液晶組成物および液晶表示素子
【課題】ネマチック相の温度範囲が広く、粘度が小さく、適切な光学異方性を有し、負の誘電率異方性が大きく、比抵抗が大きい液晶組成物を提供し、さらに、この組成物を含有する液晶表示素子を提供する。
【解決手段】特定構造のフッ素を１つ含む液晶性化合物である第一成分と、特定構造のフッ素を２つ以上含む液晶性化合物である第二成分とを含有する誘電率異方性が負である液晶組成物、およびこの液晶組成物を含有する液晶表示素子。
【解決手段】特定構造のフッ素を１つ含む液晶性化合物である第一成分と、特定構造のフッ素を２つ以上含む液晶性化合物である第二成分とを含有する誘電率異方性が負である液晶組成物、およびこの液晶組成物を含有する液晶表示素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液晶組成物およびこの組成物を含有する液晶表示素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示素子（本発明において液晶表示素子とは液晶表示パネル、液晶表示モジュールの総称を意味する。）は、液晶組成物が有する光学異方性、誘電率異方性などを利用したものであるが、この液晶表示素子の表示モードには、ＰＣ（phase change）モード、ＴＮ（twisted nematic）モード、ＳＴＮ（super twisted nematic）モード、ＢＴＮ（Bistable twisted nematic）モード、ＥＣＢ（electrically controlled birefringence）モー
ド、ＯＣＢ（optically compensated bend）モード、ＩＰＳ（in-plane switching）モード、ＶＡ（vertical alignment）モードなどの様々なモードが知られている。これら表示モードの中でもＥＣＢモード、ＩＰＳモード、ＶＡモードなどはＴＮモード、ＳＴＮモード等の従来の表示モードの欠点である視野角の狭さを改善可能であることが知られている。これら表示モードの液晶表示素子には負の誘電率異方性を有する液晶組成物を使用できる。従来から、この負の誘電率異方性を有する液晶性組成物に含まれる２，３−ジフルオロフェニレンを有する液晶性化合物が検討されている（例えば、特許文献１および２）。また従来から、これら液晶表示素子に使用可能な負の誘電率異方性を有する液晶組成物も検討されている（例えば、特許文献４、５および６）。
【０００３】
特許文献３には、フッ素一置換の液晶性化合物およびそれらの化合物を含有する液晶組成物が開示されている。しかし特許文献３では、正の誘電率異方性を有する液晶組成物しか検討されておらず、負の誘電率異方性を有する液晶組成物については全く検討されていない。特許文献４、５および６には、２，３−ジフルオロフェニレンを有する液晶性化合物とフッ素無置換の液晶性化合物を組み合わせた液晶組成物が開示されている。しかし、それらの組成物は負の誘電率異方性を有さないフッ素無置換の液晶性化合物を含んでいるため、誘電率異方性を負に大きくすることができない場合があった。また、特許文献４および６には、本発明の第一成分に類似のフッ素一置換の液晶性化合物を組み合わせた液晶組成物が開示されている。しかし、実施例等で実際に開示されている組成物は負の誘電率異方性が小さく、またネマチック相の下限温度は明らかにされていない。
【０００４】
なお本明細書中では、「液晶性化合物」とは、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、液晶相を有さないが液晶組成物として有用な化合物の総称を意味する。成分の含有割合は液晶性化合物の全重量に基づいて算出する。この際の液晶性化合物は、下記（Ａ）式で示される化合物である。この化合物は光学活性であってもよい。
【０００５】
【化１】
【０００６】
上記（Ａ）式中、ＲxおよびＲyは、各々独立して、水素、アルキル、アルコキシ、アルコキシアルキル、アルコキシアルコキシ、アシルオキシ、アシルオキシアルキル、アルコキシカルボニル、アルコキシカルボニルアルキル、アルケニル、アルケニルオキシ、アルケニルオキシアルキル、アルコキシアルケニル、アルキニル、アルキニルオキシ、シアノ、−ＮＣＳ、フッ素、または塩素である。これら基において炭素数は１０以下である。炭素数が１〜５の基において任意の水素はフッ素または塩素で置き換えられてもよく、置き
換えられたフッ素と塩素との合計は、１〜１１である。上記（Ａ）式中、環Ｂは、１，４−シクロヘキシレン、１，４−フェニレン、ピラン−２，５−ジイル、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、ピリジン−２，５−ジイル、ピリミジン−２，５−ジイル、デカヒドロナフタレン−２，６−ジイル、１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル、またはナフタレン−２，６−ジイルである。これら環Bにおいて任意の水素は、
フッ素または塩素で置き換えられてもよい。環Ｂにおいて置き換えられたフッ素と塩素との合計は１〜４である。１，４−フェニレンにおいて任意の１つまたは２つの水素は、シアノ、メチル、ジフルオロメチル、またはトリフルオロメチルで置き換えられてもよい。上記（Ａ）式中、Ｙは、単結合、−（ＣＨ2）2−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ2Ｏ
−、−ＯＣＨ2−、−ＣＦ2Ｏ−、−ＯＣＦ2−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−（
ＣＨ2）4−、−（ＣＨ2）3−Ｏ−、−Ｏ−（ＣＨ2）3−、−ＣＨ＝ＣＨ−（ＣＨ2）2−、−（ＣＨ2）2−ＣＨ＝ＣＨ−、−（ＣＨ2）2ＣＦ2Ｏ−、−ＯＣＦ2（ＣＨ2）2−、−（ＣＨ2）2ＣＯＯ−、−（ＣＨ2）2ＯＣＯ−、−ＣＯＯ（ＣＨ2）2−、−ＯＣＯ（ＣＨ2）2−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＯＣ
Ｏ−、−ＣＯＯ−ＣＨ＝ＣＨ−、または、−ＯＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ−である。上記（Ａ）式中、ｎは、１、２、３、または４である。
【特許文献１】特許第２８１１３４２号
【特許文献２】特許第１７６１４９２号
【特許文献３】特開平７−０５３４３２号公報
【特許文献４】独国特許出願公開第１９６０７０４３号明細書
【特許文献５】特表２００４−５３２３４４号公報（国際公開０２／９９０１０号パンフレット）
【特許文献６】特開平１０−１７６１６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ＩＰＳモードおよびＶＡモード等の表示モードの液晶表示素子であっても、ＣＲＴと比較すれば表示素子としてはいまだ問題があり、物性の向上が望まれている。上述したＩＰＳモード、あるいはＶＡモードで表示される液晶表示素子は、主に、負の誘電率異方性を有する液晶組成物を含有しているが、物性をさらに向上させるためには、液晶組成物が以下（１）〜（５）で示す特性を有することが好ましい。すなわち、（１）ネマチック相の温度範囲が広い、（２）粘度が小さい、（３）光学異方性が適切である、（４）誘電率異方性の絶対値が大きい、（５）比抵抗が大きい、ことが好ましい。
【０００８】
ネマチック相の温度範囲は、液晶表示素子を使用する温度範囲に関連をしており、（１）のようにネマチック相の温度範囲が広い液晶組成物を含有する液晶表示素子は、液晶表示素子として使用する温度範囲を広げられる。（２）のように粘度の小さい液晶組成物を含有する液晶表示素子は、応答時間を短くすることができる。液晶表示素子の応答時間が短い場合には、動画表示に好適に使用できる。また、液晶表示素子の液晶セルに液晶組成物を注入する際に、注入時間を短縮し作業性を向上できる。（３）のように光学異方性が適切な液晶組成物を含有する液晶表示素子は、コントラスト比を大きくすることができる。（４）のように誘電率異方性の絶対値が大きい液晶組成物を含有する液晶表示素子は、しきい電圧を下げ、駆動電圧を低くすることができる。そして消費電力が小さくすることができる。（５）のように比抵抗が大きい液晶組成物を含有する液晶表示素子は、電圧保持率を大きくすることができ、コントラスト比を大きくすることができる。したがって、初期に大きな比抵抗を有し、さらに長時間使用したあとでも大きな比抵抗を有する液晶組成物が好ましい。
【０００９】
本発明の目的は、ネマチック相の温度範囲が広く、粘度が小さく、適切な光学異方性を有し、負の誘電率異方性が大きく、比抵抗が大きい液晶組成物を提供することにある。ま
た本発明の他の目的は、これら複数の特性が適切にバランスした液晶組成物を提供することである。さらに本発明の他の目的は、この組成物を含有する液晶表示素子を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、１つの水素がフッ素で置き換えられた特定構造の液晶性化合物とフッ素を２つ以上含む特定構造の液晶性化合物とを含有する液晶組成物が、ネマチック相の温度範囲が広く、粘度が小さく、適切な光学異方性を有し、負の誘電率異方性が大きく、比抵抗が大きいことを見い出し、本発明を完成するに到った。
【００１１】
すなわち、本発明は、以下〔１〕〜〔２１〕に示す構成を有している。
〔１〕：式（１−１）〜式（１−３）で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物である第一成分と、式（２−１）〜式（２−３）で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物である第二成分とを含有する、負の誘電率異方性を有する液晶組成物。
【００１２】
【化２】
【００１３】
式（１−１）〜（１−３）、および式（２−１）〜式（２−３）において、
Ｒ11およびＲ12は独立してアルキル、アルケニル、またはアルコキシであり；
環Ａ11は独立して２−フルオロ−１，４−フェニレンまたは３−フルオロ−１，４−フェニレンであり；
環Ａ12は独立して１，４−シクロヘキシレンまたは１，４−フェニレンであり；
環Ａ13は独立して１，４−シクロヘキシレン、または任意の水素がフッ素、もしくは塩素によって置き換えられてもよい１，４−フェニレンであり；
Ｚ11およびＺ12は独立して単結合、―Ｃ2Ｈ4―、−ＣＨ2Ｏ−、または−ＯＣＨ2−である。
【００１４】
ただし、式（１−２）において、環Ａ11が２−フルオロ−１，４−フェニレン、環Ａ12が１，４−フェニレン、Ｚ11およびＺ12が単結合である化合物、および
式（１−３）において、環Ａ11が３−フルオロ−１，４−フェニレン、環Ａ12が１，４−フェニレン、Ｚ11およびＺ12が単結合である化合物は除く。
【００１５】
〔２〕：式（１−１−１）、式（１−１−２）、式（１−２−１）、式（１−２−２）、式（１−２−３）、および式（１−３−１）で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物である第一成分と、式（２−１−１）、式（２−２−１）、および式（２−３−１）で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物である第二成分とを含有する、負の誘電率異方性を有する液晶組成物。
【００１６】
【化３】
【００１７】
式（１−１−１）、式（１−１−２）、式（１−２−１）、式（１−２−２）、式（１−２−３）、式（１−３−１）、式（２−１−１）、式（２−２−１）、および式（２−３−１）において、Ｒaは独立してアルキル、またはアルケニルであり；Ｒbは独立してアルキル、アルケニル、またはアルコキシであり；
環Ａ21は独立して２−フルオロ−１，４−フェニレン、または３−フルオロ−１，４−フェニレンであり；
環Ａ22は独立して１，４−シクロヘキシレン、または１，４−フェニレンであり；
環Ａ23は独立して１，４−シクロヘキシレン、または任意の水素がフッ素によって置き換えられてもよい１，４−フェニレンであり；
Ｚ21は独立して−ＣＨ2Ｏ−、または−ＯＣＨ2−である。
【００１８】
〔３〕：上記式（１−１−１）、式（１−１−２）、式（１−２−１）、式（１−２−２）、および（１−２−３）で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物である第一成分と、上記式（２−１−１）、式（２−２−１）、および式（２−３−１）
で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物である第二成分とを含有する項〔２〕に記載の液晶組成物。
【００１９】
〔４〕：液晶性化合物の全重量に基づいて、第一成分の含有割合が１０〜８０重量％であり、第二成分の含有割合が２０〜９０重量％である項〔１〕〜〔３〕のいずれか１項に記載の液晶組成物。
【００２０】
〔５〕：式（３−１）〜式（３−３）で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物である第三成分をさらに含有する項〔１〕〜〔３〕のいずれか１項に記載の液晶組成物。
【００２１】
【化４】
【００２２】
式（３−１）〜式（３−３）において、Ｒaは独立してアルキル、またはアルケニルで
あり；Ｒbは独立してアルキル、アルケニル、またはアルコキシであり；Ｒcはアルキル、アルケニル、アルコキシ、またはアルコキシメチルであり；複数の環Ａ22はそれぞれ独立して、１，４−シクロヘキシレン、または１，４−フェニレンであり；環Ａ23は１，４−シクロヘキシレン、または任意の水素がフッ素によって置き換えられてもよい１，４−フェニレンであり；Ｚ22は独立して単結合、−ＣＨ2Ｏ−、−ＯＣＨ2−、または−ＣＯＯ−である。
【００２３】
〔６〕：液晶性化合物の全重量に基づいて、第一成分の含有割合が５〜７５重量％であり、第二成分の含有割合が２０〜８０重量％であり、第三成分の含有割合が５〜４５重量％である項〔５〕に記載の液晶組成物。
【００２４】
〔７〕：式（１−１−１−１）、式（１−１−１−２）、式（１−１−２−１）、式（１−１−２−２）、式（１−２−１−１）、式（１−２−１−２）、式（１−２−２−１）、式（１−２−３−１）、および式（１−２−３−２）で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物である第一成分と、式（２−１−１−１）、式（２−２−１−１）、式（２−２−１−２）、式（２−２−１−３）、式（２−２−１−４）、および式（２−２−１−５）で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物である第二成分とを含有する、負の誘電率異方性を有する液晶組成物。
【００２５】
【化５−Ａ】
【００２６】
【化５−Ｂ】
【００２７】
式（１−１−１−１）、式（１−１−１−２）、式（１−１−２−１）、式（１−１−２−２）、式（１−２−１−１）、式（１−２−１−２）、式（１−２−２−１）、式（１−２−３−１）、式（１−２−３−２）、式（２−１−１−１）、式（２−２−１−１）、式（２−２−１−２）、式（２−２−１−３）、式（２−２−１−４）、および式（２−２−１−５）において、Ｒaは独立してアルキル、またはアルケニルであり；Ｒbは独立してアルキル、アルケニル、またはアルコキシである。
【００２８】
〔８〕：上記式（１−１−１−１）、式（１−１−２−１）、式（１−２−１−１）、および式（１−２−３−１）で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物である第一成分と、上記式（２−１−１−１）、および式（２−２−１−１）〜式（２−２−１−５）で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物である第二成分とを含有する項〔７〕に記載の液晶組成物。
【００２９】
〔９〕：上記式（１−１−１−１）、式（１−１−１−２）、式（１−２−１−１）、式（１−２−１−２）、および式（１−２−２−１）で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物である第一成分と、上記式（２−１−１−１）、および式（２−２−１−１）〜式（２−２−１−５）で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物である第二成分とを含有する項〔７〕に記載の液晶組成物。
【００３０】
〔１０〕：上記式（１−１−１−１）、式（１−１−２−１）、式（１−２−１−１）、および式（１−２−３−１）で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物である第一成分と、上記式（２−１−１−１）、式（２−２−１−１）、および式（２−２−１−２）で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物である第二成分とを含有する項〔７〕に記載の液晶組成物。
【００３１】
〔１１〕：上記式（１−１−２−１）、式（１−１−２−２）、式（１−２−３−１）、および式（１−２−３−２）で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物である第一成分と、上記式（２−１−１−１）、式（２−２−１−１）、および式（２−２−１−２）で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物である第二成分とを含有する項〔７〕に記載の液晶組成物。
【００３２】
〔１２〕：上記式（１−１−２−１）、および式（１−２−３−１）で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物である第一成分と、上記式（２−１−１−１）、式（２−２−１−１）、および式（２−２−１−２）で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物である第二成分とを含有する項〔７〕に記載の液晶組成物。
【００３３】
〔１３〕：液晶性化合物の全重量に基づいて、第一成分の含有割合が３０〜７５重量％であり、第二成分の含有割合が２５〜７０重量％である項〔７〕〜〔１２〕のいずれか１項に記載の液晶組成物。
【００３４】
〔１４〕：式（３−１−１）、式（３−１−２）、式（３−２−１）、式（３−３−１）、および式（３−３−２）で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物である第三成分をさらに含有する項〔７〕〜〔１２〕のいずれか１項に記載の液晶組成物。
【００３５】
【化６】
【００３６】
式（３−１−１）、式（３−１−２）、式（３−２−１）、式（３−３−１）、および式（３−３−２）において、Ｒaは独立してアルキル、またはアルケニルであり；Ｒbは独立してアルキル、アルケニル、またはアルコキシであり；Ｒcは独立してアルキル、アル
ケニル、アルコキシ、またはアルコキシメチルである。
【００３７】
〔１５〕：第三成分が、上記式（３−１−１）、式（３−１−２）、および式（３−２−１）で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物である項〔１４〕に記載の液晶組成物。
【００３８】
〔１６〕：第三成分が、上記式（３−２−１）で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物である項〔１４〕に記載の液晶組成物。
〔１７〕：液晶性化合物の全重量に基づいて、第一成分の含有割合が１０〜６５重量％であり、第二成分の含有割合が２５〜６０重量％であり、第三成分の含有割合が５〜３５重量％である項〔１４〕〜〔１６〕のいずれか１項に記載の液晶組成物。
【００３９】
〔１８〕：液晶性化合物成分が、上記式（１−１−１）、式（１−１−２）、式（１−２−１）、式（１−２−２）、式（１−２−３）、および式（１−３−１）で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物である第一成分と、上記式（２−１−１）、式（２−２−１）、および式（２−３−１）で表される化合物群から選択される少なくとも１つの化合物である第二成分と、上記式（３−１）〜式（３−３）で表される化合物群から選択される少なくとも１つの化合物である第三成分とだけからなる、負の誘電率異方性を有する液晶組成物。
【００４０】
〔１９〕：液晶性化合物成分が、上記式（１−１−１）、式（１−１−２）、式（１−２−１）、式（１−２−２）、式（１−２−３）、および式（１−３−１）で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物である第一成分と、上記式（２−１−１）、式（２−２−１）、および式（２−３−１）で表される化合物群から選択される少なくとも１つの化合物である第二成分とだけからなる、負の誘電率異方性を有する液晶組成物。
【００４１】
〔２０〕：誘電率異方性の値が−６．５〜−２．０の範囲である項〔１〕〜〔１９〕のいずれか１項に記載の液晶組成物。
〔２１〕：光学異方性の値が０．０８０〜０．１２０の範囲である項〔１〕〜〔２０〕のいずれか１項に記載の液晶組成物。
【００４２】
〔２２〕：項〔１〕〜〔２１〕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。
〔２３〕：ＶＡモードまたはＩＰＳモードで表示され、アクティブマトリックス方式で駆動される項〔２２〕に記載の液晶表示素子。
【発明の効果】
【００４３】
本発明の液晶組成物は、ネマチック相の温度範囲が広く、粘度が小さく、適切な光学異方性を有し、負の誘電率異方性が大きく、比抵抗が大きい。また上記組成物は、これら特性のバランスにも優れる。本発明の液晶組成物は、特に光学異方性を０．０８０〜０．１２０の範囲とし、誘電率異方性を−６．５〜−２．０の範囲とすることが可能である。本発明の液晶表示素子は上記液晶組成物を含有しており、電圧保持率が高い。また、この液晶表示素子は、ＶＡモード、ＩＰＳモードなどで表示され、アクティブマトリクス（ＡＭ）方式で駆動する液晶表示素子（以下「ＡＭ素子」ともいう）として好適に使用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４４】
本発明の液晶組成物は、１つの水素がフッ素で置き換えられた特定構造の液晶性化合物である第一成分と、フッ素を２つ以上含む特定構造の液晶性化合物である第二成分と、必要に応じてさらに、特定構造の液晶性化合物である第三成分とを含有している。
【００４５】
以下、まず各成分につき、成分に用いる化合物の構造、成分の特徴および効果、具体例および好ましい態様について説明をする。
〔第一成分〕
本発明の液晶組成物の第一成分は、下記式（１−１）〜式（１−３）で表されるフッ素
を1つ含む少なくとも1つの液晶性化合物である。
【００４６】
【化７】
【００４７】
上記式（１−１）〜式（１−３）において、各々独立して、Ｒ11、Ｒ12、環Ａ11、環Ａ12、Ｚ11、およびＺ12は以下のように定義される。
Ｒ11およびＲ12は独立してアルキル、アルケニル、またはアルコキシである。
【００４８】
上記アルキルの中でも、炭素数が１〜２０のアルキルが好ましく、炭素数が１〜１０のアルキルがより好ましく、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、およびオクチルがさらに好ましく、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、およびヘプチルが特に好ましい。
【００４９】
上記アルケニルの中でも、炭素数が２〜２０のアルケニルが好ましく、炭素数が２〜１０のアルケニルがより好ましく、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、および５−ヘキセニルがさらに好ましく、ビニル、１−プロペニル、３−ブテニル、および３−ペンテニルが特に好ましい。
【００５０】
なお、Ｒ11またはＲ12が上記アルケニルである場合には、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をしている。Ｒ11またはＲ12が、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、または５−ヘキセニル等の二重結合が始まる炭素の位置番号が奇数である場合にはトランス配置が好ましい。Ｒ11またはＲ12が、２−プロペニル、２−ブテニル、２−ペンテニル、４−ペンテニル、２−ヘキセニル、４−ヘキセニル等の二重結合が始まる炭素の位置番号が偶数である場合にはシス配置が好ましい。
【００５１】
上記アルコキシの中でも、炭素数が１〜２０のアルコキシが好ましく、炭素数が１〜１０のアルコキシがより好ましく、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、およびヘプチルオキシがさらに好ましく、メトキシ、エトキシ、およびブトキシが特に好ましい。
【００５２】
環Ａ11は独立して２−フルオロ−１，４−フェニレンまたは３−フルオロ−１，４−フェニレンであり、環Ａ12は独立して１，４−シクロヘキシレンまたは１，４−フェニレンである。Ｚ11およびＺ12は独立して単結合、―Ｃ2Ｈ4―、−ＣＨ2Ｏ−、または−ＯＣＨ2−である。なお、上記式（１−１）〜式（１−３）で表される化合物に含まれる環が１，４−シクロへキシレンである場合には、その立体配置はトランス配置であることが好まし
い。
【００５３】
ただし、式（１−２）において、環Ａ11が２−フルオロ−１，４−フェニレン、環Ａ12が１，４−フェニレン、Ｚ11およびＺ12が単結合である化合物、および式（１−３）において、環Ａ11が３−フルオロ−１，４−フェニレン、環Ａ12が１，４−フェニレン、Ｚ11およびＺ12が単結合である化合物は除く。
【００５４】
上記式（１−１）〜式（１−３）で表される化合物はフッ素を１つだけ含有しており、そのフッ素含有基が、２−フルオロ−１，４−フェニレンまたは３−フルオロ−１，４−フェニレンであることに特徴がある。第一成分である液晶性化合物がこのような構造を有することにより、本発明に係る液晶組成物では、負の誘電率異方性を大きくすること、およびネマチック相の下限温度を低くすることができる。
【００５５】
これら式（１−１）〜式（１−３）で表される化合物の中でも、下記式（１−１−１）、式（１−１−２）、式（１−２−１）〜式（１−２−３）、および式（１−３−１）で表される化合物が好ましい。
【００５６】
【化８】
【００５７】
上記式（１−１−１）、式（１−１−２）、式（１−２−１）、式（１−２−２）、式（１−２−３）、および式（１−３−１）において、各々独立して、Ｒa、Ｒb、環Ａ21、環Ａ22、およびＺ21は以下のように定義される。
【００５８】
Ｒaはアルキル、またはアルケニルである。アルキルおよびアルケニルの好ましい態様
については、Ｒ11の場合と同様である。Ｒbはアルキル、アルケニル、またはアルコキシ
である。アルキル、アルケニル、およびアルコキシの好ましい態様については、Ｒ11の場合と同様である。
【００５９】
環Ａ21は２−フルオロ−１，４−フェニレン、または３−フルオロ−１，４−フェニレンである。また、環Ａ22は１，４−シクロヘキシレン、または１，４−フェニレンである。
【００６０】
Ｚ21は−ＣＨ2Ｏ−、または−ＯＣＨ2−である。
第一成分である液晶性化合物が上記式で表される化合物である場合には、液晶組成物の誘電率異方性をより一層負に大きくすることができ、また、ネマチック相の下限温度を低くすることができる。
【００６１】
これら化合物の中でも上記式（１−１−１）、および式（１−１−２）で表される液晶性化合物は、一般的な液晶性化合物と比較すると、ネマチック相の上限温度は高くはないが、粘度が中程度であり、光学異方性が中程度であり、負の誘電率異方性が中程度であり、比抵抗が大きい点に特徴がある。
【００６２】
これら化合物の中でも上記式（１−２−１）、および式（１−２−２）で表される液晶性化合物は、一般的な液晶性化合物と比較すると、ネマチック相の上限温度は高く、粘度が中程度であり、光学異方性が中程度〜大であり、負の誘電率異方性が中程度であり、比抵抗が大きい点に特徴がある。
【００６３】
これら化合物の中でも上記式（１−２−３）で表される液晶性化合物は、一般的な液晶性化合物と比較すると、ネマチック相の上限温度は高く、粘度が中程度〜大であり、光学異方性が中程度であり、負の誘電率異方性が中程度であり、比抵抗が大きい点に特徴がある。
【００６４】
これら化合物の中でも上記式（１−３−１）で表される液晶性化合物は、一般的な液晶性化合物と比較すると、ネマチック相の上限温度は高く、粘度が中程度〜大であり、光学異方性が中程度〜大であり、負の誘電率異方性が中程度であり、比抵抗が大きい点に特徴がある。
【００６５】
上記式（１−１−１）、式（１−１−２）、式（１−２−１）〜式（１−２−３）、および式（１−３−１）で表される化合物の中でも、式（１−１−１）、式（１−１−２）、および式（１−２−１）〜式（１−２−３）で表される化合物が好ましい。
【００６６】
第一成分である液晶性化合物が上記式で表される化合物である場合には、ネマチック相の温度範囲を広く調整することができ、液晶組成物の誘電率異方性を負に大きくすることができる。
【００６７】
また、上記式（１−１−１）、式（１−１−２）、式（１−２−１）〜式（１−２−３）、および式（１−３−１）で表される化合物の中でも、下記式（１−１−１−１）、式（１−１−１−２）、式（１−１−２−１）、式（１−１−２−２）、式（１−２−１−１）、式（１−２−１−２）、式（１−２−２−１）、式（１−２−３−１）、および式（１−２−３−２）で表される化合物がさらに好ましい。
【００６８】
【化９】
【００６９】
上記式（１−１−１−１）、式（１−１−１−２）、式（１−１−２−１）、式（１−１−２−２）、式（１−２−１−１）、式（１−２−１−２）、式（１−２−２−１）、式（１−２−３−１）、および式（１−２−３−２）において、Ｒaは独立してアルキル
、またはアルケニルであり、これらアルキルおよびアルケニルの好ましい態様については、Ｒ11の場合と同様である。また、Ｒbは独立してアルキル、アルケニル、またはアルコ
キシであり、これらアルキル、アルケニル、およびアルコキシの好ましい態様については、Ｒ11の場合と同様である。
【００７０】
第一成分である液晶性化合物が上記式で表される化合物である場合には、液晶組成物の誘電率異方性を負に大きくすることができる。また、液晶性化合物全重量に対する第一成分の含有割合を変化させることで、ネマチック相の温度範囲を容易に変化させられる。
【００７１】
これら化合物の中でも上記式（１−１−１−１）、式（１−１−２−１）、式（１−２
−１−１）、および式（１−２−３−１）で表される液晶性化合物が好ましく、上記式（１−１−２−１）および式（１−２−３−１）で表される液晶性化合物がより好ましい。第一成分が上記化合物である場合には、特に液晶組成物の誘電率異方性をより負に大きくすることができる。
【００７２】
これら化合物の中でも上記式（１−１−１−１）、式（１−１−１−２）、式（１−２−１−１）、式（１−２−１−２）、および式（１−２−２−１）で表される液晶性化合物である場合には、液晶組成物の粘度をより小さくすることができる。
【００７３】
これら液晶性化合物は、第一成分として、単独で用いても、複数組み合わせて用いてもよい。
〔第二成分〕
本発明の液晶組成物の第二成分は、下記式（２−１）〜式（２−３）で表される少なくとも１つの液晶性化合物である。
【００７４】
【化１０】
【００７５】
上記式（２−１）〜式（２−３）において、Ｒ11、Ｒ12、および環Ａ12は、上記第一成分である式（１−１）〜（１−３）で表される化合物の場合と同様である。上記式（２−１）〜（２−３）において、環Ａ13は、１，４−シクロヘキシレン、または任意の水素がフッ素、もしくは塩素によって置き換えられてもよい１，４−フェニレンである。
【００７６】
上記式（２−１）〜式（２−３）で表される化合物はフッ素を２つ以上含んでおり、フッ素含有基として、２，３−ジフルオロ−１，４−フェニレンを少なくとも１つ有することに特徴がある。第二成分である液晶性化合物がこのような構造を有することにより、本発明に係る液晶組成物では液晶組成物の誘電率異方性を負に大きくすることができる。
【００７７】
これら式（２−１）〜式（２−３）で表される化合物の中でも、下記式（２−１−１）、式（２−２−１）、および式（２−３−１）で表される化合物が好ましい。
【００７８】
【化１１】
【００７９】
上記式（２−１−１）、式（２−２−１）、および式（２−３−１）において、Ｒa、
Ｒb、環Ａ22は、上記第一成分である式（１−１−１）、式（１−１−２）、式（１−２
−１）〜式（１−２−３）、および式（１−３−１）で表される化合物の場合と同様である。上記式（２−１−１）、式（２−２−１）、および式（２−３−１）において、環Ａ23は、１，４−シクロヘキシレン、または任意の水素がフッ素によって置き換えられてもよい１，４−フェニレンである。
【００８０】
第二成分である液晶性化合物が上記式で表される化合物である場合には、液晶組成物の誘電率異方性を負に大きくすることができる。
これら化合物の中でも上記式（２−１−１）で表される液晶性化合物は、一般的な液晶性化合物と比較すると、ネマチック相の上限温度は必ずしも高くはないが、粘度が中程度であり、光学異方性が中程度〜比較的大であり、負の誘電率異方性が中程度〜比較的大であり、比抵抗が大きい点に特徴がある。
【００８１】
これら化合物の中でも上記式（２−２−１）で表される液晶性化合物は、一般的な液晶性化合物と比較すると、ネマチック相の上限温度は中程度〜高く、粘度が中程度〜大であり、光学異方性が中程度〜大であり、負の誘電率異方性が大であり、比抵抗が大きい点に特徴がある。
【００８２】
これら化合物の中でも上記式（２−３−１）で表される液晶性化合物は、一般的な液晶性化合物と比較すると、ネマチック相の上限温度は中程度〜高く、粘度が中程度〜大であり、光学異方性が中程度〜大であり、負の誘電率異方性が大であり、比抵抗が大きい点に特徴がある。
【００８３】
上記式（２−１−１）、式（２−２−１）、および式（２−３−１）で表される化合物の中でも、下記式（２−１−１−１）、式（２−２−１−１）、式（２−２−１−２）、式（２−２−１−３）、式（２−２−１−４）、および式（２−２−１−５）で表される化合物が好ましい。
【００８４】
【化１２】
【００８５】
上記式（２−１−１−１）、式（２−２−１−１）、式（２−２−１−２）、式（２−２−１−３）、式（２−２−１−４）、および式（２−２−１−５）においてＲaは独立
してアルキル、またはアルケニルであり、これらアルキルおよびアルケニルの好ましい態様については、第一成分の式（１−１）〜式（１−３）で表される化合物中のＲ11の場合と同様である。また、Ｒbは独立してアルキル、アルケニルまたはアルコキシであり、こ
れらアルキル、アルケニル、およびアルコキシの好ましい態様については、上記Ｒ11の場合と同様である。
【００８６】
第二成分である液晶性化合物が上記式で表される化合物である場合には、液晶組成物の誘電率異方性を負に大きくできる。また、液晶性化合物全重量に対する第二成分の含有割合を変化させることで、光学異方性を容易に変化させることができる。
【００８７】
これら化合物の中でも、上記式（２−１−１−１）、式（２−２−１−１）、および式（２−２−１−２）で表される化合物が好ましい。第二成分が上記化合物である場合には、液晶組成物のネマチック相の上限温度をより高くし、誘電率異方性を負に大きくすることができる。また、液晶性化合物全重量に対する第二成分の含有割合を変化させることで、光学異方性を容易に変化させることができる。また他の第二成分である、式（２−２−１−３）、式（２−２−１−４）および式（２−２−１−５）等で表される化合物に較べて粘度をより小さくすることができる。
【００８８】
これら液晶性化合物は、第二成分として、単独で用いても、複数組み合わせて用いてもよい。
〔第三成分〕
本発明の液晶組成物は、さらに必要に応じて、下記式（３−１）〜式（３−３）で表さ
れる少なくとも１つの液晶性化合物である第三成分を含有する。
【００８９】
【化１３】
【００９０】
上記式（３−１）〜式（３−３）において、Ｒaは独立してアルキル、またはアルケニ
ルであり、これらアルキルおよびアルケニルの好ましい態様については、第一成分の式（１−１）〜式（１−３）で表される化合物中のＲ11の場合と同様である。また、Ｒbは独
立してアルキル、アルケニル、またはアルコキシであり、これらアルキル、アルケニル、およびアルコキシの好ましい態様については、上記Ｒ11の場合と同様である。
【００９１】
上記式（３−１）〜式（３−３）において、Ｒcはアルキル、アルケニル、アルコキシ
、またはアルコキシメチルある。これらアルキル、アルケニル、およびアルコキシの好ましい態様については、上記Ｒ11の場合と同様である。このアルコキシメチルの中でも、炭素数２〜２０のアルコキシメチルが好ましく、炭素数２〜１０のアルコキシメチルがより好ましく、メトキシメチル、エトキシメチル、プロポキシメチル、ブトキシメチル、およびペンチルオキシメチルがさらに好ましく、メトキシメチルが特に好ましい。
【００９２】
上記式（３−１）〜式（３−３）において、Ｚ22は単結合、−ＣＨ2Ｏ−、−ＯＣＨ2−、または−ＣＯＯ−である。
上記式（３−１）〜式（３−３）において、複数の環Ａ22はそれぞれ独立して、１，４−シクロヘキシレンまたは１，４−フェニレンであり、環Ａ23は１，４−シクロヘキシレン、または任意の水素がフッ素によって置き換えられてもよい１，４−フェニレンである。
【００９３】
第三成分である液晶性化合物がこのような構造を有することにより、本発明に係る液晶組成物の粘度を小さくすることができる。また、液晶性化合物全重量に対する第三成分の含有割合を変化させることで、ネマチック相の上限温度を容易に変化させることができ、光学異方性を容易に変化させることもできる。
【００９４】
これら化合物の中でも上記式（３−１）で表される液晶性化合物は、一般的な液晶性化合物と比較すると、ネマチック相の上限温度はそれほど高くはないが、粘度が小さく、光学異方性が小〜中程度であり、負の誘電率異方性が極めて小さく、比抵抗が大きい点に特徴がある。
【００９５】
これら化合物の中でも上記式（３−２）で表される液晶性化合物は、一般的な液晶性化合物と比較すると、ネマチック相の上限温度は中程度であり、粘度が小さく、光学異方性が中程度であり、負の誘電率異方性が極めて小さく、比抵抗が大きい点に特徴がある。
【００９６】
これら化合物の中でも上記式（３−３）で表される液晶性化合物は、一般的な液晶性化合物と比較すると、ネマチック相の上限温度は極めて高く、粘度が中程度であり、光学異方性が中程度〜大であり、負の誘電率異方性が極めて小さく、比抵抗が大きい点に特徴がある。
【００９７】
上記式（３−１）〜式（３−３）で表される化合物の中でも、下記式（３−１−１）、式（３−１−２）、式（３−２−１）、式（３−３−１）、および式（３−３−２）で表される化合物が好ましい。
【００９８】
【化１４】
【００９９】
Ｒa、Ｒb、およびＲcは、上記（３−１）〜式（３−３）で表される化合物の場合と同
様である。
第三成分である液晶性化合物が上記式で表される化合物である場合には、液晶組成物の粘度をより小さくすることができる。
【０１００】
これら化合物の中でも上記式（３−１−１）、式（３−１−２）、および式（３−２−１）で表される化合物が好ましく、上記式（３−２−１）で表される化合物がより好ましい。第三成分が上記化合物である場合には、液晶組成物の粘度をさらに小さくすることができる。
【０１０１】
これら液晶性化合物は、第三成分として、単独で用いても、複数組み合わせて用いてもよい。
〔液晶性化合物の合成方法〕
以下、本発明に係る液晶組成物に用いる液晶性化合物の合成法を例示する。
【０１０２】
上記式（２−１−１−１）、および式（２−２−１−１）〜式（２−２−１−５）で表される化合物に代表される式（２−１）および式（２−２）で表される化合物は、特許２８１１３４２号公報に記載された方法に基づいて合成をすることができる。
【０１０３】
また、上記式（３−１−１）等で表される化合物に代表される式（３−１）で表される化合物は、特開昭５９−７０６２４号公報、または特開昭６０−１６９４０号公報に記載
された方法に基づいて合成することができる。
【０１０４】
なお、上記文献のみで合成できない化合物については、さらに、オーガニック・シンセシス（Organic Synthesis, John Wiley & Sons, Inc）、オーガニック・リアクション（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
）などに記載された方法に基づいて合成することができる。
【０１０５】
〔液晶組成物（１）〕
以下、組成物の各成分の組合せ、各成分の好ましい割合について説明をする。
本発明の液晶組成物は、上記第一成分と第二成分とを組み合わせることに特徴がある（以下「液晶組成物（１）」ともいう。）。
【０１０６】
これら２成分を組み合わせることにより、組成物の誘電率異方性を負に大きくすること、およびネマチック相の下限温度を低くすることができる。液晶性化合物が第二成分および第三成分だけからなる液晶組成物と比較して、第二成分の含有割合を同じままにして第三成分を第一成分に置き換えた液晶組成物では、誘電率異方性を負に大きくすることができる。また、液晶性化合物が第二成分および第三成分だけからなる液晶組成物は、ネマチック相の下限温度を低く保ちながら組成物の誘電率異方性を負に大きくすることができない場合がある。
【０１０７】
本発明に係る上記液晶組成物（１）の第一成分および第二成分の含有割合は特に制限はされないが、上記液晶組成物（１）中の液晶性化合物の全重量に基づいて、第一成分の含有割合が１０〜８０重量％であり、第二成分の含有割合が２０〜９０重量％であることが好ましく、第一成分の含有割合が３０〜７５重量％であり、第二成分の含有割合が２５〜７０重量％であることがより好ましい。
【０１０８】
第一成分と第二成分との含有割合が上記範囲にある場合には、液晶組成物のネマチック相の温度範囲を広げ、適切な光学異方性にし、適切な範囲の誘電率異方性を有し、粘度を小さくし、さらに比抵抗を大きくすることができる。
【０１０９】
〔液晶組成物（２）〕
本発明に係る液晶組成物では、上記第一成分、第二成分に加えて、さらに上記第三成分を組み合わせたものも好ましい（以下「液晶組成物（２）」ともいう。）。このような組合せとすることによって、組成物の誘電率異方性を負に大きくすること、およびネマチック相の温度範囲を広くすることができる。本発明に係る上記液晶組成物（２）の第一成分、第二成分、および第三成分の含有割合は特に制限はされないが、液晶性化合物の全重量に基づいて、第一成分の含有割合が５〜７５重量％の範囲、第二成分の含有割合が２０〜８０重量％の範囲、第三成分の含有割合が５〜４５重量％の範囲であることが好ましく、第一成分の含有割合が１０〜６５重量％の範囲、第二成分の含有割合が２５〜６０重量％の範囲、第三成分の含有割合が５〜３５重量％の範囲であることがより好ましい。
【０１１０】
上記液晶組成物（２）の第一成分、第二成分、および第三成分の含有割合が上記範囲にある場合には、液晶組成物のネマチック相の温度範囲を広げ、適切な光学異方性にし、適切な範囲の誘電率異方性を有し、粘度を小さくし、さらに比抵抗を大きくすることができる。
【０１１１】
〔液晶組成物の態様等〕
本発明に係る液晶組成物では、上記第一成分、第二成分、および必要に応じて添加する第三成分である液晶性化合物に加えて、例えば液晶組成物の特性を調整する目的で、さら
に他の液晶性化合物を添加して使用する場合がある。また、例えばコストの観点から、本発明の液晶組成物では、上記第一成分、第二成分、および必要に応じて添加する第三成分である液晶性化合物以外の液晶性化合物は添加せずに使用する場合もある。
【０１１２】
また本発明に係る液晶組成物には、さらに、光学活性化合物、色素、消泡剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤等の添加物を添加してもよい。
光学活性化合物を本発明に係る液晶組成物に添加した場合には、液晶にらせん構造を誘起して、ねじれ角を与えることなどができる。
【０１１３】
色素を本発明に係る液晶組成物に添加した場合には、液晶組成物をＧＨ（Guest host）モードで表示される液晶表示素子に適用することなどが可能となる。
消泡剤を本発明に係る液晶組成物に添加した場合には、液晶組成物の運搬中、あるいは液晶表示素子を製造工程中で、該液晶組成物からの発泡を抑制することなどが可能となる。
【０１１４】
紫外線吸収剤、あるいは酸化防止剤を本発明に係る液晶組成物に添加した場合には、液晶組成物や該液晶組成物を含有する液晶表示素子の劣化を防止することなどが可能となる。例えば酸化防止剤は、液晶組成物を加熱したときに比抵抗の低下を抑制できる。
【０１１５】
上記紫外線吸収剤としては、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤、ベンゾエート系紫外線吸収剤、トリアゾール系紫外線吸収剤などを挙げられる。
ベンゾフェノン系紫外線吸収剤の具体例は、２−ヒドロキシ−４−オクトキシベンゾフェノンである。
【０１１６】
ベンゾエート系紫外線吸収剤の具体例は、２，４−ジ−t−ブチルフェニル−３，５−
ジ−t−ブチル−４−ヒドロキシベンゾエートである。
トリアゾール系紫外線吸収剤の具体例は、２−（２−ヒドロキシ−５−メチルフェニル）ベンゾトリアゾール、２−［２−ヒドロキシ−３−（３，４，５，６−テトラヒドロキシフタルイミド−メチル）−５−メチルフェニル］ベンゾトリアゾール、および２−（３−t−ブチル−２−ヒドロキシ−５−メチルフェニル）−５−クロロベンゾトリアゾー
ルである。
【０１１７】
上記酸化防止剤としては、フェノール系酸化防止剤、有機硫黄系酸化防止剤などを挙げられる。
フェノール系酸化防止剤の具体例は、３，５−ジ−t−ブチル−４−ヒドロキシトルエ
ン、２，２'−メチレンビス（６−t−ブチルー４−メチルフェノール）、４，４'−ブチ
リデンビス（６−t−ブチル−３−メチルフェノール）、２，６−ジ−t−ブチル−４−（２−オクタデシルオキシカルボニル）エチルフェノール、およびペンタエリスリトールテトラキス［３−（３，５−ジ−t−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］
である。
【０１１８】
有機硫黄系酸化防止剤の具体例は、ジラウリル−３，３'−チオプロピオネート、ジミ
リスチル−３，３'−チオプロピオネート、ジステアリル−３，３'−チオプロピオネート、ペンタエリスリトールテトラキス（３−ラウリルチオプロピオネート）、および２−メルカプトベンズイミダゾールである。
【０１１９】
紫外線吸収剤、酸化防止剤などに代表される上記添加物は、本発明の目的を損なわず、かつ添加物を添加する目的を達成できる範囲の量を添加して用いることができる。例えば、上記紫外線吸収剤を添加する場合には、その添加割合は、液晶性化合物の全重量に基づいて、通常１００ｐｐｍ〜１００００００ｐｐｍの範囲の量、好ましくは１００〜１００
００ｐｐｍの範囲の量、より好ましくは１０００〜１００００ｐｐｍの範囲の量である。例えば、上記酸化防止剤を添加する場合には、その添加割合は、液晶性化合物の全重量に基づいて、通常１０ｐｐｍ〜５００ｐｐｍの範囲の量、好ましくは３０〜３００ｐｐｍの範囲の量、より好ましくは４０〜２００ｐｐｍの範囲の量である。
【０１２０】
なお、本発明に係る液晶組成物は、液晶組成物を構成する各化合物の合成工程、液晶組成物の調製工程等において混入する合成原料、副生成物、反応溶媒、合成触媒等の不純物を含んでいる場合もある。
【０１２１】
〔液晶組成物の製造方法〕
本発明に係る液晶組成物は、例えば、各成分となる化合物が液体の場合には、それぞれの化合物を混合し振とうさせることにより、また固体を含む場合には、それぞれの化合物を混合し、加熱溶解によってお互い液体にしてから振とうさせることにより調製できる。また、本発明に係る液晶組成物はその他の公知の方法により調製できる。
【０１２２】
〔液晶組成物の特性〕
本発明に係る液晶組成物では、通常、０．０８０〜０．１２０の範囲の光学異方性を有する。なお、本発明に係る液晶組成物では、組成等を適宜調整することで、光学異方性を０．０５０〜０．１８０の範囲、０．０５０〜０．２００の範囲とすることもできる。
【０１２３】
また、本発明に係る液晶組成物では、通常、−６．５〜−２．０の範囲の誘電率異方性、好ましくは、−５．０〜−２．５の範囲の誘電率異方性を有する液晶組成物を得ることができる。上記数値範囲にある液晶組成物は、ＩＰＳモード、およびＶＡモードで表示される液晶表示素子として好適に使用することができる。
【０１２４】
本発明に係る液晶組成物では、通常、上記数値範囲の光学異方性、および上記数値範囲の誘電率異方性の両方を有する液晶組成物を得ることができる。
また、ＶＡモード、ＩＰＳモードで表示される液晶表示素子のコントラスト比を最大にするために、液晶組成物の光学異方性（Δｎ）と液晶表示素子のセルギャップ（ｄ）との積の値（Δｎ・ｄ）を一定値とするように設計する。ＶＡモードでは、この値（Δｎ・ｄ）を例えば０．３０〜０．３５μｍの範囲とすることが好ましく、ＩＰＳモードでは、例えば０．２０〜０．３０μｍの範囲とすることが好ましい。なお、セルギャップ（ｄ）は通常３〜６μｍであるので、コントラスト比を最大とするためには液晶組成物の光学異方性は、例えば０．０５〜０．１１の範囲であることが好ましい。セルギャップ（ｄ）が３μｍ以下である場合には、液晶組成物の光学異方性は、０．１０〜０．１１の範囲より大きいことが好ましい。
【０１２５】
〔液晶表示素子〕
本発明に係る液晶組成物は液晶表示素子に用いることができる。本発明に係る液晶表示素子は、ＡＭ方式、パッシブマトリクス（ＰＭ）方式のいずれで駆動をしてもよいし、ＰＣモード、ＴＮモード、ＳＴＮモード、ＯＣＢモード、ＶＡモード、ＩＰＳモード等のいずれの表示モードで表示されてもよい。これらＡＭ方式、およびＰＭ方式で駆動する液晶表示素子は、反射型、透過型、半透過型、いずれの液晶ディスプレイ等にも適用ができる。
【０１２６】
また、本発明に係る液晶組成物は、導電剤を添加させた液晶組成物を用いたＤＳ（dynamic scattering）モード素子や、液晶組成物をマイクロカプセル化して作製したＮＣＡＰ（nematic curvilinear aligned phase）素子や、液晶組成物中に三次元の網目状高分子
を形成させたＰＤ（polymer dispersed）素子、例えばＰＮ（polymer network）素子にも使用できる。
【０１２７】
本発明に係る液晶組成物は上述のような特性を有するので、中でも負の誘電率異方性を利用した表示モード、例えば、ＶＡモード、ＩＰＳモードなどで表示するＡＭ方式の液晶表示素子に好適に用いることができ、特に、ＶＡモードで表示するＡＭ方式の液晶表示素子に好適に用いることができる。
【０１２８】
なお、ＴＮモード、ＶＡモード等で表示する液晶表示素子においては、電場の方向は、液晶層に対して垂直である。一方、ＩＰＳモード等で表示する液晶表示素子においては、電場の方向は、液晶層に対して平行である。ＶＡモードで表示する液晶表示素子の構造は、K. Ohmuro, S. Kataoka, T. Sasaki and Y. Koike, SID '97 Digest of Technical Papers, 28, 845 (1997)に報告されており、ＩＰＳモードで表示する液晶表示素子の構造は
、国際公開９１／１０９３６号パンフレット（ファミリー：ＵＳ５５７６８６７）に報告されている。
【０１２９】
〔実施例〕
以下、本発明で得られる液晶組成物を実施例により詳細に説明する。なお、実施例で用いる液晶性化合物は、下記表１の定義に基づいて記号により表す。なお、表１中、１，４−シクロへキシレンの立体配置はトランス配置である。各化合物の割合（百分率）は、特に断りのない限り、液晶性化合物の全重量に基づいた重量百分率（重量％）である。各実施例の最後に得られた液晶組成物の特性値を示す。
【０１３０】
なお、各実施例で使用する液晶性化合物の部分に記載した番号は、上述した本発明の第一成分から第三成分に用いる液晶性化合物を示す式番号に対応をしており、式番号を記載せずに、単に「−」と記載をしている場合には、この化合物はこれら成分には対応をしていないその他の液晶性化合物であることを意味している。
【０１３１】
化合物の記号による表記方法を以下に示す。
【０１３２】
【表１】
【０１３３】
特性値の測定は以下の方法にしたがって行った。これら測定方法の多くは、日本電子機械工業会規格（Standard of Electric Industries Association of Japan）ＥＩＡＪ・ＥＤ−２５２１Ａに記載された方法、またはこれを修飾した方法である。
【０１３４】
（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。以下、ネマチック相の上限温度を「上限温度」と略することがある。
【０１３５】
（２）ネマチック相の下限温度（Ｔｃ；℃）
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、Ｔｃを≦−２０℃と記載した。以下、ネマチック相の下限温度を「下限温度」と略すことがある。
【０１３６】
（３）光学異方性（Δｎ；２５℃で測定）
波長が５８９ｎｍである光を用い、接眼鏡に偏光板を取り付けたアッベ屈折計により測定した。まず、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。そして、偏光の方向がラビングの方向と平行であるときの屈折率（ｎ‖）、および偏光の方向がラビングの方向と垂直であるときの屈折率（ｎ⊥）を測定した。光学異方性の値（Δｎ）は、
（Δｎ）＝（ｎ‖）−（ｎ⊥）
の式から算出した。
【０１３７】
（４）粘度（η；２０℃で測定；ｍＰａ・ｓ）
測定にはＥ型粘度計を用いた。
（５）誘電率異方性（Δε；２５℃で測定）
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枚のガラス基板から、間隔（セルギャップ）が２０μｍであるＶＡ素子を組み立てた。
【０１３８】
同様の方法で、ガラス基板にポリイミドの配向膜を調製した。得られたガラス基板の配向膜にラビング処理をした後、２枚のガラス基板の間隔が９μｍであり、ツイスト角が８０度であるＴＮ素子を組み立てた。
【０１３９】
得られたＶＡ素子に試料（液晶組成物）を入れ、０．５Ｖ（１ｋＨｚ、サイン波）を印加して、液晶分子の長軸方向における誘電率（ε‖）を測定した。
また、得られたＴＮ素子に試料（液晶組成物）を入れ、０．５Ｖ（１ｋＨｚ、サイン波）を印加して、液晶分子の短軸方向における誘電率（ε⊥）を測定した。
【０１４０】
誘電率異方性の値は、（Δε）＝（ε‖）−（ε⊥）の式から算出した。
この値が負である組成物が、負の誘電率異方性を有する組成物である。
（６）電圧保持率（ＶＨＲ；２５℃と１００℃で測定；％）
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）が６μｍであるセルに試料を入れてＴＮ素子を作製した。２５℃において、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。ＴＮ素子に印加した電圧の波形を陰極線オシロスコープで観測し、単位周期（１６．７ミリ秒）における電圧曲線と横軸との間の面積を求めた。ＴＮ素子を取り除いたあと印加した電圧の波形から同様にして面積を求めた。電圧保持率（％）の値は、
（電圧保持率）＝（ＴＮ素子がある場合の面積値）／（ＴＮ素子がない場合の面積値）×１００
の式から算出した。
【０１４１】
このようにして得られた電圧保持率を「ＶＨＲ−１」として示した。つぎに、このＴＮ素子を１００℃、２５０時間加熱した。このＴＮ素子を２５℃に戻したあと、上述した方法と同様の方法により電圧保持率を測定した。この加熱試験をした後に得た電圧保持率を
「ＶＨＲ−２」として示した。なお、この加熱テストは促進試験であり、ＴＮ素子の長時間耐久試験に対応する試験である。
【０１４２】
（７）ガスクロ分析
測定装置は、島津製作所製のＧＣ−１４Ｂ型ガスクロマトグラフ、またはその同等の測定機器を用いた。カラムは、島津製作所製のキャピラリーカラムＣＢＰ１−Ｍ２５−０２５（長さ２５ｍ、内径０．２２ｍｍ、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。キャリアーガスとしてはヘリウムを用い、流量は２ｍｌ／分に調整した。このカラムは、２００℃で２分間保持した後、５℃／分の割合で２８０℃まで昇温した。試料気化室の温度を２８０℃、検出器（ＦＩＤ）部分の温度を３００℃に設定した。
【０１４３】
試料はアセトンに溶解して、０．１重量％の溶液となるように調製し、得られた溶液１μｌを試料気化室に注入した。
記録計としては島津製作所製のＣ−Ｒ５Ａ型Chromatopac、またはその同等品を用いた
。得られたガスクロマトグラムには、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値が示されている。
【０１４４】
なお、試料の希釈溶媒としては、例えば、クロロホルム、ヘキサンを用いてもよい。また、カラムとしては、Agilent Technologies Inc.製のキャピラリーカラムＤＢ−１（長
さ３０ｍ、内径０．３２ｍｍ、膜厚０．２５μｍ）、Agilent Technologies Inc.製のＨ
Ｐ−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）などを用い
てもよい。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ーカラムＣＢＰ１−Ｍ５０−０２５（長さ５０ｍ、内径０．２５ｍｍ、膜厚０．２５μｍ）を用いてもよい。
【０１４５】
ガスクロマトグラムにおけるピークの面積比は成分化合物の割合に相当する。一般には、試料の成分化合物の重量％は、試料の各ピークの面積％とは完全に同一ではないが、本発明において、上述のカラムを用いる場合には、実質的に補正係数は１であるので、試料中の成分化合物の重量％は、試料中の各ピークの面積％とほぼ対応する。各成分の液晶性化合物における補正係数に大きな差異がないからである。ガスクロクロマトグラムにより液晶組成物中の液晶化合物の組成比をより正確に求めるには、ガスクロマトグラムによる内部標準法を用いる。一定量正確に秤量された各液晶化合物成分（被検成分）と基準となる液晶化合物（基準物質）を同時にガスクロ測定して、得られた被検成分のピークと基準物質のピークとの面積比の相対強度をあらかじめ算出する。基準物質に対する各成分のピーク面積の相対強度を用いて補正すると、液晶組成物中の液晶化合物の組成比をガスクロ分析からより正確に求めることができる。
【０１４６】
〔比較例１〕
本発明の第二成分および第三成分を含有する以下の組成物を調合し、上述した方法により各特性値を測定した。
３−ＨＢ（２Ｆ,３Ｆ）−Ｏ２ （２−１−１−１） １４％
５−ＨＢ（２Ｆ,３Ｆ）−Ｏ２ （２−１−１−１） １４％
３−ＨＨＢ（２Ｆ,３Ｆ）−Ｏ２ （２−２−１−１） １１％
５−ＨＨＢ（２Ｆ,３Ｆ）−Ｏ２ （２−２−１−１） １１％
２−ＨＨＢ（２Ｆ,３Ｆ）−１ （２−２−１−１） １０％
３−ＨＨＢ（２Ｆ,３Ｆ）−１ （２−２−１−１） １０％
３−ＨＨ−４ （３−１−１） ７％
３−ＨＨ−５ （３−１−１） ７％
３−ＨＢ−Ｏ１ （３−１−２） ８％
５−ＨＢ−３ （３−１−２） ８％
ＮＩ＝６８．９℃；Ｔｃ≦−１０℃；Δｎ＝０．０８１；Δε＝−３．３；
ＶＨＲ−１＝９９．３％．
【実施例１】
【０１４７】
以下の組成物を調合し、上述した方法により各特性値を測定した。
３−ＨＢ（２Ｆ）−Ｏ２ （１−１−１−１） ８％
３−ＨＢ（３Ｆ）−Ｏ２ （１−１−１−２） ８％
３−ＨＨＢ（２Ｆ）−Ｏ２ （１−２−１−１） ７％
３−ＨＨＢ（３Ｆ）−Ｏ２ （１−２−１−２） ７％
３−ＨＢ（２Ｆ,３Ｆ）−Ｏ２ （２−１−１−１） １４％
５−ＨＢ（２Ｆ,３Ｆ）−Ｏ２ （２−１−１−１） １４％
３−ＨＨＢ（２Ｆ,３Ｆ）−Ｏ２ （２−２−１−１） １１％
５−ＨＨＢ（２Ｆ,３Ｆ）−Ｏ２ （２−２−１−１） １１％
２−ＨＨＢ（２Ｆ,３Ｆ）−１ （２−２−１−１） １０％
３−ＨＨＢ（２Ｆ,３Ｆ）−１ （２−２−１−１） １０％
ＮＩ＝８４．３℃；Ｔｃ≦−１０℃；Δｎ＝０．０９６；Δε＝−４．３；
η＝３８．８ｍＰａ・ｓ；ＶＨＲ−１＝９９．３％．
比較例１の組成物において、第三成分のハロゲン無置換の液晶性化合物を第一成分のフッ素１置換化合物に置き換えた。比較例１と較べて、この実施例１の組成物の下限温度は同等であるが、上限温度が高く、Δεが負に大きく、また大きな電圧保持率を有する。第一成分および第二成分の組合せによりネマチック相の温度範囲を広くすることができ、またΔεを負に大きくすることができた。
【実施例２】
【０１４８】
以下の組成物を調合し、上述した方法により各特性値を測定した。
３−ＨＢ（２Ｆ）−３ （１−１−１−１） ８％
３−ＨＢ（２Ｆ）−Ｏ２ （１−１−１−１） ８％
３−ＨＨＢ（２Ｆ）−Ｏ２ （１−２−１−１） ６％
３−ＨＨＢ（２Ｆ）−１ （１−２−１−１） ６％
３−ＨＨＢ（３Ｆ）−Ｏ２ （１−２−１−２） ７％
３−ＨＨＢ（３Ｆ）−１ （１−２−１−２） ８％
３−Ｈ１ＯＢ（２Ｆ）−Ｏ２ （１−１−２−１） ６％
３−Ｈ１ＯＢ（３Ｆ）−３ （１−１−２−２） ６％
３−Ｈ１ＯＢ（３Ｆ）−Ｏ２ （１−１−２−２） ６％
３−Ｈ１ＯＢ（２Ｆ）Ｈ−３ （１−３−１） ７％
３−Ｈ１ＯＢ（２Ｆ）Ｈ−Ｏ２ （１−３−１） ７％
３−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ （２−１−１−１） ５％
３−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ４ （２−１−１−１） ５％
５Ｏ−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−１ （２−２−１−１） ５％
３−ＨＢ（２Ｆ）Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ （２−２−１−３） ５％
３−ＨＢ（３Ｆ）Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ （２−２−１−４） ５％
ＮＩ＝７１．２℃；Ｔｃ≦−２０℃；Δｎ＝０．０８７；Δε＝−３．３；
η＝２８．４ｍＰａ・ｓ。
比較例１と較べて、この実施例２の組成物は上限温度が高く、下限温度が≦−２０℃と低く、ネマチック相の温度範囲を広くすることができた。
【実施例３】
【０１４９】
以下の組成物を調合し、上述した方法により各特性値を測定した。
３−ＨＢ（３Ｆ）−３ （１−１−１−２） １０％
３−ＨＢ（３Ｆ）−Ｏ２ （１−１−１−２） １０％
３−Ｈ１ＯＢ（２Ｆ）Ｈ−３ （１−３−１） ７％
３−Ｈ１ＯＢ（２Ｆ）Ｈ−Ｏ２ （１−３−１） ８％
３−Ｈ１ＯＢ（２Ｆ）Ｂ−３ （１−３−１） ８％
３−Ｈ１ＯＢ（２Ｆ）Ｂ−Ｏ２ （１−３−１） ７％
３−ＨＨ１ＯＢ（２Ｆ）−Ｏ２ （１−２−３−１） ５％
３−ＨＨ１ＯＢ（２Ｆ）−１ （１−２−３−１） ５％
５−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ （２−１−１−１） ５％
５−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ４ （２−１−１−１） ５％
３−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−１ （２−２−１−１） ５％
３−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−２ （２−２−１−１） ５％
３−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ （２−２−１−１） ７％
５−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ （２−２−１−１） ８％
５−ＨＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ （２−２−１−２） ５％
ＮＩ＝９８．１℃；Ｔｃ≦−２０℃；Δｎ＝０．１０８；Δε＝−３．４；
η＝３２．５ｍＰａ・ｓ。
比較例１に較べて、この実施例３の組成物は上限温度が高く、下限温度が≦−２０℃と低く、ネマチック相の温度範囲を広くすることができた。
【実施例４】
【０１５０】
以下の組成物を調合し、上述した方法により各特性値を測定した。
３−ＨＨＢ（２Ｆ）−Ｏ２ （１−２−１−１） ５％
３−ＨＨＢ（３Ｆ）−１ （１−２−１−２） ５％
３−ＨＨＢ（３Ｆ）−Ｏ２ （１−２−１−２） ５％
３−ＨＨ１ＯＢ（２Ｆ）−１ （１−２−３−１） ７％
３−ＨＨ１ＯＢ（２Ｆ）−Ｏ２ （１−２−３−１） ７％
２Ｏ−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−１ （２−２−１−１） ７％
３−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ （２−２−１−１） ７％
５−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ （２−２−１−１） ６％
５Ｏ−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−１ （２−２−１−１） ７％
３−ＨＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ （２−２−１−２） ８％
５−ＨＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ （２−２−１−２） ８％
３−ＨＢ−Ｏ２ （３−１−２） ７％
５−ＨＢ−Ｏ２ （３−１−２） ７％
５−ＨＢ−３ （３−１−２） ７％
７−ＨＢ−１ （３−１−２） ７％
ＮＩ＝１０２．８℃；Ｔｃ≦−２０℃；Δｎ＝０．０９８；Δε＝−３．１；
η＝２７．７ｍＰａ・ｓ；ＶＨＲ−１＝９９．２％。
比較例１に較べて、この実施例４の組成物は上限温度が高く、下限温度が≦−２０℃と低く、ネマチック相の温度範囲を広くすることができた。またこの組成物は、大きな電圧保持率を有する。
【実施例５】
【０１５１】
以下の組成物を調合し、上述した方法により各特性値を測定した。
３−ＨＢ（２Ｆ）−Ｏ２ （１−１−１−１） ７％
３−ＨＨＢ（３Ｆ）−１ （１−２−１−２） ６％
３−Ｈ１ＯＢ（３Ｆ）−３ （１−１−２−２） ７％
３−Ｈ１ＯＢ（３Ｆ）−Ｏ２ （１−１−２−２） ６％
３−Ｈ１ＯＢ（２Ｆ）Ｈ−３ （１−３−１） ６％
３−Ｈ１ＯＢ（２Ｆ）Ｂ−３ （１−３−１） ５％
３−Ｈ１ＯＢ（２Ｆ）Ｂ−Ｏ２ （１−３−１） ５％
３−ＨＨ１ＯＢ（２Ｆ）−Ｏ２ （１−２−３−１） ５％
３−ＨＨ１ＯＢ（２Ｆ）−１ （１−２−３−１） ５％
３−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ１ （２−２−１−１） ５％
３−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ （２−２−１−１） ７％
５−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ （２−２−１−１） ８％
５−ＨＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ （２−２−１−２） ８％
３−ＨＨ−４ （３−１−１） ７％
３−ＨＢ−Ｏ２ （３−１−２） ６％
５−ＨＢ−３ （３−１−２） ７％
ＮＩ＝９０．５℃；Ｔｃ≦−２０℃；Δｎ＝０．０９８；Δε＝−２．７；
η＝２７．５ｍＰａ・ｓ。
比較例１と較べて、この実施例５の組成物は上限温度が高く、下限温度が≦−２０℃と低く、ネマチック相の温度範囲を広くすることができた。
【実施例６】
【０１５２】
以下の組成物を調合し、上述した方法により各特性値を測定した。
３−ＨＢ（３Ｆ）−３ （１−１−１−２） ８％
３−ＨＢ（３Ｆ）−Ｏ２ （１−１−１−２） ８％
３−ＨＨＢ（３Ｆ）−Ｏ２ （１−２−１−２） ５％
３−ＨＨＢ（３Ｆ）−１ （１−２−１−２） ５％
３−Ｈ１ＯＢ（２Ｆ）−３ （１−１−２−１） ７％
３−Ｈ１ＯＢ（２Ｆ）Ｈ−３ （１−３−１） ７％
３−Ｈ１ＯＢ（２Ｆ）Ｈ−Ｏ２ （１−３−１） ７％
３−ＨＨ１ＯＢ（２Ｆ）−Ｏ２ （１−２−３−１） ５％
３−ＨＨ１ＯＢ（２Ｆ）−１ （１−２−３−１） ５％
３−ＨＢ１ＯＢ（２Ｆ）−Ｏ２ （１−２−３） ５％
３−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ （２−１−１−１） ８％
３−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ４ （２−１−１−１） ８％
３−ＨＢ（２Ｆ）Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ （２−２−１−３） ７％
３−ＨＢ（３Ｆ）Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ （２−２−１−４） ７％
１Ｏ１−ＨＢＢＨ−３ （３−３−１） ５％
１Ｏ１−ＨＢＢＨ−５ （３−３−１） ３％
ＮＩ＝８５．３℃；Ｔｃ≦−２０℃；Δｎ＝０．１００；Δε＝−３．５；
η＝３２．４ｍＰａ・ｓ。
比較例１と較べて、この実施例６の組成物は上限温度が高く、下限温度が≦−２０℃と低く、ネマチック相の温度範囲を広くすることができた。
【実施例７】
【０１５３】
以下の組成物を調合し、上述した方法により各特性値を測定した。
３−ＨＢ（２Ｆ）−Ｏ２ （１−１−１−１） ５％
３−ＨＨＢ（３Ｆ）−Ｏ２ （１−２−１−２） ３％
３−ＨＢＢ（３Ｆ）−Ｏ２ （１−２−２−１） ５％
３−Ｈ１ＯＢ（３Ｆ）−３ （１−１−２−２） ６％
３−Ｈ１ＯＢ（２Ｆ）Ｈ−Ｏ２ （１−３−１） ５％
３−Ｈ１ＯＢ（２Ｆ）Ｂ−Ｏ２ （１−３−１） ６％
３−ＨＢ１ＯＢ（２Ｆ）−Ｏ２ （１−２−３） ５％
３−ＨＢ１ＯＢ（２Ｆ）−１ （１−２−３） ５％
３−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ （２−１−１−１） ５％
３−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ４ （２−１−１−１） ６％
２Ｏ−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−１ （２−２−１−１） ３％
３−ＨＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ （２−２−１−２） ７％
５−ＨＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ （２−２−１−２） ７％
３−ＨＢ（３Ｆ）Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ （２−２−１−４） ７％
３−ＨＨ−４ （３−１−１） ８％
５−ＨＢ−３ （３−１−２） ７％
３−ＨＨＢ−３ （３−２−１） ５％
３−ＨＨＢ−Ｏ１ （３−２−１） ５％
ＮＩ＝９１．０℃；Ｔｃ≦−２０℃；Δｎ＝０．１０８；Δε＝−３．４；
η＝２８．１ｍＰ・ｓ。
比較例１と較べて、この実施例７の組成物は上限温度が高く、下限温度が≦−２０℃と低く、ネマチック相の温度範囲を広くすることができた。
【実施例８】
【０１５４】
以下の組成物を調合し、上述した方法により各特性値を測定した。
３−ＨＢ（２Ｆ）−３ （１−１−１−１） １０％
３−ＨＢ（２Ｆ）−Ｏ２ （１−１−１−１） １０％
３−ＨＨＢ（２Ｆ）−Ｏ２ （１−２−１−１） ７％
３−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ （２−１−１−１） １０％
３−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ４ （２−１−１−１） １０％
３−ＨＢ（２Ｆ）Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ （２−２−１−３） ８％
３−ＨＢ（３Ｆ）Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ （２−２−１−４） ７％
３−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ （２−２−１−５） ７％
３−ＨＢ−Ｏ２ （３−１−２） ８％
５−ＨＢ−Ｏ２ （３−１−２） ８％
５−ＨＢＢ（３Ｆ）Ｂ−２ （３−３−２） ５％
５−ＨＢＢ（３Ｆ）Ｂ−Ｏ２ （３−３−２） ５％
５−ＨＢＢ（３Ｆ）Ｂ−３ （３−３−２） ５％
ＮＩ＝８０．３℃；Ｔｃ≦−２０℃；Δｎ＝０．１１６；Δε＝−４．３；
η＝３４．１ｍＰａ・ｓ。
比較例１と較べて、この実施例８の組成物は上限温度が高く、下限温度が≦−２０℃と低く、Δεが負に大きい。
【実施例９】
【０１５５】
以下の組成物を調合し、上述した方法により各特性値を測定した。
３−ＨＢ１ＯＢ（２Ｆ）−Ｏ２ （１−２−３） ６％
３−ＨＢ１ＯＢ（２Ｆ）−１ （１−２−３） ６％
３−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ （２−１−１−１） １１％
３−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ４ （２−１−１−１） １０％
５−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ （２−１−１−１） １０％
５−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ４ （２−１−１−１） ９％
３−ＨＢ（２Ｆ）Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ （２−２−１−３） ７％
３−ＨＢ（３Ｆ）Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ （２−２−１−４） ７％
３−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ （２−２−１−５） ６％
Ｖ−ＨＨＢ−１ （３−２−１） ８％
Ｖ２−ＨＨＢ−１ （３−２−１） ８％
１Ｏ１−ＨＢＢＨ−４ （３−３−１） ５％
１Ｏ１−ＨＢＢＨ−５ （３−３−１） ４％
５−ＨＢＢ（３Ｆ）Ｂ−２ （３−３−２） ３％
ＮＩ＝９１．８℃；Ｔｃ≦−２０℃；Δｎ＝０．１１０；Δε＝−４．１；
η＝３６．７ｍＰａ・ｓ。
比較例１と較べて、この実施例９の組成物は上限温度が高く、下限温度が≦−２０℃であり、Δεが負に大きい。
【実施例１０】
【０１５６】
以下の組成物を調合し、上述した方法により各特性値を測定した。
３−ＨＢ（３Ｆ）−３ （１−１−１−２） １０％
３−ＨＢ（３Ｆ）−Ｏ２ （１−１−１−２） ８％
３−ＨＨＢ（２Ｆ）−１ （１−２−１−１） ５％
３−ＨＨＢ（３Ｆ）−Ｏ２ （１−２−１−２） ５％
３−ＨＨＢ（３Ｆ）−１ （１−２−１−２） ５％
３−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ （２−１−１−１） ５％
３−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ４ （２−１−１−１） ５％
３−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ （２−２−１−１） ５％
５−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ （２−２−１−１） ３％
３−ＨＢ（２Ｆ）Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ （２−２−１−３） ８％
３−ＨＢ（３Ｆ）Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ （２−２−１−４） ８％
２−ＨＨ−５ （３−１−１） ５％
３−ＨＨ−４ （３−１−１） １２％
３−ＨＨＢ−３ （３−２−１） ５％
３−ＨＨＢ−Ｏ１ （３−２−１） ３％
５−ＨＢＢ（３Ｆ）Ｂ−２ （３−３−２） ３％
５−ＨＢＢ（３Ｆ）Ｂ−Ｏ２ （３−３−２） ５％
ＮＩ＝９４．３℃；Ｔｃ≦−２０℃；Δｎ＝０．０９６；Δε＝−３．４；
η＝３１．５ｍＰａ・ｓ。
比較例１と較べて、この実施例１０の組成物は上限温度が高く、下限温度が≦−２０℃と低く、ネマチック相の温度範囲を広くすることができた。
【実施例１１】
【０１５７】
以下の組成物を調合し、上述した方法により各特性値を測定した。
３−ＨＢ（２Ｆ）−Ｏ２ （１−１−１−１） １３％
３−ＨＢ（３Ｆ）−Ｏ２ （１−１−１−２） １３％
３−ＨＨＢ（２Ｆ）−Ｏ２ （１−２−１−１） ７％
５−ＨＨＢ（２Ｆ）−Ｏ２ （１−２−１−１） ７％
３−ＨＨＢ（３Ｆ）−Ｏ２ （１−２−１−２） ７％
５−ＨＨＢ（３Ｆ）−Ｏ２ （１−２−１−２） ７％
３−ＨＢ（２Ｆ,３Ｆ）−Ｏ２ （２−１−１−１） １３％
５−ＨＢ（２Ｆ,３Ｆ）−Ｏ２ （２−１−１−１） １３％
３−ＨＨＢ（２Ｆ,３Ｆ）−Ｏ２ （２−２−１−１） ４％
２−ＨＨＢ（２Ｆ,３Ｆ）−１ （２−２−１−１） ８％
３−ＨＨＢ（２Ｆ,３Ｆ）−１ （２−２−１−１） ８％
ＮＩ＝７１．２℃；Ｔｃ≦−２０℃；Δｎ＝０．０９１；Δε＝−３．１；
η＝２３．０ｍＰａ・ｓ
比較例１と較べて、この実施例１１の組成物は上限温度が高く、下限温度が≦−２０℃と低く、ネマチック相の温度範囲を広くすることができた。
【実施例１２】
【０１５８】
以下の組成物を調合し、上述した方法により各特性値を測定した。
３−ＨＢ（２Ｆ）−Ｏ２ （１−１−１−１） ５％
５−ＨＢ（３Ｆ）−Ｏ１ （１−１−１−２） ５％
３−ＨＨＢ（３Ｆ）−Ｏ２ （１−２−１−２） ４％
３−ＨＢＢ（３Ｆ）−Ｏ２ （１−２−２−１） ４％
３−Ｈ１ＯＢ（３Ｆ）−３ （１−１−２−２） ７％
３−Ｈ１ＯＢ（２Ｆ）Ｈ−Ｏ２ （１−３−１） ５％
３−Ｈ１ＯＢ（２Ｆ）Ｂ−Ｏ２ （１−３−１） ５％
３−ＨＢ１ＯＢ（２Ｆ）−１ （１−２−３） ５％
３−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ （２−１−１−１） ５％
３−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ４ （２−１−１−１） ６％
３−ＨＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ （２−２−１−２） ７％
５−ＨＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ （２−２−１−２） ７％
３−ＨＨ−４ （３−１−１） ９％
３−ＨＢ−５ （３−１−２） ６％
３−ＨＨＢ−３ （３−２−１） ６％
３−ＨＨＢ−Ｏ１ （３−２−１） ４％
５−ＨＨＢ（３Ｆ）−Ｆ − ５％
４−ＨＢＢ（３Ｆ）−Ｆ − ５％
ＮＩ＝８４．７℃；Ｔｃ≦−２０℃；Δｎ＝０．１０１；Δε＝−２．４；
η＝２９．３ｍＰ・ｓ。
比較例１と較べて、この実施例１２の組成物は上限温度が高く、下限温度が≦−２０℃と低く、ネマチック相の温度範囲を広くすることができた。
【実施例１３】
【０１５９】
実施例４の組成物に酸化防止剤として１４０ｐｐｍの３，５−ジ−t−ブチル−４−ヒ
ドロキシトルエンを添加した。得られた組成物の特性は次のとおりであった。
ＮＩ＝１０２．８℃；Ｔｃ≦−２０℃；Δｎ＝０．０９８；Δε＝−３．１；
η＝２７．７ｍＰａ・ｓ；ＶＨＲ−１＝９９．２％。
【技術分野】
【０００１】
本発明は液晶組成物およびこの組成物を含有する液晶表示素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示素子（本発明において液晶表示素子とは液晶表示パネル、液晶表示モジュールの総称を意味する。）は、液晶組成物が有する光学異方性、誘電率異方性などを利用したものであるが、この液晶表示素子の表示モードには、ＰＣ（phase change）モード、ＴＮ（twisted nematic）モード、ＳＴＮ（super twisted nematic）モード、ＢＴＮ（Bistable twisted nematic）モード、ＥＣＢ（electrically controlled birefringence）モー
ド、ＯＣＢ（optically compensated bend）モード、ＩＰＳ（in-plane switching）モード、ＶＡ（vertical alignment）モードなどの様々なモードが知られている。これら表示モードの中でもＥＣＢモード、ＩＰＳモード、ＶＡモードなどはＴＮモード、ＳＴＮモード等の従来の表示モードの欠点である視野角の狭さを改善可能であることが知られている。これら表示モードの液晶表示素子には負の誘電率異方性を有する液晶組成物を使用できる。従来から、この負の誘電率異方性を有する液晶性組成物に含まれる２，３−ジフルオロフェニレンを有する液晶性化合物が検討されている（例えば、特許文献１および２）。また従来から、これら液晶表示素子に使用可能な負の誘電率異方性を有する液晶組成物も検討されている（例えば、特許文献４、５および６）。
【０００３】
特許文献３には、フッ素一置換の液晶性化合物およびそれらの化合物を含有する液晶組成物が開示されている。しかし特許文献３では、正の誘電率異方性を有する液晶組成物しか検討されておらず、負の誘電率異方性を有する液晶組成物については全く検討されていない。特許文献４、５および６には、２，３−ジフルオロフェニレンを有する液晶性化合物とフッ素無置換の液晶性化合物を組み合わせた液晶組成物が開示されている。しかし、それらの組成物は負の誘電率異方性を有さないフッ素無置換の液晶性化合物を含んでいるため、誘電率異方性を負に大きくすることができない場合があった。また、特許文献４および６には、本発明の第一成分に類似のフッ素一置換の液晶性化合物を組み合わせた液晶組成物が開示されている。しかし、実施例等で実際に開示されている組成物は負の誘電率異方性が小さく、またネマチック相の下限温度は明らかにされていない。
【０００４】
なお本明細書中では、「液晶性化合物」とは、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、液晶相を有さないが液晶組成物として有用な化合物の総称を意味する。成分の含有割合は液晶性化合物の全重量に基づいて算出する。この際の液晶性化合物は、下記（Ａ）式で示される化合物である。この化合物は光学活性であってもよい。
【０００５】
【化１】
【０００６】
上記（Ａ）式中、ＲxおよびＲyは、各々独立して、水素、アルキル、アルコキシ、アルコキシアルキル、アルコキシアルコキシ、アシルオキシ、アシルオキシアルキル、アルコキシカルボニル、アルコキシカルボニルアルキル、アルケニル、アルケニルオキシ、アルケニルオキシアルキル、アルコキシアルケニル、アルキニル、アルキニルオキシ、シアノ、−ＮＣＳ、フッ素、または塩素である。これら基において炭素数は１０以下である。炭素数が１〜５の基において任意の水素はフッ素または塩素で置き換えられてもよく、置き
換えられたフッ素と塩素との合計は、１〜１１である。上記（Ａ）式中、環Ｂは、１，４−シクロヘキシレン、１，４−フェニレン、ピラン−２，５−ジイル、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、ピリジン−２，５−ジイル、ピリミジン−２，５−ジイル、デカヒドロナフタレン−２，６−ジイル、１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル、またはナフタレン−２，６−ジイルである。これら環Bにおいて任意の水素は、
フッ素または塩素で置き換えられてもよい。環Ｂにおいて置き換えられたフッ素と塩素との合計は１〜４である。１，４−フェニレンにおいて任意の１つまたは２つの水素は、シアノ、メチル、ジフルオロメチル、またはトリフルオロメチルで置き換えられてもよい。上記（Ａ）式中、Ｙは、単結合、−（ＣＨ2）2−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ2Ｏ
−、−ＯＣＨ2−、−ＣＦ2Ｏ−、−ＯＣＦ2−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−（
ＣＨ2）4−、−（ＣＨ2）3−Ｏ−、−Ｏ−（ＣＨ2）3−、−ＣＨ＝ＣＨ−（ＣＨ2）2−、−（ＣＨ2）2−ＣＨ＝ＣＨ−、−（ＣＨ2）2ＣＦ2Ｏ−、−ＯＣＦ2（ＣＨ2）2−、−（ＣＨ2）2ＣＯＯ−、−（ＣＨ2）2ＯＣＯ−、−ＣＯＯ（ＣＨ2）2−、−ＯＣＯ（ＣＨ2）2−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＯＣ
Ｏ−、−ＣＯＯ−ＣＨ＝ＣＨ−、または、−ＯＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ−である。上記（Ａ）式中、ｎは、１、２、３、または４である。
【特許文献１】特許第２８１１３４２号
【特許文献２】特許第１７６１４９２号
【特許文献３】特開平７−０５３４３２号公報
【特許文献４】独国特許出願公開第１９６０７０４３号明細書
【特許文献５】特表２００４−５３２３４４号公報（国際公開０２／９９０１０号パンフレット）
【特許文献６】特開平１０−１７６１６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ＩＰＳモードおよびＶＡモード等の表示モードの液晶表示素子であっても、ＣＲＴと比較すれば表示素子としてはいまだ問題があり、物性の向上が望まれている。上述したＩＰＳモード、あるいはＶＡモードで表示される液晶表示素子は、主に、負の誘電率異方性を有する液晶組成物を含有しているが、物性をさらに向上させるためには、液晶組成物が以下（１）〜（５）で示す特性を有することが好ましい。すなわち、（１）ネマチック相の温度範囲が広い、（２）粘度が小さい、（３）光学異方性が適切である、（４）誘電率異方性の絶対値が大きい、（５）比抵抗が大きい、ことが好ましい。
【０００８】
ネマチック相の温度範囲は、液晶表示素子を使用する温度範囲に関連をしており、（１）のようにネマチック相の温度範囲が広い液晶組成物を含有する液晶表示素子は、液晶表示素子として使用する温度範囲を広げられる。（２）のように粘度の小さい液晶組成物を含有する液晶表示素子は、応答時間を短くすることができる。液晶表示素子の応答時間が短い場合には、動画表示に好適に使用できる。また、液晶表示素子の液晶セルに液晶組成物を注入する際に、注入時間を短縮し作業性を向上できる。（３）のように光学異方性が適切な液晶組成物を含有する液晶表示素子は、コントラスト比を大きくすることができる。（４）のように誘電率異方性の絶対値が大きい液晶組成物を含有する液晶表示素子は、しきい電圧を下げ、駆動電圧を低くすることができる。そして消費電力が小さくすることができる。（５）のように比抵抗が大きい液晶組成物を含有する液晶表示素子は、電圧保持率を大きくすることができ、コントラスト比を大きくすることができる。したがって、初期に大きな比抵抗を有し、さらに長時間使用したあとでも大きな比抵抗を有する液晶組成物が好ましい。
【０００９】
本発明の目的は、ネマチック相の温度範囲が広く、粘度が小さく、適切な光学異方性を有し、負の誘電率異方性が大きく、比抵抗が大きい液晶組成物を提供することにある。ま
た本発明の他の目的は、これら複数の特性が適切にバランスした液晶組成物を提供することである。さらに本発明の他の目的は、この組成物を含有する液晶表示素子を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、１つの水素がフッ素で置き換えられた特定構造の液晶性化合物とフッ素を２つ以上含む特定構造の液晶性化合物とを含有する液晶組成物が、ネマチック相の温度範囲が広く、粘度が小さく、適切な光学異方性を有し、負の誘電率異方性が大きく、比抵抗が大きいことを見い出し、本発明を完成するに到った。
【００１１】
すなわち、本発明は、以下〔１〕〜〔２１〕に示す構成を有している。
〔１〕：式（１−１）〜式（１−３）で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物である第一成分と、式（２−１）〜式（２−３）で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物である第二成分とを含有する、負の誘電率異方性を有する液晶組成物。
【００１２】
【化２】
【００１３】
式（１−１）〜（１−３）、および式（２−１）〜式（２−３）において、
Ｒ11およびＲ12は独立してアルキル、アルケニル、またはアルコキシであり；
環Ａ11は独立して２−フルオロ−１，４−フェニレンまたは３−フルオロ−１，４−フェニレンであり；
環Ａ12は独立して１，４−シクロヘキシレンまたは１，４−フェニレンであり；
環Ａ13は独立して１，４−シクロヘキシレン、または任意の水素がフッ素、もしくは塩素によって置き換えられてもよい１，４−フェニレンであり；
Ｚ11およびＺ12は独立して単結合、―Ｃ2Ｈ4―、−ＣＨ2Ｏ−、または−ＯＣＨ2−である。
【００１４】
ただし、式（１−２）において、環Ａ11が２−フルオロ−１，４−フェニレン、環Ａ12が１，４−フェニレン、Ｚ11およびＺ12が単結合である化合物、および
式（１−３）において、環Ａ11が３−フルオロ−１，４−フェニレン、環Ａ12が１，４−フェニレン、Ｚ11およびＺ12が単結合である化合物は除く。
【００１５】
〔２〕：式（１−１−１）、式（１−１−２）、式（１−２−１）、式（１−２−２）、式（１−２−３）、および式（１−３−１）で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物である第一成分と、式（２−１−１）、式（２−２−１）、および式（２−３−１）で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物である第二成分とを含有する、負の誘電率異方性を有する液晶組成物。
【００１６】
【化３】
【００１７】
式（１−１−１）、式（１−１−２）、式（１−２−１）、式（１−２−２）、式（１−２−３）、式（１−３−１）、式（２−１−１）、式（２−２−１）、および式（２−３−１）において、Ｒaは独立してアルキル、またはアルケニルであり；Ｒbは独立してアルキル、アルケニル、またはアルコキシであり；
環Ａ21は独立して２−フルオロ−１，４−フェニレン、または３−フルオロ−１，４−フェニレンであり；
環Ａ22は独立して１，４−シクロヘキシレン、または１，４−フェニレンであり；
環Ａ23は独立して１，４−シクロヘキシレン、または任意の水素がフッ素によって置き換えられてもよい１，４−フェニレンであり；
Ｚ21は独立して−ＣＨ2Ｏ−、または−ＯＣＨ2−である。
【００１８】
〔３〕：上記式（１−１−１）、式（１−１−２）、式（１−２−１）、式（１−２−２）、および（１−２−３）で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物である第一成分と、上記式（２−１−１）、式（２−２−１）、および式（２−３−１）
で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物である第二成分とを含有する項〔２〕に記載の液晶組成物。
【００１９】
〔４〕：液晶性化合物の全重量に基づいて、第一成分の含有割合が１０〜８０重量％であり、第二成分の含有割合が２０〜９０重量％である項〔１〕〜〔３〕のいずれか１項に記載の液晶組成物。
【００２０】
〔５〕：式（３−１）〜式（３−３）で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物である第三成分をさらに含有する項〔１〕〜〔３〕のいずれか１項に記載の液晶組成物。
【００２１】
【化４】
【００２２】
式（３−１）〜式（３−３）において、Ｒaは独立してアルキル、またはアルケニルで
あり；Ｒbは独立してアルキル、アルケニル、またはアルコキシであり；Ｒcはアルキル、アルケニル、アルコキシ、またはアルコキシメチルであり；複数の環Ａ22はそれぞれ独立して、１，４−シクロヘキシレン、または１，４−フェニレンであり；環Ａ23は１，４−シクロヘキシレン、または任意の水素がフッ素によって置き換えられてもよい１，４−フェニレンであり；Ｚ22は独立して単結合、−ＣＨ2Ｏ−、−ＯＣＨ2−、または−ＣＯＯ−である。
【００２３】
〔６〕：液晶性化合物の全重量に基づいて、第一成分の含有割合が５〜７５重量％であり、第二成分の含有割合が２０〜８０重量％であり、第三成分の含有割合が５〜４５重量％である項〔５〕に記載の液晶組成物。
【００２４】
〔７〕：式（１−１−１−１）、式（１−１−１−２）、式（１−１−２−１）、式（１−１−２−２）、式（１−２−１−１）、式（１−２−１−２）、式（１−２−２−１）、式（１−２−３−１）、および式（１−２−３−２）で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物である第一成分と、式（２−１−１−１）、式（２−２−１−１）、式（２−２−１−２）、式（２−２−１−３）、式（２−２−１−４）、および式（２−２−１−５）で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物である第二成分とを含有する、負の誘電率異方性を有する液晶組成物。
【００２５】
【化５−Ａ】
【００２６】
【化５−Ｂ】
【００２７】
式（１−１−１−１）、式（１−１−１−２）、式（１−１−２−１）、式（１−１−２−２）、式（１−２−１−１）、式（１−２−１−２）、式（１−２−２−１）、式（１−２−３−１）、式（１−２−３−２）、式（２−１−１−１）、式（２−２−１−１）、式（２−２−１−２）、式（２−２−１−３）、式（２−２−１−４）、および式（２−２−１−５）において、Ｒaは独立してアルキル、またはアルケニルであり；Ｒbは独立してアルキル、アルケニル、またはアルコキシである。
【００２８】
〔８〕：上記式（１−１−１−１）、式（１−１−２−１）、式（１−２−１−１）、および式（１−２−３−１）で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物である第一成分と、上記式（２−１−１−１）、および式（２−２−１−１）〜式（２−２−１−５）で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物である第二成分とを含有する項〔７〕に記載の液晶組成物。
【００２９】
〔９〕：上記式（１−１−１−１）、式（１−１−１−２）、式（１−２−１−１）、式（１−２−１−２）、および式（１−２−２−１）で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物である第一成分と、上記式（２−１−１−１）、および式（２−２−１−１）〜式（２−２−１−５）で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物である第二成分とを含有する項〔７〕に記載の液晶組成物。
【００３０】
〔１０〕：上記式（１−１−１−１）、式（１−１−２−１）、式（１−２−１−１）、および式（１−２−３−１）で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物である第一成分と、上記式（２−１−１−１）、式（２−２−１−１）、および式（２−２−１−２）で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物である第二成分とを含有する項〔７〕に記載の液晶組成物。
【００３１】
〔１１〕：上記式（１−１−２−１）、式（１−１−２−２）、式（１−２−３−１）、および式（１−２−３−２）で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物である第一成分と、上記式（２−１−１−１）、式（２−２−１−１）、および式（２−２−１−２）で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物である第二成分とを含有する項〔７〕に記載の液晶組成物。
【００３２】
〔１２〕：上記式（１−１−２−１）、および式（１−２−３−１）で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物である第一成分と、上記式（２−１−１−１）、式（２−２−１−１）、および式（２−２−１−２）で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物である第二成分とを含有する項〔７〕に記載の液晶組成物。
【００３３】
〔１３〕：液晶性化合物の全重量に基づいて、第一成分の含有割合が３０〜７５重量％であり、第二成分の含有割合が２５〜７０重量％である項〔７〕〜〔１２〕のいずれか１項に記載の液晶組成物。
【００３４】
〔１４〕：式（３−１−１）、式（３−１−２）、式（３−２−１）、式（３−３−１）、および式（３−３−２）で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物である第三成分をさらに含有する項〔７〕〜〔１２〕のいずれか１項に記載の液晶組成物。
【００３５】
【化６】
【００３６】
式（３−１−１）、式（３−１−２）、式（３−２−１）、式（３−３−１）、および式（３−３−２）において、Ｒaは独立してアルキル、またはアルケニルであり；Ｒbは独立してアルキル、アルケニル、またはアルコキシであり；Ｒcは独立してアルキル、アル
ケニル、アルコキシ、またはアルコキシメチルである。
【００３７】
〔１５〕：第三成分が、上記式（３−１−１）、式（３−１−２）、および式（３−２−１）で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物である項〔１４〕に記載の液晶組成物。
【００３８】
〔１６〕：第三成分が、上記式（３−２−１）で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物である項〔１４〕に記載の液晶組成物。
〔１７〕：液晶性化合物の全重量に基づいて、第一成分の含有割合が１０〜６５重量％であり、第二成分の含有割合が２５〜６０重量％であり、第三成分の含有割合が５〜３５重量％である項〔１４〕〜〔１６〕のいずれか１項に記載の液晶組成物。
【００３９】
〔１８〕：液晶性化合物成分が、上記式（１−１−１）、式（１−１−２）、式（１−２−１）、式（１−２−２）、式（１−２−３）、および式（１−３−１）で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物である第一成分と、上記式（２−１−１）、式（２−２−１）、および式（２−３−１）で表される化合物群から選択される少なくとも１つの化合物である第二成分と、上記式（３−１）〜式（３−３）で表される化合物群から選択される少なくとも１つの化合物である第三成分とだけからなる、負の誘電率異方性を有する液晶組成物。
【００４０】
〔１９〕：液晶性化合物成分が、上記式（１−１−１）、式（１−１−２）、式（１−２−１）、式（１−２−２）、式（１−２−３）、および式（１−３−１）で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物である第一成分と、上記式（２−１−１）、式（２−２−１）、および式（２−３−１）で表される化合物群から選択される少なくとも１つの化合物である第二成分とだけからなる、負の誘電率異方性を有する液晶組成物。
【００４１】
〔２０〕：誘電率異方性の値が−６．５〜−２．０の範囲である項〔１〕〜〔１９〕のいずれか１項に記載の液晶組成物。
〔２１〕：光学異方性の値が０．０８０〜０．１２０の範囲である項〔１〕〜〔２０〕のいずれか１項に記載の液晶組成物。
【００４２】
〔２２〕：項〔１〕〜〔２１〕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。
〔２３〕：ＶＡモードまたはＩＰＳモードで表示され、アクティブマトリックス方式で駆動される項〔２２〕に記載の液晶表示素子。
【発明の効果】
【００４３】
本発明の液晶組成物は、ネマチック相の温度範囲が広く、粘度が小さく、適切な光学異方性を有し、負の誘電率異方性が大きく、比抵抗が大きい。また上記組成物は、これら特性のバランスにも優れる。本発明の液晶組成物は、特に光学異方性を０．０８０〜０．１２０の範囲とし、誘電率異方性を−６．５〜−２．０の範囲とすることが可能である。本発明の液晶表示素子は上記液晶組成物を含有しており、電圧保持率が高い。また、この液晶表示素子は、ＶＡモード、ＩＰＳモードなどで表示され、アクティブマトリクス（ＡＭ）方式で駆動する液晶表示素子（以下「ＡＭ素子」ともいう）として好適に使用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４４】
本発明の液晶組成物は、１つの水素がフッ素で置き換えられた特定構造の液晶性化合物である第一成分と、フッ素を２つ以上含む特定構造の液晶性化合物である第二成分と、必要に応じてさらに、特定構造の液晶性化合物である第三成分とを含有している。
【００４５】
以下、まず各成分につき、成分に用いる化合物の構造、成分の特徴および効果、具体例および好ましい態様について説明をする。
〔第一成分〕
本発明の液晶組成物の第一成分は、下記式（１−１）〜式（１−３）で表されるフッ素
を1つ含む少なくとも1つの液晶性化合物である。
【００４６】
【化７】
【００４７】
上記式（１−１）〜式（１−３）において、各々独立して、Ｒ11、Ｒ12、環Ａ11、環Ａ12、Ｚ11、およびＺ12は以下のように定義される。
Ｒ11およびＲ12は独立してアルキル、アルケニル、またはアルコキシである。
【００４８】
上記アルキルの中でも、炭素数が１〜２０のアルキルが好ましく、炭素数が１〜１０のアルキルがより好ましく、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、およびオクチルがさらに好ましく、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、およびヘプチルが特に好ましい。
【００４９】
上記アルケニルの中でも、炭素数が２〜２０のアルケニルが好ましく、炭素数が２〜１０のアルケニルがより好ましく、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、および５−ヘキセニルがさらに好ましく、ビニル、１−プロペニル、３−ブテニル、および３−ペンテニルが特に好ましい。
【００５０】
なお、Ｒ11またはＲ12が上記アルケニルである場合には、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をしている。Ｒ11またはＲ12が、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、または５−ヘキセニル等の二重結合が始まる炭素の位置番号が奇数である場合にはトランス配置が好ましい。Ｒ11またはＲ12が、２−プロペニル、２−ブテニル、２−ペンテニル、４−ペンテニル、２−ヘキセニル、４−ヘキセニル等の二重結合が始まる炭素の位置番号が偶数である場合にはシス配置が好ましい。
【００５１】
上記アルコキシの中でも、炭素数が１〜２０のアルコキシが好ましく、炭素数が１〜１０のアルコキシがより好ましく、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、およびヘプチルオキシがさらに好ましく、メトキシ、エトキシ、およびブトキシが特に好ましい。
【００５２】
環Ａ11は独立して２−フルオロ−１，４−フェニレンまたは３−フルオロ−１，４−フェニレンであり、環Ａ12は独立して１，４−シクロヘキシレンまたは１，４−フェニレンである。Ｚ11およびＺ12は独立して単結合、―Ｃ2Ｈ4―、−ＣＨ2Ｏ−、または−ＯＣＨ2−である。なお、上記式（１−１）〜式（１−３）で表される化合物に含まれる環が１，４−シクロへキシレンである場合には、その立体配置はトランス配置であることが好まし
い。
【００５３】
ただし、式（１−２）において、環Ａ11が２−フルオロ−１，４−フェニレン、環Ａ12が１，４−フェニレン、Ｚ11およびＺ12が単結合である化合物、および式（１−３）において、環Ａ11が３−フルオロ−１，４−フェニレン、環Ａ12が１，４−フェニレン、Ｚ11およびＺ12が単結合である化合物は除く。
【００５４】
上記式（１−１）〜式（１−３）で表される化合物はフッ素を１つだけ含有しており、そのフッ素含有基が、２−フルオロ−１，４−フェニレンまたは３−フルオロ−１，４−フェニレンであることに特徴がある。第一成分である液晶性化合物がこのような構造を有することにより、本発明に係る液晶組成物では、負の誘電率異方性を大きくすること、およびネマチック相の下限温度を低くすることができる。
【００５５】
これら式（１−１）〜式（１−３）で表される化合物の中でも、下記式（１−１−１）、式（１−１−２）、式（１−２−１）〜式（１−２−３）、および式（１−３−１）で表される化合物が好ましい。
【００５６】
【化８】
【００５７】
上記式（１−１−１）、式（１−１−２）、式（１−２−１）、式（１−２−２）、式（１−２−３）、および式（１−３−１）において、各々独立して、Ｒa、Ｒb、環Ａ21、環Ａ22、およびＺ21は以下のように定義される。
【００５８】
Ｒaはアルキル、またはアルケニルである。アルキルおよびアルケニルの好ましい態様
については、Ｒ11の場合と同様である。Ｒbはアルキル、アルケニル、またはアルコキシ
である。アルキル、アルケニル、およびアルコキシの好ましい態様については、Ｒ11の場合と同様である。
【００５９】
環Ａ21は２−フルオロ−１，４−フェニレン、または３−フルオロ−１，４−フェニレンである。また、環Ａ22は１，４−シクロヘキシレン、または１，４−フェニレンである。
【００６０】
Ｚ21は−ＣＨ2Ｏ−、または−ＯＣＨ2−である。
第一成分である液晶性化合物が上記式で表される化合物である場合には、液晶組成物の誘電率異方性をより一層負に大きくすることができ、また、ネマチック相の下限温度を低くすることができる。
【００６１】
これら化合物の中でも上記式（１−１−１）、および式（１−１−２）で表される液晶性化合物は、一般的な液晶性化合物と比較すると、ネマチック相の上限温度は高くはないが、粘度が中程度であり、光学異方性が中程度であり、負の誘電率異方性が中程度であり、比抵抗が大きい点に特徴がある。
【００６２】
これら化合物の中でも上記式（１−２−１）、および式（１−２−２）で表される液晶性化合物は、一般的な液晶性化合物と比較すると、ネマチック相の上限温度は高く、粘度が中程度であり、光学異方性が中程度〜大であり、負の誘電率異方性が中程度であり、比抵抗が大きい点に特徴がある。
【００６３】
これら化合物の中でも上記式（１−２−３）で表される液晶性化合物は、一般的な液晶性化合物と比較すると、ネマチック相の上限温度は高く、粘度が中程度〜大であり、光学異方性が中程度であり、負の誘電率異方性が中程度であり、比抵抗が大きい点に特徴がある。
【００６４】
これら化合物の中でも上記式（１−３−１）で表される液晶性化合物は、一般的な液晶性化合物と比較すると、ネマチック相の上限温度は高く、粘度が中程度〜大であり、光学異方性が中程度〜大であり、負の誘電率異方性が中程度であり、比抵抗が大きい点に特徴がある。
【００６５】
上記式（１−１−１）、式（１−１−２）、式（１−２−１）〜式（１−２−３）、および式（１−３−１）で表される化合物の中でも、式（１−１−１）、式（１−１−２）、および式（１−２−１）〜式（１−２−３）で表される化合物が好ましい。
【００６６】
第一成分である液晶性化合物が上記式で表される化合物である場合には、ネマチック相の温度範囲を広く調整することができ、液晶組成物の誘電率異方性を負に大きくすることができる。
【００６７】
また、上記式（１−１−１）、式（１−１−２）、式（１−２−１）〜式（１−２−３）、および式（１−３−１）で表される化合物の中でも、下記式（１−１−１−１）、式（１−１−１−２）、式（１−１−２−１）、式（１−１−２−２）、式（１−２−１−１）、式（１−２−１−２）、式（１−２−２−１）、式（１−２−３−１）、および式（１−２−３−２）で表される化合物がさらに好ましい。
【００６８】
【化９】
【００６９】
上記式（１−１−１−１）、式（１−１−１−２）、式（１−１−２−１）、式（１−１−２−２）、式（１−２−１−１）、式（１−２−１−２）、式（１−２−２−１）、式（１−２−３−１）、および式（１−２−３−２）において、Ｒaは独立してアルキル
、またはアルケニルであり、これらアルキルおよびアルケニルの好ましい態様については、Ｒ11の場合と同様である。また、Ｒbは独立してアルキル、アルケニル、またはアルコ
キシであり、これらアルキル、アルケニル、およびアルコキシの好ましい態様については、Ｒ11の場合と同様である。
【００７０】
第一成分である液晶性化合物が上記式で表される化合物である場合には、液晶組成物の誘電率異方性を負に大きくすることができる。また、液晶性化合物全重量に対する第一成分の含有割合を変化させることで、ネマチック相の温度範囲を容易に変化させられる。
【００７１】
これら化合物の中でも上記式（１−１−１−１）、式（１−１−２−１）、式（１−２
−１−１）、および式（１−２−３−１）で表される液晶性化合物が好ましく、上記式（１−１−２−１）および式（１−２−３−１）で表される液晶性化合物がより好ましい。第一成分が上記化合物である場合には、特に液晶組成物の誘電率異方性をより負に大きくすることができる。
【００７２】
これら化合物の中でも上記式（１−１−１−１）、式（１−１−１−２）、式（１−２−１−１）、式（１−２−１−２）、および式（１−２−２−１）で表される液晶性化合物である場合には、液晶組成物の粘度をより小さくすることができる。
【００７３】
これら液晶性化合物は、第一成分として、単独で用いても、複数組み合わせて用いてもよい。
〔第二成分〕
本発明の液晶組成物の第二成分は、下記式（２−１）〜式（２−３）で表される少なくとも１つの液晶性化合物である。
【００７４】
【化１０】
【００７５】
上記式（２−１）〜式（２−３）において、Ｒ11、Ｒ12、および環Ａ12は、上記第一成分である式（１−１）〜（１−３）で表される化合物の場合と同様である。上記式（２−１）〜（２−３）において、環Ａ13は、１，４−シクロヘキシレン、または任意の水素がフッ素、もしくは塩素によって置き換えられてもよい１，４−フェニレンである。
【００７６】
上記式（２−１）〜式（２−３）で表される化合物はフッ素を２つ以上含んでおり、フッ素含有基として、２，３−ジフルオロ−１，４−フェニレンを少なくとも１つ有することに特徴がある。第二成分である液晶性化合物がこのような構造を有することにより、本発明に係る液晶組成物では液晶組成物の誘電率異方性を負に大きくすることができる。
【００７７】
これら式（２−１）〜式（２−３）で表される化合物の中でも、下記式（２−１−１）、式（２−２−１）、および式（２−３−１）で表される化合物が好ましい。
【００７８】
【化１１】
【００７９】
上記式（２−１−１）、式（２−２−１）、および式（２−３−１）において、Ｒa、
Ｒb、環Ａ22は、上記第一成分である式（１−１−１）、式（１−１−２）、式（１−２
−１）〜式（１−２−３）、および式（１−３−１）で表される化合物の場合と同様である。上記式（２−１−１）、式（２−２−１）、および式（２−３−１）において、環Ａ23は、１，４−シクロヘキシレン、または任意の水素がフッ素によって置き換えられてもよい１，４−フェニレンである。
【００８０】
第二成分である液晶性化合物が上記式で表される化合物である場合には、液晶組成物の誘電率異方性を負に大きくすることができる。
これら化合物の中でも上記式（２−１−１）で表される液晶性化合物は、一般的な液晶性化合物と比較すると、ネマチック相の上限温度は必ずしも高くはないが、粘度が中程度であり、光学異方性が中程度〜比較的大であり、負の誘電率異方性が中程度〜比較的大であり、比抵抗が大きい点に特徴がある。
【００８１】
これら化合物の中でも上記式（２−２−１）で表される液晶性化合物は、一般的な液晶性化合物と比較すると、ネマチック相の上限温度は中程度〜高く、粘度が中程度〜大であり、光学異方性が中程度〜大であり、負の誘電率異方性が大であり、比抵抗が大きい点に特徴がある。
【００８２】
これら化合物の中でも上記式（２−３−１）で表される液晶性化合物は、一般的な液晶性化合物と比較すると、ネマチック相の上限温度は中程度〜高く、粘度が中程度〜大であり、光学異方性が中程度〜大であり、負の誘電率異方性が大であり、比抵抗が大きい点に特徴がある。
【００８３】
上記式（２−１−１）、式（２−２−１）、および式（２−３−１）で表される化合物の中でも、下記式（２−１−１−１）、式（２−２−１−１）、式（２−２−１−２）、式（２−２−１−３）、式（２−２−１−４）、および式（２−２−１−５）で表される化合物が好ましい。
【００８４】
【化１２】
【００８５】
上記式（２−１−１−１）、式（２−２−１−１）、式（２−２−１−２）、式（２−２−１−３）、式（２−２−１−４）、および式（２−２−１−５）においてＲaは独立
してアルキル、またはアルケニルであり、これらアルキルおよびアルケニルの好ましい態様については、第一成分の式（１−１）〜式（１−３）で表される化合物中のＲ11の場合と同様である。また、Ｒbは独立してアルキル、アルケニルまたはアルコキシであり、こ
れらアルキル、アルケニル、およびアルコキシの好ましい態様については、上記Ｒ11の場合と同様である。
【００８６】
第二成分である液晶性化合物が上記式で表される化合物である場合には、液晶組成物の誘電率異方性を負に大きくできる。また、液晶性化合物全重量に対する第二成分の含有割合を変化させることで、光学異方性を容易に変化させることができる。
【００８７】
これら化合物の中でも、上記式（２−１−１−１）、式（２−２−１−１）、および式（２−２−１−２）で表される化合物が好ましい。第二成分が上記化合物である場合には、液晶組成物のネマチック相の上限温度をより高くし、誘電率異方性を負に大きくすることができる。また、液晶性化合物全重量に対する第二成分の含有割合を変化させることで、光学異方性を容易に変化させることができる。また他の第二成分である、式（２−２−１−３）、式（２−２−１−４）および式（２−２−１−５）等で表される化合物に較べて粘度をより小さくすることができる。
【００８８】
これら液晶性化合物は、第二成分として、単独で用いても、複数組み合わせて用いてもよい。
〔第三成分〕
本発明の液晶組成物は、さらに必要に応じて、下記式（３−１）〜式（３−３）で表さ
れる少なくとも１つの液晶性化合物である第三成分を含有する。
【００８９】
【化１３】
【００９０】
上記式（３−１）〜式（３−３）において、Ｒaは独立してアルキル、またはアルケニ
ルであり、これらアルキルおよびアルケニルの好ましい態様については、第一成分の式（１−１）〜式（１−３）で表される化合物中のＲ11の場合と同様である。また、Ｒbは独
立してアルキル、アルケニル、またはアルコキシであり、これらアルキル、アルケニル、およびアルコキシの好ましい態様については、上記Ｒ11の場合と同様である。
【００９１】
上記式（３−１）〜式（３−３）において、Ｒcはアルキル、アルケニル、アルコキシ
、またはアルコキシメチルある。これらアルキル、アルケニル、およびアルコキシの好ましい態様については、上記Ｒ11の場合と同様である。このアルコキシメチルの中でも、炭素数２〜２０のアルコキシメチルが好ましく、炭素数２〜１０のアルコキシメチルがより好ましく、メトキシメチル、エトキシメチル、プロポキシメチル、ブトキシメチル、およびペンチルオキシメチルがさらに好ましく、メトキシメチルが特に好ましい。
【００９２】
上記式（３−１）〜式（３−３）において、Ｚ22は単結合、−ＣＨ2Ｏ−、−ＯＣＨ2−、または−ＣＯＯ−である。
上記式（３−１）〜式（３−３）において、複数の環Ａ22はそれぞれ独立して、１，４−シクロヘキシレンまたは１，４−フェニレンであり、環Ａ23は１，４−シクロヘキシレン、または任意の水素がフッ素によって置き換えられてもよい１，４−フェニレンである。
【００９３】
第三成分である液晶性化合物がこのような構造を有することにより、本発明に係る液晶組成物の粘度を小さくすることができる。また、液晶性化合物全重量に対する第三成分の含有割合を変化させることで、ネマチック相の上限温度を容易に変化させることができ、光学異方性を容易に変化させることもできる。
【００９４】
これら化合物の中でも上記式（３−１）で表される液晶性化合物は、一般的な液晶性化合物と比較すると、ネマチック相の上限温度はそれほど高くはないが、粘度が小さく、光学異方性が小〜中程度であり、負の誘電率異方性が極めて小さく、比抵抗が大きい点に特徴がある。
【００９５】
これら化合物の中でも上記式（３−２）で表される液晶性化合物は、一般的な液晶性化合物と比較すると、ネマチック相の上限温度は中程度であり、粘度が小さく、光学異方性が中程度であり、負の誘電率異方性が極めて小さく、比抵抗が大きい点に特徴がある。
【００９６】
これら化合物の中でも上記式（３−３）で表される液晶性化合物は、一般的な液晶性化合物と比較すると、ネマチック相の上限温度は極めて高く、粘度が中程度であり、光学異方性が中程度〜大であり、負の誘電率異方性が極めて小さく、比抵抗が大きい点に特徴がある。
【００９７】
上記式（３−１）〜式（３−３）で表される化合物の中でも、下記式（３−１−１）、式（３−１−２）、式（３−２−１）、式（３−３−１）、および式（３−３−２）で表される化合物が好ましい。
【００９８】
【化１４】
【００９９】
Ｒa、Ｒb、およびＲcは、上記（３−１）〜式（３−３）で表される化合物の場合と同
様である。
第三成分である液晶性化合物が上記式で表される化合物である場合には、液晶組成物の粘度をより小さくすることができる。
【０１００】
これら化合物の中でも上記式（３−１−１）、式（３−１−２）、および式（３−２−１）で表される化合物が好ましく、上記式（３−２−１）で表される化合物がより好ましい。第三成分が上記化合物である場合には、液晶組成物の粘度をさらに小さくすることができる。
【０１０１】
これら液晶性化合物は、第三成分として、単独で用いても、複数組み合わせて用いてもよい。
〔液晶性化合物の合成方法〕
以下、本発明に係る液晶組成物に用いる液晶性化合物の合成法を例示する。
【０１０２】
上記式（２−１−１−１）、および式（２−２−１−１）〜式（２−２−１−５）で表される化合物に代表される式（２−１）および式（２−２）で表される化合物は、特許２８１１３４２号公報に記載された方法に基づいて合成をすることができる。
【０１０３】
また、上記式（３−１−１）等で表される化合物に代表される式（３−１）で表される化合物は、特開昭５９−７０６２４号公報、または特開昭６０−１６９４０号公報に記載
された方法に基づいて合成することができる。
【０１０４】
なお、上記文献のみで合成できない化合物については、さらに、オーガニック・シンセシス（Organic Synthesis, John Wiley & Sons, Inc）、オーガニック・リアクション（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
）などに記載された方法に基づいて合成することができる。
【０１０５】
〔液晶組成物（１）〕
以下、組成物の各成分の組合せ、各成分の好ましい割合について説明をする。
本発明の液晶組成物は、上記第一成分と第二成分とを組み合わせることに特徴がある（以下「液晶組成物（１）」ともいう。）。
【０１０６】
これら２成分を組み合わせることにより、組成物の誘電率異方性を負に大きくすること、およびネマチック相の下限温度を低くすることができる。液晶性化合物が第二成分および第三成分だけからなる液晶組成物と比較して、第二成分の含有割合を同じままにして第三成分を第一成分に置き換えた液晶組成物では、誘電率異方性を負に大きくすることができる。また、液晶性化合物が第二成分および第三成分だけからなる液晶組成物は、ネマチック相の下限温度を低く保ちながら組成物の誘電率異方性を負に大きくすることができない場合がある。
【０１０７】
本発明に係る上記液晶組成物（１）の第一成分および第二成分の含有割合は特に制限はされないが、上記液晶組成物（１）中の液晶性化合物の全重量に基づいて、第一成分の含有割合が１０〜８０重量％であり、第二成分の含有割合が２０〜９０重量％であることが好ましく、第一成分の含有割合が３０〜７５重量％であり、第二成分の含有割合が２５〜７０重量％であることがより好ましい。
【０１０８】
第一成分と第二成分との含有割合が上記範囲にある場合には、液晶組成物のネマチック相の温度範囲を広げ、適切な光学異方性にし、適切な範囲の誘電率異方性を有し、粘度を小さくし、さらに比抵抗を大きくすることができる。
【０１０９】
〔液晶組成物（２）〕
本発明に係る液晶組成物では、上記第一成分、第二成分に加えて、さらに上記第三成分を組み合わせたものも好ましい（以下「液晶組成物（２）」ともいう。）。このような組合せとすることによって、組成物の誘電率異方性を負に大きくすること、およびネマチック相の温度範囲を広くすることができる。本発明に係る上記液晶組成物（２）の第一成分、第二成分、および第三成分の含有割合は特に制限はされないが、液晶性化合物の全重量に基づいて、第一成分の含有割合が５〜７５重量％の範囲、第二成分の含有割合が２０〜８０重量％の範囲、第三成分の含有割合が５〜４５重量％の範囲であることが好ましく、第一成分の含有割合が１０〜６５重量％の範囲、第二成分の含有割合が２５〜６０重量％の範囲、第三成分の含有割合が５〜３５重量％の範囲であることがより好ましい。
【０１１０】
上記液晶組成物（２）の第一成分、第二成分、および第三成分の含有割合が上記範囲にある場合には、液晶組成物のネマチック相の温度範囲を広げ、適切な光学異方性にし、適切な範囲の誘電率異方性を有し、粘度を小さくし、さらに比抵抗を大きくすることができる。
【０１１１】
〔液晶組成物の態様等〕
本発明に係る液晶組成物では、上記第一成分、第二成分、および必要に応じて添加する第三成分である液晶性化合物に加えて、例えば液晶組成物の特性を調整する目的で、さら
に他の液晶性化合物を添加して使用する場合がある。また、例えばコストの観点から、本発明の液晶組成物では、上記第一成分、第二成分、および必要に応じて添加する第三成分である液晶性化合物以外の液晶性化合物は添加せずに使用する場合もある。
【０１１２】
また本発明に係る液晶組成物には、さらに、光学活性化合物、色素、消泡剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤等の添加物を添加してもよい。
光学活性化合物を本発明に係る液晶組成物に添加した場合には、液晶にらせん構造を誘起して、ねじれ角を与えることなどができる。
【０１１３】
色素を本発明に係る液晶組成物に添加した場合には、液晶組成物をＧＨ（Guest host）モードで表示される液晶表示素子に適用することなどが可能となる。
消泡剤を本発明に係る液晶組成物に添加した場合には、液晶組成物の運搬中、あるいは液晶表示素子を製造工程中で、該液晶組成物からの発泡を抑制することなどが可能となる。
【０１１４】
紫外線吸収剤、あるいは酸化防止剤を本発明に係る液晶組成物に添加した場合には、液晶組成物や該液晶組成物を含有する液晶表示素子の劣化を防止することなどが可能となる。例えば酸化防止剤は、液晶組成物を加熱したときに比抵抗の低下を抑制できる。
【０１１５】
上記紫外線吸収剤としては、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤、ベンゾエート系紫外線吸収剤、トリアゾール系紫外線吸収剤などを挙げられる。
ベンゾフェノン系紫外線吸収剤の具体例は、２−ヒドロキシ−４−オクトキシベンゾフェノンである。
【０１１６】
ベンゾエート系紫外線吸収剤の具体例は、２，４−ジ−t−ブチルフェニル−３，５−
ジ−t−ブチル−４−ヒドロキシベンゾエートである。
トリアゾール系紫外線吸収剤の具体例は、２−（２−ヒドロキシ−５−メチルフェニル）ベンゾトリアゾール、２−［２−ヒドロキシ−３−（３，４，５，６−テトラヒドロキシフタルイミド−メチル）−５−メチルフェニル］ベンゾトリアゾール、および２−（３−t−ブチル−２−ヒドロキシ−５−メチルフェニル）−５−クロロベンゾトリアゾー
ルである。
【０１１７】
上記酸化防止剤としては、フェノール系酸化防止剤、有機硫黄系酸化防止剤などを挙げられる。
フェノール系酸化防止剤の具体例は、３，５−ジ−t−ブチル−４−ヒドロキシトルエ
ン、２，２'−メチレンビス（６−t−ブチルー４−メチルフェノール）、４，４'−ブチ
リデンビス（６−t−ブチル−３−メチルフェノール）、２，６−ジ−t−ブチル−４−（２−オクタデシルオキシカルボニル）エチルフェノール、およびペンタエリスリトールテトラキス［３−（３，５−ジ−t−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］
である。
【０１１８】
有機硫黄系酸化防止剤の具体例は、ジラウリル−３，３'−チオプロピオネート、ジミ
リスチル−３，３'−チオプロピオネート、ジステアリル−３，３'−チオプロピオネート、ペンタエリスリトールテトラキス（３−ラウリルチオプロピオネート）、および２−メルカプトベンズイミダゾールである。
【０１１９】
紫外線吸収剤、酸化防止剤などに代表される上記添加物は、本発明の目的を損なわず、かつ添加物を添加する目的を達成できる範囲の量を添加して用いることができる。例えば、上記紫外線吸収剤を添加する場合には、その添加割合は、液晶性化合物の全重量に基づいて、通常１００ｐｐｍ〜１００００００ｐｐｍの範囲の量、好ましくは１００〜１００
００ｐｐｍの範囲の量、より好ましくは１０００〜１００００ｐｐｍの範囲の量である。例えば、上記酸化防止剤を添加する場合には、その添加割合は、液晶性化合物の全重量に基づいて、通常１０ｐｐｍ〜５００ｐｐｍの範囲の量、好ましくは３０〜３００ｐｐｍの範囲の量、より好ましくは４０〜２００ｐｐｍの範囲の量である。
【０１２０】
なお、本発明に係る液晶組成物は、液晶組成物を構成する各化合物の合成工程、液晶組成物の調製工程等において混入する合成原料、副生成物、反応溶媒、合成触媒等の不純物を含んでいる場合もある。
【０１２１】
〔液晶組成物の製造方法〕
本発明に係る液晶組成物は、例えば、各成分となる化合物が液体の場合には、それぞれの化合物を混合し振とうさせることにより、また固体を含む場合には、それぞれの化合物を混合し、加熱溶解によってお互い液体にしてから振とうさせることにより調製できる。また、本発明に係る液晶組成物はその他の公知の方法により調製できる。
【０１２２】
〔液晶組成物の特性〕
本発明に係る液晶組成物では、通常、０．０８０〜０．１２０の範囲の光学異方性を有する。なお、本発明に係る液晶組成物では、組成等を適宜調整することで、光学異方性を０．０５０〜０．１８０の範囲、０．０５０〜０．２００の範囲とすることもできる。
【０１２３】
また、本発明に係る液晶組成物では、通常、−６．５〜−２．０の範囲の誘電率異方性、好ましくは、−５．０〜−２．５の範囲の誘電率異方性を有する液晶組成物を得ることができる。上記数値範囲にある液晶組成物は、ＩＰＳモード、およびＶＡモードで表示される液晶表示素子として好適に使用することができる。
【０１２４】
本発明に係る液晶組成物では、通常、上記数値範囲の光学異方性、および上記数値範囲の誘電率異方性の両方を有する液晶組成物を得ることができる。
また、ＶＡモード、ＩＰＳモードで表示される液晶表示素子のコントラスト比を最大にするために、液晶組成物の光学異方性（Δｎ）と液晶表示素子のセルギャップ（ｄ）との積の値（Δｎ・ｄ）を一定値とするように設計する。ＶＡモードでは、この値（Δｎ・ｄ）を例えば０．３０〜０．３５μｍの範囲とすることが好ましく、ＩＰＳモードでは、例えば０．２０〜０．３０μｍの範囲とすることが好ましい。なお、セルギャップ（ｄ）は通常３〜６μｍであるので、コントラスト比を最大とするためには液晶組成物の光学異方性は、例えば０．０５〜０．１１の範囲であることが好ましい。セルギャップ（ｄ）が３μｍ以下である場合には、液晶組成物の光学異方性は、０．１０〜０．１１の範囲より大きいことが好ましい。
【０１２５】
〔液晶表示素子〕
本発明に係る液晶組成物は液晶表示素子に用いることができる。本発明に係る液晶表示素子は、ＡＭ方式、パッシブマトリクス（ＰＭ）方式のいずれで駆動をしてもよいし、ＰＣモード、ＴＮモード、ＳＴＮモード、ＯＣＢモード、ＶＡモード、ＩＰＳモード等のいずれの表示モードで表示されてもよい。これらＡＭ方式、およびＰＭ方式で駆動する液晶表示素子は、反射型、透過型、半透過型、いずれの液晶ディスプレイ等にも適用ができる。
【０１２６】
また、本発明に係る液晶組成物は、導電剤を添加させた液晶組成物を用いたＤＳ（dynamic scattering）モード素子や、液晶組成物をマイクロカプセル化して作製したＮＣＡＰ（nematic curvilinear aligned phase）素子や、液晶組成物中に三次元の網目状高分子
を形成させたＰＤ（polymer dispersed）素子、例えばＰＮ（polymer network）素子にも使用できる。
【０１２７】
本発明に係る液晶組成物は上述のような特性を有するので、中でも負の誘電率異方性を利用した表示モード、例えば、ＶＡモード、ＩＰＳモードなどで表示するＡＭ方式の液晶表示素子に好適に用いることができ、特に、ＶＡモードで表示するＡＭ方式の液晶表示素子に好適に用いることができる。
【０１２８】
なお、ＴＮモード、ＶＡモード等で表示する液晶表示素子においては、電場の方向は、液晶層に対して垂直である。一方、ＩＰＳモード等で表示する液晶表示素子においては、電場の方向は、液晶層に対して平行である。ＶＡモードで表示する液晶表示素子の構造は、K. Ohmuro, S. Kataoka, T. Sasaki and Y. Koike, SID '97 Digest of Technical Papers, 28, 845 (1997)に報告されており、ＩＰＳモードで表示する液晶表示素子の構造は
、国際公開９１／１０９３６号パンフレット（ファミリー：ＵＳ５５７６８６７）に報告されている。
【０１２９】
〔実施例〕
以下、本発明で得られる液晶組成物を実施例により詳細に説明する。なお、実施例で用いる液晶性化合物は、下記表１の定義に基づいて記号により表す。なお、表１中、１，４−シクロへキシレンの立体配置はトランス配置である。各化合物の割合（百分率）は、特に断りのない限り、液晶性化合物の全重量に基づいた重量百分率（重量％）である。各実施例の最後に得られた液晶組成物の特性値を示す。
【０１３０】
なお、各実施例で使用する液晶性化合物の部分に記載した番号は、上述した本発明の第一成分から第三成分に用いる液晶性化合物を示す式番号に対応をしており、式番号を記載せずに、単に「−」と記載をしている場合には、この化合物はこれら成分には対応をしていないその他の液晶性化合物であることを意味している。
【０１３１】
化合物の記号による表記方法を以下に示す。
【０１３２】
【表１】
【０１３３】
特性値の測定は以下の方法にしたがって行った。これら測定方法の多くは、日本電子機械工業会規格（Standard of Electric Industries Association of Japan）ＥＩＡＪ・ＥＤ−２５２１Ａに記載された方法、またはこれを修飾した方法である。
【０１３４】
（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。以下、ネマチック相の上限温度を「上限温度」と略することがある。
【０１３５】
（２）ネマチック相の下限温度（Ｔｃ；℃）
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、Ｔｃを≦−２０℃と記載した。以下、ネマチック相の下限温度を「下限温度」と略すことがある。
【０１３６】
（３）光学異方性（Δｎ；２５℃で測定）
波長が５８９ｎｍである光を用い、接眼鏡に偏光板を取り付けたアッベ屈折計により測定した。まず、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。そして、偏光の方向がラビングの方向と平行であるときの屈折率（ｎ‖）、および偏光の方向がラビングの方向と垂直であるときの屈折率（ｎ⊥）を測定した。光学異方性の値（Δｎ）は、
（Δｎ）＝（ｎ‖）−（ｎ⊥）
の式から算出した。
【０１３７】
（４）粘度（η；２０℃で測定；ｍＰａ・ｓ）
測定にはＥ型粘度計を用いた。
（５）誘電率異方性（Δε；２５℃で測定）
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枚のガラス基板から、間隔（セルギャップ）が２０μｍであるＶＡ素子を組み立てた。
【０１３８】
同様の方法で、ガラス基板にポリイミドの配向膜を調製した。得られたガラス基板の配向膜にラビング処理をした後、２枚のガラス基板の間隔が９μｍであり、ツイスト角が８０度であるＴＮ素子を組み立てた。
【０１３９】
得られたＶＡ素子に試料（液晶組成物）を入れ、０．５Ｖ（１ｋＨｚ、サイン波）を印加して、液晶分子の長軸方向における誘電率（ε‖）を測定した。
また、得られたＴＮ素子に試料（液晶組成物）を入れ、０．５Ｖ（１ｋＨｚ、サイン波）を印加して、液晶分子の短軸方向における誘電率（ε⊥）を測定した。
【０１４０】
誘電率異方性の値は、（Δε）＝（ε‖）−（ε⊥）の式から算出した。
この値が負である組成物が、負の誘電率異方性を有する組成物である。
（６）電圧保持率（ＶＨＲ；２５℃と１００℃で測定；％）
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）が６μｍであるセルに試料を入れてＴＮ素子を作製した。２５℃において、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。ＴＮ素子に印加した電圧の波形を陰極線オシロスコープで観測し、単位周期（１６．７ミリ秒）における電圧曲線と横軸との間の面積を求めた。ＴＮ素子を取り除いたあと印加した電圧の波形から同様にして面積を求めた。電圧保持率（％）の値は、
（電圧保持率）＝（ＴＮ素子がある場合の面積値）／（ＴＮ素子がない場合の面積値）×１００
の式から算出した。
【０１４１】
このようにして得られた電圧保持率を「ＶＨＲ−１」として示した。つぎに、このＴＮ素子を１００℃、２５０時間加熱した。このＴＮ素子を２５℃に戻したあと、上述した方法と同様の方法により電圧保持率を測定した。この加熱試験をした後に得た電圧保持率を
「ＶＨＲ−２」として示した。なお、この加熱テストは促進試験であり、ＴＮ素子の長時間耐久試験に対応する試験である。
【０１４２】
（７）ガスクロ分析
測定装置は、島津製作所製のＧＣ−１４Ｂ型ガスクロマトグラフ、またはその同等の測定機器を用いた。カラムは、島津製作所製のキャピラリーカラムＣＢＰ１−Ｍ２５−０２５（長さ２５ｍ、内径０．２２ｍｍ、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。キャリアーガスとしてはヘリウムを用い、流量は２ｍｌ／分に調整した。このカラムは、２００℃で２分間保持した後、５℃／分の割合で２８０℃まで昇温した。試料気化室の温度を２８０℃、検出器（ＦＩＤ）部分の温度を３００℃に設定した。
【０１４３】
試料はアセトンに溶解して、０．１重量％の溶液となるように調製し、得られた溶液１μｌを試料気化室に注入した。
記録計としては島津製作所製のＣ−Ｒ５Ａ型Chromatopac、またはその同等品を用いた
。得られたガスクロマトグラムには、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値が示されている。
【０１４４】
なお、試料の希釈溶媒としては、例えば、クロロホルム、ヘキサンを用いてもよい。また、カラムとしては、Agilent Technologies Inc.製のキャピラリーカラムＤＢ−１（長
さ３０ｍ、内径０．３２ｍｍ、膜厚０．２５μｍ）、Agilent Technologies Inc.製のＨ
Ｐ−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）などを用い
てもよい。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ーカラムＣＢＰ１−Ｍ５０−０２５（長さ５０ｍ、内径０．２５ｍｍ、膜厚０．２５μｍ）を用いてもよい。
【０１４５】
ガスクロマトグラムにおけるピークの面積比は成分化合物の割合に相当する。一般には、試料の成分化合物の重量％は、試料の各ピークの面積％とは完全に同一ではないが、本発明において、上述のカラムを用いる場合には、実質的に補正係数は１であるので、試料中の成分化合物の重量％は、試料中の各ピークの面積％とほぼ対応する。各成分の液晶性化合物における補正係数に大きな差異がないからである。ガスクロクロマトグラムにより液晶組成物中の液晶化合物の組成比をより正確に求めるには、ガスクロマトグラムによる内部標準法を用いる。一定量正確に秤量された各液晶化合物成分（被検成分）と基準となる液晶化合物（基準物質）を同時にガスクロ測定して、得られた被検成分のピークと基準物質のピークとの面積比の相対強度をあらかじめ算出する。基準物質に対する各成分のピーク面積の相対強度を用いて補正すると、液晶組成物中の液晶化合物の組成比をガスクロ分析からより正確に求めることができる。
【０１４６】
〔比較例１〕
本発明の第二成分および第三成分を含有する以下の組成物を調合し、上述した方法により各特性値を測定した。
３−ＨＢ（２Ｆ,３Ｆ）−Ｏ２ （２−１−１−１） １４％
５−ＨＢ（２Ｆ,３Ｆ）−Ｏ２ （２−１−１−１） １４％
３−ＨＨＢ（２Ｆ,３Ｆ）−Ｏ２ （２−２−１−１） １１％
５−ＨＨＢ（２Ｆ,３Ｆ）−Ｏ２ （２−２−１−１） １１％
２−ＨＨＢ（２Ｆ,３Ｆ）−１ （２−２−１−１） １０％
３−ＨＨＢ（２Ｆ,３Ｆ）−１ （２−２−１−１） １０％
３−ＨＨ−４ （３−１−１） ７％
３−ＨＨ−５ （３−１−１） ７％
３−ＨＢ−Ｏ１ （３−１−２） ８％
５−ＨＢ−３ （３−１−２） ８％
ＮＩ＝６８．９℃；Ｔｃ≦−１０℃；Δｎ＝０．０８１；Δε＝−３．３；
ＶＨＲ−１＝９９．３％．
【実施例１】
【０１４７】
以下の組成物を調合し、上述した方法により各特性値を測定した。
３−ＨＢ（２Ｆ）−Ｏ２ （１−１−１−１） ８％
３−ＨＢ（３Ｆ）−Ｏ２ （１−１−１−２） ８％
３−ＨＨＢ（２Ｆ）−Ｏ２ （１−２−１−１） ７％
３−ＨＨＢ（３Ｆ）−Ｏ２ （１−２−１−２） ７％
３−ＨＢ（２Ｆ,３Ｆ）−Ｏ２ （２−１−１−１） １４％
５−ＨＢ（２Ｆ,３Ｆ）−Ｏ２ （２−１−１−１） １４％
３−ＨＨＢ（２Ｆ,３Ｆ）−Ｏ２ （２−２−１−１） １１％
５−ＨＨＢ（２Ｆ,３Ｆ）−Ｏ２ （２−２−１−１） １１％
２−ＨＨＢ（２Ｆ,３Ｆ）−１ （２−２−１−１） １０％
３−ＨＨＢ（２Ｆ,３Ｆ）−１ （２−２−１−１） １０％
ＮＩ＝８４．３℃；Ｔｃ≦−１０℃；Δｎ＝０．０９６；Δε＝−４．３；
η＝３８．８ｍＰａ・ｓ；ＶＨＲ−１＝９９．３％．
比較例１の組成物において、第三成分のハロゲン無置換の液晶性化合物を第一成分のフッ素１置換化合物に置き換えた。比較例１と較べて、この実施例１の組成物の下限温度は同等であるが、上限温度が高く、Δεが負に大きく、また大きな電圧保持率を有する。第一成分および第二成分の組合せによりネマチック相の温度範囲を広くすることができ、またΔεを負に大きくすることができた。
【実施例２】
【０１４８】
以下の組成物を調合し、上述した方法により各特性値を測定した。
３−ＨＢ（２Ｆ）−３ （１−１−１−１） ８％
３−ＨＢ（２Ｆ）−Ｏ２ （１−１−１−１） ８％
３−ＨＨＢ（２Ｆ）−Ｏ２ （１−２−１−１） ６％
３−ＨＨＢ（２Ｆ）−１ （１−２−１−１） ６％
３−ＨＨＢ（３Ｆ）−Ｏ２ （１−２−１−２） ７％
３−ＨＨＢ（３Ｆ）−１ （１−２−１−２） ８％
３−Ｈ１ＯＢ（２Ｆ）−Ｏ２ （１−１−２−１） ６％
３−Ｈ１ＯＢ（３Ｆ）−３ （１−１−２−２） ６％
３−Ｈ１ＯＢ（３Ｆ）−Ｏ２ （１−１−２−２） ６％
３−Ｈ１ＯＢ（２Ｆ）Ｈ−３ （１−３−１） ７％
３−Ｈ１ＯＢ（２Ｆ）Ｈ−Ｏ２ （１−３−１） ７％
３−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ （２−１−１−１） ５％
３−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ４ （２−１−１−１） ５％
５Ｏ−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−１ （２−２−１−１） ５％
３−ＨＢ（２Ｆ）Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ （２−２−１−３） ５％
３−ＨＢ（３Ｆ）Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ （２−２−１−４） ５％
ＮＩ＝７１．２℃；Ｔｃ≦−２０℃；Δｎ＝０．０８７；Δε＝−３．３；
η＝２８．４ｍＰａ・ｓ。
比較例１と較べて、この実施例２の組成物は上限温度が高く、下限温度が≦−２０℃と低く、ネマチック相の温度範囲を広くすることができた。
【実施例３】
【０１４９】
以下の組成物を調合し、上述した方法により各特性値を測定した。
３−ＨＢ（３Ｆ）−３ （１−１−１−２） １０％
３−ＨＢ（３Ｆ）−Ｏ２ （１−１−１−２） １０％
３−Ｈ１ＯＢ（２Ｆ）Ｈ−３ （１−３−１） ７％
３−Ｈ１ＯＢ（２Ｆ）Ｈ−Ｏ２ （１−３−１） ８％
３−Ｈ１ＯＢ（２Ｆ）Ｂ−３ （１−３−１） ８％
３−Ｈ１ＯＢ（２Ｆ）Ｂ−Ｏ２ （１−３−１） ７％
３−ＨＨ１ＯＢ（２Ｆ）−Ｏ２ （１−２−３−１） ５％
３−ＨＨ１ＯＢ（２Ｆ）−１ （１−２−３−１） ５％
５−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ （２−１−１−１） ５％
５−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ４ （２−１−１−１） ５％
３−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−１ （２−２−１−１） ５％
３−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−２ （２−２−１−１） ５％
３−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ （２−２−１−１） ７％
５−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ （２−２−１−１） ８％
５−ＨＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ （２−２−１−２） ５％
ＮＩ＝９８．１℃；Ｔｃ≦−２０℃；Δｎ＝０．１０８；Δε＝−３．４；
η＝３２．５ｍＰａ・ｓ。
比較例１に較べて、この実施例３の組成物は上限温度が高く、下限温度が≦−２０℃と低く、ネマチック相の温度範囲を広くすることができた。
【実施例４】
【０１５０】
以下の組成物を調合し、上述した方法により各特性値を測定した。
３−ＨＨＢ（２Ｆ）−Ｏ２ （１−２−１−１） ５％
３−ＨＨＢ（３Ｆ）−１ （１−２−１−２） ５％
３−ＨＨＢ（３Ｆ）−Ｏ２ （１−２−１−２） ５％
３−ＨＨ１ＯＢ（２Ｆ）−１ （１−２−３−１） ７％
３−ＨＨ１ＯＢ（２Ｆ）−Ｏ２ （１−２−３−１） ７％
２Ｏ−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−１ （２−２−１−１） ７％
３−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ （２−２−１−１） ７％
５−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ （２−２−１−１） ６％
５Ｏ−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−１ （２−２−１−１） ７％
３−ＨＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ （２−２−１−２） ８％
５−ＨＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ （２−２−１−２） ８％
３−ＨＢ−Ｏ２ （３−１−２） ７％
５−ＨＢ−Ｏ２ （３−１−２） ７％
５−ＨＢ−３ （３−１−２） ７％
７−ＨＢ−１ （３−１−２） ７％
ＮＩ＝１０２．８℃；Ｔｃ≦−２０℃；Δｎ＝０．０９８；Δε＝−３．１；
η＝２７．７ｍＰａ・ｓ；ＶＨＲ−１＝９９．２％。
比較例１に較べて、この実施例４の組成物は上限温度が高く、下限温度が≦−２０℃と低く、ネマチック相の温度範囲を広くすることができた。またこの組成物は、大きな電圧保持率を有する。
【実施例５】
【０１５１】
以下の組成物を調合し、上述した方法により各特性値を測定した。
３−ＨＢ（２Ｆ）−Ｏ２ （１−１−１−１） ７％
３−ＨＨＢ（３Ｆ）−１ （１−２−１−２） ６％
３−Ｈ１ＯＢ（３Ｆ）−３ （１−１−２−２） ７％
３−Ｈ１ＯＢ（３Ｆ）−Ｏ２ （１−１−２−２） ６％
３−Ｈ１ＯＢ（２Ｆ）Ｈ−３ （１−３−１） ６％
３−Ｈ１ＯＢ（２Ｆ）Ｂ−３ （１−３−１） ５％
３−Ｈ１ＯＢ（２Ｆ）Ｂ−Ｏ２ （１−３−１） ５％
３−ＨＨ１ＯＢ（２Ｆ）−Ｏ２ （１−２−３−１） ５％
３−ＨＨ１ＯＢ（２Ｆ）−１ （１−２−３−１） ５％
３−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ１ （２−２−１−１） ５％
３−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ （２−２−１−１） ７％
５−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ （２−２−１−１） ８％
５−ＨＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ （２−２−１−２） ８％
３−ＨＨ−４ （３−１−１） ７％
３−ＨＢ−Ｏ２ （３−１−２） ６％
５−ＨＢ−３ （３−１−２） ７％
ＮＩ＝９０．５℃；Ｔｃ≦−２０℃；Δｎ＝０．０９８；Δε＝−２．７；
η＝２７．５ｍＰａ・ｓ。
比較例１と較べて、この実施例５の組成物は上限温度が高く、下限温度が≦−２０℃と低く、ネマチック相の温度範囲を広くすることができた。
【実施例６】
【０１５２】
以下の組成物を調合し、上述した方法により各特性値を測定した。
３−ＨＢ（３Ｆ）−３ （１−１−１−２） ８％
３−ＨＢ（３Ｆ）−Ｏ２ （１−１−１−２） ８％
３−ＨＨＢ（３Ｆ）−Ｏ２ （１−２−１−２） ５％
３−ＨＨＢ（３Ｆ）−１ （１−２−１−２） ５％
３−Ｈ１ＯＢ（２Ｆ）−３ （１−１−２−１） ７％
３−Ｈ１ＯＢ（２Ｆ）Ｈ−３ （１−３−１） ７％
３−Ｈ１ＯＢ（２Ｆ）Ｈ−Ｏ２ （１−３−１） ７％
３−ＨＨ１ＯＢ（２Ｆ）−Ｏ２ （１−２−３−１） ５％
３−ＨＨ１ＯＢ（２Ｆ）−１ （１−２−３−１） ５％
３−ＨＢ１ＯＢ（２Ｆ）−Ｏ２ （１−２−３） ５％
３−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ （２−１−１−１） ８％
３−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ４ （２−１−１−１） ８％
３−ＨＢ（２Ｆ）Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ （２−２−１−３） ７％
３−ＨＢ（３Ｆ）Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ （２−２−１−４） ７％
１Ｏ１−ＨＢＢＨ−３ （３−３−１） ５％
１Ｏ１−ＨＢＢＨ−５ （３−３−１） ３％
ＮＩ＝８５．３℃；Ｔｃ≦−２０℃；Δｎ＝０．１００；Δε＝−３．５；
η＝３２．４ｍＰａ・ｓ。
比較例１と較べて、この実施例６の組成物は上限温度が高く、下限温度が≦−２０℃と低く、ネマチック相の温度範囲を広くすることができた。
【実施例７】
【０１５３】
以下の組成物を調合し、上述した方法により各特性値を測定した。
３−ＨＢ（２Ｆ）−Ｏ２ （１−１−１−１） ５％
３−ＨＨＢ（３Ｆ）−Ｏ２ （１−２−１−２） ３％
３−ＨＢＢ（３Ｆ）−Ｏ２ （１−２−２−１） ５％
３−Ｈ１ＯＢ（３Ｆ）−３ （１−１−２−２） ６％
３−Ｈ１ＯＢ（２Ｆ）Ｈ−Ｏ２ （１−３−１） ５％
３−Ｈ１ＯＢ（２Ｆ）Ｂ−Ｏ２ （１−３−１） ６％
３−ＨＢ１ＯＢ（２Ｆ）−Ｏ２ （１−２−３） ５％
３−ＨＢ１ＯＢ（２Ｆ）−１ （１−２−３） ５％
３−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ （２−１−１−１） ５％
３−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ４ （２−１−１−１） ６％
２Ｏ−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−１ （２−２−１−１） ３％
３−ＨＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ （２−２−１−２） ７％
５−ＨＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ （２−２−１−２） ７％
３−ＨＢ（３Ｆ）Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ （２−２−１−４） ７％
３−ＨＨ−４ （３−１−１） ８％
５−ＨＢ−３ （３−１−２） ７％
３−ＨＨＢ−３ （３−２−１） ５％
３−ＨＨＢ−Ｏ１ （３−２−１） ５％
ＮＩ＝９１．０℃；Ｔｃ≦−２０℃；Δｎ＝０．１０８；Δε＝−３．４；
η＝２８．１ｍＰ・ｓ。
比較例１と較べて、この実施例７の組成物は上限温度が高く、下限温度が≦−２０℃と低く、ネマチック相の温度範囲を広くすることができた。
【実施例８】
【０１５４】
以下の組成物を調合し、上述した方法により各特性値を測定した。
３−ＨＢ（２Ｆ）−３ （１−１−１−１） １０％
３−ＨＢ（２Ｆ）−Ｏ２ （１−１−１−１） １０％
３−ＨＨＢ（２Ｆ）−Ｏ２ （１−２−１−１） ７％
３−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ （２−１−１−１） １０％
３−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ４ （２−１−１−１） １０％
３−ＨＢ（２Ｆ）Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ （２−２−１−３） ８％
３−ＨＢ（３Ｆ）Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ （２−２−１−４） ７％
３−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ （２−２−１−５） ７％
３−ＨＢ−Ｏ２ （３−１−２） ８％
５−ＨＢ−Ｏ２ （３−１−２） ８％
５−ＨＢＢ（３Ｆ）Ｂ−２ （３−３−２） ５％
５−ＨＢＢ（３Ｆ）Ｂ−Ｏ２ （３−３−２） ５％
５−ＨＢＢ（３Ｆ）Ｂ−３ （３−３−２） ５％
ＮＩ＝８０．３℃；Ｔｃ≦−２０℃；Δｎ＝０．１１６；Δε＝−４．３；
η＝３４．１ｍＰａ・ｓ。
比較例１と較べて、この実施例８の組成物は上限温度が高く、下限温度が≦−２０℃と低く、Δεが負に大きい。
【実施例９】
【０１５５】
以下の組成物を調合し、上述した方法により各特性値を測定した。
３−ＨＢ１ＯＢ（２Ｆ）−Ｏ２ （１−２−３） ６％
３−ＨＢ１ＯＢ（２Ｆ）−１ （１−２−３） ６％
３−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ （２−１−１−１） １１％
３−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ４ （２−１−１−１） １０％
５−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ （２−１−１−１） １０％
５−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ４ （２−１−１−１） ９％
３−ＨＢ（２Ｆ）Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ （２−２−１−３） ７％
３−ＨＢ（３Ｆ）Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ （２−２−１−４） ７％
３−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ （２−２−１−５） ６％
Ｖ−ＨＨＢ−１ （３−２−１） ８％
Ｖ２−ＨＨＢ−１ （３−２−１） ８％
１Ｏ１−ＨＢＢＨ−４ （３−３−１） ５％
１Ｏ１−ＨＢＢＨ−５ （３−３−１） ４％
５−ＨＢＢ（３Ｆ）Ｂ−２ （３−３−２） ３％
ＮＩ＝９１．８℃；Ｔｃ≦−２０℃；Δｎ＝０．１１０；Δε＝−４．１；
η＝３６．７ｍＰａ・ｓ。
比較例１と較べて、この実施例９の組成物は上限温度が高く、下限温度が≦−２０℃であり、Δεが負に大きい。
【実施例１０】
【０１５６】
以下の組成物を調合し、上述した方法により各特性値を測定した。
３−ＨＢ（３Ｆ）−３ （１−１−１−２） １０％
３−ＨＢ（３Ｆ）−Ｏ２ （１−１−１−２） ８％
３−ＨＨＢ（２Ｆ）−１ （１−２−１−１） ５％
３−ＨＨＢ（３Ｆ）−Ｏ２ （１−２−１−２） ５％
３−ＨＨＢ（３Ｆ）−１ （１−２−１−２） ５％
３−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ （２−１−１−１） ５％
３−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ４ （２−１−１−１） ５％
３−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ （２−２−１−１） ５％
５−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ （２−２−１−１） ３％
３−ＨＢ（２Ｆ）Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ （２−２−１−３） ８％
３−ＨＢ（３Ｆ）Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ （２−２−１−４） ８％
２−ＨＨ−５ （３−１−１） ５％
３−ＨＨ−４ （３−１−１） １２％
３−ＨＨＢ−３ （３−２−１） ５％
３−ＨＨＢ−Ｏ１ （３−２−１） ３％
５−ＨＢＢ（３Ｆ）Ｂ−２ （３−３−２） ３％
５−ＨＢＢ（３Ｆ）Ｂ−Ｏ２ （３−３−２） ５％
ＮＩ＝９４．３℃；Ｔｃ≦−２０℃；Δｎ＝０．０９６；Δε＝−３．４；
η＝３１．５ｍＰａ・ｓ。
比較例１と較べて、この実施例１０の組成物は上限温度が高く、下限温度が≦−２０℃と低く、ネマチック相の温度範囲を広くすることができた。
【実施例１１】
【０１５７】
以下の組成物を調合し、上述した方法により各特性値を測定した。
３−ＨＢ（２Ｆ）−Ｏ２ （１−１−１−１） １３％
３−ＨＢ（３Ｆ）−Ｏ２ （１−１−１−２） １３％
３−ＨＨＢ（２Ｆ）−Ｏ２ （１−２−１−１） ７％
５−ＨＨＢ（２Ｆ）−Ｏ２ （１−２−１−１） ７％
３−ＨＨＢ（３Ｆ）−Ｏ２ （１−２−１−２） ７％
５−ＨＨＢ（３Ｆ）−Ｏ２ （１−２−１−２） ７％
３−ＨＢ（２Ｆ,３Ｆ）−Ｏ２ （２−１−１−１） １３％
５−ＨＢ（２Ｆ,３Ｆ）−Ｏ２ （２−１−１−１） １３％
３−ＨＨＢ（２Ｆ,３Ｆ）−Ｏ２ （２−２−１−１） ４％
２−ＨＨＢ（２Ｆ,３Ｆ）−１ （２−２−１−１） ８％
３−ＨＨＢ（２Ｆ,３Ｆ）−１ （２−２−１−１） ８％
ＮＩ＝７１．２℃；Ｔｃ≦−２０℃；Δｎ＝０．０９１；Δε＝−３．１；
η＝２３．０ｍＰａ・ｓ
比較例１と較べて、この実施例１１の組成物は上限温度が高く、下限温度が≦−２０℃と低く、ネマチック相の温度範囲を広くすることができた。
【実施例１２】
【０１５８】
以下の組成物を調合し、上述した方法により各特性値を測定した。
３−ＨＢ（２Ｆ）−Ｏ２ （１−１−１−１） ５％
５−ＨＢ（３Ｆ）−Ｏ１ （１−１−１−２） ５％
３−ＨＨＢ（３Ｆ）−Ｏ２ （１−２−１−２） ４％
３−ＨＢＢ（３Ｆ）−Ｏ２ （１−２−２−１） ４％
３−Ｈ１ＯＢ（３Ｆ）−３ （１−１−２−２） ７％
３−Ｈ１ＯＢ（２Ｆ）Ｈ−Ｏ２ （１−３−１） ５％
３−Ｈ１ＯＢ（２Ｆ）Ｂ−Ｏ２ （１−３−１） ５％
３−ＨＢ１ＯＢ（２Ｆ）−１ （１−２−３） ５％
３−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ （２−１−１−１） ５％
３−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ４ （２−１−１−１） ６％
３−ＨＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ （２−２−１−２） ７％
５−ＨＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ （２−２−１−２） ７％
３−ＨＨ−４ （３−１−１） ９％
３−ＨＢ−５ （３−１−２） ６％
３−ＨＨＢ−３ （３−２−１） ６％
３−ＨＨＢ−Ｏ１ （３−２−１） ４％
５−ＨＨＢ（３Ｆ）−Ｆ − ５％
４−ＨＢＢ（３Ｆ）−Ｆ − ５％
ＮＩ＝８４．７℃；Ｔｃ≦−２０℃；Δｎ＝０．１０１；Δε＝−２．４；
η＝２９．３ｍＰ・ｓ。
比較例１と較べて、この実施例１２の組成物は上限温度が高く、下限温度が≦−２０℃と低く、ネマチック相の温度範囲を広くすることができた。
【実施例１３】
【０１５９】
実施例４の組成物に酸化防止剤として１４０ｐｐｍの３，５−ジ−t−ブチル−４−ヒ
ドロキシトルエンを添加した。得られた組成物の特性は次のとおりであった。
ＮＩ＝１０２．８℃；Ｔｃ≦−２０℃；Δｎ＝０．０９８；Δε＝−３．１；
η＝２７．７ｍＰａ・ｓ；ＶＨＲ−１＝９９．２％。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
式（１−１）〜式（１−３）で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物である第一成分と、式（２−１）〜式（２−３）で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物である第二成分とを含有する、負の誘電率異方性を有する液晶組成物。
【化１】
（式（１−１）〜式（１−３）、および式（２−１）〜式（２−３）において、
Ｒ11およびＲ12は独立してアルキル、アルケニル、またはアルコキシであり；
環Ａ11は独立して２−フルオロ−１，４−フェニレン、または３−フルオロ−１，４−フェニレンであり；
環Ａ12は独立して１，４−シクロヘキシレン、または１，４−フェニレンであり；
環Ａ13は独立して１，４−シクロヘキシレン、または任意の水素がフッ素、もしくは塩素によって置き換えられてもよい１，４−フェニレンであり；
Ｚ11およびＺ12は独立して単結合、―Ｃ2Ｈ4―、−ＣＨ2Ｏ−、または−ＯＣＨ2−である。
ただし、式（１−２）において、環Ａ11が２−フルオロ−１，４−フェニレン、環Ａ12が１，４−フェニレン、Ｚ11およびＺ12が単結合である化合物、および
式（１−３）において、環Ａ11が３−フルオロ−１，４−フェニレン、環Ａ12が１，４−フェニレン、Ｚ11およびＺ12が単結合である化合物は除く。）
【請求項２】
式（１−１−１）、式（１−１−２）、式（１−２−１）、式（１−２−２）、式（１
−２−３）、および式（１−３−１）で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物である第一成分と、式（２−１−１）、式（２−２−１）、および式（２−３−１）で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物である第二成分とを含有する、負の誘電率異方性を有する液晶組成物。
【化２】
（式（１−１−１）、式（１−１−２）、式（１−２−１）、式（１−２−２）、式（１−２−３）、式（１−３−１）、式（２−１−１）、式（２−２−１）、および式（２−３−１）において、Ｒaは独立してアルキル、またはアルケニルであり；Ｒbは独立してアルキル、アルケニル、またはアルコキシであり；
環Ａ21は独立して２−フルオロ−１，４−フェニレン、または３−フルオロ−１，４−フェニレンであり；
環Ａ22は独立して１，４−シクロヘキシレン、または１，４−フェニレンであり；
環Ａ23は独立して１，４−シクロヘキシレン、または任意の水素がフッ素によって置き換えられてもよい１，４−フェニレンであり；
Ｚ21は独立して−ＣＨ2Ｏ−、または−ＯＣＨ2−である。）
【請求項３】
上記式（１−１−１）、式（１−１−２）、式（１−２−１）、式（１−２−２）、および式（１−２−３）で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物である第一成分と、上記式（２−１−１）、式（２−２−１）、および式（２−３−１）で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物である第二成分とを含有する請求項２に記載の液晶組成物。
【請求項４】
液晶性化合物の全重量に基づいて、第一成分の含有割合が１０〜８０重量％であり、第二成分の含有割合が２０〜９０重量％である請求項１〜３のいずれか１項に記載の液晶組成物。
【請求項５】
式（３−１）〜式（３−３）で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物である第三成分をさらに含有する請求項１〜３のいずれか１項に記載の液晶組成物。
【化３】
（式（３−１）〜式（３−３）において、Ｒaは独立してアルキル、またはアルケニルで
あり；Ｒbは独立してアルキル、アルケニル、またはアルコキシであり；Ｒcはアルキル、アルケニル、アルコキシ、またはアルコキシメチルであり；複数の環Ａ22はそれぞれ独立して、１，４−シクロヘキシレン、または１，４−フェニレンであり；環Ａ23は１，４−シクロヘキシレン、または任意の水素がフッ素によって置き換えられてもよい１，４−フェニレンであり；Ｚ22は独立して単結合、−ＣＨ2Ｏ−、−ＯＣＨ2−、または−ＣＯＯ−である。）
【請求項６】
液晶性化合物の全重量に基づいて、第一成分の含有割合が５〜７５重量％であり、第二成分の含有割合が２０〜８０重量％であり、第三成分の含有割合が５〜４５重量％である請求項５に記載の液晶組成物。
【請求項７】
式（１−１−１−１）、式（１−１−１−２）、式（１−１−２−１）、式（１−１−２−２）、式（１−２−１−１）、式（１−２−１−２）、式（１−２−２−１）、式（１−２−３−１）、および式（１−２−３−２）で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物である第一成分と、式（２−１−１−１）、式（２−２−１−１）、式（２−２−１−２）、式（２−２−１−３）、式（２−２−１−４）、および式（２−２−１−５）で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物である第二成分とを含有する、負の誘電率異方性を有する液晶組成物。
【化４−Ａ】
【化４−Ｂ】
（式（１−１−１−１）、式（１−１−１−２）、式（１−１−２−１）、式（１−１−２−２）、式（１−２−１−１）、式（１−２−１−２）、式（１−２−２−１）、式（１−２−３−１）、式（１−２−３−２）、式（２−１−１−１）、式（２−２−１−１）、式（２−２−１−２）、式（２−２−１−３）、式（２−２−１−４）、および式（２−２−１−５）において、Ｒaは独立してアルキル、またはアルケニルであり；Ｒbは独立してアルキル、アルケニル、またはアルコキシである。）
【請求項８】
上記式（１−１−１−１）、式（１−１−２−１）、式（１−２−１−１）、および式（１−２−３−１）で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物である第一成分と、上記式（２−１−１−１）、および式（２−２−１−１）〜式（２−２−１−５）で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物である第二成分とを含有する請求項７に記載の液晶組成物。
【請求項９】
上記式（１−１−１−１）、式（１−１−１−２）、式（１−２−１−１）、式（１−２−１−２）、および式（１−２−２−１）で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物である第一成分と、上記式（２−１−１−１）、および式（２−２−１−１）〜式（２−２−１−５）で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物である第二成分とを含有する請求項７に記載の液晶組成物。
【請求項１０】
上記式（１−１−１−１）、式（１−１−２−１）、式（１−２−１−１）、および式（１−２−３−１）で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物である第一成分と、上記式（２−１−１−１）、式（２−２−１−１）、および式（２−２−１−２）で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物である第二成分とを含有する請求項７に記載の液晶組成物。
【請求項１１】
上記式（１−１−２−１）、式（１−１−２−２）、式（１−２−３−１）、および式（１−２−３−２）で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物である第一成分と、上記式（２−１−１−１）、式（２−２−１−１）、および式（２−２−１−２）で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物である第二成分とを含有する請求項７に記載の液晶組成物。
【請求項１２】
上記式（１−１−２−１）、および式（１−２−３−１）で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物である第一成分と、上記式（２−１−１−１）、式（２−２−１−１）、および式（２−２−１−２）で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物である第二成分とを含有する請求項７に記載の液晶組成物。
【請求項１３】
液晶性化合物の全重量に基づいて、第一成分の含有割合が３０〜７５重量％であり、第二成分の含有割合が２５〜７０重量％である請求項７〜１２のいずれか１項に記載の液晶組成物。
【請求項１４】
式（３−１−１）、式（３−１−２）、式（３−２−１）、式（３−３−１）、および式（３−３−２）で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物である第三成分をさらに含有する請求項７〜１２のいずれか１項に記載の液晶組成物。
【化５】
（式（３−１−１）、式（３−１−２）、式（３−２−１）、式（３−３−１）、および式（３−３−２）において、Ｒaは独立してアルキル、またはアルケニルであり；Ｒbは独立してアルキル、アルケニル、またはアルコキシであり；Ｒcは独立してアルキル、アル
ケニル、アルコキシ、またはアルコキシメチルである。）
【請求項１５】
第三成分が、上記式（３−１−１）、式（３−１−２）、および式（３−２−１）で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物である請求項１４に記載の液晶組成物。
【請求項１６】
第三成分が、上記式（３−２−１）で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物である請求項１４に記載の液晶組成物。
【請求項１７】
液晶性化合物の全重量に基づいて、第一成分の含有割合が１０〜６５重量％であり、第
二成分の含有割合が２５〜６０重量％であり、第三成分の含有割合が５〜３５重量％である請求項１４〜１６のいずれか１項に記載の液晶組成物。
【請求項１８】
液晶性化合物成分が、上記式（１−１−１）、式（１−１−２）、式（１−２−１）、式（１−２−２）、式（１−２−３）、および式（１−３−１）で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物である第一成分と、上記式（２−１−１）、式（２−２−１）、および式（２−３−１）で表される化合物群から選択される少なくとも１つの化合物である第二成分と、上記式（３−１）〜式（３−３）で表される化合物群から選択される少なくとも１つの化合物である第三成分とだけからなる、負の誘電率異方性を有する液晶組成物。
【請求項１９】
液晶性化合物成分が、上記式（１−１−１）、式（１−１−２）、式（１−２−１）、式（１−２−２）、式（１−２−３）、および式（１−３−１）で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物である第一成分と、上記式（２−１−１）、式（２−２−１）、および式（２−３−１）で表される化合物群から選択される少なくとも１つの化合物である第二成分とだけからなる、負の誘電率異方性を有する液晶組成物。
【請求項２０】
誘電率異方性の値が−６．５〜−２．０の範囲である請求項１〜１９のいずれか１項に記載の液晶組成物。
【請求項２１】
光学異方性の値が０．０８０〜０．１２０の範囲である請求項１〜２０のいずれか１項に記載の液晶組成物。
【請求項２２】
請求項１〜２１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。
【請求項２３】
ＶＡモードまたはＩＰＳモードで表示され、アクティブマトリックス方式で駆動される請求項２２に記載の液晶表示素子。
【請求項１】
式（１−１）〜式（１−３）で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物である第一成分と、式（２−１）〜式（２−３）で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物である第二成分とを含有する、負の誘電率異方性を有する液晶組成物。
【化１】
（式（１−１）〜式（１−３）、および式（２−１）〜式（２−３）において、
Ｒ11およびＲ12は独立してアルキル、アルケニル、またはアルコキシであり；
環Ａ11は独立して２−フルオロ−１，４−フェニレン、または３−フルオロ−１，４−フェニレンであり；
環Ａ12は独立して１，４−シクロヘキシレン、または１，４−フェニレンであり；
環Ａ13は独立して１，４−シクロヘキシレン、または任意の水素がフッ素、もしくは塩素によって置き換えられてもよい１，４−フェニレンであり；
Ｚ11およびＺ12は独立して単結合、―Ｃ2Ｈ4―、−ＣＨ2Ｏ−、または−ＯＣＨ2−である。
ただし、式（１−２）において、環Ａ11が２−フルオロ−１，４−フェニレン、環Ａ12が１，４−フェニレン、Ｚ11およびＺ12が単結合である化合物、および
式（１−３）において、環Ａ11が３−フルオロ−１，４−フェニレン、環Ａ12が１，４−フェニレン、Ｚ11およびＺ12が単結合である化合物は除く。）
【請求項２】
式（１−１−１）、式（１−１−２）、式（１−２−１）、式（１−２−２）、式（１
−２−３）、および式（１−３−１）で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物である第一成分と、式（２−１−１）、式（２−２−１）、および式（２−３−１）で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物である第二成分とを含有する、負の誘電率異方性を有する液晶組成物。
【化２】
（式（１−１−１）、式（１−１−２）、式（１−２−１）、式（１−２−２）、式（１−２−３）、式（１−３−１）、式（２−１−１）、式（２−２−１）、および式（２−３−１）において、Ｒaは独立してアルキル、またはアルケニルであり；Ｒbは独立してアルキル、アルケニル、またはアルコキシであり；
環Ａ21は独立して２−フルオロ−１，４−フェニレン、または３−フルオロ−１，４−フェニレンであり；
環Ａ22は独立して１，４−シクロヘキシレン、または１，４−フェニレンであり；
環Ａ23は独立して１，４−シクロヘキシレン、または任意の水素がフッ素によって置き換えられてもよい１，４−フェニレンであり；
Ｚ21は独立して−ＣＨ2Ｏ−、または−ＯＣＨ2−である。）
【請求項３】
上記式（１−１−１）、式（１−１−２）、式（１−２−１）、式（１−２−２）、および式（１−２−３）で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物である第一成分と、上記式（２−１−１）、式（２−２−１）、および式（２−３−１）で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物である第二成分とを含有する請求項２に記載の液晶組成物。
【請求項４】
液晶性化合物の全重量に基づいて、第一成分の含有割合が１０〜８０重量％であり、第二成分の含有割合が２０〜９０重量％である請求項１〜３のいずれか１項に記載の液晶組成物。
【請求項５】
式（３−１）〜式（３−３）で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物である第三成分をさらに含有する請求項１〜３のいずれか１項に記載の液晶組成物。
【化３】
（式（３−１）〜式（３−３）において、Ｒaは独立してアルキル、またはアルケニルで
あり；Ｒbは独立してアルキル、アルケニル、またはアルコキシであり；Ｒcはアルキル、アルケニル、アルコキシ、またはアルコキシメチルであり；複数の環Ａ22はそれぞれ独立して、１，４−シクロヘキシレン、または１，４−フェニレンであり；環Ａ23は１，４−シクロヘキシレン、または任意の水素がフッ素によって置き換えられてもよい１，４−フェニレンであり；Ｚ22は独立して単結合、−ＣＨ2Ｏ−、−ＯＣＨ2−、または−ＣＯＯ−である。）
【請求項６】
液晶性化合物の全重量に基づいて、第一成分の含有割合が５〜７５重量％であり、第二成分の含有割合が２０〜８０重量％であり、第三成分の含有割合が５〜４５重量％である請求項５に記載の液晶組成物。
【請求項７】
式（１−１−１−１）、式（１−１−１−２）、式（１−１−２−１）、式（１−１−２−２）、式（１−２−１−１）、式（１−２−１−２）、式（１−２−２−１）、式（１−２−３−１）、および式（１−２−３−２）で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物である第一成分と、式（２−１−１−１）、式（２−２−１−１）、式（２−２−１−２）、式（２−２−１−３）、式（２−２−１−４）、および式（２−２−１−５）で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物である第二成分とを含有する、負の誘電率異方性を有する液晶組成物。
【化４−Ａ】
【化４−Ｂ】
（式（１−１−１−１）、式（１−１−１−２）、式（１−１−２−１）、式（１−１−２−２）、式（１−２−１−１）、式（１−２−１−２）、式（１−２−２−１）、式（１−２−３−１）、式（１−２−３−２）、式（２−１−１−１）、式（２−２−１−１）、式（２−２−１−２）、式（２−２−１−３）、式（２−２−１−４）、および式（２−２−１−５）において、Ｒaは独立してアルキル、またはアルケニルであり；Ｒbは独立してアルキル、アルケニル、またはアルコキシである。）
【請求項８】
上記式（１−１−１−１）、式（１−１−２−１）、式（１−２−１−１）、および式（１−２−３−１）で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物である第一成分と、上記式（２−１−１−１）、および式（２−２−１−１）〜式（２−２−１−５）で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物である第二成分とを含有する請求項７に記載の液晶組成物。
【請求項９】
上記式（１−１−１−１）、式（１−１−１−２）、式（１−２−１−１）、式（１−２−１−２）、および式（１−２−２−１）で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物である第一成分と、上記式（２−１−１−１）、および式（２−２−１−１）〜式（２−２−１−５）で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物である第二成分とを含有する請求項７に記載の液晶組成物。
【請求項１０】
上記式（１−１−１−１）、式（１−１−２−１）、式（１−２−１−１）、および式（１−２−３−１）で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物である第一成分と、上記式（２−１−１−１）、式（２−２−１−１）、および式（２−２−１−２）で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物である第二成分とを含有する請求項７に記載の液晶組成物。
【請求項１１】
上記式（１−１−２−１）、式（１−１−２−２）、式（１−２−３−１）、および式（１−２−３−２）で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物である第一成分と、上記式（２−１−１−１）、式（２−２−１−１）、および式（２−２−１−２）で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物である第二成分とを含有する請求項７に記載の液晶組成物。
【請求項１２】
上記式（１−１−２−１）、および式（１−２−３−１）で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物である第一成分と、上記式（２−１−１−１）、式（２−２−１−１）、および式（２−２−１−２）で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物である第二成分とを含有する請求項７に記載の液晶組成物。
【請求項１３】
液晶性化合物の全重量に基づいて、第一成分の含有割合が３０〜７５重量％であり、第二成分の含有割合が２５〜７０重量％である請求項７〜１２のいずれか１項に記載の液晶組成物。
【請求項１４】
式（３−１−１）、式（３−１−２）、式（３−２−１）、式（３−３−１）、および式（３−３−２）で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物である第三成分をさらに含有する請求項７〜１２のいずれか１項に記載の液晶組成物。
【化５】
（式（３−１−１）、式（３−１−２）、式（３−２−１）、式（３−３−１）、および式（３−３−２）において、Ｒaは独立してアルキル、またはアルケニルであり；Ｒbは独立してアルキル、アルケニル、またはアルコキシであり；Ｒcは独立してアルキル、アル
ケニル、アルコキシ、またはアルコキシメチルである。）
【請求項１５】
第三成分が、上記式（３−１−１）、式（３−１−２）、および式（３−２−１）で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物である請求項１４に記載の液晶組成物。
【請求項１６】
第三成分が、上記式（３−２−１）で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物である請求項１４に記載の液晶組成物。
【請求項１７】
液晶性化合物の全重量に基づいて、第一成分の含有割合が１０〜６５重量％であり、第
二成分の含有割合が２５〜６０重量％であり、第三成分の含有割合が５〜３５重量％である請求項１４〜１６のいずれか１項に記載の液晶組成物。
【請求項１８】
液晶性化合物成分が、上記式（１−１−１）、式（１−１−２）、式（１−２−１）、式（１−２−２）、式（１−２−３）、および式（１−３−１）で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物である第一成分と、上記式（２−１−１）、式（２−２−１）、および式（２−３−１）で表される化合物群から選択される少なくとも１つの化合物である第二成分と、上記式（３−１）〜式（３−３）で表される化合物群から選択される少なくとも１つの化合物である第三成分とだけからなる、負の誘電率異方性を有する液晶組成物。
【請求項１９】
液晶性化合物成分が、上記式（１−１−１）、式（１−１−２）、式（１−２−１）、式（１−２−２）、式（１−２−３）、および式（１−３−１）で表される化合物群から選択された少なくとも１つの化合物である第一成分と、上記式（２−１−１）、式（２−２−１）、および式（２−３−１）で表される化合物群から選択される少なくとも１つの化合物である第二成分とだけからなる、負の誘電率異方性を有する液晶組成物。
【請求項２０】
誘電率異方性の値が−６．５〜−２．０の範囲である請求項１〜１９のいずれか１項に記載の液晶組成物。
【請求項２１】
光学異方性の値が０．０８０〜０．１２０の範囲である請求項１〜２０のいずれか１項に記載の液晶組成物。
【請求項２２】
請求項１〜２１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。
【請求項２３】
ＶＡモードまたはＩＰＳモードで表示され、アクティブマトリックス方式で駆動される請求項２２に記載の液晶表示素子。
【公開番号】特開２００７−３１６９４（Ｐ２００７−３１６９４Ａ）
【公開日】平成１９年２月８日（２００７．２．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１６１１２７（Ｐ２００６−１６１１２７）
【出願日】平成１８年６月９日（２００６．６．９）
【出願人】（０００００２０７１）チッソ株式会社 (658)
【出願人】（５９６０３２１００）チッソ石油化学株式会社 (309)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年２月８日（２００７．２．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年６月９日（２００６．６．９）
【出願人】（０００００２０７１）チッソ株式会社 (658)
【出願人】（５９６０３２１００）チッソ石油化学株式会社 (309)
【Ｆターム（参考）】
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