特許 6904498 液晶組成物、液晶素子、センサ、液晶レンズ、光通信機器及びアンテナ

(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】6904498

(24)【登録日】2021年6月28日

(45)【発行日】2021年7月14日

(54)【発明の名称】液晶組成物、液晶素子、センサ、液晶レンズ、光通信機器及びアンテナ

(51)【国際特許分類】

   C09K 19/42 20060101AFI20210701BHJP

   C09K 19/30 20060101ALI20210701BHJP

   C09K 19/32 20060101ALI20210701BHJP

   C09K 19/20 20060101ALI20210701BHJP

   C09K 19/14 20060101ALI20210701BHJP

   C09K 19/16 20060101ALI20210701BHJP

   C09K 19/12 20060101ALI20210701BHJP

   C09K 19/18 20060101ALI20210701BHJP

   C09K 19/34 20060101ALI20210701BHJP

   C09K 19/24 20060101ALI20210701BHJP

   G02F 1/13 20060101ALI20210701BHJP

【ＦＩ】

   C09K19/42

   C09K19/30

   C09K19/32

   C09K19/20

   C09K19/14

   C09K19/16

   C09K19/12

   C09K19/18

   C09K19/34

   C09K19/24

   G02F1/13 500

   G02F1/13 505

【請求項の数】13

【全頁数】62

(21)【出願番号】特願2021-506341(P2021-506341)

(86)(22)【出願日】2020年10月22日

(86)【国際出願番号】JP2020039641

【審査請求日】2021年2月4日

(31)【優先権主張番号】特願2019-198019(P2019-198019)

(32)【優先日】2019年10月30日

(33)【優先権主張国】JP

(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

(72)【発明者】

【氏名】梅津 安男

(72)【発明者】

【氏名】高崎 美花

(72)【発明者】

【氏名】青木 良夫

(72)【発明者】

【氏名】丸山 和則

【審査官】 青鹿 喜芳

(56)【参考文献】

【文献】 特許第６５４４３５９（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 中国特許出願公開第１０３７２５２９５（ＣＮ，Ａ）

【文献】 中国特許出願公開第１０３２５４９１０（ＣＮ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１９／１８９１５１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１９／００７８０１９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２０１５−６３５１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平８−７３３８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特許第６４５５５１１（ＪＰ，Ｂ２）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ０９Ｋ １９／００−１９／６０

ＣＡｐｌｕｓ／ＲＥＧＩＳＴＲＹ（ＳＴＮ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

下記一般式（ｉ）

【化1】

（上記一般式（ｉ）中、
Ｒ^ｉ１は、炭素原子数１〜１２のアルキル基を表わし、
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、
また、Ｒ^ｉ１中に存在する１個又は２個以上の水素原子はそれぞれ独立してフッ素原子に置換されていてもよく、
Ｙ^ｉ１は、水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基又は炭素原子数１〜１２のアルキル基を表わし、
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、
また、Ｙ^ｉ１中に存在する１個又は２個以上の水素原子はそれぞれ独立してフッ素原子に置換されていてもよく、
Ｘ^ｉ１〜Ｘ^ｉ５はそれぞれ独立して、水素原子又はフッ素原子を表すが、
Ｘ^ｉ１とＸ^ｉ２がともにフッ素原子を表すことはなく、Ｘ^ｉ３とＸ^ｉ４がともにフッ素原子を表すことはなく、
Ａ^ｉ１は、以下の基（ａ）〜基（ｃ）：
（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。）、
（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。）及び
（ｃ） １，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル基又はデカヒドロナフタレン−２，６−ジイル基（１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル基中に存在する１個の−ＣＨ＝又は隣接していない２個以上の−ＣＨ＝は−Ｎ＝に置換されていてもよい。）
からなる群より選ばれる基を表わし、
上記の基（ａ）、基（ｂ）及び基（ｃ）中の水素原子はそれぞれ独立してハロゲン原子又はシアノ基で置換されていてもよく、
Ｚ^ｉ１は、−ＯＣＨ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、−Ｃ_２Ｈ_４−、−Ｃ_４Ｈ_８−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−、−ＣＦ_２ＣＦ_２−又は単結合を表し、
Ｚ^ｉ２は、−Ｃ≡Ｃ−を表し、
Ｘ^ｉ１〜Ｘ^ｉ５の少なくとも１つがフッ素原子である、あるいはＡ^ｉ１中の少なくとも１つの水素原子がハロゲン原子又はシアノ基で置換されており、
ｍ^ｉ１は、１又は２を表わし、
Ａ^ｉ１が複数存在する場合は、それらは同一でもよく異なっていてもよく、
Ｚ^ｉ１が複数存在する場合は、それらは同一でもよく異なっていてもよい。）
で表される化合物の１種又は２種以上と、
下記一般式（ｉｉ−１）〜（ｉｉ−３）

【化2】

（上記一般式（ｉｉ−１）〜（ｉｉ−３）中、
Ｒ^ｉｉ１及びＲ^ｉｉ２はそれぞれ独立してフッ素原子、塩素原子、シアノ基又は炭素原子数１〜１２のアルキル基を表わし、
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、
また、Ｒ^ｉｉ１及びＲ^ｉｉ２中に存在する１個又は２個以上の水素原子はそれぞれ独立してフッ素原子に置換されていてもよいが、
Ｒ^ｉｉ１及びＲ^ｉｉ２がともにフッ素原子、塩素原子及びシアノ基から選ばれる置換基を表すことはなく、
Ｘ^ｉｉ１〜Ｘ^ｉｉ８は、それぞれ独立して、水素原子又はフッ素原子を表し、
上記一般式（ｉｉ−１）中、
Ｚ^ｉｉ３及びＺ^ｉｉ４は、それぞれ独立して、−ＯＣＨ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、−Ｃ_２Ｈ_４−、−Ｃ_４Ｈ_８−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−ＣＦ_２ＣＦ_２−、−Ｃ≡Ｃ−又は単結合を表すが、
Ｚ^ｉｉ３及びＺ^ｉｉ４の少なくとも１つが−Ｃ≡Ｃ−を表し、
上記一般式（ｉｉ−２）中、
Ｚ^ｉｉ３は、−ＯＣＨ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、−Ｃ_２Ｈ_４−、−Ｃ_４Ｈ_８−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−ＣＦ_２ＣＦ_２−又は単結合を表し、
Ｚ^ｉｉ５は、−Ｃ≡Ｃ−を表し、
上記一般式（ｉｉ−３）中、
Ｚ^ｉｉ５及びＺ^ｉｉ６は、それぞれ独立して、−ＯＣＨ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、−Ｃ_２Ｈ_４−、−Ｃ_４Ｈ_８−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−ＣＦ_２Ｏ−、−Ｃ≡Ｃ−又は単結合を表すが、
Ｚ^ｉｉ５及びＺ^ｉｉ６の少なくとも１つが−Ｃ≡Ｃ−を表す。）
で表される化合物の１種又は２種以上と、
を含有することを特徴とする、液晶組成物。

【請求項2】

前記一般式（ｉ）で表される化合物が、下記一般式（ｉ−１）：

【化3】

（上記一般式（ｉ−１）中、
Ｒ^ｉ１は、炭素原子数１〜１２のアルキル基を表わし、
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、
また、Ｒ^ｉ１中に存在する１個又は２個以上の水素原子はそれぞれ独立してフッ素原子に置換されていてもよく、
Ｙ^ｉ１は、水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基又は炭素原子数１〜１２のアルキル基を表わし、
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、
また、Ｙ^ｉ１中に存在する１個又は２個以上の水素原子はそれぞれ独立してフッ素原子に置換されていてもよく、
Ｘ^ｉ１〜Ｘ^ｉ７はそれぞれ独立して、水素原子又はフッ素原子を表すが、Ｘ^ｉ１とＸ^ｉ２がともにフッ素原子を表すことはなく、Ｘ^ｉ３とＸ^ｉ４がともにフッ素原子を表すことはなく、Ｘ^ｉ６とＸ^ｉ７がともにフッ素原子を表すことはなく、
Ａ^ｉ１は、以下の基（ａ）〜基（ｃ）：
（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。）、
（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。）及び
（ｃ） １，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル基又はデカヒドロナフタレン−２，６−ジイル基（１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル基中に存在する１個の−ＣＨ＝又は隣接していない２個以上の−ＣＨ＝は−Ｎ＝に置換されていてもよい。）
からなる群より選ばれる基を表わし、
上記の基（ａ）、基（ｂ）及び基（ｃ）中の水素原子はそれぞれ独立してハロゲン原子又はシアノ基で置換されていてもよく、
Ｚ^ｉ３は、−ＯＣＨ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、−Ｃ_２Ｈ_４−、−Ｃ_４Ｈ_８−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−、−ＣＦ_２ＣＦ_２−又は単結合を表わし、
Ｚ^ｉ４は、−Ｃ≡Ｃ−を表し、
Ｘ^ｉ１〜Ｘ^ｉ７の少なくとも１つがフッ素原子である、あるいはＡ^ｉ１中の少なくとも１つの水素原子がハロゲン原子又はシアノ基で置換されており、
ｍ^ｉ２は、０又は１を表す。）
である、請求項１に記載の液晶組成物。

【請求項3】

下記一般式（１ａ）、一般式（１ｂ）及び一般式（１ｃ）から選択される化合物を１種又は２種以上さらに含有する、請求項１又は２に記載の液晶組成物。

【化4】

（上記一般式（１ａ）〜（１ｃ）中、
Ｒ^１１、Ｒ^１２及びＲ^１３は、それぞれ独立して、炭素原子数１〜１０のアルキル基又は炭素原子数２〜１０のアルケニル基を表わし、
これらの基中に存在する１個のメチレン基又は相互に隣接していない２個以上のメチレン基は、−Ｏ−又は−Ｓ−に置換されてもよく、
またこれらの基中に存在する１個又は２個以上の水素原子は、フッ素原子又は塩素原子に置換されてもよく、
Ｍ^１１、Ｍ^１２、Ｍ^１３、Ｍ^１４、Ｍ^１５及びＭ^１６は、それぞれ独立して、下記の基（ａ）、基（ｂ）、又は基（ｄ）のいずれか１種を表わし、
（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個のメチレン基又は相互に隣接していない２個以上のメチレン基は−Ｏ−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＝又は相互に隣接していない２個以上の−ＣＨ＝は−Ｎ＝に置き換えられてもよい）、３−フルオロ−１，４−フェニレン基、又は３，５−ジフルオロ−１，４−フェニレン基、並びに
（ｄ） 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−２，５−ジイル基、ナフタレン−２，６−ジイル基、１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル基、又はデカヒドロナフタレン−２，６−ジイル基、
上記の基（ａ）、基（ｂ）又は基（ｄ）に含まれる水素原子はそれぞれシアノ基、フッ素原子、塩素原子、トリフルオロメチル基又はトリフルオロメトキシ基で置換されていてもよく、
Ｌ^１１、Ｌ^１２、Ｌ^１３、Ｌ^１４、Ｌ^１５及びＬ^１６は、それぞれ独立して、単結合、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−（ＣＨ_２）_４−、−ＯＣＨ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−、−ＣＦ_２Ｏ−、−Ｎ＝Ｎ−、又は−Ｃ≡Ｃ−を表わし、
ｐ、ｑ、ｓは、それぞれ独立して、０、１又は２を表し、
Ｍ^１２、Ｍ^１４、Ｍ^１６、Ｌ^１１、Ｌ^１３、及び／又はＬ^１５がそれぞれ複数存在する場合は、それらは同一でもよく異なっていてもよく、
Ｘ^１１、Ｘ^１２、Ｘ^１３、Ｘ^１４、Ｘ^１５、Ｘ^１６及びＸ^１７は、それぞれ独立して、
水素原子又はフッ素原子を表わし、
Ｙ^１１、Ｙ^１２及びＹ^１３は、それぞれ独立して、フッ素原子、塩素原子、シアノ基（−ＣＮ）、チオシアナト基（−ＳＣＮ）、シアナト基（−ＯＣＮ）、−Ｃ≡Ｃ−ＣＮ、トリフルオロメトキシ基、トリフルオロメチル基、２，２，２−トリフルオロエチル基、ジフルオロメトキシ基、又は、炭素原子数１〜１０のアルキル基又は炭素原子数２〜１０のアルケニル基を表わし、
これらの基中に存在する１個のメチレン基又は相互に隣接していない２個以上のメチレン基は、−Ｏ−又は−Ｓ−に置換されてもよく、
またこれらの基中に存在する１個又は２個以上の水素原子は、フッ素原子又は塩素原子に置換されてもよい。
但し、一般式（１ａ）、一般式（１ｂ）及び一般式（１ｃ）で表わされる化合物から上記一般式（ｉｉ）で表わされる化合物を除く。）

【請求項4】

下記一般式（２ａ）〜（２ｃ）：

【化5】

（上記一般式（２ａ）〜（２ｃ）中、
Ｒ^２ａ及びＲ^２ｂは、それぞれ独立して、炭素原子数１〜１２のアルキル基を表わし、 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-により置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く、
環Ａ、環Ｂ、環Ｃ及び環Ｄは、それぞれ独立して、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-ジイル基を表わし、
Ｌ^２ａ、Ｌ^２ｂ及びＬ^２ｃはそれぞれ独立した連結基であって、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-、-Ｃ
Ｈ＝ＣＨ-、-ＣＨ＝ＣＦ-、-ＣＦ＝ＣＨ-、-ＣＦ＝ＣＦ-、-Ｃ≡Ｃ-又は-ＣＨ＝Ｎ−Ｎ＝ＣＨ-を表す。）
で表される化合物を１種又は２種以上さらに含有する、請求項１から３のいずれか１項に記載の液晶組成物。

【請求項5】

５８９．０ｎｍにおけるΔｎは０．３以上である、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】

請求項１〜５のいずれか１項に記載の液晶組成物を用いた、液晶素子。

【請求項7】

アクティブマトリクス方式又はパッシブマトリクス方式で駆動する、請求項６に記載の液晶素子。

【請求項8】

請求項１〜５のいずれか１項に記載の液晶組成物の液晶分子の配向方向を可逆的に変えることにより誘電率を可逆的にスイッチングする液晶素子。

【請求項9】

請求項１〜５のいずれか１項に記載の液晶組成物を用いた、センサ。

【請求項10】

請求項１〜５のいずれか１項に記載の液晶組成物を用いた、液晶レンズ。

【請求項11】

請求項１〜５のいずれか１項に記載の液晶組成物を用いた、光通信機器。

【請求項12】

請求項１〜５のいずれか１項に記載の液晶組成物を用いた、アンテナ。

【請求項13】

請求項１２に記載のアンテナであって、
複数のスロットを備えた第１基板と、
前記第１基板と対向し、給電部が設けられた第２基板と、
前記第１基板と前記第２基板との間に設けられた第１誘電体層と、
前記複数のスロットに対応して配置される複数のパッチ電極と、
前記パッチ電極が設けられた第３基板と、
前記第１基板と前記第３基板との間に設けられた液晶層と、を備え、
前記液晶層は、請求項１〜５のいずれか１項に記載の液晶組成物を用いたものであることを特徴とする、アンテナ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は液晶組成物及びこれを使用した液晶素子、センサ、液晶レンズ、光通信機器又はアンテナに関する。

【背景技術】

【0002】

ディスプレイ用途に多く用いられている液晶の新規用途として、自動車等の移動体と通信衛星と間で電波の送受信を行う液晶を用いたアンテナが、注目されている。従来、衛星通信は、パラボラアンテナを用いているが、自動車等の移動体で用いる場合、随時パラボラアンテナを衛星方向へ向けなければならず、大きな可動部が必要であった。しかし液晶を用いたアンテナは、液晶が動作することにより、電波の送受信方向を変える事が出来るため、アンテナ自体を動かす必要が無く、アンテナの形状も平面にすることが出来る。
一般に、自動車等の自動運転には、高精度３Ｄマップ情報の大量データダウンロードが必要である。しかし、液晶を用いたアンテナであれば、当該アンテナを自動車に組み込むことにより、通信衛星から大量データダウンロードが機械的な可動部が無くても可能となる。衛星通信で用いられる周波数帯は、約１３ＧＨｚ帯であり、今までの液晶ディスプレイ用途で使用している周波数と大きく異なる。そのため液晶への要求物性も大きく異なり、アンテナ用の液晶に要求される物性としては、Δｎは０．４程度、動作温度範囲は−４０〜１２０℃以上となる。

【0003】

また自動車等の移動体の自動運転用センサーとして、液晶を用いた赤外線レーザー画像認識・測距装置も注目されている。この用途の液晶の要求されるΔｎは０．２〜０．３、動作温度範囲は−４０〜１２０℃以上となる。

【0004】

例えば、アンテナ用の液晶の技術としては、特許文献１が挙げられる。特許文献１に記載の液晶媒体ではΔｎが０．３３５の値を達成している。また、特許文献１では、駆動電圧の無印加と駆動電圧の印加により液晶層の誘電率が変化することを利用して、マイクロストリップ線路を伝搬する電磁波の位相の可変、あるいは当該電磁波の位相の遅延を可能とするマイクロ波帯可変位相器が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１６−３７６０７号公報

【非特許文献】

【0006】

【非特許文献1】ドルフィ（Ｄ．Ｄｏｌｆｉ），「エレクトロニクスレター（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ）」，（英国），１９９３年，２９巻，１０号，ｐ．９２６−９２７

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、特許文献１に記載の液晶媒体は、動作温度範囲の上限値である上限温度（Ｔ_ＮＩ）だけが検討されており、動作温度範囲の下限側の温度、特に常温においては検討されていない。そのため、常温下において、高周波デバイス等のアンテナに対して液晶材料を安定して使用できないという新たな問題が生じる。

【0008】

そこで、本発明は、駆動温度範囲が広く、常温下において安定であり、且つ、高い屈折率異方性Δｎを有する、液晶組成物、及びそれを用いた液晶素子、センサ、液晶レンズ、光通信機器又はアンテナを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明者らが鋭意検討した結果、一般式（ｉ）で表される化合物の１種又は２種以上と、一般式（ｉｉ）で表わされる化合物の１種又は２種以上と、を含有する液晶組成物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。

【0010】

本発明は、以下の一般式（ｉ）：

【0011】

【化1】

【0012】

（上記一般式（ｉ）中、
Ｒ^ｉ１は、炭素原子数１〜１２のアルキル基を表わし、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、また、Ｒ^ｉ１中に存在する１個又は２個以上の水素原子はそれぞれ独立してフッ素原子に置換されていてもよく、
Ｙ^ｉ１は、水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基又は炭素原子数１〜１２のアルキル基を表わし、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、また、Ｙ^ｉ１中に存在する１個又は２個以上の水素原子はそれぞれ独立してフッ素原子に置換されていてもよく、
Ｘ^ｉ１〜Ｘ^ｉ５はそれぞれ独立して、水素原子又はフッ素原子を表すが、Ｘ^ｉ１とＸ^ｉ２がともにフッ素原子を表すことはなく、Ｘ^ｉ３とＸ^ｉ４がともにフッ素原子を表すことはなく、
Ａ^ｉ１は、以下の基（ａ）〜基（ｃ）：
（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。）、
（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。）及び
（ｃ） ナフタレン−２，６−ジイル基、１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル基又はデカヒドロナフタレン−２，６−ジイル基（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＝に置換されていてもよい。）
からなる群より選ばれる基を表わし、上記の基（ａ）、基（ｂ）及び基（ｃ）中の水素原子はそれぞれ独立して、ハロゲン原子又はシアノ基で置換されていてもよく、
Ｚ^ｉ１及びＺ^ｉ２はそれぞれ独立して、−ＯＣＨ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、−Ｃ_２Ｈ_４−、−Ｃ_４Ｈ_８−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−、−ＣＦ_２ＣＦ_２−、−Ｃ≡Ｃ−又は単結合を表すが、少なくとも一つのＺ^ｉ１あるいはＺ^ｉ２は−Ｃ≡Ｃ−を表わし、
Ｘ^ｉ１〜Ｘ^ｉ５の１又は２以上がフッ素原子である、あるいはＡ^ｉ１中の１又は２以上の水素原子がハロゲン原子又はシアノ基で置換されており、
ｍ^ｉ１は、１又は２を表わし、Ａ^ｉ１が複数存在する場合は、それらは同一でもよく異なっていてもよく、Ｚ^ｉ１が複数存在する場合は、それらは同一でもよく異なっていてもよい。）
で表される化合物の１種又は２種以上と、
下記一般式（ｉｉ）

【0013】

【化2】

（上記一般式（ｉｉ）中、
Ｒ^ｉｉ１及びＲ^ｉｉ２はそれぞれ独立してフッ素原子、塩素原子、シアノ基又は炭素原子数１〜１２のアルキル基を表わし、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、また、Ｒ^ｉｉ１及びＲ^ｉｉ２中に存在する１個又は２個以上の水素原子はそれぞれ独立してフッ素原子に置換されていてもよいが、Ｒ^ｉｉ１及びＲ^ｉｉ２がともにフッ素原子、塩素原子及びシアノ基から選ばれる置換基を表すことはなく、
Ｚ^ｉｉ１及びＺ^ｉｉ２はそれぞれ独立して単結合、−ＯＣＨ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、−Ｃ_２Ｈ_４−、−Ｃ_４Ｈ_８−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−、−ＣＦ_２ＣＦ_２−又は−Ｃ≡Ｃ−を表すが、Ｚ^ｉｉ１及びＺ^ｉｉ２のうち少なくとも一つは−Ｃ≡Ｃ−を表わし、
Ａ^ｉｉ１及びＡ^ｉｉ２は、それぞれ独立して、以下の基（ａ）〜基（ｃ）：
（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。）、
（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。）及び
（ｃ） ナフタレン−２，６−ジイル基、１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル基又はデカヒドロナフタレン−２，６−ジイル基（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＝に置換されていてもよい。）
からなる群より選ばれる基を表わし、上記の基（ａ）、基（ｂ）及び基（ｃ）中の水素原子はそれぞれ独立してハロゲン原子又はシアノ基で置換されていてもよく、
ｍ^ｉｉ１及びｍ^ｉｉ２はそれぞれ独立して、０〜３の整数を表すが、ｍ^ｉｉ１＋ｍ^ｉｉ２は１〜４の整数を表わし、Ａ^ｉｉ１及び／又はＡ^ｉｉ２がそれぞれ複数存在する場合は、それらは同一でもよく異なっていてもよく、Ｚ^ｉｉ１及び／又はＺ^ｉｉ２がそれぞれ複数存在する場合は、それらは同一でもよく異なっていてもよい。）で表される化合物の１種又は２種以上と、
を含有することを特徴とする、液晶組成物である。

【発明の効果】

【0014】

本発明により、駆動温度範囲が広く、常温下において安定である、高い屈折率異方性Δｎを有する、液晶組成物を提供することができる。

【0015】

本発明により、駆動温度範囲が広く、常温下において安定である、高い屈折率異方性Δｎを有する、液晶層を備えた液晶素子、センサ、液晶レンズ、光通信機器、特には、アンテナを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明に係るアンテナを搭載した車両の概要図の一例である。

【図2】本発明に係るアンテナの分解図の一例である。

【図3】本発明に係るアンテナ本体の分解図の一例である。

【図4】本発明におけるスロットアレイ部の上面図の一例である。

【図5】本発明に係るアンテナ本体の投影図の上面図の一例である。

【図6】図５のアンテナ本体をＡ−Ａ線で切断した断面図の一形態である。

【図7】図５のアンテナ本体をＡ−Ａ線で切断した断面図の別の形態である。

【図8】本発明に係るアンテナ本体の投影図を示す上面図の他の一例である。

【図9】図８のアンテナ本体をＣ−Ｃ線で切断した断面図である。

【図10】図８のアンテナ本体をＢ−Ｂ線で切断した断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下に、本発明の液晶組成物、液晶素子、センサ、液晶レンズ、光通信機器、及びアンテナを、その実施形態に基づき、詳細に例示説明する。本発明に係る液晶組成物は、一般式（ｉ）で表わされる化合物と、一般式（ｉｉ）で表わされる化合物とを含有する。以下、一般式（ｉ）及び一般式（ｉｉ）で表わされる化合物について順に説明する。一般式（ｉ）で表される化合物は、Δｎが比較的高く、また良好な相溶性を有する。これにより、常温下において安定な液晶組成物を提供することができる。

【0018】

本発明における一般式（ｉ）で表わされる化合物は以下の通りである。

【0019】

【化3】

【0020】

上記一般式（ｉ）中、Ｒ^ｉ１は、炭素原子数１〜１２のアルキル基を表わし、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、また、Ｒ^ｉ１中に存在する１個又は２個以上の水素原子はそれぞれ独立してフッ素原子に置換されていてもよい。

【0021】

Ｒ^ｉ１は、直鎖状の基又は分岐状の基であり、直鎖状の基であることが好ましい。また、Ｒ^ｉ１は、好ましくは、炭素原子数２〜１１のアルキル基を表わし、より好ましくは、炭素原子数３〜９のアルキル基を表わし、さらに好ましくは、炭素原子数４〜７のアルキル基を表す。

【0022】

本明細書におけるアルキル基は、特に制限されることは無く、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、へプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、イソデシル基、ドデシル基及び２-エチルヘキシル基等を含み、直鎖状のアルキル基が好ましい。

【0023】

上記一般式（ｉ）のＲ^ｉ１中に存在する、メチレン基は、酸素原子が直接隣接しないように、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−で置換されてもよい。具体的には、Ｒ^ｉ１は、炭素原子数１〜８のアルキル基、炭素原子数１〜８のアルコキシ基、炭素原子数２〜８のアルケニル基又は炭素原子数２〜８のアルケニルオキシ基が好ましく、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い。

【0024】

液晶組成物全体の信頼性を重視する場合にはＲ^ｉ１はアルキル基であることが好ましく、液晶組成物全体の粘性の低下を重視する場合にはアルケニル基であることが好ましい。

【0025】

本明細書におけるアルケニル基は、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。）

【0026】

【化4】

本明細書におけるアルケニルオキシ基は、式（Ｒ６）から式（Ｒ１０）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。）

【0027】

【化5】

本明細書におけるアルコキシ基は、特に制限されることは無く、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ペントキシ基、及びヘキソキシ基を含み、直鎖状のアルコキシ基であることが好ましい。

【0028】

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の酸素原子の合計が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。
上記一般式（ｉ）中、Ａ^ｉ１は、水素原子がハロゲン原子又はシアノ基に置換されてもよい、二価の環式基を表わす。当該環式基としては、基（ａ）〜（ｃ）のいずれかであり、式（ａ）又は（ｂ）であることがより好ましい。
（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。）、
（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。）及び
（ｃ） ナフタレン−２，６−ジイル基、１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル基又はデカヒドロナフタレン−２，６−ジイル基（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＝に置換されていてもよい。）

【0029】

Ａ^ｉ１の具体例としては、以下の式（ａ１）〜（ａ２５）で表わされる二価の環式基が挙げられる。

【0030】

【化6】

【0031】

【化7】

【0032】

【化8】

【0033】

（上記式中、＊は炭素原子又は他の原子と結合する結合手を表わす。）

【0034】

上記二価の環式基のうち、（ａ１）〜（ａ３）、（ａ５）〜（ａ６）、（ａ９）〜（ａ１０）、（ａ１２）〜（ａ２５）が好ましく、（ａ１）〜（ａ３）、（ａ５）〜（ａ６）、（ａ１２）〜（ａ２５）がより好ましく、（ａ１）〜（ａ３）、（ａ１２）〜（ａ２５）がさらに好ましい。
また、Ａ^ｉ１が複数存在する場合は、それらは同一でもあってもよく、あるいは異なっていてもよい。

【0035】

上記一般式（ｉ）中、Ｚ^ｉ１及びＺ^ｉ２は、それぞれ独立して、−ＯＣＨ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、−Ｃ_２Ｈ_４−、−Ｃ_４Ｈ_８−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−、−ＣＦ_２ＣＦ_２−、−Ｃ≡Ｃ−又は単結合を表すが、少なくとも一つのＺ^ｉ１あるいはＺ^ｉ２は−Ｃ≡Ｃ−を表す。
Ｚ^ｉ１及びＺ^ｉ２が上記条件であると、メソゲンを構成する環構造間の連結基が、分子の直線性を確保しやすい。Ｚ^ｉ１及びＺ^ｉ２は、それぞれ独立して、単結合、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、又は−ＣＦ＝ＣＦ−が好ましい。Ｚ^ｉ１及びＺ^ｉ２は、それぞれ独立して、液晶組成物の安定性を重視する場合には単結合が好ましく、Δｎを重視する場合には−Ｃ≡Ｃ−が好ましい。また、上記一般式（ｉ）中、Ｚ^ｉ２及びｍ^ｉ１個のＺ^ｉ１のうち少なくとも一つが−Ｃ≡Ｃ−を表すことから、一般式（ｉ）で表わされる化合物はその構造内に少なくとも１つの−Ｃ≡Ｃ−を有する。
Ｚ^ｉ１が複数存在する場合は、それらは同一でもよく異なっていてもよい。

【0036】

上記一般式（ｉ）中、Ｙ^ｉ１は、水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基又は炭素原子数１〜１２のアルキル基を表わし、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、また、Ｙ^ｉ１中に存在する１個又は２個以上の水素原子はそれぞれ独立してフッ素原子に置換されていてもよい。

【0037】

一般式（ｉ）で表される化合物が、大きな正の誘電率異方性を有するいわゆるｐ型化合物である場合には、Ｙ^ｉ１は、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、トリフルオロメチル基又はトリフルオロメトキシ基であることが好ましく、フッ素原子又はシアノ基がより好ましい。

【0038】

一般式（ｉ）で表される化合物が、小さな正の誘電率異方性を有する化合物である場合には、Ｙ^ｉ１はＲ^ｉ１と同様に、炭素原子数１〜１２のアルキル基（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）を表すことが好ましい。
また、上記一般式（ｉ）中、Ｙ^ｉ１とＲ^ｉ１とは同一であっても、異なっていてもよい。さらには、Ｙ^ｉ１が、炭素原子数１〜１２のアルキル基（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）である場合、好ましいＹ^ｉ１の態様は、上述したＲ^ｉ１の好ましい態様と同一である。

【0039】

上記一般式（ｉ）中、Ｘ^ｉ１〜Ｘ^ｉ５は、それぞれ独立して、水素原子又はフッ素原子を表すが、Ｘ^ｉ１とＸ^ｉ２がともにフッ素原子を表すことはなく、Ｘ^ｉ３とＸ^ｉ４がともにフッ素原子を表すことはない。これにより、一般式（ｉ）で表わされる化合物の誘電率異方性（Δε）が０以上を示しやすくなる。

【0040】

上記一般式（ｉ）中、ｍ^ｉ１は、１又は２を表わし、１が好ましい。ｍ^ｉ１が１又は２であると、一般式（ｉ）で表わされる化合物は、３環〜４環の（液晶）化合物に相当し、他の液晶化合物と高い相溶性を示す。これにより、常温下における保存安定性（以下、常温保存安定性とも称する。）を確保しやすくなる。

【0041】

本発明に係る一般式（ｉ）で表わされる化合物において、Ｘ^ｉ１〜Ｘ^ｉ５の少なくとも１つ又は２つ以上がフッ素原子である、あるいはＡ^ｉ１中の少なくとも一つ１又は２つ以上の水素原子がハロゲン原子又はシアノ基で置換されている。すなわち、本発明における一般式（ｉ）で表わされる化合物の一分子中において、二価の環式基Ａ^ｉ１及び２つのベンゼン環には、フッ素原子、ハロゲン原子又はシアノ基で表わされる電子吸引基を１又は２以上有する。これにより、一般式（ｉ）で表わされる化合物は、正の誘電率異方性を示しやすくなり、環構造のラテラル位にフッ素原子等のハロゲン原子を導入すると、相溶性が向上するため好ましい。
本発明における一般式（ｉ）で表わされる化合物の一分子中の環構造である、ｍ^ｉ１個のＡ^ｉ１及び２つのベンゼン環は、合計でフッ素原子を１〜５個有することが好ましく、１〜４個有することがより好ましい。
本発明における一般式（ｉ）で表わされる化合物一分子中の環構造である、ｍ^ｉ１個のＡ^ｉ１は合計で、ハロゲン原子（フッ素原子以外）を１〜３個有することが好ましく、１〜２個有することがより好ましい。
本発明における一般式（ｉ）で表わされる化合物一分子中の環構造である、ｍ^ｉ１個のＡ^ｉ１及び２つのベンゼン環は合計で、ハロゲン原子（フッ素原子を含む）を１〜５個有することが好ましく、１〜４個有することがより好ましい。
本発明における一般式（ｉ）で表わされる化合物一分子中の環構造である、ｍ^ｉ１個のＡ^ｉ１は合計で、シアノ基を１〜３個有することが好ましく、１〜２個有することがより好ましい。

【0042】

本発明に係る液晶組成物において、一般式（ｉ）で表わされる化合物の誘電率異方性（Δε）は、０〜５０であることが好ましく、３〜５０であることがより好ましく、４〜５０であることがさらに好ましい。誘電率異方性が、４〜５０の範囲であると、その化合物を用いた組成物のΔεは、大きい値を示すため、駆動電圧の低下が可能となり、好ましい。

【0043】

一般式（ｉ）で表わされる化合物の屈折率異方性（Δｎ）は、０．１０〜０．５５であることが好ましく、０．１５〜０．５０であることがより好ましく、０．２０〜０．４５であることがさらに好ましい。屈折率異方性が、０．２０〜０．４５の範囲であると、その化合物を用いた組成物のΔｎは、比較的高い値を示すため、高周波用途の液晶として好ましい。

【0044】

尚、屈折率異方性（Δｎ）は、以下のように測定する。ポリイミド配向膜付きのガラスセルに、本発明の液晶組成物のサンプルを注入し、測定温度２５℃、５８９ｎｍにおける面内のリタデーション（位相差）を位相差フィルム・光学材料検査装置ＲＥＴＳ−１００（大塚電子株式会社製）で測定する。尚、ガラス基板間のセルギャップ３．０μｍ、ポリイミド配向膜のラビング方向が平行のガラスセルを使用する。また、位相差＝液晶層の厚さ（セルギャップ）×Δｎの式から、液晶組成物のΔｎを算出する。尚、アッベ屈折計を用いて、液晶組成物のｎｅ、ｎｏを測定し、屈折率異方性（Δｎ）を算出してもよい。

【0045】

本発明に係る液晶組成物において、一般式（ｉ）で表される化合物は単独で使用しても、あるいは２種以上組み合わせて使用してもよい。組み合わせ可能な化合物の種類に特に制限は無いが、誘電率異方性、常温における溶解性、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。使用する液晶化合物の種類は、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種類であり、６種類であり、７種類であり、８種類であり、９種類であり、１０種類以上である。また、一般式（ｉ）で表わされる化合物は、液晶性を示す化合物、すなわち液晶化合物であることが好ましく、ネマチック液晶化合物であることがより好ましい。

【0046】

本発明の液晶組成物の総量に対しての一般式（ｉ）で表される化合物の好ましい含有量の下限値（質量％）は、１％であり、２％であり、５％であり、８％であり、１０％であり、１３％であり、１５％であり、１８％であり、２０％であり、２２％であり、２５％であり、３０％であり、４０％であり、５０％であり、５５％であり、６０％であり、６５％であり、７０％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（質量％）は７０％であり、６５％であり、５５％であり、４５％であり、３５％であり、３０％であり、２８％であり、２５％であり、２３％であり、２０％であり、１８％であり、１５％であり、１３％であり、１０％であり、８％であり、５％である。

【0047】

本発明の一般式（ｉ）で表わされる化合物の好ましい形態の一つは、上記一般式（ｉ）中、Ｒ^ｉ１が、炭素原子数１〜８を有し、かつ直鎖状の、アルキル基、アルケニル基、アルコキシ基、又はアルケニルオキシ基であり、Ａ^ｉ１は、上記式（ａ１）〜（ａ３）、（ａ１９）又は（ａ２４）であり、Ｚ^ｉ１及びＺ^ｉ２は、それぞれ独立して、単結合、−ＣＯＯ−、又は−Ｃ≡Ｃ−であり、かつＺ^ｉ１又はＺ^ｉ２のいずれかが−Ｃ≡Ｃ−であり、ｍ^ｉ１は、１を表わす化合物である。また、一般式（ｉ）で表される化合物の好ましい含有量は、液晶組成物全体（１００質量％）に対して、１０〜７０質量％であることが好ましく、１５〜６７質量％であることがより好ましく、２０〜６５質量％であることが特に好ましい。

【0048】

本発明の一般式（ｉ）で表わされる化合物は、以下の一般式（ｉ−１）で表わされる化合物であることが好ましい。

【0049】

【化9】

【0050】

一般式（ｉ−１）で表される化合物は、比較的高いΔｎと、良好な相溶性とを有する。これにより、常温下において安定な液晶組成物を得ることができる。

【0051】

上記一般式（ｉ−１）中、Ｒ^ｉ１、Ｙ^ｉ１及びＡ^ｉ１は、上記一般式（ｉ）中のＲ^ｉ１、Ｙ^ｉ１及びＡ^ｉ１と同一であるため、ここでの説明は省略する。

【0052】

上記一般式（ｉ−１）中、Ｘ^ｉ１〜Ｘ^ｉ７はそれぞれ独立して、水素原子又はフッ素原子を表すが、Ｘ^ｉ１とＸ^ｉ２がともにフッ素原子を表すことはなく、Ｘ^ｉ３とＸ^ｉ４がともにフッ素原子を表すことはなく、Ｘ^ｉ６とＸ^ｉ７がともにフッ素原子を表すことはないことが好ましい。これにより、一般式（ｉ）で表わされる化合物の誘電率異方性（Δε）が０以上を示しやすくなる。

【0053】

上記一般式（ｉ−１）中、Ｚ^ｉ３は、−ＯＣＨ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、−Ｃ_２Ｈ_４−、−Ｃ_４Ｈ_８−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−、−ＣＦ_２ＣＦ_２−、−Ｃ≡Ｃ−又は単結合を表すことが好ましく、−Ｃ≡Ｃ−又は単結合がより好ましい。

【0054】

上記一般式（ｉ−１）中、Ｚ^ｉ４は、単結合又は−Ｃ≡Ｃ−を表わすことが好ましい。また、Ｚ^ｉ４及びｍ^ｉ２個のＺ^ｉ３のうち少なくとも一つは−Ｃ≡Ｃ−を表すことが好ましい。したがって、上記一般式（ｉ）と同様に、一般式（ｉ−１）で表わされる化合物もその構造内に少なくとも１つの−Ｃ≡Ｃ−を有することが好ましい。Ｚ^ｉ３及びＺ^ｉ４は、それぞれ独立して、液晶組成物の安定性を重視する場合には単結合が好ましく、Δｎを重視する場合には−Ｃ≡Ｃ−が好ましい。

【0055】

上記一般式（ｉ−１）中、ｍ^ｉ２は、０又は１を表すことが好ましい。

【0056】

本発明に係る一般式（ｉ−１）で表わされる化合物において、Ｘ^ｉ１〜Ｘ^ｉ７の少なくとも１つがフッ素原子である、あるいはＡ^ｉ１中の少なくとも１つの水素原子がハロゲン原子又はシアノ基で置換されている。すなわち、本発明における一般式（ｉ−１）で表わされる化合物の一分子中において、二価の環式基Ａ^ｉ１及び３つのベンゼン環には、フッ素原子、ハロゲン原子又はシアノ基で表わされる電子吸引基を合計１又は２以上有する。これにより、一般式（ｉ−１）で表わされる化合物は、より正の誘電率異方性を示しやすくなり、環構造のラテラル位にフッ素原子等のハロゲン原子を導入すると、相溶性が向上するため好ましい。一般式（ｉ−１）で表わされる化合物を使用することで、常温保存安定性を確保しやすくなる 。

【0057】

本発明における一般式（ｉ−１）で表わされる化合物の一分子中の環構造である、ｍ^ｉ２個のＡ^ｉ１及び３つのベンゼン環は、合計でフッ素原子を１〜５個有することが好ましく、１〜４個有することがより好ましい。
本発明における一般式（ｉ−１）で表わされる化合物一分子中の環構造である、ｍ^ｉ２個のＡ^ｉ１は合計で、ハロゲン原子（フッ素原子以外）を１〜３個有することが好ましく、１〜２個有することがより好ましい。
本発明における一般式（ｉ−１）で表わされる化合物一分子中の環構造である、ｍ^ｉ２個のＡ^ｉ１及び３つのベンゼン環は合計で、ハロゲン原子（フッ素原子を含む）を１〜５個有することが好ましく、１〜４個有することがより好ましい。
本発明における一般式（ｉ−１）で表わされる化合物一分子中の環構造である、ｍ^ｉ２個のＡ^ｉ１は合計で、シアノ基を１〜３個有することが好ましく、１〜２個有することがより好ましい。

【0058】

本発明において、一般式（ｉ）で表わされる化合物の好ましい形態としては、以下の一般式（ｉ−１−ａ）〜（ｉ−１−ｄ）で表わされる化合物が挙げられる。

【0059】

【化10】

【0060】

（上記一般式（ｉ―１−ａ）〜（ｉ−１−ｄ）中、Ｒ^ｉａ１は、炭素原子数１〜８のアルキル基、炭素原子数１〜８のアルケニル基、炭素原子数１〜８のアルコキシ基、又は炭素原子数１〜８のアルケニルオキシ基を表わし、環Ｘ及び環Ｙは、それぞれ独立して、上記式（ａ１）〜（ａ２５）で表わされる二価の環式基を表わし、Ｘ^ｉ２、Ｘ^ｉ４及びＸ^ｉ５は、それぞれ独立して、水素原子又はフッ素原子を表わし、Ｙ^ｉａ１は、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、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１〜８のアルケニルオキシ基、−ＯＣＦ_３、又は−ＣＦ_３を表す。）

【0061】

上記一般式（ｉ―１−ａ）〜（ｉ−１−ｄ）中、環Ｘ及び環Ｙは、それぞれ独立して、上記（ａ１）〜（ａ３）、（ａ１９）及び（ａ２４）がより好ましい。上記一般式（ｉ）中、Ｒ^ｉａ１は、信頼性の観点から、炭素原子数１〜８のアルキル基が好ましい。上記一般式（ｉ―１−ａ）〜（ｉ−１−ｄ）中、Ｙ^ｉａ１は、信頼性の観点から、Ｙ^ｉａ１は、フッ素原子、シアノ基、炭素原子数１〜８のアルキル基、炭素原子数１〜８のアルコキシ基が好ましい。上記化合物のうち、（ｉ―１−ａ）、（ｉ―１−ｂ）、（ｉ―１−ｃ）が好ましい。
なお、本発明に係る液晶組成物において、液晶組成物全体に対する上記一般式（ｉ−１−ａ）〜（ｉ−１−ｄ）の化合物のそれぞれの含有量は、一般式（ｉ）の好ましい含有量を適用することができる。

【0062】

本発明に係る一般式（ｉ）の具体的な構造としては、以下の一般式（ｉ．１）〜（ｉ．３０）で表わされる３環又は４環の液晶化合物であることが好ましい。本発明に係る液晶組成物において、当該一般式（ｉ．１）〜（ｉ．３０）で表される化合物としては、単独で使用しても、あるいは２種以上を組み合わせて使用してもよい。

【0063】

【化11】

【0064】

【化12】

【0065】

【化13】

【0066】

【化14】

【0067】

【化15】

【0068】

【化16】

【0069】

（上記一般式（ｉ．１）〜（ｉ．３０）中、Ｒ^ｉ１は、炭素原子数１〜６のアルキル基、炭素原子数１〜６のアルケニル基、炭素原子数１〜６のアルコキシ基、又は炭素原子数１〜６のアルケニルオキシ基を表すことが好ましく、Ｙ^ｉａ１は、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、炭素原子数１〜６のアルキル基、炭素原子数１〜６のアルコキシ基、炭素原子数１〜６のアルケニルオキシ基、−ＯＣＦ_３、又は−ＣＦ_３を表すことが好ましい。）上記化合物（ｉ．１）〜（ｉ．３０）のうち、（ｉ．７）〜（ｉ．２８）が好ましい。なお、本発明に係る液晶組成物において、液晶組成物全体に対する上記一般式（ｉ．１）〜（ｉ．３０）の化合物のそれぞれの含有量は、一般式（ｉ）の好ましい含有量を適用することができる。

【0070】

上記一般式（ｉ）で表わされる化合物の好ましい形態として、以下の一般式（ｉ−１．１）〜（ｉ−１．２０）が挙げられる。

【0071】

【化17】

【0072】

【化18】

【0073】

上記一般式（ｉ−１．１）〜（ｉ−１．２０）の化合物中、（ｉ−１．２）〜（ｉ−１．５）、（ｉ−１．７）〜（ｉ−１．１０）、（ｉ−１．１２）〜（ｉ−１．１４）、（ｉ−１．１７）〜（ｉ−１．２０）が好ましい。なお、本発明に係る液晶組成物において、液晶組成物全体に対する上記一般式（ｉ−１．１）〜（ｉ−１．２０）の化合物のそれぞれの含有量は、一般式（ｉ）の好ましい含有量を適用することができる。

【0074】

本発明に係る液晶組成物において、一般式（ｉｉ）で表される化合物は、高いΔｎを有する。これにより、液晶組成物に対して高いΔｎを付与できる。特に、本発明における一般式（ｉ）で表わされる化合物と混合することにより、両者の化学構造等の理由から、高いΔｎと液晶化合物に対する優れた相溶性とを発揮できる。

【0075】

本発明に係る液晶組成物は、一般式（ｉｉ）で表わされる化合物の１種又は２種以上を含む。上記一般式（ｉｉ）で表わされる化合物は以下の通りである。

【0076】

【化19】

【0077】

上記一般式（ｉｉ）中、Ｒ^ｉｉ１及びＲ^ｉｉ２はそれぞれ独立して、フッ素原子、塩素原子、シアノ基又は炭素原子数１〜１２のアルキル基を表わし、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、また、Ｒ^ｉｉ１及びＲ^ｉｉ２中に存在する１個又は２個以上の水素原子はそれぞれ独立してフッ素原子に置換されていてもよいが、Ｒ^ｉｉ１及びＲ^ｉｉ２がともにフッ素原子、塩素原子及びシアノ基から選ばれる置換基を表すことはない。

【0078】

Ｒ^ｉｉ１及びＲ^ｉｉ２はそれぞれ独立して、直鎖状の基又は分岐状の基であり、直鎖状の基であることが好ましい。

【0079】

上記一般式（ｉｉ）のＲ^ｉｉ１及びＲ^ｉｉ２がアルキル基の場合、当該アルキル基中に存在するメチレン基は、酸素原子が直接隣接しないように、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−で置換されてもよい。具体的には、Ｒ^ｉｉ１及びＲ^ｉｉ２はそれぞれ独立して、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、炭素原子数１〜１１のアルキル基、炭素原子数１〜１０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、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、炭素原子数１〜６のアルキル基、炭素原子数１〜６のアルコキシ基、炭素原子数２〜６のアルケニル基又は炭素原子数２〜６のアルケニルオキシ基がより好ましく、フッ素原子、シアノ基、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、フッ素原子、シアノ基、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い。なお、Ｒ^ｉｉ１及びＲ^ｉｉ２がともにフッ素原子、塩素原子及びシアノ基から選ばれる置換基を表すことはない。

【0080】

また、Ｒ^ｉｉ１は、好ましくは、炭素原子数２〜１１の直鎖状アルキル基を表わし、より好ましくは、炭素原子数３〜９の直鎖状アルキル基を表わし、さらに好ましくは、炭素原子数３〜７の直鎖状アルキル基を表す。一方、Ｒ^ｉｉ２は、好ましくは、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、又は炭素原子数２〜１１の直鎖状アルキル基、炭素原子数３〜９の直鎖状アルコキシ基を表わし、より好ましくは、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、炭素原子数３〜７の直鎖状アルキル基、炭素原子数２〜７の直鎖状アルコキシ基、−ＯＣＦ_３、又は−ＣＦ_３を表す。

【0081】

Ｒ^ｉｉ１及びＲ^ｉｉ２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の酸素原子の合計が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。

【0082】

Ｚ^ｉｉ１及びＺ^ｉｉ２はそれぞれ独立して単結合、−ＯＣＨ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、−Ｃ_２Ｈ_４−、−Ｃ_４Ｈ_８−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−、−ＣＦ_２ＣＦ_２−又は−Ｃ≡Ｃ−を表すが、Ｚ^ｉｉ１及びＺ^ｉｉ２のうち少なくとも一つは−Ｃ≡Ｃ−を表す。Ｚ^ｉｉ１及びＺ^ｉｉ２が上記条件であると、メソゲンを構成する環構造間の連結基が、分子の直線性を確保しやすい。
Ｚ^ｉｉ１、Ｚ^ｉｉ２は、それぞれ独立して、単結合、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、又は−ＣＦ＝ＣＦ−が好ましい。
Ｚ^ｉｉ１及びＺ^ｉｉ２は、それぞれ独立して、液晶組成物の安定性を重視する場合には単結合が好ましく、Δｎを重視する場合には−Ｃ≡Ｃ−が好ましい。
また、上記一般式（ｉｉ）中、ｍ^ｉｉ１個のＺ^ｉｉ１及びｍ^ｉｉ２個のＺ^ｉｉ２のうち少なくとも一つが−Ｃ≡Ｃ−を表すことから、一般式（ｉ）で表わされる化合物はその構造内に少なくとも１つの−Ｃ≡Ｃ−を有する。

【0083】

上記一般式（ｉｉ）中、Ａ^ｉｉ１及びＡ^ｉｉ２は、それぞれ独立して、以下の基（ａ）〜基（ｃ）：
（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。）、
（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。）及び
（ｃ） ナフタレン−２，６−ジイル基、１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル基又はデカヒドロナフタレン−２，６−ジイル基（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＝に置換されていてもよい。）
からなる群より選ばれる基を表わし、上記の基（ａ）、基（ｂ）及び基（ｃ）中の水素原子はそれぞれ独立してハロゲン原子又はシアノ基で置換されていてもよい。Ａ^ｉｉ１及びＡ^ｉｉ２はそれぞれ独立して、上述した式（ａ１）〜（ａ３）、（ａ５）〜（ａ６）、（ａ９）〜（ａ１０）、（ａ１２）〜（ａ２５）を表すことが好ましく、（ａ１）〜（ａ３）及び（ａ１２）〜（ａ２５）であることがより好ましい。

【0084】

上記一般式（ｉｉ）中、ｍ^ｉｉ１及びｍ^ｉｉ２はそれぞれ独立して、０〜３の整数を表すが、ｍ^ｉｉ１＋ｍ^ｉｉ２は１〜４の整数を表わし、Ａ^ｉｉ１及び／又はＡ^ｉｉ２がそれぞれ複数存在する場合は、それらは同一でもよく異なっていてもよく、Ｚ^ｉｉ１及び／又はＺ^ｉｉ２がそれぞれ複数存在する場合は、それらは同一でもよく異なっていてもよい。

【0085】

上記一般式（ｉｉ）中、ｍ^ｉｉ１及びｍ^ｉｉ２はそれぞれ独立して、０、１又は２が好ましい。

【0086】

本発明に係る液晶組成物において、一般式（ｉｉ）で表される化合物は、誘電率異方性（Δε）が正の値を示すｐ型液晶化合物、又は誘電率異方性（Δε）が中性の値を示すノンポーラ液晶化合物のいずれかが好ましく、誘電率異方性（Δεｎ）が正の値を示すｐ型液晶化合物がより好ましい。

【0087】

具体的には、一般式（ｉｉ）で表わされる化合物の誘電率異方性（Δε）は０〜５０であることが好ましく、３〜５０であることがより好ましく、４〜５０であることがさらに好ましい。誘電率異方性が、４〜５０の範囲であると、その化合物を用いた組成物のΔεは、大きい値を示すため、駆動電圧の低下が可能となり、好ましい。

【0088】

一般式（ｉｉ）で表わされる化合物の屈折率異方性（Δｎ）は、０．２０〜０．８０であることが好ましく、０．２５〜０．７５であることがより好ましく、０．３０〜０．７０であることがさらに好ましい。屈折率異方性が、０．３０〜０．７０の範囲であると、その化合物を用いた組成物のΔｎは、高い値を示すため、高周波用途の液晶として好ましい。

【0089】

本発明に係る液晶組成物において、一般式（ｉｉ）で表される化合物は単独で使用しても、あるいは２種以上組み合わせて使用してもよい。組み合わせ可能な化合物の種類に特に制限は無いが、誘電率異方性、常温における溶解性、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。使用する液晶化合物の種類は、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種類であり、６種類であり、７種類であり、８種類であり、９種類であり、１０種類以上である。また、一般式（ｉｉ）で表わされる化合物は、液晶性を示す化合物、すなわち液晶化合物であることが好ましく、ネマチック液晶化合物であることがより好ましい。

【0090】

本発明の液晶組成物の総量に対しての式（ｉｉ）で表される化合物の好ましい含有量（質量％）の下限値は、１％であり、２％であり、５％であり、８％であり、１０％であり、１３％であり、１５％であり、１８％であり、２０％であり、２２％であり、２５％である。本発明の液晶組成物中における一般式（ｉｉ）の化合物の含有量（質量％）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３０％であり、２０％であり、１５％であり、１０％であり、８％であり、５％であり、３％である。

【0091】

本発明の液晶組成物において、当該組成物全体（１００質量％）に対する一般式（ｉｉ）で表される化合物の好ましい含有量（質量％）の範囲は、２〜３０％であり、より好ましくは５〜４０％であり、特に好ましくは５〜３０％である。

【0092】

本発明において、一般式（ｉｉ）で表わされる化合物の具体的な構造を以下説明する。一般式（ｉｉ）で表わされる化合物は、以下の一般式（ｉｉ−１）〜（ｉｉ−３）で表わされることが好ましい。

【0093】

【化20】

【0094】

（上記一般式（ｉｉ−１）〜（ｉｉ−３）中、Ｘ^ｉｉ１〜Ｘ^ｉｉ８は、それぞれ独立して、水素原子又はフッ素原子を表す。

【0095】

上記一般式（ｉｉ−１）〜（ｉｉ−３）中、Ｚ^ｉｉ３、Ｚ^ｉｉ４、Ｚ^ｉｉ５及びＺ^ｉｉ６は、それぞれ独立して、−ＯＣＨ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、−Ｃ_２Ｈ_４−、−Ｃ_４Ｈ_８−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−、−ＣＦ_２ＣＦ_２−、−Ｃ≡Ｃ−又は単結合を表すが、各一般式（ｉｉ−１）〜（ｉｉ−３）で表わされる化合物のそれぞれの分子構造内に少なくとも１つの−Ｃ≡Ｃ−を有する。

【0096】

上記一般式（ｉｉ−１）〜（ｉｉ−３）中、Ｒ^ｉｉ１及びＲ^ｉｉ２は、上記一般式（ｉｉ）中のＲ^ｉｉ１及びＲ^ｉｉ２と同一であるため、ここでの説明は省略する。）
上記一般式（ｉｉ−１）中、Ｚ^ｉｉ３及びＺ^ｉｉ４は、それぞれ独立して、−ＯＣＨ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、−Ｃ_２Ｈ_４−、−Ｃ_４Ｈ_８−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−、−ＣＦ_２ＣＦ_２−、−Ｃ≡Ｃ−又は単結合を表すが、Ｚ^ｉｉ３及びＺ^ｉｉ４の少なくとも１つが−Ｃ≡Ｃ−を表す。

【0097】

上記一般式（ｉｉ−２）中、Ｚ^ｉｉ３及びＺ^ｉｉ５は、それぞれ独立して、−ＯＣＨ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、−Ｃ_２Ｈ_４−、−Ｃ_４Ｈ_８−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−、−ＣＦ_２ＣＦ_２−、−Ｃ≡Ｃ−又は単結合を表すが、Ｚ^ｉｉ３及びＺ^ｉｉ５の少なくとも１つが−Ｃ≡Ｃ−を表す。

【0098】

上記一般式（ｉｉ−３）中、Ｚ^ｉｉ５及びＺ^ｉｉ６は、それぞれ独立して、−ＯＣＨ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、−Ｃ_２Ｈ_４−、−Ｃ_４Ｈ_８−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−、−ＣＦ_２ＣＦ_２−、−Ｃ≡Ｃ−又は単結合を表すが、Ｚ^ｉｉ５及びＺ^ｉｉ６の少なくとも１つが−Ｃ≡Ｃ−を表す。

【0099】

上記一般式（ｉｉ−１）〜（ｉｉ−３）の化合物中、（ｉｉ−３）が好ましい。

【0100】

なお、本発明に係る液晶組成物において、液晶組成物全体に対する上記一般式（ｉｉ−１）〜（ｉｉ−３）の化合物のそれぞれの含有量は、一般式（ｉｉ）の好ましい含有量を適用することができる。

【0101】

上記一般式（ｉｉ）で表わされる化合物の好ましい形態として、以下の一般式（ｉｉ−３．１）〜（ｉｉ−３．２０）が挙げられる。

【0102】

【化21】

【0103】

【化22】

【0104】

上記一般式（ｉｉ−３．１）〜（ｉｉ−３．２０）の化合物中、（ｉｉ−３．２）〜（ｉｉ−３．５）、（ｉｉ−３．７）〜（ｉｉ−３．１０）、（ｉｉ−３．１２）〜（ｉｉ−３．１５）、（ｉｉ−３．１７）〜（ｉｉ−３．２０）が好ましい。

【0105】

なお、本発明に係る液晶組成物において、液晶組成物全体に対する上記一般式（ｉｉ−３．１）〜（ｉｉ−３．２０）の化合物のそれぞれの含有量は、一般式（ｉｉ）の好ましい含有量を適用することができる。

【0106】

以上が本発明に係る液晶組成物の必須成分である一般式（ｉ）及び一般式（ｉｉ）で表わされる化合物に関する説明である。本発明に係る液晶組成物は、任意成分として、一般式（１ａ）〜（１ｃ）で表される化合物、一般式（２ａ）〜（２ｃ）で表される化合物及び一般式（ｉｉｉ）で表わされる化合物からなる群から選択される１種又は２種以上をさらに含有してもよい。以下、本発明に係る液晶組成物の任意成分について説明する。

【0107】

本発明に係る液晶組成物は、以下の一般式（１ａ）〜（１ｃ）で表される化合物を１種又は２種以上さらに含有することが好ましい。
下記一般式（１ａ）、一般式（１ｂ）及び一般式（１ｃ）：

【0108】

【化23】

【0109】

（上記一般式（１ａ）〜（１ｃ）中、
Ｒ^１１、Ｒ^１２及びＲ^１３は、それぞれ独立して、炭素原子数１〜１０のアルキル基又は炭素原子数２〜１０のアルケニル基を表わし、これらの基中に存在する１個のメチレン基又は相互に隣接していない２個以上のメチレン基は、−Ｏ−又は−Ｓ−に置換されてもよく、またこれらの基中に存在する１個又は２個以上の水素原子は、フッ素原子又は塩素原子に置換されてもよく、
Ｍ^１１、Ｍ^１２、Ｍ^１３、Ｍ^１４、Ｍ^１５及びＭ^１6は、それぞれ独立して、下記の基（ａ）、基（ｂ）、又は基（ｄ）のいずれか１種を表わし、
（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個のメチレン基又は相互に隣接していない２個以上のメチレン基は−Ｏ−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＝又は相互に隣接していない２個以上の−ＣＨ＝は−Ｎ＝に置き換えられてもよい）、３−フルオロ−１，４−フェニレン基、又は３，５−ジフルオロ−１，４−フェニレン基、並びに
（ｄ） 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−２，５−ジイル基、ナフタレン−２，６−ジイル基、１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル基、又はデカヒドロナフタレン−２，６−ジイル基、
上記の基（ａ）、基（ｂ）又は基（ｄ）に含まれる水素原子はそれぞれシアノ基、フッ素原子、塩素原子、トリフルオロメチル基又はトリフルオロメトキシ基で置換されていてもよく、
Ｌ^１１、Ｌ^１２、Ｌ^１３、Ｌ^１４、Ｌ^１５及びＬ^１6は、それぞれ独立して、単結合、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−（ＣＨ_２）_４−、−ＯＣＨ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−、−Ｎ＝Ｎ−、−ＣＦ_２Ｏ−又は−Ｃ≡Ｃ−を表わし、
ｐ、ｑ、ｓは、それぞれ独立して、０、１又は２を表し、 Ｍ^１２、Ｍ^１４、Ｍ^１６、Ｌ^１１、Ｌ^１３及び／又はＬ^１５がそれぞれ複数存在する場合は、それらは同一でもよく異なっていてもよく、
Ｘ^１１、Ｘ^１２、Ｘ^１３、Ｘ^１４、Ｘ^１５、Ｘ^１６及びＸ^１７は、それぞれ独立して、水素原子又はフッ素原子を表わし、
Ｙ^１１、Ｙ^１２及びＹ^１３は、それぞれ独立して、フッ素原子、塩素原子、シアノ基（−ＣＮ）、チオシアナト基（−ＳＣＮ）、シアナト基（−ＯＣＮ）、−Ｃ≡Ｃ−ＣＮ、トリフルオロメトキシ基、トリフルオロメチル基、２，２，２−トリフルオロエチル基、ジフルオロメトキシ基、又は、炭素原子数１〜１０のアルキル基又は炭素原子数２〜１０のアルケニル基を表わし、これらの基中に存在する１個のメチレン基又は相互に隣接していない２個以上のメチレン基は、−Ｏ−又は−Ｓ−に置換されてもよく、またこれらの基中に存在する１個又は２個以上の水素原子は、フッ素原子又は塩素原子に置換されてもよい。但し、一般式（１ａ）、一般式（１ｂ）及び一般式（１ｃ）で表わされる化合物から上記一般式（ｉｉ）で表わされる化合物を除く。）

【0110】

本発明に係る液晶組成物は、一般式（１ａ）〜（１ｃ）で表される化合物からなる群から選ばれる化合物を少なくとも１種又は２種以上を含有することが好ましく、２種〜８種含有することが特に好ましい。本発明に係る液晶組成物において、一般式（１ａ）〜（１ｃ）で表される化合物からなる群から選択される少なくとも１種又は２種以上の化合物の含有量（液晶組成物全体を１００質量％）の下限値は、１質量％であることが好ましく、３質量％であることがより好ましく、５質量％であることがさらに好ましい。本発明に係る液晶組成物において、一般式（１ａ）〜一般式（１ｃ）で表される化合物からなる群から選択される少なくとも１種又は２種以上の化合物の含有量（液晶組成物全体を１００質量％）の上限値は、６０質量％が好ましく、５０質量％が好ましく、４０質量％が好ましく、３０質量％が更に好ましい。

【0111】

本発明に係る液晶組成物は、一般式（１ａ）又は（１ｂ）で表される化合物からなる群から選ばれる化合物を少なくとも１種又は２種以上を含有することがより好ましく、一般式（１ａ）で表される化合物からなる群から選ばれる化合物を１種又は２種以上を含有することがさらに好ましい。

【0112】

本発明の液晶組成物の総量に対しての式（１ａ）で表される化合物の好ましい含有量（質量％）の下限値は、１％であり、２％であり、３％であり、５％であり、８％であり、１０％であり、１３％であり、１５％であり、１８％であり、２０％であり、２５％であり、３０％である。本発明の液晶組成物中における一般式（１ａ）の化合物の含有量（質量％）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３５％であり、３０％であり、２５％であり、２０％であり、１５％であり、１０％であり、５％であり、３％である。

【0113】

一般式（１ａ）の化合物の好ましい形態としては、以下の一般式（１ａ．１）〜一般式（１ａ．６２）で表される各化合物が好ましい。

【0114】

【化24】

【0115】

【化25】

【0116】

【化26】

【0117】

【化27】

【0118】

【化28】

【0119】

【化29】

【0120】

【化30】

【0121】

【化31】

【0122】

【化32】

【0123】

（上記一般式（１ａ．１）〜（１ａ．６２）中、Ｒ^１１ａ及びＲ^１１ｂは、それぞれ独立して、炭素数１〜１２のアルキル基、炭素数２〜１２のアルケニル基、炭素数１〜１２のアルコキシル基、炭素数２〜１２のアルケニルオキシ基を表わす。Ｒ^１１ｃは、フッ素原子、シアノ基、炭素数１〜１２のアルキル基、炭素数２〜１２のアルケニル基、炭素数１〜１２のアルコキシル基、炭素数２〜１２のアルケニルオキシ基を表わし、Ｘ^１１ａ、Ｘ^１１ｂ、Ｘ^１１ｃ及びＸ^１１ｄは、それぞれ独立して、水素原子又はフッ素原子を表す。）

【0124】

上記一般式（１ａ．１）〜（１ａ．６２）の化合物中、（１ａ．１）、（１ａ．２）、（１ａ．６）、（１ａ．７）、（１ａ．１１）、（１ａ．１２）、（１ａ．１６）〜（１ａ．２３）、（１ａ．３８）〜（１ａ．６２）が好ましい。

【0125】

なお、本発明に係る液晶組成物において、液晶組成物全体に対する上記一般式（１ａ．１）〜（１ａ．６２）の化合物のそれぞれの含有量は、一般式（１ａ）の好ましい含有量を適用することができる。

【0126】

本発明に係る一般式（１ａ）の化合物の具体例としては、例えば、以下の一般式（１ａ．４７．１）〜（１ａ．６２．５）が挙げられる。

【0127】

【化33】

【0128】

【化34】

【0129】

【化35】

【0130】

上記一般式（１ａ．４７．１）〜（１ａ．６２．５）中、（１ａ．４７．２）〜（１ａ．４７．５）、（１ａ．６１．７）〜（１ａ．６１．１０）、（１ａ．６１．１２）〜（１ａ．６１．１５）が好ましい。

【0131】

なお、本発明に係る液晶組成物において、液晶組成物全体に対する上記一般式（１ａ．４７．１）〜（１ａ．６２．５）の化合物のそれぞれの含有量は、一般式（１ａ）の好ましい含有量を適用することができる。

【0132】

本発明に係る液晶組成物は、以下の一般式（２ａ）〜（２ｃ）で表される化合物を１種又は２種以上さらに含有することが好ましい。下記一般式（２ａ）〜（２ｃ）：

【0133】

【化36】

【0134】

（上記一般式（２ａ）〜（２ｃ）中、
Ｒ^２ａ及びＲ^２ｂは、それぞれ独立して、炭素原子数１〜１２のアルキル基を表わし、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-により置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く、
環Ａ、環Ｂ、環Ｃ及び環Ｄは、それぞれ独立して、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-ジイル基を表わし、
Ｌ^２ａ、Ｌ^２ｂ及びＬ^２ｃはそれぞれ独立した連結基であって、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＝Ｎ−Ｎ＝ＣＨ-を表す。）
本発明に係る液晶組成物は、一般式（２ａ）〜（２ｃ）で表される化合物からなる群から選ばれる化合物を少なくとも１種を含有することが好ましく、２種〜８種含有することが特に好ましい。本発明に係る液晶組成物において、一般式（２ａ）〜一般式（２ｃ）で表される化合物からなる群から選択される少なくとも１種又は２種以上の化合物の含有量（液晶組成物全体を１００質量％）の下限値は０質量％であることが好ましく、３質量％であることがより好ましく、５質量％であることがさらに好ましい。本発明に係る液晶組成物において、一般式（２ａ）〜一般式（２ｃ）で表される化合物からなる群から選択される少なくとも１種又は２種以上の化合物の含有量（液晶組成物全体を１００質量％）の上限値は５０質量％が好ましく、４５質量％が好ましく、３８質量％が好ましく、２５質量％が更に好ましい。

【0135】

本発明に係る液晶組成物は、一般式（２ａ）又は（２ｂ）で表される化合物からなる群から選ばれる化合物を少なくとも１種又は２種以上を含有することがより好ましく、一般式（２ａ）で表される化合物からなる群から選ばれる化合物を１種又は２種以上を含有することがさらに好ましい。

【0136】

本発明の液晶組成物の総量に対しての式（２ａ）で表される化合物の好ましい含有量（質量％）の下限値は、０％であり、０．５％であり、１％であり、１．５％であり、２％であり、２．５％であり、３％である。本発明の液晶組成物中における一般式（２ａ）の化合物の含有量（質量％）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４５％であり、３５％であり、２５％であり、１５％であり、１０％であり、８％であり、５％である。

【0137】

上記一般式（２ａ）の化合物の好ましい形態としては、以下の一般式（２ａ−１）〜（２ａ−２８）が挙げられる。

【0138】

【化37】

【0139】

【化38】

【0140】

【化39】

【0141】

【化40】

【0142】

（上記一般式（２ａ−１）〜（２ａ−２８）中、Ｒ^２ａ及びＲ^２ｂ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を表わし、環Ｅ、環Ｆ、環Ｇ及び環Ｈは、それぞれ独立して、上述した式（ａ１）〜（ａ２５）のいずれか１つを表す。）
上記一般式（２ａ−１）〜（２ａ−２８）中、（２ａ−１）〜（２ａ−３）、（２ａ−５）、（２ａ−８）〜（２ａ−１０）、（２ａ−１２）が好ましい。

【0143】

なお、本発明に係る液晶組成物において、液晶組成物全体に対する上記一般式（２ａ−１）〜（２ａ−２８）の化合物のそれぞれの含有量は、一般式（２ａ）の好ましい含有量を適用することができる。

【0144】

本発明に係る一般式（２ａ）の化合物の具体例としては、例えば、以下の一般式（２ａ−５．１）〜（２ａ−１２．６）が挙げられる。

【0145】

【化41】

【0146】

【化42】

【0147】

【化43】

【0148】

【化44】

【0149】

上記一般式（２ａ−５．１）〜（２ａ−１２．６）の化合物中、（２ａ−５．２）〜（２ａ−５．５）、（２ａ−５．１１）〜（２ａ−５．１３）、（２ａ−１２．１）〜（２ａ−１２．４）が好ましい。

【0150】

なお、本発明に係る液晶組成物において、液晶組成物全体に対する上記一般式（２ａ−５．１）〜（２ａ−１２．６）の化合物のそれぞれの含有量は、一般式（２ａ）の好ましい含有量を適用することができる。

【0151】

本発明に係る液晶組成物は、一般式（ｉｉｉ）で表わされる化合物からなる群から選択される少なくとも１種の化合物をさらに含むことが好ましい。

【0152】

【化45】

（上記一般式（ｉｉｉ）中、
Ｒ^ｉｉｉ１は、炭素原子数１〜４０の直鎖又は分岐の、アルキル基又はハロゲン化アルキル基を表わし、これらの基中に存在する、メチレン基又は第二級炭素原子を１つ含むハロゲン化アルキレン基は、酸素原子が直接隣接しないように、−Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、又は−Ｃ≡Ｃ−で置換されてもよく、
ｍ^ｉｉｉ１は、０、１又は２の整数を表わし、
Ａ^ｉｉｉ１〜Ａ^ｉｉｉ３は、それぞれ独立して、下記の基（ａ）〜基（ｃ）のいずれか１種を表わし、
（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個のメチレン基又は相互に隣接していない２個以上のメチレン基は−Ｏ−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＝又は相互に隣接していない２個以上の−ＣＨ＝は−Ｎ＝に置き換えられてもよい）、
（ｃ） ナフタレン−２，６−ジイル基、１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル基又はデカヒドロナフタレン−２，６−ジイル基（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。）
上記基（ａ）〜基（ｃ）中の水素原子はフッ素原子、塩素原子、又は炭素原子数１〜１０の直鎖若しくは分岐のアルキル基若しくはハロゲン化アルキル基に置換されていてもよく、
Ｚ^ｉｉｉ１及びＺ^ｉｉｉ２は、それぞれ独立して、単結合、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、又は−Ｃ（Ｒ^ｉｉｉａ）＝Ｎ−Ｎ＝Ｃ（Ｒ^ｉｉｉｂ）−を表わし、この際、Ｒ^ｉｉｉａ及びＲ^ｉｉｉｂは、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、又は、炭素原子数１〜１０の直鎖若しくは分岐のアルキル基若しくはハロゲン化アルキル基を表わし、
ｍ^ｉｉｉ１が２のときに複数存在するＡ^ｉｉｉ１及びＺ^ｉｉｉ１は、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。）
上記一般式（ｉｉｉ）中、Ｒ^ｉｉｉ１は、炭素原子数１〜１１の直鎖状のアルキル基又はハロゲン化アルキル基を表すことが好ましく、これらの基中に存在する、メチレン基又は第二級炭素原子を１つ含むハロゲン化アルキレン基は、酸素原子が直接隣接しないように、−Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、又は−Ｃ≡Ｃ−で置換されてもよい。

【0153】

上記一般式（ｉｉｉ）中、Ａ^ｉｉｉ１〜Ａ^ｉｉｉ３は、それぞれ独立して、フッ素原子、塩素原子、又は炭素原子数１〜１０の直鎖状のアルキル基若しくはハロゲン化アルキル基に置換されていてもよい、トランス−１，４−シクロへキシレン基又は１，４−フェニレン基が好ましい。また、Ａ^ｉｉｉ１〜Ａ^ｉｉｉ３としては、上記一般式（ｉ）のＡ^ｉ１について例示した式（ａ１）〜（ａ２５）で表される二価の環式基が同様に挙げられ、具体的には、Ａ^ｉｉｉ１〜Ａ^ｉｉｉ３は、それぞれ独立して、上記式（ａ１）〜（ａ３）、（ａ５）〜（ａ６）、（ａ９）〜（ａ１０）、（ａ１２）〜（ａ２５）が好ましく、（ａ１）〜（ａ３）、（ａ１２）〜（ａ２５）がより好ましく、（ａ１）〜（ａ３）、（ａ１２）〜（ａ１８）がさらに好ましい。

【0154】

上記一般式（ｉｉｉ）中、Ｚ^ｉｉｉ１及びＺ^ｉｉｉ２は、それぞれ独立して、単結合、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、又は−Ｃ（Ｒ^ｉｉｉａ）＝Ｎ−Ｎ＝Ｃ（Ｒ^ｉｉｉｂ）−を表すことが好ましい。

【0155】

上記一般式（ｉｉｉ）中、Ｒ^ｉｉｉａ及びＲ^ｉｉｉｂは、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、又は、炭素原子数１〜１０の直鎖状のアルキル基若しくはハロゲン化アルキル基を表すことが好ましい。

【0156】

上記一般式（ｉｉｉ）中、Ｚ^ｉｉｉ１及びＺ^ｉｉｉ２は、それぞれ独立して、単結合又は−Ｃ≡Ｃ−がより好ましい。また、一般式（ｉｉｉ）で表わされる化合物１分子中には、少なくとも１つの−Ｃ≡Ｃ−を有することがより好ましい。すなわち、上記一般式（ｉｉｉ）中、Ｚ^ｉｉｉ２及び０以上２以下存在するＺ^ｉｉｉ１のうち少なくとも１つが−Ｃ≡Ｃ−を表わすことが好ましい。

【0157】

上記一般式（ｉｉｉ）中、ｍ^ｉｉｉ１は、０、１又は２の整数を表すことが好ましい。ｍ^ｉｉｉ１が２のときに複数存在するＡ^ｉｉｉ１及びＺ^ｉｉｉ１は、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。

【0158】

本発明の液晶組成物の総量に対しての一般式（ｉｉｉ）で表される化合物の好ましい含有量（質量％）の下限値は、１．７％であり、２％であり、４％であり、４．３％であり、５％であり、５．７％であり、６％である。本発明の液晶組成物中における一般式（ｉｉｉ）の化合物の含有量（質量％）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２３％であり、２０％であり、１８％であり、１４％であり、１３％であり、１０％であり、８％であり、５％である。本発明の液晶組成物において、一般式（ｉｉｉ）で表される化合物の好ましい含有量は２〜２０％であり、より好ましくは４〜１５％であり、特に好ましくは６〜１２％である。

【0159】

上記一般式（ｉｉｉ）の具体的な構造としては、以下の一般式（ｉｉｉ．１）〜（ｉｉｉ．６）で表わされる化合物が挙げられる。

【0160】

【化46】

【0161】

（上記一般式（ｉｉｉ．１）〜（ｉｉｉ．６）中、Ｒ^３５は炭素原子数１〜８のアルキル基、又は炭素原子数１〜８のアルコキシル基、又は炭素原子数２〜８のアルケニル基を表わし、Ｒ^３６は炭素原子数１〜８のアルキル基、又は炭素原子数２〜８のアルケニル基を表わし、Ｘ^ｉｉｉ１〜Ｘ^ｉｉｉ６は、それぞれ独立であって、水素原子、フッ素原子、又は塩素原子を表わす。）で表される構造が好ましい。上記一般式（ｉｉｉ．１）〜（ｉｉｉ．６）の化合物中、（ｉｉｉ．２）〜（ｉｉｉ．６）が好ましい。

【0162】

なお、本発明に係る液晶組成物において、液晶組成物全体に対する上記一般式（ｉｉｉ．１）〜（ｉｉｉ．６）の化合物のそれぞれの含有量は、一般式（ｉｉｉ）の好ましい含有量を適用することができる。

【0163】

上記一般式（ｉ）〜（ｉｉｉ）、一般式（１ａ）〜（１ｃ）及び一般式（２ａ）〜（２ｃ）において、選択肢の組み合わせにより形成される構造のうち、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−Ｃ≡Ｃ−及び−ＣＨ＝ＣＨ−Ｃ≡Ｃ−は化学的な安定性から好ましくない。またこれら構造中の水素原子がフッ素原子に置き換わったものも同様に好ましくない。また酸素同士が結合する構造、硫黄原子同士が結合する構造及び硫黄原子と酸素原子が結合する構造となることも同様に好ましくない。また窒素原子同士が結合する構造、窒素原子と酸素原子が結合する構造及び窒素原子と硫黄原子が結合する構造も同様に好ましくない。

【0164】

本発明に係る液晶組成物において、一般式（ｉ）及び一般式（ｉｉ）で表わされる化合物の総量は、液晶組成物全体に対して２０〜８７質量％であることが好ましく、３０〜８５質量％であることが好ましく、４０〜８３質量％であることが好ましい。

【0165】

本発明に係る液晶組成物において、一般式（ｉ）〜（ｉｉｉ）で表わされる化合物の総量は、液晶組成物全体に対して３０〜９５質量％であることが好ましく、３５〜９３質量％であることが好ましく、４５〜８９質量％であることが好ましい。

【0166】

本発明に係る液晶組成物において、一般式（ｉ）〜（ｉｉ）で表わされる化合物及び一般式（１ａ）の総量は、液晶組成物全体に対して３０〜９５質量％であることが好ましく、３５〜９０質量％であることが好ましく、４０〜８５質量％であることが好ましい。

【0167】

本発明に係る液晶組成物において、一般式（ｉ）〜（ｉｉ）で表わされる化合物及び一般式（２ａ）の総量は、液晶組成物全体に対して３０〜９５質量％であることが好ましく、３５〜９０質量％であることが好ましく、４０〜８５質量％であることが好ましい。

【0168】

本発明に係る液晶組成物において、一般式（ｉ）〜（ｉｉ）で表わされる化合物及び一般式（２ｂ）の総量は、液晶組成物全体に対して３０〜９５質量％であることが好ましく、３５〜９０質量％であることが好ましく、４０〜８５質量％であることが好ましい。

【0169】

本発明に係る液晶組成物において、一般式（ｉ）〜（ｉｉ）で表わされる化合物及び一般式（２ｃ）の総量は、液晶組成物全体に対して３０〜９５質量％であることが好ましく、３５〜９０質量％であることが好ましく、４０〜８５質量％であることが好ましい。

【0170】

本発明に係る液晶組成物において、一般式（ｉ）〜（ｉｉｉ）で表わされる化合物及び一般式（１ａ）の総量は、液晶組成物全体に対して４０〜１００質量％であることが好ましく、４５〜９５質量％であることが好ましく、５０〜９０質量％であることが好ましい。

【0171】

本発明に係る液晶組成物において、一般式（ｉ）〜（ｉｉｉ）で表わされる化合物及び一般式（２ａ）の総量は、液晶組成物全体に対して４０〜１００質量％であることが好ましく、４５〜９５質量％であることが好ましく、５０〜９０質量％であることが好ましい。

【0172】

本発明に係る液晶組成物において、一般式（ｉ）〜（ｉｉｉ）で表わされる化合物及び一般式（２ｂ）の総量は、液晶組成物全体に対して４０〜１００質量％であることが好ましく、４５〜９５質量％であることが好ましく、５０〜９０質量％であることが好ましい。

【0173】

本発明に係る液晶組成物において、一般式（ｉ）〜（ｉｉｉ）で表わされる化合物及び一般式（２ｃ）の総量は、液晶組成物全体に対して４０〜１００質量％であることが好ましく、４５〜９５質量％であることが好ましく、５０〜９０質量％であることが好ましい。

【0174】

本発明に係る液晶組成物において、一般式（ｉ）〜（ｉｉ）で表わされる化合物、一般式（１ａ）で表わされる化合物及び一般式（２ａ）で表わされる化合物の総量は、液晶組成物全体に対して３５〜９５質量％であることが好ましく、４０〜９０質量％であることが好ましく、４５〜８５質量％であることが好ましい。

【0175】

本発明に係る液晶組成物において、一般式（ｉ）〜（ｉｉ）で表わされる化合物、一般式（１ａ）で表わされる化合物、一般式（２ａ）〜（２ｂ）で表わされる化合物の総量は、液晶組成物全体に対して３５〜９５質量％であることが好ましく、４０〜９０質量％であることが好ましく、４５〜８５質量％であることが好ましい。

【0176】

本発明に係る液晶組成物において、一般式（ｉ）〜（ｉｉ）で表わされる化合物、一般式（１ａ）で表わされる化合物、一般式（２ａ）〜（２ｃ）で表わされる化合物の総量は、液晶組成物全体に対して３５〜９５質量％であることが好ましく、４０〜９０質量％であることが好ましく、４５〜８５質量％であることが好ましい。

【0177】

本発明に係る液晶組成物において、一般式（ｉ）〜（ｉｉｉ）で表わされる化合物、一般式（１ａ）で表わされる化合物、一般式（２ａ）〜（２ｃ）で表わされる化合物の総量は、液晶組成物全体に対して３５〜１００質量％であることが好ましく、４０〜９５質量％であることが好ましく、４５〜９０質量％であることが好ましい。

【0178】

本発明に係る液晶組成物は、上記の（液晶）化合物以外、公知の安定剤、公知の重合性液晶化合物又は重合化合物などの添加剤を使用態様に応じて適宜含んでもよい。

【0179】

上記安定剤としては、例えば、ヒドロキノン類、ヒドロキノンモノアルキルエーテル類、第三ブチルカテコール類、ピロガロール類、チオフェノール類、ニトロ化合物類、β−ナフチルアミン類、β−ナフトール類、ニトロソ化合物類やヒンダードフェノール類、ヒンダードアミン類が挙げられる。安定剤を使用する場合の添加量は、液晶組成物に対して０．００５〜１質量％の範囲が好ましく、０．０２〜０．５質量％が更に好ましく、０．０３〜０．１質量％が特に好ましい。

【0180】

本発明に係る液晶組成物は、広い液晶相温度範囲（液晶相下限温度と液晶相上限温度の差の絶対値）を有するが、液晶相温度範囲が１００℃以上であることが好ましく、１３０℃以上がより好ましい。また、液晶相上限温度（Ｔ_ＮＩ（℃））は８０〜１８０℃が好ましく、９０〜１６０℃が好ましく、１００〜１５０℃が好ましい。更に、液晶相下限温度（Ｔ_→Ｎ（℃））は１０℃以下であることが好ましく、０℃〜−６０℃であることがより好ましく、−３０℃〜−５０℃が更に好ましい。

【0181】

本発明に係る液晶組成物は、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。
本発明に係る液晶組成物は、５８９．０ｎｍにおけるΔｎ（屈折率異方性）が０．３以上であることが好ましく、０．３１〜０．４０であることが好ましい。可視光領域のΔｎは、数十ＧＨｚ帯のΔεと相関し、Δｎが高いほどＧＨｚ帯の誘電率の変化を大きくすることができる。従って、液晶組成物の、５８９．０ｎｍにおけるΔｎが０．３以上であれば、ＧＨｚ帯の誘電率の変化を大きくすることができるため、アンテナ用の液晶組成物として好適となる。
ここで、位相差Ｒｅと、液晶層の厚さｄ（セルギャップ）と、Δｎと、の間には、式：Δｎ＝Ｒｅ／ｄの関係が成り立ち、本明細書においては、位相差測定装置から、Δｎを求める。より具体的には、ポリイミド配向膜付きのガラスセルに、本発明の液晶組成物のサンプルを注入し、測定温度２５℃、５８９ｎｍにおける面内のリタデーション（位相差Ｒｅ）を位相差フィルム・光学材料検査装置ＲＥＴＳ−１００（大塚電子株式会社製）で測定する。尚、ガラス基板間のセルギャップ３．０μｍ、ポリイミド配向膜のラビング方向が平行のガラスセルを使用する。
なお、アッベ屈折計で、液晶組成物のｎｅ、ｎｏを測定し、Δｎを算出してもよい。

【0182】

以下、本発明に係る液晶組成物を用いた液晶素子、センサ、液晶レンズ、光通信機器、アンテナについて説明する。本発明に係る液晶素子は、上述の液晶組成物を用いたことを特徴とし、好ましくはアクティブマトリクス方式又はパッシブマトリクス方式で駆動する。
また、本発明に係る液晶素子は、上述の液晶組成物の液晶分子の配向方向を可逆的に変えることにより誘電率を可逆的にスイッチングする液晶素子であることが好ましい。
本発明に係るセンサは、上述の液晶組成物を用いたことを特徴とし、例えば、その態様として、電磁波、可視光または赤外光を利用する測距センサ、温度変化を利用する赤外線センサ、コレステリック液晶のピッチ変化による反射光波長変化を利用する温度センサ、反射光波長変化を利用する圧力センサ、組成変化による反射光波長変化を利用する紫外線センサ、電圧、電流による温度変化を利用する電気センサ、放射線粒子の飛跡に伴った温度変化を利用する放射線センサ、超音波の機械的振動による液晶分子配列変化を利用する超音波センサ、温度変化による反射光波長変化または電界による液晶分子配列変化を利用する電磁界センサ等が挙げられる。
測距センサとしては、光源を用いるＬｉＤＡＲ（Ｌｉｇｈｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ Ａｎｄ Ｒａｎｇｉｎｇ）用であることが好ましい。
ＬｉＤＡＲとしては、人工衛星用、航空機用、無人航空機（ドローン）用、自動車用、鉄道用、船舶用が好ましい。
自動車用としては、自動運転自動車用が特に好ましい。
光源はＬＥＤ又はレーザであることが好ましく、レーザであることが好ましい。
ＬｉＤＡＲに用いられる光は赤外光であることが好ましく、波長は８００〜２０００ｎｍであることが好ましい。
特に、９０５ｎｍまたは１５５０ｎｍの波長の赤外レーザが好ましい。
用いる光検出器のコストや全天候における感度を重視する場合は９０５ｎｍの赤外レーザが好ましく、人間の視覚に関する安全性を重視する場合には１５５０ｎｍの赤外レーザが好ましい。
また、本発明に係る液晶組成物は、高いΔｎを示すことから、可視光、赤外光および電磁波領域での位相変調力が大きく、検出感度に優れたセンサを提供できる。
本発明に係る液晶レンズは、上述の液晶組成物を用いたことを特徴とし、例えば、その態様の一つとして、第１の透明電極層と、第２の透明電極層と、前記第１の透明電極層及び前記第２の透明電極層の間に設けられた上述の液晶組成物を含む液晶層と、前記第２の透明電極層及び前記液晶層の間に設けられた絶縁層と、前記絶縁層及び前記液晶層の間に設けられた高抵抗層とを有する。本発明に係る液晶レンズは、例えば、２Ｄ、３Ｄの切り替えレンズ、カメラの焦点調節用のレンズなどとして利用される。
本発明に係る光通信機器は、上述の液晶組成物を用いたことを特徴とし、例えば、その態様の一つとして、反射層（電極）の上に、複数の画素の各々を構成する液晶が２次元状に配置された液晶層を有する構成のＬＣＯＳ（Ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｏｎ ｓｉｌｉｃｏｎ）が挙げられる。本発明に係る光通信機器は、例えば、空間位相変調器として利用される。
本発明に係るアンテナは、上述の液晶組成物を用いたことを特徴とする。
本発明に係るアンテナは、より具体的には、複数のスロットを備えた第１基板と、前記第１基板と対向し、給電部が設けられた第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に設けられた第１誘電体層と、前記複数のスロットに対応して配置される複数のパッチ電極と、前記パッチ電極が設けられた第３基板と、前記第１基板と前記第３基板との間に設けられた液晶層と、を有し、前記液晶層として、上記一般式（ｉ）及び一般式（ｉｉ）で表わされる化合物を含有する。

【0183】

一般式（ｉ）及び（ｉｉ）で表わされる液晶化合物を含有する液晶層を利用することにより、大きな誘電率異方性Δε、高い屈折率異方性Δｎを有し、かつネマチック液晶温度範囲が広く、常温下において安定であり、更に熱等の外部刺激に対して高い信頼性を有するアンテナを提供できる。これにより、マイクロ波又はミリ波の電磁波に対してより大きな位相制御を可能とするアンテナを提供できる。

【0184】

以下、図を用いて本発明に係るアンテナについて説明する。図１に示すように、アンテナユニット１が４つ連結されたアンテナ組立体１１が車両（自動車）２のルーフ部に取り付けられている。アンテナユニット１は、平面型アンテナであり、ルーフ部に取り付けられていることから、通信衛星方向に対してアンテナユニット１が常に向けられている。これにより、双方で送受信が可能な衛星通信を行うことができる。

【0185】

なお、本明細書における「アンテナ」とは、アンテナユニット１又はアンテナユニット１を複数連結したアンテナ組立体１１を含む。

【0186】

本発明に係るアンテナは、衛星通信に使用されるＫａ帯周波数又はＫ帯周波数若しくはＫｕ帯周波数において動作することが好ましい。

【0187】

次にアンテナユニット１の構成要素の実施形態の一例を図２に示す。図２は、図１で示すアンテナユニット１の分解図である。具体的には、アンテナユニット１は、アンテナ本体１０と、アンテナ本体１０を制御する制御板４と、アンテナ本体１０及び制御板４とを収容可能な凹部を備えたケース３と、ケース３を封止する上蓋５とを有する構成である。

【0188】

制御板４には、送信機及び／又は受信機が設けられている。送信機は、音声又は画像等のデータといった信号源からの情報を、情報源符号化処理により、例えば、音声符号化又は画像符号化等され、伝送路符号化処理で誤り訂正符号した後、変調されて電波として伝送する機構を有する。一方、受信機は、到来電波を変調して、伝送路復号処理により誤り訂正した後、情報源復号処理により、例えば音声復号又は画像復号を経て、音声又は画像等のデータといった情報へ変換する機構を有する。また、制御板４は、公知のマイクロコンピュータであるＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等により構成されており、アンテナ本体１、送信機及び／又は受信機の各部の動作を統轄的に制御する。制御板４が備えるＣＰＵ又はＲＯＭには予め格納された各種プログラムをＲＡＭに読み出して実行することにより、所定の処理が実行される。制御板４は、各種の設定情報又は制御プログラムを記憶する記憶部、アンテナ本体１内の液晶層に印加する電圧量及び電圧方向に関する各種演算、電波の送信に関する各種演算、並びに／又は電波の受信における各種演算を実行する演算部、受信又は送信電波の検出あるいは液晶層への印加電圧の検出を行う検出部等の機能を備えている。
図２では、円盤型のアンテナ本体１を収容可能なケース３の一例として、６角柱型のケース３及び上蓋５を記載しているが、アンテナ本体１の形状に応じてケース３及び上蓋５を、円柱状、八角柱状、三角柱状など公知の形状に適宜変更できる。

【0189】

アンテナ本体１０の構成を説明するために、図３〜１０を用いて以下説明する。図３は、アンテナ本体１０の構成要素を分解した概略図である。図３に示すように、アンテナ本体１０は、スロットアレイ部６と、パッチアレイ部７とを備えている。そして、スロットアレイ部６には、円板状の導体Ｐ面上にスロット（切り欠き部）８が複数形成されており、スロットアレイ部６の中心部の内部に給電部１２が設けられている。また、パッチアレイ部７には、一例として長さＬであり幅Ｗである方形のパッチ９が円板体Ｑに複数形成されている。そして、アンテナ本体１０は、スロット８が複数形成された円板状の導体Ｐであるスロットアレイ部６と、パッチが複数形成された円板状のパッチアレイ部７とを有し、かつ当該円板状の導体Ｐの表面上に形成されたそれぞれのスロット８対して、パッチ９が対峙して配置されるよう、パッチアレイ部７とスロットアレイ部６とが貼り合わされた構造を有する。

【0190】

スロットアレイ部６は、円板状の導体Ｑ面上に空いた切り欠き部（以下、スロット８）を放射素子（又は入射素子）として用いるアンテナ部である。そして、スロットアレイ部６は、スロット８と円板状の導体Ｑの中心部に設けられた給電部１２とを有する。一般的には、スロットアレイ部６は、伝送線路の先端で直接励振する、あるいはスロット背面に設けた空洞を介して励振する機構を有する。そして、スロットアレイ部６は、地板を利用したアンテナ又はマイクロストリップ線路等からスロットを介したパッチアンテナへの給電等に用いることができる。図３では、スロットアレイ部６の一例として、ラジアルラインスロットアレイの形態を記載しているが、本発明の範囲はこれに限定されるものではない。

【0191】

図３におけるスロットアレイ部６の上面図を図４に示す。以下、図４を用いてスロットアレイ部６を説明する。スロットアレイ部６は、その中心部に設けられた同軸線により給電する構造を備えている。そのため、図４に示すスロットアレイ部６の中心部には給電部１２が設けられている。また、スロットアレイ部６は、円板状の導体Ｐの表面上に、一組のスロット８（以下スロットペアと称する）が複数形成されている。スロットペア８は、２つの長方形状の切り欠き部が“ハ”の字に配置された構造を備えている。より詳細には、２つの直方体状のスロット８が直交するように配置されており、スロットペア８の一方のスロットが他方のスロットに対して１／４波長離間して配置されている。これによりアンテナの方位角によって異なる回転方向を持つ円偏波を送受信できる。

【0192】

なお、本明細書では、２つのスロット８をスロットペア８と称し、１つのスロット８を単にスロット８と称し、スロット及びスロットペアの総称をスロット（ペア）８と称する。

【0193】

スロットペア８は、円板状の導体基板Ｐの中心部から放射方向外方に向かってらせん状に複数形成されている。そして、スロットペア８は、らせんに沿って隣接するスロットペア８間の距離がいずれも一定となるよう円盤型の基板表面に形成されている。これにより、スロットアレイ部６の正面で位相が揃って電磁界が強め合うことができ、正面にペンシルビームを形成することができる。

【0194】

なお、図３及び４では、スロット８の形状の一例を直方体の形状として示しているが、本発明におけるスロット８の形状は、直方体に限定されず、円形、楕円形、多角形など公知の形状を採用できる。また、図３及び４では、スロット８の一例として、スロットペアの態様を示しているが、本発明におけるスロット８は、スロットペアに限定されることはない。さらには、円板状の導体基板Ｐの表面におけるスロット８の配置をらせん状の例を示しているが、スロット８の配置はらせん状に限定されることはなく、スロット８を例えば後述の図８に示すような同心円状に配置してもよい。

【0195】

本発明における給電部１２は、電磁波を受信する及び／又は電磁波を放射する機能を有する。そして、本発明における給電部１２は、放射素子又は入射素子であるパッチ９で電波を捕らえて発生した高周波電力を受信機に伝送する部分、あるいは高周波電力を供給するため放射素子と給電線とを接続する部分であれば、特に制限されることはなく、公知の給電部及び給電線を利用することができる。図３及び図４では、同軸給電部を一例として示している。

【0196】

パッチアレイ部７は、図３に示すように、長さＬ、幅Ｗの方形状のパッチ９を複数有する円板体Ｑと、スロットアレイ部６との間に充填された液晶層（図示せず）と、を備えている。本実施形態におけるパッチアレイ部７は、いわゆるマイクロストリップアンテナの構成であり、長さＬが１／２波長の整数倍に一致する周波数で共振する共振器である。

【0197】

なお、図３では、パッチ９の一例として、長さＬ、幅Ｗの方形状のパッチ９を示しているが、パッチ９の形状は、四角形に限定されることはなく、円状のパッチ９であってもよい。図５に本発明の他の実施形態として、円状のパッチ９の実施形態を示す。

【0198】

図５は、本発明におけるアンテナ本体１０の上面図であり、より詳細には、アンテナ本体１０をパッチアレイ部７から見た場合であって、パッチ９、給電部１２、スロットペア８を円板体Ｑの主面に対して垂直投影した図である。そのため、パッチ９、給電部１２、及びスロットペア８を破線で表示している。また、パッチ９の形状が円状である場合、一般的には、ＴＭ_１１モードと呼ばれる電磁界分布で動作させることができる。図５に示す通り、パッチ９の投影体と、スロットペア８の投影体とが重なっていることから、円板状の導体Ｐの表面上に形成されたそれぞれのスロット８に対して、円板体Ｑに設けられたパッチ９が対峙して配置される状態が理解できる。このようにそれぞれのスロット８に対して、それぞれのパッチ９が対応して配置される構成を利用することで、電磁結合給電方式によりスロット８からパッチ９へ給電する、あるいは、パッチ９からスロット８へ到来電波を伝播することができる。そのため、電波の送信及び／又は受信が可能なアンテナを提供することができる。

【0199】

一般には、同軸線等の一般的な伝送線路又は平面型伝送線路を用いてパッチアレイ部７の放射素子（例えば、パッチ９）を給電する方法は、直結給電方式及び電磁結合給電方式の２種類に大別される。そのため、本発明における給電方式としては、伝送線路を直接、パッチ９（放射素子）に接続することで放射素子を励振する方法である直結給電方式と、伝送線路とパッチ電極（放射素子）とを直接接続することなく、終端開放又は短絡とした給電線路の周囲に生じる電磁界によりパッチ電極（放射素子）を励振する方法である電磁結合給電方式との２つが挙げられる。本発明では、電磁結合給電方式の態様を示している。

【0200】

本実施形態では、（同軸）給電部１２による給電線路は終端開放であるため、当該給電線路の終端が節に一致する電流定在波が生じる。これにより、当該給電線路（（同軸）給電部１２）を取り巻くような磁界が発生し、この磁界がスロット８へ入射することによりスロット（ペア）８が励振される。そして、スロット（ペア）８の励振により生じた磁界がパッチ９に入射することによってパッチ９が励振される。励振強度が最大になるのはスロット８に入射する磁界が最大のときであるため、給電線路（（同軸）給電部１２）から発生する磁界が最大となる位置（電流定在波の腹）にスロット（ペア）８を形成することが好ましい。

【0201】

本発明に係るアンテナの好適な態様は、ラジアルスロットラインアレイと、パッチアンテナアレイとを組み合わせた構成である。

【0202】

次に、図５に示すアンテナ本体１０の断面図である図６を用いて、アンテナ本体１０の実施形態を説明する。図６は、アンテナの構成を示す概略図であることはいうまでもない。

【0203】

図６に示すように、アンテナ本体１０は、円板状の第２基板１４と、複数のスロット（ペア）８が中心部から放射方向外方に向かって形成された、円板状の第１基板１３（円板状の導体Ｐに対応する。スロットアレイ基板とも称する）と、第２基板１４及び第１基板１３の間に設けられた第１誘電体層１７と、円板状の第１基板１３及び円板状の第２基板１４の中心部に設けられた給電部１２と、円板状の第３基板１５（円板体Ｑに対応する。パッチ基板とも称する。）と、第３基板１５に取り付けられたパッチ９（放射素子又は入射素子）と、第３基板１５及び第１基板１３の間に設けられた液晶層１６とを有する。また、給電部１２は給電線１２ａを介して、制御基板に設けられた送信機及び／又は受信機と電気的に接続されている。そして、それぞれのスロットペア８に対してそれぞれのパッチ９が対応している。

【0204】

ここでいう「（それぞれ）スロットペア８に対して（それぞれ）パッチ９が対応している」とは、上述した図５の説明の通り、第２基板１４の主面に対してパッチ９を垂直投影した投影面がスロット（ペア）８と重なることをいう。換言すると、第３基板１５の主面に対してスロット（ペア）８を垂直投影した投影面がパッチ９と重なることをいう。

【0205】

また、第１基板１３、第２基板１４及び第３基板１５は、同一の面積を有する円板体であることが好ましい。

【0206】

図６において、（同軸）給電部１２により給電された電波（矢印）が円筒波になって第１誘電体層１７内を放射方向外方へ伝播する間に、スロット（ペア）８から液晶層１６へと伝送される様子を記している。そして、スロット（ペア）８は、図４に示したように、いわゆる“ハ”の字型の直交する２つのスロットを１／４波長ずらして配置されていると、円偏波を発生することができる。上述したように、電磁結合給電方式により、スロット（ペア）８が励振されることによってスロット（ペア）８から生じた磁界が、パッチ９に入射してパッチ９が励振される。その結果、パッチ９は指向性の高い電波を放射することができる。

【0207】

一方、到来電波を受信する場合は、送受可逆の定理により、上記とは逆にパッチ９が到来電波を受信した後、当該パッチ９の直下に設けられたスロット（ペア）８を介して給電部１２に到来電波が伝播される。

【0208】

円偏波は、直線偏波とは異なり、時間経過とともに電界方向が回転する電波であり、ＧＰＳ又はＥＴＣで使用される右旋円偏波と、衛星ラジオ放送等で使用される左旋円偏波とに分類され、本発明に係るアンテナは、いずれの偏波であっても受信することができる。

【0209】

パッチ９と第１基板１３との間の液晶層１６に電圧を印加することにより液晶層１６の液晶分子の配向方向を変えることができる。その結果、液晶層１６の誘電率が変わるためスロット（ペア）８の静電容量が変化し、結果的にはスロット（ペア）８のリアクタンス、及び共振周波数を制御することができる。換言すると、液晶層１６の誘電率を制御することにより、スロット８のリアクタンス、及び共振周波数を調節できるため、スロット（ペア）８及びパッチ９の励振の調節による各パッチ９への給電を制御することができる。これにより、液晶層１６を介する放射電波の調節が可能となる。そのため、例えば、ＴＦＴなど液晶層１６に印加する電圧を調節する印加電圧調節手段を設けてもよい。また、液晶層１６の液晶分子の配向方向を変えることにより屈折率が変化し、その結果として液晶層１６を透過する電磁波の位相がずれて、その総合的な結果としてフェーズドアレイ制御が可能となる。

【0210】

第１基板１３及び第２基板１４の材料は、銅などの導体であれば特に制限されることはない。また、第３基板１５の材料は特に制限されることはなく、使用態様に応じて、ガラス基板、アクリル基板、セラミック（アルミナ）、シリコン、ガラスクロステフロン（登録商標）（ＰＴＦＥ）等の公知の材料を使用することができる。第１誘電体層１７の材料は、所望の比誘電率に応じて適宜公知の材料を選択することができ、真空であってもよい。さらに、パッチ９の材料は、銅、銀などの導体であれば特に制限されることはない。

【0211】

次に、図７を用いて、アンテナ本体１０の他の実施形態を説明する。図７において示す実施形態は、アンテナ本体１０のスロットアレイ部６の部分が図６で示す実施形態とは異なる態様である。

【0212】

図７において、アンテナ本体１０は、一方の表面に複数のスロット（ペア）８が形成された、中空体の第１基板１３と、当該中空体の第１基板１３の内部に収容された、円板状の第２基板１４、第１誘電体層１７、及び給電部１２と、円板状の第３基板１５と、第３基板１５に取り付けられたパッチ９と、第３基板１５及び第１基板１３の間に設けられた液晶層１６とを有し、給電部１２は、複数のスロット（ペア）８が形成されていない他方の第１基板１３の表面と第２基板１４との間に設けられ、かつ第１基板１３及び円板状の第２基板１４の中心部に設けられている。また、給電部１２は給電線１２ａを介して、制御基板に設けられた送信機及び／又は受信機と電気的に接続されている。そして、それぞれのスロットペア８に対してそれぞれのパッチ９が対応している。また、図７において、中空体の第１基板１３の両側面部は、中空体の外方に突出しており、具体的には、水平方向に対して４５°の傾斜面を有する。

【0213】

図７において示すように、（同軸）給電部１２により給電された電波（矢印）が円筒波になって第１誘電体層１７内を放射方向外方へ伝播する。そして、伝播した円筒波が中空体の第１基板１３の両側面部で反射されることにより、第２基板１４を回り込んだ円筒波が、円板状の第１基板１３の外周から中心に向かう進行波（矢印）に変換されて第１誘電体層１７内を伝播する。その際、スロット（ペア）８から液晶層１６へ進行波が伝送される。これにより、図６で示した実施形態と同様にパッチ９が励振されて、指向性の高い電波を放射することができる。

【0214】

一方、到来電波を受信する場合も同様に、パッチ９が到来電波を受信した後、当該パッチ９の直下に設けられたスロット（ペア）８を介して給電部１２に到来電波が伝播する。

【0215】

次に、図８〜図１０を用いて、アンテナ本体１０の別の実施形態について説明する。上述した図５〜図７のアンテナ本体１０の実施形態では、第１基板１３と第３基板１５との間に液晶層１６が一様に設けられたアンテナ本体１０の構成について説明した。一方、図８〜図１０の実施形態では、パッチ９とスロット８とそれぞれ配置された空間内（以下、密封領域２０）に液晶層１６が充填されたアンテナ本体１０の構成について説明する。

【0216】

図８は、本発明に係るアンテナ本体１０の実施形態の一例を示す上面図である。より詳細には、図８は、アンテナ本体１０をパッチアレイ部７から見た場合であって、パッチ９、給電部１２、スロット８を円板体Ｑの主面に対して垂直投影した図である。そのため、図５と同様に、パッチ９、給電部１２、及びスロット８を破線で表示している。図８では、方形状のパッチ９と、１つの直方体状のスロット８とが密封領域２０にそれぞれ対応して配置されている。また、図８に示す通り、パッチ９の投影体と、スロット８の投影体とが重なっていることから、パッチ９の直下にスロット８が形成されている。これにより、図８で示すアンテナ本体１０の実施形態は、電磁結合給電方式によりスロット８からパッチ９へ給電する、あるいはパッチ９からスロット８へ到来電波を伝播することができる。そのため、電波の送信及び／又は受信が可能なアンテナを提供することができる。

【0217】

また、図８で示すように、本実施形態において、パッチ９及びスロット８は、円板体Ｑの中心から円板体Ｑの外周方向に向かって、同心円状に配置されている。そのため、同軸モード給電により、円錐ビームが出るため、円板体Ｑの正面で位相が揃って電磁界が強め合うことができる。

【0218】

次に、図８に示すアンテナ本体１０の断面図である図９を用いて、アンテナ本体１０の実施形態を説明する。なお、図９は、アンテナの構成を示す概略図であることは言うまでもない。

【0219】

図９に示すように、アンテナ本体１０は、円板状の第２基板１４と、複数のスロット８が中心部から放射方向外方に向かって同心軸状に形成された、円板状の第１基板１３と、第２基板１４側の第１基板１３表面に設けられたバッファー層２２と、バッファー層２２と第２基板１４との間に設けられた第１誘電体層１７と、円板状の第１基板１３及び円板状の第２基板１４の中心部に設けられ、かつ第１誘電体層１７と接触するよう設けられた給電部１２と、円板状の第３基板１５と、第３基板１５に取り付けられたパッチ９（放射素子又は入射素子）と、第３基板１５及び第１基板１３の間のシール壁２４によって隔離され、かつパッチ９が設けられた複数の密封領域２０内をパッチ９と接触するように充填された液晶層１６と、を有する。また、給電部１２は給電線１２ａを介して、制御基板に設けられた送信機及び／又は受信機と電気的に接続されている。そして、それぞれのスロット８に対してそれぞれのパッチ９が対応しており、各密封領域２０内には、少なくとも１つのパッチ９と、少なくとも１つのスロット８と、液晶層１６とが存在しており、複数の密封領域２０のそれぞれはシール壁２１，２３，２４を介して隔離されている。

【0220】

図９には示されていないが、必要により各密封領域２０内に液晶層１６の電圧を制御するＴＦＴ（薄膜トランジスタ）を例えば、第１基板１３上に設けてもよい。これにより、液晶層１６の電圧の印加をアクティブ方式で制御することができる。また、必要により、各密封領域２０内に液晶層１６を構成する液晶分子の配向方向を固定するために配向膜を設けてもよい。上記配向膜としては、液晶分子の垂直方向へ配向を容易にするホメオトロピック配向膜又は液晶分子の水平方向へ配向を容易にするホモジニアス配向膜を第１基板１３と液晶層１６との間に設けてもよい。例えば、ポリイミド配向膜、光配向膜等が挙げられる。

【0221】

次に、図８に示すアンテナ本体１０のＢ−Ｂ線で切断した断面図である図１０を用いて、本実施形態における密封領域２０を説明する。なお、図１０は、密封領域２０を示す概略図であることは言うまでもない。

【0222】

図１０に示すように、密封領域２０は、シール壁２４と、バッファー層２２及び第１基板１３と第３基板１５とによって、上下四方囲まれた密封空間であり、内部には少なくとも１つのパッチ９と、少なくとも１つのスロット８とが対峙するよう同一の密封空間内に設けられ、かつ液晶層１６が充填されている。

【0223】

本実施形態において、シール壁２４は、公知の絶縁体などから形成されていてもよい。また、バッファー層２２は、公知の誘電体材料などから形成されていてもよい。

【0224】

図１０には示していないが、必要により密封領域２０内に液晶層１６の電圧を制御するＴＦＴ（薄膜トランジスタ）を、例えば、第１基板１３上に設けてもよい。これにより、液晶層１６の電圧の印加をアクティブ方式で制御することができる。当該アクティブ方式よる駆動方法についてより詳細に説明すると、例えば、パッチ９を共通電極とし、かつ第１基板１３を画素電極として、第１基板１３上に形成されたＴＦＴによりパッチ９と第１基板１３との間の電圧を制御して液晶層１６の液晶分子の配向を制御する方法、あるいは第１基板１３を画素電極とし、かつ第１基板１３上に電極層及びＴＦＴを形成して、パッチ９と第１基板１３との間の電圧を制御して液晶層１６の液晶分子の配向を制御する方法、さらには第１基板１３上に櫛歯電極及びＴＦＴを設けて、当該ＴＦＴにより液晶層１６の液晶分子の配向を制御する方法等が挙げられる。なお、液晶層１６の電圧の印加をアクティブ方式で制御する方法は上記方法に限定されることはない。

【0225】

また、この際、各密封領域２０内に液晶層１６を構成する液晶分子の配向方向を固定するために配向膜を設けてもよい。上記配向膜としては、液晶分子の垂直方向へ配向を容易にするホメオトロピック配向膜又は液晶分子の水平方向へ配向を容易にするホモジニアス配向膜を第１基板１３と液晶層１６との間に設けてもよい。

【0226】

液晶層１６を同調させるために、パッチ９と第１基板１３との間の液晶層１６に印加する電圧を変調してもよい。例えば上述したように、液晶層１６への印加電圧がアクティブ方式を用いて制御されることにより、スロット８の静電容量が変化し、結果的にはスロット８のリアクタンス、及び共振周波数を制御することができる。スロット８の共振周波数は、線路を伝播する電波から放射されるエネルギーに対して相関関係を有する。そのため、スロット８の共振周波数を調整することにより、スロット８が給電部１２からの円筒波エネルギーと実質的に結合しないようにする、あるいは円筒波エネルギーと結合し、自由空間に放射する。このような、スロット８のリアクタンス及び共振周波数の制御は、複数形成されている密封領域２０のそれぞれで行うことができる。換言すると、液晶層１６の誘電率を制御することにより、各密封領域２０内のパッチ９への給電をＴＦＴにより制御することができる。そのため、電波を送信するパッチ９と電波を送信しないパッチとを制御することができるため、液晶層１６を介する放射電波の送信及び受信の調節が可能となる。

【実施例】

【0227】

実施例に記載のネマチック液晶組成物を製作し、各種物性値を測定した。以下の実施例及び比較例の組成物は各化合物を表中の割合で含有し、含有量は「質量％」で記載した。実施例において化合物の記載について以下の略号を用いる。

【0228】

【化47】

以下の実施例において、特に断りがない限り、トランス体を表す。

【0229】

【表1】

【0230】

（物性値とその評価方法）
＜上限温度（Ｔ_ＮＩ（℃））＞
Ｔ_ＮＩ（℃）：組成物がネマチック相から等方相へ転移する温度（Ｔｎｉ）
＜下限温度（Ｔ_→Ｎ（℃））＞
Ｔ_→Ｎ（℃）：組成物が他相からネマチック相へ転移する下限温度
＜屈折率異方性（Δｎ）＞
Δｎ ：液晶組成物の２５℃、５８９ｎｍにおける屈折率異方性
＜屈折率異方性（Δｎ）の評価方法＞
ポリイミド配向膜付きのガラスセルに液晶組成物のサンプルを注入し、測定温度２５℃、５８９ｎｍにおける面内のリタデーション（位相差）を位相差フィルム・光学材料検査装置ＲＥＴＳ−１００（大塚電子株式会社製）で測定した。尚、ガラス基板間のセルギャップ３．０μｍ、ポリイミド配向膜のラビング方向が平行のガラスセルを使用した。また、位相差＝液晶層の厚さ（セルギャップ）×Δｎの式から、液晶組成物のΔｎを算出した。
＜常温安定性の評価方法＞
１ｍＬのサンプル瓶に液晶組成物のサンプルを０．５ｇ秤量し、これを２５℃の温度制御式試験槽の中で１６８時間保存して目視にて組成物からの析出物の発生を観察し、析出物が観察されたか否かを確認した。

【0231】

（実施例１〜６）
表２に示した液晶化合物を調製し、ネマチック液晶組成物を製作して上記の評価方法により各種物性値を測定した。

【0232】

（比較例１〜３）
表３〜５に示した液晶化合物を調製し、ネマチック液晶組成物を製作した。その後、上記の常温安定性の評価を行った結果、比較例１及び２の液晶組成物について、析出が確認されたため、各種物性値の測定を断念した。

【0233】

【表2】

【0234】

【表3】

【0235】

【表4】

【0236】

【表5】

【0237】

（実施例１〜６及び比較例１〜３について）
上記の表２〜５に示す評価結果から、実施例１〜６の液晶組成物の可視光領域のΔｎは、数十ＧＨｚ帯のΔεと相関し、Δｎが高いほどＧＨｚ帯の誘電率の変化を大きくし、電波の位相を制御できるため、アンテナ用の液晶として好ましいことが確認された。また、上記の表２〜５に示す評価結果から、実施例１〜６は、比較例３に比べ、Δｎが高く、また比較例１〜２と比べ常温安定性に優れていることが判った。さらに、Ｔ_ＮＩ及びＴ_→Ｎについては、実施例の中でも実施例５が、広い温度範囲でネマチック液晶相を示すことが判った。

【0238】

実施例１〜６の液晶組成物と比較例１〜３の液晶組成物とで常温保存安定性を比較したところ、比較例１〜２の液晶組成物は２５℃で１６８時間以内に析出が見られた。それに対して実施例１〜６の液晶組成物は１６８時間経過時点でもネマチック液晶相を維持しており、常温保存安定性に優れることが確認された。また、比較例３の液晶組成物は、常温保存安定性については、析出が確認できなかったが、低いΔｎ値を示した。Δｎが低いとＧＨｚ帯の誘電率の変化が小さくなり、電波の大きな位相制御が可能でないため、アンテナ用の液晶としては使用し難いことが確認された。

【産業上の利用可能性】

【0239】

本発明によれば、常温保存安定性を長期間維持する高いΔｎを有する液晶組成物を提供することを目的とする。そのため、高周波デバイス、マイクロ波デバイス又はアンテナ用の液晶材料に利用することができる。

【0240】

本発明によれば、常温保存安定性を長期間維持する高いΔｎを有する液晶組成物を備えたアンテナを提供することを目的とする。

【符号の説明】

【0241】

１：アンテナユニット
２：車両
３：ケース
４：制御板
５：上蓋
６：スロットアレイ部
７：パッチアレイ部
８：スロット
９：パッチ
１０：アンテナ本体
１１：アンテナ組立体
１２：給電部
１２ａ：給電線
１３：第１基板
１４：第２基板
１５：第３基板
１６：液晶層
１７：第１誘電体層
２０：密封領域
２１，２３，２４：シール壁
２２：バッファー層
Ｐ：導体
Ｑ：円板体

【要約】

本発明は、マイクロ波又はミリ波の電磁波に対してより大きな位相制御を可能とするため、高い屈折率異方性Δｎを有する液晶材料において、ネマチック液晶温度範囲が広い、ネマチック液晶組成物、及び、それらを用いた液晶素子、センサ、液晶レンズ、光通信機器又はアンテナを提供することにある。具体的には、一般式（ｉ）で表わされる化合物及び一般式（ｉｉ）で表わされる化合物を有する液晶組成物、又は当該液晶組成物を含む液晶層を備えた、液晶素子、センサ、液晶レンズ、光通信機器又はアンテナである。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】