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】Δｎ及びΔεの絶対値が大きな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】少なくとも一種類の一般式（Ｉ）で表される化合物、及び少なくとも一種類の一般式（ＩＩ）で表される化合物を含有する、誘電率異方性が負である液晶組成物（式中、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ２１及びＲ２２は炭素原子数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及びＡ１２は特定の２価の６員環を表し、ａ１１は０又は１を表し、Ｘ２１〜Ｘ２６は互いに独立して、水素原子、フッ素原子、塩素原子、メチル基、エチル基、メトキシ基、トリフルオロメチル基又はトリフルオロメトキシ基を表す。）
［化１］
【解決手段】少なくとも一種類の一般式（Ｉ）で表される化合物、及び少なくとも一種類の一般式（ＩＩ）で表される化合物を含有する、誘電率異方性が負である液晶組成物（式中、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ２１及びＲ２２は炭素原子数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及びＡ１２は特定の２価の６員環を表し、ａ１１は０又は１を表し、Ｘ２１〜Ｘ２６は互いに独立して、水素原子、フッ素原子、塩素原子、メチル基、エチル基、メトキシ基、トリフルオロメチル基又はトリフルオロメトキシ基を表す。）
［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。）
しかしながら、これらの液晶組成物は未だ改良の余地があり、十分な表示品位を備える液晶表示素子を製造するためには、Δεの絶対値とΔｎの大きさがより大きな液晶組成物が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【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】
【０００６】
本発明の目的は、Δｎ及びΔεの絶対値が大きな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】
【０００７】
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する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。
【０００８】
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一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、Ｘ２１〜Ｘ２６は互いに独立して、水素原子、フッ素原子、塩素原子、メチル基、エチル基、メトキシ基、トリフルオロメチル基又はトリフルオロメトキシ基を表す。）から選ばれる少なくとも一種類の化合物を含有することを特徴とする、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】
【０００９】
本発明の液晶組成物は、Δｎが大きく、かつΔεが負であってその絶対値が大きいという特徴を有する。つまり、本発明の液晶組成物は、液晶性に優れた液晶相を示す。
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】
【００１０】
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することを特徴とする。
以下、まず成分ごとに説明する。
【００１１】
＜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。
【００１２】
【化４】
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
【化５】
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
【化６】
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
＜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。
【００２３】
【化７】
【００２４】
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、Ｒ２１及びＲ２２のうちの一方が炭素原子数１〜５のアルキル基又は炭素原子数１〜５のアルコキシ基であり、他方が炭素原子数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であることがより好ましい。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。
【００２５】
一般式（ＩＩ）中、Ｘ２１〜Ｘ２６は互いに独立して、水素原子、フッ素原子、塩素原子、メチル基、エチル基、メトキシ基、トリフルオロメチル基又はトリフルオロメトキシ基を表す。本発明の液晶組成物においては、Ｘ２１〜Ｘ２６は互いに独立して、水素原子、フッ素原子、塩素原子、又はメチル基であることが好ましい。中でも、Ｘ２１及びＸ２２の少なくとも一方が水素原子であり、Ｘ２３及びＸ２４の少なくとも一方が水素原子であり、Ｘ２５及びＸ２６の少なくとも一方が水素原子であり、かつ残る３つが互いに独立して、水素原子、フッ素原子、塩素原子、又はメチル基である化合物が好ましく、Ｘ２１〜Ｘ２６のうちの１つがフッ素原子、塩素原子、又はメチル基であり、残る５つが水素原子である化合物がより好ましい。
【００２６】
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、Ｘ２１〜Ｘ２６は互いに独立して、水素原子、フッ素原子、塩素原子、又はメチル基である化合物が好ましい。
【００２７】
一般式（ＩＩ）で表される化合物は、より具体的には、下記一般式（ＩＩ−１）〜（ＩＩ−１０）で表される化合物が好ましい。一般式（ＩＩ−１）〜（ＩＩ−１０）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−１０）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−１０）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。
【００２８】
【化８】
【００２９】
一般式（ＩＩ−１）〜（ＩＩ−１０）で表される化合物としては、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、Ｒ２１及びＲ２２のうちの一方が炭素原子数１〜５のアルキル基又は炭素原子数１〜５のアルコキシ基であり、他方が炭素原子数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であることがより好ましい。
【００３０】
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、５〜５０質量％がさらに好ましく、５〜３０質量％がよりさらに好ましい。
【００３１】
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。
【００３２】
＜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（ＩＩＩ）で表される化合物を１種類のみ含有していてもよく、２種類以上を含有していてもよい。
【００３３】
【化９】
【００３４】
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、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、Ｒ３１及びＲ３２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、Ｒ３１及びＲ３２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。
【００３５】
一般式（ＩＩＩ）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（ＩＩＩ）で表される化合物において、Ｒ３１及びＲ３２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。
【００３６】
一般式（ＩＩＩ）中、Ａ３１、Ａ３２及びＡ３３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、Ａ３１、Ａ３２及びＡ３３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。
【００３７】
【化１０】
【００３８】
一般式（ＩＩＩ）中、Ｚ３1及びＺ３2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、Ｚ３1及びＺ３２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。
【００３９】
一般式（ＩＩＩ）中、ａ３１は０、１又は２を表す。本発明においては、ａ３１は０又は１が好ましい。ａ３１が２であり、Ａ３２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、Ｚ３２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。
【００４０】
但し、一般式（ＩＩＩ）で表される化合物には、前記一般式（ＩＩ）で表される化合物は含まれない。すなわち、ａ３１が１であり、Ｚ３1及びＺ３2が単結合である場合には、Ａ３１、Ａ３２及びＡ３３は互いに独立して下記の１２種の環状構造を有する２価の基のいずれかを表す。
【００４１】
【化１１】
【００４２】
一般式（ＩＩＩ）で表される化合物としては、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、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、Ａ３１、Ａ３２及びＡ３３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、Ｚ３1及びＺ３2が互いに独立して単結合又は−Ｃ≡Ｃ−であり、ａ３１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（ＩＩＩ−１）〜（ＩＩＩ−１２）で表される化合物が好ましい。一般式（ＩＩＩ−１）〜（ＩＩＩ−１２）中、Ｒ３１は一般式（ＩＩＩ）におけるＲ３１と同じ意味を表し、Ｒ３２は一般式（ＩＩＩ）におけるＲ３２と同じ意味を表す。
【００４３】
【化１２】
【００４４】
一般式（ＩＩＩ）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（ＩＩＩ）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（ＩＩＩ−１）〜（ＩＩＩ−１２）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（ＩＩＩ）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。
【００４５】
＜一般式（ＩＶ）で表される化合物＞
本発明の液晶組成物は、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する。本発明の液晶組成物は、一般式（ＩＶ）で表される化合物を１種類のみ含有していてもよく、２種類以上を含有していてもよい。
【００４６】
【化１３】
【００４７】
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。
【００４８】
一般式（ＩＶ）中、Ｚ４１及びＺ４２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。Ｚ４１が複数ある場合には、それらは同一であっても、異なっていてもよい。本発明の液晶組成物においては、Ｚ４１及びＺ４２は互いに独立して、単結合、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−が好ましく、単結合、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−又は−ＯＣＨ２−がより好ましい。
【００４９】
一般式（ＩＶ）中、Ａ４１及びＡ４２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。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。Ａ４２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。また、Ａ４１が複数存在する場合には、それらは同一であっても、異なっていてもよい。本発明においては、Ａ４１及びＡ４２は互いに独立して、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（ＩＶ）中、Ａ４１は１，４−シクロヘキシレン基がより好ましい。
【００５０】
一般式（ＩＶ）中、ａ４１は１、２又は３を表し、ａ４２は０又は１を表す。
【００５１】
一般式（ＩＶ）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、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、Ｚ４１及びＺ４２が互いに独立して単結合、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−又は−ＯＣＨ２−であり、Ａ４１及びＡ４２が互いに独立して無置換の１，４−フェニレン基又は１，４−シクロヘキシレン基であり、ａ４１が１又は２であり、ａ４２が０又は１である化合物が好ましい。
【００５２】
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−１２）で表される化合物が好ましい。一般式（ＩＶ−１）〜（ＩＶ−１２）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と同じ意味を表し、Ａ４１は一般式（ＩＶ）におけるＡ４１と同じ意味を表し、Ａ４２は一般式（ＩＶ）におけるＡ４２と同じ意味を表す。本発明の液晶組成物は、第四成分として、一般式（ＩＶ−１）〜（ＩＶ−１２）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−１２）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。
【００５３】
【化１４】
【００５４】
一般式（ＩＶ−１）〜（ＩＶ−１２）で表される化合物としては、Ａ４１及びＡ４２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。
【００５５】
一般式（ＩＶ−１）〜（ＩＶ−１２）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く、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。
【００５６】
一般式（ＩＶ−１）〜（ＩＶ−１２）で表される化合物としては、特に、下記一般式（ＩＶ−１０１）〜（ＩＶ−１５２）で表される化合物が好ましい。一般式（ＩＶ−１０１）〜（ＩＶ−１５２）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。
【００５７】
【化１５】
【００５８】
【化１６】
【００５９】
【化１７】
【００６０】
【化１８】
【００６１】
【化１９】
【００６２】
本発明の液晶組成物中の第四成分の含有量（すなわち、一般式（ＩＶ）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、３質量％以上であることが好ましく、３〜７０質量％がより好ましく、１０〜６０質量％がさらに好ましく、２０〜６０質量％がよりさらに好ましい。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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】
【００６９】
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。
【００７０】
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［℃］
Ｔ→Ｎ ： 固体又はスメクチック−ネマティック転移温度［℃］
Δn ： 屈折率異方性（５８９ｎｍ, ２５℃）
ｎ０ ： 常光屈折率（５８９ｎｍ, ２５℃）
Δε ： 誘電率異方性（１ｋＨｚ, ２５℃）
ε⊥ ： 分子軸に対して垂直方向の誘電率（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
【００７１】
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-
【００７２】
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。
【００７３】
【化２０】
【００７４】
（実施例１〜２及び比較例１〜２）
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、Ｔ→Ｎ、Δε、ε⊥、Δｎ、ｎ０、及びηを測定した。測定結果を表１に示す。
【００７５】
【表１】
【００７６】
比較例１は、一般式（ＩＩＩ）で表される化合物及び一般式（ＩＶ）で表される化合物を含有する液晶組成物であり、比較例２は、一般式（Ｉ）で表される化合物、一般式（ＩＩＩ）で表される化合物及び一般式（ＩＶ）で表される化合物を含有する液晶組成物である。より詳細には、比較例２は、比較例１の液晶組成物中の一般式（ＩＩＩ）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を、一般式（Ｉ）で表わされる化合物に置き換えたものである。比較例２の液晶組成物と比較例１の液晶組成物を比較すると、両者は同等のΔｎ及びηを有していたが、Δεの絶対値は、比較例２の液晶組成物のほうが比較例１よりも大きかった。
【００７７】
実施例１の液晶組成物は、比較例２の液晶組成物中の一般式（ＩＩＩ）で表される化合物の一部を、一般式（ＩＩ）で表される化合物に置き換えたものである。実施例１の液晶組成物は、Δεは比較例２の液晶組成物と同等であったが、Δｎは比較例２の液晶組成物よりも大きかった。また、Ｔｎｉ及びηは、実施例１の液晶組成物と比較例２の液晶組成物でほぼ同等であった。つまり、一般式（Ｉ）で表される化合物を含有する液晶組成物に、一般式（ＩＩ）で表される化合物をさらに含有させることにより、Δεの絶対値をはじめとするその他の物性値のバランスを大きく損なうことなく、液晶組成物のΔｎを大きくすることができた。
【００７８】
実施例２の液晶化合物は、Δεを比較例１の液晶化合物と同程度に維持しつつ、比較例１の液晶化合物中の一般式（ＩＩＩ）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を、一般式（Ｉ）で表わされる化合物に置き換え、さらに一般式（ＩＩ）で表される化合物を含有させたものである。実施例２の液晶組成物は、Δε、Ｔｎｉ及びηは比較例１の液晶組成物とほぼ同等であったが、Δｎは比較例２の液晶組成物よりも大きかった。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
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。）
しかしながら、これらの液晶組成物は未だ改良の余地があり、十分な表示品位を備える液晶表示素子を製造するためには、Δεの絶対値とΔｎの大きさがより大きな液晶組成物が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【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】
【０００６】
本発明の目的は、Δｎ及びΔεの絶対値が大きな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】
【０００７】
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する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。
【０００８】
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一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、Ｘ２１〜Ｘ２６は互いに独立して、水素原子、フッ素原子、塩素原子、メチル基、エチル基、メトキシ基、トリフルオロメチル基又はトリフルオロメトキシ基を表す。）から選ばれる少なくとも一種類の化合物を含有することを特徴とする、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】
【０００９】
本発明の液晶組成物は、Δｎが大きく、かつΔεが負であってその絶対値が大きいという特徴を有する。つまり、本発明の液晶組成物は、液晶性に優れた液晶相を示す。
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】
【００１０】
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することを特徴とする。
以下、まず成分ごとに説明する。
【００１１】
＜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。
【００１２】
【化４】
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
【化５】
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
【化６】
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
＜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。
【００２３】
【化７】
【００２４】
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、Ｒ２１及びＲ２２のうちの一方が炭素原子数１〜５のアルキル基又は炭素原子数１〜５のアルコキシ基であり、他方が炭素原子数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であることがより好ましい。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。
【００２５】
一般式（ＩＩ）中、Ｘ２１〜Ｘ２６は互いに独立して、水素原子、フッ素原子、塩素原子、メチル基、エチル基、メトキシ基、トリフルオロメチル基又はトリフルオロメトキシ基を表す。本発明の液晶組成物においては、Ｘ２１〜Ｘ２６は互いに独立して、水素原子、フッ素原子、塩素原子、又はメチル基であることが好ましい。中でも、Ｘ２１及びＸ２２の少なくとも一方が水素原子であり、Ｘ２３及びＸ２４の少なくとも一方が水素原子であり、Ｘ２５及びＸ２６の少なくとも一方が水素原子であり、かつ残る３つが互いに独立して、水素原子、フッ素原子、塩素原子、又はメチル基である化合物が好ましく、Ｘ２１〜Ｘ２６のうちの１つがフッ素原子、塩素原子、又はメチル基であり、残る５つが水素原子である化合物がより好ましい。
【００２６】
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、Ｘ２１〜Ｘ２６は互いに独立して、水素原子、フッ素原子、塩素原子、又はメチル基である化合物が好ましい。
【００２７】
一般式（ＩＩ）で表される化合物は、より具体的には、下記一般式（ＩＩ−１）〜（ＩＩ−１０）で表される化合物が好ましい。一般式（ＩＩ−１）〜（ＩＩ−１０）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−１０）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−１０）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。
【００２８】
【化８】
【００２９】
一般式（ＩＩ−１）〜（ＩＩ−１０）で表される化合物としては、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、Ｒ２１及びＲ２２のうちの一方が炭素原子数１〜５のアルキル基又は炭素原子数１〜５のアルコキシ基であり、他方が炭素原子数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であることがより好ましい。
【００３０】
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、５〜５０質量％がさらに好ましく、５〜３０質量％がよりさらに好ましい。
【００３１】
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。
【００３２】
＜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（ＩＩＩ）で表される化合物を１種類のみ含有していてもよく、２種類以上を含有していてもよい。
【００３３】
【化９】
【００３４】
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、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、Ｒ３１及びＲ３２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、Ｒ３１及びＲ３２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。
【００３５】
一般式（ＩＩＩ）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（ＩＩＩ）で表される化合物において、Ｒ３１及びＲ３２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。
【００３６】
一般式（ＩＩＩ）中、Ａ３１、Ａ３２及びＡ３３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、Ａ３１、Ａ３２及びＡ３３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。
【００３７】
【化１０】
【００３８】
一般式（ＩＩＩ）中、Ｚ３1及びＺ３2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、Ｚ３1及びＺ３２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。
【００３９】
一般式（ＩＩＩ）中、ａ３１は０、１又は２を表す。本発明においては、ａ３１は０又は１が好ましい。ａ３１が２であり、Ａ３２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、Ｚ３２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。
【００４０】
但し、一般式（ＩＩＩ）で表される化合物には、前記一般式（ＩＩ）で表される化合物は含まれない。すなわち、ａ３１が１であり、Ｚ３1及びＺ３2が単結合である場合には、Ａ３１、Ａ３２及びＡ３３は互いに独立して下記の１２種の環状構造を有する２価の基のいずれかを表す。
【００４１】
【化１１】
【００４２】
一般式（ＩＩＩ）で表される化合物としては、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、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、Ａ３１、Ａ３２及びＡ３３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、Ｚ３1及びＺ３2が互いに独立して単結合又は−Ｃ≡Ｃ−であり、ａ３１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（ＩＩＩ−１）〜（ＩＩＩ−１２）で表される化合物が好ましい。一般式（ＩＩＩ−１）〜（ＩＩＩ−１２）中、Ｒ３１は一般式（ＩＩＩ）におけるＲ３１と同じ意味を表し、Ｒ３２は一般式（ＩＩＩ）におけるＲ３２と同じ意味を表す。
【００４３】
【化１２】
【００４４】
一般式（ＩＩＩ）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（ＩＩＩ）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（ＩＩＩ−１）〜（ＩＩＩ−１２）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（ＩＩＩ）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。
【００４５】
＜一般式（ＩＶ）で表される化合物＞
本発明の液晶組成物は、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する。本発明の液晶組成物は、一般式（ＩＶ）で表される化合物を１種類のみ含有していてもよく、２種類以上を含有していてもよい。
【００４６】
【化１３】
【００４７】
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。
【００４８】
一般式（ＩＶ）中、Ｚ４１及びＺ４２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。Ｚ４１が複数ある場合には、それらは同一であっても、異なっていてもよい。本発明の液晶組成物においては、Ｚ４１及びＺ４２は互いに独立して、単結合、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−が好ましく、単結合、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−又は−ＯＣＨ２−がより好ましい。
【００４９】
一般式（ＩＶ）中、Ａ４１及びＡ４２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。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。Ａ４２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。また、Ａ４１が複数存在する場合には、それらは同一であっても、異なっていてもよい。本発明においては、Ａ４１及びＡ４２は互いに独立して、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（ＩＶ）中、Ａ４１は１，４−シクロヘキシレン基がより好ましい。
【００５０】
一般式（ＩＶ）中、ａ４１は１、２又は３を表し、ａ４２は０又は１を表す。
【００５１】
一般式（ＩＶ）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、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、Ｚ４１及びＺ４２が互いに独立して単結合、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−又は−ＯＣＨ２−であり、Ａ４１及びＡ４２が互いに独立して無置換の１，４−フェニレン基又は１，４−シクロヘキシレン基であり、ａ４１が１又は２であり、ａ４２が０又は１である化合物が好ましい。
【００５２】
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−１２）で表される化合物が好ましい。一般式（ＩＶ−１）〜（ＩＶ−１２）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と同じ意味を表し、Ａ４１は一般式（ＩＶ）におけるＡ４１と同じ意味を表し、Ａ４２は一般式（ＩＶ）におけるＡ４２と同じ意味を表す。本発明の液晶組成物は、第四成分として、一般式（ＩＶ−１）〜（ＩＶ−１２）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−１２）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。
【００５３】
【化１４】
【００５４】
一般式（ＩＶ−１）〜（ＩＶ−１２）で表される化合物としては、Ａ４１及びＡ４２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。
【００５５】
一般式（ＩＶ−１）〜（ＩＶ−１２）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く、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。
【００５６】
一般式（ＩＶ−１）〜（ＩＶ−１２）で表される化合物としては、特に、下記一般式（ＩＶ−１０１）〜（ＩＶ−１５２）で表される化合物が好ましい。一般式（ＩＶ−１０１）〜（ＩＶ−１５２）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。
【００５７】
【化１５】
【００５８】
【化１６】
【００５９】
【化１７】
【００６０】
【化１８】
【００６１】
【化１９】
【００６２】
本発明の液晶組成物中の第四成分の含有量（すなわち、一般式（ＩＶ）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、３質量％以上であることが好ましく、３〜７０質量％がより好ましく、１０〜６０質量％がさらに好ましく、２０〜６０質量％がよりさらに好ましい。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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】
【００６９】
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。
【００７０】
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［℃］
Ｔ→Ｎ ： 固体又はスメクチック−ネマティック転移温度［℃］
Δn ： 屈折率異方性（５８９ｎｍ, ２５℃）
ｎ０ ： 常光屈折率（５８９ｎｍ, ２５℃）
Δε ： 誘電率異方性（１ｋＨｚ, ２５℃）
ε⊥ ： 分子軸に対して垂直方向の誘電率（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
【００７１】
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-
【００７２】
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。
【００７３】
【化２０】
【００７４】
（実施例１〜２及び比較例１〜２）
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、Ｔ→Ｎ、Δε、ε⊥、Δｎ、ｎ０、及びηを測定した。測定結果を表１に示す。
【００７５】
【表１】
【００７６】
比較例１は、一般式（ＩＩＩ）で表される化合物及び一般式（ＩＶ）で表される化合物を含有する液晶組成物であり、比較例２は、一般式（Ｉ）で表される化合物、一般式（ＩＩＩ）で表される化合物及び一般式（ＩＶ）で表される化合物を含有する液晶組成物である。より詳細には、比較例２は、比較例１の液晶組成物中の一般式（ＩＩＩ）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を、一般式（Ｉ）で表わされる化合物に置き換えたものである。比較例２の液晶組成物と比較例１の液晶組成物を比較すると、両者は同等のΔｎ及びηを有していたが、Δεの絶対値は、比較例２の液晶組成物のほうが比較例１よりも大きかった。
【００７７】
実施例１の液晶組成物は、比較例２の液晶組成物中の一般式（ＩＩＩ）で表される化合物の一部を、一般式（ＩＩ）で表される化合物に置き換えたものである。実施例１の液晶組成物は、Δεは比較例２の液晶組成物と同等であったが、Δｎは比較例２の液晶組成物よりも大きかった。また、Ｔｎｉ及びηは、実施例１の液晶組成物と比較例２の液晶組成物でほぼ同等であった。つまり、一般式（Ｉ）で表される化合物を含有する液晶組成物に、一般式（ＩＩ）で表される化合物をさらに含有させることにより、Δεの絶対値をはじめとするその他の物性値のバランスを大きく損なうことなく、液晶組成物のΔｎを大きくすることができた。
【００７８】
実施例２の液晶化合物は、Δεを比較例１の液晶化合物と同程度に維持しつつ、比較例１の液晶化合物中の一般式（ＩＩＩ）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を、一般式（Ｉ）で表わされる化合物に置き換え、さらに一般式（ＩＩ）で表される化合物を含有させたものである。実施例２の液晶組成物は、Δε、Ｔｎｉ及びηは比較例１の液晶組成物とほぼ同等であったが、Δｎは比較例２の液晶組成物よりも大きかった。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
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一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、Ｘ２１〜Ｘ２６は互いに独立して、水素原子、フッ素原子、塩素原子、メチル基、エチル基、メトキシ基、トリフルオロメチル基又はトリフルオロメトキシ基を表す。）から選ばれる少なくとも一種類の化合物を含有することを特徴とする、誘電率異方性が負である液晶組成物。
【請求項２】
第三成分として、一般式（ＩＩＩ）で表される化合物
【化４】
(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、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、Ａ３１、Ａ３２及びＡ３３は互いに独立して
【化５】
のいずれかを表し、Ｚ３１及びＺ３２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、ａ３１は０、１又は２を表し、Ａ３２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、Ｚ３２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。但し、前記一般式（ＩＩ）で表される化合物は除く。）から選ばれる少なくとも一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】
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】
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１〜３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１〜４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】
前記第一成分及び前記第二成分の総量が１０質量％から８０質量％である請求項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】
第四成分として、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、Ｚ４１及びＺ４２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、Ａ４１及びＡ４２は互いに独立して、
【化７】
のいずれかを表し、ａ４１は１、２又は３を表し、ａ４２は０又は１を表す。Ａ４１が複数存在する場合には、それらは同一であっても、異なっていてもよく、Ｚ４１が複数存在する場合には、それらは同一であっても、異なっていてもよい。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。Ａ４２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一種類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】
ネマティック−アイソトロピック転移温度が７０℃〜１２０℃、誘電率異方性が−１．５〜−８．０、複屈折率が０．０８０〜０．２５０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】
光重合性モノマーを５００〜５０００ｐｐｍ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】
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を用いたことを特徴とする液晶表示素子。
【請求項１１】
プレチルト角が８０°ないし９０°である請求項１０に記載の液晶表示素子。
【請求項１２】
アクティブマトリクス駆動型である請求項１０又は１１に記載の液晶表示素子。
【請求項１３】
パッシブマトリクス駆動型である請求項１０又は１１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一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、Ｘ２１〜Ｘ２６は互いに独立して、水素原子、フッ素原子、塩素原子、メチル基、エチル基、メトキシ基、トリフルオロメチル基又はトリフルオロメトキシ基を表す。）から選ばれる少なくとも一種類の化合物を含有することを特徴とする、誘電率異方性が負である液晶組成物。
【請求項２】
第三成分として、一般式（ＩＩＩ）で表される化合物
【化４】
(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、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、Ａ３１、Ａ３２及びＡ３３は互いに独立して
【化５】
のいずれかを表し、Ｚ３１及びＺ３２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、ａ３１は０、１又は２を表し、Ａ３２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、Ｚ３２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。但し、前記一般式（ＩＩ）で表される化合物は除く。）から選ばれる少なくとも一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】
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】
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１〜３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１〜４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】
前記第一成分及び前記第二成分の総量が１０質量％から８０質量％である請求項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】
第四成分として、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、Ｚ４１及びＺ４２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、Ａ４１及びＡ４２は互いに独立して、
【化７】
のいずれかを表し、ａ４１は１、２又は３を表し、ａ４２は０又は１を表す。Ａ４１が複数存在する場合には、それらは同一であっても、異なっていてもよく、Ｚ４１が複数存在する場合には、それらは同一であっても、異なっていてもよい。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。Ａ４２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一種類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】
ネマティック−アイソトロピック転移温度が７０℃〜１２０℃、誘電率異方性が−１．５〜−８．０、複屈折率が０．０８０〜０．２５０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】
光重合性モノマーを５００〜５０００ｐｐｍ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】
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を用いたことを特徴とする液晶表示素子。
【請求項１１】
プレチルト角が８０°ないし９０°である請求項１０に記載の液晶表示素子。
【請求項１２】
アクティブマトリクス駆動型である請求項１０又は１１に記載の液晶表示素子。
【請求項１３】
パッシブマトリクス駆動型である請求項１０又は１１に記載の液晶表示素子。
【公開番号】特開２０１３−６９７８（Ｐ２０１３−６９７８Ａ）
【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２０１１−１４１１１６（Ｐ２０１１−１４１１１６）
【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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