含有し、さらに一般式（ＬＣ２）及び／又は一般式（ＬＣ３）で表される化合物群から選ばれる１種又は２種以上の化合物を含有することを特徴とする液晶組成物を提供し、更に、当該液晶組成物を用いた液晶表示素子を提供する。
【００１０】
【化２】
0005783083.tif 000003
【００１１】
（式中、Ｒ１１は炭素数１〜１５のアルキル基を表し、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、該アルキル基中の１つ又は２つ以上の水素原子は任意にハロゲン置換されていてもよく、Ａ１１はそれぞれ独立して下記の何れかの構造
【００１２】
【化３】
0005783083.tif 000004
【００１３】
（該構造中Ｘ１３及びＸ１４はそれぞれ独立して−Ｈ、−Ｃｌ、−Ｆ、−ＣＦ３又は−ＯＣＦ３を表し、ベンゼン環の１つ又は２つ以上のＣＨ基は窒素原子で置換されていてもよく、また、該構造中の１つ又は２つ以上の水素原子はＣｌ、ＣＦ３又はＯＣＦ３で置換されていてもよい。）を表し、Ａ１２及びＡ１３はそれぞれ独立して下記の何れかの構造
【００１４】
【化４】
0005783083.tif 000005
【００１５】
（該構造中Ｘ１５及びＸ１６はそれぞれ独立して−Ｈ、−Ｃｌ、−Ｆ、−ＣＦ３又は−ＯＣＦ３を表し、シクロヘキサン環の１つ又は２つ以上のＣＨ２基はＯ原子で置換されていてもよく、該構造中ベンゼン環の１つ又は２つ以上のＣＨ基はＮ原子で置換されていてもよく、また、該構造中の１つ又は２つ以上のＨ原子はＣｌ、ＣＦ３又はＯＣＦ３で置換されていてもよい。）を表し、Ｘ１１及びＸ１２はそれぞれ独立して−Ｈ、−Ｃｌ、−Ｆ、−ＣＦ３又は−ＯＣＦ３を表し、Ｙ１１はそれぞれ独立して−Ｃｌ、−Ｆ、−ＣＦ３又は−ＯＣＦ３を表し、Ｚ１１及びＺ１２はそれぞれ独立して単結合、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−（ＣＨ２）４−、−ＯＣＦ２−又は−ＣＦ２Ｏ−を表し、ｍ１１及びｍ１２はそれぞれ独立して０〜２の整数を表し、ｍ１１＋ｍ１２はそれぞれ独立して０、１、２又は３を表し、Ａ１１、Ａ１３、Ｚ１１及び／又はＺ１２が複数存在する場合、それらは同一であっても、異なっていてもよい。）
【００１６】
【化５】
0005783083.tif 000006
【００１７】
（式中、Ｒ２１及びＲ３１は炭素数１〜１５のアルキル基を表し、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−、−ＯＣＦ２−、−ＣＦ２Ｏ−で置換されてよく、該アルキル基中の１つ又は２つ以上の水素原子は任意にハロゲン置換されていてもよく、Ａ２１、Ａ２２、Ａ２３、Ａ３１、Ａ３２、及びＡ３３はそれぞれ独立して下記の何れかの構造
【００１８】
【化６】
0005783083.tif 000007
【００１９】
（該構造中Ｘ３及びＸ４はそれぞれ独立してＨ、Ｃｌ、Ｆ、ＣＦ３又はＯＣＦ３を表し、シクロヘキサン環の１つ又は２つ以上のＣＨ２基は酸素原子で置換されていてもよく、該構造中ベンゼン環の１つ又は２つ以上のＣＨ基は窒素原子で置換されていてもよく、また、該構造中の１つ又は２つ以上の水素原子はＣｌ、ＣＦ３又はＯＣＦ３で置換されていてもよい。）を表し、Ｘ２１〜Ｘ３２はそれぞれ独立して−Ｈ、−Ｃｌ、−Ｆ、−ＣＦ３又は−ＯＣＦ３を表し、Ｙ２１及びＹ３１はそれぞれ独立して−Ｃｌ、−Ｆ、−ＣＦ３又は−ＯＣＦ３を表し、Ｚ２１〜Ｚ３２はそれぞれ独立して単結合、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−（ＣＨ２）４−、−ＯＣＦ２−又は−ＣＦ２Ｏ−を表し、ｍ２１〜ｍ３２はそれぞれ独立して０〜３の整数を表し、ｍ２１＋ｍ２２、及びｍ３１＋ｍ３２はそれぞれ独立して０、１、２、３又は４を表し、Ａ２１、Ａ２３、Ａ３１、Ａ３３、Ｚ２１、Ｚ２２、Ｚ３１及び／又はＺ３２が複数存在する場合、それらは同一であっても、異なっていてもよい。）
【発明の効果】
【００２０】
本発明の液晶組成物は、Δεが正であってその絶対値が大きいという特徴を有する。またηも低く、回転粘性（γ１）も小さく、液晶性に優れ、広い温度範囲で安定な液晶相を示す。更に、熱、光、水等に対し、化学的に安定であり、低電圧駆動が可能である実用的で信頼性の高い液晶組成物である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本願発明における液晶組成物は前記一般式（ＬＣ１）で表される化合物から選ばれる１種又は２種以上の化合物を含有し、さらに一般式（ＬＣ２）及び／又は一般式（ＬＣ３）で表される化合物群から選ばれる１種又は２種以上の化合物を含有する。一般式（ＬＣ１）で表される化合物と一般式（ＬＣ２）及び／又は一般式（ＬＣ３）で表される化合物を含む液晶組成物は低温においても安定した液晶相を示すため、実用的な液晶組成物であるということができる。
【００２２】
これらの一般式（ＬＣ１）から一般式（ＬＣ３）中、Ｒ１１〜Ｒ３１はそれぞれ独立して炭素数１〜１５のアルキル基を表し、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、該アルキル基中の１つ又は２つ以上の水素原子は任意にハロゲン置換されていてもよいが、炭素数１〜８のアルキル基、炭素数２〜８のアルケニル基又は炭素数１〜８のアルコキシ基であることが好ましく、直鎖であることが好ましい。
Ａ１１は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−フェニレン基が好ましい。Ａ１２及びＡ１３はそれぞれ独立してトランス−１，４−シクロヘキシレン基、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−フェニレン基が好ましい。
Ａ２１、Ａ２２、Ａ２３、Ａ３１、Ａ３２、及びＡ３３はそれぞれ独立してトランス−１，４−シクロヘキシレン基、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−フェニレン基が好ましい。
Ｘ３及びＸ４はそれぞれ独立してＨ又はＦが好ましい。Ｘ１１〜Ｘ１６はそれぞれ独立してＨ又はＦが好ましく、Ｘ１１、Ｘ１３及びＸ１５はＦがより好ましい。Ｘ２１〜Ｘ３２はそれぞれ独立してＨ又はＦが好ましく、Ｘ２１及びＸ３２はＦがより好ましい。
【００２３】
Ｙ１１〜Ｙ３１はそれぞれ独立してＦ、ＣＦ３又はＯＣＦ３が好ましく、Ｆ又はＯＣＦ３がより好ましい。
Ｚ１１及びＺ１２はそれぞれ独立して単結合、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−（ＣＨ２）４−、−ＯＣＦ２−又は−ＣＦ２Ｏ−が好ましく、存在するＺ１１及びＺ１２のうち一つが−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−（ＣＨ２）４−、−ＯＣＦ２−又は−ＣＦ２Ｏ−を表す場合、他は単結合を表すことが好ましく、全てが単結合を表すことが更に好ましい。
Ｚ２１〜Ｚ３２はそれぞれ独立して単結合、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−（ＣＨ２）４−、−ＯＣＦ２−又は−ＣＦ２Ｏ−が好ましく、存在するＺ２１〜Ｚ３２のうち一つが−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−（ＣＨ２）４−、−ＯＣＦ２−又は−ＣＦ２Ｏ−を表す場合、他は単結合を表すことが好ましく、全てが単結合を表すことが更に好ましい。
ｍ１１〜ｍ３１はそれぞれ独立して０〜２の整数を表すことが好ましく、ｍ１１＋ｍ１２、ｍ２１＋ｍ２２及びｍ３１＋ｍ３２はそれぞれ独立して１、２又は３が好ましい。
【００２４】
一般式（ＬＣ１）で表される液晶化合物は、下記一般式（ＬＣ１−１）〜（ＬＣ１−３）
【００２５】
【化７】
0005783083.tif 000008
【００２６】
（式中、Ｒ１１、Ａ１１、Ａ１２、Ａ１３、Ｚ１１、Ｚ１２、Ｘ１１、Ｘ１２及びＹ１１は一般式（ＬＣ１）におけると同じ意味を表す。）で表される化合物であることがより好ましい。下記一般式（ＬＣ１−１−１）から一般式（ＬＣ１−３−２０）
【００２７】
【化８】
0005783083.tif 000009
【００２８】
【化９】
0005783083.tif 000010
【００２９】
【化１０】
0005783083.tif 000011
【００３０】
【化１１】
0005783083.tif 000012
【００３１】
【化１２】
0005783083.tif 000013
【００３２】
【化１３】
0005783083.tif 000014
【００３３】
【化１４】
0005783083.tif 000015
【００３４】
（式中、Ｒ１１は一般式（ＬＣ１）におけると同じ意味を表す。）で表される化合物であることがさらに好ましい。
【００３５】
一般式（ＬＣ２）で表される化合物は、下記一般式（ＬＣ２−１）から一般式（ＬＣ２−５）
【００３６】
【化１５】
0005783083.tif 000016
【００３７】
(式中、Ｒ２１、Ａ２１、Ａ２２、Ａ２３、Ｚ２１、Ｚ２２、Ｘ２１、Ｘ２２及びＹ２１は一般式（ＬＣ２）におけると同じ意味を表し、Ａ２１、Ａ２３、Ｚ２１及びＺ２２がそれぞれ２個存在する場合にはそれぞれ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ことが好ましい。下記一般式（ＬＣ２−１−１）から一般式（ＬＣ２−５−９）
【００３８】
【化１６】
0005783083.tif 000017
【００３９】
【化１７】
0005783083.tif 000018
【００４０】
【化１８】
0005783083.tif 000019
【００４１】
【化１９】
0005783083.tif 000020
【００４２】
（式中、Ｒ２１、Ｘ３、Ｘ４及びＹ２１は一般式（ＬＣ２）におけると同じ意味を表す。）で表される化合物であることがさらに好ましい。
【００４３】
一般式（ＬＣ３）で表される化合物は、下記一般式（ＬＣ３−１）から一般式（ＬＣ３−５）
【００４４】
【化２０】
0005783083.tif 000021
【００４５】
(式中、Ｒ３１、Ａ３１、Ａ３２、Ａ３３、Ｚ３１、Ｚ３２、Ｘ３１、Ｘ３２及びＹ３１は一般式（ＬＣ３）におけると同じ意味を表し、Ａ３１、Ａ３３、Ｚ３１及びＺ３２がそれぞれ２個存在する場合にはそれぞれ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ことが好ましい。下記一般式（ＬＣ３−１−１）から一般式（ＬＣ３−５−９）
【００４６】
【化２１】
0005783083.tif 000022
【００４７】
【化２２】
0005783083.tif 000023
【００４８】
【化２３】
0005783083.tif 000024
【００４９】
【化２４】
0005783083.tif 000025
【００５０】
（式中、Ｒ３１、Ｘ３、Ｘ４、X３２及びＹ３１は一般式（ＬＣ３）におけると同じ意味を表す。）で表される化合物であることがさらに好ましい。
【００５１】
本発明の液晶組成物は、該液晶組成物の物性や粘性を調整するために、その他の化合物を含有することができるが、下記一般式（ＬＣ４−１）から一般式（ＬＣ４−１４）で表される化合物を含有することが好ましい。
【００５２】
【化２５】
0005783083.tif 000026
【００５３】
（式中、Ｒ４１及びＲ４２は炭素数１〜１５のアルキル基を表し、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−、−ＯＣＦ２−、−ＣＦ２Ｏ−で置換されてよく、該アルキル基中の１つ又は２つ以上の水素原子は任意にハロゲン置換されていてもよい。）
また、本発明の液晶組成物には、高分子安定化（ＰＳ）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。具体的には重合性化合物が一般式（ＰＣ１）
【００５４】
【化２６】
0005783083.tif 000027
【００５５】
（式中、Ｐ１は重合性官能基を表し、Ｓｐ１は炭素原子数０〜２０のスペーサー基を表し、Ｑ１は単結合、−Ｏ−、−ＮＨ−、−ＮＨＣＯＯ−、−ＯＣＯＮＨ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＯＣＯＯ−、−ＯＯＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ−又は−Ｃ≡Ｃ−を表し、ｎ１及びｎ２はそれぞれ独立して１、２又は３を表し、ＭＧはメソゲン基又はメソゲン性支持基を表し、Ｒ３は、ハロゲン原子、シアノ基又は炭素原子数１〜２５のアルキル基を表し、該アルキル基中の１つ又は２つ以上のＣＨ２基は、Ｏ原子が直接隣接しないように、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＮＨ−、−Ｎ（ＣＨ３）−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＯＣＯＯ−、−ＳＣＯ−、−ＣＯＳ−又は−Ｃ≡Ｃ−より置き換えられていても良く、あるいはＲ３はＰ２−Ｓｐ２−Ｑ２−（式中、Ｐ２、Ｓｐ２、Ｑ２はそれぞれ独立してＰ１、Ｓｐ１、Ｑ１と同じ意味を表す。）を表す。）で表される重合性化合物であることが好ましい。
【００５６】
より好ましくは、重合性化合物一般式（ＰＣ１）におけるＭＧが以下の構造
【００５７】
【化２７】
0005783083.tif 000028
【００５８】
（式中、Ｃ１〜Ｃ３はそれぞれ独立して1,4-フェニレン基、1,4-シクロヘキシレン基、1,4-シクロヘキセニル基、テトラヒドロピラン-2,5-ジイル基、1,3-ジオキサン-2,5-ジイル基、テトラヒドロチオピラン-2,5-ジイル基、1,4-ビシクロ(2,2,2)オクチレン基、デカヒドロナフタレン-2,6-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、ピラジン-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、2,6-ナフチレン基、フェナントレン-2,7-ジイル基、9,10-ジヒドロフェナントレン-2,7-ジイル基、1,2,3,4,4a,9,10a-オクタヒドロフェナントレン2,7-ジイル基又はフルオレン2,7-ジイル基を表し、該1,4-フェニレン基、1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン-2,6-ジイル基、2,6-ナフチレン基、フェナントレン-2,7-ジイル基、9,10-ジヒドロフェナントレン-2,7-ジイル基、1,2,3,4,4a,9,10a-オクタヒドロフェナントレン2,7-ジイル基及びフルオレン2,7-ジイル基は置換基として１個以上のＦ、Ｃｌ、ＣＦ３、ＯＣＦ３、シアノ基、炭素原子数１〜８のアルキル基、アルコキシ基、アルカノイル基、アルカノイルオキシ基、炭素原子数２〜８のアルケニル基、アルケニルオキシ基、アルケノイル基又はアルケノイルオキシ基を有していても良く、Ｙ１及びＹ２はそれぞれ独立して−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ＝ＣＨＣＯＯ−、−ＯＣＯＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＯＯ−、−ＣＨ２ＣＨ２ＯＣＯ−、−ＣＯＯＣＨ２ＣＨ２−、−ＯＣＯＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＯＮＨ−、−ＮＨＣＯ−又は単結合を表し、ｎ５は０、１又は２を表す。）で表される重合性化合物であり、
Ｓｐ１及びＳｐ２がそれぞれ独立してアルキレン基を表し、該アルキレン基は１つ以上のハロゲン原子又はＣＮにより置換されていても良く、この基中に存在する１つ又は２つ以上のＣＨ２基はＯ原子が直接隣接しないように−Ｏ−、−Ｓ−、−ＮＨ−、−Ｎ（ＣＨ３）−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＯＣＯＯ−、−ＳＣＯ−、−ＣＯＳ−又は−Ｃ≡Ｃ−により置き換えられていてもよく、
Ｐ１及びＰ２がそれぞれ独立して以下の一般式（ＰＣ１−ａ）〜一般式（ＰＣ１−ｄ）
【００５９】
【化２８】
0005783083.tif 000029
【００６０】
（式中、Ｒ５１〜Ｒ５３、Ｒ６１〜Ｒ６３、及びＲ７１〜Ｒ７３はそれぞれ独立して水素原子、ハロゲン原子又は炭素原子数１〜５のアルキル基を表す。）のいずれかで表される。
【００６１】
より具体的には、重合性化合物一般式（ＰＣ１）が一般式（ＰＣ１）−１又は一般式（ＰＣ１）−２
【００６２】
【化２９】
0005783083.tif 000030
【００６３】
（式中、Ｐ１、Ｓｐ１、Ｑ１、Ｐ２、Ｓｐ２、Ｑ２及びＭＧは一般式（ＰＣ１）と同じ意味を表し、ｎ３及びｎ４はそれぞれ独立して１、２又は３を表す。）で表される重合性化合物であることが好ましい。
【００６４】
より具体的には、一般式（ＰＣ１）が一般式（ＰＣ１）−３〜一般式（ＰＣ１）−８
【００６５】
【化３０】
0005783083.tif 000031
【００６６】
（式中、Ｗ１はそれぞれ独立してＦ、ＣＦ３、ＯＣＦ３、ＣＨ３、ＯＣＨ３、炭素原子数２〜５のアルキル基、アルコキシ基、アルケニル基、ＣＯＯＷ２、ＯＣＯＷ２又はＯＣＯＯＷ２を表し（式中、Ｗ２は炭素原子数１〜１０の直鎖又は分岐鎖アルキル基又は炭素原子数２〜５のアルケニル基を表し、ｎ３、ｎ４及びｎ６はそれぞれ独立して０、１、２、３又は４を表す。）で表される重合性化合物であることがより好ましい。
【００６７】
さらには、一般式（ＰＣ１）−３〜一般式（ＰＣ１）−８におけるＳｐ１、Ｓｐ２、Ｑ１及びＱ２がすべて単結合であり、ｎ３及びｎ４において、ｎ３＋ｎ４が３〜６であり、Ｐ１及びＰ２が一般式（ＰＣ−１−ｃ）であり、Ｗ１がＦ、ＣＦ３、ＯＣＦ３、ＣＨ３又はＯＣＨ３であり、ｎ６が１以上であることが好ましい。
【００６８】
また、一般式（ＰＣ１）におけるＭＧが一般式（ＰＣ１）−９で表される円盤状液晶化合物であることも好ましい
【００６９】
【化３１】
0005783083.tif 000032
【００７０】
（式中、Ｒ７はそれぞれ独立してＰ１−Ｓｐ１−Ｑ１又は一般式（ＰＣ１−ｅ）
【００７１】
【化３２】
0005783083.tif 000033
【００７２】
（式中、Ｐ１、Ｓｐ１及びＱ１は一般式（ＰＣ１）と同じ意味を表し、Ｒ８１及びＲ８２はそれぞれ独立して水素原子、ハロゲン原子又はメチル基を表し、Ｒ８３は炭素原子数１〜２０のアルコキシ基を表し、該アルコキシ基中の少なくとも１つの水素原子が前記一般式（ＰＣ１−ａ）〜（ＰＣ１−ｄ）で表される置換基で置換されていてもよい。）の置換基を表す。）
重合性化合物の使用量は好ましくは０．１〜２．０質量％である。
【００７３】
更に、本発明の液晶組成物は、その安定性を向上させるために酸化防止剤を１種又は２種以上含有することもでき、ＵＶ吸収剤を１種又は２種以上含有することもできる。
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表示不良の抑制を両立させた有用なものであり、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、ＴＮモード、ＯＣＢモード、ＩＰＳモード、ＦＦＳモード又はＶＡ−ＩＰＳモード用液晶表示素子に適用できる。
上述の重合性化合物を含有する本発明の液晶組成物を用いることで、高分子安定化（ＰＳ）モード液晶表示素子を作製することができる。具体的には、二枚の基板間に重合性化合物を含有する液晶組成物を狭持し、電圧印加下あるいは電圧無印加下で紫外線等のエネルギーによって液晶組成物中の重合性化合物を重合させることで作製することができる。この液晶表示素子においては、重合性化合物の高分子化によって液晶分子の配向状態を記憶化させることができ、それによって配向状態の安定性を向上させることができる。また、応答速度の改善も期待できる。
【実施例】
【００７４】
以下、例を挙げて本願発明を更に詳述するが、本願発明はこれらによって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。
【００７５】
液晶組成物の物性として、以下のように表す。
TN-I    ：ネマチック相−等方性液体相転移温度（℃）
T-n    ：ネマチック相の下限温度（℃）
ε⊥    ：２５℃での分子長軸方向に対し垂直な方向の誘電率
Δε    ：２５℃での誘電率異方性
ｎo    ：２５℃での常光に対する屈折率
Δｎ    ：２５℃での屈折率異方性
Vth      ：２５℃での周波数１ＫＨｚの矩形波を印加した時の透過率が１０％変化するセル厚６μｍのセルでの印加電圧（Ｖ）
η２０    ：２０℃でのバルク粘性（ｍＰａ・s）
γ１      ：回転粘性（ｍＰａ・s）
化合物記載に下記の略号を使用する。
【００７６】
【表１】
0005783083.tif 000034
【００７７】
【化３３】
0005783083.tif 000035
【００７８】
（実施例１）
以下に、調製した液晶組成物とその物性値を示す。
【００７９】
【表２】
0005783083.tif 000036
【００８０】
（比較例１）
以下に、調製した液晶組成物とその物性値を示す。
【００８１】
【表３】
0005783083.tif 000037
【００８２】
当該液晶組成物は実施例１の一般式（ＬＣ１）で表される化合物を含まない液晶組成物である。実施例１の方がはるかに低粘度であり、γ１も小さく、Ｔｎｉも高く、本発明の組み合わせが非常に優れたものであることがわかる。
（実施例２）
以下に、調製した液晶組成物とその物性値を示す。
【００８３】
【表４】
0005783083.tif 000038
【００８４】
（比較例２）
以下に、調製した液晶組成物とその物性値を示す。
【００８５】
【表５】
0005783083.tif 000039
【００８６】
当該液晶組成物は本願の一般式（ＬＣ１）で表される化合物を含有しない液晶組成物である。実施例２の方がはるかに低粘度であり、γ１も小さく、本発明の組み合わせが非常に優れたものであることがわかる
（比較例３）
以下に、調製した液晶組成物とその物性値を示す。
【００８７】
【表６】
0005783083.tif 000040
【００８８】
当該液晶組成物は本願の一般式（ＬＣ１）で表される化合物を含有しない液晶組成物である。実施例２の方が低電圧駆動でかつ低粘度であり、γ１も小さく、本発明の組み合わせが非常に優れたものであることがわかる。
（実施例３）
以下に、調製した液晶組成物とその物性値を示す。
【００８９】
【表７】
0005783083.tif 000041
【００９０】
（実施例４）
以下に、調製した液晶組成物とその物性値を示す。
【００９１】
【表８】
0005783083.tif 000042
【００９２】
（実施例５）
以下に、調製した液晶組成物とその物性値を示す。
【００９３】
【表９】
0005783083.tif 000043
【００９４】
（実施例６）
以下に、調製した液晶組成物とその物性値を示す。
【００９５】
【表１０】
0005783083.tif 000044
【００９６】
（実施例７）
以下に、調製した液晶組成物とその物性値を示す。
【００９７】
【表１１】
0005783083.tif 000045
【００９８】
（実施例８）
以下に、調製した液晶組成物とその物性値を示す。
【００９９】
【表１２】
0005783083.tif 000046
【０１００】
（実施例９）
以下に、調製した液晶組成物とその物性値を示す。
【０１０１】
【表１３】
0005783083.tif 000047
【０１０２】
このように、実施例３〜９の液晶組成物は低粘度であり、γ１も小さく、本発明の組み合わせが非常に優れたものであることがわかる。
（実施例１０）
櫛形電極構造の透明電極を同一基板に一対設けた第一の基板と電極構造を設けない第二の基板を使用し各々の基板上に垂直配向性の配向膜を形成し、第一の基板と第二の基板をギャップ間隔４．０ミクロンのＩＰＳ用空セルを作製した。この空セルに実施例３で示された液晶組成物を注入し液晶表示素子を作製した。この表示素子の電気光学特性を測定したところ、透過率が１０％変化する印加電圧は、１．４５ｖであった。また、５ｖを印加した時の応答速度は４．７ミリ秒であり、電圧をオフにした時の応答速度は１６．２秒であった。
この実施例３で示された液晶組成物９９％に対して、式（ＰＣ−１）−３−１で表される重合性化合物
【０１０３】
【化３４】
0005783083.tif 000048
【０１０４】
を１％添加し均一溶解することにより重合性液晶組成物ＣＬＣ−Ａを調製した。ＣＬＣ−Ａの物性は実施例３で示された液晶組成物の物性とほとんど違いはなかった。
上述のＩＰＳ用空セルにＣＬＣ−Ａを挟持した後、周波数１ＫＨｚで１．８Ｖの矩形波を印加しながら、３００ｎｍ以下の紫外線をカットするフィルターを介して、高圧水銀灯により液晶セルに紫外線を照射した。セル表面の照射強度が２０ｍＷ／ｃｍ２となるように調整して６００秒間照射して、重合性液晶組成物中の重合性化合物を重合させた垂直配向性液晶表示素子を得た。この表示素子の電気光学特性を測定したところ、透過率が１０％変化する印加電圧は、１．７１ｖであった。また、５ｖを印加した時の応答速度は４．６ミリ秒であった。また、電圧をオフにした時の応答速度は４．２ミリ秒と、実施例３で示された液晶組成物のみで作製した液晶表示素子と比較して、非常に速いものであった。