特許 6452017 液晶組成物及び液晶表示素子

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6452017

(24)【登録日】2018年12月21日

(45)【発行日】2019年1月16日

(54)【発明の名称】液晶組成物及び液晶表示素子

(51)【国際特許分類】

   C09K 19/42 20060101AFI20190107BHJP

   C09K 19/20 20060101ALI20190107BHJP

   C09K 19/30 20060101ALI20190107BHJP

   C09K 19/32 20060101ALI20190107BHJP

   C09K 19/34 20060101ALI20190107BHJP

   C09K 19/12 20060101ALI20190107BHJP

   C09K 19/14 20060101ALI20190107BHJP

   C09K 19/16 20060101ALI20190107BHJP

   C09K 19/18 20060101ALI20190107BHJP

   C09K 19/22 20060101ALI20190107BHJP

   C09K 19/54 20060101ALI20190107BHJP

   C09K 19/60 20060101ALI20190107BHJP

   G02F 1/13 20060101ALI20190107BHJP

【ＦＩ】

   C09K19/42

   C09K19/20

   C09K19/30

   C09K19/32

   C09K19/34

   C09K19/12

   C09K19/14

   C09K19/16

   C09K19/18

   C09K19/22

   C09K19/54 Z

   C09K19/54 C

   C09K19/54 B

   C09K19/60 Z

   G02F1/13 500

【請求項の数】10

【全頁数】39

(21)【出願番号】特願2018-543734(P2018-543734)

(86)(22)【出願日】2018年4月5日

(86)【国際出願番号】JP2018014541

【審査請求日】2018年8月17日

(31)【優先権主張番号】特願2017-82012(P2017-82012)

(32)【優先日】2017年4月18日

(33)【優先権主張国】JP

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000002886

【氏名又は名称】ＤＩＣ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100177471

【弁理士】

【氏名又は名称】小川 眞治

(74)【代理人】

【識別番号】100163290

【弁理士】

【氏名又は名称】岩本 明洋

(74)【代理人】

【識別番号】100149445

【弁理士】

【氏名又は名称】大野 孝幸

(74)【代理人】

【識別番号】100159293

【弁理士】

【氏名又は名称】根岸 真

(72)【発明者】

【氏名】大石 晴己

【審査官】 安孫子 由美

(56)【参考文献】

【文献】 中国特許出願公開第１０３２５４９０７（ＣＮ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−００１５０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１１４２７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 中国特許出願公開第１０３６６６４８５（ＣＮ，Ａ）

【文献】 特開２００９−０３５６３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１３／１７９９６６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１２／０５３４２１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１２／０２０６４３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１５−１８０６１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−３３５５８６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ０９Ｋ１９

ＣＡｐｌｕｓ（ＳＴＮ）

ＲＥＧＩＳＴＲＹ（ＳＴＮ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

一般式（Ｎ−ｉ）で表される化合物を１種類又は２種類以上と、一般式（ｉｉ）で表される化合物を１種類又は２種類以上と、一般式（Ｎ−ｉｉｉ）で表される化合物を１種類又は２種類以上と、一般式（Ｌ）で表される化合物を１種類又は２種類以上と、を含有し、 前記一般式（Ｌ）で表される化合物として、少なくとも前記一般式（Ｌ）の式中のｍ^Ｌ１が１である化合物を１種類又は２種類以上含有する、液晶組成物。

【化1】

（式中、Ｒ^ｉ１及びＲ^ｉ２はそれぞれ独立して炭素原子数１〜８のアルキル基を表し、該アルキル基中の１個又は非隣接の２個以上の−ＣＨ_２−はそれぞれ独立して−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−又はＯＣＯ−によって置換されていてもよく、
Ａ^ｉ１及びＡ^ｉ２はそれぞれ独立して、
（ａ） トランス−１,４−シクロへキシレン基（この基中に存在する１個の−ＣＨ_２−又は隣接していない２個以上の−ＣＨ_２−は−Ｏ−及び／又は−Ｓ−に置き換えられてもよい）
（ｂ） １，４−フェニレン基（この基中に存在する１個の−ＣＨ_２−又は隣接していない２個以上の−ＣＨ_２−基は−Ｎ−に置き換えられてもよい）及び
（ｃ） １，４−シクロヘキセニレン、１，４−ビシクロ（２．２．２）オクチレン、ピペリジン−１，４−ジイル、ナフタレン−２，６−ジイル、デカヒドロナフタレン−２，６−ジイル及び１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル
からなる群より選ばれる基を表すが、前記の基（ａ）、基（ｂ）及び基（ｃ）上の水素原子は互いに独立して炭素原子数１〜３のアルキル基、炭素原子数２〜３のアルケニル基、炭素原子数１〜３のアルコキシル、炭素原子数１〜３のアルケニルオキシ基、ＣＮ又はハロゲンで置換されていてもよく、
Ｚ^ｉ１は単結合、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−（ＣＨ_２）_４−、−ＯＣＨ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＯＣＦ_２−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＣＨ＝Ｎ−Ｎ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−又は−ＣＦ＝ＣＦ−
ｍ^ｉ１は０、１又は２を表すが、ｍ^ｉ１が２であってＡ^ｉ１及びＺ^ｉ１が複数存在する場合は、それらはそれぞれ独立して同一であっても異なっていてもよい。）

【化2】

（式中、Ｒ^ｉｉ１及びＲ^ｉｉ２はそれぞれ独立して炭素原子数１〜８のアルキル基を表し、該アルキル基中の１個又は非隣接の２個以上の−ＣＨ_２−はそれぞれ独立して−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−又はＯＣＯ−によって置換されていてもよい。）

【化3】

（式中、Ｒ^ｉｉｉ１は炭素原子数１〜８のアルキル基を表し、該アルキル基中の１個又は非隣接の２個以上の−ＣＨ_２−はそれぞれ独立して−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−又はＯＣＯ−によって置換されていてもよく、
Ｒ^ｉｉｉ２は炭素原子数１〜８のアルコキシ基を表し、
Ａ^ｉｉｉ１はトランス−１,４−シクロへキシレン基を表し、
Ａ^ｉｉｉ２は、
（ａ） トランス−１,４−シクロへキシレン基（この基中に存在する１個の−ＣＨ_２−又は隣接していない２個以上の−ＣＨ_２−は−Ｏ−及び／又は−Ｓ−に置き換えられてもよい）
（ｂ） １，４−フェニレン基（この基中に存在する１個の−ＣＨ_２−又は隣接していない２個以上の−ＣＨ_２−基は−Ｎ−に置き換えられてもよい）
（ｃ） １，４−シクロヘキセニレン、１，４−ビシクロ（２．２．２）オクチレン、ピペリジン−１，４−ジイル、ナフタレン−２，６−ジイル、デカヒドロナフタレン−２，６−ジイル及び１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル
からなる群より選ばれる基を表すが、前記の基（ａ）、基（ｂ）及び基（ｃ）上の水素原子は互いに独立して炭素原子数１〜３のアルキル基、炭素原子数２〜３のアルケニル基、炭素原子数１〜３のアルコキシル、炭素原子数１〜３のアルケニルオキシ基、ＣＮ又はフッ素原子で置換されていてもよく、
Ｚ^ｉｉｉ１は−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＯＣＨ_２−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−（ＣＨ_２）_４−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＨ_２ＣＨ_２−ＣＨ＝ＣＨ−又は単結合を表し、
ｍ^ｉｉｉ１は０、１又は２を表すが、ｍ^ｉｉｉ１が２であってＡ^ｉｉｉ２及びＺ^ｉｉｉ１が複数存在する場合は、Ａ^ｉｉｉ２及びＺ^ｉｉｉ１はそれぞれ独立して同一であっても異なっていてもよい。）

【化4】

（式中、Ｒ^Ｌ１及びＲ^Ｌ２はそれぞれ独立して炭素原子数１〜８のアルキル基を表し、該アルキル基中の１個又は非隣接の２個以上の−ＣＨ_２−はそれぞれ独立して−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−によって置換されていてもよく、
ｍ^Ｌ１は０、１、２又は３を表し、
Ａ^Ｌ１、Ａ^Ｌ２及びＡ^Ｌ３はそれぞれ独立して
（ａ） １，４−シクロヘキシレン基（この基中に存在する１個の−ＣＨ_２−又は隣接していない２個以上の−ＣＨ_２−は−Ｏ−に置き換えられてもよい。）及び
（ｂ） １，４−フェニレン基（この基中に存在する１個の−ＣＨ＝又は隣接していない２個以上の−ＣＨ＝は−Ｎ＝に置き換えられてもよい。）
（ｃ） １，４−シクロヘキセニレン、１，４−ビシクロ（２．２．２）オクチレン、ピペリジン−１，４−ジイル、ナフタレン−２，６−ジイル、デカヒドロナフタレン−２，６−ジイル及び１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル
からなる群より選ばれる基を表し、前記の基（ａ）、基（ｂ）及び基（ｃ）はそれぞれ独立して炭素原子数１〜３のアルキル基、炭素原子数２〜３のアルケニル基、炭素原子数１〜３のアルコキシル、炭素原子数１〜３のアルケニルオキシ基、シアノ基又はフッ素原子で置換されていてもよいが、Ａ^Ｌ１、Ａ^Ｌ２及びＡ^Ｌ３は２，３−ジフルオロ−１，４−フェニレン基、１，７，８−トリフルオロナフタレン−２，６−ジイル基又は３，４，５−トリフルオロナフタレン−２，６−ジイル基を表すことはなく、
Ｚ^Ｌ１及びＺ^Ｌ２はそれぞれ独立して単結合、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−（ＣＨ_２）_４−、−ＯＣＨ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＯＣＦ_２−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＣＨ＝Ｎ−Ｎ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ≡ＣＨ−又は−ＣＦ＝ＣＦを表し、
ｍ^Ｌ１が２又は３であってＡ^Ｌ２及びＺ^Ｌ２が複数存在する場合は、Ａ^Ｌ２及びＺ^Ｌ２はそれぞれ独立して同一であっても異なっていてもよいが、但し一般式（ｉｉ）で表される化合物を除く。）

【請求項2】

更に、一般式（Ｎ）で表される化合物を１種類又は２種類以上含有する請求項１に記載の液晶組成物。

【化5】

（式中、Ｒ^Ｎ１及びＲ^Ｎ２はそれぞれ独立して炭素原子数１〜８のアルキル基を表し、該アルキル基中の１個又は非隣接の２個以上の−ＣＨ_２−はそれぞれ独立して−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−によって置換されていてもよく、
ｍ^Ｎ１は０、１、２又は３を表し、
Ａ^Ｎ１、Ａ^Ｎ２及びＡ^Ｎ３はそれぞれ独立して
（ａ） １，４−シクロヘキシレン基（この基中に存在する１個の−ＣＨ_２−又は隣接していない２個以上の−ＣＨ_２−は−Ｏ−に置き換えられてもよい。）及び
（ｂ） １，４−フェニレン基（この基中に存在する１個の−ＣＨ＝又は隣接していない２個以上の−ＣＨ＝は−Ｎ＝に置き換えられてもよい。）
（ｃ） １，４−シクロヘキセニレン、１，４−ビシクロ（２．２．２）オクチレン、ピペリジン−１，４−ジイル、ナフタレン−２，６−ジイル、デカヒドロナフタレン−２，６−ジイル及び１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル
からなる群より選ばれる基を表し、前記の基（ａ）、基（ｂ）及び基（ｃ）はそれぞれ独立して炭素原子数１〜３のアルキル基、炭素原子数２〜３のアルケニル基、炭素原子数１〜３のアルコキシル、炭素原子数１〜３のアルケニルオキシ基、シアノ基又はフッ素原子で置換されていてもよいが、Ａ^Ｎ１、Ａ^Ｎ２及びＡ^Ｎ３のうち少なくとも１つは２，３−ジフルオロ−１，４−フェニレン基、１，７，８−トリフルオロナフタレン−２，６−ジイル基又は３，４，５−トリフルオロナフタレン−２，６−ジイル基を表し、
Ｚ^Ｎ１及びＺ^Ｎ２はそれぞれ独立して単結合、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−（ＣＨ_２）_４−、−ＯＣＨ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＯＣＦ_２−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＣＨ＝Ｎ−Ｎ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＨ−又は−ＣＦ＝ＣＦ−を表し、
ｍ^Ｎ１が２又は３であってＡ^Ｎ２及びＺ^Ｎ２が複数存在する場合は、Ａ^Ｎ２及びＺ^Ｎ２はそれぞれ独立して同一であっても異なっていてもよいが、但し一般式（Ｎ−ｉ）および一般式（Ｎ−ｉｉｉ）で表される化合物を除く。）

【請求項3】

更にモノマーを含有する請求項１または２のいずれか１項に記載の液晶組成物。

【請求項4】

更に安定剤を０．０５〜０．５重量％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。

【請求項5】

更に二色性色素を１種または２種以上含有する請求項１〜４のいずれか１項に記載の液晶組成物。

【請求項6】

更にカイラル剤を添加し、捩れピッチが１０μｍ〜１２０μｍに調節された請求項１〜５のいずれか１項に記載の液晶組成物。

【請求項7】

ネマチック−アイソトロピック転移温度が８０℃〜１２０℃、誘電率異方性が−２．０〜−６．０及び複屈折率が０．０７０〜０．１３０である請求項１〜６のいずれか１項に記載の液晶組成物。

【請求項8】

請求項１〜７のいずれか１項に記載の液晶組成物を用いた液晶表示素子。

【請求項9】

プレチルト角が８０°ないし９０°である請求項８に記載の液晶表示素子。

【請求項10】

請求項１〜７のいずれか１項に記載の液晶組成物を用いた調光素子。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は電気光学的液晶表示材料、調光素子用材料として有用な誘液晶組成物、及びこれを使用した液晶表示素子または調光素子に関する。

【背景技術】

【0002】

液晶材料は、ＴＶやスマートフォンに代表される文字や画像、映像を表示させる各種表示素子に利用されるだけではなく、光の透過を調節する調光素子としての利用も実用化されつつある。

【0003】

液晶材料を調光素子として利用するに際しては、広い温度範囲でネマティック液晶相を呈し、且つ耐光性や耐熱性が屋外環境での使用に耐えうる信頼性を有していなければならない。

【0004】

調光素子用の液晶組成物としては、誘電率異方性が負の高信頼性ＴＶ用の液晶組成物を利用できる（特許文献１、２参照）。しかしながら、調光素子用液晶組成物として実用するために、高いネマティック−アイソトロピック転移温度（T_NI）と低温での溶解安定性に優れ、更に、高耐光性、高耐熱性に有効な低い複屈折率異方性（Δn）を同時に満たす液晶組成物は不足しており、更なる液晶組成物の開発が求められている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００６−２４１２１４号公報

【特許文献2】特開２００６−２２５４５０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本願発明が解決しようとする課題は、高いネマティック−アイソトロピック転移温度（T_NI）と低温での溶解安定性に優れ、更に、高耐光性、高耐熱性に有効な低い複屈折率異方性（Δn）を同時に満たす液晶組成物を提供すること、及び、これを用いた液晶表示素子または調光素子を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明者らが鋭意検討した結果、一般式（Ｎ−ｉ）で表される化合物を１種類又は２種類以上と、一般式（ｉｉ）で表される化合物を１種類又は２種類以上と、一般式（Ｎ−ｉｉｉ）で表される化合物及び一般式（Ｎ−ｉｖ）で表される化合物からなる群から選ばれる化合物を１種類又は２種類以上含有する液晶組成物とすることにより、上記課題を解決できることを見出し、本願発明を完成するに至った。。

【0008】

【化1】

【0009】

（式中、Ｒ^ｉ１及びＲ^ｉ２はそれぞれ独立して炭素原子数１〜８のアルキル基を表し、該アルキル基中の１個又は非隣接の２個以上の−ＣＨ_２−はそれぞれ独立して−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−又はＯＣＯ−によって置換されていてもよく、
Ａ^ｉ１及びＡ^ｉ２はそれぞれ独立して、
（ａ） トランス−１,４−シクロへキシレン基（この基中に存在する１個の−ＣＨ_２−又は隣接していない２個以上の−ＣＨ_２−は−Ｏ−及び／又は−Ｓ−に置き換えられてもよい）
（ｂ） １，４−フェニレン基（この基中に存在する１個の−ＣＨ_２−又は隣接していない２個以上の−ＣＨ_２−基は−Ｎ−に置き換えられてもよい）及び
（ｃ） １，４−シクロヘキセニレン、１，４−ビシクロ（２．２．２）オクチレン、ピペリジン−１，４−ジイル、ナフタレン−２，６−ジイル、デカヒドロナフタレン−２，６−ジイル及び１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル
からなる群より選ばれる基を表すが、上記の基（ａ）、基（ｂ）及び基（ｃ）上の水素原子は互いに独立して炭素原子数１〜３のアルキル基、炭素原子数２〜３のアルケニル基、炭素原子数１〜３のアルコキシル、炭素原子数１〜３のアルケニルオキシ基、ＣＮ又はハロゲンで置換されていてもよく、
Ｚ^ｉ１は単結合、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−（ＣＨ_２）_４−、−ＯＣＨ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＯＣＦ_２−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＣＨ＝Ｎ−Ｎ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−又は−ＣＦ＝ＣＦ−
ｍ^ｉ１は０、１又は２を表すが、ｍ^ｉ１が２であってＡ^ｉ１及びＺ^ｉ１が複数存在する場合は、それらはそれぞれ独立して同一であっても異なっていてもよい。）

【0010】

【化2】

【0011】

（式中、Ｒ^ｉｉ１及びＲ^ｉｉ２はそれぞれ独立して炭素原子数１〜８のアルキル基を表し、該アルキル基中の１個又は非隣接の２個以上の−ＣＨ_２−はそれぞれ独立して−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−又はＯＣＯ−によって置換されていてもよい。）

【0012】

【化3】

【0013】

（ａ） トランス−１,４−シクロへキシレン基（この基中に存在する１個の−ＣＨ_２−又は隣接していない２個以上の−ＣＨ_２−は−Ｏ−及び／又は−Ｓ−に置き換えられてもよい）
（ｂ） １，４−フェニレン基（この基中に存在する１個の−ＣＨ_２−又は隣接していない２個以上の−ＣＨ_２−基は−Ｎ−に置き換えられてもよい）
（ｃ） １，４−シクロヘキセニレン、１，４−ビシクロ（２．２．２）オクチレン、ピペリジン−１，４−ジイル、ナフタレン−２，６−ジイル、デカヒドロナフタレン−２，６−ジイル及び１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル
からなる群より選ばれる基を表すが、上記の基（ａ）、基（ｂ）及び基（ｃ）上の水素原子は互いに独立して炭素原子数１〜３のアルキル基、炭素原子数２〜３のアルケニル基、炭素原子数１〜３のアルコキシル、炭素原子数１〜３のアルケニルオキシ基、ＣＮ又はフッ素原子で置換されていてもよく、
Ｚ^ｉｉｉ１及びＺ^ｉｖ１はそれぞれ独立して、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＯＣＨ_２−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−（ＣＨ_２）_４−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＨ_２ＣＨ_２−ＣＨ＝ＣＨ−又は単結合を表し、
ｍ^ｉｉｉ１及びｍ^ｉｖ１はそれぞれ独立して０、１又は２を表すが、ｍ^ｉｉｉ１が２であってＡ^ｉｉｉ２及びＺ^ｉｉｉ１が複数存在する場合は、Ａ^ｉｉｉ２及びＺ^ｉｉｉ１はそれぞれ独立して同一であっても異なっていてもよく、また、ｍ^ｉｖ１が２であってＡ^ｉｖ２及びＺ^ｉｖ１が複数存在する場合は、Ａ^ｉｖ２及びＺ^ｉｖ１はそれぞれ独立して同一であっても異なっていてもよい。）
つまり、本願発明は、一般式（Ｎ−ｉ）で表される化合物を１種類又は２種類以上と、一般式（ｉｉ）で表される化合物を１種類又は２種類以上と、一般式（Ｎ−ｉｉｉ）で表される化合物及び一般式（Ｎ−ｉｖ）で表される化合物からなる群から選ばれる化合物を１種類又は２種類以上含有する液晶組成物を提供し、また、これを用いた液晶表示素子または調光素子を提供する。

【発明の効果】

【0014】

本願発明により、高いネマチック−アイソトロピック転移温度（T_NI）と低温での溶解安定性に優れ、更に、高耐光性、高耐熱性に有効な低い複屈折率異方性（Δn）と大きい誘電率異方性の絶対値（｜Δε｜）を同時に満たす液晶組成物を提供でき、更に、この液晶組成物を用いることで、高い信頼性と実用性を備えた液晶表示素子または調光素子を提供することができる。

【発明を実施するための形態】

【0015】

本発明の液晶組成物は、一般式（Ｎ−ｉ）で表される化合物を１種類又は２種類以上と、一般式（ｉｉ）で表される化合物を１種類又は２種類以上と、一般式（Ｎ−ｉｉｉ）で表される化合物及び一般式（Ｎ−ｉｖ）で表される化合物からなる群から選ばれる化合物を１種類又は２種類以上とを組み合わせて液晶組成物に含有させることにより、低い複屈折率異方性（Δn）及び高い誘電率異方性（｜Δε｜）を満たしつつ、高いネマチック−アイソトロピック転移温度（T_NI）と低温での溶解安定性に優れた液晶組成物を提供することができる。

【0016】

以下、まず成分ごとに説明する。
＜一般式（Ｎ−ｉ）で表される化合物＞
本発明の液晶組成物は、一般式（Ｎ−ｉ）で表される化合物を１種類又は２種類以上含有する。

【0017】

【化4】

【0018】

一般式（Ｎ−ｉ）中、Ｒ^ｉ１及びＲ^ｉ２はそれぞれ独立して、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が好ましく、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、炭素原子数１〜５のアルキル基又は炭素原子数２〜５のアルケニル基が更に好ましく、炭素原子数２〜５のアルキル基又は炭素原子数２〜３のアルケニル基が更に好ましく、炭素原子数３のアルケニル基（プロペニル基）が特に好ましい。

【0019】

また、Ｒ^ｉ１は、Ｒ^ｉ１が結合する環構造がフェニル基（芳香族）である場合には、直鎖状の炭素原子数１〜５のアルキル基、直鎖状の炭素原子数１〜４のアルコキシ基及び炭素原子数４〜５のアルケニル基が好ましく、それが結合する環構造がシクロヘキサン、ピラン及びジオキサンなどの飽和した環構造の場合には、直鎖状の炭素原子数１〜５のアルキル基、直鎖状の炭素原子数１〜４のアルコキシ基及び直鎖状の炭素原子数２〜５のアルケニル基が好ましい。ネマチック相を安定化させるためには炭素原子及び存在する場合酸素原子の合計が５以下であることが好ましく、直鎖状であることが好ましい。Ｒ^ｉ２は直鎖状の炭素原子数１〜５のアルキル基、直鎖状の炭素原子数１〜４のアルコキシ基及び炭素原子数４〜５のアルケニル基が好ましく、直鎖状の炭素原子数１〜４のアルコキシ基が好ましい。

【0020】

アルケニル基としては、式（Ｒ１）から式（Ｒ５）のいずれかで表される基から選ばれることが好ましい。（各式中の黒点は環構造中の炭素原子を表す。）

【0021】

【化5】

【0022】

Ａ^ｉ１及びＡ^ｉ２は互いに独立してトランス−１,４−シクロへキシレン基または１，４−フェニレン基が好ましく、粘度を低くしたい場合にはトランス−１,４−シクロへキシレン基がより好ましく、複屈折率異方性を大きくしたい場合には１，４−フェニレン基より好ましい。またそれぞれの基は非置換が好ましい。

【0023】

Ｚ^ｉ１は−ＣＨ_２Ｏ−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＦ_２ＣＦ_２−又は単結合を表すことが好ましく、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＣＨ_２ＣＨ_２−又は単結合が更に好ましく、単結合が特に好ましい。

【0024】

ｍ^ｉ１は０、１又は２が好ましく、粘度を低くしたい場合にはｍ^ｉ１は０が好ましく、転移温度を高くしたい場合にはｍ^ｉ１は１が好ましい。

【0025】

一般式（Ｎ−１）として、一般式（Ｎ−ｉ−１）を含有することが好ましい。

【0026】

【化6】

【0027】

（式中、Ｒ^ｉ１、Ｒ^ｉ２、Ｚ^ｉ１及びｍ^ｉ１はそれぞれ独立して一般式（Ｎ−ｉ）中のＲ^ｉ１、Ｒ^ｉ２、Ｚ^ｉ１及びｍ^ｉ１と同じ意味を表す。）
本願発明の液晶組成物は、組成物の総量に対して一般式（Ｎ−ｉ）で表される化合物を１質量％以上５０質量％以下含有することが好ましく、含有量の下限は１質量％以上が好ましく、２質量％以上が好ましく、３質量％以上が好ましく、４質量％以上が好ましく、５質量％以上が好ましく、８質量％が好ましく、含有量の上限は３０質量％以下が好ましく、２５質量％以下が好ましく、２０質量％以下が好ましく、１８質量％以下が好ましく、１５質量％以下が好ましく、１３質量％以下が好ましく、１０質量％以下が好ましい。
＜一般式（ｉｉ）で表される化合物＞
本発明の液晶組成物は、一般式（ｉｉ）で表される化合物を１種類又は２種類以上含有する。

【0028】

【化7】

【0029】

一般式（ｉｉ）中、Ｒ^ｉｉ１は炭素原子数１〜８のアルキル基又は炭素原子数２から８のアルケニル基であることが好ましく、炭素原子数１から５のアルキル基又は炭素原子数２から５のアルケニル基であることが好ましい。Ｒ^ｉｉ２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から８のアルケニル基又は炭素原子数２から８のアルケニルオキシ基が好ましく、炭素原子数１から５のアルキル基、炭素原子数１から５のアルコキシ基、炭素原子数２から５のアルケニル基又は炭素原子数２から５のアルケニルオキシ基が好ましく、炭素原子数１から５のアルキル基又は炭素原子数２から５のアルケニル基であることが更に好ましい。特に高い耐光性、耐UV性又は耐熱性を得るためには、Ｒ^ｉｉ１及びＲ^ｉｉ２の少なくとも一方は炭素原子数１から５のアルキル基または炭素原子数１から５のアルコキシ基が好ましく、炭素原子数１から５のアルキル基が更に好ましく、Ｒ^ｉｉ１及びＲ^ｉｉ２の両方が炭素原子数１から５のアルキル基が好ましい。

【0030】

一般式（ｉｉ）で表される化合物の中で、一般式（ｉｉ−１１）及び一般式（ＩＩ−１２）で表される化合物が好ましい。

【0031】

【化8】

【0032】

式中、Ｒ^ｉｉ２は一般式（ｉｉ）中のＲ^ｉｉ２と同じ意味を表すが、炭素原子数１から５のアルキル基又は炭素原子数２から５のアルケニル基であることが好ましく、炭素原子数２から５のアルキル基又は炭素原子数２から３のアルケニル基であることが好ましい。

【0033】

一般式（ｉｉ−１１）及び又は一般式（ｉｉ−１２）で表される化合物は、例えば、一般式（ｉｉ−１０１）から（ｉｉ−１１０）であることが好ましい。

【0034】

【化9】

【0035】

また、一般式（ｉｉ）で表される化合物は、一般式（ｉｉ−１１１）〜一般式（ｉｉ−１１３）であることが好ましい。

【0036】

【化10】

【0037】

本願発明の液晶組成物は、組成物の総量に対して一般式（ｉｉ）で表される化合物を１質量％以上８０質量％以下含有することが好ましく、含有量の下限は１質量％以上が好ましく、２質量％以上が好ましく、３質量％以上が好ましく、４質量％以上が好ましく、５質量％以上が好ましく、１０質量％以上が好ましく、１５質量％以上が好ましく、２０質量％以上が好ましく、２５質量％以上が好ましく、含有量の上限は８０質量％以下が好ましく、７５質量％以下が好ましく、７０質量％以下が好ましく、６５質量％以下が好ましく、６０質量％以下が好ましく、５５質量％以下が好ましく、５０質量％以下が好ましく、４５質量％以下が好ましく、４０質量％以下が好ましく、３５質量％以下が好ましく、３０質量％以下が好ましい。
＜一般式（Ｎ−ｉｉｉ）又は一般式（Ｎ−ｉｖ）で表される化合物＞
本発明の液晶組成物は、一般式（Ｎ−ｉｉｉ）又は一般式（Ｎ−ｉｖ）で表される化合物を１種類又は２種類以上含有する。

【0038】

【化11】

【0039】

一般式（Ｎ−ｉｉｉ）又は一般式（Ｎ−ｉｖ）中、Ｒ^ｉｉｉ１、Ｒ^ｉｉｉ２及びＲ^ｉｖ１及びＲ^ｉｖ２はそれぞれ独立して、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が好ましく、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。

【0040】

また、それが結合する環構造がフェニル基（芳香族）である場合には、直鎖状の炭素原子数１〜５のアルキル基、直鎖状の炭素原子数１〜４のアルコキシ基及び炭素原子数４〜５のアルケニル基が好ましく、それが結合する環構造がシクロヘキサン、ピラン及びジオキサンなどの飽和した環構造の場合には、直鎖状の炭素原子数１〜５のアルキル基、直鎖状の炭素原子数１〜４のアルコキシ基及び直鎖状の炭素原子数２〜５のアルケニル基が好ましい。ネマチック相を安定化させるためには炭素原子及び存在する場合酸素原子の合計が５以下であることが好ましく、直鎖状であることが好ましい。

【0041】

アルケニル基としては、式（Ｒ１）から式（Ｒ５）のいずれかで表される基から選ばれることが好ましい。（各式中の黒点は環構造中の炭素原子を表す。）

【0042】

【化12】

【0043】

Ａ^ｉｉｉ１、Ａ^ｉｉｉ２、Ａ^ｉｖ１及びＡ^ｉｖ２はそれぞれ独立してトランス−１,４−シクロへキシレン基、１，４−フェニレン基又は１，４−シクロヘキセニレンを表すが、１,４−フェニレン基上に存在する１個又は２個以上の水素原子は互いに独立してハロゲンで置換されていてもよいが、本発明においては互いに独立してトランス−１,４−シクロへキシレン基、１，４−フェニレン基が好ましく、粘度を低くしたい場合にはトランス−１,４−シクロへキシレン基が好ましく、複屈折率を大きくしたい場合には１，４−フェニレン基が好ましい。

【0044】

Ｚ^ｉｉｉ１及びＺ^ｉｖ１はそれぞれ独立して単結合、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−（ＣＨ_２）_４−、−ＯＣＨ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＯＣＦ_２−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＣＨ＝Ｎ−Ｎ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＨ−又は−ＣＦ＝ＣＦ−を表すが、本発明においてはそれぞれ独立して−ＣＨ_２Ｏ−、−ＯＣＨ_２−または単結合が好ましい。

【0045】

ｍ^ｉｉｉ１及びｍ^ｉｖ１はそれぞれ独立して０、１又は２を表すが、ｍ^ｉｉｉ１が２であってＡ^ｉｉｉ２及びＺ^ｉｉｉ１が複数存在する場合は、Ａ^ｉｉｉ２及びＺ^ｉｉｉ１はそれぞれ独立して同一であっても異なっていてもよく、また、ｍ^ｉｖ１が２であってＡ^ｉｖ２及びＺ^ｉｖ１が複数存在する場合は、Ａ^ｉｖ２及びＺ^ｉｖ１はそれぞれ独立して同一であっても異なっていてもよい。液晶組成物の粘度を低くしたい場合にはｍ^ｉｉｉ１及びｍ^ｉｖ１は０が好ましく、転移温度を高くしたい場合にはｍ^ｉｉｉ１及びｍ^ｉｖ１はは１又は２が好ましい。

【0046】

前記一般式（Ｎ−ｉｉｉ）として、一般式（Ｎ−１ｄ）を含有することが好ましい。

【0047】

【化13】

【0048】

（式中、Ｒ^ｉｉｉ１及びＲ^ｉｉｉ２は一般式（Ｎ―ｉｉｉ）におけるＲ^ｉｉｉ１及びＲ^ｉｉｉ２とそれぞれ同じ意味を表し、ｎ^ｉｉｉ１は１又は２を表す。）
本発明の液晶組成物は、組成物の総量に対して一般式（Ｎ−ｉｉｉ）及び一般式（Ｎ−ｉｖ）で表される化合物を１質量％以上８０質量％以下含有することが好ましく、含有量の下限は１質量％以上が好ましく、２質量％以上が好ましく、３質量％以上が好ましく、４質量％以上が好ましく、５質量％以上が好ましく、１０質量％以上が好ましく、１５質量％以上が好ましく、２０質量％以上が好ましく、２５質量％以上が好ましく、３０質量％以上が好ましく、含有量の上限は８０質量％以下が好ましく、７５質量％以下が好ましく、７０質量％以下が好ましく、６５質量％以下が好ましく、６０質量％以下が好ましく、５５質量％以下が好ましく、５０質量％以下が好ましい。
＜一般式（Ｌ）で表される化合物＞
本発明の液晶組成物は、更に、一般式（Ｌ）で表される化合物を１種類又は２種類以上含有することが好ましい。

【0049】

【化14】

【0050】

（式中、Ｒ^Ｌ１及びＲ^Ｌ２はそれぞれ独立して炭素原子数１〜８のアルキル基を表し、該アルキル基中の１個又は非隣接の２個以上の−ＣＨ_２−はそれぞれ独立して−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−によって置換されていてもよく、
ｍ^Ｌ１は０、１、２又は３を表し、
Ａ^Ｌ１、Ａ^Ｌ２及びＡ^Ｌ３はそれぞれ独立して
（ａ） １，４−シクロヘキシレン基（この基中に存在する１個の−ＣＨ_２−又は隣接していない２個以上の−ＣＨ_２−は−Ｏ−に置き換えられてもよい。）及び
（ｂ） １，４−フェニレン基（この基中に存在する１個の−ＣＨ＝又は隣接していない２個以上の−ＣＨ＝は−Ｎ＝に置き換えられてもよい。）
（ｃ） １，４−シクロヘキセニレン、１，４−ビシクロ（２．２．２）オクチレン、ピペリジン−１，４−ジイル、ナフタレン−２，６−ジイル、デカヒドロナフタレン−２，６−ジイル及び１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル
からなる群より選ばれる基を表し、上記の基（ａ）、基（ｂ）及び基（ｃ）はそれぞれ独立して炭素原子数１〜３のアルキル基、炭素原子数２〜３のアルケニル基、炭素原子数１〜３のアルコキシル、炭素原子数１〜３のアルケニルオキシ基、シアノ基又はフッ素原子で置換されていてもよいが、Ａ^Ｌ１、Ａ^Ｌ２及びＡ^４Ｌ３は２，３−ジフルオロ−１，４−フェニレン基、１，７，８−トリフルオロナフタレン−２，６−ジイル基又は３，４，５−トリフルオロナフタレン−２，６−ジイル基を表すことはなく、
Ｚ^Ｌ１及びＺ^Ｌ２はｎそれぞれ独立して単結合、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−（ＣＨ_２）_４−、−ＯＣＨ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＯＣＦ_２−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＣＨ＝Ｎ−Ｎ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−又は−ＣＦ＝ＣＦを表し、
ｍ^Ｌ１が２又は３であってＡ^Ｌ２及びＺ^Ｌ２が複数存在する場合は、Ａ^Ｌ２及びＺ^Ｌ２はそれぞれ独立して同一であっても異なっていてもよいが、但し一般式（ｉｉ）で表される化合物を除く。）
一般式（Ｌ）で表される化合物は単独で用いてもよいが、組み合わせて使用することもできる。組み合わせることができる化合物の種類に特に制限は無いが、低温での溶解性、転移温度、複屈折率などの所望の性能に応じて適宜組み合わせて使用する。使用する化合物の種類は、例えば本発明の一つの実施形態としては１種類である。あるいは本発明の別の実施形態では２種類であり、３種類であり、４種類であり、５種類以上である。

【0051】

本発明の組成物において、一般式（Ｌ）で表される化合物の含有量は、低温での溶解性、転移温度、複屈折率などの求められる性能に応じて適宜調整する必要がある。

【0052】

本発明の組成物の総量に対しての式（Ｌ）で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、１％以上であり、２％以上であり、５％以上であり、８％以上であり、１０％以上であり、１３％以上であり、１５％以上であり、１８％以上であり、２０％以上であり、２２％以上であり、２５％以上であり、３０％以上であり、４０％以上であり、５０％以上であり、５５％以上であり、６０％以上であり、６５％以上であり、７０％以上であり、７５％以上であり、８０％以上である。又、含有量が多いと析出等の問題を引き起こすため、好ましい含有量の上限値は８５％以下であり、７５％以下であり、６５％以下であり、５５％以下であり、４５％以下であり、３５％以下であり、３０％以下であり、２８％以下であり、２５％以下であり、２３％以下であり、２０％以下であり、１８％以下であり、１５％以下であり、１３％以下であり、１０％以下であり、８％以下であり、５％以下である。

【0053】

本発明の組成物の粘度を低く保ち、応答速度が速い組成物が必要な場合は上記の下限値が高く上限値が高いことが好ましい。さらに、本発明の組成物が比抵抗値やVHRが高い高信頼性の組成物であり、駆動電圧に制限の無い場合には上記の下限値が高く上限値が高いことが好ましい。また、駆動電圧を低く保つために誘電率異方性を大きくしたいときは、上記の下限値を低く上限値が低いことが好ましい。

【0054】

信頼性を重視する場合にはＲ^Ｌ１及びＲ^Ｌ２はともにアルキル基であることが好ましく、化合物の揮発性を低減させることを重視する場合にはアルコキシ基であることが好ましく、粘性の低下を重視する場合には少なくとも一方はアルケニル基であることが好ましい。

【0055】

分子内に存在するハロゲン原子は０、１、２又は３個が好ましく、０又は１が好ましく、他の液晶分子との相溶性を重視する場合には１が好ましい。

【0056】

Ｒ^Ｌ１及びＲ^Ｌ２は、それが結合する環構造がフェニル基（芳香族）である場合には、直鎖状の炭素原子数１〜５のアルキル基、直鎖状の炭素原子数１〜４のアルコキシ基及び炭素原子数４〜５のアルケニル基が好ましく、それが結合する環構造がシクロヘキサン、ピラン及びジオキサンなどの飽和した環構造の場合には、直鎖状の炭素原子数１〜５のアルキル基、直鎖状の炭素原子数１〜４のアルコキシ基及び直鎖状の炭素原子数２〜５のアルケニル基が好ましい。ネマチック相を安定化させるためには炭素原子及び存在する場合酸素原子の合計が５以下であることが好ましく、直鎖状であることが好ましい。

【0057】

アルケニル基としては、式（Ｒ１）から式（Ｒ５）のいずれかで表される基から選ばれることが好ましい。（各式中の黒点は環構造中の炭素原子を表す。）

【0058】

【化15】

【0059】

ｍ^Ｌ１は応答速度を重視する場合には０が好ましく、ネマチック相の上限温度を改善するためには２又は３が好ましく、これらのバランスをとるためには１が好ましい。また、組成物として求められる特性を満たすためには異なる値の化合物を組み合わせることが好ましい。

【0060】

Ａ^Ｌ１、Ａ^Ｌ２及びＡ^Ｌ３はΔｎを大きくすることが求められる場合には芳香族であることが好ましく、応答速度を改善するためには脂肪族であることが好ましく、それぞれ独立してトランス−１，４−シクロへキシレン基、１，４−フェニレン基、２−フルオロ−１，４−フェニレン基、３−フルオロ−１，４−フェニレン基、３，５−ジフルオロ−１，４−フェニレン基、１，４−シクロヘキセニレン基、１，４−ビシクロ［２．２．２］オクチレン基、ピペリジン−１，４−ジイル基、ナフタレン−２，６−ジイル基、デカヒドロナフタレン−２，６−ジイル基又は１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル基を表すことが好ましく、下記の構造を表すことがより好ましく、

【0061】

【化16】

【0062】

トランス−１，４−シクロへキシレン基又は１，４−フェニレン基を表すことがより好ましい。

【0063】

Ｚ^Ｌ１及びＺ^Ｌ２は応答速度を重視する場合には単結合であることが好ましい。一般式（Ｌ）で表される化合物は分子内のハロゲン原子数が０個又は１個であることが好ましい。

【0064】

一般式（Ｌ）としてより具体的には、一般式（Ｌ）中のｍ^Ｌ１が０である一般式（Ｃ１）、一般式（Ｌ）中のｍ^Ｌ１が１である一般式（Ｃ２）、又は一般式（Ｌ）中のｍ^Ｌ１が２である一般式（Ｃ３）で表される化合物を含有することが好ましい。一般式（Ｃ１）から（Ｃ３）で表される化合物としては、１種を使用してもよいし、２種以上を組み合わせて使用することもできる。

【0065】

【化17】

【0066】

上式中、Ｒｄ及びＰｅはそれぞれ独立的に炭素原子数１〜１２のアルキル基を表し、これらは直鎖状であってもメチル又はエチル分岐を有していてもよく、３〜６員環の環状構造を有していてもよく、基内に存在する任意の−ＣＨ_２−は−Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＦ−、−ＣＦ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−又は−Ｃ≡Ｃ−により交換されていてもよく、基内に存在する任意の水素原子はフッ素原子又はトリフルオロメトキシ基により置換されていてもよいが、炭素原子数１〜７の直鎖状アルキル基、炭素原子数２〜７の直鎖状１−アルケニル基、炭素原子数４〜７の直鎖状３−アルケニル基、炭素原子数１〜３の直鎖状アルコキシル基又は末端が炭素原子数１〜３アルコキシル基により置換された炭素原子数１〜５の直鎖状アルキル基が好ましく、更に少なくとも一方は炭素原子数１〜７の直鎖状アルキル基、炭素原子数２〜７の直鎖状１−アルケニル基又は炭素原子数４〜７の直鎖状３−アルケニル基であることが特に好ましい。又、分岐により不斉炭素が生じる場合には、化合物として光学活性であってもラセミ体であってもよい。

【0067】

環Ｇ、環Ｈ、環Ｉ及び環Ｊはそれぞれ独立的に、トランス−１，４−シクロへキシレン基、トランスデカヒドロナフタレン−トランス−２，６−ジイル基、１〜２個のフッ素原子あるいはメチル基により置換されていてもよい１，４−フェニレン基、１個以上のフッ素原子により置換されていてもよいナフタレン−２，６−ジイル基、１〜２個のフッ素原子により置換されていてもよいテトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル基、１〜２個のフッ素原子により置換されていてもよい１，４−シクロヘキセニレン基、１，３−ジオキサン−トランス−２，５−ジイル基、ピリミジン−２，５−ジイル基又はピリジン−２，５−ジイル基を表すが、各化合物において、トランスデカヒドロナフタレン−トランス−２，６−ジイル基、１個以上のフッ素原子により置換されていてもよいナフタレン−２，６−ジイル基、１〜２個のフッ素原子により置換されていてもよいテトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル基、フッ素原子により置換されていてもよい１，４−シクロヘキセニレン基、１，３−ジオキサン−トランス−２，５−ジイル基、ピリミジン−２，５−ジイル基又はピリジン−２，５−ジイル基は１個以内であることが好ましく、他の環はトランス−１，４−シクロへキシレン基あるいは１〜２個のフッ素原子又はメチル基により置換されていてもよい１，４−フェニレン基であることが好ましい。

【0068】

Ｌ^ｇ、Ｌ^ｈ及びＬ^ｉは連結基であって、それぞれ独立的に単結合、エチレン基（−ＣＨ_２ＣＨ_２−）、１，２−プロピレン基（−ＣＨ（ＣＨ_３）ＣＨ_２−及び）−ＣＨ_２ＣＨ（ＣＨ_３）−）、１，４−ブチレン基、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＯＣＦ_２−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＦ−、−ＣＦ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−Ｃ≡Ｃ−又は−ＣＨ＝ＮＮ＝ＣＨ−を表すが、単結合、エチレン基、１，４−ブチレン基、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＯＣＦ_２−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−Ｃ≡Ｃ−又は−ＣＨ＝ＮＮ＝ＣＨ−が好ましく、（Ｃ２）においてはその少なくとも１個が、（Ｃ３）においてはその少なくとも２個が単結合を表すことが好ましい。

【0069】

なお一般式（Ｃ１）から（Ｃ３）で表される化合物を組み合わせて使用する場合、異なる分子中の同一の選択肢（環ＧやＬ^ｇ等）は同一の置換基を表しても、異なる置換基を表してもよい。

【0070】

又、一般式（Ｃ１）から（Ｃ３）においては分子内のハロゲン原子数が０個又は１個であることが好ましい。

【0071】

本発明の組成物の総量に対しての一般式（Ｃ１）から（Ｃ３）で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、１％以上であり、２％以上であり、５％以上であり、８％以上であり、１０％以上であり、１３％以上であり、１５％以上であり、１８％以上であり、２０％以上であり、２２％以上であり、２５％以上であり、３０％以上であり、４０％以上であり、５０％以上であり、５５％以上であり、６０％以上であり、６５％以上であり、７０％以上であり、７５％以上であり、８０％以上である。好ましい含有量の上限値は、８５％以下であり、７５％以下であり、６５％以下であり、５５％以下であり、４５％以下であり、３５％以下であり、３０％以下であり、２８％以下であり、２５％以下であり、２３％以下であり、２０％以下であり、１８％以下であり、１５％以下であり、１３％以下であり、１０％以下であり、８％以下であり、５％以下である。

【0072】

本発明の組成物の粘度を低く保ち、応答速度が速い組成物が必要な場合は上記の下限値を低めに、上限値を高めにすることが好ましい。さらに、本発明の組成物の比抵抗値やVHRが高く、高信頼性の組成物が必要な場合は上記の下限値を高めに、上限値を高めにすることが好ましい。また、駆動電圧を低く保つために誘電率異方性を大きくしたいときは、上記の下限値を低めに、上限値を低めにすることが好ましい。

【0073】

（Ｃ１）におけるより好ましい形態は以下の一般式（Ｃ１ａ）〜（Ｃ１ｈ）で表すことができる。

【0074】

【化18】

【0075】

上記各式中、Ｒｆ及びＲｇはそれぞれ独立的に炭素原子数１〜７の直鎖状アルキル基、炭素原子数２〜７の直鎖状1-アルケニル基、炭素原子数４〜７の直鎖状３−アルケニル基、炭素原子数１〜３の直鎖状アルコキシル基又は末端が炭素原子数１〜３のアルコキシル基により置換された炭素原子数１〜５の直鎖状アルキル基を表すが、少なくとも一方は炭素原子数１〜７の直鎖状アルキル基、炭素原子数２〜７の直鎖状1-アルケニル基又は炭素原子数４〜７の直鎖状３−アルケニル基を表す。ただし、環Ｇ１〜環Ｇ３が芳香環の場合、対応するＲ^ｆは１−アルケニル基及びアルコキシル基を除き、環Ｈ１〜環Ｈ３が芳香環の場合、対応するＲ^ｇは1-アルケニル基及びアルコキシル基を除く。

【0076】

環Ｇ１及び環Ｈ１はそれぞれ独立的にトランス−１，４−シクロへキシレン基、トランスデカヒドロナフタレン−トランス−２，６−ジイル基、１〜２個のフッ素原子あるいはメチル基により置換されていてもよい１，４−フェニレン基、１個以上のフッ素原子により置換されていてもよいナフタレン−２，６−ジイル基、１〜２個のフッ素原子により置換されていてもよいテトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル基、１〜２個のフッ素原子により置換されていてもよい１，４−シクロヘキセニレン基、１，３−ジオキサン−トランス−２，５−ジイル基、ピリミジン−２，５−ジイル基又はピリジン−２，５−ジイル基を表すが、各化合物において、トランスデカヒドロナフタレン-トランス−２，６−ジイル基、１個以上のフッ素原子により置換されていてもよいナフタレン−２，６−ジイル基、１〜２個のフッ素原子により置換されていてもよいテトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル基、フッ素原子により置換されていてもよい１，４−シクロヘキセニレン基、１，３−ジオキサン-トランス−２，５−ジイル基、ピリミジン−２，５−ジイル基又はピリジン−２，５−ジイル基は１個以内であることが好ましく、その場合の他方の環はトランス−１，４−シクロへキシレン基あるいは１〜２個のフッ素原子又はメチル基により置換されていてもよい１，４−フェニレン基である。但し、環Ｇ１及び環Ｈ１が共にトランス−１，４−シクロへキシレン基を表すものを除く。

【0077】

環Ｇ２及び環Ｈ２はそれぞれ独立的にトランス−１，４−シクロへキシレン基、トランスデカヒドロナフタレン−トランス−２，６−ジイル基、１〜２個のフッ素原子あるいはメチル基により置換されていてもよい１，４−フェニレン基、１個以上のフッ素原子により置換されていてもよいナフタレン−２，６−ジイル基、１〜２個のフッ素原子により置換されていてもよいテトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル基を表すが、各化合物において、トランスデカヒドロナフタレン−トランス−２，６−ジイル基、１個以上のフッ素原子により置換されていてもよいナフタレン−２，６−ジイル基、１〜２個のフッ素原子により置換されていてもよいテトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル基は1個以内であることが好ましく、その場合の他方の環はトランス−１，４−シクロへキシレン基あるいは１〜２個のフッ素原子又はメチル基により置換されていてもよい１，４−フェニレン基である。環Ｇ３及び環Ｈ３はそれぞれ独立的に１〜２個のフッ素原子あるいはメチル基により置換されていてもよい１，４−フェニレン基、１個以上のフッ素原子により置換されていてもよいナフタレン−２，６−ジイル基、１〜２個のフッ素原子により置換されていてもよいテトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル基を表すが、各化合物において1個以上のフッ素原子により置換されていてもよいナフタレン−２，６−ジイル基、１〜２個のフッ素原子により置換されていてもよいテトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル基は１個以内であることが好ましい。

【0078】

さらに好ましくは、下記化合物である。

【0079】

【化19】

【0080】

【化20】

【0081】

（Ｃ２）におけるより好ましい形態は以下の一般式（Ｃ２ａ)〜（Ｃ２ｍ）で表すことができる。

【0082】

【化21】

【0083】

上式中、環Ｇ１、環Ｇ２、環Ｇ３、環Ｈ１、環Ｈ２及び環Ｈ３は前述の意味を表し、環Ｉ１は環Ｇ１と、環Ｉ２は環Ｇ２と、環Ｉ３は環Ｇ３とそれぞれおなじ意味を表す。又、上記各化合物において、トランスデカヒドロナフタレン−トランス−２，６−ジイル基、１個以上のフッ素原子により置換されていてもよいナフタレン−２，６−ジイル基、１〜２個のフッ素原子により置換されていてもよいテトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル基、フッ素原子により置換されていてもよい１，４−シクロヘキセニレン基、１，３−ジオキサン−トランス−２，５−ジイル基、ピリミジン−２，５−ジイル基又はピリジン−２，５−ジイル基は１個以内であることが好ましく、その場合の他方の環はトランス−１，４−シクロへキシレン基あるいは１〜２個のフッ素原子又はメチル基により置換されていてもよい１，４−フェニレン基である。

【0084】

さらに好ましくは、下記化合物である。

【0085】

【化22】

【0086】

【化23】

【0087】

次に（Ｃ３）におけるより好ましい形態は以下の一般式（Ｃ３ａ）〜（Ｃ３ｆ）で表すことができる。

【0088】

【化24】

【0089】

上式中、環Ｇ１、環Ｇ２、環Ｈ１、環Ｈ２、環Ｉ１及び環Ｉ２は前述の意味を表し、環Ｊ１は環Ｇ１又環Ｊ２は環Ｇ２とそれぞれおなじ意味を表す。又、上記各化合物において、トランスデカヒドロナフタレン−トランス−２，６−ジイル基、１個以上のフッ素原子により置換されていてもよいナフタレン−２，６−ジイル基、１〜２個のフッ素原子により置換されていてもよいテトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル基、フッ素原子により置換されていてもよい１，４−シクロヘキセニレン基、１，３−ジオキサン-トランス−２，５−ジイル基、ピリミジン−２，５−ジイル基又はピリジン−２，５−ジイル基は１個以内であることが好ましく、その場合の他方の環はトランス−１，４−シクロへキシレン基あるいは１〜２個のフッ素原子又はメチル基により置換されていてもよい１，４−フェニレン基である。

【0090】

さらに好ましくは、下記化合物である。

【0091】

【化25】

【0092】

＜一般式（Ｎ）で表される化合物＞
本発明の液晶組成物は、更に、一般式（Ｎ）で表される化合物を１種類又は２種類以上含有することが好ましい。

【0093】

【化26】

【0094】

（式中、Ｒ^Ｎ１及びＲ^Ｎ２はそれぞれ独立して炭素原子数１〜８のアルキル基を表し、該アルキル基中の１個又は非隣接の２個以上の−ＣＨ_２−はそれぞれ独立して−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−によって置換されていてもよく、
ｍ^Ｎ１は０、１、２又は３を表し、
Ａ^Ｎ１、Ａ^Ｎ２及びＡ^Ｎ３はそれぞれ独立して
（ａ） １，４−シクロヘキシレン基（この基中に存在する１個の−ＣＨ_２−又は隣接していない２個以上の−ＣＨ_２−は−Ｏ−に置き換えられてもよい。）及び
（ｂ） １，４−フェニレン基（この基中に存在する１個の−ＣＨ＝又は隣接していない２個以上の−ＣＨ＝は−Ｎ＝に置き換えられてもよい。）
（ｃ） １，４−シクロヘキセニレン、１，４−ビシクロ（２．２．２）オクチレン、ピペリジン−１，４−ジイル、ナフタレン−２，６−ジイル、デカヒドロナフタレン−２，６−ジイル及び１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル
からなる群より選ばれる基を表し、上記の基（ａ）、基（ｂ）及び基（ｃ）はそれぞれ独立して炭素原子数１〜３のアルキル基、炭素原子数２〜３のアルケニル基、炭素原子数１〜３のアルコキシル、炭素原子数１〜３のアルケニルオキシ基、シアノ基又はフッ素原子で置換されていてもよいが、Ａ^Ｎ１、Ａ^Ｎ２及びＡ^Ｎ３のうち少なくとも１つは２，３−ジフルオロ−１，４−フェニレン基、１，７，８−トリフルオロナフタレン−２，６−ジイル基又は３，４，５−トリフルオロナフタレン−２，６−ジイル基を表し、
Ｚ^Ｎ１及びＺ^Ｎ２はそれぞれ独立して単結合、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−（ＣＨ_２）_４−、−ＯＣＨ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＯＣＦ_２−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＣＨ＝Ｎ−Ｎ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＨ−又は−ＣＦ＝ＣＦ−を表し、
ｍ^Ｎ１が２又は３であってＡ^Ｎ２及びＺ^Ｎ２が複数存在する場合は、Ａ^Ｎ２及びＺ^Ｎ２はそれぞれ独立して同一であっても異なっていてもよいが、但し一般式（Ｎ−ｉ）、一般式（Ｎ−ｉｉｉ）及び一般式（Ｎ−ｉｖ）で表される化合物を除く。）
一般式（Ｎ）中、Ｒ^Ｎ１及びＲ^Ｎ２はそれぞれ独立して、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が好ましく、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、炭素原子数１〜５のアルキル基又は炭素原子数２〜５のアルケニル基が更に好ましく、炭素原子数２〜５のアルキル基又は炭素原子数２〜３のアルケニル基が更に好ましく、炭素原子数３のアルケニル基（プロペニル基）が特に好ましい。

【0095】

また、それが結合する環構造がフェニル基（芳香族）である場合には、直鎖状の炭素原子数１〜５のアルキル基、直鎖状の炭素原子数１〜４のアルコキシ基及び炭素原子数４〜５のアルケニル基が好ましく、それが結合する環構造がシクロヘキサン、ピラン及びジオキサンなどの飽和した環構造の場合には、直鎖状の炭素原子数１〜５のアルキル基、直鎖状の炭素原子数１〜４のアルコキシ基及び直鎖状の炭素原子数２〜５のアルケニル基が好ましい。ネマチック相を安定化させるためには炭素原子及び存在する場合酸素原子の合計が５以下であることが好ましく、直鎖状であることが好ましい。

【0096】

アルケニル基としては、式（Ｒ１）から式（Ｒ５）のいずれかで表される基から選ばれることが好ましい。（各式中の黒点は環構造中の炭素原子を表す。）

【0097】

【化27】

【0098】

Ａ^Ｎ１、Ａ^Ｎ２、Ａ^Ｎ２１及びＡ^２３はそれぞれ独立してΔｎを大きくすることが求められる場合には芳香族であることが好ましく、応答速度を改善するためには脂肪族であることが好ましく、トランス−１，４−シクロへキシレン基、１，４−フェニレン基、２−フルオロ−１，４−フェニレン基、３−フルオロ−１，４−フェニレン基、３，５−ジフルオロ−１，４−フェニレン基、２，３−ジフルオロ−１，４−フェニレン基、１，４−シクロヘキセニレン基、１，４−ビシクロ［２．２．２］オクチレン基、ピペリジン−１，４−ジイル基、ナフタレン−２，６−ジイル基、デカヒドロナフタレン−２，６−ジイル基又は１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル基を表すことが好ましく、下記の構造を表すことがより好ましく、

【0099】

【化28】

【0100】

トランス−１，４−シクロへキシレン基、１，４−シクロヘキセニレン基又は１，４−フェニレン基を表すことがより好ましい。

【0101】

Ｚ^Ｎ１１及びＺ^Ｎ１２はそれぞれ独立して−ＣＨ_２Ｏ−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＦ_２ＣＦ_２−又は単結合を表すことが好ましく、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＣＨ_２ＣＨ_２−又は単結合が更に好ましく、−ＣＨ_２Ｏ−又は単結合が特に好ましい。

【0102】

ｍ^Ｎ１は０、１又は２が好ましく、粘度を低くしたい場合にはｍ^Ｎ１は０が好ましく、転移温度を高くしたい場合にはｍ^Ｎ１は１が好ましい。

【0103】

本発明の組成物の総量に対しての式（Ｎ）で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、１％以上であり、１０％以上であり、２０％以上であり、３０％以上であり、４０％以上であり、５０％以上であり、５５％以上であり、６０％以上であり、６５％以上であり、７０％以上であり、７５％以上であり、８０％以上である。好ましい含有量の上限値は、９５％以下であり、８５％以下であり、７５％以下であり、６５％以下であり、５５％以下であり、４５％以下であり、３５％以下であり、２５％以下であり、２０％以下である。

【0104】

本発明の組成物の粘度を低く保ち、応答速度が速い組成物が必要な場合は上記の下限値が低く上限値が低いことが好ましい。さらに、本発明の組成物の比抵抗値やVHRが高く、高信頼性の組成物が必要な場合は上記の下限値が低く上限値が低いことが好ましい。また、駆動電圧を低く保つために誘電率異方性を大きくしたいときは、上記の下限値を高く上限値が高いことが好ましい。
一般式（Ｎ）として、下記の一般式（Ｎ−１ａ）〜（Ｎ−１ｇ）で表される化合物群のいずれか一つ以上を含有することができる。

【0105】

【化29】

【0106】

（式中、Ｒ^Ｎ１及びＲ^Ｎ２は一般式（Ｎ）におけるＲ^Ｎ１及びＲ^Ｎ１と同じ意味を表し、ｎ^Ｎａ１１は０又は１を表し、ｎ^Ｎｂ１１は１又は２を表し、ｎ^Ｎｃ１１は０又は１を表し、ｎ^Ｎｅ１１は１又は２を表し、ｎ^Ｎｆ１１は１又は２を表し、ｎ^Ｎｇ１１は１又は２を表し、Ａ^Ｎｅ１１はトランス−１，４−シクロへキシレン基又は１，４−フェニレン基を表し、Ａ^Ｎｇ１１はトランス−１，４−シクロへキシレン基、１，４−シクロヘキセニレン基又は１，４−フェニレン基を表すが少なくとも１つは１，４−シクロヘキセニレン基を表し、Ｚ^{Ｎｅ １１}は単結合又はエチレンを表すが少なくとも１つはエチレンを表す。）
本願発明の液晶組成物は、一般式（Ｎ−ｉ）で表される化合物と、一般式（ｉｉ）で表される化合物と、一般式（Ｎ−ｉｉｉ）で表される化合物及び／又は一般式（Ｎ−ｉｖ）で表される化合物と、一般式（Ｌ）で表される化合物を同時に含有することが好ましく、一般式（Ｎ−ｉ）で表される化合物と、一般式（ｉｉ）で表される化合物と、一般式（Ｎ−ｉｉｉ）で表される化合物及び／又は一般式（Ｎ−ｉｖ）で表される化合物と、一般式（Ｎ）で表される化合物を同時に含有することが好ましく、一般式（Ｎ−ｉ）で表される化合物と、一般式（ｉｉ）で表される化合物と、一般式（Ｎ−ｉｉｉ）で表される化合物及び／又は一般式（Ｎ−ｉｖ）で表される化合物と、一般式（Ｌ）で表される化合物と、一般式（Ｎ）で表される化合物を同時に含有することが好ましい。

【0107】

液晶組成物の総量に対しての一般式（Ｎ−ｉ）で表される化合物と、一般式（ｉｉ）で表される化合物と、一般式（Ｎ−ｉｉｉ）で表される化合物及び／又は一般式（Ｎ−ｉｖ）で表される化合物の合計の好ましい含有量の下限値は、３０％以上であり、４０％以上であり、４５％以上であり、５０％以上であり、５５％以上であり、６０％以上であり、６５％以上であり、７０％以上であり、７５％以上であり、８０％以上であり、８５％以上であり、９０％以上である。好ましい含有量の上限値は、１００％以下であり、９５％以下であり、９０％以下であり、８５％以下であり、８０％以下であり、７５％以下であり、７０％以下であり、６５％以下であり、６０％以下であり、５５％以下であり、５０％以下である。

【0108】

液晶組成物の総量に対しての一般式（Ｎ−ｉ）で表される化合物と、一般式（ｉｉ）で表される化合物と、一般式（Ｎ−ｉｉｉ）で表される化合物及び／又は一般式（Ｎ−ｉｖ）で表される化合物と、一般式（Ｌ）で表される化合物の合計の好ましい含有量の下限値は３０％以上であり、４０％以上であり、４５％以上であり、５０％以上であり、５５％以上であり、６０％以上であり、６５％以上であり、７０％以上であり、７５％以上であり、８０％以上であり、８５％以上であり、９０％以上であり、９５％以上であり、９８％以上である。好ましい含有量の上限値は、１００％以下であり、９５％以下であり、９０％以下であり、８５％以下であり、８０％以下であり、７５％以下であり、７０％以下であり、６５％以下であり、６０％以下であり、５５％以下であり、５０％以下である。

【0109】

液晶組成物の総量に対しての一般式（Ｎ−ｉ）で表される化合物と、一般式（ｉｉ）で表される化合物と、一般式（Ｎ−ｉｉｉ）で表される化合物及び／又は一般式（Ｎ−ｉｖ）で表される化合物と、一般式（Ｎ）の合計の好ましい含有量の下限値は３０％以上であり、４０％以上であり、４５％以上であり、５０％以上であり、５５％以上であり、６０％以上であり、６５％以上であり、７０％以上であり、７５％以上であり、８０％以上であり、８５％以上であり、９０％以上であり、９５％以上であり、９８％以上である。好ましい含有量の上限値は、１００％以下であり、９５％以下であり、９０％以下であり、８５％以下であり、８０％以下であり、７５％以下であり、７０％以下であり、６５％以下であり、６０％以下であり、５５％以下であり、５０％以下である。

【0110】

液晶組成物の総量に対しての一般式（Ｎ−ｉ）で表される化合物と、一般式（ｉｉ）で表される化合物と、一般式（Ｎ−ｉｉｉ）で表される化合物及び／又は一般式（Ｎ−ｉｖ）で表される化合物と、一般式（Ｌ）で表される化合物と、一般式（Ｎ）で表される化合物の合計の好ましい含有量の下限値は３０％以上であり、４０％以上であり、４５％以上であり、５０％以上であり、５５％以上であり、６０％以上であり、６５％以上であり、７０％以上であり、７５％以上であり、８０％以上であり、８５％以上であり、９０％以上であり、９５％以上であり、９８％以上である。好ましい含有量の上限値は、１００％以下であり、９５％以下であり、９０％以下であり、８５％以下であり、８０％以下であり、７５％以下であり、７０％以下であり、６５％以下であり、６０％以下であり、５５％以下であり、５０％以下である。

【0111】

液晶組成物の総量に対しての一般式（Ｌ）及び一般式（Ｎ）で表される化合物の合計の好ましい含有量の下限値は、１％以上であり、２％以上であり、５％以上であり、８％以上であり、１０％以上であり、１３％以上であり、１５％以上であり、１８％以上であり、２０％以上であり、２２％以上であり、２５％以上であり、３０％以上であり、４０％以上であり、５０％以上であり、５５％以上であり、６０％以上であり、６５％以上であり、７０％以上であり、７５％以上であり、８０％以上である。好ましい含有量の上限値は、８５％以下であり、７５％以下であり、６５％以下であり、５５％以下であり、４５％以下であり、３５％以下であり、３０％以下であり、２８％以下であり、２５％以下であり、２３％以下であり、２０％以下であり、１８％以下であり、１５％以下であり、１３％以下であり、１０％以下であり、８％以下であり、５％以下である。

【0112】

本願発明の組成物は、分子内に過酸（−ＣＯ−ＯＯ−）構造等の酸素原子等のヘテロ原子同士が結合した構造を持つ化合物を含有しないことが好ましい。

【0113】

また、本発明の組成物において、分子内に

【0114】

【化30】

【0115】

で表される基を１個又は２個以上有する化合物は、該化合物中に−ＣＨ≡ＣＨ−で表される基を有さないことが好ましい。また、本発明の組成物において、−ＣＨ≡ＣＨ−で表される基を有する化合物を含有しないことがより好ましい。

【0116】

組成物の信頼性及び長期安定性を重視する場合にはカルボニル基を有する化合物の含有量を前記組成物の総質量に対して５％以下とすることが好ましく、３％以下とすることがより好ましく、１％以下とすることが更に好ましく、実質的に含有しないことが最も好ましい。

【0117】

ＵＶ照射による安定性を重視する場合、塩素原子が置換している化合物の含有量を前記組成物の総質量に対して１５％以下とすることが好ましく、１０％以下とすることが好ましく、８％以下とすることが好ましく、５％以下とすることがより好ましく、３％以下とすることが好ましく、実質的に含有しないことが更に好ましい。

【0118】

分子内の環構造がすべて６員環である化合物の含有量を多くすることが好ましく、分子内の環構造がすべて６員環である化合物の含有量を前記組成物の総質量に対して８０％以上とすることが好ましく、９０％以上とすることがより好ましく、９５％以上とすることが更に好ましく、実質的に分子内の環構造がすべて６員環である化合物のみで組成物を構成することが最も好ましい。

【0119】

組成物の酸化による劣化を抑えるためには、環構造としてシクロヘキセニレン基を有する化合物の含有量を少なくすることが好ましく、シクロヘキセニレン基を有する化合物の含有量を前記組成物の総質量に対して１０％以下とすることが好ましく、８％以下とすることが好ましく、５％以下とすることがより好ましく、３％以下とすることが好ましく、実質的に含有しないことが更に好ましい。

【0120】

粘度の改善及びＴｎｉの改善を重視する場合には、水素原子がハロゲンに置換されていてもよい２−メチルベンゼン−１，４−ジイル基を分子内に持つ化合物の含有量を少なくすることが好ましく、前記２−メチルベンゼン−１，４−ジイル基を分子内に持つ化合物の含有量を前記組成物の総質量に対して１０％以下とすることが好ましく、８％以下とすることが好ましく、５％以下とすることがより好ましく、３％以下とすることが好ましく、実質的に含有しないことが更に好ましい。

【0121】

本願において実質的に含有しないとは、意図せずに含有する物を除いて含有しないという意味である。
本発明の組成物に含有される化合物が、側鎖としてアルケニル基を有する場合、前記アルケニル基がシクロヘキサンに結合している場合には当該アルケニル基の炭素原子数は２〜５であることが好ましく、前記アルケニル基がベンゼンに結合している場合には当該アルケニル基の炭素原子数は４〜５であることが好ましく、前記アルケニル基の不飽和結合とベンゼンは直接結合していないことが好ましい。

【0122】

本発明における液晶組成物の安定性を高めるため、酸化防止剤、紫外線（ＵＶ）吸収剤、光安定剤又は赤外線吸収剤等等の安定剤を添加することが好ましい。酸化防止剤としては、ヒドロキノン誘導体、ニトロソアミン系重合禁止剤、ヒンダードフェノール系酸化防止剤等が挙げられ、より具体的には、tert−ブチルハイドロキノン、メチルハイドロキノン、和光純薬工業株式会社製の「Ｑ−１３００」、「Ｑ−１３０１」、ＢＡＳＦ社の「ＩＲＧＡＮＯＸ１０１０」、「ＩＲＧＡＮＯＸ１０３５」、「ＩＲＧＡＮＯＸ１０７６」、「ＩＲＧＡＮＯＸ１０９８」、「ＩＲＧＡＮＯＸ１１３５」、「ＩＲＧＡＮＯＸ１３３０」、「ＩＲＧＡＮＯＸ１４２５」、「ＩＲＧＡＮＯＸ１５２０」、「ＩＲＧＡＮＯＸ１７２６」、「ＩＲＧＡＮＯＸ２４５」、「ＩＲＧＡＮＯＸ２５９」、「ＩＲＧＡＮＯＸ３１１４」、「ＩＲＧＡＮＯＸ３７９０」、「ＩＲＧＡＮＯＸ５０５７」、「ＩＲＧＡＮＯＸ５６５」等々があげられる。

【0123】

ＵＶ吸収剤としては、波長３７０ｎｍ以下の紫外線の吸収能に優れ、かつ良好な液晶表示性の観点から、波長４００ｎｍ以上の可視光の吸収が少ないものが好ましい。より具体的には、例えばヒンダードフェノール系化合物、ヒドロキシベンゾフェノン系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物、サリチル酸エステル系化合物、ベンゾフェノン系化合物、シアノアクリレート系化合物、ニッケル錯塩系化合物、トリアジン系化合物が挙げられ、ヒンダードフェノール系化合物としては、２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−ｐ−クレゾール、ペンタエリスリチル−テトラキス〔３−（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート〕、Ｎ，Ｎ’−ヘキサメチレンビス（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシ−ヒドロシンナミド）、１，３，５−トリメチル−２，４，６−トリス（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）ベンゼン、トリス−（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）−イソシアヌレートが挙げられる。ベンゾトリアゾール系化合物としては、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−メチレンビス（４−（１，１，３，３−テトラメチルブチル）−６−（２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル）フェノール）、（２，４−ビス−（ｎ−オクチルチオ）−６−（４−ヒドロキシ−３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルアニリノ）−１，３，５−トリアジン、トリエチレングリコール−ビス〔３−（３−ｔｅｒｔ−ブチル−５−メチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート〕、Ｎ，Ｎ’−ヘキサメチレンビス（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシ−ヒドロシンナミド）、１，３，５−トリメチル−２，４，６−トリス（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）ベンゼン、２−（２’−ヒドロキシ−３’，５’−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−５−クロルベンゾトリアゾール、（２−（２′−ヒドロキシ−３’，５’−ジ−ｔｅｒｔ−アミルフェニル）−５−クロルベンゾトリアゾール、２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−ｐ−クレゾール、ペンタエリスリチル−テトラキス〔３−（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート〕が挙げられ、ＢＡＳＦジャパン（株）製のＴＩＮＵＶＩＮ１０９、ＴＩＮＵＶＩＮ１７１、ＴＩＮＵＶＩＮ３２６、ＴＩＮＵＶＩＮ３２７、ＴＩＮＵＶＩＮ３２８、ＴＩＮＵＶＩＮ７７０、ＴＩＮＵＶＩＮ９００、ＴＩＮＵＶＩＮ９２８、ケミプロ化成（株）製の、ＫＥＭＩＳＯＲＢ ７１、ＫＥＭＩＳＯＲＢ ７３、ＫＥＭＩＳＯＲＢ ７４も好ましく用いることができる。

【0124】

安定剤の添加量は重合性液晶組成物に対して０．０１〜２．０質量％であることが好ましく、０．０５〜１．０質量％、０．０５〜０．５質量％であることがより好ましく、０．１〜１．０質量％であることがより好ましく、０．１〜０．５質量％であることがより好ましい。

【0125】

本願発明の液晶組成物は、上述の化合物以外に、通常のネマチック液晶、スメクチック液晶、コレステリック液晶、キラル剤及び重合性化合物から選択される化合物を含有しても良い。

【0126】

本願発明の液晶組成物は、ピッチを誘起するカイラル剤として、不斉原子をもつ化合物を用いても、軸不斉化合物を用いても、これらを混合して用いてもよい。ピッチを誘起するカイラル剤として不斉炭素原子を有する化合物が好ましく、１，４−フェニレン基（この基中の水素原子の１個又は２個はフッ素、メチル基、メトキシ基で置換されていても良い。）を１個又は２個以上有する分子構造であることが好ましい。ピッチの温度依存性を改良又は調整するために、カイラル剤を複数種混合して用いても良い。

【0127】

本願発明の液晶組成物は、重合性化合物として、ＰＳ型、ＰＳＡ型、ＰＳＶＡ型などに用いられる重合性化合物を含有しても良く、例えば、１，４−フェニレン基が２個または３個から構成される重合性化合物が好ましく、重合基はアクリレートまたはメタクリレートであることが好ましい。具体的には、式（ＲＭ−００１）から（ＲＭ−００７）で表される重合性化合物を０質量％から５質量％の範囲で適宜含有することができる。

【0128】

【化31】

【0129】

で表される重合性化合物を０質量％から５質量％の範囲で適宜含有しても良い。
重合性化合物の分子構造を構成している１，４−フェニル基中の水素原子またはフッ素原子は、フッ素原子またはメチル基またはメトキシ基で任意に置換されていても良い。また、本願発明に用いる重合性化合物は、ＲＭ−００５のように、環と重合基の間にスペーサーと一般的に呼ばれているアルキレン基を含んでも良く、アルキレン基は炭素原子数１から１０が好ましい。
本願発明の液晶組成物が、重合性化合物を１質量％から５質量％含有する場合には、上述のスペーサーが炭素原子数１から６のアルキレン基であることが好ましく、複数種の重合性化合物を組み合わせた方が、溶解性が良好になる観点から更に好ましい。本願発明の液晶組成物が、重合性化合物を０．１質量％から１質量％含有する場合には、式（ＲＭ−００１）から（ＲＭ−００７）で表される重合性化合物を１種または２種以上含有することが好ましい。

【0130】

本願発明の液晶組成物は、誘電率異方性（Δε）が負であるネマチック液晶組成物である。液晶組成物が負の誘電率異方性を有する場合、２５℃における誘電率異方性（Δε）が−２．０から−６．０であるが、−２．０から−５．０がより好ましく、−２．５から−５．０が特に好ましい。

【0131】

本願発明の液晶組成物は、２５℃における複屈折率異方性（Δｎ）が０．０７０から０．２００であるが、０．０７から０．１３がより好ましく、０．０９から０．１２が特に好ましい。

【0132】

本願発明の液晶組成物は、２０℃における粘度（η）が１０から１００ｍＰａ・ｓであるが、１０から９０ｍＰａ・ｓであることが好ましく、１０から８０ｍＰａ・ｓであることが好ましく、１０から７０ｍＰａ・ｓであることが好ましく、１０から６０ｍＰａ・ｓであることが好ましく、１０から５０ｍＰａ・ｓであることが更に好ましく、１０から４０ｍＰａ・ｓであることが好ましく、１０から３０ｍＰａ・ｓであることが特に好ましい。

【0133】

本願発明の液晶組成物は、２５℃における回転粘性（γ_１）が４０から２５０ｍＰａ・ｓであるが、４０から２００ｍＰａ・ｓであることが好ましく、４０から１６０ｍＰａ・ｓであることが好ましく、４０から１４０ｍＰａ・ｓであることが好ましく、４０から１４０ｍＰａ・ｓであることが好ましく、４０から１３０ｍＰａ・ｓであることが好ましく、４０から１２５ｍＰａ・ｓであることが好ましく、４０から１２０ｍＰａ・ｓであることがより好ましく、４０から１１５ｍＰａ・ｓであることが更に好ましく、４０から１１０ｍＰａ・ｓであることがより好ましく、４０から１００ｍＰａ・ｓであることが特に好ましい。

【0134】

本願発明の液晶組成物は、ネマチック相−等方性液体相転移温度（Ｔ_ｎｉ）が８０℃以上であることが好ましく、９０℃以上であることが好ましく、１００℃以上であることが好ましく、１１０℃以上であることが好ましく、１２０℃以上であることが好ましいが、９０℃から１１５℃に調節されるのが特に好ましい。

【0135】

本願発明の液晶組成物は、ゲストホスト型の液晶組成物として使用してもよい。ゲスト化合物として、例えばアゾ化合物等の二色性色素を１種又は２種以上含有することができる。

【0136】

本願発明の液晶組成物は、誘電率異方性が負の液晶組成物であり、ＡＰＬ（アンチパラレル）かつＶＡ（垂直配向）である液晶表示素子であることが好ましいが、カイラル剤を添加して、電圧オン時に液晶分子が捩れ配向するように上下基盤の配向軸をずらしても良い。液晶組成物に二色性色素を添加して、偏光板なしのゲストホスト型の液晶組成物として透過光量を調節したい場合には、高いコントラストを得るために、配向軸を９０°ツイストさせることが更に好ましく、２４０°ツイストさせることが更に好ましく、更に高いコントラストを得たい場合には、技術的にはより難しいが２５０°ツイストまたは２６０°ツイストまたは２７０°ツイストが好ましく、３６０°ツイストであることも好ましい。

【0137】

また、液晶組成物が負の誘電率異方性を有する液晶組成物である場合は、プレチルト角が８０°〜９０°であることが好ましい。
本願発明の液晶組成物は、液晶表示素子あるいは調光素子に使用することができる。

【0138】

また、本願発明の液晶組成物を用いた液晶表示素子は、パッシブマトリックス駆動方式、及びアクティブマトリックス駆動用液晶表示素子に有用であり、ＰＳＡモード、ＰＳＶＡモード、ＶＡモード、ＰＳ−ＩＰＳモード、ＴＮモード、ＳＴＮモード、ＩＰＳモード又はＰＳ−ＦＦＳモード用液晶表示素子に用いることができる。

【0139】

素子に使用される液晶セルの２枚の基板はガラス又はプラスチックの如き柔軟性をもつ透明な材料を用いることができ、一方はシリコン等の不透明な材料でも良い。透明電極層を有する透明基板は、例えば、ガラス板等の透明基板上にインジウムスズオキシド（ＩＴＯ）をスパッタリングすることにより得ることができる。素子のコントラスト向上のために、ＡＲコート等のアンチグレア処理を施した基板を用いることが好ましい。

【0140】

カラーフィルターは、例えば、顔料分散法、印刷法、電着法又は、染色法等によって作成することができる。顔料分散法によるカラーフィルターの作成方法を一例に説明すると、カラーフィルター用の硬化性着色組成物を、該透明基板上に塗布し、パターニング処理を施し、そして加熱又は光照射により硬化させる。この工程を、赤、緑、青の３色についてそれぞれ行うことで、カラーフィルター用の画素部を作成することができる。その他、該基板上に、ＴＦＴ、薄膜ダイオード、金属絶縁体金属比抵抗素子等の能動素子を設けた画素電極を設置することができる。

【0141】

前記基板を、透明電極層が内側となるように対向させる。その際、スペーサーを介して、基板の間隔を調整してもよい。このときは、得られる調光層の厚さが１〜１００μｍとなるように調整するのが好ましい。１．５から１０μｍが更に好ましく、偏光板を使用する場合は、コントラストが最大になるように液晶の屈折率異方性Δｎとセル厚ｄとの積を調整することが好ましい。

【0142】

液晶組成物がカイラル剤を含む場合は、液晶組成物の捩れピッチ（ｐ）は、例えば１０μｍ〜１２０μｍ、好ましくは２μｍ〜２０μｍである。より具体的には、捩れピッチ（ｐ）は、ＴＮモード、ＳＴＮモード等の液晶表示素子のモードに応じて適宜調整される。

【0143】

また、液晶組成物がカイラル剤を含む場合は、捩れピッチ（ｐ）とセル厚ｄとの関係であるｄ／ｐ値が０．５〜２．２を満たすことが好ましい。具体的には、ツイスト角に応じて捩れピッチ（ｐ）とセル厚（ｄ）の関係ｄ／ｐ値が最適となるように調節する。最適なｄ／ｐ値とはリバースツイストドメインやストライプドメインなどの配向欠陥がでない領域である。例えば、２４０°ツイストの場合、最適なｄ／ｐ値は０.４５〜０．６６の範囲内に存在する。目視や顕微鏡などでドメインを観察して配向欠陥が生じないよう調節することが好ましい。

【0144】

又、二枚の偏光板がある場合は、各偏光板の偏光軸を調整して視野角やコントラトが良好になるように調整することもできる。更に、視野角を広げるための位相差フィルムも使用することもできる。スペーサーとしては、例えば、ガラス粒子、プラスチック粒子、アルミナ粒子、フォトレジスト材料等が挙げられる。その後、エポキシ系熱硬化性組成物等のシール剤を、液晶注入口を設けた形で該基板にスクリーン印刷し、該基板同士を貼り合わせ、加熱しシール剤を熱硬化させる。

【0145】

２枚の基板間に液晶組成物を狭持させる方法は、通常の真空注入法又はＯＤＦ法などを用いることができる。

【0146】

本発明の素子は、液晶セルに紫外線カットフィルムとして、例えば４００ｎｍ以下の波長の光をカットするフィルムを積層して用いてもよい。

【0147】

本発明の素子は、単層の液晶セルで用いてもよいし、複数の液晶セルを２層又は３層以上積層して用いてもよい。液晶組成物に二色性色素を添加して、偏光板なしのゲストホスト型の液晶組成物として透過光量を調節したい場合には、コントラスト向上の観点から、アンチパラレルに配向処理された垂直配向のセルを９０°直行させて積層させることが好ましい。

【実施例】

【0148】

以下に実施例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。
実施例において液晶化合物の記載について以下の略号を用いる。
（環構造）

【0149】

【化32】

【0150】

（側鎖構造及び連結構造）

【0151】

【表1】

【0152】

実施例中、測定した特性は以下のとおりである。

【0153】

Ｔ_ｎｉ ：ネマチック相−等方性液体相転移温度（℃）
メトラー社製のホットステージを用いてニコン偏光顕微鏡にて測定した。

【0154】

Δｎ ：２５℃における屈折率異方性
アッベ屈折計を用いて測定した。

【0155】

Δε ：２５℃における誘電率異方性
Ａｇｉｌｅｎｔ社製のＬＣＲメーターを用いて測定した。

【0156】

η ：バルクフロー粘度［ｍＰａ・ｓ］（２０℃）
E型粘度計を用いて測定した。

【0157】

溶解性 ：液晶組成物を０．５ｇ程度試験管に入れ、脱気、窒素充填後キャップをして恒温槽に保存し、２４０時間後に析出の有無を目視観察した。析出がない場合は「○」、析出が確認された場合は「×」とした。保存温度は−３０℃、−２５℃及び−１５℃でそれぞれ行った。

【0158】

耐光性（ＶＨＲ（ＵＶ））：キセノンランプでＵＶを１０日間（２４０時間）照射後の初期印加電圧に対する電圧保持率（％）であって、測定条件は１Ｖ、６０Ｈｚ、２５℃、照度は３００〜８００ｎｍで５００Ｗ／ｍ^２、テストパネルのセル厚は３．５μｍである。
耐熱性（ＶＨＲ（ＨＥＡＴ））：８０℃で１０日間（２４０時間）加熱した後の初期印加電圧に対する電圧保持率（％）であって、測定条件は１Ｖ、６０Ｈｚ、２５℃、テストパネルのセル厚は３．５μｍである。
（実施例１〜実施例６、比較例１〜３）
以下の表に示す実施例１〜６、及び比較例１〜３の液晶組成物を調製し、それらの物性および特性を測定した。 表中の液晶組成物の割合は、質量％で示す。また、これらの液晶組成物を用いてテストパネル用液晶セルを作製し、耐光性及び耐熱性試験を行った。物性および特性や試験結果は表２のとおりであった。

【0159】

【表2】

【0160】

実施例１、２と比較例１、及び、実施例６と比較例３の結果より、一般式（Ｎ−ｉ）に相当する化合物を含有することで、粘度、誘電率異方性及び屈折率異方性に影響を与えることなく、Ｔ_ｎｉの値を上昇することができ、且つ、低温保存特性を向上させることができた。また、実施例１，２と比較例２より、一般式（ｉｉ）で表される化合物を含有することで、低温保存特性を向上させることができることがわかる。実施例１，２及び６の耐光性及び耐熱性試験の結果より、本発明の液晶組成物は、十分な信頼性の結果を得られることが確認できた。
（実施例７、実施例８、比較例４、比較例５）
以下の表に示す実施例７、実施例８、比較例４及び比較例５の液晶組成物を調製し、それらの物性および特性を測定した。 表中の液晶組成物の割合は、質量％で示す。また、これらの液晶組成物を用いてテストパネル用液晶セルを作製し、耐光性及び耐熱性試験を行った。物性および特性や試験結果は表３のとおりであった。

【0161】

【表3】

【0162】

実施例７、８と比較例４、及び比較例５の結果より、一般式（Ｎ−ｉ）に相当する化合物を含有し、且つ、一般式（ｉｉ）で表される化合物を含有することで、粘度、誘電率異方性及び屈折率異方性に影響を与えることなく、Ｔ_ｎｉの値を上昇することができることがわかる。実施例７及び８の耐光性及び耐熱性試験の結果より、本発明の液晶組成物は、十分な信頼性の結果を得られることが確認できた。
（実施例９〜実施例１２、比較例６、比較例７）
以下の表に示す実施例９〜実施例１２、比較例６及び比較例７の液晶組成物を調製し、それらの物性および特性を測定した。 表中の液晶組成物の割合は、質量％で示す。また、これらの液晶組成物を用いてテストパネル用液晶セルを作製し、耐光性及び耐熱性試験を行った。物性および特性や試験結果は表４のとおりであった。

【0163】

【表4】

【0164】

実施例９〜１２と比較例６、及び比較例７の結果より、一般式（Ｎ−ｉ）に相当する化合物を含有し、且つ、一般式（ｉｉ）で表される化合物を含有することで、粘度、誘電率異方性及び屈折率異方性に影響を与えることなく、Ｔ_ｎｉの値を上昇することができることがわかる。実施例９〜１２の耐光性及び耐熱性試験の結果より、本発明の液晶組成物は、十分な信頼性の結果を得られることが確認できた。
以上の結果より、本願発明の液晶組成物は、耐光性及び高耐熱性に有効な低い複屈折率異方性（Δn）と大きい誘電率異方性の絶対値（｜Δε｜）を同時に満たしつつ、高いネマチック−アイソトロピック転移温度（T_NI）と低温での溶解安定性に優れた液晶組成物を得られることから、本発明の液晶表示素子または調光素子は実用上求められる優れた特性を満たしたものである。

【要約】

本発明は、一般式（Ｎ−ｉ）で表される化合物を１種類又は２種類以上と、一般式（ｉｉ）で表される化合物を１種類又は２種類以上と、一般式（Ｎ−ｉｉｉ）で表される化合物及び一般式（Ｎ−ｉｖ）で表される化合物からなる群から選ばれる化合物を１種類又は２種類以上含有する液晶組成物、及びこれを用いた液晶表示素子または調光素子を提供する。本発明によれば、高いネマチック−アイソトロピック転移温度（T_NI）と低温での溶解安定性に優れ、更に、高耐光性、高耐熱性に有効な低い複屈折率異方性（Δn）を同時に満たす液晶組成物を得られ、また、本発明の液晶組成物を用いることで、高い信頼性と高い実用性を備えた液晶表示素子または調光素子を得られる。