JP2016069384A

JP2016069384A - 液晶組成物および液晶表示素子

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Publication number: JP2016069384A
Application number: JP2014196326A
Authority: JP
Inventors: 将之齋藤; Masayuki Saito; 好優古里; Yoshimasa Furusato
Original assignee: JNC Corp; JNC Petrochemical Corp
Current assignee: JNC Corp; JNC Petrochemical Corp
Priority date: 2014-09-26
Filing date: 2014-09-26
Publication date: 2016-05-09
Anticipated expiration: 2034-09-26
Also published as: US20160090530A1; US9732275B2; JP6476691B2

Abstract

【課題】高い上限温度、低い下限温度、小さな粘度、適切な光学異方性、負に大きな誘電率異方性、大きな比抵抗、紫外線に対する高い安定性、熱に対する高い安定性などの特性において、少なくとも１つの特性を充足する、または少なくとも２つの特性に関して適切なバランスを有する液晶組成物を提供する。短い応答時間、大きな電圧保持率、低いしきい値電圧、大きなコントラスト比、長い寿命などの特性を有するＡＭ素子を提供する。
【解決手段】第一成分として負に大きな誘電率異方性を有する特定の化合物、第二成分として小さな粘度を有する特定の化合物を含有し、そして負の誘電率異方性を有する液晶組成物であり、この組成物は第三成分として高い上限温度または小さな粘度を有する特定の化合物、第四成分として負の誘電率異方性を有する特定の化合物、または添加物成分として重合性基を有する特定の化合物を含有してもよい。
【選択図】なし

Description

本発明は、液晶組成物、この組成物を含有する液晶表示素子などに関する。特に、誘電率異方性が負の液晶組成物、およびこの組成物を含有し、ＩＰＳ、ＶＡ、ＦＦＳ、ＦＰＡなどのモードを有する液晶表示素子に関する。高分子支持配向型の液晶表示素子にも関する。

液晶表示素子において、液晶分子の動作モードに基づいた分類は、ＰＣ（phase change）、ＴＮ（twisted nematic）、ＳＴＮ（super twisted nematic）、ＥＣＢ（electrically controlled birefringence）、ＯＣＢ（optically compensated bend）、ＩＰＳ（in-plane switching）、ＶＡ（vertical alignment）、ＦＦＳ（fringe field switching）、ＦＰＡ（field-induced photo-reactive alignment）などのモードである。素子の駆動方式に基づいた分類は、ＰＭ（passive matrix）とＡＭ（active matrix）である。ＰＭは、スタティック（static）、マルチプレックス（multiplex）などに分類され、ＡＭは、ＴＦＴ（thin film transistor）、ＭＩＭ（metal insulator metal）などに分類される。ＴＦＴの分類は非晶質シリコン（amorphous silicon）および多結晶シリコン（polycrystal silicon）である。後者は製造工程によって高温型と低温型とに分類される。光源に基づいた分類は、自然光を利用する反射型、バックライトを利用する透過型、そして自然光とバックライトの両方を利用する半透過型である。

液晶表示素子はネマチック相を有する液晶組成物を含有する。この組成物は適切な特性を有する。この組成物の特性を向上させることによって、良好な特性を有するＡＭ素子を得ることができる。２つの特性における関連を下記の表１にまとめる。組成物の特性を市販されているＡＭ素子に基づいてさらに説明する。ネマチック相の温度範囲は、素子の使用できる温度範囲に関連する。ネマチック相の好ましい上限温度は約７０℃以上であり、そしてネマチック相の好ましい下限温度は約−１０℃以下である。組成物の粘度は素子の応答時間に関連する。素子で動画を表示するためには短い応答時間が好ましい。１ミリ秒でもより短い応答時間が望ましい。したがって、組成物における小さな粘度が好ましい。低い温度における小さな粘度はさらに好ましい。

組成物の光学異方性は、素子のコントラスト比に関連する。素子のモードに応じて、大きな光学異方性または小さな光学異方性、すなわち適切な光学異方性が必要である。組成物の光学異方性（Δｎ）と素子のセルギャップ（ｄ）との積（Δｎ×ｄ）は、コントラスト比を最大にするように設計される。適切な積の値は動作モードの種類に依存する。この値は、ＶＡモードの素子では約０．３０μｍから約０．４０μｍの範囲であり、ＩＰＳモードまたはＦＦＳモードの素子では約０．２０μｍから約０．３０μｍの範囲である。これらの場合、小さなセルギャップの素子には大きな光学異方性を有する組成物が好ましい。組成物における大きな誘電率異方性は、素子における低いしきい値電圧、小さな消費電力と大きなコントラスト比に寄与する。したがって、大きな誘電率異方性が好ましい。組成物における大きな比抵抗は、素子における大きな電圧保持率と大きなコントラスト比とに寄与する。したがって、初期段階において室温だけでなくネマチック相の上限温度に近い温度でも大きな比抵抗を有する組成物が好ましい。長時間使用したあと、室温だけでなくネマチック相の上限温度に近い温度でも大きな比抵抗を有する組成物が好ましい。紫外線および熱に対する組成物の安定性は、素子の寿命に関連する。この安定性が高いとき、素子の寿命は長い。このような特性は、液晶プロジェクター、液晶テレビなどに用いるＡＭ素子に好ましい。

高分子支持配向（ＰＳＡ；polymer sustained alignment）型の液晶表示素子では、重合体を含有する液晶組成物が用いられる。まず、少量の重合性化合物を添加した組成物を素子に注入する。次に、この素子の基板のあいだに電圧を印加しながら、組成物に紫外線を照射する。重合性化合物は重合して、組成物中に重合体の網目構造を生成する。この組成物では、重合体によって液晶分子の配向を制御することが可能になるので、素子の応答時間が短縮され、画像の焼き付きが改善される。重合体のこのような効果は、ＴＮ、ＥＣＢ、ＯＣＢ、ＩＰＳ、ＶＡ、ＦＦＳ、ＦＰＡのようなモードを有する素子に期待できる。

ＴＮモードを有するＡＭ素子においては正の誘電率異方性を有する組成物が用いられる。ＶＡモードを有するＡＭ素子においては負の誘電率異方性を有する組成物が用いられる。ＩＰＳモードまたはＦＦＳモードを有するＡＭ素子においては正または負の誘電率異方性を有する組成物が用いられる。高分子支持配向型のＡＭ素子においては正または負の誘電率異方性を有する組成物が用いられる。負の誘電率異方性を有する液晶組成物の例は次の特許文献１から６に開示されている。

特開平１１−１５２４７４号公報特開２０００−０５３６０２号公報特開２００３−３２７９６５号公報特表２００３−５１７４９４号公報特表平２−５０１０７１号公報特表平２−５０３５６８号公報

本発明の１つの目的は、ネマチック相の高い上限温度、ネマチック相の低い下限温度、小さな粘度、適切な光学異方性、負に大きな誘電率異方性、大きな比抵抗、紫外線に対する高い安定性、熱に対する高い安定性などの特性において、少なくとも１つの特性を充足する液晶組成物である。他の目的は、少なくとも２つの特性のあいだで適切なバランスを有する液晶組成物である。別の目的は、このような組成物を含有する液晶表示素子である。別の目的は、短い応答時間、大きな電圧保持率、低いしきい値電圧、大きなコントラスト比、長い寿命などの特性を有するＡＭ素子である。

本発明は、第一成分として式（１）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの化合物、および第二成分として式（２）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの化合物を含有し、そして負の誘電率異方性を有する液晶組成物、およびこの組成物を含有する液晶表示素子である。

式（１）において、Ｒ^１およびＲ^２は独立して、炭素数１から１２のアルキル、炭素数１から１２のアルコキシ、炭素数２から１２のアルケニル、炭素数２から１２のアルケニルオキシ、または少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数１から１２のアルキルであり；Ｚ^１およびＺ^２は独立して、単結合、エチレン、カルボニルオキシ、またはメチレンオキシであり；Ｘ^１、Ｘ^２、Ｘ^３、およびＸ^４は独立して、水素、フッ素、または塩素であり、ここでＸ^１、Ｘ^２、Ｘ^３、およびＸ^４の少なくとも１つはフッ素または塩素である。

本発明の１つの長所は、ネマチック相の高い上限温度、ネマチック相の低い下限温度、小さな粘度、適切な光学異方性、負に大きな誘電率異方性、大きな比抵抗、紫外線に対する高い安定性、熱に対する高い安定性などの特性において、少なくとも１つの特性を充足する液晶組成物である。別の長所は、少なくとも２つの特性のあいだで適切なバランスを有する液晶組成物である。別の長所は、このような組成物を含有する液晶表示素子である。別の長所は、短い応答時間、大きな電圧保持率、低いしきい値電圧、大きなコントラスト比、長い寿命などの特性を有するＡＭ素子である。

この明細書における用語の使い方は次のとおりである。「液晶組成物」および「液晶表示素子」の用語をそれぞれ「組成物」および「素子」と略すことがある。「液晶表示素子」は液晶表示パネルおよび液晶表示モジュールの総称である。「液晶性化合物」は、ネマチック相、スメクチック相などの液晶相を有する化合物および液晶相を有しないが、ネマチック相の温度範囲、粘度、誘電率異方性のような特性を調節する目的で組成物に混合される化合物の総称である。この化合物は、例えば１，４−シクロヘキシレンや１，４−フェニレンのような六員環を有し、その分子構造は棒状（rod like）である。「重合性化合物」は、組成物中に重合体を生成させる目的で添加する化合物である。

液晶組成物は、複数の液晶性化合物を混合することによって調製される。液晶性化合物の割合（含有量）は、この液晶組成物の重量に基づいた重量百分率（重量％）で表される。この液晶組成物に、光学活性化合物、酸化防止剤、紫外線吸収剤、色素、消泡剤、重合性化合物、重合開始剤、重合禁止剤のような添加物が必要に応じて添加される。添加物の割合（添加量）は、液晶性化合物の割合と同様に、液晶組成物の重量に基づいた重量百分率（重量％）で表される。重量百万分率（ｐｐｍ）が用いられることもある。重合開始剤および重合禁止剤の割合は、例外的に重合性化合物の重量に基づいて表される。

「ネマチック相の上限温度」を「上限温度」と略すことがある。「ネマチック相の下限温度」を「下限温度」と略すことがある。「比抵抗が大きい」は、組成物が初期段階において室温だけでなくネマチック相の上限温度に近い温度でも大きな比抵抗を有し、そして長時間使用したあと室温だけでなくネマチック相の上限温度に近い温度でも大きな比抵抗を有することを意味する。「電圧保持率が大きい」は、素子が初期段階において室温だけでなくネマチック相の上限温度に近い温度でも大きな電圧保持率を有し、そして長時間使用したあと室温だけでなくネマチック相の上限温度に近い温度でも大きな電圧保持率を有することを意味する。「誘電率異方性を上げる」の表現は、誘電率異方性が正である組成物のときは、その値が正に増加することを意味し、誘電率異方性が負である組成物のときは、その値が負に増加することを意味する。

式（１）で表される化合物を「化合物（１）」と略すことがある。式（３）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの化合物を「化合物（３）」と略すことがある。「化合物（３）」は、式（３）で表される１つの化合物、２つの化合物の混合物または３つ以上の化合物の混合物を意味する。他の式で表される化合物についても同様である。「少なくとも１つの‘Ａ’」の表現は、‘Ａ’の数は任意であることを意味する。「少なくとも１つの‘Ａ’は、‘Ｂ’で置き換えられてもよい」の表現は、‘Ａ’の数が１つのとき、‘Ａ’の位置は任意であり、‘Ａ’の数が２つ以上のときも、それらの位置は制限なく選択できる。このルールは、「少なくとも１つの‘Ａ’が、‘Ｂ’で置き換えられた」の表現にも適用される。

成分化合物の化学式において、末端基Ｒ^１の記号を複数の化合物に用いた。これらの化合物において、任意の２つのＲ^１が表す２つの基は同一であってもよく、または異なってもよい。例えば、化合物（１−１）のＲ^１がエチルであり、化合物（１−２）のＲ^１がエチルであるケースがある。化合物（１−１）のＲ^１がエチルであり、化合物（１−２）のＲ^１がプロピルであるケースもある。このルールは、他の末端基などの記号にも適用される。式（３）において、ｎが２のとき、２つの環Ａが存在する。この化合物において、２つの環Ａが表す２つの環は、同一であってもよく、または異なってもよい。このルールは、ｎが２より大きいとき、任意の２つの環Ａにも適用される。このルールは、Ｚ^３、環Ｃなどの記号にも適用される。このルールは、化合物（５−２７）における２つの−Ｓｐ^２−Ｐ^５のような場合にも適用される。

六角形で囲んだＡ、Ｂ、Ｃなどの記号はそれぞれ環Ａ、環Ｂ、環Ｃなどの六員環に対応する。化合物（５）において、六角形は六員環または縮合環を表す。この六角形を横切る斜線は、環上の任意の水素が−Ｓｐ^１−Ｐ^１などの基で置き換えられてもよいことを表す。ｈなどの添え字は、置き換えられた基の数を示す。添え字が０のとき、このような置き換えはない。ｈが２以上のとき、環Ｋ上には複数の−Ｓｐ^１−Ｐ^１が存在する。−Ｓｐ^１−Ｐ^１が表す複数の基は、同一であってもよいし、または異なってもよい。

２−フルオロ−１，４−フェニレンは、下記の２つの二価基を意味する。化学式において、フッ素は左向き（Ｌ）であってもよいし、右向き（Ｒ）であってもよい。このルールは、テトラヒドロピラン−２，５−ジイルのような、環から誘導される非対称な二価基にも適用される。このルールは、カルボニルオキシ（−ＣＯＯ−またはび−ＯＣＯ−）のような二価の結合基にも適用される。

本発明は、下記の項などである。

項１．第一成分として式（１）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの化合物、および第二成分として式（２）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの化合物を含有し、そして負の誘電率異方性を有する液晶組成物。

項２．第一成分として式（１−１）から式（１−３）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの化合物を含有する、項１に記載の液晶組成物。

式（１−１）から式（１−３）において、Ｒ^１およびＲ^２は独立して、炭素数１から１２のアルキル、炭素数１から１２のアルコキシ、炭素数２から１２のアルケニル、炭素数２から１２のアルケニルオキシ、または少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数１から１２のアルキルである。

項３．液晶組成物の重量に基づいて、第一成分の割合が５重量％から３０重量％の範囲であり、第二成分の割合が５重量％から４０重量％の範囲である、項１または２に記載の液晶組成物。

項４．第三成分として式（３）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの化合物を含有する、項１から３のいずれか１項に記載の液晶組成物。

式（３）において、Ｒ^３およびＲ^４は独立して、炭素数１から１２のアルキル、炭素数１から１２のアルコキシ、炭素数２から１２のアルケニル、少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数１から１２のアルキル、または少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数２から１２のアルケニルであり；環Ａおよび環Ｂは独立して、１，４−シクロへキシレン、１，４−フェニレン、２−フルオロ−１，４−フェニレン、または２，５−ジフルオロ−１，４−フェニレンであり；Ｚ^３は、単結合、エチレンまたはカルボニルオキシであり；ｎは、１、２、または３であり；ここで、ｎが１のとき、環Ｂは１，４−フェニレンである。

項５．第三成分として式（３−１）から式（３−１２）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの化合物を含有する、項１から４のいずれか１項に記載の液晶組成物。

式（３−１）から式（３−１２）において、Ｒ^３およびＲ^４は独立して、炭素数１から１２のアルキル、炭素数１から１２のアルコキシ、炭素数２から１２のアルケニル、少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数１から１２のアルキル、または少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数２から１２のアルケニルである。

項６．液晶組成物の重量に基づいて、第三成分の割合が５重量％から５０重量％の範囲である、項４または５に記載の液晶組成物。

項７．第四成分として式（４）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの化合物を含有する、項１から６のいずれか１項に記載の液晶組成物。

式（４）において、Ｒ^５およびＲ^６は独立して、炭素数１から１２のアルキル、炭素数１から１２のアルコキシ、炭素数２から１２のアルケニル、炭素数２から１２のアルケニルオキシ、または少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数１から１２のアルキルであり；環Ｃおよび環Ｅは独立して、１，４−シクロへキシレン、１，４−シクロへキセニレン、テトラヒドロピラン−２，５−ジイル、１，４−フェニレン、または少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた１，４−フェニレンであり；環Ｄは、２，３−ジフルオロ−１，４−フェニレン、２−クロロ−３−フルオロ−１，４−フェニレン、２，３−ジフルオロ−５−メチル−１，４−フェニレン、３，４，５−トリフルオロナフタレン−２，６−ジイル、または７，８−ジフルオロクロマン−２，６−ジイルであり；Ｚ^４およびＺ^５は独立して、単結合、エチレン、カルボニルオキシ、またはメチレンオキシであり；ｐは、１、２、または３であり；ｑは、０または１であり；ｐとｑとの和は３以下であり；ここでｐが２でありｑが０である場合、環Ｃの少なくとも１つは、１，４−シクロへキシレン、１，４−シクロへキセニレン、またはテトラヒドロピラン−２，５−ジイルである。

項８．第四成分として式（４−１）から式（４−１９）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの化合物を含有する、項１から７のいずれか１項に記載の液晶組成物。

式（４−１）から式（４−１９）において、Ｒ^５およびＲ^６は独立して、炭素数１から１２のアルキル、炭素数１から１２のアルコキシ、炭素数２から１２のアルケニル、炭素数２から１２のアルケニルオキシ、または少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数１から１２のアルキルである。

項９．液晶組成物の重量に基づいて、第四成分の割合が１０重量％から８０重量％の範囲である、項７または８に記載の液晶組成物。

項１０．添加物成分として式（５）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの重合性化合物を含有する、項１から９のいずれか１項に記載の液晶組成物。

式（５）において、環Ｋおよび環Ｍは独立して、シクロヘキシル、シクロヘキセニル、フェニル、１−ナフチル、２−ナフチル、テトラヒドロピラン−２−イル、１，３−ジオキサン−２−イル、ピリミジン−２−イル、またはピリジン−２−イルであり、これらの環において、少なくとも１つの水素は、フッ素、塩素、炭素数１から１２のアルキル、炭素数１から１２のアルコキシ、または少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数１から１２のアルキルで置き換えられてもよく；環Ｌは、１，４−シクロへキシレン、１，４−シクロヘキセニレン、１，４−フェニレン、ナフタレン−１，２−ジイル、ナフタレン−１，３−ジイル、ナフタレン−１，４−ジイル、ナフタレン−１，５−ジイル、ナフタレン−１，６−ジイル、ナフタレン−１，７−ジイル、ナフタレン−１，８−ジイル、ナフタレン−２，３−ジイル、ナフタレン−２，６−ジイル、ナフタレン−２，７−ジイル、テトラヒドロピラン−２，５−ジイル、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、ピリミジン−２，５−ジイル、またはピリジン−２，５−ジイルであり、これらの環において、少なくとも１つの水素は、フッ素、塩素、炭素数１から１２のアルキル、炭素数１から１２のアルコキシ、または少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数１から１２のアルキルで置き換えられてもよく；Ｚ^６およびＺ^７は独立して、単結合または炭素数１から１０のアルキレンであり、このアルキレンにおいて、少なくとも１つの−ＣＨ_２−は、−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、または−ＯＣＯ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの−ＣＨ_２−ＣＨ_２−は、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ（ＣＨ_３）＝ＣＨ−、−ＣＨ＝Ｃ（ＣＨ_３）−、または−Ｃ（ＣＨ_３）＝Ｃ（ＣＨ_３）−で置き換えられてもよく、これらの基において、少なくとも１つの水素は、フッ素または塩素で置き換えられてもよく；Ｐ^１、Ｐ^２、およびＰ^３は独立して、重合性基であり；Ｓｐ^１、Ｓｐ^２、およびＳｐ^３は独立して、単結合、または炭素数１から１０のアルキレンであり、このアルキレンにおいて、少なくとも１つの−ＣＨ_２−は、−Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、または−ＯＣＯＯ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの−ＣＨ_２−ＣＨ_２−は、−ＣＨ＝ＣＨ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、これらの基において、少なくとも１つの水素は、フッ素または塩素で置き換えられてもよく；ｇは、０、１、または２であり；ｈ、ｊ、およびｋは独立して、０、１、２、３、または４であり；そしてｈ、ｊ、およびｋの和は、１以上である。

項１１．式（５）において、Ｐ^１、Ｐ^２、およびＰ^３が独立して、式（Ｐ−１）から式（Ｐ−５）で表される基の群から選択された重合性基である項１０に記載の液晶組成物。

式（Ｐ−１）から式（Ｐ−５）において、Ｍ^１、Ｍ^２、およびＭ^３は独立して、水素、フッ素、炭素数１から５のアルキル、または少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数１から５のアルキルである。

項１２．添加物成分として式（５−１）から式（５−２７）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの重合性化合物を含有する、請求項１から１１のいずれか１項に記載の液晶組成物。

式（５−１）から式（５−２７）において、Ｐ^４、Ｐ^５、およびＰ^６は独立して、式（Ｐ−１）から式（Ｐ−３）で表される基の群から選択された重合性基であり；

式（Ｐ−１）から式（Ｐ−３）において、Ｍ^１、Ｍ^２、およびＭ^３は独立して、水素、フッ素、炭素数１から５のアルキル、または少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数１から５のアルキルであり；式（５−１）から式（５−２７）において、Ｓｐ^１、Ｓｐ^２、およびＳｐ^３は独立して、単結合、または炭素数１から１０のアルキレンであり、このアルキレンにおいて、少なくとも１つの−ＣＨ_２−は、−Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、または−ＯＣＯＯ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの−ＣＨ_２−ＣＨ_２−は、−ＣＨ＝ＣＨ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、これらの基において、少なくとも１つの水素は、フッ素または塩素で置き換えられてもよい。

項１３．液晶組成物の重量に基づいて、添加物成分の添加割合が０．０３重量％から１０重量％の範囲である、項１０から１２のいずれか１項に記載の液晶組成物。

項１４．項１から１３のいずれか１項に記載の液晶組成物を含有する液晶表示素子。

項１５．液晶表示素子の動作モードが、ＩＰＳモード、ＶＡモード、ＦＦＳモード、またはＦＰＡモードであり、液晶表示素子の駆動方式がアクティブマトリックス方式である、項１４に記載の液晶表示素子。

項１６．項１０から１３のいずれか１項に記載の液晶組成物を含有している、またはこの液晶組成物中の重合性化合物が重合されている、高分子支持配向型の液晶表示素子。

項１７．項１から１３のいずれか１項に記載の液晶組成物の、液晶表示素子における使用。

項１８．項１０から１３のいずれか１項に記載の液晶組成物の、高分子支持配向型の液晶表示素子における使用。

本発明は、次の項も含む。（ａ）光学活性化合物、酸化防止剤、紫外線吸収剤、色素、消泡剤、重合性化合物、重合開始剤、重合禁止剤などの添加物の少なくとも１つをさらに含有する上記の組成物。（ｂ）上記の組成物を含有するＡＭ素子。（ｃ）重合性化合物をさらに含有する上記の組成物を含有する高分子支持配向（ＰＳＡ）型のＡＭ素子。（ｄ）上記の組成物を含有し、この組成物中の重合性化合物が重合されている、高分子支持配向（ＰＳＡ）型のＡＭ素子。（ｅ）上記の組成物を含有し、そしてＰＣ、ＴＮ、ＳＴＮ、ＥＣＢ、ＯＣＢ、ＩＰＳ、ＶＡ、ＦＦＳ、またはＦＰＡのモードを有する素子。（ｆ）上記の組成物を含有する透過型の素子。（ｇ）上記の組成物を、ネマチック相を有する組成物としての使用。（ｈ）上記の組成物に光学活性化合物を添加することによって光学活性な組成物としての使用。

本発明の組成物を次の順で説明する。第一に、組成物における成分化合物の構成を説明する。第二に、成分化合物の主要な特性、およびこの化合物が組成物に及ぼす主要な効果を説明する。第三に、組成物における成分の組み合わせ、成分の好ましい割合およびその根拠を説明する。第四に、成分化合物の好ましい形態を説明する。第五に、好ましい成分化合物を示す。第六に、組成物に添加してもよい添加物を説明する。第七に、成分化合物の合成法を説明する。最後に、組成物の用途を説明する。

第一に、組成物における成分化合物の構成を説明する。本発明の組成物は組成物Ａと組成物Ｂに分類される。組成物Ａは、化合物（１）、化合物（２）、化合物（３）、および化合物（４）から選択された液晶性化合物の他に、その他の液晶性化合物、添加物などをさらに含有してもよい。「その他の液晶性化合物」は、化合物（１）、化合物（２）、化合物（３）、および化合物（４）とは異なる液晶性化合物である。このような化合物は、特性をさらに調整する目的で組成物に混合される。添加物は、光学活性化合物、酸化防止剤、紫外線吸収剤、色素、消泡剤、重合性化合物、重合開始剤、重合禁止剤などである。

組成物Ｂは、実質的に化合物（１）、化合物（２）、化合物（３）、および化合物（４）から選択された液晶性化合物のみからなる。「実質的に」は、組成物が添加物を含有してもよいが、その他の液晶性化合物を含有しないことを意味する。組成物Ｂは組成物Ａに比較して成分の数が少ない。コストを下げるという観点から、組成物Ｂは組成物Ａよりも好ましい。その他の液晶性化合物を混合することによって特性をさらに調整できるという観点から、組成物Ａは組成物Ｂよりも好ましい。

第二に、成分化合物の主要な特性、およびこの化合物が組成物の特性に及ぼす主要な効果を説明する。成分化合物の主要な特性を本発明の効果に基づいて表２にまとめる。表２の記号において、Ｌは大きいまたは高い、Ｍは中程度の、Ｓは小さいまたは低い、を意味する。記号Ｌ、Ｍ、Ｓは、成分化合物のあいだの定性的な比較に基づいた分類であり、０（ゼロ）は、値がゼロであるか、または値がゼロに近いことを意味する。

成分化合物を組成物に混合したとき、成分化合物が組成物の特性に及ぼす主要な効果は次のとおりである。化合物（１）は、誘電率異方性を上げる。化合物（２）は、粘度を下げる。化合物（３）は、上限温度を上げる、または粘度を下げる。化合物（４）は誘電率異方性を上げ、そして下限温度を下げる。化合物（５）は、重合によって重合体を与え、この重合体は、素子の応答時間を短縮し、そして画像の焼き付きを改善する。

第三に、組成物における成分の組み合わせ、成分化合物の好ましい割合およびその根拠を説明する。組成物における成分の好ましい組み合わせは、第一成分＋第二成分、第一成分＋第二成分＋第三成分、第一成分＋第二成分＋第四成分、第一成分＋第二成分＋添加物成分、第一成分＋第二成分＋第三成分＋第四成分、第一成分＋第二成分＋第三成分＋添加物成分、第一成分＋第二成分＋第四成分＋添加物成分、または第一成分＋第二成分＋第三成分＋第四成分＋添加物成分である。さらに好ましい組み合わせは、第一成分＋第二成分＋第三成分＋第四成分、または第一成分＋第二成分＋第三成分＋第四成分＋添加物成分である。

第一成分の好ましい割合は、誘電率異方性を上げるために約５重量％以上であり、下限温度を下げるために約３０重量％以下である。さらに好ましい割合は約５重量％から約２５重量％の範囲である。特に好ましい割合は約５重量％から約２０重量％の範囲である。

第二成分の好ましい割合は、粘度を下げるために約５重量％以上であり、下限温度を下げるために約４０重量％以下である。さらに好ましい割合は約５重量％から約３５重量％の範囲である。特に好ましい割合は約１０重量％から約３０重量％の範囲である。

第三成分の好ましい割合は、上限温度を上げるためにまたは粘度を下げるために約５重量％以上であり、誘電率異方性を上げるために約５０重量％以下である。さらに好ましい割合は約５重量％から約４５重量％の範囲である。特に好ましい割合は約５重量％から約３５重量％の範囲である。

第四成分の好ましい割合は、誘電率異方性を上げるために約１０重量％以上であり、下限温度を下げるために約８０重量％以下である。さらに好ましい割合は約２０重量％から約７０重量％の範囲である。特に好ましい割合は約２５重量％から約６５重量％の範囲である。

化合物（５）は、高分子支持配向型の素子に適合させる目的で、組成物に添加される。この添加物成分の好ましい割合は、液晶分子を配向させるために約０．０３重量％以上であり、素子の表示不良を防ぐために約１０重量％以下である。さらに好ましい割合は、約０．１重量％から約２重量％の範囲である。特に好ましい割合は、約０．２重量％から約１．０重量％の範囲である。

第四に、成分化合物の好ましい形態を説明する。式（１）、式（２）、式（３）、および式（４）において、Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^５、およびＲ^６は独立して、炭素数１から１２のアルキル、炭素数１から１２のアルコキシ、炭素数２から１２のアルケニル、炭素数２から１２のアルケニルオキシ、または少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数１から１２のアルキルである。好ましいＲ^１、Ｒ^２、Ｒ^５、またはＲ^６は、安定性を上げるために炭素数１から１２のアルキルであり、誘電率異方性を上げるために炭素数１から１２のアルコキシである。Ｒ^３およびＲ^４は独立して、炭素数１から１２のアルキル、炭素数１から１２のアルコキシ、炭素数２から１２のアルケニル、少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数１から１２のアルキル、または少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数２から１２のアルケニルである。好ましいＲ^３またはＲ^４は、粘度を下げるために、炭素数２から１２のアルケニルであり、安定性を上げるために炭素数１から１２のアルキルである。アルキルは、直鎖状または分岐状であり、環状アルキルを含まない。直鎖状アルキルは、分岐状アルキルよりも好ましい。これらのことは、アルコキシ、アルケニルなどの末端基についても同様である。

好ましいアルキルは、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、またはオクチルである。さらに好ましいアルキルは、粘度を下げるためにエチル、プロピル、ブチル、ペンチル、またはヘプチルである。

好ましいアルコキシは、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ、ペンチルオキシ、ヘキシルオキシ、またはヘプチルオキシである。粘度を下げるために、さらに好ましいアルコキシは、メトキシまたはエトキシである。

好ましいアルケニルは、ビニル、１−プロペニル、２−プロペニル、１−ブテニル、２−ブテニル、３−ブテニル、１−ペンテニル、２−ペンテニル、３−ペンテニル、４−ペンテニル、１−ヘキセニル、２−ヘキセニル、３−ヘキセニル、４−ヘキセニル、または５−ヘキセニルである。さらに好ましいアルケニルは、粘度を下げるために、ビニル、１−プロペニル、３−ブテニル、または３−ペンテニルである。これらのアルケニルにおける−ＣＨ＝ＣＨ−の好ましい立体配置は、二重結合の位置に依存する。粘度を下げるためなどから１−プロペニル、１−ブテニル、１−ペンテニル、１−ヘキセニル、３−ペンテニル、３−ヘキセニルのようなアルケニルにおいてはトランスが好ましい。２−ブテニル、２−ペンテニル、２−ヘキセニルのようなアルケニルにおいてはシスが好ましい。

少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられたアルキルの好ましい例は、フルオロメチル、２−フルオロエチル、３−フルオロプロピル、４−フルオロブチル、５−フルオロペンチル、６−フルオロヘキシル、７−フルオロヘプチル、または８−フルオロオクチルである。さらに好ましい例は、誘電率異方性を上げるために２−フルオロエチル、３−フルオロプロピル、４−フルオロブチル、または５−フルオロペンチルである。

少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられたアルケニルの好ましい例は、２，２−ジフルオロビニル、３，３−ジフルオロ−２−プロペニル、４，４−ジフルオロ−３−ブテニル、５，５−ジフルオロ−４−ペンテニル、または６，６−ジフルオロ−５−ヘキセニルである。さらに好ましい例は、粘度を下げるために２，２−ジフルオロビニルまたは４，４−ジフルオロ−３−ブテニルである。

環Ａおよび環Ｂは独立して、１，４−シクロへキシレン、１，４−フェニレン、２−フルオロ−１，４−フェニレン、または２，５−ジフルオロ−１，４−フェニレンである。好ましい環Ａまたは環Ｂは粘度を下げるために、または上限温度を上げるために、１，４-シクロヘキシレンであり、下限温度を下げるために１，４−フェニレンである。１，４−シクロヘキシレンに関する立体配置は、上限温度を上げるためにシスよりもトランスが好ましい。

環Ｃおよび環Ｅは独立して、１，４−シクロへキシレン、１，４−シクロへキセニレン、テトラヒドロピラン−２，５−ジイル、１，４−フェニレン、または少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた１，４−フェニレンである。好ましい環Ｃまたは環Ｅは、粘度を下げるために１，４−シクロヘキシレンであり、誘電率異方性を上げるためにテトラヒドロピラン−２，５−ジイルであり、光学異方性を上げるために１，４−フェニレンである。テトラヒドロピラン−２，５−ジイルは、

環Ｄは、２，３−ジフルオロ−１，４−フェニレン、２−クロロ−３−フルオロ−１，４−フェニレン、２，３−ジフルオロ−５−メチル−１，４−フェニレン、３，４，５−トリフルオロナフタレン−２，６−ジイル、または７，８−ジフルオロクロマン−２，６−ジイルである。好ましい環Ｄは、粘度を下げるために２，３−ジフルオロ−１，４−フェニレンであり、光学異方性を下げるために２−クロロ−３−フルオロ−１，４−フェニレンであり、誘電率異方性を上げるために７，８−ジフルオロクロマン−２，６−ジイルである。

Ｚ^１、Ｚ^２、Ｚ^４、およびＺ^５は独立して、単結合、エチレン、カルボニルオキシ、またはメチレンオキシである。好ましいＺ^１、Ｚ^２、Ｚ^４、またはＺ^５は、粘度を下げるために単結合であり、下限温度を下げるためにエチレンであり、誘電率異方性を上げるためにメチレンオキシである。Ｚ^３は、単結合、エチレンまたはカルボニルオキシである。好ましいＺ^３は、安定性を上げるために単結合である。

Ｘ^１、Ｘ^２、Ｘ^３、およびＸ^４は独立して、水素、フッ素、または塩素であり、ここでＸ^１、Ｘ^２、Ｘ^３、およびＸ^４の少なくとも１つはフッ素または塩素である。好ましいＸ^１、Ｘ^２、Ｘ^３、またはＸ^４は、いずれか１つがフッ素または塩素であり、その他の３つは水素である。

ｎは、１、２、または３である。好ましいｎは粘度を下げるために１であり、上限温度を上げるために２または３である。ｐは、１、２、または３であり、ｑは、０または１であり、そして、ｐとｑとの和は３以下である。好ましいｐは、粘度を下げるために１であり、上限温度を上げるために２または３である。好ましいｑは、粘度を下げるために０であり、下限温度を下げるために１である。

式（５）において、Ｐ^１、Ｐ^２およびＰ^３は独立して、重合性基である。好ましいＰ^１、Ｐ^２、またはＰ^３は、式（Ｐ−１）から式（Ｐ−５）で表される基の群から選択された重合性基である。さらに好ましいＰ^１、Ｐ^２、またはＰ^３は、式（Ｐ−１）、式（Ｐ−２）、または式（Ｐ−３）で表される基である。特に好ましいＰ^１、Ｐ^２またはＰ^３は、式（Ｐ−１）または式（Ｐ−２）で表される基である。最も好ましいＰ^１、Ｐ^２、またはＰ^３は、式（Ｐ−１）で表される基である。式（Ｐ−１）で表される好ましい基は、−ＯＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ_２または−ＯＣＯ−Ｃ（ＣＨ_３）＝ＣＨ_２である。式（Ｐ−１）から式（Ｐ−５）の波線は、結合する部位を示す。

式（Ｐ−１）から式（Ｐ−５）において、Ｍ^１、Ｍ^２、およびＭ^３は独立して、水素、フッ素、炭素数１から５のアルキル、または少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数１から５のアルキルである。好ましいＭ^１、Ｍ^２、またはＭ^３は、反応性を上げるために水素またはメチルである。さらに好ましいＭ^１は水素またはメチルであり、さらに好ましいＭ^２またはＭ^３は水素である。

Ｓｐ^１、Ｓｐ^２、およびＳｐ^３は独立して、単結合または炭素数１から１０のアルキレンであり、このアルキレンにおいて、少なくとも１つの−ＣＨ_２−は、−Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、または−ＯＣＯＯ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの−ＣＨ_２−ＣＨ_２−は、−ＣＨ＝ＣＨ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、これらの基において、少なくとも１つの水素は、フッ素または塩素で置き換えられてもよい。好ましいＳｐ^１、Ｓｐ^２、またはＳｐ^３は、単結合、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＯＣＨ_２−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ−、または−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯ−である。さらに好ましいＳｐ^１、Ｓｐ^２、またはＳｐ^３は、単結合である。

環Ｋおよび環Ｍは独立して、シクロヘキシル、シクロヘキセニル、フェニル、１−ナフチル、２−ナフチル、テトラヒドロピラン−２−イル、１，３−ジオキサン−２−イル、ピリミジン−２−イル、またはピリジン−２−イルであり、これらの環において、少なくとも１つの水素は、フッ素、塩素、炭素数１から１２のアルキル、炭素数１から１２のアルコキシ、または少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数１から１２のアルキルで置き換えられてもよい。好ましい環Ｋまたは環Ｍは、フェニルである。環Ｌは、１，４−シクロへキシレン、１，４−シクロヘキセニレン、１，４−フェニレン、ナフタレン−１，２−ジイル、ナフタレン−１，３−ジイル、ナフタレン−１，４−ジイル、ナフタレン−１，５−ジイル、ナフタレン−１，６−ジイル、ナフタレン−１，７−ジイル、ナフタレン−１，８−ジイル、ナフタレン−２，３−ジイル、ナフタレン−２，６−ジイル、ナフタレン−２，７−ジイル、テトラヒドロピラン−２，５−ジイル、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、ピリミジン−２，５−ジイル、またはピリジン−２，５−ジイルであり、これらの環において、少なくとも１つの水素は、フッ素、塩素、炭素数１から１２のアルキル、炭素数１から１２のアルコキシ、または少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数１から１２のアルキルで置き換えられてもよい。好ましい環Ｌは、１，４−フェニレンまたは２−フルオロ−１，４−フェニレンである。

Ｚ^６およびＺ^７は独立して、単結合または炭素数１から１０のアルキレンであり、このアルキレンにおいて、少なくとも１つの−ＣＨ_２−は、−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、または−ＯＣＯ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの−ＣＨ_２−ＣＨ_２−は、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ（ＣＨ_３）＝ＣＨ−、−ＣＨ＝Ｃ（ＣＨ_３）−、または−Ｃ（ＣＨ_３）＝Ｃ（ＣＨ_３）−で置き換えられてもよく、これらの基において、少なくとも１つの水素は、フッ素または塩素で置き換えられてもよい。好ましいＺ^６またはＺ^７は、単結合、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＯＣＨ_２−、−ＣＯＯ−、または−ＯＣＯ−である。さらに好ましいＺ^６またはＺ^７は、単結合である。

ｇは、０、１、または２である。好ましいｇは、０または１である。ｈ、ｊ、およびｋは独立して、０、１、２、３、または４であり、そしてｈ、ｊ、およびｋの和は、１以上である。好ましいｈ、ｊ、またはｋは、１または２である。

第五に、好ましい成分化合物を示す。好ましい化合物（１）は、項２に記載の化合物（１−１）から化合物（１−３）である。

好ましい化合物（３）は、項５に記載の化合物（３−１）から化合物（３−１２）である。これらの化合物において、第三成分の少なくとも１つが、化合物（３−２）、化合物（３−４）、化合物（３−５）、または化合物（３−６）であることが好ましい。第三成分の少なくとも２つが化合物（３−２）および化合物（３−４）、化合物（３−２）および化合物（３−６）の組み合わせであることが好ましい。

好ましい化合物（４）は、項８に記載の化合物（４−１）から化合物（４−１９）である。これらの化合物において、第四成分の少なくとも１つが、化合物（４−１）、化合物（４−２）、化合物（４−３）、化合物（４−４）、化合物（４−６）、化合物（４−７）、化合物（４−８）、または化合物（４−１０）であることが好ましい。第四成分の少なくとも２つが、化合物（４−１）および化合物（４−６）、化合物（４−１）および化合物（４−１０）、化合物（４−３）および化合物（４−６）、化合物（４−３）および化合物（４−１０）、化合物（４−４）および化合物（４−６）、または化合物（４−４）および化合物（４−１０）の組み合わせであることが好ましい。

好ましい化合物（５）は、項１２に記載の化合物（５−１）から化合物（５−２７）である。これらの化合物において、添加物成分の少なくとも１つが、化合物（５−１）、化合物（５−２）、化合物（５−２４）、化合物（５−２５）、化合物（５−２６）、または化合物（５−２７）であることが好ましい。添加物成分の少なくとも２つが、化合物（５−１）および化合物（５−２）、化合物（５−１）および化合物（５−１８）、化合物（５−２）および化合物（５−２４）、化合物（５−２）および化合物（５−２５）、化合物（５−２）および化合物（５−２６）、化合物（５−２５）および化合物（５−２６）、または化合物（５−１８）および化合物（５−２４）の組み合わせであることが好ましい。

第六に、組成物に添加してもよい添加物を説明する。このような添加物は、光学活性化合物、酸化防止剤、紫外線吸収剤、色素、消泡剤、重合性化合物、重合開始剤、重合禁止剤などである。液晶分子のらせん構造を誘起してねじれ角を与える目的で光学活性化合物が組成物に添加される。このような化合物の例は、化合物（６−１）から化合物（６−５）である。光学活性化合物の好ましい割合は約５重量％以下である。さらに好ましい割合は約０．０１重量％から約２重量％の範囲である。

大気中での加熱による比抵抗の低下を防止するために、または素子を長時間使用したあと、室温だけではなく上限温度に近い温度でも大きな電圧保持率を維持するために、酸化防止剤が組成物に添加される。酸化防止剤の好ましい例は、ｎが１から９の整数である化合物（７）などである。

化合物（７）において、好ましいｎは、１、３、５、７、または９である。さらに好ましいｎは７である。ｎが７である化合物（７）は、揮発性が小さいので、素子を長時間使用したあと、室温だけではなく上限温度に近い温度でも大きな電圧保持率を維持するのに有効である。酸化防止剤の好ましい割合は、その効果を得るために約５０ｐｐｍ以上であり、上限温度を下げないように、または下限温度を上げないように約６００ｐｐｍ以下である。さらに好ましい割合は、約１００ｐｐｍから約３００ｐｐｍの範囲である。

紫外線吸収剤の好ましい例は、ベンゾフェノン誘導体、ベンゾエート誘導体、トリアゾール誘導体などである。立体障害のあるアミンのような光安定剤もまた好ましい。これらの吸収剤や安定剤における好ましい割合は、その効果を得るために約５０ｐｐｍ以上であり、上限温度を下げないように、または下限温度を上げないために約１００００ｐｐｍ以下である。さらに好ましい割合は約１００ｐｐｍから約１００００ｐｐｍの範囲である。

ＧＨ（guest host）モードの素子に適合させるために、アゾ系色素、アントラキノン系色素などのような二色性色素（dichroic dye）が組成物に添加される。色素の好ましい割合は、約０．０１重量％から約１０重量％の範囲である。泡立ちを防ぐために、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイルなどの消泡剤が組成物に添加される。消泡剤の好ましい割合は、その効果を得るために約１ｐｐｍ以上であり、表示不良を防ぐために約１０００ｐｐｍ以下である。さらに好ましい割合は、約１ｐｐｍから約５００ｐｐｍの範囲である。

高分子支持配向（ＰＳＡ）型の素子に適合させるために重合性化合物が用いられる。化合物（５）はこの目的に適している。化合物（５）と共に化合物（５）とは異なる重合性化合物を組成物に添加してもよい。化合物（５）の代わりに、化合物（５）とは異なる重合性化合物を組成物に添加してもよい。このような重合性化合物の好ましい例は、アクリレート、メタクリレート、ビニル化合物、ビニルオキシ化合物、プロペニルエーテル、エポキシ化合物（オキシラン、オキセタン）、ビニルケトンなどの化合物である。さらに好ましい例は、アクリレートまたはメタクリレートの誘導体である。化合物（５）の好ましい割合は、重合性化合物の全重量に基づいて約１０重量％以上である。さらに好ましい割合は、約５０重量％以上である。特に好ましい割合は、約８０重量％以上である。最も好ましい割合は、１００重量％である。

化合物（５）のような重合性化合物は紫外線照射により重合する。光重合開始剤などの適切な開始剤存在下で重合させてもよい。重合のための適切な条件、開始剤の適切なタイプ、および適切な量は、当業者には既知であり、文献に記載されている。例えば光開始剤であるＩｒｇａｃｕｒｅ６５１（登録商標；ＢＡＳＦ）、Ｉｒｇａｃｕｒｅ１８４（登録商標；ＢＡＳＦ）、またはＤａｒｏｃｕｒｅ１１７３（登録商標；ＢＡＳＦ）がラジカル重合に対して適切である。光重合開始剤の好ましい割合は、重合性化合物の全重量に基づいて約０．１重量％から約５重量％の範囲である。さらに好ましい割合は約１重量％から約３重量％の範囲である。

化合物（５）のような重合性化合物を保管するとき、重合を防止するために重合禁止剤を添加してもよい。重合性化合物は、通常は重合禁止剤を除去しないまま組成物に添加される。重合禁止剤の例は、ヒドロキノン、メチルヒドロキノンのようなヒドロキノン誘導体、４-tert-ブチルカテコール、４-メトキシフェノ−ル、フェノチアジンなどである。

第七に、成分化合物の合成法を説明する。これらの化合物は既知の方法によって合成できる。合成法を例示する。化合物（１−２）は、特表２００３−５１７４９４号公報に記載された方法で合成する。化合物（２）は、特開昭５９−７０６２４号公報に記載された方法で合成する。化合物（３−１）は、特開昭５６−６８６３６号公報に記載された方法で合成する。化合物（４−１）は、特表平２−５０３４４１号公報に記載された方法で合成する。化合物（５−１８）は特開平７−１０１９００号公報に記載された方法で合成する。酸化防止剤は市販されている。式（７）のｎが１である化合物は、アルドリッチ（Sigma-Aldrich Corporation）から入手できる。ｎが７である化合物（７）などは、米国特許３６６０５０５号明細書に記載された方法によって合成する。

合成法を記載しなかった化合物は、オーガニック・シンセシス（Organic Syntheses, John Wiley & Sons, Inc.）、オーガニック・リアクションズ（Organic Reactions, John Wiley & Sons, Inc.）、コンプリヘンシブ・オーガニック・シンセシス（Comprehensive Organic Synthesis, Pergamon Press）、新実験化学講座（丸善）などの成書に記載された方法によって合成できる。組成物は、このようにして得た化合物から公知の方法によって調製される。例えば、成分化合物を混合し、そして加熱によって互いに溶解させる。

最後に、組成物の用途を説明する。大部分の組成物は、約−１０℃以下の下限温度、約７０℃以上の上限温度、そして約０．０７から約０．２０の範囲の光学異方性を有する。成分化合物の割合を制御することによって、またはその他の液晶性化合物を混合することによって、約０．０８から約０．２５の範囲の光学異方性を有する組成物を調製してもよい。さらには、この方法によって約０．１０から約０．３０の範囲の光学異方性を有する組成物を調製してもよい。この組成物を含有する素子は大きな電圧保持率を有する。この組成物はＡＭ素子に適する。この組成物は透過型のＡＭ素子に特に適する。この組成物は、ネマチック相を有する組成物としての使用、光学活性化合物を添加することによって光学活性な組成物としての使用が可能である。

この組成物はＡＭ素子への使用が可能である。さらにＰＭ素子への使用も可能である。この組成物は、ＰＣ、ＴＮ、ＳＴＮ、ＥＣＢ、ＯＣＢ、ＩＰＳ、ＦＦＳ、ＶＡ、ＦＰＡなどのモードを有するＡＭ素子およびＰＭ素子への使用が可能である。ＴＮ、ＯＣＢ、ＩＰＳモードまたはＦＦＳモードを有するＡＭ素子への使用は特に好ましい。ＩＰＳモードまたはＦＦＳモードを有するＡＭ素子において、電圧が無印加のとき、液晶分子の配列がガラス基板に対して並行であってもよく、または垂直であってもよい。これらの素子が反射型、透過型または半透過型であってもよい。透過型の素子への使用は好ましい。非結晶シリコン−ＴＦＴ素子または多結晶シリコン−ＴＦＴ素子への使用も可能である。この組成物をマイクロカプセル化して作製したＮＣＡＰ（nematic curvilinear aligned phase）型の素子や、組成物中に三次元の網目状高分子を形成させたＰＤ（polymer dispersed）型の素子にも使用できる。

実施例により本発明をさらに詳しく説明する。本発明はこれらの実施例によっては制限されない。本発明は、実施例１の組成物と実施例２の組成物との混合物を含む。本発明は、実施例の組成物の少なくとも２つを混合した混合物をも含む。合成した化合物は、ＮＭＲ分析などの方法により同定した。化合物、組成物および素子の特性は、下記に記載した方法により測定した。

ＮＭＲ分析：測定には、ブルカーバイオスピン社製のＤＲＸ−５００を用いた。^１Ｈ−ＮＭＲの測定では、試料をＣＤＣｌ_３などの重水素化溶媒に溶解させ、測定は、室温で、５００ＭＨｚ、積算回数１６回の条件で行った。テトラメチルシランを内部標準として用いた。^１９Ｆ−ＮＭＲの測定では、ＣＦＣｌ_３を内部標準として用い、積算回数２４回で行った。核磁気共鳴スペクトルの説明において、ｓはシングレット、ｄはダブレット、ｔはトリプレット、ｑはカルテット、ｑｕｉｎはクインテット、ｓｅｘはセクステット、ｍはマルチプレット、ｂｒはブロードであることを意味する。

ガスクロマト分析：測定には島津製作所製のＧＣ−１４Ｂ型ガスクロマトグラフを用いた。キャリアーガスはヘリウム（２ｍＬ／分）である。試料気化室を２８０℃に、検出器（ＦＩＤ）を３００℃に設定した。成分化合物の分離には、Agilent Technologies Inc.製のキャピラリカラムＤＢ−１（長さ３０ｍ、内径０．３２ｍｍ、膜厚０．２５μｍ；固定液相はジメチルポリシロキサン；無極性）を用いた。このカラムは、２００℃で２分間保持したあと、５℃／分の割合で２８０℃まで昇温した。試料はアセトン溶液（０．１重量％）に調製したあと、その１μＬを試料気化室に注入した。記録計は島津製作所製のＣ−Ｒ５Ａ型Chromatopac、またはその同等品である。得られたガスクロマトグラムは、成分化合物に対応するピークの保持時間およびピークの面積を示した。

試料を希釈するための溶媒は、クロロホルム、ヘキサンなどを用いてもよい。成分化合物を分離するために、次のキャピラリカラムを用いてもよい。Agilent Technologies Inc.製のＨＰ−１（長さ３０ｍ、内径０．３２ｍｍ、膜厚０．２５μｍ）、Restek Corporation製のＲｔｘ−１（長さ３０ｍ、内径０．３２ｍｍ、膜厚０．２５μｍ）、SGE International Pty. Ltd製のＢＰ−１（長さ３０ｍ、内径０．３２ｍｍ、膜厚０．２５μｍ）。化合物ピークの重なりを防ぐ目的で島津製作所製のキャピラリカラムＣＢＰ１−Ｍ５０−０２５（長さ５０ｍ、内径０．２５ｍｍ、膜厚０．２５μｍ）を用いてもよい。

組成物に含有される液晶性化合物の割合は、次のような方法で算出してよい。液晶性化合物の混合物をガスクロマトグラフ（ＦＩＤ）で検出する。ガスクロマトグラムにおけるピークの面積比は液晶性化合物の割合（重量比）に相当する。上に記載したキャピラリカラムを用いたときは、各々の液晶性化合物の補正係数を１とみなしてよい。したがって、液晶性化合物の割合（重量％）は、ピークの面積比から算出することができる。

測定試料：組成物および素子の特性を測定するときは、組成物をそのまま試料として用いた。化合物の特性を測定するときは、この化合物（１５重量％）を母液晶（８５重量％）に混合することによって測定用の試料を調製した。測定によって得られた値から外挿法によって化合物の特性値を算出した。（外挿値）＝｛（試料の測定値）−０．８５×（母液晶の測定値）｝／０．１５。この割合でスメクチック相（または結晶）が２５℃で析出するときは、化合物と母液晶の割合を１０重量％：９０重量％、５重量％：９５重量％、１重量％：９９重量％の順に変更した。この外挿法によって化合物に関する上限温度、光学異方性、粘度、および誘電率異方性の値を求めた。

下記の母液晶を用いた。成分化合物の割合は重量％で示した。

測定方法：特性の測定は下記の方法で行った。これらの多くは、社団法人電子情報技術産業協会（Japan Electronics and Information Technology Industries Association；以下ＪＥＩＴＡという）で審議制定されるＪＥＩＴＡ規格（ＪＥＩＴＡ・ＥＤ−２５２１Ｂ）に記載された方法、またはこれを修飾した方法であった。測定に用いたＴＮ素子には、薄膜トランジスター（ＴＦＴ）を取り付けなかった。

（１）ネマチック相の上限温度（ＮＩ；℃）：偏光顕微鏡を備えた融点測定装置のホットプレートに試料を置き、１℃／分の速度で加熱した。試料の一部がネマチック相から等方性液体に変化したときの温度を測定した。ネマチック相の上限温度を「上限温度」と略すことがある。

（２）ネマチック相の下限温度（Ｔ_Ｃ；℃）：ネマチック相を有する試料をガラス瓶に入れ、０℃、−１０℃、−２０℃、−３０℃、および−４０℃のフリーザー中に１０日間保管したあと、液晶相を観察した。例えば、試料が−２０℃ではネマチック相のままであり、−３０℃では結晶またはスメクチック相に変化したとき、Ｔ_Ｃを＜−２０℃と記載した。ネマチック相の下限温度を「下限温度」と略すことがある。

（３）粘度（バルク粘度；η；２０℃で測定；ｍＰａ・ｓ）：測定には東京計器株式会社製のＥ型回転粘度計を用いた。

（４）粘度（回転粘度；γ１；２５℃で測定；ｍＰａ・ｓ）：測定は、M. Imai et al., Molecular Crystals and Liquid Crystals, Vol. 259, 37 (1995) に記載された方法に従った。２枚のガラス基板の間隔（セルギャップ）が２０μｍのＶＡ素子に試料を入れた。この素子に３９ボルトから５０ボルトの範囲で１ボルト毎に段階的に印加した。０．２秒の無印加のあと、ただ１つの矩形波（矩形パルス；０．２秒）と無印加（２秒）の条件で印加を繰り返した。この印加によって発生した過渡電流（transient current）のピーク電流（peak current）とピーク時間（peak time）を測定した。これらの測定値とＭ．Ｉｍａｉらの論文、４０頁の計算式（８）とから回転粘度の値を得た。この計算に必要な誘電率異方性は、（６）項で測定した。

（５）光学異方性（屈折率異方性；Δｎ；２５℃で測定）：測定は、波長５８９ｎｍの光を用い、接眼鏡に偏光板を取り付けたアッベ屈折計により行なった。主プリズムの表面を一方向にラビングしたあと、試料を主プリズムに滴下した。屈折率ｎ‖は偏光の方向がラビングの方向と平行であるときに測定した。屈折率ｎ⊥は偏光の方向がラビングの方向と垂直であるときに測定した。光学異方性の値は、Δｎ＝ｎ‖−ｎ⊥、の式から計算した。

（６）誘電率異方性（Δε；２５℃で測定）：誘電率異方性の値は、Δε＝ε‖−ε⊥、の式から計算した。誘電率（ε‖およびε⊥）は次のように測定した。
１）誘電率（ε‖）の測定：よく洗浄したガラス基板にオクタデシルトリエトキシシラン（０．１６ｍＬ）のエタノール（２０ｍＬ）溶液を塗布した。ガラス基板をスピンナーで回転させたあと、１５０℃で１時間加熱した。２枚のガラス基板の間隔（セルギャップ）が４μｍであるＶＡ素子に試料を入れ、この素子を紫外線で硬化する接着剤で密閉した。この素子にサイン波（０．５Ｖ、１ｋＨｚ）を印加し、２秒後に液晶分子の長軸方向における誘電率（ε‖）を測定した。
２）誘電率（ε⊥）の測定：よく洗浄したガラス基板にポリイミド溶液を塗布した。このガラス基板を焼成した後、得られた配向膜にラビング処理をした。２枚のガラス基板の間隔（セルギャップ）が９μｍであり、ツイスト角が８０度であるＴＮ素子に試料を入れた。この素子にサイン波（０．５Ｖ、１ｋＨｚ）を印加し、２秒後に液晶分子の短軸方向における誘電率（ε⊥）を測定した。

（７）しきい値電圧（Ｖｔｈ；２５℃で測定；Ｖ）：測定には大塚電子株式会社製のＬＣＤ５１００型輝度計を用いた。光源はハロゲンランプであった。２枚のガラス基板の間隔（セルギャップ）が４μｍであり、ラビング方向がアンチパラレルであるノーマリーブラックモード（normally black mode）のＶＡ素子に試料を入れ、この素子を紫外線で硬化する接着剤を用いて密閉した。この素子に印加する電圧（６０Ｈｚ、矩形波）は０Ｖから２０Ｖまで０．０２Ｖずつ段階的に増加させた。この際に、素子に垂直方向から光を照射し、素子を透過した光量を測定した。この光量が最大になったときが透過率１００％であり、この光量が最小であったときが透過率０％である電圧−透過率曲線を作成した。しきい値電圧は透過率が１０％になったときの電圧で表した。

（８）電圧保持率（ＶＨＲ−１；２５℃で測定；％）：測定に用いたＴＮ素子はポリイミド配向膜を有し、そして２枚のガラス基板の間隔（セルギャップ）は５μｍであった。この素子は試料を入れたあと紫外線で硬化する接着剤で密閉した。このＴＮ素子にパルス電圧（５Ｖで６０マイクロ秒）を印加して充電した。減衰する電圧を高速電圧計で１６．７ミリ秒のあいだ測定し、単位周期における電圧曲線と横軸との間の面積Ａを求めた。面積Ｂは減衰しなかったときの面積であった。電圧保持率は面積Ｂに対する面積Ａの百分率で表した。

（９）電圧保持率（ＶＨＲ−２；８０℃で測定；％）：２５℃の代わりに、８０℃で測定した以外は、上記と同じ手順で電圧保持率を測定した。得られた値をＶＨＲ−２で表した。

（１０）電圧保持率（ＶＨＲ−３；２５℃で測定；％）：紫外線を照射したあと、電圧保持率を測定し、紫外線に対する安定性を評価した。測定に用いたＴＮ素子はポリイミド配向膜を有し、そしてセルギャップは５μｍであった。この素子に試料を注入し、光を２０分間照射した。光源は超高圧水銀ランプＵＳＨ−５００Ｄ（ウシオ電機製）であり、素子と光源の間隔は２０ｃｍであった。ＶＨＲ−３の測定では、１６．７ミリ秒のあいだ減衰する電圧を測定した。大きなＶＨＲ−３を有する組成物は紫外線に対して大きな安定性を有する。ＶＨＲ−３は９０％以上が好ましく、９５％以上がさらに好ましい。

（１１）電圧保持率（ＶＨＲ−４；２５℃で測定；％）：試料を注入したＴＮ素子を８０℃の恒温槽内で５００時間加熱したあと、電圧保持率を測定し、熱に対する安定性を評価した。ＶＨＲ−４の測定では、１６．７ミリ秒のあいだ減衰する電圧を測定した。大きなＶＨＲ−４を有する組成物は熱に対して大きな安定性を有する。

（１２）応答時間（τ；２５℃で測定；ｍｓ）：測定には大塚電子株式会社製のＬＣＤ５１００型輝度計を用いた。光源はハロゲンランプであった。ローパス・フィルター（Low-pass filter）は５ｋＨｚに設定した。２枚のガラス基板の間隔（セルギャップ）が４μｍであり、ラビング方向がアンチパラレルであるノーマリーブラックモード（normally black mode）のＶＡ素子に試料を入れた。この素子を紫外線で硬化する接着剤を用いて密閉した。この素子に矩形波（６０Ｈｚ、１０Ｖ、０．５秒）を印加した。この際に、素子に垂直方向から光を照射し、素子を透過した光量を測定した。この光量が最大になったときが透過率１００％であり、この光量が最小であったときが透過率０％であるとみなした。応答時間は透過率９０％から１０％に変化するのに要した時間（立ち下がり時間；fall time；ミリ秒）で表した。

（１３）比抵抗（ρ；２５℃で測定；Ωｃｍ）：電極を備えた容器に試料１．０ｍＬを注入した。この容器に直流電圧（１０Ｖ）を印加し、１０秒後の直流電流を測定した。比抵抗は次の式から算出した。（比抵抗）＝｛（電圧）×（容器の電気容量）｝／｛（直流電流）×（真空の誘電率）｝。

実施例における化合物は、下記の表３の定義に基づいて記号により表した。表３において、１，４−シクロヘキシレンに関する立体配置はトランスである。記号の後にあるかっこ内の番号は化合物の番号に対応する。（−）の記号はその他の液晶性化合物を意味する。液晶性化合物の割合（百分率）は、液晶組成物の重量に基づいた重量百分率（重量％）である。最後に、組成物の特性値をまとめた。

［比較例１］
特開２００３−３２７９６５号公報に開示された組成物の中から実施例１５を選んだ。根拠は、この組成物が化合物（１−１）、化合物（３−５）、化合物（４−１）、および化合物（４−１０）を含有しているからである。この組成物の成分および特性は下記のとおりであった。
３−ＨＨ−Ｖ１（−）８％
５−ＨＨ−Ｖ（−）１８％
２−ＢＢ（２Ｆ）Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−１）１０％
３−ＢＢ（２Ｆ）Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−１）４％
３−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ４（４−１）１６％
５−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（４−１）８％
５−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ４（４−１）８％
３−ＨＢＢ−２（３−５）８％
２−ＨＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（４−１０）１０％
３−ＨＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（４−１０）１０％
ＮＩ＝７２．０℃；Δｎ＝０．１１６；γ１＝１３３．０ｍＰａ・ｓ．

［実施例１］
比較するために、比較例１の組成物に類似した組成物を調製した。比較例１の５−ＨＨ−Ｖを化合物（２）に置き換えた。比較例１における粘度は１３３．０ｍＰａ・ｓであり、実施例１における粘度は１１７．５ｍＰａ・ｓであったから、実施例１の組成物の方が小さい粘度を有することが分かった。
３−ＢＢ（２Ｆ）Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−１）７％
５−ＢＢ（２Ｆ）Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−１）７％
２−ＨＨ−３（２）１８％
３−ＨＢＢ−２（３−５）８％
３−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ４（４−１）１６％
５−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（４−１）８％
５−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ４（４−１）８％
２−ＨＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（４−１０）１０％
３−ＨＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（４−１０）１０％
３−ＨＨ−Ｖ１（−）８％
ＮＩ＝６７．８℃；η＝２２．７ｍＰａ・ｓ；Δｎ＝０．１１４；Δε＝−３．８；Ｖｔｈ＝１．９７Ｖ；γ１＝１１４．２ｍＰａ・ｓ．

［実施例２］
５−ＢＢ（２Ｆ）Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−１）３％
５−ＢＢ（Ｆ）Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−２）３％
２−ＨＨ−３（２）１３％
Ｖ２−ＢＢ−１（３−２）８％
１Ｖ２−ＢＢ−１（３−２）６％
３−ＨＨＢ−１（３−４）４％
３−ＨＨＢ−３（３−４）４％
３−ＨＨＥＢＨ−５（３−９）３％
５−ＨＢＢ（Ｆ）Ｂ−３（３−１２）３％
３−Ｈ１ＯＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（４−３）７％
３−ＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（４−４）９％
５−Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（４−５）３％
２−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（４−６）４％
Ｖ２−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（４−６）６％
２−ＨＨ１ＯＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（４−８）４％
３−ＨＨ１ＯＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（４−８）８％
３−ＨＥＢ（２Ｆ，３Ｆ）Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（４−１１）３％
５−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｃｌ）−Ｏ２（４−１２）３％
３−ＨＨ１ＯＣｒｏ（７Ｆ，８Ｆ）−５（４−１５）３％
３−ｄｈＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（４−１７）３％
ＮＩ＝８８．２℃；η＝２４．９ｍＰａ・ｓ；Δｎ＝０．１２４；Δε＝−３．２；Ｖｔｈ＝１．９９Ｖ；γ１＝１２３．０ｍＰａ・ｓ．

［実施例３］
３−ＢＢ（２Ｆ）Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−１）３％
３−ＢＢ（Ｆ）Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−２）３％
５−Ｂ（Ｆ）ＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−３）３％
２−ＨＨ−３（２）１７％
３−ＨＢ−Ｏ２（３−１）５％
３−ＨＨＥＨ−３（３−３）４％
３−ＨＨＥＨ−５（３−３）４％
Ｖ−ＨＨＢ−１（３−４）５％
３−Ｈ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（４−２）４％
５−Ｈ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（４−２）４％
３−ＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（４−４）７％
５−ＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（４−４）４％
２−ＨＨ１ＯＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（４−８）１０％
３−ＨＨ１ＯＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（４−８）１４％
２−ｃｈＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（４−１８）５％
３−ＨｃｈＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（４−１９）８％
ＮＩ＝８０．１℃；η＝２４．３ｍＰａ・ｓ；Δｎ＝０．１０７；Δε＝−４．２；Ｖｔｈ＝１．７９Ｖ；γ１＝１２１．６ｍＰａ・ｓ．

［実施例４］
３−ＢＢ（２Ｆ）Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−１）３％
５−ＢＢ（２Ｆ）Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−１）３％
３−ＢＢ（Ｆ）Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−２）３％
５−ＢＢ（Ｆ）Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−２）２％
２−ＨＨ−３（２）１０％
１−ＢＢ−３（３−２）５％
１Ｖ２−ＢＢ−１（３−２）５％
ＶＦＦ２−ＨＨＢ−１（３−４）４％
３−ＨＢＢ−２（３−５）４％
５−Ｂ（Ｆ）ＢＢ−２（３−７）３％
Ｖ−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（４−１）１２％
３−ＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（４−４）８％
５−ＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（４−４）５％
３−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（４−６）６％
Ｖ−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ１（４−６）３％
Ｖ−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ４（４−６）５％
３−ＨＨ１ＯＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（４−８）３％
２−ＨＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ３（４−１０）７％
Ｖ−ＨＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（４−１０）３％
３−ＨＤｈＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（４−１６）３％
１Ｏ１−ＨＢＢＨ−５（−）３％
ＮＩ＝７７．７℃；η＝２５．３ｍＰａ・ｓ；Δｎ＝０．１４３；Δε＝−３．１；Ｖｔｈ＝２．０１Ｖ；γ１＝１２７．１ｍＰａ・ｓ．

［実施例５］
３−ＢＢ（２Ｆ）Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−１）３％
５−ＢＢ（２Ｆ）Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−１）２％
３−ＢＢ（Ｆ）Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−２）２％
５−Ｂ（Ｆ）ＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−３）３％
２−ＨＨ−３（２）１８％
１−ＢＢ−５（３−２）５％
２−ＢＢ（Ｆ）Ｂ−３（３−６）４％
３−ＨＢ（Ｆ）ＨＨ−２（３−８）４％
Ｖ−Ｈ１ＯＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（４−３）９％
３−ＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（４−４）９％
３−ＨＨ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（４−７）７％
５−ＨＨ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（４−７）７％
３−ＨＨ１ＯＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（４−８）９％
２−ＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）Ｂ−４（４−９）５％
２−ＨＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（４−１０）３％
３−ＨＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（４−１０）３％
３−Ｈ１ＯＣｒｏ（７Ｆ，８Ｆ）−５（４−１４）３％
２−ＨＨ−５（−）４％
ＮＩ＝７６．４℃；η＝２４．９ｍＰａ・ｓ；Δｎ＝０．１２５；Δε＝−３．６；Ｖｔｈ＝１．８８Ｖ；γ１＝１２５．０ｍＰａ・ｓ．

［実施例６］
３−ＢＢ（２Ｆ）Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−１）２％
５−ＢＢ（２Ｆ）Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−１）３％
３−Ｂ（Ｆ）ＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−３）３％
２−ＨＨ−３（２）２０％
１−ＢＢ−３（３−２）７％
３−ＨＨＢ−Ｏ１（３−４）３％
３−ＨＨＢ−１（３−４）３％
３−ＨＨＢ−３（３−４）３％
３−ＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（４−４）１２％
５−ＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（４−４）８％
２−ＨＨ１ＯＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（４−８）１０％
３−ＨＨ１ＯＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（４−８）２０％
３−ＨＨ−４（−）６％
ＮＩ＝７１．８℃；η＝２０．９ｍＰａ・ｓ；Δｎ＝０．１１１；Δε＝−３．７；Ｖｔｈ＝１．８７Ｖ；γ１＝１０４．９ｍＰａ・ｓ．

［実施例７］
３−ＢＢ（２Ｆ）Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−１）３％
５−ＢＢ（２Ｆ）Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−１）２％
３−ＢＢ（Ｆ）Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−２）３％
２−ＨＨ−３（２）１５％
１−ＢＢ−３（３−２）７％
Ｖ−ＨＨＢ−１（３−４）７％
Ｖ２−ＨＨＢ−１（３−４）５％
３−ＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（４−４）８％
５−ＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（４−４）５％
２−ＨＨ１ＯＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（４−８）１０％
３−ＨＨ１ＯＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（４−８）１０％
Ｖ−ＨＨ１ＯＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（４−８）９％
２−ＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）Ｂ−３（４−９）９％
２−ＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）Ｂ−４（４−９）７％
ＮＩ＝８１．５℃；η＝２４．４ｍＰａ・ｓ；Δｎ＝０．１４０；Δε＝−３．５；Ｖｔｈ＝１．９２Ｖ；γ１＝１２２．４ｍＰａ・ｓ．

［実施例８］
３−ＢＢ（２Ｆ）Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−１）２％
５−ＢＢ（２Ｆ）Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−１）３％
５−ＢＢ（Ｆ）Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−２）３％
２−ＨＨ−３（２）１６％
３−ＨＨＢ−Ｏ１（３−４）４％
３−ＨＨＢ−１（３−４）４％
３−ＨＨＢ−３（３−４）４％
５−ＨＢＢＨ−３（３−１０）３％
５−ＨＢ（Ｆ）ＢＨ−３（３−１１）４％
３−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（４−１）８％
３−ＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（４−４）１１％
Ｖ２−ＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（４−４）５％
２−ＨＨ１ＯＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（４−８）９％
３−ＨＨ１ＯＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（４−８）１５％
Ｖ−ｃｈＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（４−１８）６％
３−ＨＨ−ＶＦＦ（−）３％
ＮＩ＝８１．５℃；η＝２４．７ｍＰａ・ｓ；Δｎ＝０．１１２；Δε＝−３．６；Ｖｔｈ＝１．９０Ｖ；γ１＝１２３．４ｍＰａ・ｓ．

［実施例９］
３−ＢＢ（２Ｆ）Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−１）３％
３−ＢＢ（Ｆ）Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−２）４％
２−ＨＨ−３（２）１９％
１−ＢＢ−５（３−２）４％
ＶＦＦ−ＨＨＢ−１（３−４）３％
Ｖ−ＨＨＢ−１（３−４）４％
Ｖ２−ＨＨＢ−１（３−４）３％
２−ＢＢ（Ｆ）Ｂ−２Ｖ（３−６）３％
３−ＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（４−４）８％
５−ＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（４−４）７％
Ｖ−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（４−６）６％
３−ＨＨ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（４−７）７％
５−ＨＨ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（４−７）８％
３−ＨＨ１ＯＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（４−８）１４％
３−ＨＥＢ（２Ｆ，３Ｆ）Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（４−１１）３％
３−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｃｌ）−Ｏ２（４−１２）４％
ＮＩ＝９１．９℃；η＝２３．７ｍＰａ・ｓ；Δｎ＝０．１２０；Δε＝−３．４；Ｖｔｈ＝１．９６Ｖ；γ１＝１１８．４ｍＰａ・ｓ．

［実施例１０］
３−ＢＢ（Ｆ）Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−２）３％
５−Ｂ（Ｆ）ＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−３）３％
２−ＨＨ−３（２）２５％
Ｖ２−ＢＢ−１（３−２）５％
Ｖ−ＨＢＢ−３（３−５）３％
２−ＢＢ（Ｆ）Ｂ−５（３−６）５％
５−Ｂ（Ｆ）ＢＢ−３（３−７）３％
３−ＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（４−４）１０％
５−ＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（４−４）７％
２−ＨＨ１ＯＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（４−８）４％
３−ＨＨ１ＯＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（４−８）７％
Ｖ−ＨＨ１ＯＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（４−８）１３％
３−ＨＢＢ（２Ｆ，３Ｃｌ）−Ｏ２（４−１３）４％
５−ＨＢＢ（２Ｆ，３Ｃｌ）−Ｏ２（４−１３）４％
３−ＨＤｈＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（４−１６）４％
ＮＩ＝７３．６℃；η＝２４．７ｍＰａ・ｓ；Δｎ＝０．１２４；Δε＝−３．４；Ｖｔｈ＝１．９７Ｖ；γ１＝１２３．９ｍＰａ・ｓ．

［実施例１１］
５−ＢＢ（２Ｆ）Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−１）３％
３−ＢＢ（Ｆ）Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−２）３％
２−ＨＨ−３（２）２２％
５−ＨＢ−Ｏ２（３−１）４％
７−ＨＢ−１（３−１）５％
１−ＢＢ（Ｆ）Ｂ−２Ｖ（３−６）４％
３−ＢＢ（Ｆ）Ｂ−２Ｖ（３−６）４％
３−ＨＨＥＢＨ−３（３−９）３％
３−ＨＨＥＢＨ−４（３−９）３％
３−ＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（４−４）１２％
２Ｏ−ＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（４−４）５％
２−ＨＨ１ＯＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（４−８）１１％
３−ＨＨ１ＯＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（４−８）１８％
Ｖ−ＨＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（４−１０）３％
ＮＩ＝８７．６℃；η＝２３．２ｍＰａ・ｓ；Δｎ＝０．１２０；Δε＝−３．４；Ｖｔｈ＝１．９５Ｖ；γ１＝１１６．６ｍＰａ・ｓ．

［実施例１２］
５−ＢＢ（２Ｆ）Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−１）３％
３−ＢＢ（Ｆ）Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−２）３％
５−ＢＢ（Ｆ）Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−２）３％
２−ＨＨ−３（２）２１％
Ｖ２−ＢＢ−１（３−２）４％
Ｖ−ＨＨＢ−１（３−４）８％
Ｖ２−ＨＨＢ−１（３−４）８％
Ｖ−ＨＢＢ−２（３−５）５％
Ｖ−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（４−１）４％
３−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（４−１）５％
３−Ｈ１ＯＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（４−３）８％
３−ＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（４−４）６％
５−Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（４−５）３％
３−ＨＨ１ＯＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（４−８）１９％
ＮＩ＝７１．７℃；η＝１８．５ｍＰａ・ｓ；Δｎ＝０．１０８；Δε＝−３．２；Ｖｔｈ＝１．９８Ｖ；γ１＝９２．８ｍＰａ・ｓ．

実施例１の組成物は、比較例１のそれと比べて小さな粘度（γ１）を有した。実施例２から１２の組成物は、９２．８ｍＰａ・ｓから１２７．１ｍＰａ・ｓの範囲の粘度を有した。したがって、本発明の液晶組成物は優れた特性を有すると結論される。

本発明の液晶組成物は、高い上限温度、低い下限温度、小さな粘度、適切な光学異方性、負に大きな誘電率異方性、大きな比抵抗、紫外線に対する高い安定性、熱に対する高い安定性などの特性において、少なくとも１つの特性を充足する、または少なくとも２つの特性に関して適切なバランスを有する。この組成物を含有する液晶表示素子は、短い応答時間、大きな電圧保持率、低いしきい値電圧、大きなコントラスト比、長い寿命などの特性を有するので、液晶プロジェクター、液晶テレビなどに用いることができる。

Claims

第一成分として式（１）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの化合物、および第二成分として式（２）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの化合物を含有し、そして負の誘電率異方性を有する液晶組成物。

式（１）において、Ｒ^１およびＲ^２は独立して、炭素数１から１２のアルキル、炭素数１から１２のアルコキシ、炭素数２から１２のアルケニル、炭素数２から１２のアルケニルオキシ、または少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数１から１２のアルキルであり；Ｚ^１およびＺ^２は独立して、単結合、エチレン、カルボニルオキシ、またはメチレンオキシであり；Ｘ^１、Ｘ^２、Ｘ^３、およびＸ^４は独立して、水素、フッ素、または塩素であり、ここでＸ^１、Ｘ^２、Ｘ^３、およびＸ^４の少なくとも１つはフッ素または塩素である。
第一成分として式（１−１）から式（１−３）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの化合物を含有する、請求項１に記載の液晶組成物。

式（１−１）から式（１−３）において、Ｒ^１およびＲ^２は独立して、炭素数１から１２のアルキル、炭素数１から１２のアルコキシ、炭素数２から１２のアルケニル、炭素数２から１２のアルケニルオキシ、または少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数１から１２のアルキルである。
液晶組成物の重量に基づいて、第一成分の割合が５重量％から３０重量％の範囲であり、第二成分の割合が５重量％から４０重量％の範囲である、請求項１または２に記載の液晶組成物。
第三成分として式（３）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの化合物を含有する、請求項１から３のいずれか１項に記載の液晶組成物。

式（３）において、Ｒ^３およびＲ^４は独立して、炭素数１から１２のアルキル、炭素数１から１２のアルコキシ、炭素数２から１２のアルケニル、少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数１から１２のアルキル、または少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数２から１２のアルケニルであり；環Ａおよび環Ｂは独立して、１，４−シクロへキシレン、１，４−フェニレン、２−フルオロ−１，４−フェニレン、または２，５−ジフルオロ−１，４−フェニレンであり；Ｚ^３は、単結合、エチレンまたはカルボニルオキシであり；ｎは、１、２、または３であり；ここで、ｎが１のとき、環Ｂは１，４−フェニレンである。
第三成分として式（３−１）から式（３−１２）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの化合物を含有する、請求項１から４のいずれか１項に記載の液晶組成物。

式（３−１）から式（３−１２）において、Ｒ^３およびＲ^４は独立して、炭素数１から１２のアルキル、炭素数１から１２のアルコキシ、炭素数２から１２のアルケニル、少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数１から１２のアルキル、または少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数２から１２のアルケニルである。
液晶組成物の重量に基づいて、第三成分の割合が５重量％から５０重量％の範囲である、請求項４または５に記載の液晶組成物。
第四成分として式（４）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの化合物を含有する、請求項１から６のいずれか１項に記載の液晶組成物。

式（４）において、Ｒ^５およびＲ^６は独立して、炭素数１から１２のアルキル、炭素数１から１２のアルコキシ、炭素数２から１２のアルケニル、炭素数２から１２のアルケニルオキシ、または少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数１から１２のアルキルであり；環Ｃおよび環Ｅは独立して、１，４−シクロへキシレン、１，４−シクロへキセニレン、テトラヒドロピラン−２，５−ジイル、１，４−フェニレン、または少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた１，４−フェニレンであり；環Ｄは、２，３−ジフルオロ−１，４−フェニレン、２−クロロ−３−フルオロ−１，４−フェニレン、２，３−ジフルオロ−５−メチル−１，４−フェニレン、３，４，５−トリフルオロナフタレン−２，６−ジイル、または７，８−ジフルオロクロマン−２，６−ジイルであり；Ｚ^４およびＺ^５は独立して、単結合、エチレン、カルボニルオキシ、またはメチレンオキシであり；ｐは、１、２、または３であり；ｑは、０または１であり；ｐとｑとの和は３以下であり；ここでｐが２でありｑが０である場合、環Ｃの少なくとも１つは、１，４−シクロへキシレン、１，４−シクロへキセニレン、またはテトラヒドロピラン−２，５−ジイルである。
第四成分として式（４−１）から式（４−１９）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの化合物を含有する、請求項１から７のいずれか１項に記載の液晶組成物。

式（４−１）から式（４−１９）において、Ｒ^５およびＲ^６は独立して、炭素数１から１２のアルキル、炭素数１から１２のアルコキシ、炭素数２から１２のアルケニル、炭素数２から１２のアルケニルオキシ、または少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数１から１２のアルキルである。
液晶組成物の重量に基づいて、第四成分の割合が１０重量％から８０重量％の範囲である、請求項７または８に記載の液晶組成物。
添加物成分として式（５）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの重合性化合物を含有する、請求項１から９のいずれか１項に記載の液晶組成物。

式（５）において、環Ｋおよび環Ｍは独立して、シクロヘキシル、シクロヘキセニル、フェニル、１−ナフチル、２−ナフチル、テトラヒドロピラン−２−イル、１，３−ジオキサン−２−イル、ピリミジン−２−イル、またはピリジン−２−イルであり、これらの環において、少なくとも１つの水素は、フッ素、塩素、炭素数１から１２のアルキル、炭素数１から１２のアルコキシ、または少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数１から１２のアルキルで置き換えられてもよく；環Ｌは、１，４−シクロへキシレン、１，４−シクロヘキセニレン、１，４−フェニレン、ナフタレン−１，２−ジイル、ナフタレン−１，３−ジイル、ナフタレン−１，４−ジイル、ナフタレン−１，５−ジイル、ナフタレン−１，６−ジイル、ナフタレン−１，７−ジイル、ナフタレン−１，８−ジイル、ナフタレン−２，３−ジイル、ナフタレン−２，６−ジイル、ナフタレン−２，７−ジイル、テトラヒドロピラン−２，５−ジイル、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、ピリミジン−２，５−ジイル、またはピリジン−２，５−ジイルであり、これらの環において、少なくとも１つの水素は、フッ素、塩素、炭素数１から１２のアルキル、炭素数１から１２のアルコキシ、または少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数１から１２のアルキルで置き換えられてもよく；Ｚ^６およびＺ^７は独立して、単結合または炭素数１から１０のアルキレンであり、このアルキレンにおいて、少なくとも１つの−ＣＨ_２−は、−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、または−ＯＣＯ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの−ＣＨ_２−ＣＨ_２−は、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ（ＣＨ_３）＝ＣＨ−、−ＣＨ＝Ｃ（ＣＨ_３）−、または−Ｃ（ＣＨ_３）＝Ｃ（ＣＨ_３）−で置き換えられてもよく、これらの基において、少なくとも１つの水素は、フッ素または塩素で置き換えられてもよく；Ｐ^１、Ｐ^２、およびＰ^３は独立して、重合性基であり；Ｓｐ^１、Ｓｐ^２、およびＳｐ^３は独立して、単結合、または炭素数１から１０のアルキレンであり、このアルキレンにおいて、少なくとも１つの−ＣＨ_２−は、−Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、または−ＯＣＯＯ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの−ＣＨ_２−ＣＨ_２−は、−ＣＨ＝ＣＨ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、これらの基において、少なくとも１つの水素は、フッ素または塩素で置き換えられてもよく；ｇは、０、１、または２であり；ｈ、ｊ、およびｋは独立して、０、１、２、３、または４であり；そしてｈ、ｊ、およびｋの和は、１以上である。
式（５）において、Ｐ^１、Ｐ^２、およびＰ^３が独立して、式（Ｐ−１）から式（Ｐ−５）で表される基の群から選択された重合性基である請求項１０に記載の液晶組成物。

式（Ｐ−１）から式（Ｐ−５）において、Ｍ^１、Ｍ^２、およびＭ^３は独立して、水素、フッ素、炭素数１から５のアルキル、または少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数１から５のアルキルである。
添加物成分として式（５−１）から式（５−２７）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの重合性化合物を含有する、請求項１から１１のいずれか１項に記載の液晶組成物。

式（５−１）から式（５−２７）において、Ｐ^４、Ｐ^５、およびＰ^６は独立して、式（Ｐ−１）から式（Ｐ−３）で表される基の群から選択された重合性基であり；

式（Ｐ−１）から式（Ｐ−３）において、Ｍ^１、Ｍ^２、およびＭ^３は独立して、水素、フッ素、炭素数１から５のアルキル、または少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数１から５のアルキルであり；式（５−１）から式（５−２７）において、Ｓｐ^１、Ｓｐ^２、およびＳｐ^３は独立して、単結合、または炭素数１から１０のアルキレンであり、このアルキレンにおいて、少なくとも１つの−ＣＨ_２−は、−Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、または−ＯＣＯＯ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの−ＣＨ_２−ＣＨ_２−は、−ＣＨ＝ＣＨ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、これらの基において、少なくとも１つの水素は、フッ素または塩素で置き換えられてもよい。
液晶組成物の重量に基づいて、添加物成分の添加割合が０．０３重量％から１０重量％の範囲である、請求項１０から１２のいずれか１項に記載の液晶組成物。
請求項１から１３のいずれか１項に記載の液晶組成物を含有する液晶表示素子。
液晶表示素子の動作モードが、ＩＰＳモード、ＶＡモード、ＦＦＳモード、またはＦＰＡモードであり、液晶表示素子の駆動方式がアクティブマトリックス方式である、請求項１４に記載の液晶表示素子。
請求項１０から１３のいずれか１項に記載の液晶組成物を含有している、またはこの液晶組成物中の重合性化合物が重合されている、高分子支持配向型の液晶表示素子。
請求項１から１３のいずれか１項に記載の液晶組成物の、液晶表示素子における使用。
請求項１０から１３のいずれか１項に記載の液晶組成物の、高分子支持配向型の液晶表示素子における使用。