特許 6870609 液晶組成物および液晶表示素子

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6870609

(24)【登録日】2021年4月19日

(45)【発行日】2021年5月12日

(54)【発明の名称】液晶組成物および液晶表示素子

(51)【国際特許分類】

   C09K 19/56 20060101AFI20210426BHJP

   C09K 19/38 20060101ALI20210426BHJP

   C09K 19/54 20060101ALI20210426BHJP

   C09K 19/30 20060101ALI20210426BHJP

   C09K 19/34 20060101ALI20210426BHJP

   C09K 19/12 20060101ALI20210426BHJP

   C09K 19/14 20060101ALI20210426BHJP

   C09K 19/20 20060101ALI20210426BHJP

   C09K 19/32 20060101ALI20210426BHJP

   G02F 1/1337 20060101ALI20210426BHJP

   G02F 1/13 20060101ALI20210426BHJP

【ＦＩ】

   C09K19/56

   C09K19/38

   C09K19/54 Z

   C09K19/30

   C09K19/34

   C09K19/12

   C09K19/14

   C09K19/20

   C09K19/32

   G02F1/1337 520

   G02F1/13 500

【請求項の数】22

【全頁数】99

(21)【出願番号】特願2017-507608(P2017-507608)

(86)(22)【出願日】2016年2月18日

(86)【国際出願番号】JP2016054695

(87)【国際公開番号】WO2016152340

(87)【国際公開日】20160929

【審査請求日】2019年1月22日

(31)【優先権主張番号】特願2015-61521(P2015-61521)

(32)【優先日】2015年3月24日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】311002067

【氏名又は名称】ＪＮＣ株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】596032100

【氏名又は名称】ＪＮＣ石油化学株式会社

(72)【発明者】

【氏名】松田 尚子

(72)【発明者】

【氏名】齋藤 将之

【審査官】 仁科 努

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１４／０９４９５９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１３／０８０８５５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開平０９−２５５６２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１３／０８８９８０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１３／１６１５７６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１３／０２２０８８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１３−１６６９３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１３−５４３５２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１４−５１３１５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１５／０９８６６１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１５−１６８８２６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ０９Ｋ １９／５６

Ｃ０９Ｋ １９／３８

Ｃ０９Ｋ １９／５４

ＣＡｐｌｕｓ／ＲＥＧＩＳＴＲＹ（ＳＴＮ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第一添加物として式（１）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの重合性化合物、第二添加物として式（５−１）および式（６−１）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの極性化合物、および第一成分として式（２）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの化合物を含有し、そして正の誘電率異方性を有する液晶組成物。

（１）において、環Ａおよび環Ｃは独立して、フェニル、１−ナフチル、または２−ナフチルであり、これらの環において、少なくとも１つの水素は、フッ素、塩素、炭素数１から１２のアルキル、炭素数１から１２のアルコキシ、または少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数１から１２のアルキルで置き換えられてもよく；環Ｂは、１，４−フェニレン、ナフタレン−１，２−ジイル、ナフタレン−１，３−ジイル、ナフタレン−１，４−ジイル、ナフタレン−１，５−ジイル、ナフタレン−１，６−ジイル、ナフタレン−１，７−ジイル、ナフタレン−１，８−ジイル、ナフタレン−２，３−ジイル、ナフタレン−２，６−ジイル、またはナフタレン−２，７−ジイルであり、これらの環において、少なくとも１つの水素は、フッ素、塩素、炭素数１から１２のアルキル、炭素数１から１２のアルコキシ、または少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数１から１２のアルキルで置き換えられてもよく；Ｚ^１およびＺ^２は独立して、単結合、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＯＣＨ_２−、−ＣＯＯ−、または−ＯＣＯ−であり；Ｓｐ^１、Ｓｐ^２、およびＳｐ^３は独立して、単結合または炭素数１から１０のアルキレンであり、このアルキレンにおいて、少なくとも１つの−ＣＨ_２−は、−Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、または−ＯＣＯＯ−で置き換えられてもよく、そして少なくとも１つの−ＣＨ_２−ＣＨ_２−は、−ＣＨ＝ＣＨ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、これらの基において、少なくとも１つの水素は、フッ素または塩素で置き換えられてもよく；ａは０、１、または２であり；ｂ、ｃ、およびｄは独立して、０、１、２、３、または４であり、ｂ、ｃ、およびｄの和は、１以上であり；ただし、環Ａおよび環Ｃがフェニルであるとき、ａは１または２であり、そしてａが１であるとき、Ｓｐ^１およびＳｐ^３は単結合であり；Ｐ^１、Ｐ^２、およびＰ^３は独立して、式（Ｐ−１）から式（Ｐ−５）で表される基の群から選択された重合性基であり；

式（Ｐ−１）から式（Ｐ−５）において、Ｍ^１、Ｍ^２、およびＭ^３は独立して、水素、フッ素、炭素数１から５のアルキル、または少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数１から５のアルキルであり；
式（５−１）において、環Ｇおよび環Ｉは独立して、炭素数６から２５の芳香族基、炭素数５から２５の複素芳香族基、炭素数３から２５の脂環式基、または炭素数４から２５の複素脂環式基であり、これらの基は縮合環であってもよく、これらの基において、少なくとも１つの水素は基Ｔで置き換えられてもよく、ここで基Ｔは、−ＯＨ、−（ＣＨ_２）_ｉ−ＯＨ、ハロゲン、−ＣＮ、−ＮＯ_２、−ＮＣＯ、−ＮＣＳ、−ＯＣＮ、−ＳＣＮ、−Ｃ（＝Ｏ）Ｎ（Ｒ^０）_２、−Ｃ（＝Ｏ）Ｒ^０、−Ｎ（Ｒ^０）_２、−（ＣＨ_２）_ｉ−Ｎ（Ｒ^０）_２、炭素数６から２０のアリール、炭素数６から２０のヘテロアリール、炭素数１から３のアルキル、炭素数１から２５のアルコキシ、炭素数２から２５のアルキルカルボニル、炭素数２から２５のアルコキシカルボニル、炭素数２から２５のアルキルカルボニルオキシ、または炭素数２から２５のアルコキシカルボニルオキシであり、これらの基において、少なくとも１つの水素は、フッ素または塩素で置き換えられてもよく、ここでＲ^０は、水素または炭素数１から１２のアルキルであり、ｉは、１、２、３、または４であり；Ｚ^５は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−ＯＣＯ−、−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−、−ＯＣＨ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＳＣＨ_２−、−ＣＨ_２Ｓ−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−、−ＣＦ_２Ｓ−、−ＳＣＦ_２−、−（ＣＨ_２）_ｉ−、−ＣＦ_２ＣＨ_２−、−ＣＨ_２ＣＦ_２−、−（ＣＦ_２）_ｉ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ（Ｒ^０）_２、または単結合であり、ここでＲ^０は、水素または炭素数１から１２のアルキルであり、ｉは、１、２、３、または４であり；Ｒ^５は、炭素数１から２５のアルキルであり、このアルキルにおいて、少なくとも１つの−ＣＨ_２−は、−ＮＲ^０−、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＯＣＯＯ−、または炭素数３から８のシクロアルキレンで置き換えられてもよく、ここでＲ^０は、水素または炭素数１から１２のアルキルであり、少なくとも１つの第三級炭素（＞ＣＨ−）は、窒素（＞Ｎ−）で置き換えられてもよく、そして少なくとも１つの水素は、フッ素または塩素で置き換えられてもよく、ただしＲ^５は、ＯＨ構造の酸素原子、ＳＨ構造の硫黄原子、または第一級、第二級、または第三級のアミン構造の窒素原子の少なくとも１つを有し；Ｒ^６は、水素、ハロゲン、炭素数１から２５のアルキルであり、このアルキルにおいて、少なくとも１つの−ＣＨ_２−は、−ＮＲ^０−、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−、または炭素数３から８のシクロアルキレンで置き換えられてもよく、そして少なくとも１つの第三級炭素（＞ＣＨ−）は、窒素（＞Ｎ−）で置き換えられてもよく、これらの基において、少なくとも１つの水素は、フッ素または塩素で置き換えられてもよく、ここでＲ^０は、水素または炭素数１から１２のアルキルであり；ｈは、０、１、２、３、４、または５であり；
式（６−１）において、Ｒ^４は、炭素数４から２０のアルキルであり、このアルキルにおいて、少なくとも１つの−ＣＨ_２−は、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＦ−、−Ｃ≡Ｃ−、または炭素数３から８のシクロアルキレンで置き換えられてもよく、これらの基において、少なくとも１つの水素はフッ素または塩素で置き換えられてもよく；Ｒ^５は、炭素数１から２５のアルキルであり、このアルキルにおいて、少なくとも１つの−ＣＨ_２−は、−ＮＲ^０−、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＯＣＯＯ−、または炭素数３から８のシクロアルキレンで置き換えられてもよく、ここでＲ^０は、水素または炭素数１から１２のアルキルであり、少なくとも１つの第三級炭素（＞ＣＨ−）は、窒素（＞Ｎ−）で置き換えられてもよく、そして少なくとも１つの水素は、フッ素または塩素で置き換えられてもよく、ただしＲ^５は、ＯＨ構造の酸素原子、ＳＨ構造の硫黄原子、および第一級、第二級、または第三級のアミン構造の窒素原子の少なくとも１つを有し；
式（２）において、Ｒ^１は、炭素数１から１２のアルキル、炭素数１から１２のアルコキシ、または炭素数２から１２のアルケニル、または少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数２から１２のアルケニルであり；環Ｄは、１，４−シクロヘキシレン、１，４−フェニレン、２−フルオロ−１，４−フェニレン、２，３−ジフルオロ−１，４−フェニレン、２，６−ジフルオロ−１，４−フェニレン、３，５−ジフルオロ−１，４−フェニレン、ピリミジン−２，５−ジイル、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、またはテトラヒドロピラン−２，５−ジイルであり；Ｚ^３は、単結合、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＯＣＨ_２−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＦ_２Ｏ−、または−ＯＣＦ_２−であり；Ｘ^１およびＸ^２は独立して、水素またはフッ素であり；Ｙ^１は、フッ素、塩素、少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数１から１２のアルキル、少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数１から１２のアルコキシ、または少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数２から１２のアルケニルオキシであり；ｅは、１、２、３、または４である。

【請求項2】

第一添加物が式（１−１）から式（１−１２）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの重合性化合物である、請求項１に記載の液晶組成物。

式（１−１）から式（１−１２）において、Ｐ^１、Ｐ^２、およびＰ^３は独立して、式（Ｐ−１）から式（Ｐ−３）で表される基の群から選択された重合性基であり、ここでＭ^１、Ｍ^２、およびＭ^３は独立して、水素、フッ素、炭素数１から５のアルキル、または少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数１から５のアルキルであり；

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

【請求項3】

液晶組成物の重量に基づいて、第一添加物の割合が０．０３重量％から１０重量％の範囲である、請求項１または２に記載の液晶組成物。

【請求項4】

第一成分として式（２−１）から式（２−４６）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの化合物を含有する、請求項１から３のいずれか１項に記載の液晶組成物。

式（２−１）から式（２−４６）において、Ｒ^１は、炭素数１から１２のアルキル、炭素数１から１２のアルコキシ、炭素数２から１２のアルケニル、または少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数２から１２のアルケニルである。

【請求項5】

液晶組成物の重量に基づいて、第一成分の割合が１０重量％から９０重量％の範囲である、請求項１から４のいずれか１項に記載の液晶組成物。

【請求項6】

第二成分として式（３）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの化合物を含有する、請求項１から５のいずれか１項に記載の液晶組成物。

式（３）において、Ｒ^２およびＲ^３は独立して、炭素数１から１２のアルキル、炭素数１から１２のアルコキシ、炭素数２から１２のアルケニル、少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数１から１２のアルキル、または少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数２から１２のアルケニルであり；環Ｅおよび環Ｆは独立して、１，４−シクロヘキシレン、１，４−フェニレン、２−フルオロ−１，４−フェニレン、または２，５−ジフルオロ−１，４−フェニレンであり；Ｚ^４は、単結合、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＯＣＨ_２−、−ＣＯＯ−、または−ＯＣＯ−であり；ｆは、１、２、または３である。

【請求項7】

第二成分として式（３−１）から式（３−１３）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの化合物を含有する、請求項１から６のいずれか１項に記載の液晶組成物。

式（３−１）から式（３−１３）において、Ｒ^２およびＲ^３は独立して、炭素数１から１２のアルキル、炭素数１から１２のアルコキシ、炭素数２から１２のアルケニル、少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数１から１２のアルキル、または少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数２から１２のアルケニルである。

【請求項8】

液晶組成物の重量に基づいて、第二成分の割合が１０重量％から９０重量％の範囲である、請求項６または７に記載の液晶組成物。

【請求項9】

第三成分として式（４）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの化合物を含有する、請求項１から８のいずれか１項に記載の液晶組成物。

式（４）において、Ｒ^７およびＲ^８は独立して、炭素数１から１２のアルキル、炭素数１から１２のアルコキシ、炭素数２から１２のアルケニル、または炭素数２から１２のアルケニルオキシであり；環Ｑおよび環Ｖは独立して、１，４−シクロヘキシレン、１，４−シクロヘキセニレン、１，４−フェニレン、少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた１，４−フェニレン、またはテトラヒドロピラン−２，５−ジイルであり；環Ｕは、２，３−ジフルオロ−１，４−フェニレン、２−クロロ−３−フルオロ−１，４−フェニレン、２，３−ジフルオロ−５−メチル−１，４−フェニレン、３，４，５−トリフルオロナフタレン−２，６−ジイル、または７，８−ジフルオロクロマン−２，６−ジイルであり；Ｚ^７およびＺ^８は独立して、単結合、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＯＣＨ_２−、−ＣＯＯ−、または−ＯＣＯ−であり；ｐは、１、２、または３であり、ｑは、０または１であり；ｐとｑとの和は３以下である。

【請求項10】

第三成分として式（４−１）から式（４−２１）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの化合物を含有する、請求項１から９のいずれか１項に記載の液晶組成物。

式（４−１）から式（４−２１）において、Ｒ^７およびＲ^８は独立して、炭素数１から１２のアルキル、炭素数１から１２のアルコキシ、炭素数２から１２のアルケニル、または炭素数２から１２のアルケニルオキシである。

【請求項11】

液晶組成物の重量に基づいて、第三成分の割合が３重量％から２５重量％の範囲である、請求項９または１０に記載の液晶組成物。

【請求項12】

請求項１に記載の式（５−１）および式（６−１）において、Ｒ^５が式（Ａ１）から式（Ａ４）のいずれか１つで表される基である、請求項１から１１のいずれか１項に記載の液晶組成物。

式（Ａ１）から式（Ａ４）において、Ｓｐ^４、Ｓｐ^６、およびＳｐ^７は独立して、単結合または基（−Ｓｐ’’−Ｘ’’−）であり、ここで、Ｓｐ’’は、炭素数１から２０のアルキレンであり、このアルキレンにおいて少なくとも１つの−ＣＨ_２−は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＮＨ−、−Ｎ（Ｒ^０）−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ、−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−、−Ｓ−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｓ−、−Ｎ（Ｒ^０）−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−Ｎ（Ｒ^０）−、−Ｎ（Ｒ^０）−ＣＯ−Ｎ（Ｒ^０）−、−ＣＨ＝ＣＨ−、または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、これらの基において、少なくとも１つの水素は、フッ素、塩素、または−ＣＮで置き換えられてもよく、そしてＸ’’は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−、−ＣＯ−Ｎ（Ｒ^０）−、−Ｎ（Ｒ^０）−ＣＯ−、−Ｎ（Ｒ^０）−ＣＯ−Ｎ（Ｒ^０）−、−ＯＣＨ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＳＣＨ_２−、−ＣＨ_２Ｓ−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−、−ＣＦ_２Ｓ−、−ＳＣＦ_２−、−ＣＦ_２ＣＨ_２−、−ＣＨ_２ＣＦ_２−、−ＣＦ_２ＣＦ_２−、−ＣＨ＝Ｎ−、−Ｎ＝ＣＨ−、−Ｎ＝Ｎ−、−ＣＨ＝ＣＲ^０−、−ＣＹ^２＝ＣＹ^３−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ−、または単結合であり、ここでＲ^０は、水素または炭素数１から１２のアルキルであり、Ｙ^２およびＹ^３は独立して、水素、フッ素、塩素、または−ＣＮであり；Ｓｐ^５は、＞ＣＨ−、＞ＣＲ^１１−、＞Ｎ−、または＞Ｃ＜であり；Ｘ^３は、−ＯＨ、−ＯＲ^１１、−ＣＯＯＨ、−ＮＨ_２、−ＮＨＲ^１１、−ＮＲ^１１_２、−ＳＨ、−ＳＲ^１１、

であり、ここでＲ^０は、水素または炭素数１から１２のアルキルであり；Ｘ^４は、−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＮＨ−、−ＮＲ^１１−、−Ｓ−、または単結合であり；Ｚ^６は、炭素数１から１５のアルキレン、炭素数５または６の脂環式基、またはこれらの組み合わせであり、これらの基において、少なくとも１つの水素は、−ＯＨ、−ＯＲ^１１、−ＣＯＯＨ、−ＮＨ_２、−ＮＨＲ^１１、−Ｎ（Ｒ^１１）_２、フッ素、または塩素で置き換えられてもよく；Ｒ^１１は、炭素数１から１５のアルキルであり、このアルキルにおいて、少なくとも１つの−ＣＨ_２−は、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＯ−、または−Ｏ−で置き換えられてもよく、これらの基において、少なくとも１つの水素は、フッ素または塩素で置き換えられてもよく；環Ｊは、炭素数６から２５の芳香族基または炭素数３から２５の脂環式基であり、これらの基は縮合環であってもよく、これらの基において１つから３つの水素はＲ^Ｌで置き換えられてもよく；Ｒ^Ｌは、−ＯＨ、−（ＣＨ_２）_ｉ−ＯＨ、フッ素、塩素、−ＣＮ、−ＮＯ_２、−ＮＣＯ、−ＮＣＳ、−ＯＣＮ、−ＳＣＮ、−Ｃ（＝Ｏ）Ｎ（Ｒ^０）_２、−Ｃ（＝Ｏ）Ｒ^０、−Ｎ（Ｒ^０）_２、−（ＣＨ_２）_ｉ−Ｎ（Ｒ^０）_２、−ＳＨ、−ＳＲ^０、炭素数６から２０のアリール、炭素数６から２０のヘテロアリール、炭素数１から２５のアルキル、炭素数１から２５のアルコキシ、炭素数２から２５のアルキルカルボニル、炭素数２から２５のアルコキシカルボニル、炭素数２から２５のアルキルカルボニルオキシ、または炭素数２から２５のアルコキシカルボニルオキシであり、これらの基において、少なくとも１つの水素は、フッ素または塩素で置き換えられてもよく、ここでＲ^０は、水素または炭素数１から１２のアルキルであり、ｉは、１、２、３、または４であり；ｊは、０、１、２、または３であり；ｋは、２、３、４、または５である。

【請求項13】

第二添加物が式（５−１−１）から式（５−１−４）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの化合物である、請求項１から１２のいずれか１項に記載の液晶組成物。

式（５−１−１）から式（５−１−４）において、環Ｇおよび環Ｉは独立して、１，４−シクロヘキシレン、１，４−フェニレン、２−フルオロ−１，４−フェニレン、２−フルオロ−１，３−フェニレン、２−エチル−１，４−フェニレン、２，６−ジエチル−１，４−フェニレン、２−トリフルオロメチル−１，４−フェニレン、２，３−ジフルオロ−１，４−フェニレン、２，５−ジフルオロ−１，４−フェニレン、２，６−ジフルオロ−１，４−フェニレン、または、２，３，５，６−テトラフルオロ−１，４−フェニレンであり；環Ｊは、シクロヘキシルまたはフェニルであり；Ｚ^５は、単結合、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＯＯ−、または−ＯＣＯ−であり；Ｚ^６は、単結合、炭素数１から１５のアルキレン、炭素数５または６の脂環式基、またはこれらの組み合わせであり、これらの基において、少なくとも１つの水素は、−ＯＨ、−ＯＲ^１１、−ＣＯＯＨ、−ＮＨ_２、−ＮＨＲ^１１、−Ｎ（Ｒ^１１）_２、フッ素、または塩素で置き換えられてもよく、Ｒ^１１は、炭素数１から１５のアルキルであり、このアルキルにおいて少なくとも１つの−ＣＨ_２−は、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＯ−、−Ｏ−、または−ＮＨ−で置き換えられてもよく、これらの基において、少なくとも１つの水素は、フッ素または塩素で置き換えられてもよく；Ｓｐ^４は、単結合、エチレン、プロピレン、またはメチレンオキシであり；Ｓｐ^７は、単結合、または炭素数１から５のアルキレンであり、このアルキレンにおいて−ＣＨ_２−は−Ｏ−または−ＮＨ−で置き換えられてもよく；Ｒ^６は、炭素数１から８のアルキルまたはフッ素であり；ｈは、０、１、２、３、４、または５であり；Ｘ^３は−ＯＨ、−ＣＯＯＨ、−ＳＨ、−ＯＣＨ_３、または−ＮＨ_２であり；Ｘ^４は単結合または−Ｏ−である。

【請求項14】

第二添加物が式（６−１−１）から式（６−１−２６）、式（６−１−２８）、および式（６−１−２９）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの化合物である、請求項１から１３のいずれか１項に記載の液晶組成物。

式（６−１−１）から式（６−１−２６）、式（６−１−２８）、および式（６−１−２９）において、Ｒ^４は、炭素数４から２０のアルキルであり、このアルキルにおいて、少なくとも１つの−ＣＨ_２−は、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＦ−、−Ｃ≡Ｃ−、または炭素数３から８のシクロアルキレンで置き換えられてもよく、これらの基において、少なくとも１つの水素はフッ素または塩素で置き換えられてもよい。

【請求項15】

液晶組成物の重量に基づいて、第二添加物の割合が１０重量％未満である、請求項１から１４のいずれか１項に記載の液晶組成物。

【請求項16】

請求項１から１５のいずれか１項に記載の液晶組成物を含有する液晶表示素子。

【請求項17】

液晶表示素子の動作モードが、ＩＰＳモード、ＴＮモード、ＦＦＳモード、またはＦＰＡモードであり、液晶表示素子の駆動方式がアクティブマトリックス方式である、請求項１６に記載の液晶表示素子。

【請求項18】

請求項１から１５のいずれか１項に記載の液晶組成物を含有し、この液晶組成物中の重合性化合物が重合された、高分子支持配向型の液晶表示素子。

【請求項19】

請求項１から１５のいずれか１項に記載の液晶組成物を含有し、この液晶組成物中の重合性化合物が重合された、配向膜を有しない液晶表示素子。

【請求項20】

請求項１から１５のいずれか１項に記載の液晶組成物の、液晶表示素子における使用。

【請求項21】

請求項１から１５のいずれか１項に記載の液晶組成物の、高分子支持配向型の液晶表示素子における使用。

【請求項22】

請求項１から１５のいずれか１項に記載の液晶組成物の、配向膜を有しない液晶表示素子における使用。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、液晶組成物、この組成物を含有する液晶表示素子などに関する。特に、極性化合物および重合性化合物（またはその重合体）を含み、これらの化合物の作用によって液晶分子の垂直配向が達成可能な、誘電率異方性が正の液晶組成物、および液晶表示素子に関する。

【背景技術】

【0002】

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

【0003】

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

【0004】

【0005】

組成物の光学異方性は、素子のコントラスト比に関連する。素子のモードに応じて、大きな光学異方性または小さな光学異方性、すなわち適切な光学異方性が必要である。組成物の光学異方性（Δｎ）と素子のセルギャップ（ｄ）との積（Δｎ×ｄ）は、コントラスト比を最大にするように設計される。積の適切な値は動作モードの種類に依存する。ＴＮのようなモードの素子では、適切な値は約０．４５μｍである。この場合、小さなセルギャップの素子には大きな光学異方性を有する組成物が好ましい。組成物における大きな誘電率異方性は、素子における低いしきい値電圧、小さな消費電力と大きなコントラスト比に寄与する。したがって、大きな誘電率異方性が好ましい。組成物における大きな比抵抗は、素子における大きな電圧保持率と大きなコントラスト比とに寄与する。したがって、初期段階において室温だけでなくネマチック相の上限温度に近い温度でも大きな比抵抗を有する組成物が好ましい。長時間使用したあと、室温だけでなくネマチック相の上限温度に近い温度でも大きな比抵抗を有する組成物が好ましい。紫外線や熱に対する組成物の安定性は、素子の寿命に関連する。この安定性が高いとき、素子の寿命は長い。このような特性は、液晶プロジェクター、液晶テレビなどに用いるＡＭ素子に好ましい。

【0006】

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

【0007】

一方、配向膜を有しない液晶表示素子では、重合体および極性化合物を含有する液晶組成物が用いられる。まず、少量の重合性化合物および少量の極性化合物を添加した組成物を素子に注入する。ここで、極性化合物は基板表面に吸着され、配列する。この配列にしたがって液晶分子が配向される。次に、この素子の基板のあいだに電圧を印加しながら、組成物に紫外線を照射する。ここで、重合性化合物が重合し、液晶分子の配向を安定化させる。この組成物では、重合体および極性化合物によって液晶分子の配向を制御することが可能になるので、素子の応答時間が短縮され、画像の焼き付きが改善される。さらに、配向膜を有しない素子では、配向膜を形成する工程が不要である。配向膜がないので、配向膜と組成物との相互作用によって、素子の電気抵抗が低下することはない。重合体と極性化合物の組合せによるこのような効果は、ＴＮ、ＥＣＢ、ＯＣＢ、ＩＰＳ、ＶＡ、ＦＦＳ、ＦＰＡのようなモードを有する素子に期待できる。

【0008】

ＴＮモードを有するＡＭ素子においては正の誘電率異方性を有する組成物が用いられる。ＶＡモードを有するＡＭ素子においては負の誘電率異方性を有する組成物が用いられる。ＩＰＳモードまたはＦＦＳモードを有するＡＭ素子においては正または負の誘電率異方性を有する組成物が用いられる。高分子支持配向型のＡＭ素子においては正または負の誘電率異方性を有する組成物が用いられる。正の誘電率異方性を有する液晶組成物の例は次の特許文献１から３などに開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【特許文献1】特表２００６−５０２２６４号公報

【特許文献2】国際公開第２０１０／０８９０９２号パンフレット

【特許文献3】特開２０１１−５２５５５３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

本発明の１つの目的は、重合性化合物（またはその重合体）および極性化合物を含み、これらの化合物の作用によって液晶分子の垂直配向が達成可能な液晶組成物である。別の目的は、ネマチック相の高い上限温度、ネマチック相の低い下限温度、小さな粘度、適切な光学異方性、正に大きな誘電率異方性、大きな比抵抗、紫外線に対する高い安定性、熱に対する高い安定性、大きな弾性定数などの特性において、少なくとも１つの特性を充足する液晶組成物である。別の目的は、少なくとも２つの特性のあいだで適切なバランスを有する液晶組成物である。別の目的は、このような組成物を含有する液晶表示素子である。別の目的は、短い応答時間、大きな電圧保持率、低いしきい値電圧、大きなコントラスト比、長い寿命などの特性を有するＡＭ素子である。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本発明は、第一添加物として式（１）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの重合性化合物を含有し、第二添加物として少なくとも１つの極性化合物を含有し、そして正の誘電率異方性を有する液晶組成物、およびこの組成物を含有する液晶表示素子である。

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

【発明の効果】

【0012】

本発明の１つの長所は、重合性化合物（またはその重合体）および極性化合物を含み、これらの作用によって液晶分子の垂直配向が達成可能な液晶組成物である。別の長所は、ネマチック相の高い上限温度、ネマチック相の低い下限温度、小さな粘度、適切な光学異方性、正に大きな誘電率異方性、大きな比抵抗、紫外線に対する高い安定性、熱に対する高い安定性、大きな弾性定数などの特性において、少なくとも１つの特性を充足する液晶組成物である。別の長所は、少なくとも２つの特性のあいだで適切なバランスを有する液晶組成物である。別の長所は、このような組成物を含有する液晶表示素子である。別の長所は、短い応答時間、大きな電圧保持率、低いしきい値電圧、大きなコントラスト比、長い寿命などの特性を有するＡＭ素子である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

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

【0014】

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

【0015】

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

【0016】

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

【0017】

成分化合物の化学式において、末端基Ｒ^１の記号を複数の化合物に用いる。これらの化合物において、任意の２つのＲ^１が表す２つの基は同一であってもよく、または異なってもよい。例えば、化合物（２−１）のＲ^１がエチルであり、化合物（２−２）のＲ^１がエチルであるケースがある。化合物（２−１）のＲ^１がエチルであり、化合物（２−２）のＲ^１がプロピルであるケースもある。このルールは、他の末端基などの記号にも適用される。式（２）において、ｅが２のとき、２つの環Ｄが存在する。この化合物において、２つの環Ｄが表す２つの環は、同一であってもよく、または異なってもよい。このルールは、ｅが２より大きいとき、任意の２つの環Ｄにも適用される。このルールは、他の記号にも適用される。このルールは、化合物（１−１１）における２つの−Ｓｐ^２−Ｐ^２のような場合にも適用される。

【0018】

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

【0019】

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

【0020】

「少なくとも１つの−ＣＨ_２−は−Ｏ−で置き換えられてもよい」のような表現がこの明細書で使われる。この場合、−ＣＨ_２−ＣＨ_２−ＣＨ_２−は、隣接しない−ＣＨ_２−が−Ｏ−で置き換えられることによって−Ｏ−ＣＨ_２−Ｏ−に変換されてもよい。しかしながら、隣接した−ＣＨ_２−が−Ｏ−で置き換えられることはない。この置き換えでは−Ｏ−Ｏ−ＣＨ_２−（ペルオキシド）が生成するからである。すなわち、この表現は、「１つの−ＣＨ_２−は−Ｏ−で置き換えられてもよい」と「少なくとも２つの隣接しない−ＣＨ_２−は−Ｏ−で置き換えられてもよい」の両方とを意味する。このルールは、−Ｏ−への置き換えだけでなく、−ＣＨ＝ＣＨ−や−ＣＯＯ−のような二価基へ置き換えにも適用される。式（５）において、Ｒ^４は炭素数４から２０のアルキルであり、このアルキルにおいて、少なくとも１つの−ＣＨ_２−は、−ＣＨ＝ＣＨ−などで置き換えられてもよい。この置き換えによってアルキルの炭素数が増加する。このようなとき、最大の炭素数は３０である。このルールは、アルキレン、シクロアルキレンなどにも適用される。

【0021】

液晶性化合物のアルキルは、直鎖状または分岐状であり、環状アルキルを含まない。直鎖状アルキルは、分岐状アルキルよりも好ましい。これらのことは、アルコキシ、アルケニルなどの末端基についても同様である。１，４−シクロヘキシレンに関する立体配置は、上限温度を上げるためにシスよりもトランスが好ましい。ハロゲンは、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素を意味する。好ましいハロゲンはフッ素または塩素である。さらに好ましいハロゲンはフッ素である。

【0022】

本発明は、下記の項などである。

【0023】

項１． 第一添加物として式（１）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの重合性化合物を含有し、第二添加物として少なくとも１つの極性化合物を含有し、そして正の誘電率異方性を有する液晶組成物。

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

【0024】

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

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

【0025】

項３． 第一添加物が式（１−１）から式（１−１２）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの重合性化合物である、項１または２に記載の液晶組成物。

式（１−１）から式（１−１２）において、Ｐ^１、Ｐ^２、およびＰ^３は独立して、式（Ｐ−１）から式（Ｐ−３）で表される基の群から選択された重合性基であり、ここでＭ^１、Ｍ^２、およびＭ^３は独立して、水素、フッ素、炭素数１から５のアルキル、または少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数１から５のアルキルであり；

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

【0026】

項４． 液晶組成物の重量に基づいて、第一添加物の割合が０．０３重量％から１０重量％の範囲である、項１から３のいずれか１項に記載の液晶組成物。

【0027】

項５． 第一成分として式（２）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの化合物を含有する、項１から４のいずれか１項に記載の液晶組成物。

式（２）において、Ｒ^１は、炭素数１から１２のアルキル、炭素数１から１２のアルコキシ、または炭素数２から１２のアルケニル、または少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数２から１２のアルケニルであり；環Ｄは、１，４−シクロヘキシレン、１，４−フェニレン、２−フルオロ−１，４−フェニレン、２，３−ジフルオロ−１，４−フェニレン、２，６−ジフルオロ−１，４−フェニレン、３，５−ジフルオロ−１，４−フェニレン、ピリミジン−２，５−ジイル、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、またはテトラヒドロピラン−２，５−ジイルであり；Ｚ^３は、単結合、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＯＣＨ_２−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＦ_２Ｏ−、または−ＯＣＦ_２−であり；Ｘ^１およびＸ^２は独立して、水素またはフッ素であり；Ｙ^１は、フッ素、塩素、少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数１から１２のアルキル、少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数１から１２のアルコキシ、または少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数２から１２のアルケニルオキシであり；ｅは、１、２、３、または４である。

【0028】

項６． 第一成分として式（２−１）から式（２−４６）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの化合物を含有する、項１から５のいずれか１項に記載の液晶組成物。

【0029】

【0030】

【0031】

【0032】

式（２−１）から式（２−４６）において、Ｒ^１は、炭素数１から１２のアルキル、炭素数１から１２のアルコキシ、炭素数２から１２のアルケニル、または少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数２から１２のアルケニルである。

【0033】

項７． 液晶組成物の重量に基づいて、第一成分の割合が１０重量％から９０重量％の範囲である、項５または６に記載の液晶組成物。

【0034】

項８． 第二成分として式（３）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの化合物を含有する、項１から７のいずれか１項に記載の液晶組成物。

式（３）において、Ｒ^２およびＲ^３は独立して、炭素数１から１２のアルキル、炭素数１から１２のアルコキシ、炭素数２から１２のアルケニル、少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数１から１２のアルキル、または少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数２から１２のアルケニルであり；環Ｅおよび環Ｆは独立して、１，４−シクロヘキシレン、１，４−フェニレン、２−フルオロ−１，４−フェニレン、または２，５−ジフルオロ−１，４−フェニレンであり；Ｚ^４は、単結合、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＯＣＨ_２−、−ＣＯＯ−、または−ＯＣＯ−であり；ｆは、１、２、または３である。

【0035】

項９． 第二成分として式（３−１）から式（３−１３）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの化合物を含有する、項１から８のいずれか１項に記載の液晶組成物。

式（３−１）から式（３−１３）において、Ｒ^２およびＲ^３は独立して、炭素数１から１２のアルキル、炭素数１から１２のアルコキシ、炭素数２から１２のアルケニル、少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数１から１２のアルキル、または少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数２から１２のアルケニルである。

【0036】

項１０． 液晶組成物の重量に基づいて、第二成分の割合が１０重量％から９０重量％の範囲である、項８または９に記載の液晶組成物。

【0037】

項１１． 第三成分として式（４）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの化合物を含有する、項１から１０のいずれか１項に記載の液晶組成物。

式（４）において、Ｒ^７およびＲ^８は独立して、炭素数１から１２のアルキル、炭素数１から１２のアルコキシ、炭素数２から１２のアルケニル、または炭素数２から１２のアルケニルオキシであり；環Ｑおよび環Ｖは独立して、１，４−シクロヘキシレン、１，４−シクロヘキセニレン、１，４−フェニレン、少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた１，４−フェニレン、またはテトラヒドロピラン−２，５−ジイルであり；環Ｕは、２，３−ジフルオロ−１，４−フェニレン、２−クロロ−３−フルオロ−１，４−フェニレン、２，３−ジフルオロ−５−メチル−１，４−フェニレン、３，４，５−トリフルオロナフタレン−２，６−ジイル、または７，８−ジフルオロクロマン−２，６−ジイルであり；Ｚ^７およびＺ^８は独立して、単結合、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＯＣＨ_２−、−ＣＯＯ−、または−ＯＣＯ−であり；ｐは、１、２、または３であり、ｑは、０または１であり；ｐとｑとの和は３以下である。

【0038】

項１２． 第三成分として式（４−１）から式（４−２１）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの化合物を含有する、項１から１１のいずれか１項に記載の液晶組成物。

式（４−１）から式（４−２１）において、Ｒ^７およびＲ^８は独立して、炭素数１から１２のアルキル、炭素数１から１２のアルコキシ、炭素数２から１２のアルケニル、または炭素数２から１２のアルケニルオキシである。

【0039】

項１３． 液晶組成物の重量に基づいて、第三成分の割合が３重量％から２５重量％の範囲である、項１１または１２に記載の液晶組成物。

【0040】

項１４． 第二添加物が、窒素、酸素、硫黄、およびリンから選択されたヘテロ原子を有する極性基を有する極性化合物である、項１から１３のいずれか１項に記載の液晶組成物。

【0041】

項１５． 第二添加物として式（５）および式（６）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの極性化合物を含有する、項１から１４のいずれか１項に記載の液晶組成物。

式（５）において、ＭＥＳは、少なくとも１つの環を有するメソゲン基であり；式（６）において、Ｒ^４は炭素数４から２０のアルキルであり、このアルキルにおいて、少なくとも１つの−ＣＨ_２−は、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＦ−、−Ｃ≡Ｃ−、または炭素数３から８のシクロアルキレンで置き換えられてもよく、これらの基において、少なくとも１つの水素はフッ素または塩素で置き換えられてもよく；式（５）および式（６）において、Ｒ^５は、ＯＨ構造の酸素原子、ＳＨ構造の硫黄原子、および第一級、第二級、または第三級のアミン構造の窒素原子の少なくとも１つを有する極性基であり；ｇは、１または２である。

【0042】

項１６． 第二添加物として式（５−１）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの化合物を含有する、項１から１５のいずれか１項に記載の液晶組成物。

式（５−１）において、環Ｇおよび環Ｉは独立して、炭素数６から２５の芳香族基、炭素数５から２５の複素芳香族基、炭素数３から２５の脂環式基、または炭素数４から２５の複素脂環式基であり、これらの基は縮合環であってもよく、これらの基において、少なくとも１つの水素は基Ｔで置き換えられてもよく、ここで基Ｔは、−ＯＨ、−（ＣＨ_２）_ｉ−ＯＨ、ハロゲン、−ＣＮ、−ＮＯ_２、−ＮＣＯ、−ＮＣＳ、−ＯＣＮ、−ＳＣＮ、−Ｃ（＝Ｏ）Ｎ（Ｒ^０）_２、−Ｃ（＝Ｏ）Ｒ^０、−Ｎ（Ｒ^０）_２、−（ＣＨ_２）_ｉ−Ｎ（Ｒ^０）_２、炭素数６から２０のアリール、炭素数６から２０のヘテロアリール、炭素数１から２５のアルキル、炭素数１から２５のアルコキシ、炭素数２から２５のアルキルカルボニル、炭素数２から２５のアルコキシカルボニル、炭素数２から２５のアルキルカルボニルオキシ、または炭素数２から２５のアルコキシカルボニルオキシであり、これらの基において、少なくとも１つの水素は、フッ素または塩素で置き換えられてもよく、ここでＲ^０は、水素または炭素数１から１２のアルキルであり、ｉは、１、２、３、または４であり；Ｚ^５は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−ＯＣＯ−、−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−、−ＯＣＨ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＳＣＨ_２−、−ＣＨ_２Ｓ−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−、−ＣＦ_２Ｓ−、−ＳＣＦ_２−、−（ＣＨ_２）_ｉ−、−ＣＦ_２ＣＨ_２−、−ＣＨ_２ＣＦ_２−、−（ＣＦ_２）_ｉ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ（Ｒ^０）_２、または単結合であり、ここでＲ^０は、水素または炭素数１から１２のアルキルであり、ｉは、１、２、３、または４であり；Ｒ^５は、炭素数１から２５のアルキルであり、このアルキルにおいて、少なくとも１つの−ＣＨ_２−は、−ＮＲ^０−、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＯＣＯＯ−、または炭素数３から８のシクロアルキレンで置き換えられてもよく、ここでＲ^０は、水素または炭素数１から１２のアルキルであり、少なくとも１つの第三級炭素（＞ＣＨ−）は、窒素（＞Ｎ−）で置き換えられてもよく、そして少なくとも１つの水素は、フッ素または塩素で置き換えられてもよく、ただしＲ^５は、ＯＨ構造の酸素原子、ＳＨ構造の硫黄原子、または第一級、第二級、または第三級のアミン構造の窒素原子の少なくとも１つを有し；Ｒ^６は、水素、ハロゲン、炭素数１から２５のアルキルであり、このアルキルにおいて、少なくとも１つの−ＣＨ_２−は、−ＮＲ^０−、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−、または炭素数３から８のシクロアルキレンで置き換えられてもよく、そして少なくとも１つの第三級炭素（＞ＣＨ−）は、窒素（＞Ｎ−）で置き換えられてもよく、これらの基において、少なくとも１つの水素は、フッ素または塩素で置き換えられてもよく、ここでＲ^０は、水素または炭素数１から１２のアルキルであり；ｈは、０、１、２、３、４、または５である。

【0043】

項１７． 第二添加物として式（６−１）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの極性化合物を含有する、項１から１５のいずれか１項に記載の液晶組成物。

式（６−１）において、Ｒ^４は、炭素数４から２０のアルキルであり、このアルキルにおいて、少なくとも１つの−ＣＨ_２−は、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＦ−、−Ｃ≡Ｃ−、または炭素数３から８のシクロアルキレンで置き換えられてもよく、これらの基において、少なくとも１つの水素はフッ素または塩素で置き換えられてもよく；Ｒ^５は、炭素数１から２５のアルキルであり、このアルキルにおいて、少なくとも１つの−ＣＨ_２−は、−ＮＲ^０−、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＯＣＯＯ−、または炭素数３から８のシクロアルキレンで置き換えられてもよく、ここでＲ^０は、水素または炭素数１から１２のアルキルであり、少なくとも１つの第三級炭素（＞ＣＨ−）は、窒素（＞Ｎ−）で置き換えられてもよく、そして少なくとも１つの水素は、フッ素または塩素で置き換えられてもよく、ただしＲ^５は、ＯＨ構造の酸素原子、ＳＨ構造の硫黄原子、および第一級、第二級、または第三級のアミン構造の窒素原子の少なくとも１つを有する。

【0044】

項１８． 項１５に記載の式（５）および式（６）において、Ｒ^５が式（Ａ１）から式（Ａ４）のいずれか１つで表される基である、項１５から１７のいずれか１項に記載の液晶組成物。

式（Ａ１）から式（Ａ４）において、Ｓｐ^４、Ｓｐ^６、およびＳｐ^７は独立して、単結合または基（−Ｓｐ’’−Ｘ’’−）であり、ここで、Ｓｐ’’は、炭素数１から２０のアルキレンであり、このアルキレンにおいて少なくとも１つの−ＣＨ_２−は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＮＨ−、−Ｎ（Ｒ^０）−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ、−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−、−Ｓ−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｓ−、−Ｎ（Ｒ^０）−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−Ｎ（Ｒ^０）−、−Ｎ（Ｒ^０）−ＣＯ−Ｎ（Ｒ^０）−、−ＣＨ＝ＣＨ−、または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、これらの基において、少なくとも１つの水素は、フッ素、塩素、または−ＣＮで置き換えられてもよく、そしてＸ’’は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−、−ＣＯ−Ｎ（Ｒ^０）−、−Ｎ（Ｒ^０）−ＣＯ−、−Ｎ（Ｒ^０）−ＣＯ−Ｎ（Ｒ^０）−、−ＯＣＨ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＳＣＨ_２−、−ＣＨ_２Ｓ−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−、−ＣＦ_２Ｓ−、−ＳＣＦ_２−、−ＣＦ_２ＣＨ_２−、−ＣＨ_２ＣＦ_２−、−ＣＦ_２ＣＦ_２−、−ＣＨ＝Ｎ−、−Ｎ＝ＣＨ−、−Ｎ＝Ｎ−、−ＣＨ＝ＣＲ^０−、−ＣＹ^２＝ＣＹ^３−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ−、または単結合であり、ここでＲ^０は、水素または炭素数１から１２のアルキルであり、Ｙ^２およびＹ^３は独立して、水素、フッ素、塩素、または−ＣＮであり；Ｓｐ^５は、＞ＣＨ−、＞ＣＲ^１１−、＞Ｎ−、または＞Ｃ＜であり；Ｘ^３は、−ＯＨ、−ＯＲ^１１、−ＣＯＯＨ、−ＮＨ_２、−ＮＨＲ^１１、−Ｎ（Ｒ^１１）_２、−ＳＨ、−ＳＲ^１１、

であり、ここでＲ^０は、水素または炭素数１から１２のアルキルであり；Ｘ^４は、−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＮＨ−、−ＮＲ^１１−、−Ｓ−、または単結合であり；Ｚ^６は、炭素数１から１５のアルキレン、炭素数５または６の脂環式基、またはこれらの組み合わせであり、これらの基において、少なくとも１つの水素は、−ＯＨ、−ＯＲ^１１、−ＣＯＯＨ、−ＮＨ_２、−ＮＨＲ^１１、−Ｎ（Ｒ^１１）_２、フッ素、または塩素で置き換えられてもよく；Ｒ^１１は、炭素数１から１５のアルキルであり、このアルキルにおいて、少なくとも１つの−ＣＨ_２−は、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＯ−、または−Ｏ−で置き換えられてもよく、これらの基において、少なくとも１つの水素は、フッ素または塩素で置き換えられてもよく；環Ｊは、炭素数６から２５の芳香族基または炭素数３から２５の脂環式基であり、これらの基は縮合環であってもよく、これらの基において１つから３つの水素はＲ^Ｌで置き換えられてもよく；Ｒ^Ｌは、−ＯＨ、−（ＣＨ_２）_ｉ−ＯＨ、フッ素、塩素、−ＣＮ、−ＮＯ_２、−ＮＣＯ、−ＮＣＳ、−ＯＣＮ、−ＳＣＮ、−Ｃ（＝Ｏ）Ｎ（Ｒ^０）_２、−Ｃ（＝Ｏ）Ｒ^０、−Ｎ（Ｒ^０）_２、−（ＣＨ_２）_ｉ−Ｎ（Ｒ^０）_２、−ＳＨ、−ＳＲ^０、炭素数６から２０のアリール、炭素数６から２０のヘテロアリール、炭素数１から２５のアルキル、炭素数１から２５のアルコキシ、炭素数２から２５のアルキルカルボニル、炭素数２から２５のアルコキシカルボニル、炭素数２から２５のアルキルカルボニルオキシ、または炭素数２から２５のアルコキシカルボニルオキシであり、これらの基において、少なくとも１つの水素は、フッ素または塩素で置き換えられてもよく、ここでＲ^０は、水素または炭素数１から１２のアルキルであり、ｉは、１、２、３、または４であり；ｊは、０、１、２、または３であり；ｋは、２、３、４、または５である。

【0045】

項１９． 第二添加物が式（５−１−１）から式（５−１−４）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの化合物である、項１６に記載の液晶組成物。

式（５−１−１）から式（５−１−４）において、環Ｇおよび環Ｉは独立して、１，４−シクロヘキシレン、１，４−フェニレン、２−フルオロ−１，４−フェニレン、２−フルオロ−１，３−フェニレン、２−エチル−１，４−フェニレン、２，６−ジエチル−１，４−フェニレン、２−トリフルオロメチル−１，４−フェニレン、２，３−ジフルオロ−１，４−フェニレン、２，５−ジフルオロ−１，４−フェニレン、２，６−ジフルオロ−１，４−フェニレン、または、２，３，５，６−テトラフルオロ−１，４−フェニレンであり；環Ｊは、シクロヘキシルまたはフェニルであり；Ｚ^５は、単結合、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＯＯ−、または−ＯＣＯ−であり；Ｚ^６は、単結合、炭素数１から１５のアルキレン、炭素数５または６の脂環式基、またはこれらの組み合わせであり、これらの基において、少なくとも１つの水素は、−ＯＨ、−ＯＲ^１１、−ＣＯＯＨ、−ＮＨ_２、−ＮＨＲ^１１、−Ｎ（Ｒ^１１）_２、フッ素、または塩素で置き換えられてもよく、Ｒ^１１は、炭素数１から１５のアルキルであり、このアルキルにおいて少なくとも１つの−ＣＨ_２−は、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＯ−、−Ｏ−、または−ＮＨ−で置き換えられてもよく、これらの基において、少なくとも１つの水素は、フッ素または塩素で置き換えられてもよく；Ｓｐ^４は、単結合、エチレン、プロピレン、またはメチレンオキシであり；Ｓｐ^７は、単結合、または炭素数１から５のアルキレンであり、このアルキレンにおいて−ＣＨ_２−は−Ｏ−または−ＮＨ−で置き換えられてもよく；Ｒ^６は、炭素数１から８のアルキルまたはフッ素であり；ｈは、０、１、２、３、４、または５であり；Ｘ^３は−ＯＨ、−ＣＯＯＨ、−ＳＨ、−ＯＣＨ_３、または−ＮＨ_２であり；Ｘ^４は単結合または−Ｏ−である。

【0046】

項２０． 第二添加物が式（６−１−１）から式（６−１−２９）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの化合物である、項１７に記載の液晶組成物。

【0047】

【0048】

式（６−１−１）から式（６−１−２９）において、Ｒ^４は、炭素数４から２０のアルキルであり、このアルキルにおいて、少なくとも１つの−ＣＨ_２−は、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＦ−、−Ｃ≡Ｃ−、または炭素数３から８のシクロアルキレンで置き換えられてもよく、これらの基において、少なくとも１つの水素はフッ素または塩素で置き換えられてもよい。

【0049】

項２１． 液晶組成物の重量に基づいて、第二添加物の割合が１０重量％未満である、項１から２０のいずれか１項に記載の液晶組成物。

【0050】

項２２． 項１から２１のいずれか１項に記載の液晶組成物を含有する液晶表示素子。

【0051】

項２３． 液晶表示素子の動作モードが、ＩＰＳモード、ＴＮモード、ＦＦＳモード、またはＦＰＡモードであり、液晶表示素子の駆動方式がアクティブマトリックス方式である、項２２に記載の液晶表示素子。

【0052】

項２４． 項１から２１のいずれか１項に記載の液晶組成物を含有し、この液晶組成物中の重合性化合物が重合された、高分子支持配向型の液晶表示素子。

【0053】

項２５． 項１から２１のいずれか１項に記載の液晶組成物を含有し、この液晶組成物中の重合性化合物が重合された、配向膜を有しない液晶表示素子。

【0054】

項２６． 項１から２１のいずれか１項に記載の液晶組成物の、液晶表示素子における使用。

【0055】

項２７． 項１から２１のいずれか１項に記載の液晶組成物の、高分子支持配向型の液晶表示素子における使用。

【0056】

項２８． 項１から２１のいずれか１項に記載の液晶組成物の、配向膜を有しない液晶表示素子における使用。

【0057】

本発明は、次の項も含む。（ａ）上記の液晶組成物を２つの基板のあいだに配置し、この組成物に電圧を印加した状態で光を照射し、この組成物に含有される重合性化合物を重合させることによって、上記の液晶表示素子を製造する方法。（ｂ）ネマチック相の上限温度が７０℃以上であり、波長５８９ｎｍにおける光学異方性（２５℃で測定）が０．０８以上であり、そして周波数１ｋＨｚにおける誘電率異方性（２５℃で測定）が２以上である、上記の液晶組成物。

【0058】

本発明は、次の項も含む。（ｃ）上記の重合性化合物（１）を少なくとも２つ含有する上記の組成物。（ｄ）上記の重合性化合物（１）とは異なる重合性化合物をさらに含有する上記の組成物。（ｅ）光学活性化合物、酸化防止剤、紫外線吸収剤、色素、消泡剤、重合性化合物、重合開始剤、重合禁止剤、極性化合物のような添加物の１つ、２つまたは少なくとも３つを含有する上記の組成物。（ｆ）上記の組成物を含有するＡＭ素子。（ｇ）上記の組成物を含有し、そしてＴＮ、ＥＣＢ、ＯＣＢ、ＩＰＳ、ＦＦＳ、ＶＡ、またはＦＰＡのモードを有する素子。（ｈ）上記の組成物を含有する透過型の素子。（ｉ）上記の組成物を、ネマチック相を有する組成物として使用すること。（ｊ）上記の組成物に光学活性化合物を添加することによって光学活性な組成物としての使用。

【0059】

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

【0060】

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

【0061】

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

【0062】

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

【0063】

【0064】

成分化合物を組成物に混合したとき、成分化合物が組成物の特性に及ぼす主要な効果は次のとおりである。化合物（１）は、重合によって重合体を与える。この重合体は、液晶分子の配向を安定化するので、素子の応答時間を短縮し、そして画像の焼き付きを改善する。化合物（２）は、誘電率異方性を上げ、そして下限温度を下げる。化合物（３）は、粘度を下げる。化合物（４）は、短軸方向における誘電率を上げる。化合物（５）および化合物（６）は、極性基の作用で基板表面に吸着し、液晶分子の配向を制御する。液晶分子の配向という観点から、化合物（１）の重合体は効果的である。化合物（５）または化合物（６）も効果的である。化合物（１）および化合物（５）、または化合物（１）および化合物（６）の組み合わせはさらに効果的である。この組み合わせによって相乗効果が期待できる。この組み合わせは、化合物（５）のみ、または化合物（６）のみよりも良好な長期安定性を期待できる。

【0065】

第三に、組成物における成分の組み合わせ、成分の好ましい割合およびその根拠を説明する。組成物における成分の好ましい組み合わせは、化合物（１）＋化合物（２）＋化合物（５）、化合物（１）＋化合物（２）＋化合物（３）＋化合物（５）、化合物（１）＋化合物（２）＋化合物（３）＋化合物（４）＋化合物（５）、化合物（１）＋化合物（２）＋化合物（６）、化合物（１）＋化合物（２）＋化合物（３）＋化合物（６）、化合物（１）＋化合物（２）＋化合物（３）＋化合物（４）＋化合物（６）、化合物（１）＋化合物（２）＋化合物（５）＋化合物（６）、化合物（１）＋化合物（２）＋化合物（３）＋化合物（５）＋化合物（６）、または化合物（１）＋化合物（２）＋化合物（３）＋化合物（４）＋化合物（５）＋化合物（６）である。さらに好ましい組み合わせは、化合物（１）＋化合物（２）＋化合物（３）＋化合物（５）である。

【0066】

化合物（１）は、高分子支持配向型の素子に適合させる目的で、組成物に添加される。化合物（１）の好ましい割合は、素子の長期信頼性を向上させるために約０．０３重量％以上であり、素子の表示不良を防ぐために約１０重量％以下である。さらに好ましい割合は、約０．１重量％から約２重量％の範囲である。特に好ましい割合は、約０．２重量％から約１．０重量％の範囲である。

【0067】

化合物（２）の好ましい割合は、誘電率異方性を上げるために約１０重量％以上であり、下限温度を下げるために、または粘度を下げるために約９０重量％以下である。さらに好ましい割合は約１５重量％から約７５重量％の範囲である。特に好ましい割合は約２０重量％から約６５重量％の範囲である。

【0068】

化合物（３）の好ましい割合は、上限温度を上げるために、または粘度を下げるために約１０重量％以上であり、誘電率異方性を上げるために約９０重量％以下である。さらに好ましい割合は約２０重量％から約８５重量％の範囲である。特に好ましい割合は約３０重量％から約８０重量％の範囲である。

【0069】

化合物（４）の好ましい割合は、誘電率異方性を上げるために約３重量％以上であり、下限温度を下げるために約２５重量％以下である。さらに好ましい割合は約５重量％から約２０重量％の範囲である。特に好ましい割合は約５重量％から約１５重量％の範囲である。

【0070】

化合物（５）または化合物（６）は、液晶分子の配向を制御する目的で、組成物に添加される。化合物（５）または化合物（６）の好ましい割合は、液晶分子を配向させるために約０．０５重量％以上であり、素子の表示不良を防ぐために約１０重量％以下である。さらに好ましい割合は、約０．１重量％から約７重量％の範囲である。特に好ましい割合は、約０．５重量％から約５重量％の範囲である。

【0071】

第四に、成分化合物の好ましい形態を説明する。式（１）において、Ｐ^１、Ｐ^２、およびＰ^３は独立して、重合性基である。好ましいＰ^１、Ｐ^２、またはＰ^３は、式（Ｐ−１）から式（Ｐ−５）で表される基の群から選択された重合性基である。さらに好ましいＰ^１、Ｐ^２、またはＰ^３は、式（Ｐ−１）、式（Ｐ−２）、または式（Ｐ−３）で表される基である。特に好ましいＰ^１、Ｐ^２、またはＰ^３は、式（Ｐ−１）または式（Ｐ−２）で表される基である。最も好ましいＰ^１、Ｐ^２、またはＰ^３は、式（Ｐ−１）で表される基である。式（Ｐ−１）で表される好ましい基は、−ＯＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ_２または−ＯＣＯ−Ｃ（ＣＨ_３）＝ＣＨ_２である。式（Ｐ−１）から式（Ｐ−５）の波線は、結合する部位を示す。

【0072】

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

【0073】

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

【0074】

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

【0075】

Ｚ^１およびＺ^２は独立して、単結合または炭素数１から１０のアルキレンであり、このアルキレンにおいて、少なくとも１つの−ＣＨ_２−は、−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、または−ＯＣＯ−で置き換えられてもよく、そして少なくとも１つの−ＣＨ_２−ＣＨ_２−は、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ（ＣＨ_３）＝ＣＨ−、−ＣＨ＝Ｃ（ＣＨ_３）−、または−Ｃ（ＣＨ_３）＝Ｃ（ＣＨ_３）−で置き換えられてもよく、これらの基において、少なくとも１つの水素は、フッ素または塩素で置き換えられてもよい。好ましいＺ^１またはＺ^２は、単結合、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＯＣＨ_２−、−ＣＯＯ−、または−ＯＣＯ−である。さらに好ましいＺ^１またはＺ^２は、単結合である。

【0076】

ａは、０、１、または２である。好ましいａは、０または１である。ｂ、ｃ、およびｄは独立して、０、１、２、３、または４であり、そしてｂ、ｃ、およびｄの和は、１以上である。好ましいｂ、ｃ、およびｄは、１または２である。ただし、環Ａおよび環Ｃがフェニルであるとき、ａは１または２である。従って、ビフェニル骨格を有する重合性化合物は除外される。

【0077】

式（２）、式（３）、および式（４）において、Ｒ^１は、炭素数１から１２のアルキル、炭素数１から１２のアルコキシ、炭素数２から１２のアルケニル、または少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数２から１２のアルケニルである。好ましいＲ^１は、紫外線または熱に対する安定性を上げるために、炭素数１から１２のアルキルである。Ｒ^２およびＲ^３は独立して、炭素数１から１２のアルキル、炭素数１から１２のアルコキシ、炭素数２から１２のアルケニル、少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数１から１２のアルキル、または少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数２から１２のアルケニルである。好ましいＲ^２またはＲ^３は、粘度を下げるために、炭素数２から１２のアルケニルであり、安定性を上げるために炭素数１から１２のアルキルである。Ｒ^７およびＲ^８は独立して、炭素数１から１２のアルキル、炭素数１から１２のアルコキシ、炭素数２から１２のアルケニル、または炭素数２から１２のアルケニルオキシである。好ましいＲ^７またはＲ^８は、安定性を上げるために炭素数１から１２のアルキルであり、誘電率異方性を上げるために炭素数１から１２のアルコキシである。

【0078】

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

【0079】

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

【0080】

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

【0081】

好ましいアルケニルオキシは、ビニルオキシ、アリルオキシ、３−ブテニルオキシ、３−ペンテニルオキシ、または４−ペンテニルオキシである。粘度を下げるために、さらに好ましいアルケニルオキシは、アリルオキシまたは３−ブテニルオキシである。

【0082】

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

【0083】

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

【0084】

環Ｄは、１，４−シクロヘキシレン、１，４−フェニレン、２−フルオロ−１，４−フェニレン、２，３−ジフルオロ−１，４−フェニレン、２，６−ジフルオロ−１，４−フェニレン、ピリミジン−２，５−ジイル、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、またはテトラヒドロピラン−２，５−ジイルである。好ましい環Ｄは、光学異方性を上げるために１，４−フェニレンまたは２−フルオロ−１，４−フェニレンである。

【0085】

環Ｅおよび環Ｆは独立して、１，４−シクロヘキシレン、１，４−フェニレン、２−フルオロ−１，４−フェニレン、または２，５−ジフルオロ−１，４−フェニレンである。好ましい環Ｅまたは環Ｆは粘度を下げるために、または上限温度を上げるために、１，４−シクロヘキシレンであり、下限温度を下げるために１，４−フェニレンである。

【0086】

環Ｑおよび環Ｖは独立して、１，４−シクロヘキシレン、１，４−シクロヘキセニレン、１，４−フェニレン、少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた１，４−フェニレン、またはテトラヒドロピラン−２，５−ジイルである。好ましい環Ｑまたは環Ｖは、粘度を下げるために１，４−シクロヘキシレンであり、誘電率異方性を上げるためにテトラヒドロピラン−２，５−ジイルであり、光学異方性を上げるために１，４−フェニレンである。環Ｕは、２，３−ジフルオロ−１，４−フェニレン、２−クロロ−３−フルオロ−１，４−フェニレン、２，３−ジフルオロ−５−メチル−１，４−フェニレン、３，４，５−トリフルオロナフタレン−２，６−ジイル、または７，８−ジフルオロクロマン−２，６−ジイルである。好ましい環Ｕは、誘電率異方性を上げるために２，３−ジフルオロ−１，４−フェニレンである。テトラヒドロピラン−２，５−ジイルは、

または

であり、好ましくは

である。

【0087】

Ｚ^３は、単結合、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＯＣＨ_２−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＦ_２Ｏ−、または−ＯＣＦ_２−である。好ましいＺ^３は、粘度を下げるために単結合である。Ｚ^４は、単結合、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＯＣＨ_２−、−ＣＯＯ−、または−ＯＣＯ−である。好ましいＺ^４は、粘度を下げるために単結合であり、下限温度を下げるために−ＣＨ_２ＣＨ_２−であり、上限温度を上げるために−ＣＯＯ−または−ＯＣＯ−である。Ｚ^７およびＺ^８は独立して、単結合、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＯＣＨ_２−、−ＣＯＯ−、または−ＯＣＯ−である。好ましいＺ^７またはＺ^８は、粘度を下げるために単結合であり、誘電率異方性を上げるためにメチレンオキシである。

【0088】

Ｘ^１およびＸ^２は独立して、水素またはフッ素である。好ましいＸ^１またはＸ^２は、誘電率異方性を上げるためにフッ素である。

【0089】

Ｙ^１は、フッ素、塩素、少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数１から１２のアルキル、少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数１から１２のアルコキシ、または少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数２から１２のアルケニルオキシである。少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられたアルキルの好ましい例は、トリフルオロメチルである。少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられたアルコキシの好ましい例は、トリフルオロメトキシである。少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられたアルケニルオキシの好ましい例は、トリフルオロビニルオキシである。好ましいＹ^１は、下限温度を下げるためにフッ素である。

【0090】

ｅは、１、２、３、または４である。好ましいｅは、下限温度を下げるために２であり、誘電率異方性を上げるために３である。ｆは、１、２、または３である。好ましいｆは粘度を下げるために１であり、上限温度を上げるために２または３である。ｐは、１、２、または３であり、ｑは、０または１であり、ｐとｑとの和は３以下である。好ましいｐは粘度を下げるために１であり、上限温度を上げるために２または３である。好ましいｑは粘度を下げるために０であり、下限温度を下げるために１である。

【0091】

式（５）および式（６）において、Ｒ^５は、極性基である。極性基を有する極性化合物は、組成物に添加するので安定であることが好ましい。極性化合物を組成物に添加したとき、この化合物が素子の電圧保持率を下げないことが好ましい。極性化合物は、低い揮発性を有することが好ましい。好ましいモル質量は１３０ｇ／ｍｏｌ以上である。さらに好ましいモル質量は１５０ｇ／ｍｏｌから５００ｇ／ｍｏｌの範囲である。好ましい極性化合物は、アクリロイルオキシ（−ＯＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ_２）、メタクリロイルオキシ（−ＯＣＯ−（ＣＨ_３）Ｃ＝ＣＨ_２）のような重合性基を有しない。

【0092】

極性基は、ガラス基板または金属酸化物膜の表面との非共有結合的な相互作用を有する。好ましい極性基は、窒素、酸素、硫黄、およびリンから選択されたヘテロ原子を有する。好ましい極性基は、これらのヘテロ原子を少なくとも１つ、または少なくとも２つを有する。さらに好ましい極性基は、アルコール、第一級、第二級、および第三級のアミン、ケトン、カルボン酸、チオール、エステル、エーテル、チオエーテル、およびそれらの組み合わせの群から選択された化合物から水素を除くことによって誘導された一価基である。これらの基の構造は、直鎖状、分岐状、環状、またはそれらの組み合わせでもよい。特に好ましい極性基は、少なくとも１つのＯＨ構造の酸素原子または第一級、第二級、または第三級のアミン構造の窒素原子を有する。最も好ましい極性基はヒドロキシ基（炭素−ＯＨ）である。

【0093】

極性基Ｒ^５の例は、式（Ａ１）から式（Ａ４）で表される基である。

【0094】

式（Ａ１）から式（Ａ４）において、Ｓｐ^４、Ｓｐ^６、およびＳｐ^７は独立して、単結合または基（−Ｓｐ’’−Ｘ’’−）であり、そしてＸ’’は、ＭＥＳ基またはＲ^４に結合する。Ｓｐ’’は、炭素数１から２０のアルキレンであり、好ましくは炭素数１から１２のアルキレンであり、このアルキレンにおいて少なくとも１つの−ＣＨ_２−は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＮＨ−、−Ｎ（Ｒ^０）−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−、−Ｓ−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｓ−、−Ｎ（Ｒ^０）−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−Ｎ（Ｒ^０）−、−Ｎ（Ｒ^０）−ＣＯ−Ｎ（Ｒ^０）−、−ＣＨ＝ＣＨ−、または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、これらの基において、少なくとも１つの水素は、フッ素、塩素、または−ＣＮで置き換えられてもよく、Ｘ’’は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−、−ＣＯ−Ｎ（Ｒ^０）−、−Ｎ（Ｒ^０）−ＣＯ−、−Ｎ（Ｒ^０）−ＣＯ−Ｎ（Ｒ^０）−、−ＯＣＨ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＳＣＨ_２−、−ＣＨ_２Ｓ−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−、−ＣＦ_２Ｓ−、−ＳＣＦ_２−、−ＣＦ_２ＣＨ_２−、−ＣＨ_２ＣＦ_２−、−ＣＦ_２ＣＦ_２−、−ＣＨ＝Ｎ−、−Ｎ＝ＣＨ−、−Ｎ＝Ｎ−、−ＣＨ＝ＣＲ^０−、−ＣＹ^２＝ＣＹ^３−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ−、または単結合であり、ここでＲ^０は、水素または炭素数１から１２のアルキルであり、そしてＹ^２およびＹ^３は独立して、水素、フッ素、塩素、または−ＣＮである。好ましいＸ’’は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−Ｏ−ＣＯＯ−、−ＣＯ−ＮＲ^０−、−ＮＲ^０−ＣＯ−、−ＮＲ^０−ＣＯ−ＮＲ^０−、または単結合である。Ｓｐ^５は、＞ＣＨ−、＞ＣＲ^１１−、＞Ｎ−、または＞Ｃ＜である。すなわち、式（Ａ２）におけるＳｐ^５は、＞ＣＨ−、＞ＣＲ^１１−、または＞Ｎ−であり、式（Ａ３）におけるＳｐ^５は＞Ｃ＜であることを意味する。

【0095】

好ましいＳｐ’’は、−（ＣＨ_２）_ｐ１−、−（ＣＨ_２ＣＨ_２Ｏ）_ｑ１−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＨ_２ＣＨ_２−Ｓ−ＣＨ_２ＣＨ_２−、または−ＣＨ_２ＣＨ_２−ＮＨＣＨ_２ＣＨ_２−であり、ここでｐ１は１から１２の整数であり、ｑ１は１から３の整数である。好ましい基（−Ｓｐ’’−Ｘ’’−）は、−（ＣＨ_２）_ｐ１−、−（ＣＨ_２）_ｐ１−Ｏ−、−（ＣＨ_２）_ｐ１−Ｏ−ＣＯ−、−（ＣＨ_２）_ｐ１−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−であり、ここでｐ１およびｑ１は、上に示した意味を有する。さらに好ましい基Ｓｐ’’は、エチレン、プロピレン、ブチレン、ペンチレン、ヘキシレン、ヘプチレン、オクチレン、ノニレン、デシレン、ウンデシレン、ドデシレン、オクタデシレン、エチレンオキシエチレン、メチレンオキシブチレン、エチレンチオエチレン、エチレン−Ｎ−メチルイミノエチレン、１−メチルアルキレン、エテニレン、プロペニレン、およびブテニレンである。

【0096】

Ｘ^３は、−ＮＨ_２、−ＮＨＲ^１１、−ＮＲ^１１_２、−ＯＲ^１１、−ＯＨ、−ＣＯＯＨ、−ＳＨ、−ＳＲ^１１、

であり、ここでＲ^１１は、炭素数１から１５のアルキルであり、このアルキルにおいて、少なくとも１つの−ＣＨ_２−は、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＯ−、または−Ｏ−で置き換えられてもよく、これらの基において、少なくとも１つの水素は、フッ素または塩素で置き換えられてもよく、Ｒ^０は、水素または炭素数１から１２のアルキルである。

【0097】

Ｘ^４は、−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＮＨ−、−ＮＲ^１１−、−Ｓ−、または単結合であり、Ｚ^６は、炭素数１から１５のアルキレン、炭素数５から６の脂環式基、または、少なくとも１つの環とアルキレンとの組み合わせを表し、これらの基において、少なくとも１つの水素は、−ＯＨ、−ＯＲ^１１、−ＣＯＯＨ、−ＮＨ_２、−ＮＨＲ^１１、−Ｎ（Ｒ^１１）_２、フッ素、または塩素で置き換えられてもよく、ここでＲ^１１は上に示した意味を有する。ｊは、０、１、２、または３である。

【0098】

特に好ましい窒素含有基Ｒ^５は、−ＮＨ_２、−ＮＨ−（ＣＨ_２）_ｎ３Ｈ、−（ＣＨ_２）_ｎ−ＮＨ_２、−（ＣＨ_２）_ｎ−ＮＨ−（ＣＨ_２）_ｎ３Ｈ、−ＮＨ−（ＣＨ_２）_ｎ−ＮＨ_２、−ＮＨ−（ＣＨ_２）_ｎ−ＮＨ−（ＣＨ_２）_ｎ３Ｈ、−（ＣＨ_２）_ｎ１−ＮＨ−（ＣＨ_２）_ｎ２−ＮＨ_２、−（ＣＨ_２）_ｎ１−ＮＨ−（ＣＨ_２）_ｎ２−ＮＨ−（ＣＨ_２）_ｎ３Ｈ、−Ｏ−（ＣＨ_２）_ｎ−ＮＨ_２、−（ＣＨ_２）_ｎ１−Ｏ−（ＣＨ_２）_ｎ−ＮＨ_２、−（ＣＨ_２）_ｎ１−ＮＨ−（ＣＨ_２）_ｎ２−ＯＨ、−Ｏ−（ＣＨ_２）_ｎ１−ＮＨ−（ＣＨ_２）_ｎ２−ＮＨ_２、−Ｏ−（ＣＨ_２）_ｎ１−ＮＨ−（ＣＨ_２）_ｎ２−ＯＨ、または−（ＣＨ_２）_ｎ１−ＮＨ−（ＣＨ_２）_ｎ２−ＮＨ−（ＣＨ_２）_ｎ３Ｈであり、ここでｎ、ｎ１、ｎ２、およびｎ３は独立して、１から１２の整数であり、好ましくは１、２、３、または４である。

【0099】

特に好ましい窒素非含有基Ｒ^５は、−ＯＨ、−（ＣＨ_２）_ｎ−ＯＨ、−Ｏ−（ＣＨ_２）_ｎ−ＯＨ、−［Ｏ−（ＣＨ_２）_ｎ１−］_ｎ２−ＯＨ、−ＣＯＯＨ、−（ＣＨ_２）_ｎ−ＣＯＯＨ、−Ｏ−（ＣＨ_２）_ｎ−ＣＯＯＨ、または−［Ｏ−（ＣＨ_２）_ｎ１−］_ｎ２−ＣＯＯＨであり、ここでｎ、ｎ１、およびｎ２は独立して、１から１２の整数であり、好ましくは１、２、３、または４である。

【0100】

液晶組成物への高い溶解度の観点から、Ｒ^５は−ＯＨまたは−ＮＨ_２であることが特に好ましい。−ＯＨは、高いアンカー力を有するので−Ｏ−、−ＣＯ−、または−ＣＯＯ−よりも好ましい。複数のヘテロ原子（窒素、酸素）を有する基は、特に好ましい。そのような極性基を有する化合物は、低い濃度であっても有効である。

【0101】

式（５）において、ＭＥＳは少なくとも１つの環を有するメソゲン基である。メソゲン基は、当業者に周知である。メソゲン基は、化合物が液晶相（中間相）を有するとき、液晶相の形成に寄与する部分を意味する。化合物（５）の好ましい例は、化合物（５−１）である。

【0102】

式（５−１）において、環Ｇおよび環Ｉは独立して、炭素数６から２５の芳香族基、炭素数５から２５の複素芳香族基、炭素数３から２５の脂環式基、または炭素数４から２５の複素脂環式基であり、これらの基は縮合環であってもよく、これらの基において、少なくとも１つの水素は基Ｔで置き換えられてもよく、これらの基において好ましい炭素の数は４から２５である。基Ｔの意味は、この段落の最後に述べる。好ましい環Ｇまたは環Ｉは、１，４−フェニレン、ナフタレン−１，４−ジイル、ナフタレン−２，６−ジイル（これら３つの基において少なくとも１つの第三級炭素（＞ＣＨ−）は、窒素（＞Ｎ−）で置き換えられてもよい）、１，４−シクロヘキシレン（この基において、少なくとも１つの−ＣＨ_２−は、−Ｏ−または−Ｓ−で置き換えられてもよい）、３，３’−ビシクロブチリデン、１，４−シクロヘキセニレン、ビシクロ［１．１．１］ペンタン−１，３−ジイル、ビシクロ［２．２．２］オクタン−１，４−ジイル、スピロ［３．３］ヘプタン−２，６−ジイル、ピペリジン−１，４−ジイル、デカヒドロナフタレン−２，６−ジイル、１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル、インダン−２，５−ジイル、オクタヒドロ−４，７−メタノインダン−２，５−ジイル、またはペルヒドロシクロペンタ［ａ］フェナントレン−３，１７−ジイル（特に、ゴナン−３，１７−ジイル）であり、これらの基において、少なくとも１つの水素は基Ｔで置き換えられてもよく、ここで基Ｔは、−ＯＨ、−（ＣＨ_２）_ｉ−ＯＨ、ハロゲン、−ＣＮ、−ＮＯ_２、−ＮＣＯ、−ＮＣＳ、−ＯＣＮ、−ＳＣＮ、−Ｃ（＝Ｏ）Ｎ（Ｒ^０）_２、−Ｃ（＝Ｏ）Ｒ^０、−Ｎ（Ｒ^０）_２、−（ＣＨ_２）_ｉ−Ｎ（Ｒ^０）_２、炭素数６から２０のアリールまたはヘテロアリール、炭素数１から２５のアルキル、アルコキシ、炭素数２から２５のアルキルカルボニル、アルコキシカルボニル、アルキルカルボニルオキシ、またはアルコキシカルボニルオキシであり、これらの基において、少なくとも１つの水素は、フッ素または塩素で置き換えられてもよく、ここでＲ^０は、水素または炭素数１から１２のアルキルであり、ｉは、１、２、３、または４である。

【0103】

Ｚ^５は、単結合、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−ＯＣＯ−、−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−、−ＯＣＨ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＳＣＨ_２−、−ＣＨ_２Ｓ−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−、−ＣＦ_２Ｓ−、−ＳＣＦ_２−、−（ＣＨ_２）_ｉ−、−ＣＦ_２ＣＨ_２−、−ＣＨ_２ＣＦ_２−、−（ＣＦ_２）_ｉ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ−、または−Ｃ（Ｒ^０）_２−である。Ｒ^０は、水素または炭素数１から１２のアルキルであり、ｉは、１、２、３、または４である。好ましいＺ^５は、単結合である。

【0104】

Ｒ^５は、炭素数１から２５のアルキルであり、このアルキルにおいて、少なくとも１つの−ＣＨ_２−は、−ＮＲ^０−、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＯＣＯＯ−、または炭素数３から８のシクロアルキレンで置き換えられてもよく、ここでＲ^０は、水素または炭素数１から１２のアルキルであり、少なくとも１つの第三級炭素（＞ＣＨ−）は、窒素（＞Ｎ−）で置き換えられてもよく、そして少なくとも１つの水素は、フッ素または塩素で置き換えられてもよく、ただしＲ^５は、ＯＨ構造の酸素原子、ＳＨ構造の硫黄原子、および第一級、第二級、または第三級のアミン構造の窒素原子の少なくとも１つを有する。好ましいＲ^５は、少なくとも１つの＞ＮＨ、−ＯＨ、または−ＳＨを有する。Ｒ^６は、水素、ハロゲン、炭素数１から２５のアルキルであり、このアルキルにおいて、少なくとも１つの−ＣＨ_２−は、−ＮＲ^０−、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−、または炭素数３から８のシクロアルキレンで置き換えられてもよく、そして少なくとも１つの第三級炭素（＞ＣＨ−）は、窒素（＞Ｎ−）で置き換えられてもよく、これらの基において、少なくとも１つの水素は、フッ素または塩素で置き換えられてもよく、ここでＲ^０は、水素または炭素数１から１２のアルキルである。好ましいＲ^６は、アルキルである。

【0105】

芳香族基は、アリールまたは置換されたアリールを指す。複素芳香族基は、ヘテロアリールまたは置換されたヘテロアリールを指す。ヘテロアリールは、少なくとも１つのヘテロ原子を有する芳香族基を表す。アリールおよびヘテロアリールは単環または多環のいずれでもよい。すなわちこれらの基は少なくとも１つの環を有し、この環は縮合（例えば、ナフチル）されてもよく、二つの環は共有結合で連結（例えば、ビフェニル）されてもよく、または縮合環および連結環の組み合わせを有してもよい。好ましいヘテロアリールは、窒素、酸素、硫黄、およびリンの群から選択された少なくとも１つのヘテロ原子を有する。

【0106】

好ましいアリールまたはヘテロアリールは、炭素数６から２５を有し、五員環、六員環、または七員環であってもよい。好ましいアリールまたはヘテロアリールは、単環であってもよいし、二環または三環であってもよい。これらの基は縮合環であってもよく、置換されてもよい。

【0107】

好ましいアリールは、ベンゼン、ビフェニル、ターフェニル、［１，１’：３’，１”］ターフェニル、ナフタレン、アントラセン、ビナフチル、フェナントレン、ピレン、ジヒドロピレン、クリセン、ペリレン、テトラセン、ペンタセン、ベンゾピレン、フルオレン、インデン、インデノフルオレン、スピロビフルオレンから１つの水素を除くことによって誘導される一価基である。

【0108】

好ましいヘテロアリールは、ピロール、ピラゾール、イミダゾール、１，２，３−トリアゾール、１，２，４−トリアゾール、テトラゾール、フラン、チオフェン、セレノフェン、オキサゾール、イソキサゾール、１，２−チアゾール、１，３−チアゾール、１，２，３−オキサジアゾール、１，２，４−オキサジアゾール、１，２，５−オキサジアゾール、１，３，４−オキサジアゾール、１，２，３−チアジアゾール、１，２，４−チアジアゾール、１，２，５−チアジアゾール、１，３，４−チアジアゾールなどの五員環化合物、またはピリジン、ピリダジン、ピリミジン、ピラジン、１，３，５−トリアジン、１，２，４−トリアジン、１，２，３−トリアジン、１，２，４，５−テトラジン、１，２，３，４−テトラジン、１，２，３，５−テトラジンなどの六員環化合物から１つの水素を除くことによって誘導される一価基である。

【0109】

好ましいヘテロアリールは、インドール、イソインドール、インドリジン、インダゾール、ベンゾイミダゾール、ベンゾトリアゾール、プリン、ナフタイミダゾール、フェナントライミダゾール、ピリダイミダゾール、ピラジンイミダゾール、キノキサリンイミダゾール、ベンゾキサゾール、ナフトキサゾール、アントロキサゾール、フェナントロキサゾール、イソキサゾール、ベンゾチアゾール、ベンゾフラン、イソベンゾフラン、ジベンゾフラン、キノリン、イソキノリン、プテリジン、ベンゾ−５，６−キノリン、ベンゾ−６，７−キノリン、ベンゾ−７，８−キノリン、ベンゾイソキノリン、アクリジン、フェノチアジン、フェノキサジン、ベンゾピリダジン、ベンゾピリミジン、キノキサリン、フェナジン、ナフチリジン、アザカルバゾール、ベンゾカルボリン、フェナントリジン、フェナントロリン、チエノ［２，３ｂ］チオフェン、チエノ［３，２ｂ］チオフェン、ジチエノチオフェン、イソベンゾチオフェン、ジベンゾチオフェン、ベンゾチアジアゾチオフェンなどの縮合環化合物から１つの水素を除くことによって誘導される一価基でもある。好ましいヘテロアリールは、これらの五員環、六員環、縮合環から選択された２つの基を組み合わせた環から１つの水素を除くことによって誘導される一価基でもある。これらのヘテロアリールは、アルキル、アルコキシ、チオアルキル、フッ素、フルオロアルキル、アリール、またはヘテロアリールで置換されてもよい。

【0110】

脂環式基および複素脂環式基は、飽和であってもよいし、不飽和であってもよい。すなわち、これらの基は、単結合だけを有してもよいし、単結合と多重結合との組み合わせを有してもよい。不飽和の環よりも飽和の環の方が好ましい。好ましい複素脂環式基は、窒素、酸素、硫黄、およびリンから選択された少なくとも１つのヘテロ原子を有する。

【0111】

脂環式基および複素脂環式基は、１つの環であってもよいし、複数の環であってもよい。これらの基の好ましい例は、炭素数３から２５の単環、二環、または三環であり、これらの基は縮合環であってもよく、置換されてもよい。これらの基の好ましい例は、五員環、六員環、七員環、または八員環であり、これらの基において、少なくとも１つの炭素はケイ素で置き換えられてもよく、少なくとも１つの＞ＣＨ−は＞Ｎ−で置き換えられてもよく、そして少なくとも１つの−ＣＨ_２−は−Ｏ−または−Ｓ−で置き換えられてもよい。

【0112】

好ましい脂環式基および複素脂環式基は、シクロペンタン、テトラヒドロフラン、テトラヒドロチオフラン、ピロリジンなどの五員環、シクロヘキサン、シクロヘキセン、テトラヒドロピラン、テトラヒドロチオピラン、１，３−ジオキサン、１，３−ジチアン、ピペリジンなどの六員環、シクロヘプタンなどの七員環、テトラヒドロナフタレン、デカヒドロナフタレン、インダン、ビシクロ［１．１．１］ペンタン、ビシクロ［２．２．２］オクタン、スピロ［３．３］ヘプタン、オクタヒドロ−４，７−メタノインダンなどの縮合環から２つの水素を除くことによって誘導される二価基である。

【0113】

ｈは、０、１、２、３、４、または５である。

【0114】

式（６）において、Ｒ^４は炭素数４から２０のアルキルであり、このアルキルにおいて、少なくとも１つの−ＣＨ_２−は、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＦ−、−Ｃ≡Ｃ−、または炭素数３から８のシクロアルキレンで置き換えられてもよく、そして少なくとも１つの水素はフッ素または塩素で置き換えられてもよい。ｇは、１または２であり、好ましくは１である。

【0115】

好ましいＲ^４は、炭素数４から２０のアルキルである。さらに好ましいＲ^４は、炭素数６から１８のアルキルである。少なくとも１つの−ＣＨ_２−は、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＦ−、−Ｃ≡Ｃ−、または−Ｏ−で置き換えられてもよく、そして少なくとも１つ水素はフッ素または塩素で置き換えられてもよい。

【0116】

特に好ましい化合物（５−１）は、次の化合物から選択される。

【0117】

【0118】

【0119】

【0120】

【0121】

【0122】

【0123】

【0124】

【0125】

【0126】

【0127】

【0128】

【0129】

【0130】

式（５−１−１−１）から式（５−１−４−４）において、Ｒ^６は炭素数１から８のアルキルまたはフッ素である。

【0131】

特に好ましい化合物（６−１）は、次の化合物（６−１−１−１）から化合物（６−１−２９−１）より選択される。

【0132】

【0133】

【0134】

【0135】

【0136】

【0137】

【0138】

【0139】

【0140】

【0141】

【0142】

【0143】

【0144】

【0145】

【0146】

【0147】

【0148】

【0149】

【0150】

【0151】

【0152】

【0153】

【0154】

【0155】

【0156】

【0157】

【0158】

第五に、好ましい成分化合物を示す。好ましい化合物（１）は、項３に記載の化合物（１−１）から化合物（１−１２）である。これらの化合物において、第一添加物の少なくとも１つが、化合物（１−７）、化合物（１−８）、化合物（１−９）、または化合物（１−１０）であることが好ましい。第一添加物の少なくとも２つが、化合物（１−８）および化合物（１−９）、または化合物（１−２）および化合物（１−７）の組み合わせであることが好ましい。

【0159】

好ましい化合物（２）は、項６に記載の化合物（２−１）から化合物（２−４６）である。これらの化合物において、第一成分の少なくとも１つが、化合物（２−１）、化合物（２−７）、化合物（２−１１）、化合物（２−１２）、化合物（２−２２）、化合物（２−２３）、化合物（２−２４）、または化合物（２−３６）であることが好ましい。

【0160】

好ましい化合物（３）は、項９に記載の化合物（３−１）から化合物（３−１３）である。これらの化合物において、第二成分の少なくとも１つが、化合物（３−１）、化合物（３−３）、化合物（３−５）、化合物（３−６）、化合物（３−７）、化合物（３−８）、化合物（３−９）、または化合物（３−１３）であることが好ましい。第二成分の少なくとも２つが化合物（３−１）および化合物（３−３）、化合物（３−１）および化合物（３−５）、または化合物（３−１）および化合物（３−６）の組み合わせであることが好ましい。

【0161】

好ましい化合物（４）は、項１２に記載の化合物（４−１）から化合物（４−２１）である。これらの化合物において、第三成分の少なくとも１つが、化合物（４−１）、化合物（４−４）、化合物（４−５）、化合物（４−７）、化合物（４−１０）、または化合物（４−１５）であることが好ましい。第三成分の少なくとも２つが、化合物（４−１）および化合物（４−７）、化合物（４−１）および化合物（４−１５）、化合物（４−４）および化合物（４−７）、化合物（４−４）および化合物（４−１５）、化合物（４−５）および化合物（４−７）、または化合物（４−５）および化合物（４−１０）の組み合わせであることが好ましい。

【0162】

好ましい化合物（５）は、項１６に記載の化合物（５−１）である。さらに好ましい化合物（５）は、項１９に記載の化合物（５−１−１）から化合物（５−１−４）である。好ましい化合物（６）は、項１７に記載の化合物（６−１）である。さらに好ましい化合物（６）は、項２０に記載の化合物（６−１−１）から化合物（６−１−２９）である。一般的に化合物（５）は化合物（６）よりも好ましい。

【0163】

第六に、組成物に添加してもよい添加物を説明する。このような添加物は、光学活性化合物、酸化防止剤、紫外線吸収剤、色素、消泡剤、重合性化合物、重合開始剤、重合禁止剤、極性化合物などである。液晶分子のらせん構造を誘起してねじれ角を与える目的で光学活性化合物が組成物に添加される。このような化合物の例は、化合物（７−１）から化合物（７−５）である。光学活性化合物の好ましい割合は約５重量％以下である。さらに好ましい割合は約０．０１重量％から約２重量％の範囲である。

【0164】

【0165】

大気中での加熱による比抵抗の低下を防止するために、または素子を長時間使用したあと、室温だけではなく上限温度に近い温度でも大きな電圧保持率を維持するために、酸化防止剤が組成物に添加される。酸化防止剤の好ましい例は、ｎが１から９の整数である化合物（８）などである。

【0166】

化合物（８）において、好ましいｎは、１、３、５、７、または９である。さらに好ましいｎは７である。ｎが７である化合物（８）は、揮発性が小さいので、素子を長時間使用したあと、室温だけではなく上限温度に近い温度でも大きな電圧保持率を維持するのに有効である。酸化防止剤の好ましい割合は、その効果を得るために約５０ｐｐｍ以上であり、上限温度を下げないように、または下限温度を上げないように約６００ｐｐｍ以下である。さらに好ましい割合は、約１００ｐｐｍから約３００ｐｐｍの範囲である。

【0167】

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

【0168】

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

【0169】

高分子支持配向（ＰＳＡ）型の素子に適合させるために重合性化合物が用いられる。化合物（１）はこの目的に適している。化合物（１）と共に、化合物（１）とは異なる、その他の重合性化合物を組成物に添加してもよい。その他の重合性化合物の好ましい例は、アクリレート、メタクリレート、ビニル化合物、ビニルオキシ化合物、プロペニルエーテル、エポキシ化合物（オキシラン、オキセタン）、ビニルケトンなど化合物である。さらに好ましい例は、アクリレートまたはメタクリレートである。化合物（１）の好ましい割合は、重合性化合物の全重量に基づいて約１０重量％以上である。さらに好ましい割合は、約５０重量％以上である。特に好ましい割合は、約８０重量％以上である。特に好ましい割合は、１００重量％でもある。化合物（１）の種類を変えることによって、または化合物（１）にその他の重合性化合物を適切な比で組み合わせることによって、重合性化合物の反応性や液晶分子のプレチルト角を調整することができる。プレチルト角を最適化することによって、素子の短い応答時間を達成することができる。液晶分子の配向が安定化されるので、大きなコントラスト比や長い寿命を達成することができる。

【0170】

化合物（１）のような重合性化合物は紫外線照射によって重合する。光重合開始剤などの適切な開始剤存在下で重合させてもよい。重合のための適切な条件、開始剤の適切なタイプ、および適切な量は、当業者には既知であり、文献に記載されている。例えば光重合開始剤であるＩｒｇａｃｕｒｅ６５１（登録商標；ＢＡＳＦ）、Ｉｒｇａｃｕｒｅ１８４（登録商標；ＢＡＳＦ）、またはＤａｒｏｃｕｒ１１７３（登録商標；ＢＡＳＦ）がラジカル重合に対して適切である。光重合開始剤の好ましい割合は、重合性化合物の全重量に基づいて約０．１重量％から約５重量％の範囲である。さらに好ましい割合は約１重量％から約３重量％の範囲である。

【0171】

化合物（１）のような重合性化合物を保管するとき、重合を防止するために重合禁止剤を添加してもよい。重合性化合物は、通常は重合禁止剤を除去しないまま組成物に添加される。重合禁止剤の例は、ヒドロキノン、メチルヒドロキノンのようなヒドロキノン誘導体、４−ｔ−ブチルカテコール、４−メトキシフェノ−ル、フェノチアジンなどである。

【0172】

第七に、成分化合物の合成法を説明する。これらの化合物は既知の方法によって合成できる。合成法を例示する。化合物（１−２）は特開平７−１０１９００号公報に記載された方法で合成する。化合物（２−２）および化合物（２−７）は、特開平２−２３３６２６号公報に記載された方法で合成する。化合物（３−５）は、特開昭５７−１６５３２８号公報に記載された方法で合成する。化合物（４−１）および化合物（４−７）は、特表平２−５０３４４１号公報に掲載された方法で合成する。化合物（５−１）は、国際公開２０１２−０３８０２６号公報に記載された方法で合成する。化合物（６）の一部は市販されている。式（８）のｎが１である化合物は、アルドリッチ（Sigma-Aldrich Corporation）から入手できる。ｎが７である化合物（８）などは、米国特許３６６０５０５号明細書に記載された方法によって合成する。

【0173】

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

【0174】

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

【0175】

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

【0176】

従来の高分子支持配向型の素子を製造する方法の一例は、次のとおりである。アレイ基板とカラーフィルター基板と呼ばれる２つの基板を有する素子を組み立てる。この基板は配向膜を有する。この基板の少なくとも１つは、電極層を有する。液晶性化合物を混合して液晶組成物を調製する。この組成物に重合性化合物を添加する。必要に応じて添加物をさらに添加してもよい。この組成物を素子に注入する。この素子に電圧を印加した状態で光照射する。紫外線が好ましい。光照射によって重合性化合物を重合させる。この重合によって、重合体を含有する組成物が生成する。高分子支持配向型の素子は、このような手順で製造する。

【0177】

この手順において、電圧を印加したとき、液晶分子が配向膜および電場の作用によって配向する。この配向に従って重合性化合物の分子も配向する。この状態で重合性化合物が紫外線によって重合するので、この配向を維持した重合体が生成する。この重合体の効果によって、素子の応答時間が短縮される。画像の焼き付きは、液晶分子の動作不良であるから、この重合体の効果によって焼き付きも同時に改善されることになる。なお、組成物中の重合性化合物を予め重合させ、この組成物を液晶表示素子の基板のあいだに配置することも可能であろう。

【0178】

配向膜を有しない素子を製造する方法の一例は、次のとおりである。アレイ基板とカラーフィルター基板と呼ばれる２つの基板を有する素子を用意する。この基板は配向膜を有しない。この基板の少なくとも１つは、電極層を有する。液晶性化合物を混合して液晶組成物を調製する。この組成物に重合性化合物および極性化合物を添加する。必要に応じて添加物をさらに添加してもよい。この組成物を素子に注入する。この素子に電圧を印加した状態で光照射する。紫外線が好ましい。光照射によって重合性化合物を重合させる。この重合によって、重合体および極性化合物を含む組成物の層が基板上に形成される。

【0179】

この手順において、極性化合物は、極性基が基板表面と相互作用するので、基板上に配列する。この配列に従って液晶分子が配向される。電圧を印加したとき、液晶分子の配向がさらに促進され、この配向に従って重合性化合物も配向する。この状態で重合性化合物が紫外線によって重合するので、この配向を維持した重合体が生成する。この重合体の効果によって、液晶分子の配向が追加的に安定化し、素子の応答時間が短縮される。画像の焼き付きは、液晶分子の動作不良であるから、この重合体の効果によって焼き付きも同時に改善されることになる。

【実施例】

【0180】

実施例によって本発明をさらに詳しく説明する。本発明はこれらの実施例によっては制限されない。本発明は、組成物Ｍ１と組成物Ｍ２との混合物を含む。本発明は、実施例の組成物の少なくとも２つを混合した混合物をも含む。合成した化合物は、ＮＭＲ分析などの方法によって同定した。化合物、組成物および素子の特性は、下記の方法によって測定した。

【0181】

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

【0182】

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

【0183】

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

【0184】

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

【0185】

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

【0186】

下記の母液晶を用いた。成分化合物の割合は重量％で示した。

【0187】

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

【0188】

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

【0189】

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

【0190】

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

【0191】

（４）粘度（回転粘度；γ１；２５℃で測定；ｍＰａ・ｓ）：測定は、M. Imai et al., Molecular Crystals and Liquid Crystals, Vol. 259, 37 (1995) に記載された方法に従った。ツイスト角が０°であり、そして２枚のガラス基板の間隔（セルギャップ）が５μｍであるＴＮ素子に試料を入れた。この素子に１６Ｖから１９．５Ｖの範囲で０．５Ｖ毎に段階的に印加した。０．２秒の無印加のあと、ただ１つの矩形波（矩形パルス；０．２秒）と無印加（２秒）の条件で印加を繰り返した。この印加によって発生した過渡電流（transient current）のピーク電流（peak current）とピーク時間（peak time）を測定した。これらの測定値とＭ． Ｉｍａｉらの論文、４０頁の計算式（８）とから回転粘度の値を得た。この計算に必要な誘電率異方性は、測定（６）に記載された方法で測定した。

【0192】

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

【0193】

（６）誘電率異方性（Δε；２５℃で測定）：２枚のガラス基板の間隔（セルギャップ）が９μｍであり、そしてツイスト角が８０度であるＴＮ素子に試料を入れた。この素子にサイン波（１０Ｖ、１ｋＨｚ）を印加し、２秒後に液晶分子の長軸方向における誘電率（ε‖）を測定した。この素子にサイン波（０．５Ｖ、１ｋＨｚ）を印加し、２秒後に液晶分子の短軸方向における誘電率（ε⊥）を測定した。誘電率異方性の値は、Δε＝ε‖−ε⊥、の式から計算した。

【0194】

（７）しきい値電圧（Ｖｔｈ；２５℃で測定；Ｖ）：測定には大塚電子株式会社製のＬＣＤ５１００型輝度計を用いた。光源はハロゲンランプであった。２枚のガラス基板の間隔（セルギャップ）が０．４５／Δｎ（μｍ）であり、ツイスト角が８０度であるノーマリーホワイトモード（normally white mode）のＴＮ素子に試料を入れた。この素子に印加する電圧（３２Ｈｚ、矩形波）は０Ｖから１０Ｖまで０．０２Ｖずつ段階的に増加させた。この際に、素子に垂直方向から光を照射し、素子を透過した光量を測定した。この光量が最大になったときが透過率１００％であり、この光量が最小であったときが透過率０％である電圧−透過率曲線を作成した。しきい値電圧は透過率が９０％になったときの電圧で表した。

【0195】

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

【0196】

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

【0197】

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

【0198】

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

【0199】

（１２）応答時間（τ；２５℃で測定；ｍｓ）：測定には大塚電子株式会社製のＬＣＤ５１００型輝度計を用いた。光源はハロゲンランプであった。ローパス・フィルター（Low-pass filter）は５ｋＨｚに設定した。２枚のガラス基板の間隔（セルギャップ）が３．５μｍであり、配向膜を有しないＦＦＳ素子に試料を入れた。この素子を紫外線で硬化する接着剤で密閉した。この素子に、３０Ｖの電圧を印加しながら７８ｍＷ／ｃｍ^２（４０５ｎｍ）の紫外線を３５９秒間（２８Ｊ）照射した。紫外線の照射には、アイグラフィックス株式会社製、紫外硬化用マルチメタルランプＭ０４−Ｌ４１を用いた。この素子に矩形波（１２０Ｈｚ）を印加した。この際に、素子に垂直方向から光を照射し、素子を透過した光量を測定した。この光量が最大になったときが透過率１００％であり、この光量が最小であったときが透過率０％であるとみなした。矩形波の最大電圧は透過率が９０％になるように設定した。矩形波の最低電圧は透過率が０％になる２．５Ｖに設定した。応答時間は透過率９０％から１０％に変化するのに要した時間（立ち下がり時間；fall time；ミリ秒）で表した。

【0200】

（１３）弾性定数（Ｋ；２５℃で測定；ｐＮ）：測定には横河・ヒューレットパッカード株式会社製のＨＰ４２８４Ａ型ＬＣＲメータを用いた。２枚のガラス基板の間隔（セルギャップ）が２０μｍである水平配向素子に試料を入れた。この素子に０ボルトから２０ボルト電荷を印加し、静電容量および印加電圧を測定した。測定した静電容量（Ｃ）と印加電圧（Ｖ）の値を「液晶デバイスハンドブック」（日刊工業新聞社）、７５頁にある式（２．９８）、式（２．１０１）を用いてフィッティングし、式（２．９９）からＫ１１およびＫ３３の値を得た。次に同１７１頁にある式（３．１８）に、先ほど求めたＫ１１およびＫ３３の値を用いてＫ２２を算出した。弾性定数Ｋは、このようにして求めたＫ１１、Ｋ２２、およびＫ３３の平均値で表した。

【0201】

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

【0202】

（１５）プレチルト角（度）： プレチルト角の測定には、分光エリプソメータＭ−２０００Ｕ（J. A. Woollam Co., Inc. 製）を使用した。

【0203】

（１６）配向安定性（液晶配向軸安定性）：液晶表示素子の電極側の液晶配向軸の変化を評価した。ストレス印加前の電極側の液晶配向角度φ（before）を測定し、その後、素子に矩形波４．５Ｖ、６０Ｈｚを２０分間印加した後、１秒間ショートし、１秒後および５分後に再び電極側の液晶配向角度φ（after）を測定した。これらの値から、１秒後および５分後の液晶配向角度の変化Δφ（deg.）を次の式を用いて算出した。
Δφ（deg.）＝φ（after）−φ（before）
これらの測定はJ. Hilfiker, B. Johs, C. Herzinger, J. F. Elman, E. Montbach, D. Bryant, and P. J. Bos, Thin Solid Films, 455-456, (2004) 596-600 を参考に行った。Δφが小さいほうが液晶配向軸の変化率が小さく、液晶配向軸の安定性が良いといえる。

【0204】

組成物の実施例を以下に示す。成分化合物は、下記の表３の定義に基づいて記号によって表した。表３において、１，４−シクロヘキシレンに関する立体配置はトランスである。実施例において記号化された化合物の後にあるかっこ内の番号は、化合物が属する化学式を表す。（−）の記号はその他の液晶性化合物を意味する。液晶性化合物の割合（百分率）は、液晶組成物の重量に基づいた重量百分率（重量％）である。最後に、組成物の特性値をまとめた。

【0205】

【0206】

素子の実施例
１．原料
配向膜を有しない素子を作製し、液晶分子の垂直配向と、重合性化合物の転化率とを検討した。最初に原料を説明する。原料は、液晶組成物（Ｍ１）から（Ｍ１１）、重合性化合物（ＲＭ−１）から（ＲＭ−８）、極性化合物（ＰＣ−１）から（ＰＣ−３３）であり、この順にリストアップする。

【0207】

［組成物Ｍ１］
３−ＨＨＢ（Ｆ、Ｆ）−Ｆ （２−１２） １０％
３−ＨＢＢ（Ｆ、Ｆ）−Ｆ （２−２４） ４０％
２−ＨＨＢＢ（Ｆ、Ｆ）−Ｆ （２−４２） ２％
３−ＨＨＢＢ（Ｆ、Ｆ）−Ｆ （２−４２） ５％
４−ＨＨＢＢ（Ｆ、Ｆ）−Ｆ （２−４２） ４％
Ｖ−ＨＨ−３ （３−１） ２５％
Ｖ−ＨＨＢ−１ （３−５） ８％
２−ＢＢ（Ｆ）Ｂ−３ （３−８） ６％
ＮＩ＝７８．９℃；Ｔｃ＜−２０℃；Δｎ＝０．１０５；Δε＝５．７；Ｖｔｈ＝１．６２Ｖ；η＝１５．５ｍＰａ・ｓ．

【0208】

［組成物Ｍ２］
５−Ｈ２Ｂ（Ｆ）−Ｆ （２−４） ７％
３−ＨＨＢ−ＯＣＦ３ （２−８） １０％
３−ＨＨＥＢ−Ｆ （２−１７） ７％
５−ＨＨＥＢ−Ｆ （２−１７） ５％
２−ＨＢＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （２−３０） ３％
３−ＨＢＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （２−３０） ３％
３−ＢＢ（Ｆ，Ｆ）Ｂ（Ｆ）−ＯＣＦ３ （２−３４） ８％
３−ＢＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （２−３５） ３％
３−ＢＢ２Ｂ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （２−３９） ３％
Ｖ−ＨＨ−３ （３−１） ３１％
１Ｖ−ＨＨ−４ （３−１） ６％
Ｖ−ＨＨＢ−１ （３−５） ３％
５−ＨＢＢＨ−３ （３−１１） ６％
５−ＨＢ（Ｆ）ＢＨ−３ （３−１２） ５％
ＮＩ＝９０・５℃；Ｔｃ＜−２０℃；Δｎ＝０．０９３；Δε＝４．３；Ｖｔｈ＝２・０７Ｖ；η＝１２．２ｍＰａ・ｓ．

【0209】

［組成物Ｍ３］
３−ＨＢ−ＣＬ （２−１） １０％
３−ＨＨＢ−ＣＬ （２−７） ４％
３−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ （２−１１） ７％
３−ＨＢＢ（Ｆ、Ｆ）−Ｆ （２−２４） ２５％
３−ＨＨＥＢＢ−Ｆ （２−４０） ３％
３−ＨＨ２ＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （２−４４） ６％
４−ＨＨ２ＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （２−４４） ４％
３−ＨＨ−Ｏ１ （３−１） １５％
１Ｖ−ＨＨ−３ （３−１） １８％
３−ＨＢＢ−２ （３−６） ３％
１−ＢＢ（Ｆ）Ｂ−２Ｖ （３−８） ５％
ＮＩ＝８４．２℃；Ｔｃ＜−２０℃；Δｎ＝０．１０４；Δε＝４．２；Ｖｔｈ＝１．９４Ｖ；η＝１５．９ｍＰａ・ｓ．

【0210】

［組成物Ｍ４］
３−ＨＨＢ（Ｆ、Ｆ）−Ｆ （２−１２） １０％
４−ＨＨＢ（Ｆ、Ｆ）−Ｆ （２−１２） ６％
５−ＨＨＢ（Ｆ、Ｆ）−Ｆ （２−１２） ６％
３−ＨＢＢ（Ｆ、Ｆ）−Ｆ （２−２４） ３０％
２−ＨＨＢＢ（Ｆ、Ｆ）−Ｆ （２−４２） ３％
３−ＨＨＢＢ（Ｆ、Ｆ）−Ｆ （２−４２） ４％
４−ＨＨＢＢ（Ｆ、Ｆ）−Ｆ （２−４２） ２％
３−ＨＨ−Ｖ （３−１） ２５％
１Ｖ２−ＨＨ−３ （３−１） ６％
Ｖ２−ＨＨＢ−１ （３−５） ４％
３−ＨＨＥＢＨ−３ （３−９） ４％
ＮＩ＝９３．１℃；Ｔｃ＜−２０℃；Δｎ＝０．０９１；Δε＝５．３；Ｖｔｈ＝１．８３Ｖ；η＝１４．０ｍＰａ・ｓ．

【0211】

［組成物Ｍ５］
３−ＨＨＢ（Ｆ）−ＯＣＦ３ （２−１０） ７％
３−ＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （２−２４） １２％
２−ＨＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （２−２５） ４％
３−ＨＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （２−２５） １２％
３−Ｈ２ＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （２−２７） ５％
３−ＨＨＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （２−４３） ４％
５−ＨＨＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （２−４３） ３％
３−ＨＨ−５ （３−１） ２０％
２−ＨＨ−３ （３−１） ４％
３−ＨＢ−Ｏ２ （３−２） ６％
３−ＨＨＥＨ−５ （３−４） ３％
ＶＦＦ−ＨＨＢ−１ （３−５） １０％
３−ＨＨＢ−１ （３−５） ５％
１Ｖ−ＨＢＢ−２ （３−６） ５％
ＮＩ＝８１．１℃；Ｔｃ＜−２０℃；Δｎ＝０．０９１；Δε＝５．６；Ｖｔｈ＝１．７６Ｖ；η＝１２．０ｍＰａ・ｓ．

【0212】

［組成物Ｍ６］
１Ｖ２−ＢＢ−ＣＬ （２） ３％
７−ＨＢ（Ｆ）−Ｆ （２−２） ５％
７−ＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （２−３） ７％
３−ＨＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （２−１２） １０％
３−Ｈ２ＨＢ（Ｆ）−Ｆ （２−１３） ６％
５−Ｈ２ＨＢ（Ｆ）−Ｆ （２−１３） ４％
３−Ｈ２ＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （２−１４） ６％
４−Ｈ２ＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （２−１４） ５％
３−ＨＨ２Ｂ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （２−１６） １２％
３−ＨＢＢ−Ｆ （２−２２） ５％
Ｖ−ＨＨ−５ （３−１） １７％
Ｖ２−ＨＨ−２Ｖ （３−１） ８％
Ｖ２−ＢＢ（Ｆ）Ｂ−１ （３−８） ４％
５−ＨＢＢ（Ｆ）Ｂ−３ （３−１３） ８％
ＮＩ＝７５．０℃；Ｔｃ＜−２０℃；Δｎ＝０．０８８；Δε＝４．５；Ｖｔｈ＝１．８９Ｖ；η＝１４．０ｍＰａ・ｓ．

【0213】

［組成物Ｍ７］
３−ＨＧＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （２−１９） ３％
３−Ｈ２ＧＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （２−２０） ５％
５−ＧＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （２−２１） １０％
３−ＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （２−２４） １０％
２−ＨＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （２−４２） ３％
３−ＨＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （２−４２） ４％
２−ＨＨ−３ （３−１） ２０％
３−ＨＨ−ＶＦＦ （３−１） ９％
１Ｖ−ＨＨ−３ （３−１） ７％
１Ｖ２−ＢＢ−１ （３−３） ４％
Ｖ−ＨＨＢ−１ （３−５） ７％
１−ＢＢ（Ｆ）Ｂ−２Ｖ （３−８） ４％
２−ＢＢ（Ｆ）Ｂ−２Ｖ （３−８） ６％
３−ＨＨＥＢＨ−５ （３−９） ４％
１Ｏ１−ＨＢＢＨ−５ （−） ４％
ＮＩ＝９３．０℃；Ｔｃ＜−２０℃；Δｎ＝０．１０３；Δε＝５．４；Ｖｔｈ＝１．８３Ｖ；η＝１２．７ｍＰａ・ｓ．

【0214】

［組成物Ｍ８］
５−ＨＥＢ−Ｆ （２−５） ３％
５−ＨＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （２−６） ５％
３−ＨＨＢ−Ｆ （２−９） ５％
２−ＨＨＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （２−１８） ４％
３−ＨＨＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （２−１８） ７％
３−ＨＢＢ（Ｆ）−Ｆ （２−２３） ９％
５−ＨＢＢ（Ｆ）−Ｆ （２−２３） ６％
５−ＨＢＥＢ−Ｆ （２−２９） ４％
２−ＢＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （２−３６） ４％
３−ＢＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （２−３６） １０％
３−ＨＨＢＢ（Ｆ）−Ｆ （２−４１） ４％
５−ＨＨＢＢ（Ｆ）−Ｆ （２−４１） ４％
３−ＨＨ−Ｏ１ （３−１） ３％
３−ＨＨ−４ （３−１） ６％
２−ＨＨ−５ （３−１） ６％
Ｆ３−ＨＨ−Ｖ （３−１） ２０％
ＮＩ＝７７．７℃；Ｔｃ＜−２０℃；Δｎ＝０．０９７；Δε＝５．７；Ｖｔｈ＝１．６８Ｖ；η＝１７．１ｍＰａ・ｓ．

【0215】

［組成物Ｍ９］
３−ＨＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （２−１２） １０％
３−ＨＨ２Ｂ（Ｆ）−Ｆ （２−１５） ８％
３−Ｈ２ＢＢ（Ｆ）−Ｆ （２−２６） ７％
３−ＨＢ（Ｆ）ＥＢ−ＯＣＦ３ （２−２８） ８％
３−ＨＨ２ＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （２−４４） ５％
４−ＨＨ２ＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （２−４４） ３％
１Ｖ２−ＨＨ−Ｖ （３−１） ６％
１Ｖ−ＨＨ−Ｖ （３−１） ８％
７−ＨＢ−１ （３−２） ３％
１−ＢＢ−５ （３−３） ９％
Ｖ２−ＢＢ−１ （３−３） ４％
１Ｖ２−ＢＢ−１ （３−３） ６％
３−ＨＨＢ−Ｏ１ （３−５） ５％
Ｖ２−ＨＨＢ−１ （３−５） ５％
１−ＢＢ（Ｆ）Ｂ−２Ｖ （３−８） ６％
２−ＢＢ（Ｆ）Ｂ−２Ｖ （３−８） ３％
３−ＢＢ（Ｆ）Ｂ−２Ｖ （３−８） ４％
ＮＩ＝９０．９℃；Ｔｃ＜−２０℃；Δｎ＝０．１３１；Δε＝５．０；Ｖｔｈ＝１．８４Ｖ；η＝１３．６ｍＰａ・ｓ．

【0216】

［組成物Ｍ１０］
３−Ｈ２ＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （２−１４） ６％
３−ＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （２−２４） １８％
３−ＢＢ（Ｆ，Ｆ）Ｂ−Ｆ （２−３３） ４％
３−ＢＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （２−３６） １０％
３−Ｂ２ＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （２−３８） ５％
３−ＨＨＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （２−４３） ４％
３−ＨＨ２ＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （２−４４） ４％
Ｖ−ＨＨ−３ （３−１） ２５％
１Ｖ−ＨＨ−３ （３−１） ５％
７−ＨＢ−１ （３−２） ５％
Ｖ２−ＨＨＢ−１ （３−５） ５％
１−ＢＢ（Ｆ）Ｂ−２Ｖ （３−８） ５％
５−ＨＢＢ（Ｆ）Ｂ−３ （３−１３） ４％
ＮＩ＝８０．２℃；Ｔｃ＜−２０℃；Δｎ＝０．１１８；Δε＝６．２；Ｖｔｈ＝１．５３Ｖ；η＝１５．１ｍＰａ・ｓ．

【0217】

［組成物Ｍ１１］
３−ＨＨＢ−Ｆ （２−９） ３％
３−ＧＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （２−２１） ４％
３−ＨＢＢ（Ｆ）−Ｆ （２−２３） ３％
３−ＧＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ）−Ｆ （２−３１） ８％
３−ＢＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）−ＣＦ３ （２−３７） ３％
３−ＧＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ）Ｂ（Ｆ）−Ｆ （２−４５） ２％
４−ＧＢＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ （２−４６） ３％
３−ＨＨ−Ｖ （３−１） ３０％
Ｆ３−ＨＨ−Ｖ （３−１） ８％
３−ＨＢ−Ｏ２ （３−２） ５％
１−ＢＢ−５ （３−３） ４％
Ｖ−ＨＢＢ−２ （３−６） ６％
１−ＢＢ（Ｆ）Ｂ−２Ｖ （３−８） ４％
２−ＢＢ（Ｆ）Ｂ−２Ｖ （３−８） ６％
３−ＢＢ（Ｆ）Ｂ−２Ｖ （３−８） ３％
５−ＨＢＢＨ−３ （３−１１） ３％
３−ｄｈＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ （４−１６） ５％
ＮＩ＝８２．４℃；Ｔｃ＜−２０℃；Δｎ＝０．１２５；Δε＝２．７；Ｖｔｈ＝２．１０Ｖ；η＝１７．１ｍＰａ・ｓ．

【0218】

以下の重合性化合物（ＲＭ−１）から（ＲＭ−８）を第一添加物として使用した。

【0219】

以下の極性化合物（ＰＣ−１）から（ＰＣ−３３）を第二添加物として使用した。

【0220】

【0221】

【0222】

【0223】

【0224】

【0225】

２．液晶分子の垂直配向
試験番号１
組成物（Ｍ１）に重合性化合物（ＲＭ−１）を０．５重量％の割合で、極性化合物（ＰＣ−１）を５重量％の割合で添加した。この混合物を１００℃のホットステージ上で２枚のガラス基板の間隔（セルギャップ）が４．０μｍである、配向膜を有しない素子に注入した。この素子に超高圧水銀ランプＵＳＨ−２５０−ＢＹ（ウシオ電機製）を用いて紫外線を照射（２８Ｊ）することによって、重合性化合物を重合させた。この素子を偏光子と検光子が直行して配置された偏光顕微鏡にセットし、下から素子に光を照射し、光漏れの有無を観察した。液晶分子が充分に配向し、光が素子を通過しない場合は、垂直配向が「良好」と判断した。素子を通過した光が観察された場合は、「不良」と表した。

【0226】

試験番号２から３３
組成物、重合性化合物、および極性化合物を組み合わせた混合物を用いて配向膜を有しない素子を作製した。試験番号１と同様な方法で光漏れの有無を観察した。結果を表４にまとめた。

【0227】

【0228】

３．重合性化合物の転化率
組成物には極性化合物と共に重合性化合物を添加した。この重合性化合物は、重合によって消費され重合体を与えた。この反応の転化率は大きい方が好ましい。重合性化合物の残量（未反応の重合性化合物の量）は、画像の焼き付きの観点から少ない方が好ましいからである。高分子支持配向型の素子を作製するときは、液晶分子のプレチルト角を最適化する目的で、一般に二段階で紫外線を照射する。次の試験では、第一段階の紫外線を照射したあと、重合性化合物の残量を測定し、転化率を算出した。比較するために、下記の重合性化合物（ＲＭ−９）を選んだ。この化合物は、記号の定義によって化合物（１）から除外されている。

【0229】

重合は次のように行った。「液晶分子の垂直配向」の段落に記載した方法で、配向膜を有しない素子を作成した。この素子に、３０Ｖの電圧を印加しながら７８ｍＷ／ｃｍ^２（４０５ｎｍ）の紫外線を３５９秒間（２８Ｊ）照射した。紫外線の照射には、アイグラフィックス株式会社製、紫外硬化用マルチメタルランプＭ０４−Ｌ４１を用いた。ＨＰＬＣにより、重合性化合物の残量を測定し、転化率を算出した。結果を表５にまとめた。試験番号１から８の転化率は３８％から４６％の範囲であった。比較例１では、試験番号１で使われた重合性化合物（ＲＭ−１）を重合性化合物（ＲＭ−９）に置き換えて重合させた。この場合に転化率は１８％であった。この比較によって、本発明の組成物は、転化率の点からも優れていると結論できる。

【0230】

【0231】

表４と表５が示す結果は、重合性化合物および極性化合物を含む液晶組成物を使うことによって、各成分の種類が異なるにも拘わらず、配向膜が無くても液晶分子が安定して配向していることを示している。これは、特筆すべき本発明の特徴である。

【産業上の利用可能性】

【0232】

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