誘電率異方性が負である液晶組成物、及び該液晶組成物を用いた液晶表示素子
【課題】Δεの絶対値、Δｎ、Ｔｎｉ、及びηの少なくとも１つが残る３つが悪化せずに改善された誘電率異方性が負である液晶組成物、及び該液晶組成物を用いた液晶表示素子を提供する。
【解決手段】少なくとも１種類の一般式（Ｉ）で表される化合物及び少なくとも１種類の一般式（ＩＩ）で表される化合物を含有し、一般式（ＩＩＩ）で表される化合物を含有していない誘電率異方性が負である液晶組成物（式中、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ２１、及びＲ２２炭素数１〜８のアルキル基、アルコキシ基、炭素数２〜８のアルケニル基又はアルケニルオキシ基を、Ｒ３１及びＲ３２は炭素数１〜８のアルキル基又はアルコキシ基を、ａ１１は０又は１を、Ａ１１、Ａ１２及びＡ２１は特定の２価の６員環を有する基を、Ｚ２１は単結合、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−又は−ＣＨ２ＣＨ２−を表す。）。
［化１］
【解決手段】少なくとも１種類の一般式（Ｉ）で表される化合物及び少なくとも１種類の一般式（ＩＩ）で表される化合物を含有し、一般式（ＩＩＩ）で表される化合物を含有していない誘電率異方性が負である液晶組成物（式中、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ２１、及びＲ２２炭素数１〜８のアルキル基、アルコキシ基、炭素数２〜８のアルケニル基又はアルケニルオキシ基を、Ｒ３１及びＲ３２は炭素数１〜８のアルキル基又はアルコキシ基を、ａ１１は０又は１を、Ａ１１、Ａ１２及びＡ２１は特定の２価の６員環を有する基を、Ｚ２１は単結合、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−又は−ＣＨ２ＣＨ２−を表す。）。
［化１］
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気光学的液晶表示材料として有用な誘電率異方性（Δε）が負である液晶組成物、及び該液晶組成物を用いた液晶表示素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
負の誘電率異方性（負のΔε）を有する液晶組成物を使用した垂直配向型のＶＡ−ＬＣＤは、漆黒な黒を表現することができるため表示品位に優れ、高コントラストな液晶表示装置として、液晶テレビを中心とした市場に広く浸透している。また、最近では液晶テレビなどに代表されるアクティブマトリックス駆動方式の他、車載や家電用途の表示器として使用されているパッシブマトリックス駆動方式でもＶＡ−ＬＣＤの採用が増えている。液晶テレビ用途では、滑らかな動画表示性能を実現するためにガラス基板間のギャップが狭くなる傾向にあり、液晶材料の複屈折率（Δn）は大きくなる傾向にある。一方、車載用表示器においては、表示容量の大きな高時分割駆動でも良好なコントラストを得るために、負のΔεを有する液晶組成物としては従来にない大きなΔnが求められるとともに、低電圧化にも対応するためΔεの絶対値も大きなものが要求されるようになってきた。
【０００３】
ＶＡ−ＬＣＤ用の液晶材料として多くの液晶化合物および液晶組成物が提案されている。ここで、Δｎを増大させるためには、液晶組成物中におけるΔｎの大きな液晶化合物の含有量を上昇させる必要があり、Δεの絶対値を増大させるためには、液晶組成物中におけるΔεの絶対値の大きな液晶化合物の含有量を上昇させる必要がある。しかし、これらの化合物の含有量を上昇させた場合には、粘性（η）が悪化し、応答速度が悪化してしまう。
【０００４】
これまでにも、Δεが負の値を示し、かつΔｎの値が大きな液晶組成物が開示されている（例えば、特許文献１〜６参照。）。また、Δεは正の比較的大きな値であり、かつηの低い液晶組成物も開示されている（例えば、特許文献７参照。）
【０００５】
一方で、幅広い温度範囲において機能する表示素子を製造するためには、ネマティック相−等方性液体相転移温度（Ｔｎｉ）（ネマティック相上限温度）は高いほうが好ましい。
これらを総合するに、Δεの絶対値及びΔｎが十分に大きく、Ｔｎｉが高く、かつηが小さい液晶組成物が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−０９６０５８号公報
【特許文献２】特開２００１−３５４９６７号公報
【特許文献３】特開平１１−１４０４４７号公報
【特許文献４】特開平１１−２２８９６６号公報
【特許文献５】特開平８−１０４８６９号公報
【特許文献６】特開２００２−０６９４４９号公報
【特許文献７】特開平６−５０１５１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、Δεの絶対値、Δｎ、Ｔｎｉ、及びηのうちの少なくとも１つが、残る３つを悪化させることなく改善された、誘電率異方性が負である液晶組成物、及び該液晶組成物を用いた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】
【０００８】
本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意検討した結果、少なくとも２種類の特定の構造を有する化合物を含有し、かつ特定の構造の化合物を含有していない液晶組成物であれば、上記の課題を解決できることを見出した。
【０００９】
すなわち、本発明は、第一成分として一般式（Ｉ）で表される化合物
【化１】
（式中、Ｒ１１及びＲ１２は互いに独立して、炭素原子数１〜８のアルキル基、炭素原子数１〜８のアルコキシ基、炭素原子数２〜８のアルケニル基又は炭素原子数２〜８のアルケニルオキシ基を表し、ａ１１は０又は１を表し、Ａ１１及びＡ１２は互いに独立して
【化２】
のいずれかを表す。Ａ１１が１,４−フェニレン基である場合、ベンゼン環上に存在する１個又は２個以上の水素原子はハロゲンで置換されていてもよい。Ａ１２が１,４−フェニレン基である場合、ベンゼン環上に存在する１個又は２個以上の水素原子はハロゲンで置換されていてもよい。）から選ばれる少なくとも１種類の化合物を含有し、
第二成分として一般式（ＩＩ）で表される化合物
【化３】
（式中、Ｒ２１及びＲ２２は互いに独立して、炭素原子数１〜８のアルキル基、炭素原子数１〜８のアルコキシ基、炭素原子数２〜８のアルケニル基又は炭素原子数２〜８のアルケニルオキシ基を表し、Ｚ２１は単結合、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−又は−ＣＨ２ＣＨ２−を表し、Ａ２１は
【化４】
のいずれかを表す。Ａ２１が１,４−フェニレン基である場合、ベンゼン環上に存在する１個又は２個以上の水素原子はハロゲンで置換されていてもよい。）から選ばれる少なくとも１種類の化合物を含有し、
かつ、一般式（ＩＩＩ）で表される化合物
【化５】
（式中、Ｒ３１及びＲ３２は互いに独立して、炭素原子数１〜８のアルキル基又は炭素原子数１〜８のアルコキシ基を表す。）を含有していないことを特徴とする、誘電率異方性が負である液晶組成物を提供する。
さらに本発明は、前記液晶組成物を用いたことを特徴とする液晶表示素子を提供する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の液晶組成物は、誘電率異方性が負であって、Δεの絶対値、Δｎ、Ｔｎｉ、及びηのうちの少なくとも１つが、残る３つを悪化させることなく改善されているという特徴を有する。つまり、本発明の液晶組成物は、液晶性に優れ、広い温度範囲で安定な液晶相を示す。
このため、本発明の液晶組成物を用いることにより、表示品位に優れた液晶表示素子を得ることができる。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の誘電率異方性が負である液晶組成物（以下、本発明の液晶組成物）は、第一成分として下記一般式（Ｉ）で表される化合物から選ばれる少なくとも１種類の化合物を含有し、第二成分として下記一般式（ＩＩ）で表される化合物で表される化合物から選ばれる少なくとも１種類の化合物を含有し、かつ、一般式（ＩＩＩ）で表される化合物を含有していないことを特徴とする。
以下、まず成分ごとに説明する。
【００１２】
＜一般式（Ｉ）で表される化合物＞
本発明の液晶組成物は、下記一般式（Ｉ）で表される化合物から選ばれる少なくとも１種類の化合物を含有する。本発明の液晶組成物は、一般式（Ｉ）で表される化合物を１種類のみ含有していてもよいが、２種類以上を含有していることが好ましい。
【００１３】
【化６】
【００１４】
一般式（Ｉ）中、Ｒ１１及びＲ１２は互いに独立して、炭素原子数１〜８のアルキル基、炭素原子数１〜８のアルコキシ基、炭素原子数２〜８のアルケニル基又は炭素原子数２〜８のアルケニルオキシ基を表す。本発明においては、Ｒ１１及びＲ１２は互いに独立して、炭素原子数１〜５のアルキル基、炭素原子数１〜５のアルコキシ基、炭素原子数２〜５のアルケニル基又は炭素原子数２〜５のアルケニルオキシ基が好ましく、互いに独立して炭素原子数１〜５のアルキル基又は炭素原子数１〜５のアルコキシ基がより好ましい。また、Ｒ１１及びＲ１２は、それぞれ分岐鎖状の基であってもよく、直鎖状の基であってもよいが、直鎖状の基であることが好ましい。
【００１５】
一般式（Ｉ）中、ａ１１は０又は１を表す。本発明の液晶組成物においては、応答速度をより速めることを重視する場合には、ａ１１は０が好ましい。一方で、Ｔｎｉをより高めることを重視する場合には、ａ１１は１が好ましい。また、Δｎを大きくすることを重視する場合にも、ａ１１は１が好ましい。
【００１６】
一般式（Ｉ）中、Ａ１１及びＡ１２は互いに独立して、下記の４種の６員環を有する２価の基のいずれかを表す。なお、以下、これらの４種の６員環を有する２価の基をまとめて「２価の環状炭化水素基群Ａ」ということがある。Ａ１１が１,４−フェニレン基である場合、ベンゼン環上に存在する１個又は２個以上の水素原子はハロゲンで置換されていてもよい。Ａ１２が１,４−フェニレン基である場合、ベンゼン環上に存在する１個又は２個以上の水素原子はハロゲンで置換されていてもよい。本発明の液晶組成物においては、Ａ１１及びＡ１２は互いに独立して、１，４−フェニレン基又は１，４−シクロヘキシレン基が好ましく、１，４−フェニレン基は１個又は２個以上のフッ素原子により置換されていてもよい。本発明の液晶組成物においては、粘性をより低下させることを重視する場合には、一般式（Ｉ）中、ａ１１が１であり、かつＡ１１が１，４−シクロヘキシレン基であることがより好ましい。また、屈折率異方性（Δｎ）をより大きくすることを重視する場合には、Ａ１２は１，４−フェニレン基がより好ましい。
【００１７】
【化７】
【００１８】
一般式（Ｉ）で表される化合物としては、Ｒ１１及びＲ１２が互いに独立して、炭素原子数１〜８のアルキル基、炭素原子数１〜８のアルコキシ基、炭素原子数２〜８のアルケニル基又は炭素原子数２〜８のアルケニルオキシ基であり、ａ１１が０であり、Ａ１２が無置換の１，４−フェニレン基、１個又は２個以上のフッ素原子が置換されている１，４−フェニレン基又は１，４−シクロヘキシレン基である化合物、Ｒ１１及びＲ１２が互いに独立して、炭素原子数１〜８のアルキル基、炭素原子数１〜８のアルコキシ基、炭素原子数２〜８のアルケニル基又は炭素原子数２〜８のアルケニルオキシ基であり、ａ１１が１であり、Ａ１１及びＡ１２が互いに独立してＡ１２が無置換の１，４−フェニレン基、１個又は２個以上のフッ素原子が置換されている１，４−フェニレン基又は１，４−シクロヘキシレン基である化合物であることが好ましい。中でも、Ｒ１１及びＲ１２が互いに独立して炭素原子数１〜８のアルキル基又は炭素原子数１〜８のアルコキシ基であり、ａ１１が０であり、Ａ１２が無置換の１，４−フェニレン基、１個又は２個以上のフッ素原子が置換されている１，４−フェニレン基又は１，４−シクロヘキシレン基である化合物、Ｒ１１及びＲ１２が互いに独立して炭素原子数１〜８のアルキル基又は炭素原子数１〜８のアルコキシ基であり、ａ１１が１であり、Ａ１１及びＡ１２が互いに独立してＡ１２が無置換の１，４−フェニレン基、１個又は２個以上のフッ素原子が置換されている１，４−フェニレン基又は１，４−シクロヘキシレン基である化合物であることがより好ましい。
【００１９】
一般式（Ｉ）で表される化合物は、より具体的には、下記の一般式（Ｉ−１）〜（Ｉ−３）で表される化合物が好ましい。一般式（Ｉ−１）〜（Ｉ−３）中、Ｒ１１は一般式（Ｉ）におけるＲ１１と同じ意味を表し、Ｒ１２は一般式（Ｉ）におけるＲ１２と同じ意味を表す。本発明の液晶組成物は、第一成分として、一般式（Ｉ−１）〜（Ｉ−３）で表される化合物を少なくとも１種類含有していることが好ましく、一般式（Ｉ−１）〜（Ｉ−３）で表される化合物を１種類又は２種類以上含有していることがより好ましい。
【００２０】
【化８】
【００２１】
一般式（Ｉ−１）〜（Ｉ−３）で表される化合物としては、Ｒ１１及びＲ１２が互いに独立して、炭素原子数１〜８のアルキル基又は炭素原子数１〜８のアルコキシ基である化合物が好ましい。中でも、Ｒ１１が炭素原子数１〜８のアルキル基であり、Ｒ１２が炭素原子数１〜８のアルコキシ基である化合物がより好ましい。
【００２２】
本発明の液晶組成物中の第一成分の含有量（すなわち、一般式（Ｉ）で表される１種類又は２種類以上の化合物の総含有量）は、２質量％以上であることが好ましく、２〜５０質量％がより好ましく、２〜４０質量％がさらに好ましく、５〜３０質量％がよりさらに好ましい。
【００２３】
＜一般式（ＩＩ）で表される化合物＞
本発明の液晶組成物は、下記一般式（ＩＩ）で表される化合物から選ばれる少なくとも１種類の化合物を含有する。本発明の液晶組成物は、一般式（ＩＩ）で表される化合物を１種類のみ含有していてもよいが、２種類以上を含有していることが好ましい。
【００２４】
【化９】
【００２５】
一般式（ＩＩ）中、Ｒ２１及びＲ２２は互いに独立して、炭素原子数１〜８のアルキル基、炭素原子数１〜８のアルコキシ基、炭素原子数２〜８のアルケニル基又は炭素原子数２〜８のアルケニルオキシ基を表す。本発明においては、Ｒ２１及びＲ２２は互いに独立して、炭素原子数１〜５のアルキル基、炭素原子数１〜５のアルコキシ基、炭素原子数２〜５のアルケニル基又は炭素原子数２〜５のアルケニルオキシ基が好ましく、互いに独立して炭素原子数１〜５のアルキル基又は炭素原子数１〜５のアルコキシ基がより好ましい。また、Ｒ２１及びＲ２２は、それぞれ分岐鎖状の基であってもよく、直鎖状の基であってもよいが、直鎖状の基であることが好ましい。
【００２６】
一般式（ＩＩ）中、Ｚ２１は単結合、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−又は−ＣＨ２ＣＨ２−を表す。本発明においては、Ｚ２１は単結合、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−又は−ＣＨ２ＣＨ２−が好ましく、単結合がより好ましい。
【００２７】
一般式（ＩＩ）中、Ａ２１は前記２価の環状炭化水素基群Ａ中のいずれかの基を表す。Ａ２１が１,４−フェニレン基である場合、ベンゼン環上に存在する１個又は２個以上の水素原子はハロゲンで置換されていてもよい。本発明においては、Ａ２１は無置換の１，４−フェニレン基、１個又は２個以上のフッ素原子が置換されている１，４−フェニレン基又は１，４−シクロヘキシレン基が好ましく、無置換の１，４−フェニレン基又は１，４−シクロヘキシレン基がより好ましい。本発明の液晶組成物において、粘性をより低下させることを重視する場合には、一般式（ＩＩ）中、Ａ２１は１，４−シクロヘキシレン基がより好ましい。
【００２８】
一般式（ＩＩ）で表される化合物としては、Ｒ２１及びＲ２２が互いに独立して、炭素原子数１〜８のアルキル基、炭素原子数１〜８のアルコキシ基、炭素原子数２〜８のアルケニル基又は炭素原子数２〜８のアルケニルオキシ基であり、Ｚ２１が単結合、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−又は−ＣＨ２ＣＨ２−であり、Ａ２１が無置換の１，４−フェニレン基、１個又は２個以上のフッ素原子が置換されている１，４−フェニレン基又は１，４−シクロヘキシレン基である化合物が好ましく、Ｒ２１及びＲ２２が互いに独立して、炭素原子数１〜８のアルキル基、炭素原子数１〜８のアルコキシ基、炭素原子数２〜８のアルケニル基又は炭素原子数２〜８のアルケニルオキシ基であり、Ｚ２１が単結合であり、Ａ２１が無置換の１，４−フェニレン基、１個又は２個以上のフッ素原子が置換されている１，４−フェニレン基又は１，４−シクロヘキシレン基である化合物がより好ましい。
【００２９】
一般式（ＩＩ）で表される化合物は、より具体的には、下記の一般式（ＩＩ−１）〜（ＩＩ−２）で表される化合物が好ましい。一般式（ＩＩ−１）〜（ＩＩ−２）中、Ｒ２１は一般式（ＩＩ）におけるＲ２１と同じ意味を表し、Ｒ２２は一般式（ＩＩ）におけるＲ２２と同じ意味を表す。本発明の液晶組成物は、第二成分として、一般式（ＩＩ−１）〜（ＩＩ−２）で表される化合物を少なくとも１種類含有していることが好ましく、一般式（ＩＩ−１）〜（ＩＩ−２）で表される化合物を１種類又は２種類以上含有していることがより好ましく、一般式（ＩＩ−１）で表される化合物を１種類又は２種類以上含有していることがさらに好ましい。
【００３０】
【化１０】
【００３１】
一般式（ＩＩ−１）〜（ＩＩ−２）で表される化合物としては、Ｒ２１及びＲ２２が互いに独立して、炭素原子数１〜８のアルキル基又は炭素原子数１〜８のアルコキシ基である化合物が好ましい。中でも、Ｒ２１が炭素原子数１〜８のアルキル基であり、Ｒ２２が炭素原子数１〜８のアルコキシ基である化合物がより好ましい。
【００３２】
本発明の液晶組成物中の第二成分の含有量（すなわち、一般式（ＩＩ）で表される１種類又は２種類以上の化合物の総含有量）は、５質量％以上であることが好ましく、５〜７０質量％がより好ましく、５〜４０質量％がさらに好ましく、１０〜３０質量％がよりさらに好ましい。
【００３３】
本発明の液晶組成物中の第一成分の含有量及び第二成分の含有量の総量は、１０質量％以上であることが好ましく、１０〜８０質量％であることがより好ましく、２０〜６０質量％であることがさらに好ましく、２０〜４０質量％であることがよりさらに好ましい。
【００３４】
＜一般式（ＩＩＩ）で表される化合物＞
本発明の液晶組成物は、下記一般式（ＩＩＩ）で表される化合物を含有していない。本発明の液晶組成物は、一般式（Ｉ）で表される化合物及び一般式（ＩＩ）で表される化合物を組み合わせて含有していることにより、より高い液晶組成物が得られるという効果を奏するが、さらに一般式（ＩＩＩ）で表される化合物を含有させることにより、Ｔｎｉが低下する傾向がある。
【００３５】
【化１１】
【００３６】
一般式（ＩＩＩ）中、Ｒ３１及びＲ３２は互いに独立して、炭素原子数１〜８のアルキル基又は炭素原子数１〜８のアルコキシ基を表す。
【００３７】
＜一般式（ＩＩＩ’）で表される化合物＞
本発明の液晶組成物は、下記一般式（ＩＩＩ’）で表される化合物を含有していないことが好ましい。但し、一般式（ＩＩＩ’）で表される化合物には、上記一般式（ＩＩＩ）で表される化合物は含まれていない。
【００３８】
【化１２】
【００３９】
一般式（ＩＩＩ’）中、Ｒ３１’及びＲ３２’は互いに独立して、水素原子、炭素原子数１〜１８のアルキル基、又は炭素原子数２〜１８のアルケニル基を表す。Ｒ３１’又はＲ３２’ がアルキル基又はアルケニル基である場合、当該基中に存在する１個の−ＣＨ２−又は隣接していない２個以上の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−Ｓ−及び−Ｃ≡Ｃ−からなる群から選択される基により置き換えられていてもよい。
【００４０】
＜一般式（ＩＶ）で表される化合物＞
本発明の液晶組成物は、一般式（Ｉ）で表される化合物及び一般式（ＩＩ）で表される化合物に加えて、さらに下記一般式（ＩＶ）で表される化合物から選ばれる少なくとも１種類の化合物を含有していてもよい。一般式（ＩＶ）で表される化合物をさらに含有することにより、本発明の液晶組成物を、粘度を過剰に高くすることなく、Ｔｎｉをより高め、かつΔεの絶対値及びΔｎをいずれも大きくすることができる。
【００４１】
【化１３】
【００４２】
一般式（ＩＶ）中、Ｒ４１及びＲ４２は互いに独立して、炭素原子数１〜８のアルキル基、炭素原子数１〜８のアルコキシ基、炭素原子数２〜８のアルケニル基又は炭素原子数２〜８のアルケニルオキシ基を表す。本発明においては、Ｒ４１及びＲ４２は互いに独立して、炭素原子数１〜５のアルキル基、炭素原子数１〜５のアルコキシ基、炭素原子数２〜５のアルケニル基又は炭素原子数２〜５のアルケニルオキシ基が好ましく、互いに独立して炭素原子数１〜５のアルキル基又は炭素原子数１〜５のアルコキシ基がより好ましい。また、Ｒ４１及びＲ４２は、それぞれ分岐鎖状の基であってもよく、直鎖状の基であってもよいが、直鎖状の基であることが好ましい。
【００４３】
一般式（ＩＶ）中、Ａ４１は前記２価の環状炭化水素基群Ａ中のいずれかの基を表す。Ａ４１が１,４−フェニレン基である場合、ベンゼン環上に存在する１個又は２個以上の水素原子はハロゲンで置換されていてもよい。本発明においては、Ａ４１は無置換の１，４−フェニレン基、１個又は２個以上のフッ素原子が置換されている１，４−フェニレン基又は１，４−シクロヘキシレン基が好ましい。本発明の液晶組成物において、粘性をより低下させることを重視する場合には、一般式（ＩＶ）中、Ａ４１は１，４−シクロヘキシレン基がより好ましい。
【００４４】
一般式（ＩＶ）で表される化合物は、より具体的には、下記の一般式（ＩＶ−１）〜（ＩＶ−３）で表される化合物が好ましい。一般式（ＩＶ−１）〜（ＩＶ−３）中、Ｒ４１は一般式（ＩＶ）におけるＲ４１と同じ意味を表し、Ｒ４２は一般式（ＩＶ）におけるＲ４２と同じ意味を表す。一般式（ＩＶ）で表される化合物を含有する場合には、本発明の液晶組成物は、一般式（ＩＶ−１）〜（ＩＶ−３）で表される化合物を少なくとも１種類含有していることが好ましく、一般式（ＩＶ−１）〜（ＩＶ−３）で表される化合物を１種類又は２種類以上含有していることがより好ましく、一般式（ＩＶ−１）で表される化合物を１種類又は２種類以上含有していることがさらに好ましい。
【００４５】
【化１４】
【００４６】
一般式（ＩＶ−１）〜（ＩＶ−３）で表される化合物としては、Ｒ４１及びＲ４２が互いに独立して、炭素原子数１〜８のアルキル基又は炭素原子数１〜８のアルコキシ基である化合物が好ましい。中でも、Ｒ４１が炭素原子数１〜８のアルキル基であり、Ｒ４２が炭素原子数１〜８のアルコキシ基である化合物がより好ましい。
【００４７】
一般式（ＩＶ）で表される化合物を含有している場合、本発明の液晶組成物中の一般式（ＩＶ）で表される化合物の含有量は、３〜４０質量％であることが好ましく、５〜３０質量％であることがより好ましい。
【００４８】
＜一般式（Ｖ）で表される化合物＞
本発明の液晶組成物は、一般式（Ｉ）で表される化合物及び一般式（ＩＩ）で表される化合物に加えて、さらに下記一般式（Ｖ）で表される化合物から選ばれる少なくとも１種類の化合物を含有していてもよい。
【００４９】
【化１５】
【００５０】
一般式（Ｖ）中、Ｒ５１及びＲ５２は互いに独立して、炭素原子数１〜８のアルキル基、炭素原子数１〜８のアルコキシ基、炭素原子数２〜８のアルケニル基又は炭素原子数２〜８のアルケニルオキシ基を表す。本発明においては、Ｒ５１及びＲ５２は互いに独立して、炭素原子数１〜５のアルキル基、炭素原子数１〜５のアルコキシ基、炭素原子数２〜５のアルケニル基又は炭素原子数２〜５のアルケニルオキシ基が好ましく、互いに独立して炭素原子数１〜５のアルキル基又は炭素原子数１〜５のアルコキシ基がより好ましい。また、Ｒ５１及びＲ５２は、それぞれ分岐鎖状の基であってもよく、直鎖状の基であってもよいが、直鎖状の基であることが好ましい。
【００５１】
一般式（Ｖ）中、Ｚ５１は単結合、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−又は−ＣＨ２ＣＨ２−を表す。本発明においては、Ｚ５１は単結合、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−又は−ＣＨ２ＣＨ２−が好ましく、単結合がより好ましい。
【００５２】
一般式（Ｖ）中、Ｚ５２は−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−又は−ＣＨ２ＣＨ２−を表す。本発明においては、Ｚ５２は−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−又は−ＣＨ２ＣＨ２−が好ましく、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−又は−ＣＨ２ＣＨ２−がより好ましい。
【００５３】
一般式（Ｖ）中、Ａ５１及びＡ５２は互いに独立して前記２価の環状炭化水素基群Ａ中のいずれかの基を表す。Ａ５１が１,４−フェニレン基である場合、ベンゼン環上に存在する１個又は２個以上の水素原子はハロゲンで置換されていてもよい。Ａ５２が１,４−フェニレン基である場合、ベンゼン環上に存在する１個又は２個以上の水素原子はハロゲンで置換されていてもよい。本発明の液晶組成物においては、Ａ５１及びＡ５２は互いに独立して、１，４−フェニレン基又は１，４−シクロヘキシレン基が好ましく、１，４−フェニレン基は１個又は２個以上のフッ素原子により置換されていてもよい。
【００５４】
一般式（Ｖ）で表される化合物としては、Ｒ５１及びＲ５２が互いに独立して、炭素原子数１〜８のアルキル基、炭素原子数１〜８のアルコキシ基、炭素原子数２〜８のアルケニル基又は炭素原子数２〜８のアルケニルオキシ基であり、Ｚ５１が単結合、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−又は−ＣＨ２ＣＨ２−であり、Ｚ５２が−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−又は−ＣＨ２ＣＨ２−であり、Ａ５１及びＡ５２が互いに独立して無置換の１，４−フェニレン基、１個又は２個以上のフッ素原子が置換されている１，４−フェニレン基又は１，４−シクロヘキシレン基である化合物が好ましい。より具体的には、下記の一般式（Ｖ−１）〜（Ｖ−８）で表される化合物が好ましい。一般式（Ｖ−１）〜（Ｖ−８）中、Ｒ５１は一般式（Ｖ）におけるＲ５１と同じ意味を表し、Ｒ５２は一般式（Ｖ）におけるＲ５２と同じ意味を表す。一般式（Ｖ）で表される化合物を含有する場合には、本発明の液晶組成物は、一般式（Ｖ−１）〜（Ｖ−８）で表される化合物を少なくとも１種類含有していることが好ましく、一般式（Ｖ−１）又は（Ｖ−２）で表される化合物を少なくとも１種類含有していることがより好ましい。
【００５５】
【化１６】
【００５６】
一般式（Ｖ−１）〜（Ｖ−８）で表される化合物としては、Ｒ５１及びＲ５２が互いに独立して、炭素原子数１〜８のアルキル基又は炭素原子数１〜８のアルコキシ基である化合物が好ましい。中でも、Ｒ５１が炭素原子数１〜８のアルキル基であり、Ｒ５２が炭素原子数１〜８のアルコキシ基である化合物がより好ましい。
【００５７】
一般式（Ｖ）で表される化合物を含有している場合、本発明の液晶組成物中の一般式（Ｖ）で表される化合物の含有量は、５質量％以上であることが好ましく、１５質量％以上であることがより好ましい。
【００５８】
＜一般式（ＶＩ）で表される化合物＞
本発明の液晶組成物は、一般式（Ｉ）で表される化合物及び一般式（ＩＩ）で表される化合物に加えて、さらに下記一般式（ＶＩ）で表される化合物から選ばれる少なくとも１種類の化合物を含有していてもよい。一般式（ＶＩ）で表される化合物は、Δεがゼロ付近の化合物である。また、当該化合物は分子内に電子吸引性基を有していても良いが、２個以下が好ましく、１個以下がより好ましく、全く含まないものが更に好ましい。
【００５９】
【化１７】
【００６０】
一般式（ＶＩ）中、Ｒ６１及びＲ６２は互いに独立して、炭素原子数１〜８のアルキル基、炭素原子数１〜８のアルコキシ基、炭素原子数２〜８のアルケニル基又は炭素原子数２〜８のアルケニルオキシ基を表す。本発明においては、Ｒ６１及びＲ６２は互いに独立して、炭素原子数１〜５のアルキル基、炭素原子数１〜５のアルコキシ基、炭素原子数２〜５のアルケニル基又は炭素原子数２〜５のアルケニルオキシ基が好ましい。また、Ｒ６１及びＲ６２は、それぞれ分岐鎖状の基であってもよく、直鎖状の基であってもよいが、直鎖状の基であることが好ましい。
【００６１】
一般式（ＶＩ）で表される化合物を含有する場合、本発明の液晶組成物中に含まれている少なくとも１種類の一般式（ＶＩ）で表される化合物において、Ｒ６１及びＲ６２のうちの少なくとも一方は、アルケニル基又はアルケニルオキシ基であることが好ましい。
【００６２】
一般式（ＶＩ）中、Ａ６１、Ａ６２及びＡ６３は互いに独立して下記の１７種の環状構造を有する２価の基のいずれかを表す。なお、以下、これら１７種の環状構造を有する２価の基をまとめて「２価の環構造含有基群Ａ’」ということがある。本発明においては、Ａ６１、Ａ６２及びＡ６３は互いに独立して、２価の環構造含有基群Ａ’中の無置換の１，４−フェニレン基、１個又は２個以上のフッ素原子が置換されている１，４−フェニレン基、１個のメチル基が置換されている１，４−フェニレン基又は１，４−シクロヘキシレン基が好ましく、無置換の１，４−フェニレン基又は１，４−シクロヘキシレン基がより好ましい。
【００６３】
【化１８】
【００６４】
一般式（ＶＩ）中、Ｚ６１及びＺ６２は互いに独立して、単結合、−ＣＨ２ＣＨ２−、−Ｃ≡Ｃ−、−Ｃ＝Ｎ−Ｎ＝Ｃ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−を表す。本発明においては、Ｚ６１及びＺ６２は互いに独立して、単結合、−ＣＨ２ＣＨ２−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−が好ましく、単結合又は−Ｃ≡Ｃ−がより好ましい。
【００６５】
一般式（ＶＩ）中、ａ６１は０、１又は２を表す。本発明においては、ａ６１は０又は１が好ましい。ａ６１が２であり、Ａ６２が複数存在する場合は、それらは同一でもよく異なっていてもよい。同様に、Ｚ６２が複数存在する場合は、それらは同一でもよく異なっていてもよい。
【００６６】
一般式（ＶＩ）で表される化合物としては、Ｒ６１及びＲ６２は互いに独立して、炭素原子数１〜８のアルキル基、炭素原子数１〜８のアルコキシ基、炭素原子数２〜８のアルケニル基又は炭素原子数２〜８のアルケニルオキシ基であり、Ａ６１、Ａ６２及びＡ６３が互いに独立して２価の環構造含有基群Ａ’中の無置換の１，４−フェニレン基、１個又は２個以上のフッ素原子が置換されている１，４−フェニレン基、１個のメチル基が置換されている１，４−フェニレン基又は１，４−シクロヘキシレン基であり、Ｚ６１及びＺ６２が互いに独立して単結合又は−Ｃ≡Ｃ−であり、ａ６１が０又は１である化合物が好ましい。より具体的には、下記の一般式（ＶＩ−１）〜（ＶＩ−１４）で表される化合物が好ましい。一般式（ＶＩ−１）〜（ＶＩ−１４）中、Ｒ６１は一般式（ＶＩ）におけるＲ６１と同じ意味を表し、Ｒ６２は一般式（ＶＩ）におけるＲ６２と同じ意味を表す。
【００６７】
【化１９】
【００６８】
一般式（ＶＩ）で表される化合物を含有する場合には、本発明の液晶組成物は、一般式（ＶＩ）で表される化合物を１〜１０種類含有することが好ましく、２〜８種類含有することがより好ましい。また、一般式（ＶＩ−１）〜（ＶＩ−１４）で表される化合物を少なくとも１種類含有していることが好ましい。本発明の液晶組成物中の一般式（ＶＩ）で表される化合物の含有量は、１０質量％以上であることがより好ましく、２０質量％以上であることが更に好ましく、３０質量％以上であることが特に好ましい。また、該化合物の含有量は、８０質量％以下が好ましく、７０質量％以下が更に好ましく、６０質量％以下が更に好ましい。
【００６９】
＜一般式（ＶＩＩ）で表される化合物＞
本発明の液晶組成物は、一般式（Ｉ）で表される化合物及び一般式（ＩＩ）で表される化合物に加えて、さらに下記一般式（ＶＩＩ）で表される化合物から選ばれる少なくとも１種類の化合物を含有していてもよい。一般式（ＶＩＩ）で表される化合物は、Δεが負の化合物である。
【００７０】
【化２０】
【００７１】
一般式（ＶＩＩ）中、Ｒ７１及びＲ７２は互いに独立して、炭素原子数１〜８のアルキル基、炭素原子数１〜８のアルコキシ基、炭素原子数２〜８のアルケニル基又は炭素原子数２〜８のアルケニルオキシ基を表す。本発明においては、Ｒ７１及びＲ７２は互いに独立して、炭素原子数１〜５のアルキル基、炭素原子数１〜５のアルコキシ基、炭素原子数２〜５のアルケニル基又は炭素原子数２〜５のアルケニルオキシ基が好ましい。また、Ｒ７１及びＲ７２は、それぞれ分岐鎖状の基であってもよく、直鎖状の基であってもよいが、直鎖状の基であることが好ましい。
【００７２】
一般式（ＶＩＩ）で表される化合物を含有する場合、本発明の液晶組成物中に含まれている少なくとも１種類の一般式（ＶＩＩ）で表される化合物において、Ｒ７１及びＲ７２のうちの少なくとも一方は、アルケニル基又はアルケニルオキシ基であることが好ましい。
【００７３】
一般式（ＶＩＩ）中、Ａ７１及びＡ７２は互いに独立して前記２価の環状炭化水素基群Ａ中のいずれかの基を表す。本発明の液晶組成物においては、Ａ７１及びＡ７２は互いに独立して、１，４−フェニレン基又は１，４−シクロヘキシレン基が好ましい。
【００７４】
一般式（ＶＩＩ）中、Ｚ７１及びＺ７２は互いに独立して、単結合、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−を表す。本発明においては、Ｚ７１及びＺ７２は互いに独立して、単結合、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−又は−ＯＣＨ２−が好ましい。
【００７５】
一般式（ＶＩＩ）中、ａ７１は０又は１を表す。
但し、一般式（ＶＩＩ）で表される化合物には、一般式（ＩＩＩ）で表される化合物は含まれない。すなわち、Ｚ７１が単結合であり、かつａ７１が０の場合、Ａ７１は１,４−シクロへキシレン基ではない。
【００７６】
一般式（ＶＩＩ）で表される化合物としては、Ｒ７１及びＲ７２が互いに独立して、炭素原子数１〜８のアルキル基、炭素原子数１〜８のアルコキシ基、炭素原子数２〜８のアルケニル基又は炭素原子数２〜８のアルケニルオキシ基であり、ａ７１が０又は１であり、Ｚ７１及びＺ７２が互いに独立して単結合、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−又は−ＯＣＨ２−であり、Ａ７１及びＡ７２が互いに独立して１，４−フェニレン基又は１，４−シクロヘキシレン基である化合物が好ましい。より具体的には、下記の一般式（ＶＩＩ−１）〜（ＶＩＩ−１７）で表される化合物が好ましい。一般式（ＶＩＩ−１）〜（ＶＩＩ−１７）中、Ｒ７１は一般式（ＶＩＩ）におけるＲ７１と同じ意味を表し、Ｒ７２は一般式（ＶＩＩ）におけるＲ７２と同じ意味を表す。
【００７７】
【化２１】
【００７８】
【化２２】
【００７９】
一般式（ＶＩＩ−１）〜（ＶＩＩ−１７）で表される化合物としては、Ｒ７１及びＲ７２のうちの少なくとも一方が、アルケニル基又はアルケニルオキシ基である化合物が好ましい。
一般式（ＩＶ）で表される化合物を含有する場合には、本発明の液晶組成物は、一般式（ＶＩＩ−１）〜（ＶＩＩ−５）で表される化合物を少なくとも１種類含有していることが好ましい。
また、一般式（ＶＩＩ）で表される化合物を含有している場合、本発明の液晶組成物中の一般式（ＶＩＩ）で表される化合物の含有量は、５質量％以上であることが好ましい。
【００８０】
本発明の液晶組成物は、本願発明の効果が損われない限度において、上述の化合物以外に、通常のネマティック液晶、スメクチック液晶、コレステリック液晶、酸化防止剤、紫外線吸収剤、重合性モノマー等を含有することができる。但し、本発明の液晶組成物は、−Ｏ−Ｏ−、−Ｏ−Ｓ−及び−Ｓ−Ｓ−等のヘテロ原子同士が直接結合する部分構造を有する液晶化合物は含有しないことが好ましい。
【００８１】
本発明の液晶組成物が含有し得る重合性モノマーは、光重合性モノマーが好ましい。光重合性モノマーを含有している場合、本発明の液晶組成物の光重合性モノマーの含有量は、５００〜５０００ｐｐｍが好ましい。該光重合性モノマーとしては、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル等の重合性不飽和二重結合を有するモノマー等が挙げられる。
【００８２】
本発明の液晶組成物をアクティブマトリックス駆動液晶表示素子に用いる場合は、本発明の液晶組成物のＴｎｉは６０〜１２０℃であることが好ましく、下限値としては６５℃がより好ましく、７０℃が特に好ましい。上限値としては９０℃がより好ましく、８０℃が特に好ましい。２５℃におけるΔεが−２．０〜−６．０であることが好ましく、−２．５〜−５．０であることがより好ましく、−２．５〜−３．５であることが特に好ましい。２５℃におけるΔｎは、０．０８〜０．１３であることが好ましく、０．０９〜０．１２であることがより好ましい。更に詳述すると、２５℃におけるΔｎは、薄いセルギャップに対応する場合は０．１０〜０．１２であることが好ましく、厚いセルギャップに対応する場合は０．０８〜０．１０であることが好ましい。２０℃における粘度（η）は、１０〜３０ｍＰａ・ｓであることが好ましく、１０〜２５ｍＰａ・ｓであることがより好ましく、１０〜２０ｍＰａ・ｓであることが特に好ましい。
【００８３】
本発明の液晶組成物をパッシブマトリクス駆動液晶表示素子に用いる場合は、本発明の液晶組成物のＴｎｉは、民生用途では６０〜１２０℃であることが好ましく、下限値としては６５℃がより好ましく、７０℃が特に好ましい。上限値としては９０℃がより好ましく、８０℃が特に好ましい。車載用途などでは、下限値としては９０℃がより好ましく、１００℃が特に好ましい。上限値としては１１５℃がより好ましく、１０５℃が特に好ましい。２５℃におけるΔｎは、低ｄｕｔｙ駆動用では０．０８〜０．１３であることが好ましく、０．０８〜０．１１であることが特に好ましい。また、高ｄｕｔｙ駆動用では０．１３〜０．２０であることが好ましく、０．１５〜０．１８であることが特に好ましい。２５℃におけるΔεは、低ｄｕｔｙ駆動では−２．０〜−７．０であることが好ましく、−２．５〜−５．５であることが特に好ましい。２０℃におけるηは、１０〜４０ ｍＰａ・ｓであることが好ましく、１０〜３０ ｍＰａ・ｓであることがより好ましく、１０〜２５ ｍＰａ・ｓであることが特に好ましい。
【００８４】
本発明の液晶組成物のＴｎｉ、Δε、及びΔｎは、それぞれ、第一成分及び第二成分をはじめとする各種化合物の組成比を調整することにより、該液晶組成物の使用用途等に適した範囲に適宜調整することができる。本発明の液晶組成物としては、Ｔｎｉが７０℃〜１２０℃であり、２５℃、５８９ｎｍにおけるΔεが−１．５〜−８．０であり、２５℃、１ｋＨｚにおけるΔｎが０．０８０〜０．２５０であることが好ましい。Ｔｎｉ、Δε、及びΔｎがこれらの範囲内にあることにより、様々な用途に好適に用いることができる。
【００８５】
また、本発明の液晶組成物を用いることにより、垂直配向能を有する液晶表示素子を製造することができる。例えば、本発明の液晶組成物を用いることにより、プレチルト角が８０°ないし９０°である液晶表示素子を製造することができる。
【実施例】
【００８６】
以下、実施例等を挙げて本発明を更に詳述するが、本発明はこれらの実施例等に限定されるものではない。また、以下の実施例及び比較例の組成物における「％」は『質量％』を意味する。
【００８７】
実施例中の用語を以下に説明する。
Ｔｎｉ ： ネマティック−アイソトロピック転移温度［℃］
Δn ： 屈折率異方性（５８９ｎｍ, ２５℃）
Δε ： 誘電率異方性（１ｋＨｚ, ２５℃）
η ： バルクフロー粘度［ｍＰａ・ｓ］（２０℃）
応答速度 ： 液晶組成物をギャップ３．５μｍ、プレチルト角８９°の垂直配向セルに注入し、５Ｖ、１００Ｈｚ矩形波にて測定
【００８８】
実施例中の化合物記載に下記略号を使用する。
側鎖略号を以下に示す。
-n（数字） ： -CnH2n+1（アルキル側鎖は数字、代表するときはRとする。）
-On ： -OCnH2n+1
-ndm ： -(CnH2n+1-C=C-(CH2)m-1)
ndm- ： CnH2n+1-C=C-(CH2)m-1-
-nOm ： -(CH2)nOCmH2m+1
nOm- ： CnH2n+1O(CH2)m-
-Od(m)n：-O(CnH2n+1-C=C-(CH2)m-2)
d(m)nO- ： CnH2n+1-C=C-(CH2)m-2O-
【００８９】
連結基略号を以下に示す。
-T- ： -C≡C-
-2- ： -CH2CH2-
-1O- ： -CH2-O-
-O1- ： -O-CH2-
環略号を以下に示す。
【００９０】
【化２３】
【００９１】
（実施例１、２及び比較例１）
表１に記載の組成からなる液晶組成物を製造し、該液晶組成物のＴｎｉ、Δε、Δｎ及びηを測定した。測定結果を表１に示す。
【００９２】
【表１】
【００９３】
実施例１の液晶化合物は、Δｎの値を変化させることなく、比較例１の液晶化合物中の一般式（ＩＶ）で表される化合物を一般式（Ｉ）で表される化合物に置き換えたものである。この結果、実施例１の液晶化合物のΔεの絶対値は、比較例１の液晶化合物の１．２倍以上であり、明らかに大きくなっていた。また、実施例１の液晶化合物のＴｎｉとηは、比較例１の液晶化合物とほぼ同程度であり、その増大幅は比較例１の液晶組成物の５％程度であり、ほぼ同等であると言えた。
実施例２の液晶化合物は、Δｎ及びΔεの絶対値を同程度に維持しつつ、比較例１の液晶化合物中の一般式（ＩＶ）で表される化合物を一般式（Ｉ）で表される化合物に置き換えたものである。この結果、実施例２の液晶化合物のＴｎｉは比較例１とほぼ同等であったが、ηは比較例１の液晶化合物の０．８倍程度であり、大幅に低下していた。
これらの結果から、液晶組成物に、一般式（Ｉ）で表される化合物及び一般式（ＩＩ）で表される化合物を含有させ、かつ一般式（ＩＩＩ）で表される化合物を含有させないことにより、Δεの絶対値、Δｎ、Ｔｎｉ、及びηのうちの少なくとも１つを、残る３つを悪化させることなく（例えば、−１５％以下にまで悪化させることなく）、改善できることが明らかである。
【００９４】
特に実施例１は、比較例１の液晶組成物中の一般式（ＩＶ）で表される化合物のうち、一般式（Ｉ）中の２，３−ジフルオロ−１，４−フェニレン基が１，４−フェニレン基に置換された無極性化合物の代わりに、一般式（Ｉ）で表される化合物を含有させた液晶組成物である。よってこの結果から、無極性の化合物に代えて一般式（Ｉ）で表される化合物を含有させることにより、Δnを維持しつつ、Δεの絶対値が大きな液晶組成物が得られることがわかった。
【００９５】
（実施例３及び比較例２）
表２に記載の組成からなる液晶組成物を製造し、該液晶組成物のＴｎｉ、Δε、Δｎ及びηを測定した。測定結果を表２に示す。
【００９６】
【表２】
【００９７】
比較例２は、実施例３の液晶組成物中の一般式（ＩＩ）で表される化合物の含有量を低下させ、一般式（ＩＩＩ）で表される化合物を含有させた液晶組成物である。比較例２の液晶組成物のＴｎｉは、実施例３の８５％以下でしかなく、実施例３の液晶組成物に比べて非常に低かった。この結果から、式（Ｉ）で表される化合物及び一般式（ＩＩ）で表される化合物を含有する液晶組成物に、さらに一般式（ＩＩＩ）で表される化合物を含有させると、Ｔｎｉが低下してしまうことがわかった。
【産業上の利用可能性】
【００９８】
本発明の液晶組成物は、液晶表示素子に有用であり、アクティブマトリクス駆動用液晶表示素子及びパッシブマトリクス駆動用液晶表示素子に有用であり、特にパッシブマトリクス駆動用液晶表示素子に有用である。またＶＡモード、ＰＳＶＡモード、ＩＰＳモード又はＥＣＢモード用液晶表示素子に用いることができる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気光学的液晶表示材料として有用な誘電率異方性（Δε）が負である液晶組成物、及び該液晶組成物を用いた液晶表示素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
負の誘電率異方性（負のΔε）を有する液晶組成物を使用した垂直配向型のＶＡ−ＬＣＤは、漆黒な黒を表現することができるため表示品位に優れ、高コントラストな液晶表示装置として、液晶テレビを中心とした市場に広く浸透している。また、最近では液晶テレビなどに代表されるアクティブマトリックス駆動方式の他、車載や家電用途の表示器として使用されているパッシブマトリックス駆動方式でもＶＡ−ＬＣＤの採用が増えている。液晶テレビ用途では、滑らかな動画表示性能を実現するためにガラス基板間のギャップが狭くなる傾向にあり、液晶材料の複屈折率（Δn）は大きくなる傾向にある。一方、車載用表示器においては、表示容量の大きな高時分割駆動でも良好なコントラストを得るために、負のΔεを有する液晶組成物としては従来にない大きなΔnが求められるとともに、低電圧化にも対応するためΔεの絶対値も大きなものが要求されるようになってきた。
【０００３】
ＶＡ−ＬＣＤ用の液晶材料として多くの液晶化合物および液晶組成物が提案されている。ここで、Δｎを増大させるためには、液晶組成物中におけるΔｎの大きな液晶化合物の含有量を上昇させる必要があり、Δεの絶対値を増大させるためには、液晶組成物中におけるΔεの絶対値の大きな液晶化合物の含有量を上昇させる必要がある。しかし、これらの化合物の含有量を上昇させた場合には、粘性（η）が悪化し、応答速度が悪化してしまう。
【０００４】
これまでにも、Δεが負の値を示し、かつΔｎの値が大きな液晶組成物が開示されている（例えば、特許文献１〜６参照。）。また、Δεは正の比較的大きな値であり、かつηの低い液晶組成物も開示されている（例えば、特許文献７参照。）
【０００５】
一方で、幅広い温度範囲において機能する表示素子を製造するためには、ネマティック相−等方性液体相転移温度（Ｔｎｉ）（ネマティック相上限温度）は高いほうが好ましい。
これらを総合するに、Δεの絶対値及びΔｎが十分に大きく、Ｔｎｉが高く、かつηが小さい液晶組成物が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−０９６０５８号公報
【特許文献２】特開２００１−３５４９６７号公報
【特許文献３】特開平１１−１４０４４７号公報
【特許文献４】特開平１１−２２８９６６号公報
【特許文献５】特開平８−１０４８６９号公報
【特許文献６】特開２００２−０６９４４９号公報
【特許文献７】特開平６−５０１５１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、Δεの絶対値、Δｎ、Ｔｎｉ、及びηのうちの少なくとも１つが、残る３つを悪化させることなく改善された、誘電率異方性が負である液晶組成物、及び該液晶組成物を用いた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】
【０００８】
本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意検討した結果、少なくとも２種類の特定の構造を有する化合物を含有し、かつ特定の構造の化合物を含有していない液晶組成物であれば、上記の課題を解決できることを見出した。
【０００９】
すなわち、本発明は、第一成分として一般式（Ｉ）で表される化合物
【化１】
（式中、Ｒ１１及びＲ１２は互いに独立して、炭素原子数１〜８のアルキル基、炭素原子数１〜８のアルコキシ基、炭素原子数２〜８のアルケニル基又は炭素原子数２〜８のアルケニルオキシ基を表し、ａ１１は０又は１を表し、Ａ１１及びＡ１２は互いに独立して
【化２】
のいずれかを表す。Ａ１１が１,４−フェニレン基である場合、ベンゼン環上に存在する１個又は２個以上の水素原子はハロゲンで置換されていてもよい。Ａ１２が１,４−フェニレン基である場合、ベンゼン環上に存在する１個又は２個以上の水素原子はハロゲンで置換されていてもよい。）から選ばれる少なくとも１種類の化合物を含有し、
第二成分として一般式（ＩＩ）で表される化合物
【化３】
（式中、Ｒ２１及びＲ２２は互いに独立して、炭素原子数１〜８のアルキル基、炭素原子数１〜８のアルコキシ基、炭素原子数２〜８のアルケニル基又は炭素原子数２〜８のアルケニルオキシ基を表し、Ｚ２１は単結合、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−又は−ＣＨ２ＣＨ２−を表し、Ａ２１は
【化４】
のいずれかを表す。Ａ２１が１,４−フェニレン基である場合、ベンゼン環上に存在する１個又は２個以上の水素原子はハロゲンで置換されていてもよい。）から選ばれる少なくとも１種類の化合物を含有し、
かつ、一般式（ＩＩＩ）で表される化合物
【化５】
（式中、Ｒ３１及びＲ３２は互いに独立して、炭素原子数１〜８のアルキル基又は炭素原子数１〜８のアルコキシ基を表す。）を含有していないことを特徴とする、誘電率異方性が負である液晶組成物を提供する。
さらに本発明は、前記液晶組成物を用いたことを特徴とする液晶表示素子を提供する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の液晶組成物は、誘電率異方性が負であって、Δεの絶対値、Δｎ、Ｔｎｉ、及びηのうちの少なくとも１つが、残る３つを悪化させることなく改善されているという特徴を有する。つまり、本発明の液晶組成物は、液晶性に優れ、広い温度範囲で安定な液晶相を示す。
このため、本発明の液晶組成物を用いることにより、表示品位に優れた液晶表示素子を得ることができる。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の誘電率異方性が負である液晶組成物（以下、本発明の液晶組成物）は、第一成分として下記一般式（Ｉ）で表される化合物から選ばれる少なくとも１種類の化合物を含有し、第二成分として下記一般式（ＩＩ）で表される化合物で表される化合物から選ばれる少なくとも１種類の化合物を含有し、かつ、一般式（ＩＩＩ）で表される化合物を含有していないことを特徴とする。
以下、まず成分ごとに説明する。
【００１２】
＜一般式（Ｉ）で表される化合物＞
本発明の液晶組成物は、下記一般式（Ｉ）で表される化合物から選ばれる少なくとも１種類の化合物を含有する。本発明の液晶組成物は、一般式（Ｉ）で表される化合物を１種類のみ含有していてもよいが、２種類以上を含有していることが好ましい。
【００１３】
【化６】
【００１４】
一般式（Ｉ）中、Ｒ１１及びＲ１２は互いに独立して、炭素原子数１〜８のアルキル基、炭素原子数１〜８のアルコキシ基、炭素原子数２〜８のアルケニル基又は炭素原子数２〜８のアルケニルオキシ基を表す。本発明においては、Ｒ１１及びＲ１２は互いに独立して、炭素原子数１〜５のアルキル基、炭素原子数１〜５のアルコキシ基、炭素原子数２〜５のアルケニル基又は炭素原子数２〜５のアルケニルオキシ基が好ましく、互いに独立して炭素原子数１〜５のアルキル基又は炭素原子数１〜５のアルコキシ基がより好ましい。また、Ｒ１１及びＲ１２は、それぞれ分岐鎖状の基であってもよく、直鎖状の基であってもよいが、直鎖状の基であることが好ましい。
【００１５】
一般式（Ｉ）中、ａ１１は０又は１を表す。本発明の液晶組成物においては、応答速度をより速めることを重視する場合には、ａ１１は０が好ましい。一方で、Ｔｎｉをより高めることを重視する場合には、ａ１１は１が好ましい。また、Δｎを大きくすることを重視する場合にも、ａ１１は１が好ましい。
【００１６】
一般式（Ｉ）中、Ａ１１及びＡ１２は互いに独立して、下記の４種の６員環を有する２価の基のいずれかを表す。なお、以下、これらの４種の６員環を有する２価の基をまとめて「２価の環状炭化水素基群Ａ」ということがある。Ａ１１が１,４−フェニレン基である場合、ベンゼン環上に存在する１個又は２個以上の水素原子はハロゲンで置換されていてもよい。Ａ１２が１,４−フェニレン基である場合、ベンゼン環上に存在する１個又は２個以上の水素原子はハロゲンで置換されていてもよい。本発明の液晶組成物においては、Ａ１１及びＡ１２は互いに独立して、１，４−フェニレン基又は１，４−シクロヘキシレン基が好ましく、１，４−フェニレン基は１個又は２個以上のフッ素原子により置換されていてもよい。本発明の液晶組成物においては、粘性をより低下させることを重視する場合には、一般式（Ｉ）中、ａ１１が１であり、かつＡ１１が１，４−シクロヘキシレン基であることがより好ましい。また、屈折率異方性（Δｎ）をより大きくすることを重視する場合には、Ａ１２は１，４−フェニレン基がより好ましい。
【００１７】
【化７】
【００１８】
一般式（Ｉ）で表される化合物としては、Ｒ１１及びＲ１２が互いに独立して、炭素原子数１〜８のアルキル基、炭素原子数１〜８のアルコキシ基、炭素原子数２〜８のアルケニル基又は炭素原子数２〜８のアルケニルオキシ基であり、ａ１１が０であり、Ａ１２が無置換の１，４−フェニレン基、１個又は２個以上のフッ素原子が置換されている１，４−フェニレン基又は１，４−シクロヘキシレン基である化合物、Ｒ１１及びＲ１２が互いに独立して、炭素原子数１〜８のアルキル基、炭素原子数１〜８のアルコキシ基、炭素原子数２〜８のアルケニル基又は炭素原子数２〜８のアルケニルオキシ基であり、ａ１１が１であり、Ａ１１及びＡ１２が互いに独立してＡ１２が無置換の１，４−フェニレン基、１個又は２個以上のフッ素原子が置換されている１，４−フェニレン基又は１，４−シクロヘキシレン基である化合物であることが好ましい。中でも、Ｒ１１及びＲ１２が互いに独立して炭素原子数１〜８のアルキル基又は炭素原子数１〜８のアルコキシ基であり、ａ１１が０であり、Ａ１２が無置換の１，４−フェニレン基、１個又は２個以上のフッ素原子が置換されている１，４−フェニレン基又は１，４−シクロヘキシレン基である化合物、Ｒ１１及びＲ１２が互いに独立して炭素原子数１〜８のアルキル基又は炭素原子数１〜８のアルコキシ基であり、ａ１１が１であり、Ａ１１及びＡ１２が互いに独立してＡ１２が無置換の１，４−フェニレン基、１個又は２個以上のフッ素原子が置換されている１，４−フェニレン基又は１，４−シクロヘキシレン基である化合物であることがより好ましい。
【００１９】
一般式（Ｉ）で表される化合物は、より具体的には、下記の一般式（Ｉ−１）〜（Ｉ−３）で表される化合物が好ましい。一般式（Ｉ−１）〜（Ｉ−３）中、Ｒ１１は一般式（Ｉ）におけるＲ１１と同じ意味を表し、Ｒ１２は一般式（Ｉ）におけるＲ１２と同じ意味を表す。本発明の液晶組成物は、第一成分として、一般式（Ｉ−１）〜（Ｉ−３）で表される化合物を少なくとも１種類含有していることが好ましく、一般式（Ｉ−１）〜（Ｉ−３）で表される化合物を１種類又は２種類以上含有していることがより好ましい。
【００２０】
【化８】
【００２１】
一般式（Ｉ−１）〜（Ｉ−３）で表される化合物としては、Ｒ１１及びＲ１２が互いに独立して、炭素原子数１〜８のアルキル基又は炭素原子数１〜８のアルコキシ基である化合物が好ましい。中でも、Ｒ１１が炭素原子数１〜８のアルキル基であり、Ｒ１２が炭素原子数１〜８のアルコキシ基である化合物がより好ましい。
【００２２】
本発明の液晶組成物中の第一成分の含有量（すなわち、一般式（Ｉ）で表される１種類又は２種類以上の化合物の総含有量）は、２質量％以上であることが好ましく、２〜５０質量％がより好ましく、２〜４０質量％がさらに好ましく、５〜３０質量％がよりさらに好ましい。
【００２３】
＜一般式（ＩＩ）で表される化合物＞
本発明の液晶組成物は、下記一般式（ＩＩ）で表される化合物から選ばれる少なくとも１種類の化合物を含有する。本発明の液晶組成物は、一般式（ＩＩ）で表される化合物を１種類のみ含有していてもよいが、２種類以上を含有していることが好ましい。
【００２４】
【化９】
【００２５】
一般式（ＩＩ）中、Ｒ２１及びＲ２２は互いに独立して、炭素原子数１〜８のアルキル基、炭素原子数１〜８のアルコキシ基、炭素原子数２〜８のアルケニル基又は炭素原子数２〜８のアルケニルオキシ基を表す。本発明においては、Ｒ２１及びＲ２２は互いに独立して、炭素原子数１〜５のアルキル基、炭素原子数１〜５のアルコキシ基、炭素原子数２〜５のアルケニル基又は炭素原子数２〜５のアルケニルオキシ基が好ましく、互いに独立して炭素原子数１〜５のアルキル基又は炭素原子数１〜５のアルコキシ基がより好ましい。また、Ｒ２１及びＲ２２は、それぞれ分岐鎖状の基であってもよく、直鎖状の基であってもよいが、直鎖状の基であることが好ましい。
【００２６】
一般式（ＩＩ）中、Ｚ２１は単結合、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−又は−ＣＨ２ＣＨ２−を表す。本発明においては、Ｚ２１は単結合、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−又は−ＣＨ２ＣＨ２−が好ましく、単結合がより好ましい。
【００２７】
一般式（ＩＩ）中、Ａ２１は前記２価の環状炭化水素基群Ａ中のいずれかの基を表す。Ａ２１が１,４−フェニレン基である場合、ベンゼン環上に存在する１個又は２個以上の水素原子はハロゲンで置換されていてもよい。本発明においては、Ａ２１は無置換の１，４−フェニレン基、１個又は２個以上のフッ素原子が置換されている１，４−フェニレン基又は１，４−シクロヘキシレン基が好ましく、無置換の１，４−フェニレン基又は１，４−シクロヘキシレン基がより好ましい。本発明の液晶組成物において、粘性をより低下させることを重視する場合には、一般式（ＩＩ）中、Ａ２１は１，４−シクロヘキシレン基がより好ましい。
【００２８】
一般式（ＩＩ）で表される化合物としては、Ｒ２１及びＲ２２が互いに独立して、炭素原子数１〜８のアルキル基、炭素原子数１〜８のアルコキシ基、炭素原子数２〜８のアルケニル基又は炭素原子数２〜８のアルケニルオキシ基であり、Ｚ２１が単結合、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−又は−ＣＨ２ＣＨ２−であり、Ａ２１が無置換の１，４−フェニレン基、１個又は２個以上のフッ素原子が置換されている１，４−フェニレン基又は１，４−シクロヘキシレン基である化合物が好ましく、Ｒ２１及びＲ２２が互いに独立して、炭素原子数１〜８のアルキル基、炭素原子数１〜８のアルコキシ基、炭素原子数２〜８のアルケニル基又は炭素原子数２〜８のアルケニルオキシ基であり、Ｚ２１が単結合であり、Ａ２１が無置換の１，４−フェニレン基、１個又は２個以上のフッ素原子が置換されている１，４−フェニレン基又は１，４−シクロヘキシレン基である化合物がより好ましい。
【００２９】
一般式（ＩＩ）で表される化合物は、より具体的には、下記の一般式（ＩＩ−１）〜（ＩＩ−２）で表される化合物が好ましい。一般式（ＩＩ−１）〜（ＩＩ−２）中、Ｒ２１は一般式（ＩＩ）におけるＲ２１と同じ意味を表し、Ｒ２２は一般式（ＩＩ）におけるＲ２２と同じ意味を表す。本発明の液晶組成物は、第二成分として、一般式（ＩＩ−１）〜（ＩＩ−２）で表される化合物を少なくとも１種類含有していることが好ましく、一般式（ＩＩ−１）〜（ＩＩ−２）で表される化合物を１種類又は２種類以上含有していることがより好ましく、一般式（ＩＩ−１）で表される化合物を１種類又は２種類以上含有していることがさらに好ましい。
【００３０】
【化１０】
【００３１】
一般式（ＩＩ−１）〜（ＩＩ−２）で表される化合物としては、Ｒ２１及びＲ２２が互いに独立して、炭素原子数１〜８のアルキル基又は炭素原子数１〜８のアルコキシ基である化合物が好ましい。中でも、Ｒ２１が炭素原子数１〜８のアルキル基であり、Ｒ２２が炭素原子数１〜８のアルコキシ基である化合物がより好ましい。
【００３２】
本発明の液晶組成物中の第二成分の含有量（すなわち、一般式（ＩＩ）で表される１種類又は２種類以上の化合物の総含有量）は、５質量％以上であることが好ましく、５〜７０質量％がより好ましく、５〜４０質量％がさらに好ましく、１０〜３０質量％がよりさらに好ましい。
【００３３】
本発明の液晶組成物中の第一成分の含有量及び第二成分の含有量の総量は、１０質量％以上であることが好ましく、１０〜８０質量％であることがより好ましく、２０〜６０質量％であることがさらに好ましく、２０〜４０質量％であることがよりさらに好ましい。
【００３４】
＜一般式（ＩＩＩ）で表される化合物＞
本発明の液晶組成物は、下記一般式（ＩＩＩ）で表される化合物を含有していない。本発明の液晶組成物は、一般式（Ｉ）で表される化合物及び一般式（ＩＩ）で表される化合物を組み合わせて含有していることにより、より高い液晶組成物が得られるという効果を奏するが、さらに一般式（ＩＩＩ）で表される化合物を含有させることにより、Ｔｎｉが低下する傾向がある。
【００３５】
【化１１】
【００３６】
一般式（ＩＩＩ）中、Ｒ３１及びＲ３２は互いに独立して、炭素原子数１〜８のアルキル基又は炭素原子数１〜８のアルコキシ基を表す。
【００３７】
＜一般式（ＩＩＩ’）で表される化合物＞
本発明の液晶組成物は、下記一般式（ＩＩＩ’）で表される化合物を含有していないことが好ましい。但し、一般式（ＩＩＩ’）で表される化合物には、上記一般式（ＩＩＩ）で表される化合物は含まれていない。
【００３８】
【化１２】
【００３９】
一般式（ＩＩＩ’）中、Ｒ３１’及びＲ３２’は互いに独立して、水素原子、炭素原子数１〜１８のアルキル基、又は炭素原子数２〜１８のアルケニル基を表す。Ｒ３１’又はＲ３２’ がアルキル基又はアルケニル基である場合、当該基中に存在する１個の−ＣＨ２−又は隣接していない２個以上の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−Ｓ−及び−Ｃ≡Ｃ−からなる群から選択される基により置き換えられていてもよい。
【００４０】
＜一般式（ＩＶ）で表される化合物＞
本発明の液晶組成物は、一般式（Ｉ）で表される化合物及び一般式（ＩＩ）で表される化合物に加えて、さらに下記一般式（ＩＶ）で表される化合物から選ばれる少なくとも１種類の化合物を含有していてもよい。一般式（ＩＶ）で表される化合物をさらに含有することにより、本発明の液晶組成物を、粘度を過剰に高くすることなく、Ｔｎｉをより高め、かつΔεの絶対値及びΔｎをいずれも大きくすることができる。
【００４１】
【化１３】
【００４２】
一般式（ＩＶ）中、Ｒ４１及びＲ４２は互いに独立して、炭素原子数１〜８のアルキル基、炭素原子数１〜８のアルコキシ基、炭素原子数２〜８のアルケニル基又は炭素原子数２〜８のアルケニルオキシ基を表す。本発明においては、Ｒ４１及びＲ４２は互いに独立して、炭素原子数１〜５のアルキル基、炭素原子数１〜５のアルコキシ基、炭素原子数２〜５のアルケニル基又は炭素原子数２〜５のアルケニルオキシ基が好ましく、互いに独立して炭素原子数１〜５のアルキル基又は炭素原子数１〜５のアルコキシ基がより好ましい。また、Ｒ４１及びＲ４２は、それぞれ分岐鎖状の基であってもよく、直鎖状の基であってもよいが、直鎖状の基であることが好ましい。
【００４３】
一般式（ＩＶ）中、Ａ４１は前記２価の環状炭化水素基群Ａ中のいずれかの基を表す。Ａ４１が１,４−フェニレン基である場合、ベンゼン環上に存在する１個又は２個以上の水素原子はハロゲンで置換されていてもよい。本発明においては、Ａ４１は無置換の１，４−フェニレン基、１個又は２個以上のフッ素原子が置換されている１，４−フェニレン基又は１，４−シクロヘキシレン基が好ましい。本発明の液晶組成物において、粘性をより低下させることを重視する場合には、一般式（ＩＶ）中、Ａ４１は１，４−シクロヘキシレン基がより好ましい。
【００４４】
一般式（ＩＶ）で表される化合物は、より具体的には、下記の一般式（ＩＶ−１）〜（ＩＶ−３）で表される化合物が好ましい。一般式（ＩＶ−１）〜（ＩＶ−３）中、Ｒ４１は一般式（ＩＶ）におけるＲ４１と同じ意味を表し、Ｒ４２は一般式（ＩＶ）におけるＲ４２と同じ意味を表す。一般式（ＩＶ）で表される化合物を含有する場合には、本発明の液晶組成物は、一般式（ＩＶ−１）〜（ＩＶ−３）で表される化合物を少なくとも１種類含有していることが好ましく、一般式（ＩＶ−１）〜（ＩＶ−３）で表される化合物を１種類又は２種類以上含有していることがより好ましく、一般式（ＩＶ−１）で表される化合物を１種類又は２種類以上含有していることがさらに好ましい。
【００４５】
【化１４】
【００４６】
一般式（ＩＶ−１）〜（ＩＶ−３）で表される化合物としては、Ｒ４１及びＲ４２が互いに独立して、炭素原子数１〜８のアルキル基又は炭素原子数１〜８のアルコキシ基である化合物が好ましい。中でも、Ｒ４１が炭素原子数１〜８のアルキル基であり、Ｒ４２が炭素原子数１〜８のアルコキシ基である化合物がより好ましい。
【００４７】
一般式（ＩＶ）で表される化合物を含有している場合、本発明の液晶組成物中の一般式（ＩＶ）で表される化合物の含有量は、３〜４０質量％であることが好ましく、５〜３０質量％であることがより好ましい。
【００４８】
＜一般式（Ｖ）で表される化合物＞
本発明の液晶組成物は、一般式（Ｉ）で表される化合物及び一般式（ＩＩ）で表される化合物に加えて、さらに下記一般式（Ｖ）で表される化合物から選ばれる少なくとも１種類の化合物を含有していてもよい。
【００４９】
【化１５】
【００５０】
一般式（Ｖ）中、Ｒ５１及びＲ５２は互いに独立して、炭素原子数１〜８のアルキル基、炭素原子数１〜８のアルコキシ基、炭素原子数２〜８のアルケニル基又は炭素原子数２〜８のアルケニルオキシ基を表す。本発明においては、Ｒ５１及びＲ５２は互いに独立して、炭素原子数１〜５のアルキル基、炭素原子数１〜５のアルコキシ基、炭素原子数２〜５のアルケニル基又は炭素原子数２〜５のアルケニルオキシ基が好ましく、互いに独立して炭素原子数１〜５のアルキル基又は炭素原子数１〜５のアルコキシ基がより好ましい。また、Ｒ５１及びＲ５２は、それぞれ分岐鎖状の基であってもよく、直鎖状の基であってもよいが、直鎖状の基であることが好ましい。
【００５１】
一般式（Ｖ）中、Ｚ５１は単結合、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−又は−ＣＨ２ＣＨ２−を表す。本発明においては、Ｚ５１は単結合、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−又は−ＣＨ２ＣＨ２−が好ましく、単結合がより好ましい。
【００５２】
一般式（Ｖ）中、Ｚ５２は−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−又は−ＣＨ２ＣＨ２−を表す。本発明においては、Ｚ５２は−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−又は−ＣＨ２ＣＨ２−が好ましく、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−又は−ＣＨ２ＣＨ２−がより好ましい。
【００５３】
一般式（Ｖ）中、Ａ５１及びＡ５２は互いに独立して前記２価の環状炭化水素基群Ａ中のいずれかの基を表す。Ａ５１が１,４−フェニレン基である場合、ベンゼン環上に存在する１個又は２個以上の水素原子はハロゲンで置換されていてもよい。Ａ５２が１,４−フェニレン基である場合、ベンゼン環上に存在する１個又は２個以上の水素原子はハロゲンで置換されていてもよい。本発明の液晶組成物においては、Ａ５１及びＡ５２は互いに独立して、１，４−フェニレン基又は１，４−シクロヘキシレン基が好ましく、１，４−フェニレン基は１個又は２個以上のフッ素原子により置換されていてもよい。
【００５４】
一般式（Ｖ）で表される化合物としては、Ｒ５１及びＲ５２が互いに独立して、炭素原子数１〜８のアルキル基、炭素原子数１〜８のアルコキシ基、炭素原子数２〜８のアルケニル基又は炭素原子数２〜８のアルケニルオキシ基であり、Ｚ５１が単結合、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−又は−ＣＨ２ＣＨ２−であり、Ｚ５２が−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−又は−ＣＨ２ＣＨ２−であり、Ａ５１及びＡ５２が互いに独立して無置換の１，４−フェニレン基、１個又は２個以上のフッ素原子が置換されている１，４−フェニレン基又は１，４−シクロヘキシレン基である化合物が好ましい。より具体的には、下記の一般式（Ｖ−１）〜（Ｖ−８）で表される化合物が好ましい。一般式（Ｖ−１）〜（Ｖ−８）中、Ｒ５１は一般式（Ｖ）におけるＲ５１と同じ意味を表し、Ｒ５２は一般式（Ｖ）におけるＲ５２と同じ意味を表す。一般式（Ｖ）で表される化合物を含有する場合には、本発明の液晶組成物は、一般式（Ｖ−１）〜（Ｖ−８）で表される化合物を少なくとも１種類含有していることが好ましく、一般式（Ｖ−１）又は（Ｖ−２）で表される化合物を少なくとも１種類含有していることがより好ましい。
【００５５】
【化１６】
【００５６】
一般式（Ｖ−１）〜（Ｖ−８）で表される化合物としては、Ｒ５１及びＲ５２が互いに独立して、炭素原子数１〜８のアルキル基又は炭素原子数１〜８のアルコキシ基である化合物が好ましい。中でも、Ｒ５１が炭素原子数１〜８のアルキル基であり、Ｒ５２が炭素原子数１〜８のアルコキシ基である化合物がより好ましい。
【００５７】
一般式（Ｖ）で表される化合物を含有している場合、本発明の液晶組成物中の一般式（Ｖ）で表される化合物の含有量は、５質量％以上であることが好ましく、１５質量％以上であることがより好ましい。
【００５８】
＜一般式（ＶＩ）で表される化合物＞
本発明の液晶組成物は、一般式（Ｉ）で表される化合物及び一般式（ＩＩ）で表される化合物に加えて、さらに下記一般式（ＶＩ）で表される化合物から選ばれる少なくとも１種類の化合物を含有していてもよい。一般式（ＶＩ）で表される化合物は、Δεがゼロ付近の化合物である。また、当該化合物は分子内に電子吸引性基を有していても良いが、２個以下が好ましく、１個以下がより好ましく、全く含まないものが更に好ましい。
【００５９】
【化１７】
【００６０】
一般式（ＶＩ）中、Ｒ６１及びＲ６２は互いに独立して、炭素原子数１〜８のアルキル基、炭素原子数１〜８のアルコキシ基、炭素原子数２〜８のアルケニル基又は炭素原子数２〜８のアルケニルオキシ基を表す。本発明においては、Ｒ６１及びＲ６２は互いに独立して、炭素原子数１〜５のアルキル基、炭素原子数１〜５のアルコキシ基、炭素原子数２〜５のアルケニル基又は炭素原子数２〜５のアルケニルオキシ基が好ましい。また、Ｒ６１及びＲ６２は、それぞれ分岐鎖状の基であってもよく、直鎖状の基であってもよいが、直鎖状の基であることが好ましい。
【００６１】
一般式（ＶＩ）で表される化合物を含有する場合、本発明の液晶組成物中に含まれている少なくとも１種類の一般式（ＶＩ）で表される化合物において、Ｒ６１及びＲ６２のうちの少なくとも一方は、アルケニル基又はアルケニルオキシ基であることが好ましい。
【００６２】
一般式（ＶＩ）中、Ａ６１、Ａ６２及びＡ６３は互いに独立して下記の１７種の環状構造を有する２価の基のいずれかを表す。なお、以下、これら１７種の環状構造を有する２価の基をまとめて「２価の環構造含有基群Ａ’」ということがある。本発明においては、Ａ６１、Ａ６２及びＡ６３は互いに独立して、２価の環構造含有基群Ａ’中の無置換の１，４−フェニレン基、１個又は２個以上のフッ素原子が置換されている１，４−フェニレン基、１個のメチル基が置換されている１，４−フェニレン基又は１，４−シクロヘキシレン基が好ましく、無置換の１，４−フェニレン基又は１，４−シクロヘキシレン基がより好ましい。
【００６３】
【化１８】
【００６４】
一般式（ＶＩ）中、Ｚ６１及びＺ６２は互いに独立して、単結合、−ＣＨ２ＣＨ２−、−Ｃ≡Ｃ−、−Ｃ＝Ｎ−Ｎ＝Ｃ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−を表す。本発明においては、Ｚ６１及びＺ６２は互いに独立して、単結合、−ＣＨ２ＣＨ２−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−が好ましく、単結合又は−Ｃ≡Ｃ−がより好ましい。
【００６５】
一般式（ＶＩ）中、ａ６１は０、１又は２を表す。本発明においては、ａ６１は０又は１が好ましい。ａ６１が２であり、Ａ６２が複数存在する場合は、それらは同一でもよく異なっていてもよい。同様に、Ｚ６２が複数存在する場合は、それらは同一でもよく異なっていてもよい。
【００６６】
一般式（ＶＩ）で表される化合物としては、Ｒ６１及びＲ６２は互いに独立して、炭素原子数１〜８のアルキル基、炭素原子数１〜８のアルコキシ基、炭素原子数２〜８のアルケニル基又は炭素原子数２〜８のアルケニルオキシ基であり、Ａ６１、Ａ６２及びＡ６３が互いに独立して２価の環構造含有基群Ａ’中の無置換の１，４−フェニレン基、１個又は２個以上のフッ素原子が置換されている１，４−フェニレン基、１個のメチル基が置換されている１，４−フェニレン基又は１，４−シクロヘキシレン基であり、Ｚ６１及びＺ６２が互いに独立して単結合又は−Ｃ≡Ｃ−であり、ａ６１が０又は１である化合物が好ましい。より具体的には、下記の一般式（ＶＩ−１）〜（ＶＩ−１４）で表される化合物が好ましい。一般式（ＶＩ−１）〜（ＶＩ−１４）中、Ｒ６１は一般式（ＶＩ）におけるＲ６１と同じ意味を表し、Ｒ６２は一般式（ＶＩ）におけるＲ６２と同じ意味を表す。
【００６７】
【化１９】
【００６８】
一般式（ＶＩ）で表される化合物を含有する場合には、本発明の液晶組成物は、一般式（ＶＩ）で表される化合物を１〜１０種類含有することが好ましく、２〜８種類含有することがより好ましい。また、一般式（ＶＩ−１）〜（ＶＩ−１４）で表される化合物を少なくとも１種類含有していることが好ましい。本発明の液晶組成物中の一般式（ＶＩ）で表される化合物の含有量は、１０質量％以上であることがより好ましく、２０質量％以上であることが更に好ましく、３０質量％以上であることが特に好ましい。また、該化合物の含有量は、８０質量％以下が好ましく、７０質量％以下が更に好ましく、６０質量％以下が更に好ましい。
【００６９】
＜一般式（ＶＩＩ）で表される化合物＞
本発明の液晶組成物は、一般式（Ｉ）で表される化合物及び一般式（ＩＩ）で表される化合物に加えて、さらに下記一般式（ＶＩＩ）で表される化合物から選ばれる少なくとも１種類の化合物を含有していてもよい。一般式（ＶＩＩ）で表される化合物は、Δεが負の化合物である。
【００７０】
【化２０】
【００７１】
一般式（ＶＩＩ）中、Ｒ７１及びＲ７２は互いに独立して、炭素原子数１〜８のアルキル基、炭素原子数１〜８のアルコキシ基、炭素原子数２〜８のアルケニル基又は炭素原子数２〜８のアルケニルオキシ基を表す。本発明においては、Ｒ７１及びＲ７２は互いに独立して、炭素原子数１〜５のアルキル基、炭素原子数１〜５のアルコキシ基、炭素原子数２〜５のアルケニル基又は炭素原子数２〜５のアルケニルオキシ基が好ましい。また、Ｒ７１及びＲ７２は、それぞれ分岐鎖状の基であってもよく、直鎖状の基であってもよいが、直鎖状の基であることが好ましい。
【００７２】
一般式（ＶＩＩ）で表される化合物を含有する場合、本発明の液晶組成物中に含まれている少なくとも１種類の一般式（ＶＩＩ）で表される化合物において、Ｒ７１及びＲ７２のうちの少なくとも一方は、アルケニル基又はアルケニルオキシ基であることが好ましい。
【００７３】
一般式（ＶＩＩ）中、Ａ７１及びＡ７２は互いに独立して前記２価の環状炭化水素基群Ａ中のいずれかの基を表す。本発明の液晶組成物においては、Ａ７１及びＡ７２は互いに独立して、１，４−フェニレン基又は１，４−シクロヘキシレン基が好ましい。
【００７４】
一般式（ＶＩＩ）中、Ｚ７１及びＺ７２は互いに独立して、単結合、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−を表す。本発明においては、Ｚ７１及びＺ７２は互いに独立して、単結合、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−又は−ＯＣＨ２−が好ましい。
【００７５】
一般式（ＶＩＩ）中、ａ７１は０又は１を表す。
但し、一般式（ＶＩＩ）で表される化合物には、一般式（ＩＩＩ）で表される化合物は含まれない。すなわち、Ｚ７１が単結合であり、かつａ７１が０の場合、Ａ７１は１,４−シクロへキシレン基ではない。
【００７６】
一般式（ＶＩＩ）で表される化合物としては、Ｒ７１及びＲ７２が互いに独立して、炭素原子数１〜８のアルキル基、炭素原子数１〜８のアルコキシ基、炭素原子数２〜８のアルケニル基又は炭素原子数２〜８のアルケニルオキシ基であり、ａ７１が０又は１であり、Ｚ７１及びＺ７２が互いに独立して単結合、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−又は−ＯＣＨ２−であり、Ａ７１及びＡ７２が互いに独立して１，４−フェニレン基又は１，４−シクロヘキシレン基である化合物が好ましい。より具体的には、下記の一般式（ＶＩＩ−１）〜（ＶＩＩ−１７）で表される化合物が好ましい。一般式（ＶＩＩ−１）〜（ＶＩＩ−１７）中、Ｒ７１は一般式（ＶＩＩ）におけるＲ７１と同じ意味を表し、Ｒ７２は一般式（ＶＩＩ）におけるＲ７２と同じ意味を表す。
【００７７】
【化２１】
【００７８】
【化２２】
【００７９】
一般式（ＶＩＩ−１）〜（ＶＩＩ−１７）で表される化合物としては、Ｒ７１及びＲ７２のうちの少なくとも一方が、アルケニル基又はアルケニルオキシ基である化合物が好ましい。
一般式（ＩＶ）で表される化合物を含有する場合には、本発明の液晶組成物は、一般式（ＶＩＩ−１）〜（ＶＩＩ−５）で表される化合物を少なくとも１種類含有していることが好ましい。
また、一般式（ＶＩＩ）で表される化合物を含有している場合、本発明の液晶組成物中の一般式（ＶＩＩ）で表される化合物の含有量は、５質量％以上であることが好ましい。
【００８０】
本発明の液晶組成物は、本願発明の効果が損われない限度において、上述の化合物以外に、通常のネマティック液晶、スメクチック液晶、コレステリック液晶、酸化防止剤、紫外線吸収剤、重合性モノマー等を含有することができる。但し、本発明の液晶組成物は、−Ｏ−Ｏ−、−Ｏ−Ｓ−及び−Ｓ−Ｓ−等のヘテロ原子同士が直接結合する部分構造を有する液晶化合物は含有しないことが好ましい。
【００８１】
本発明の液晶組成物が含有し得る重合性モノマーは、光重合性モノマーが好ましい。光重合性モノマーを含有している場合、本発明の液晶組成物の光重合性モノマーの含有量は、５００〜５０００ｐｐｍが好ましい。該光重合性モノマーとしては、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル等の重合性不飽和二重結合を有するモノマー等が挙げられる。
【００８２】
本発明の液晶組成物をアクティブマトリックス駆動液晶表示素子に用いる場合は、本発明の液晶組成物のＴｎｉは６０〜１２０℃であることが好ましく、下限値としては６５℃がより好ましく、７０℃が特に好ましい。上限値としては９０℃がより好ましく、８０℃が特に好ましい。２５℃におけるΔεが−２．０〜−６．０であることが好ましく、−２．５〜−５．０であることがより好ましく、−２．５〜−３．５であることが特に好ましい。２５℃におけるΔｎは、０．０８〜０．１３であることが好ましく、０．０９〜０．１２であることがより好ましい。更に詳述すると、２５℃におけるΔｎは、薄いセルギャップに対応する場合は０．１０〜０．１２であることが好ましく、厚いセルギャップに対応する場合は０．０８〜０．１０であることが好ましい。２０℃における粘度（η）は、１０〜３０ｍＰａ・ｓであることが好ましく、１０〜２５ｍＰａ・ｓであることがより好ましく、１０〜２０ｍＰａ・ｓであることが特に好ましい。
【００８３】
本発明の液晶組成物をパッシブマトリクス駆動液晶表示素子に用いる場合は、本発明の液晶組成物のＴｎｉは、民生用途では６０〜１２０℃であることが好ましく、下限値としては６５℃がより好ましく、７０℃が特に好ましい。上限値としては９０℃がより好ましく、８０℃が特に好ましい。車載用途などでは、下限値としては９０℃がより好ましく、１００℃が特に好ましい。上限値としては１１５℃がより好ましく、１０５℃が特に好ましい。２５℃におけるΔｎは、低ｄｕｔｙ駆動用では０．０８〜０．１３であることが好ましく、０．０８〜０．１１であることが特に好ましい。また、高ｄｕｔｙ駆動用では０．１３〜０．２０であることが好ましく、０．１５〜０．１８であることが特に好ましい。２５℃におけるΔεは、低ｄｕｔｙ駆動では−２．０〜−７．０であることが好ましく、−２．５〜−５．５であることが特に好ましい。２０℃におけるηは、１０〜４０ ｍＰａ・ｓであることが好ましく、１０〜３０ ｍＰａ・ｓであることがより好ましく、１０〜２５ ｍＰａ・ｓであることが特に好ましい。
【００８４】
本発明の液晶組成物のＴｎｉ、Δε、及びΔｎは、それぞれ、第一成分及び第二成分をはじめとする各種化合物の組成比を調整することにより、該液晶組成物の使用用途等に適した範囲に適宜調整することができる。本発明の液晶組成物としては、Ｔｎｉが７０℃〜１２０℃であり、２５℃、５８９ｎｍにおけるΔεが−１．５〜−８．０であり、２５℃、１ｋＨｚにおけるΔｎが０．０８０〜０．２５０であることが好ましい。Ｔｎｉ、Δε、及びΔｎがこれらの範囲内にあることにより、様々な用途に好適に用いることができる。
【００８５】
また、本発明の液晶組成物を用いることにより、垂直配向能を有する液晶表示素子を製造することができる。例えば、本発明の液晶組成物を用いることにより、プレチルト角が８０°ないし９０°である液晶表示素子を製造することができる。
【実施例】
【００８６】
以下、実施例等を挙げて本発明を更に詳述するが、本発明はこれらの実施例等に限定されるものではない。また、以下の実施例及び比較例の組成物における「％」は『質量％』を意味する。
【００８７】
実施例中の用語を以下に説明する。
Ｔｎｉ ： ネマティック−アイソトロピック転移温度［℃］
Δn ： 屈折率異方性（５８９ｎｍ, ２５℃）
Δε ： 誘電率異方性（１ｋＨｚ, ２５℃）
η ： バルクフロー粘度［ｍＰａ・ｓ］（２０℃）
応答速度 ： 液晶組成物をギャップ３．５μｍ、プレチルト角８９°の垂直配向セルに注入し、５Ｖ、１００Ｈｚ矩形波にて測定
【００８８】
実施例中の化合物記載に下記略号を使用する。
側鎖略号を以下に示す。
-n（数字） ： -CnH2n+1（アルキル側鎖は数字、代表するときはRとする。）
-On ： -OCnH2n+1
-ndm ： -(CnH2n+1-C=C-(CH2)m-1)
ndm- ： CnH2n+1-C=C-(CH2)m-1-
-nOm ： -(CH2)nOCmH2m+1
nOm- ： CnH2n+1O(CH2)m-
-Od(m)n：-O(CnH2n+1-C=C-(CH2)m-2)
d(m)nO- ： CnH2n+1-C=C-(CH2)m-2O-
【００８９】
連結基略号を以下に示す。
-T- ： -C≡C-
-2- ： -CH2CH2-
-1O- ： -CH2-O-
-O1- ： -O-CH2-
環略号を以下に示す。
【００９０】
【化２３】
【００９１】
（実施例１、２及び比較例１）
表１に記載の組成からなる液晶組成物を製造し、該液晶組成物のＴｎｉ、Δε、Δｎ及びηを測定した。測定結果を表１に示す。
【００９２】
【表１】
【００９３】
実施例１の液晶化合物は、Δｎの値を変化させることなく、比較例１の液晶化合物中の一般式（ＩＶ）で表される化合物を一般式（Ｉ）で表される化合物に置き換えたものである。この結果、実施例１の液晶化合物のΔεの絶対値は、比較例１の液晶化合物の１．２倍以上であり、明らかに大きくなっていた。また、実施例１の液晶化合物のＴｎｉとηは、比較例１の液晶化合物とほぼ同程度であり、その増大幅は比較例１の液晶組成物の５％程度であり、ほぼ同等であると言えた。
実施例２の液晶化合物は、Δｎ及びΔεの絶対値を同程度に維持しつつ、比較例１の液晶化合物中の一般式（ＩＶ）で表される化合物を一般式（Ｉ）で表される化合物に置き換えたものである。この結果、実施例２の液晶化合物のＴｎｉは比較例１とほぼ同等であったが、ηは比較例１の液晶化合物の０．８倍程度であり、大幅に低下していた。
これらの結果から、液晶組成物に、一般式（Ｉ）で表される化合物及び一般式（ＩＩ）で表される化合物を含有させ、かつ一般式（ＩＩＩ）で表される化合物を含有させないことにより、Δεの絶対値、Δｎ、Ｔｎｉ、及びηのうちの少なくとも１つを、残る３つを悪化させることなく（例えば、−１５％以下にまで悪化させることなく）、改善できることが明らかである。
【００９４】
特に実施例１は、比較例１の液晶組成物中の一般式（ＩＶ）で表される化合物のうち、一般式（Ｉ）中の２，３−ジフルオロ−１，４−フェニレン基が１，４−フェニレン基に置換された無極性化合物の代わりに、一般式（Ｉ）で表される化合物を含有させた液晶組成物である。よってこの結果から、無極性の化合物に代えて一般式（Ｉ）で表される化合物を含有させることにより、Δnを維持しつつ、Δεの絶対値が大きな液晶組成物が得られることがわかった。
【００９５】
（実施例３及び比較例２）
表２に記載の組成からなる液晶組成物を製造し、該液晶組成物のＴｎｉ、Δε、Δｎ及びηを測定した。測定結果を表２に示す。
【００９６】
【表２】
【００９７】
比較例２は、実施例３の液晶組成物中の一般式（ＩＩ）で表される化合物の含有量を低下させ、一般式（ＩＩＩ）で表される化合物を含有させた液晶組成物である。比較例２の液晶組成物のＴｎｉは、実施例３の８５％以下でしかなく、実施例３の液晶組成物に比べて非常に低かった。この結果から、式（Ｉ）で表される化合物及び一般式（ＩＩ）で表される化合物を含有する液晶組成物に、さらに一般式（ＩＩＩ）で表される化合物を含有させると、Ｔｎｉが低下してしまうことがわかった。
【産業上の利用可能性】
【００９８】
本発明の液晶組成物は、液晶表示素子に有用であり、アクティブマトリクス駆動用液晶表示素子及びパッシブマトリクス駆動用液晶表示素子に有用であり、特にパッシブマトリクス駆動用液晶表示素子に有用である。またＶＡモード、ＰＳＶＡモード、ＩＰＳモード又はＥＣＢモード用液晶表示素子に用いることができる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一成分として一般式（Ｉ）で表される化合物
【化１】
（式中、Ｒ１１及びＲ１２は互いに独立して、炭素原子数１〜８のアルキル基、炭素原子数１〜８のアルコキシ基、炭素原子数２〜８のアルケニル基又は炭素原子数２〜８のアルケニルオキシ基を表し、ａ１１は０又は１を表し、Ａ１１及びＡ１２は互いに独立して
【化２】
のいずれかを表す。Ａ１１が１,４−フェニレン基である場合、ベンゼン環上に存在する１個又は２個以上の水素原子はハロゲンで置換されていてもよい。Ａ１２が１,４−フェニレン基である場合、ベンゼン環上に存在する１個又は２個以上の水素原子はハロゲンで置換されていてもよい。）から選ばれる少なくとも１種類の化合物を含有し、
第二成分として一般式（ＩＩ）で表される化合物
【化３】
（式中、Ｒ２１及びＲ２２は互いに独立して、炭素原子数１〜８のアルキル基、炭素原子数１〜８のアルコキシ基、炭素原子数２〜８のアルケニル基又は炭素原子数２〜８のアルケニルオキシ基を表し、Ｚ２１は単結合、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−又は−ＣＨ２ＣＨ２−を表し、Ａ２１は
【化４】
のいずれかを表す。Ａ２１が１,４−フェニレン基である場合、ベンゼン環上に存在する１個又は２個以上の水素原子はハロゲンで置換されていてもよい。）から選ばれる少なくとも１種類の化合物を含有し、
かつ、一般式（ＩＩＩ）で表される化合物
【化５】
（式中、Ｒ３１及びＲ３２は互いに独立して、炭素原子数１〜８のアルキル基又は炭素原子数１〜８のアルコキシ基を表す。）を含有していないことを特徴とする、誘電率異方性が負である液晶組成物。
【請求項２】
さらに、一般式（ＩＶ）で表される化合物
【化６】
（式中、Ｒ４１及びＲ４２は互いに独立して、炭素原子数１〜８のアルキル基、炭素原子数１〜８のアルコキシ基、炭素原子数２〜８のアルケニル基又は炭素原子数２〜８のアルケニルオキシ基を表し、Ａ４１は
【化７】
のいずれかを表す。Ａ４１が１,４−フェニレン基である場合、ベンゼン環上に存在する１個又は２個以上の水素原子はハロゲンで置換されていてもよい。）から選ばれる少なくとも１種類の化合物を含有する請求項１に記載の誘電率異方性が負である液晶組成物。
【請求項３】
さらに、一般式（Ｖ）で表される化合物
【化８】
（式中、Ｒ５１及びＲ５２は互いに独立して、炭素原子数１〜８のアルキル基、炭素原子数１〜８のアルコキシ基、炭素原子数２〜８のアルケニル基又は炭素原子数２〜８のアルケニルオキシ基を表し、Ｚ５１は単結合、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−又は−ＣＨ２ＣＨ２−を表し、Ｚ５２は−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−又は−ＣＨ２ＣＨ２−を表し、Ａ５１及びＡ５２は互いに独立して
【化９】
のいずれかを表す。Ａ５１が１,４−フェニレン基である場合、ベンゼン環上に存在する１個又は２個以上の水素原子はハロゲンで置換されていてもよい。Ａ５２が１,４−フェニレン基である場合、ベンゼン環上に存在する１個又は２個以上の水素原子はハロゲンで置換されていてもよい。）から選ばれる少なくとも１種類の化合物を含有する請求項１又は２に記載の誘電率異方性が負である液晶組成物。
【請求項４】
さらに、一般式（ＶＩ）で表される化合物
【化１０】
(式中、Ｒ６１及びＲ６２は互いに独立して、炭素原子数１〜８のアルキル基、炭素原子数１〜８のアルコキシ基、炭素原子数２〜８のアルケニル基又は炭素原子数２〜８のアルケニルオキシ基を表し、Ａ６１、Ａ６２及びＡ６３は互いに独立して
【化１１】
のいずれかを表し、Ｚ６１及びＺ６２は互いに独立して、単結合、−ＣＨ２ＣＨ２−、−Ｃ≡Ｃ−、−Ｃ＝Ｎ−Ｎ＝Ｃ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−を表し、ａ６１は０、１又は２を表し、Ａ６２が複数存在する場合は、それらは同一でもよく異なっていてもよく、Ｚ６２が複数存在する場合は、それらは同一でもよく異なっていてもよい。）から選ばれる少なくとも１種類の化合物を含有する請求項１〜３のいずれか１項に記載の誘電率異方性が負である液晶組成物。
【請求項５】
前記第一成分の含有量が２質量％から８０質量％である請求項１〜４のいずれか１項に記載の誘電率異方性が負である液晶組成物。
【請求項６】
前記第一成分として、前記一般式（Ｉ）で表される化合物から選ばれる２種類以上の化合物を含有する請求項１〜５のいずれか１項に記載の誘電率異方性が負である液晶組成物。
【請求項７】
前記第二成分として、前記一般式（ＩＩ）で表される化合物から選ばれる２種類以上の化合物を含有する請求項１〜６のいずれか１項に記載の誘電率異方性が負である液晶組成物。
【請求項８】
前記第一成分及び第二成分の総量が１０質量％から８０質量％である請求項１〜７のいずれか１項に記載の誘電率異方性が負である液晶組成物。
【請求項９】
さらに、一般式（ＶＩＩ）で表される化合物
【化１２】
(式中、Ｒ７１及びＲ７２は互いに独立して、炭素原子数１〜８のアルキル基、炭素原子数１〜８のアルコキシ基、炭素原子数２〜８のアルケニル基又は炭素原子数２〜８のアルケニルオキシ基を表し、Ａ７１及びＡ７２は互いに独立して
【化１３】
のいずれかを表し、Ｚ７１及びＺ７２は互いに独立して、単結合、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−を表し、ａ７１は０又は１を表す。但し、Ｚ７１が単結合であり、かつａ７１が０の場合、Ａ７１は１,４−シクロへキシレン基ではない。）から選ばれる少なくとも１種類の化合物を含有する請求項１〜８のいずれか１項に記載の誘電率異方性が負である液晶組成物。
【請求項１０】
ネマティック−アイソトロピック転移温度が７０℃〜１２０℃、２５℃、５８９ｎｍにおける誘電率異方性が−１．５〜−８．０、２５℃、１ｋＨｚにおける複屈折率が０．０８０〜０．２５０である請求項１〜９のいずれか１項に記載の誘電率異方性が負である液晶組成物。
【請求項１１】
光重合性モノマーを５００〜５０００ｐｐｍ含有する１〜１０のいずれか１項に記載の誘電率異方性が負である液晶組成物。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の誘電率異方性が負である液晶組成物を用いたことを特徴とする液晶表示素子。
【請求項１３】
プレチルト角が８０°ないし９０°である請求項１２に記載の液晶表示素子。
【請求項１４】
アクティブマトリクス駆動型である請求項１２又は１３に記載の液晶表示素子。
【請求項１５】
パッシブマトリクス駆動型である請求項１２又は１３に記載の液晶表示素子。
【請求項１】
第一成分として一般式（Ｉ）で表される化合物
【化１】
（式中、Ｒ１１及びＲ１２は互いに独立して、炭素原子数１〜８のアルキル基、炭素原子数１〜８のアルコキシ基、炭素原子数２〜８のアルケニル基又は炭素原子数２〜８のアルケニルオキシ基を表し、ａ１１は０又は１を表し、Ａ１１及びＡ１２は互いに独立して
【化２】
のいずれかを表す。Ａ１１が１,４−フェニレン基である場合、ベンゼン環上に存在する１個又は２個以上の水素原子はハロゲンで置換されていてもよい。Ａ１２が１,４−フェニレン基である場合、ベンゼン環上に存在する１個又は２個以上の水素原子はハロゲンで置換されていてもよい。）から選ばれる少なくとも１種類の化合物を含有し、
第二成分として一般式（ＩＩ）で表される化合物
【化３】
（式中、Ｒ２１及びＲ２２は互いに独立して、炭素原子数１〜８のアルキル基、炭素原子数１〜８のアルコキシ基、炭素原子数２〜８のアルケニル基又は炭素原子数２〜８のアルケニルオキシ基を表し、Ｚ２１は単結合、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−又は−ＣＨ２ＣＨ２−を表し、Ａ２１は
【化４】
のいずれかを表す。Ａ２１が１,４−フェニレン基である場合、ベンゼン環上に存在する１個又は２個以上の水素原子はハロゲンで置換されていてもよい。）から選ばれる少なくとも１種類の化合物を含有し、
かつ、一般式（ＩＩＩ）で表される化合物
【化５】
（式中、Ｒ３１及びＲ３２は互いに独立して、炭素原子数１〜８のアルキル基又は炭素原子数１〜８のアルコキシ基を表す。）を含有していないことを特徴とする、誘電率異方性が負である液晶組成物。
【請求項２】
さらに、一般式（ＩＶ）で表される化合物
【化６】
（式中、Ｒ４１及びＲ４２は互いに独立して、炭素原子数１〜８のアルキル基、炭素原子数１〜８のアルコキシ基、炭素原子数２〜８のアルケニル基又は炭素原子数２〜８のアルケニルオキシ基を表し、Ａ４１は
【化７】
のいずれかを表す。Ａ４１が１,４−フェニレン基である場合、ベンゼン環上に存在する１個又は２個以上の水素原子はハロゲンで置換されていてもよい。）から選ばれる少なくとも１種類の化合物を含有する請求項１に記載の誘電率異方性が負である液晶組成物。
【請求項３】
さらに、一般式（Ｖ）で表される化合物
【化８】
（式中、Ｒ５１及びＲ５２は互いに独立して、炭素原子数１〜８のアルキル基、炭素原子数１〜８のアルコキシ基、炭素原子数２〜８のアルケニル基又は炭素原子数２〜８のアルケニルオキシ基を表し、Ｚ５１は単結合、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−又は−ＣＨ２ＣＨ２−を表し、Ｚ５２は−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−又は−ＣＨ２ＣＨ２−を表し、Ａ５１及びＡ５２は互いに独立して
【化９】
のいずれかを表す。Ａ５１が１,４−フェニレン基である場合、ベンゼン環上に存在する１個又は２個以上の水素原子はハロゲンで置換されていてもよい。Ａ５２が１,４−フェニレン基である場合、ベンゼン環上に存在する１個又は２個以上の水素原子はハロゲンで置換されていてもよい。）から選ばれる少なくとも１種類の化合物を含有する請求項１又は２に記載の誘電率異方性が負である液晶組成物。
【請求項４】
さらに、一般式（ＶＩ）で表される化合物
【化１０】
(式中、Ｒ６１及びＲ６２は互いに独立して、炭素原子数１〜８のアルキル基、炭素原子数１〜８のアルコキシ基、炭素原子数２〜８のアルケニル基又は炭素原子数２〜８のアルケニルオキシ基を表し、Ａ６１、Ａ６２及びＡ６３は互いに独立して
【化１１】
のいずれかを表し、Ｚ６１及びＺ６２は互いに独立して、単結合、−ＣＨ２ＣＨ２−、−Ｃ≡Ｃ−、−Ｃ＝Ｎ−Ｎ＝Ｃ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−を表し、ａ６１は０、１又は２を表し、Ａ６２が複数存在する場合は、それらは同一でもよく異なっていてもよく、Ｚ６２が複数存在する場合は、それらは同一でもよく異なっていてもよい。）から選ばれる少なくとも１種類の化合物を含有する請求項１〜３のいずれか１項に記載の誘電率異方性が負である液晶組成物。
【請求項５】
前記第一成分の含有量が２質量％から８０質量％である請求項１〜４のいずれか１項に記載の誘電率異方性が負である液晶組成物。
【請求項６】
前記第一成分として、前記一般式（Ｉ）で表される化合物から選ばれる２種類以上の化合物を含有する請求項１〜５のいずれか１項に記載の誘電率異方性が負である液晶組成物。
【請求項７】
前記第二成分として、前記一般式（ＩＩ）で表される化合物から選ばれる２種類以上の化合物を含有する請求項１〜６のいずれか１項に記載の誘電率異方性が負である液晶組成物。
【請求項８】
前記第一成分及び第二成分の総量が１０質量％から８０質量％である請求項１〜７のいずれか１項に記載の誘電率異方性が負である液晶組成物。
【請求項９】
さらに、一般式（ＶＩＩ）で表される化合物
【化１２】
(式中、Ｒ７１及びＲ７２は互いに独立して、炭素原子数１〜８のアルキル基、炭素原子数１〜８のアルコキシ基、炭素原子数２〜８のアルケニル基又は炭素原子数２〜８のアルケニルオキシ基を表し、Ａ７１及びＡ７２は互いに独立して
【化１３】
のいずれかを表し、Ｚ７１及びＺ７２は互いに独立して、単結合、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−を表し、ａ７１は０又は１を表す。但し、Ｚ７１が単結合であり、かつａ７１が０の場合、Ａ７１は１,４−シクロへキシレン基ではない。）から選ばれる少なくとも１種類の化合物を含有する請求項１〜８のいずれか１項に記載の誘電率異方性が負である液晶組成物。
【請求項１０】
ネマティック−アイソトロピック転移温度が７０℃〜１２０℃、２５℃、５８９ｎｍにおける誘電率異方性が−１．５〜−８．０、２５℃、１ｋＨｚにおける複屈折率が０．０８０〜０．２５０である請求項１〜９のいずれか１項に記載の誘電率異方性が負である液晶組成物。
【請求項１１】
光重合性モノマーを５００〜５０００ｐｐｍ含有する１〜１０のいずれか１項に記載の誘電率異方性が負である液晶組成物。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の誘電率異方性が負である液晶組成物を用いたことを特徴とする液晶表示素子。
【請求項１３】
プレチルト角が８０°ないし９０°である請求項１２に記載の液晶表示素子。
【請求項１４】
アクティブマトリクス駆動型である請求項１２又は１３に記載の液晶表示素子。
【請求項１５】
パッシブマトリクス駆動型である請求項１２又は１３に記載の液晶表示素子。
【公開番号】特開２０１３−６９７５（Ｐ２０１３−６９７５Ａ）
【公開日】平成２５年１月１０日（２０１３．１．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１４１１１３（Ｐ２０１１−１４１１１３）
【出願日】平成２３年６月２４日（２０１１．６．２４）
【出願人】（０００００２８８６）ＤＩＣ株式会社 (2,597)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月１０日（２０１３．１．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月２４日（２０１１．６．２４）
【出願人】（０００００２８８６）ＤＩＣ株式会社 (2,597)
【Ｆターム（参考）】
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