【化1】

【化2】

【化3】

【化4】

【化5】

【化6】

【化7】

【技術分野】

【0001】

【背景技術】

【0002】

【0003】

【0004】

【0005】

【0006】

【0007】

【化1】

【0008】

【先行技術文献】

【発明の概要】

本発明が解決しようとする課題は、Δεが正の組成物であって、広い温度範囲の液晶相を有し、ηが小さく、低温で析出や相変化を起こさず保存安定性が良好で、比抵抗や電圧保持率（ＶＨＲ）が高く、熱や光に対して安定であり、更に、高い弾性定数及び相対的に高いε⊥を有する液晶組成物を提供することにある。更にこれを用いることで、高速応答性に優れ、動作温度範囲が広く、焼付きの発生が抑制され、コントラストに優れたＦＦＳ型、ＩＰＳ型の液晶表示素子を提供することにある。

本発明者は、種々の液晶化合物及び種々の化学物質を検討し、特定の液晶化合物を組み合わせることにより前記課題が解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。 即ち、本発明は、正の誘電異方性を有する化合物からなる成分（Ａ）、負の誘電率異方性を有する化合物からなる成分（Ｂ）、更に誘電的に中性な化合物からなる成分（Ｃ）を含有する組成物であって、成分（Ａ）として、一般式（Ａ１）で表される群から選ばれる化合物を少なくとも１種含有し、成分（Ｂ）として、一般式（Ｂ１）で表される群から選ばれる化合物を少なくとも１種含有し、成分（Ｃ）として、一般式（Ｃ１）で表される群から選ばれる化合物を少なくとも１種含有し、組成物全体として正の誘電率異方性を有することを特徴とする液晶組成物を提供することを目的とする。更に当該組成物を使用したＩＰＳ型又はＦＦＳ型の表示素子を提供することを目的とする。 （式中、Ｒ^１〜Ｒ^５は相互に独立して炭素原子数１〜５のアルキル基、炭素原子数１〜５のアルコキシ基又は炭素原子数２〜５のアルケニル基を表し、Ｙ^１〜Ｙ^１２は相互に独立してＨ又はＦを表すが少なくとも２つはＦであり、Ｙ^１３及びＹ^１４は相互に独立してＦ又はＣlを表し、Ｘ^１はＦ、Ｃl、ＣＮ、ＣＦ_３又はＯＣＦ_３を表し、ｍは０又は１を表し、ｎは１、２又は３を表し、Ｚは−Ｃ_２Ｈ_４−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−又は単結合を表し、環Ａ及びＢは相互に独立して、１，４−シクロヘキシレン基、１，４−フェニレン基、２−フルオロ−１，４フェニレン基又は３−フルオロ−１，４−フェニレン基を表すが、ｎが２又は３の場合、複数のＡ、Ｚはそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。）

本発明の液晶組成物は、液晶温度範囲が広く、粘性が低く、低温で析出や相変化を起こさず保存安定性が良好で、熱や光に対する比抵抗や電圧保持率の変化が極めて小さいため、製品の実用性が高い。また、当該組成物を用いた液晶表示素子は動作温度範囲が広く、高速応答性、信頼性に優れ、保存安定性が良好である。特にＦＦＳ型又はＩＰＳ型の表示素子に用いた場合に、透過率が高く黒輝度が低減されるため高いコントラストを発揮し、更に焼付きの発生を抑制することができるため非常に有用である。

【発明を実施するための形態】

本発明は、
正の誘電異方性を有する化合物からなる成分（Ａ）、負の誘電率異方性を有する化合物からなる成分（Ｂ）、更に誘電的に中性な化合物からなる成分（Ｃ）を含有する組成物であって、
成分（Ａ）として、一般式（Ａ１）で表される群から選ばれる化合物を少なくとも１種含有し、
成分（Ｂ）として、一般式（Ｂ１）で表される群から選ばれる化合物を少なくとも１種含有し、
成分（Ｃ）として、一般式（Ｃ１）で表される群から選ばれる化合物を少なくとも１種含有し、組成物全体として正の誘電率異方性を有することを特徴とする液晶組成物であり、更にこれを用いた液晶表示素子

本明細書において、正の誘電率異方性を有する化合物とはΔεの値が１．５より大きい化合物をいい、負の誘電率異方性を有する化合物とはΔεの値が−１．５より小さい化合物をいい、誘電的に中性の化合物とはΔεの値が−１．５以上且つ１．５以下の化合物をいう。

本発明の組成物は、誘電的に正の成分（Ａ）として、一般式（Ａ１）で表される群から選ばれる化合物を含有するが、一般式（Ａ１）で表される化合物は１種を使用してもよいし２種以上を組み合わせて使用することもできる。

（式中、Ｒ^１は炭素原子数１〜５のアルキル基、炭素原子数１〜５のアルコキシ基又は炭素原子数２〜５のアルケニル基を表し、Ｙ^１〜Ｙ^１２は相互に独立してＨ又はＦを表すが少なくとも２つはＦであり、Ｘ^１はＦ、Ｃl、ＣＮ、ＣＦ_３又はＯＣＦ_３を表す。）
一般式（Ａ１）で表される化合物は、液晶組成物の正の誘電率異方性を上昇させ、屈折率異方性を適切に調節し、相溶性（低温安定性）を高め、更に組成物のε⊥の値を相対的に上昇させる目的でも用いることができ、好ましい化合物は以下の一般式（Ａ１−１）〜（Ａ１−７）で表される化合物で与えられる。

（式中、Ｒ^１は前記一般式（Ａ１）におけるＲ^１と同じ意味を表す。）
一般式（Ａ１）で表される化合物の組成物中における好ましい含有量は、下限値として、２質量％であり、４質量％であり、６質量％であり、８質量％であり、上限値として、３０質量％であり、２６質量％であり、２２質量％であり、１８質量％であり、１４質量％である。

本発明の組成物は、誘電的に負の成分（Ｂ）として、一般式（Ｂ１）で表される化合物を含有するが、一般式（Ｂ１）で表される化合物は１種を使用してもよいし、２種以上を組み合わせて使用することもできる。

（式中、Ｒ^２、Ｒ^３は相互に独立して炭素原子数１〜５のアルキル基、炭素原子数１〜５のアルコキシ基又は炭素原子数２〜５のアルケニル基を表し、Ｙ^１３及びＹ^１４は相互に独立してＦ又はＣlを表し、ｍは０又は１を表す。）
一般式（Ｂ１）で表される化合物は、液晶組成物のε⊥を高める目的で使用されるだけでなく、同時に高い信頼性や広いネマチック温度範囲、低い粘性や高い弾性定数などを与えることができ、好ましい化合物は以下の一般式（Ｂ１−１）〜（Ｂ１−４）で表される化合物で与えられる。

（式中、Ｒ^３は前記一般式（Ｂ１）におけるＲ^３と同じ意味を表し、Ａｌｋｙｌは炭素原子数１〜５の直鎖状アルキル基を表し、Ａｌｋｅｎｙｌは炭素原子数２〜５の直鎖状アルケニル基を表す。）
一般式（Ｂ１）の化合物の組成物中における好ましい含有量は、下限値として２質量％であり、４質量％であり、５質量％であり、７質量％であり、８質量％であり、上限値として、２５質量％であり、２０質量％であり、１８質量％であり、１６質量％であり、１５質量％であり、１４質量％であり、１２質量％であり、１０質量％である。

本発明の組成物は、誘電的に中性の成分（Ｃ）として、一般式（Ｃ１）で表される群から選ばれる誘電的に中性の化合物を含有する。一般式（Ｃ１）で表される化合物は１種を使用してもよいし、２種以上を組み合わせて使用することもできる。

（式中、Ｒ^４、Ｒ^５は相互に独立して炭素原子数１〜５のアルキル基、炭素原子数１〜５のアルコキシ基又は炭素原子数２〜５のアルケニル基を表し、ｎは１、２又は３を表し、Ｚは−Ｃ_２Ｈ_４−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−又は単結合を表し、環Ａ及びＢは相互に独立して、１，４−シクロヘキシレン基、１，４−フェニレン基、２−フルオロ−１，４フェニレン基又は３−フルオロ−１，４−フェニレン基を表すが、ｎが２又は３の場合、複数のＡ、Ｚはそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。）
一般式（Ｃ１）で表される好ましい化合物は以下の式（Ｃ１−１）〜（Ｃ１−１１）で表される化合物で与えられる。

（式中、Ｒ^４、Ｒ^５は独立して炭素原子数１〜５のアルキル基、炭素原子数１〜５のアルコキシ基、又は炭素原子数２〜５のアルケニル基を表す。）
一般式（Ｃ１）の化合物の好ましい含有量は、下限値として、１０質量％であり、１４質量％であり、１８質量％であり、２２質量％であり、２５質量％であり、２８質量％であり、３０質量％であり、上限値として、９０質量％であり、８５質量％であり、８０質量％であり、７５質量％であり、７０質量％であり、６６質量％であり、６３質量％であり、６０質量％であり、５７質量％であり、５５質量％である。

本発明の組成物は、正の誘電率異方性を有する成分（Ａ）として、一般式（Ａ１）で表される化合物以外に、下記一般式（Ｍ）で表される化合物を任意に含有することができる。一般式（Ｍ）で表される化合物は、１種を使用してもよいし、２種以上を組み合わせて使用することもできる。

（式中、Ｒ^Ｍは炭素原子数１〜５の直鎖状アルキル基、炭素原子数３〜５の環状アルキル基、炭素原子数１〜５の直鎖状アルコキシ基又は炭素原子数２〜５の直鎖状アルケニル基を表し、ｎ^Ｍは１、２又は３を表し、
Ｇ^Ｍは
（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−又は−Ｓ−に置き換えられてもよい。）及び
（ｂ） １，４−フェニレン基（この基中に存在する１個の−ＣＨ＝又は隣接していない２個以上の−ＣＨ＝は−Ｎ＝に置き換えられてもよい。）
からなる群より選ばれる基を表し、の基（ａ）及び基（ｂ）上の水素原子はそれぞれ独立してシアノ基、フッ素原子又は塩素原子で置換されていても良く、
Ｚ^Ｍは−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＣＯＯ−、−Ｃ≡Ｃ−又は単結合を表し、
Ｇ^Ｍ及びＺ^Ｍが複数存在する場合は同一でも異なっていてもよく、
Ｙ^Ｍ１及びＹ^Ｍ２は相互に独立してフッ素原子又は水素原子を表し、
Ｘ^Ｍはフッ素原子、塩素原子、トリフルオロメチル基、トリフルオロメトキシ基又はシアノ基を表す。但し前記一般式（Ａ１）で表される化合物を除く。）
一般式（Ｍ）で表される好ましい化合物は以下の一般式（Ｍ１）〜（Ｍ１６）で表される化合物で与えられる。

（式中、Ｒ^Ｍは前記一般式（Ｍ）におけるＲ^Ｍと同じ意味を表す。）
一般式（Ｍ１）〜（Ｍ１６）で表される化合物はいずれも液晶表示素子の駆動電圧を低下させる目的で用いることができる。一般式（Ｍ）の化合物の好ましい含有量は、下限値として、２質量％であり、４質量％であり、６質量％であり、８質量％であり、上限値として、４０質量％であり、３５質量％であり、３０質量％であり、２６質量％であり、２２質量％であり、１８質量％であり、１４質量％である。

また、組成物中における一般式（Ａ１）で表される化合物と一般式（Ｍ）で表される化合物との合計の含有量（すなわち、組成物中における成分（Ａ）の含有量）は、好ましくは下限値として、２質量％であり、４質量％であり、６質量％であり、８質量％であり、好ましくは上限値として、３０質量％であり、２６質量％であり、２２質量％であり、１８質量％であり、１４質量％である。

本発明の組成物は、負の誘電率異方性を有する成分（Ｂ）として、一般式（Ｂ１）で表される化合物以外に、下記一般式（Ｋ）で表される化合物を任意に含有することができる。一般式（Ｋ）で表される化合物は、１種を使用してもよいし、２種以上を組み合わせて使用することもできる。

（式中、Ｒ^Ｋ１及びＲ^Ｋ２は相互に独立して炭素原子数１〜５の直鎖状アルキル基、炭素原子数３〜５の環状アルキル基、炭素原子数１〜５の直鎖状アルコキシ基又は炭素原子数２〜５の直鎖状アルケニル基を表し、ｎ^Ｋ１及びｎ^Ｋ２は相互に独立して０、１又は２を表すが、ｎ^Ｋ１＋ｎ^Ｋ２は１又は２であり、Ｙ^Ｋ１及びＹ^Ｋ２は相互に独立してフッ素原子又は塩素原子を表し、Ｇ^Ｋ１及びＧ^Ｋ２は相互に独立して、

を表す。ｎ^Ｋ１、ｎ^Ｋ２が２の場合、複数のＧ^Ｋ１、Ｇ^Ｋ２はそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。）
一般式（Ｋ）で表される好ましい化合物は以下の一般式（Ｋ１）〜（Ｋ６）で表される化合物で与えられる。

（式中、Ｒ^Ｋ１及びＲ^Ｋ２は前記一般式（Ｋ）におけるＲ^Ｋ１及びＲ^Ｋ２と同じ意味を表す。）
一般式（Ｋ１）〜（Ｋ６）で表される化合物はいずれも液晶表示素子の透過率を上昇させる目的で用いることができる。一般式（Ｋ）の化合物の好ましい含有量は、下限値として、３質量％であり、４質量％であり、６質量％であり、８質量％であり、上限値として、２０質量％であり、１７質量％であり、１５質量％であり、１３質量％であり、１０質量％である。

また、組成物中における一般式（Ｂ１）で表される化合物と一般式（Ｋ）で表される化合物との合計の含有量（すなわち、組成物中における成分（Ｂ）の含有量）は、好ましくは下限値として、２質量％であり、４質量％であり、６質量％であり、８質量％であり、好ましくは上限値として、３０質量％であり、２６質量％であり、２２質量％であり、１８質量％であり、１４質量％である。

本発明の組成物の総量に対しての一般式（Ａ１）、（Ｂ１）、（Ｃ１）、（Ｍ）及び（Ｋ）で表される化合物の合計の好ましい含有量の下限値は、８０％であり、８５％であり、８８％であり、９０％であり、９２％であり、９３％であり、９４％であり、９５％であり、９６％であり、９７％であり、９８％であり、９９％であり、１００％である。好ましい含有量の上限値は、１００％であり、９９％であり、９８％であり、９５％である。

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

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

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

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

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

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

本願において実質的に含有しないとは、意図せずに含有する物を除いて含有しないという意味である。

本発明における組成物は、更に一般式（Ｑ）及び／又は一般式（Ｒ）で表される末端基を有する化合物を含有することができる。これらの化合物は、構造を適切に選択することによって液晶組成物の相溶性や熱・光に対する安定性、更には表示素子とした際の焼付き現象に代表される信頼性を改善することができる。

（式中の波線は結合手を意味する）

（式中、ＲはＨ、Ｏ・又は炭素数１〜５のアルキル基又はアルコキシ基を表し、波線は結合手を意味する。）
一般式（Ｑ）で表される末端基を有する化合物は、具体的には、下記の一般式（Ｑ−ａ）から一般式（Ｑ−ｅ）で表される化合物であることが好ましい。

式中、Ｒ^Ｑ１は炭素原子数１から１０の直鎖状アルキル基又は分岐鎖状アルキル基を表し、Ｒ^Ｑ２は炭素原子数１から２０の直鎖状アルキル基又は分岐鎖状アルキル基を表し、Ｒ^Ｑ３は炭素原子数１から８の直鎖状アルキル基、分岐鎖状アルキル基、直鎖状アルコキシ基又は分岐鎖状アルコキシ基を表し、Ｒ^Ｑ４は炭素原子数１から１６の直鎖状アルキレン基又は分岐鎖状アルキレン基であって、当該アルキレン基中の１個の−ＣＨ_２−又は隣接していない２個以上の−ＣＨ_２−は−Ｏ−に置換されていてもよく、Ｌ^Ｑは炭素原子数１から８の直鎖状アルキレン基又は分岐鎖状アルキレン基を表し、Ｗ^１及びＷ^２は−ＣＨ_２−又はＯ原子を表し、排他的に−ＣＨ_２−であるか、又は排他的にＯ原子であることが好ましい。一般式（Ｑ−ａ）から一般式（Ｑ−ｅ）で表される化合物中、一般式（Ｑ−ａ）、（Ｑ−ｃ）及び一般式（Ｑ−ｅ）で表される化合物が更に好ましい。中でも、一般式（Ｑ−ｅ）で表される化合物を用いた場合、一般式（Ａ１）、一般式（Ｂ１）及び一般式（Ｃ１）を同時に含有する液晶組成物において、優れた低温安定性や信頼性に関して相乗効果を発揮する点で特に好ましい。

本願発明の組成物において、一般式（Ｑ）で表される化合物を１種含有する事が好ましいが、２種以上を含有してもよい。含有量は０．００１％から１％であることが好ましく、０．００１％から０．１％が更に好ましく、０．００１％から０．０８％が特に好ましい。

一般式（Ｒ）で表される末端基を有する化合物は、例えば（Ｔｉｎｕｖｉｎ７７０、ＢＡＳＦ）等の市販されている化合物を転用することもできるし、ＷＯ１７／１５４５９０の段落[００３６]〜[００３７]に記載された、液晶組成物に好適に使用できる化合物を用いることもできる。

本願発明の組成物において、一般式（Ｒ）で表される末端基を有する化合物は１種含有することが好ましく、１〜３種含有することがより好ましい。含有量は０．００１％から０．５％であることが好ましく、０．００１％から０．２％が更に好ましく、０．００１％から０．１％が特に好ましい。

本発明における組成物は、更に紫外線吸収剤を含有することもできる。使用可能な紫外線吸収剤は特に制限されないが、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、シアノアクリレート系、トリアジン系などの市販の紫外線吸収剤を使用することもできる。紫外線吸収剤は１種含有する事が好ましいが、２種以上を含有してもよい。含有量は０．００１％から１％であることが好ましく、０．００１％から０．１％が更に好ましく、０．００１％から０．０５％が特に好ましい。

本発明の液晶組成物のＴ_N-Iは、７０℃以上であることが好ましく、７５℃以上であることがより好ましく、８０℃以上が特に好ましい。

本発明の液晶組成物のΔｎは、ディスプレイの光学設計に応じて適切に選択することができるが、０．０７〜０．１６の範囲であることが好ましく、０．０８〜０．１４であることがより好ましく、０．０９〜０．１２の範囲であることが特に好ましい。

本発明の液晶組成物の誘電率異方性は、Δεとε⊥との比によりその好ましい様態を特定することができる。ε⊥／Δεの値として、０．８以上が好ましく、１．０以上がより好ましく、１．３以上がより更に好ましく、１．５以上が特に好ましい。

本発明の組成物は、高分子安定化した液晶表示素子を作製するために、重合性化合物を含有することができる。使用できる重合性化合物として、光などのエネルギー線により重合が進行する光重合性モノマーなどが挙げられ、構造として、例えば、ビフェニル誘導体、ターフェニル誘導体などの六員環が複数連結した液晶骨格を有する重合性化合物などが挙げられる。更に具体的には、一般式（ＸＸ）

（式中、Ｘ^２０１及びＸ^２０２はそれぞれ独立して、水素原子又はメチル基を表し、
Ｓｐ^２０１及びＳｐ^２０２はそれぞれ独立して、単結合、炭素原子数１〜８のアルキレン基又は−Ｏ−（ＣＨ_２）_ｓ−（式中、ｓは２から７の整数を表し、酸素原子は芳香環に結合するものとする。）が好ましく、
Ｚ^２０１は−ＯＣＨ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＦ_２ＣＦ_２−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＯＣＯ−、−ＣＯＯ−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＯＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＯＯ−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＯＣＯ−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＨ_２ＣＨ_２−ＣＯＯ−、−ＣＨ_２ＣＨ_２−ＯＣＯ−、−ＣＯＯ−ＣＨ_２−、−ＯＣＯ−ＣＨ_２−、−ＣＨ_２−ＣＯＯ−、−ＣＨ_２−ＯＣＯ−、−ＣＹ^１＝ＣＹ^２−（式中、Ｙ^１及びＹ^２はそれぞれ独立して、フッ素原子又は水素原子を表す。）、−Ｃ≡Ｃ−又は単結合を表し、
Ｍ^２０１は１，４−フェニレン基、トランス−１，４−シクロヘキシレン基又は単結合を表し、式中の全ての１，４−フェニレン基は、任意の水素原子がフッ素原子、又は炭素数１〜５のアルキル基若しくはアルコキシ基により置換されていても良い。）で表される二官能モノマーが好ましい。

Ｘ^２０１及びＸ^２０２は、何れも水素原子を表すジアクリレート誘導体、何れもメチル基を有するジメタクリレート誘導体の何れも好ましく、一方が水素原子を表しもう一方がメチル基を表す化合物も好ましい。これらの化合物の重合速度は、ジアクリレート誘導体が最も早く、ジメタクリレート誘導体が遅く、非対称化合物がその中間であり、その用途により好ましい態様を用いることができる。ＰＳＡ表示素子においては、ジメタクリレート誘導体が特に好ましい。

Ｓｐ^２０１及びＳｐ^２０２はそれぞれ独立して、単結合、炭素原子数１〜８のアルキレン基又は−Ｏ−（ＣＨ_２）_ｓ−を表すが、ＰＳＡ表示素子においては少なくとも一方が単結合であることが好ましく、共に単結合を表す化合物又は一方が単結合でもう一方が炭素原子数１〜８のアルキレン基又は−Ｏ−（ＣＨ_２）_ｓ−を表す態様が好ましい。この場合炭素原子数１〜４のアルキル基が好ましく、ｓは１〜４が好ましい。

Ｚ^２０１は、−ＯＣＨ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＦ_２ＣＦ_２−又は単結合が好ましく、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−又は単結合がより好ましく、単結合が特に好ましい。

Ｍ^２０１は任意の水素原子がフッ素原子、又は炭素数１〜５のアルキル基若しくはアルコキシ基により置換されていても良い１，４−フェニレン基、トランス−１，４−シクロヘキシレン基又は単結合を表すが、置換されていても良い１，４−フェニレン基又は単結合が好ましい。Ｍ^２０１が単結合以外の環構造を表す場合、Ｚ^２０１は単結合以外の連結基も好ましく、Ｍ^２０１が単結合の場合、Ｚ^２０１は単結合が好ましい。

これらの点から、一般式（ＸＸ）において、Ｓｐ^２０１及びＳｐ^２０２の間の環構造は、具体的には次に記載する構造が好ましい。

一般式（ＸＸ）において、Ｍ^２０１が単結合を表し、環構造が二つの環で形成される場合において、Ｓｐ^２０１及びＳｐ^２０２の間の環構造は次の式（ＸＸａ−１）から式（ＸＸａ−５）で表されることが好ましく、式（ＸＸａ−１）から式（ＸＸａ−３）がより好ましく、式（ＸＸａ−１）が特に好ましい。

（式中、両端はＳｐ^２０１又はＳｐ^２０２に結合するものとする。）
これらの骨格を含む重合性化合物は重合後の配向規制力がＰＳＡ型液晶表示素子に最適であり、良好な配向状態が得られることから、表示ムラが抑制されるか、又は、全く発生しない。

以上のことから、重合性モノマーとしては、一般式（ＸＸ−１）〜一般式（ＸＸ−４）が特に好ましく、中でも一般式（ＸＸ−２）が最も好ましい。

（式中、ベンゼンはフッ素原子により置換されていても良く、ＳＰ^２０は炭素原子数２から５のアルキレン基を表す。）
本発明の組成物にモノマーを添加する場合において、重合開始剤が存在しない場合でも重合は進行するが、重合を促進するために重合開始剤を含有していてもよい。重合開始剤としては、ベンゾインエーテル類、ベンゾフェノン類、アセトフェノン類、ベンジルケタール類、アシルフォスフィンオキサイド類等が挙げられる。

本発明の重合性化合物を含有した組成物は、これに含まれる重合性化合物が紫外線照射により重合することで液晶配向能が付与され、組成物の複屈折を利用して光の透過光量を制御する液晶表示素子に使用される。液晶表示素子として、ＡＭ−ＬＣＤ（アクティブマトリックス液晶表示素子）、ＴＮ（ネマチック液晶表示素子）、ＳＴＮ−ＬＣＤ（超ねじれネマチック液晶表示素子）、ＯＣＢ−ＬＣＤ及びＩＰＳ−ＬＣＤ（インプレーンスイッチング液晶表示素子）に有用であるが、ＡＭ−ＬＣＤに特に有用であり、透過型あるいは反射型の液晶表示素子に用いることができる。

本発明の組成物を用いた液晶表示素子は高速応答性と信頼性に優れ、広い動作温度範囲を実現した有用なものであり、アクティブマトリックス駆動用液晶表示素子に好適に使用できる。また、ＦＦＳ型又はＩＰＳ型表示素子に使用した場合に高い透過率と低減された黒輝度による優れたコントラストを実現できることから、ＩＰＳ型及びＦＦＳ型表示素子用の液晶組成物として特に適している。

以下に実施例を挙げて本発明を更に詳述するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。また、以下の実施例及び比較例の組成物における「％」は『質量％』を意味する。 実施例中、測定した特性は以下の通りである。 Ｔ_N-I ：ネマチック相から等方相への転移温度（℃）
Ｔ_-N ：スメクチック相（又は固体層）からネマチック相への転移温度（℃）
Δｎ ：２５℃における屈折率異方性
ｎ_ｏ ：２５℃における常光屈折率
アッベ屈折計を用い、５８９ｎｍ光源に対する屈折率を測定した。 Δε ：２５℃、1kHzにおける誘電率異方性
ε⊥ ：２５℃、1kHzにおける垂直方向の誘電率
配向処理の異なる２種類のセル（ホメオトロピック配向、ホモジニアス配向、基板間厚み１０ミクロン）に液晶を封入し、１ＫＨｚの交流電界を印加してキャパシタンスを測定してεｌｌとε⊥を求め、その差分からΔεを決定した。 η ：２０℃におけるバルク粘度（ｍＰａ・ｓ）
γ_１ ：２５℃における回転粘性係数（ｍＰａ・ｓ)
Ｖｔh：厚さ６ミクロンのＴＮセルに液晶を封入し、２５℃、クロスニコル偏光板下において透過率が１０％変化する電圧を測定した。 Ｋ_１１、Ｋ_３３：厚さ３０ミクロンのホモジニアス配向セルに液晶を封入し、１ＫＨｚの電圧（Ｖ）を０から３０Ｖまで印加して２５℃における電気容量（Ｃ）の変化を計測し、得られたＣ−ＶカーブのフィッティングからＫ_１１とＫ_３３を求めた。 Ｋ_２２：厚さ２０ミクロンのＴＮセルに１ＫＨｚの電圧（Ｖ）を０から３０Ｖまで印加して得られる２５℃での電気容量（Ｃ）の変化を計測し、得られたＣ−Ｖカーブの閾値電圧（Ｖｃ）から、下記式に従いＫ_２２を求めた。
K₂₂ = 〔K₃₃-4[(Vc/π)²×ε₀・Δε-K₁₁]〕/2
（式中、ＶｃはＴＮセルにおける閾値電圧（Ｖ）をあらわし、Πは円周率を表し、ε0は真空の誘電率をあらわす。）
透過率（Ｔ）：液晶組成物を封入したＦＦＳセル（セルギャップ３．５ミクロン、電極幅３ミクロン、電極間距離４ミクロン、ＳｉＮ_ｘ絶縁層厚み４０００Å、配向膜は電極長手方向から５°傾けてラビング処理）に、２５℃において、クロスニコル偏光板下で６０Ｈｚの矩形派電圧を印加した際のＶ−Ｔカーブを測定し、最大透過率を決定した。バックライトには約５,０００カンデラ／平方メールのＬＥＤ面光源を用いた。 ＶＨＲ：液晶組成物を封入した配向膜付きガラスセル（セルギャップ３．５ミクロン、アンチパラレル、配向膜は日産化学製のＳＥ−７４９２を使用）を、周波数３Ｈｚ，印加電圧１Ｖ、印加パルス６４μｓ、６０℃の条件で測定した際の電圧保持率（％）。 耐熱試験後ＶＨＲ：上述の液晶セルを１２０℃の恒温槽中に１時間保持した後、前記方法と同様に測定した際の電圧保持率（％）。 耐光試験後ＶＨＲ：上述の液晶セルを約３０,０００カンデラ／平方メートルのＬＥＤバックライト直上に配置し、１００時間ＬＥＤを照射した際の電圧保持率（％）。 焼付き特性：透過率（Ｔ）測定と同様に初期のＶ−Ｔカーブを測定した。得られたカーブから透過率（Ｔ）が９８％となる電圧（Ｖ９８）及び２３％となる電圧（Ｖ２３）を決定した。続いて、バックライト照射下でＶ９８を２５℃で４８時間印加した。その後、Ｖ２３を印加してストレス後透過率（Ｔ_ｓｔ）を測定し、ストレス前後でのＶ２３印加における透過率の比（Ｔ_ｓｔ／Ｔ）を求めた。 低温保存性(ＬＴＳ)：低温での保存性評価は、組成物を調製後、厚さ３．５ミクロンのＦＦＳセルに組成物を封入し、これを−３０℃又は−４０℃の温度制御式試験槽の中で保存し、定期的に目視で組成物の相変化又は析出物の発生を観察した。たとえば「＞４８０ｈｒ」は４８０時間経過時点で相変化及び析出が確認されなかったことを意味する。
（環構造） （側鎖構造及び連結構造） （比較例１〜２）
特開２００９−１９１２６４の例２に記載された液晶組成物、及び特開２００６−３２８３９９の例３３に記載された液晶組成物を調整した。これらを選択した理由は、当該組成物がＩＰＳ型液晶表示素子用に好適に使用できると記載されているからである。物性値は当該文献に記載の値をそのまま転記し、ε⊥／Δεは新たに算出した。なお、表中の含有率は組成物に対する質量％を表す。 （実施例１〜４）
以下に本願の構成要件を満足する組成物を調整しその効果を確認した。なお、表中の含有率は組成物に対する質量％を表す。 上表に記載の液晶組成物を調製し、その物性値を測定した。実施例１の組成物は広い液晶温度範囲、大きいε⊥／Δε、極めて小さいγ_１、高いＫ_ａｖｇを有していた。また、ＶＨＲ及び耐熱試験後ＶＨＲはほぼ変化がなく高い値を示した。当該液晶組成物を封入したＦＦＳセルを電気光学特性測定装置（シンテック、ＯＰＴＩＰＲＯ）を用いて測定したところ、高い透過率、高いコントラストを示し、応答速度は十分に高速であった。また、当該セルのＬＴＳ試験を行った結果、−３０℃、−４０℃ともに７２０時間経過時点でも析出等の発生は見られなかった。実施例１の液晶組成物はＩＰＳ型又はＦＦＳ型液晶表示素子に好適に使用できる。 同様にして実施例２〜４の液晶組成物を調製し、その物性値を測定した。 実施例２〜４の組成物も、実施例１と同様に広い液晶温度範囲、大きいε⊥／Δε、極めて小さいγ_１、高いＫ_ａｖｇを有していた。また、ＶＨＲ及び耐熱試験後ＶＨＲはほぼ変化がなく高い値を示した。当該液晶組成物を封入したＦＦＳセルを電気光学特性測定装置（シンテック、ＯＰＴＩＰＲＯ）を用いて測定したところ、高い透過率、高いコントラストを示し、応答速度は十分に高速であった。また、当該セルのＬＴＳ試験を行った結果、−３０℃、−４０℃ともに７２０時間経過時点まで析出等の発生は見られなかった。 実施例１及び比較例１〜２の液晶組成物をそれぞれ封入したＦＦＳセルの最大透過率及びコントラストの測定結果を示す。なお、最大透過率は、比較例２の透過率を１００％として規格化した。コントラストは、電圧オフ時透過率（黒表示）に対する最大透過率の比として算出した。実施例１の液晶組成物は、高い透過率及び高いコントラストを示すことがわかった。 実施例２〜４の液晶組成物についても同様にＦＦＳセルの透過率及びコントラストを測定したところ、実施例１と同様に比較例１〜２より有意に高い透過率と大きいコントラストを示すことが確認された。
（実施例５〜８）
実施例１〜４の組成物に一般式（Ｑ−ｅ）で表される成分として、下記の式（Ｑ−ｅ−１）で表される化合物を５００ｐｐｍ添加した液晶組成物をそれぞれ調製した（実施例５〜８）。得られた組成物の物性値及びＦＦＳセルにおける透過率とコントラストは式（Ｑ−ｅ−１）の化合物添加前の液晶組成物と同等であった。 次いで、実施例１〜８及び比較例１、２の組成物についてＬＴＳ、ＶＨＲ及び焼付き特性を評価した結果を下表に示す。 実施例１〜４の組成物は、耐熱試験後及び耐光試験後において比較例１及び２よりも高いＶＨＲを示した。また、焼付き特性も比較例に比べて小さい値を示しており、ストレス前後でＶ−Ｔカーブの変化が小さく、焼付きが発生しにくいことがわかる。また、式（Ｑ−ｅ−１）を添加した実施例５〜８の組成物は、実施例１〜４よりもＬＴＳの保持時間が長くなっており、更に耐熱及び耐光試験ＶＨＲが大幅に改善している。また、焼付き特性は１．０であり、ストレスによる焼付き現象が全く発生しなかったことがわかる。 以上より、本願発明の組成物は、広い温度範囲の液晶相を有し、粘性が小さく、低温での溶解性が良好で、比抵抗や電圧保持率が高く、熱や光に対して安定であり、更に、高い弾性定数及び相対的に高いε⊥とε⊥／Δεを有しており、液晶表示素子とした際に、高速応答性や信頼性に優れ、動作温度範囲が広く、透過率やコントラストに優れるため、ＦＦＳ型又はＩＰＳ型の液晶表示素子用の液晶組成物として好適に使用できる。

【化1】

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