JP2015110741A

JP2015110741A - 液晶組成物および液晶表示素子

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Publication number: JP2015110741A
Application number: JP2014214680A
Authority: JP
Inventors: 幸宏藤田; Yukihiro Fujita; 好優古里; Yoshimasa Furusato
Original assignee: JNC Corp; JNC Petrochemical Corp
Current assignee: JNC Corp; JNC Petrochemical Corp
Priority date: 2013-11-11
Filing date: 2014-10-21
Publication date: 2015-06-18
Also published as: US9376621B2; US20150129801A1

Abstract

【課題】溶解性が高い重合性化合物を含有し、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、負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などの特性において、少なくとも１つまたは少なくとも２つの特性に関して適切なバランスを有し、重合性化合物の小さな残留量、大きなプレチルト角のような特性を有する液晶組成物を提供し、小さな焼き付き率、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、長い寿命のような特性を有するＡＭ素子を提供する。
【解決手段】式（１）で表される化合物の少なくとも１つの化合物を含有する液晶組成物、およびこの組成物を含有する液晶表示素子である。

Ｐ^１、Ｐ^２は重合性基であり；環Ａ、環Ｂは、アダマンタン環、ノルアダマンタン環などであり；Ｚ^１、Ｚ^２、Ｚ^３は単結合などであり；ａ、ｂ、ｃは１などである。
【選択図】なし

Description

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、誘電率異方性が負の液晶組成物、およびこの組成物を含有し、ＩＰＳ、ＶＡ、ＦＦＳ、ＦＰＡなどのモードを有する液晶表示素子に関する。高分子支持配向型の液晶表示素子にも関する。

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）とマルチプレックス（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は、非晶質シリコン（amorphous silicon）と多結晶シリコン（polycrystal silicon）とに分類される。後者は製造工程によって高温型と低温型とにさらに分類される。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。

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。適切な積の値は動作モードの種類に依存する。この値は、ＶＡモードの素子では約０．３０μｍから約０．４０μｍの範囲であり、ＩＰＳモードまたはＦＦＳモードの素子では約０．２０μｍから約０．３０μｍの範囲である。これらの場合、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高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、室温だけでなく高い温度でも大きな比抵抗を有する組成物が好ましい。紫外線および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。

高分子支持配向（ＰＳＡ；polymer sustained alignment）型の液晶表示素子では、重合体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。

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モードおよび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。ＰＳＡ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。ＰＳＡ型のＡＭ素子に関しては、負の誘電率異方性を有する液晶組成物の例が次の特許文献１から６に開示されている。

特開２００３−３０７７２０号公報特開２００４−１３１７０４号公報特開２００６−１３３６１９号公報欧州特許出願公開１８８９８９４号明細書特表２０１０−５３７０１０号公報特表２０１０−５３７２５６号公報

近年、ＰＳＡ型素子の性能が向上したので、液晶組成物には画像の焼き付きなどの特性の向上が求められている。分子構造が棒状である重合性化合物は、液晶分子を配向させる能力が高いと考えられるが、その反面、この組成物への溶解性が悪く、多くの量の重合性化合物を添加することができない。液晶組成物への溶解性の高い重合性化合物を見出すことができれば、液晶分子に大きなプレチルト角を与えることが可能となるため、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ことになる。

本発明の１つの目的は、溶解性が高い重合性化合物を含有し、そして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、負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つの特性に関して適切なバランスを有する液晶組成物である。別の目的は、重合体を含有し、重合性化合物の小さな残留量、大きなプレチルト角のような特性を有する液晶組成物であり、そして小さな焼き付き率、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、長い寿命のような特性を有するＡＭ素子である。

本発明は、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する液晶組成物、およびこの液晶組成物を含有する液晶表示素子である。

式（１）において、Ｐ^１およびＰ^２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、式（Ｐ−１）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つの水素がハロゲンで置き換えられた炭素数１から５のアルキルであり、そして式（Ｐ−３）において、Ｍ^４は、水素、メチル、エチル、またはプロピルであり；環Ａは、アダマンタン環、ノルアダマンタン環、ジアマンタン環、トリアマンタン環、またはテトラアマンタン環などの架橋環であり、これらの環において、少なくとも１つの水素が、ハロゲン、または、少なくとも１つのハロゲンを含んでもよい炭素数１から１２のアルキルで置き換えられてもよく；環Ｂは、アダマンタン環、ノルアダマンタン環、ジアマンタン環などの架橋環、シクロへキサン環、シクロヘキセン環、ベンゼン環、またはナフタレン環であり、これらの環において、少なくとも１つの水素が、ハロゲン、または、少なくとも１つのハロゲンを含んでもよい炭素数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^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、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；Ｚ^２は、単結合、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、または−Ｏ−であり；ａは、１、２、または３であり；ｂは、０、１、２、または３であり；ｃは、１または２であり、そして、ａとｃとの和は２から４である。

本発明の１つの長所は、溶解性が高い重合性化合物を含有し、そして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、負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つの特性に関して適切なバランスを有する液晶組成物である。別の長所は、重合体を含有し、重合性化合物の小さな残留量、大きなプレチルト角のような特性を有する液晶組成物であり、そして小さな焼き付き率、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、長い寿命のような特性を有するＡＭ素子である。

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。ハロゲンはフッ素、塩素、臭素およびヨウ素を意味する。好ましいハロゲンは、フッ素および塩素である。さらに好ましいハロゲンはフッ素である。

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。液晶性化合物の割合（含有量）は、この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。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、重合禁止剤のような添加物が必要に応じて添加される。添加物の割合（添加量）は、液晶性化合物の割合と同様に、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。

「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し、そして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ネマチック相の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ネマチック相の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。「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。

「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。

式（１）から式（４）において、円または六角形で囲んだＡ、Ｂ、Ｌなどの記号はそれぞれ環Ａ、環Ｂ、環Ｌなどに対応する。式（４）において、環Ｌの六角形を横切る斜線は、環上の任意の水素がＰ^３−Ｓｐ^１基で置き換えられてもよいことを表す。添え字ｊは、置き換えられた基の数を示す。添え字ｊが０のとき、そのような置き換えはない。ｊが２のとき、環Ｌ上に２つのＰ^３−Ｓｐ^１基が存在する。Ｐ^３−Ｓｐ^１基が表す２つの基は、同一であってもよいし、または異なってもよい。このルールは、ｊが２より大きいときの任意の２つにも適用される。このルールは他の基にも適用される。式（１）で表される化合物を化合物（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。

成分化合物の化学式において、Ｒ^１の記号を複数の化合物に用いた。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、同じであっても、異なってもよい。例えば、化合物（２）のＲ^１がエチルであり、化合物（２−１）のＲ^１がエチルであるケースがある。化合物（２）のＲ^１がエチルであり、化合物（２−１）のＲ^１がプロピルであるケースもある。このルールは、Ｒ^２、Ｒ^３、Ｍ^１などにも適用される。式（１）において、ｂが２のとき、２つの環Ｂが存在する。この化合物において、２つの環Ｂが表す２つの環は、同じであっても、異なってもよい。このルールは、ｂが２より大きいときの任意の２つにも適用される。このルールは、Ｐ^１、Ｚ^１、環Ｅ、Ｚ^５などの記号にも適用される。

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、非対称の二価の環にも適用される。

本発明者らは、化合物（１）と液晶組成物との組み合わせが、次の理由からＰＳＡ型の素子に適していることを見いだした。（ａ）化合物（１）は液晶組成物への溶解性が高い；（ｂ）化合物（１）は容易に重合し、重合体を生成する；（ｃ）重合反応後に残留する化合物（１）の量が少ない；（ｄ）重合体は液晶分子に大きなプレチルト角を与える；（ｅ）素子の応答時間が短い；（ｆ）素子が焼付く程度が小さい。

本発明は、下記の項などである。

項１．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する液晶組成物。

ここで、式（Ｐ−１）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つの水素がハロゲンで置き換えられた炭素数１から５のアルキルであり、そして式（Ｐ−３）において、Ｍ^４は、水素、メチル、エチル、またはプロピルであり；環Ａは、架橋環であり、これらの環において、少なくとも１つの水素が、ハロゲン、または、少なくとも１つのハロゲンを含んでもよい炭素数１から１２のアルキルで置き換えられてもよく；環Ｂは、架橋環、シクロへキサン環、シクロヘキセン環、ベンゼン環、またはナフタレン環であり、これらの環において、少なくとも１つの水素が、ハロゲン、または、少なくとも１つのハロゲンを含んでもよい炭素数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^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、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；Ｚ^２は、単結合、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、または−Ｏ−であり；ａは、１、２、または３であり；ｂは、０、１、２、または３であり；ｃは、１または２であり、ａとｃとの和は２から４である。

項２．項１に記載の式（１）において、Ｐ^１およびＰ^２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、ここで式（Ｐ−１）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つの水素がハロゲンで置き換えられた炭素数１から５のアルキルであり、そして式（Ｐ−３）において、Ｍ^４は、水素、メチル、エチル、またはプロピルであり；環Ａは、アダマンタン環、ノルアダマンタン環、ジアマンタン環、トリアマンタン環、またはテトラアマンタン環であり、これらの環において、少なくとも１つの水素が、ハロゲン、または、少なくとも１つのハロゲンを含んでもよい炭素数１から１２のアルキルで置き換えられてもよく；環Ｂは、アダマンタン環、ノルアダマンタン環、ジアマンタン環、シクロへキサン環、シクロヘキセン環、ベンゼン環、またはナフタレン環であり、これらの環において、少なくとも１つの水素が、ハロゲン、または、少なくとも１つのハロゲンを含んでもよい炭素数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^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、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；Ｚ^２は、単結合、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、または−Ｏ−であり；ａは、１、２、または３であり；ｂは、０、１、２、または３であり；ｃは、１または２であり、そして、ａとｃとの和が２から４である、項１に記載の液晶組成物。

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

式（１−１）において、環Ｃは、アダマンタン環、ノルアダマンタン環、またはジアマンタン環であり、これらの環において、少なくとも１つの水素が、ハロゲン、または、少なくとも１つのハロゲンを含んでもよい炭素数１から６のアルキルで置き換えられてもよく；Ｍ^５は、水素、メチル、またはトリフルオロメチルであり；Ｚ^４は、単結合、または、炭素数１から４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；ｄは、２、３、または４である。

項４．重合性化合物が式（１−１−１）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの化合物である、項１から３のいずれか１項に記載の液晶組成物。

式（１−１−１）において、環Ｄは、アダマンタン環であり、この環において、少なくとも１つの水素が、ハロゲン、または、少なくとも１つのハロゲンを含んでもよい炭素数１から３のアルキルで置き換えられてもよく；Ｍ^６は、水素、またはメチルである。

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つの化合物をさらに含有する、項１から４のいずれか１項に記載の液晶組成物。

ここで、Ｒ^１およびＲ^２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Ｅおよび環Ｇは独立して、１，４−シクロへキシレン、１，４−シクロへキセニレン、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Ｆ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^５およびＺ^６は独立して、単結合、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＯＣＨ_２−、−ＣＯＯ−、または−ＯＣＯ−であり；ｅは、１、２、または３であり；ｆは、０または１であり；そして、ｅとｆとの和が３以下である。

項６．第一成分が式（２−１）から式（２−１９）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５に記載の液晶組成物。

式（２−１）から式（２−１９）において、Ｒ^１およびＲ^２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、または炭素数２から１２のアルケニルである。

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。

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つの化合物をさらに含有する、項１から７のいずれか１項に記載の液晶組成物。

ここで、Ｒ^３およびＲ^４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、または少なくとも１つの水素がフッ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Ｉ、環Ｊ、および環Ｋは独立して、１，４−シクロへキシレン、１，４−フェニレン、または２−フルオロ−１，４−フェニレンであり；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；ｇは、０、１、または２である。

項９．第二成分が、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つの化合物である、項８に記載の液晶組成物。

式（３−１）から式（３−１３）において、Ｒ^３およびＲ^４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、または少なくとも１つの水素がフッ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。

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。

項１１．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つの重合性化合物をさらに含有する、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、環Ｌおよび環Ｎ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、ハロゲン、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つの水素がハロゲン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Ｍは、１，４−シクロへキシレン、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、ハロゲン、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つの水素がハロゲン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^９およびＺ^１０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、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^３、Ｐ^４、およびＰ^５は独立して、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、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；ｈは、０、１、または２であり；ｊ、ｋ、およびｍは独立して、０、１、２、３、または４であり；そして、ｊ、ｋ、およびｍの和は１以上である。

項１２．項１１に記載の式（４）において、Ｐ^３、Ｐ^４、およびＰ^５が独立して、式（Ｐ−４）から式（Ｐ−９）で表される基の群から選択された重合性基である、項１１に記載の液晶組成物。

式（Ｐ−４）から式（Ｐ−９）において、Ｍ^７、Ｍ^８、およびＭ^９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つの水素がハロゲンで置き換えられた炭素数１から５のアルキルであり；式（Ｐ−９）において、Ｍ^１０は、水素、メチル、エチル、またはプロピルであり；ｊ個のＰ^３およびｍ個のＰ^５のすべてが式（Ｐ−７）で表される基であるとき、ｊ個のＳｐ^１およびｍ個のＳｐ^３のうちの少なくとも１つは、少なくとも１つの−ＣＨ_２−が、−Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、または−ＯＣＯＯ−で置き換えられたアルキレンである。

項１３．項１１に記載の重合性化合物が、式（４−１）から式（４−２７）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１１または１２に記載の液晶組成物。

式（４−１）から式（４−２７）において、Ｐ^６、Ｐ^７、およびＰ^８は独立して、式（Ｐ−４）から式（Ｐ−６）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、式（Ｐ−４）から式（Ｐ−６）において、Ｍ^７、Ｍ^８、およびＭ^９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つの水素がハロゲン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、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。

項１４．液晶組成物の重量に基づいて、式（１）で表される重合性化合物の割合が０．０３重量％から１０重量％の範囲である、項１から１３のいずれか１項に記載の液晶組成物。

項１５．液晶組成物の重量に基づいて、式（１）で表される重合性化合物と式（４）で表される重合性化合物を合わせた割合が０．０３重量％から１０重量％の範囲である、項１１から１３のいずれか１項に記載の液晶組成物。

項１６．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。

項１７．液晶表示素子の動作モードが、ＩＰＳモード、ＶＡ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１６に記載の液晶表示素子。

項１８．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ている、高分子支持配向型の液晶表示素子。

項１９．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。

項２０．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。

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以下である、上記の液晶組成物。

本発明は、次の項も含む。（ｃ）特開２００６−１９９９４１号公報に記載された化合物（５）から化合物（７）は、誘電率異方性が正の液晶性化合物であるが、これらの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上記の組成物。（ｄ）上記の重合性化合物（１）を含有する上記の組成物。（ｅ）上記の重合性化合物（１）および重合性化合物（４）を含有する上記の組成物。（ｆ）重合性化合物（１）および重合性化合物（４）とは異なる重合性化合物を含有する上記の組成物。（ｇ）光学活性化合物、酸化防止剤、紫外線吸収剤、色素、消泡剤、重合開始剤、重合禁止剤などの添加物の少なくとも１つを含有する上記の組成物。（ｈ）上記の組成物を含有するＡＭ素子。（ｉ）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。（ｊ）上記の組成物を含有する透過型の素子。（ｋ）上記の組成物を、ネマチック相を有する組成物としての使用。（ｌ）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。

本発明の組成物を次の順で説明する。第一に、組成物における成分化合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。

第一に、組成物における成分化合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）および化合物（３）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）および化合物（３）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。その他の液晶性化合物の中で、シアノ化合物は熱または紫外線に対する安定性の観点から少ない方が好ましい。シアノ化合物のさらに好ましい割合は０重量％である。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、重合禁止剤などである。

組成物Ｂは、実質的に化合物（２）および化合物（３）から選択された液晶性化合物のみからなる。「実質的に」は、この組成物は重合性化合物などの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。

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。

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）および化合物（４）は、重合によって重合体を与る。この重合体は、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、または上限温度を上げ、下限温度を下げる。

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。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（１）＋化合物（３）、化合物（１）＋化合物（２）＋化合物（３）、化合物（１）＋化合物（２）＋化合物（４）、または化合物（１）＋化合物（２）＋化合物（３）＋化合物（４）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）または化合物（１）＋化合物（２）＋化合物（３）＋化合物（４）である。

化合物（１）および化合物（４）のような重合性化合物は、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。重合性化合物の好ましい割合は、液晶分子を配向させるために約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重量％の範囲である。

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、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２０重量％から約８０重量％の範囲である。特に好ましい割合は約３０重量％から約７０重量％の範囲である。

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、下限温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２０重量％から約８０重量％の範囲である。特に好ましい割合は約３０重量％から約７０重量％の範囲である。

第四に、成分化合物の好ましい形態を説明する。化合物（１）は、立体障害の大きい架橋環構造を主骨格として有することを特徴とする。この架橋環の主骨格は縮合環構造およびスピロ環構造を有していてもよい。架橋環とは、複数の環を持つ骨格を持ち、２環の共有原子が３個以上のものを指す。縮合環とは、複数の環を持つ骨格を持ち、２環の共有原子が２個のものを指す。スピロ環とは、複数の環を持つ骨格を持ち、２環の共有原子が１個のものを指す。架橋環としては、重合反応性向上のために、ビシクロ環、トリシクロ環、またはテトラシクロ環であることが好ましい。ここで、ビシクロ環、トリシクロ環、またはテトラシクロ環とは、鎖式構造まで開くのに必要な環原子間結合の切断の数が２回の場合をビシクロ環、３回の場合をトリシクロ環、４回の場合をテトラシクロ環という。その構造内の環を形成する原子に制限はないが、好ましくは、炭素からなる環や酸素および炭素からなる環が好ましく、炭素からなる環がさらに好ましい。これらの環構造を形成する炭素数は６から２１であることが好ましく、７から１８であることがより好ましい。

式（１）において、Ｐ^１およびＰ^２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る。好ましいＰ^１またはＰ^２は、反応性を上げるためまたは応答時間を短くするために基（Ｐ−１）である。基（Ｐ−１）から基（Ｐ−３）の波線は、結合する部位を示す。

Ｐ^１およびＰ^２が基（Ｐ−１）であるとき、Ｐ^１のＭ^１（またはＭ^２またはＭ^３）およびＰ^２のＭ^１（またはＭ^２またはＭ^３）が同一であってもよいし、または異なってもよい。基（Ｐ−１）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つの水素がハロゲン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。基（Ｐ−３）において、Ｍ^４は、水素、メチル、エチル、またはプロピルである。好ましいＭ^４は、反応性を上げるためにメチルまたはエチルである。式（１−１）において、Ｍ^５は、水素、メチル、またはトリフルオロメチルである。好ましいＭ^５は、反応性を上げるために水素またはメチルである。式（１−１−１）において、Ｍ^６は、水素またはメチルである。好ましいＭ^６は、反応性を上げるためにメチルである。

式（４）において、Ｐ^３、Ｐ^４、およびＰ^５は独立して、重合性基である。好ましいＰ^３、Ｐ^４またはＰ^５は、式（Ｐ−４）から式（Ｐ−９）で表される基の群から選択された重合性基である。好ましいＰ^３、Ｐ^４またはＰ^５は、基（Ｐ−４）または基（Ｐ−５）である。さらに好ましい基（Ｐ−４）は、−ＯＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ_２または−ＯＣＯ−Ｃ（ＣＨ_３）＝ＣＨ_２である。基（Ｐ−４）から基（Ｐ−９）の波線は、結合する部位を示す。

Ｐ^３、Ｐ^４、およびＰ^５の全てが基（Ｐ−４）であるとき、Ｐ^３のＭ^７（またはＭ^８またはＭ^９）、Ｐ^４のＭ^７（またはＭ^８またはＭ^９）およびＰ^５のＭ^７（またはＭ^８またはＭ^９）が同一であってもよいし、または異なってもよい。基（Ｐ−４）において、Ｍ^７、Ｍ^８およびＭ^９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つの水素がハロゲン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^７、Ｍ^８またはＭ^９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^７はメチルであり、さらに好ましいＭ^８またはＭ^９は水素である。

Ｐ^３およびＰ^５の両方が基（Ｐ−７）であるとき、Ｓｐ^１およびＳｐ^３の少なくとも１つは、少なくとも１つの−ＣＨ_２−が、−Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、または−ＯＣＯＯ−で置き換えられたアルキレンである。すなわち、Ｐ^３およびＰ^５の両方が１−プロペニルのようなアルケニルであることはない。

Ｐ^３、Ｐ^４、およびＰ^５の全てが基（Ｐ−９）であるとき、Ｐ^３のＭ^１０、Ｐ^４のＭ^１０、およびＰ^５のＭ^１０が同一であってもよいし、または異なってもよい。基（Ｐ−９）において、Ｍ^１０は、水素、メチル、エチル、またはプロピルである。好ましいＭ^１０は、反応性を上げるためにメチルまたはエチルである。

式（４−１）から式（４−２７）において、Ｐ^６、Ｐ^７、およびＰ^８は独立して、式（Ｐ−４）から式（Ｐ−６）で表される基の群から選択された重合性基である。好ましいＰ^６、Ｐ^７またはＰ^８は、基（Ｐ−４）または基（Ｐ−５）である。さらに好ましい基（Ｐ−４）は、−ＯＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ_２または−ＯＣＯ−Ｃ（ＣＨ_３）＝ＣＨ_２である。基（Ｐ−４）から基（Ｐ−６）の波線は、結合する部位を示す。

Ｐ^６、Ｐ^７、およびＰ^８の全てが基（Ｐ−４）であるとき、Ｐ^６のＭ^７（またはＭ^８またはＭ^９）、Ｐ^７のＭ^７（またはＭ^８またはＭ^９）、およびＰ^８のＭ^７（またはＭ^８またはＭ^９）が同一であってもよいし、または異なってもよい。

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、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、単結合である。

式（１）において、環Ａは、アダマンタン環、ノルアダマンタン環、ジアマンタン環、トリアマンタン環、テトラアマンタン環などの架橋環であり、これらの環において、少なくとも１つの水素が、ハロゲン、または、少なくとも１つのハロゲンを含んでもよい炭素数１から１２のアルキルで置き換えられてもよい。正確に表現すると、環Ａは、これらの環から由来する（ａ＋１）価の基である。ここでａは、項１に記載した添え字である。好ましい環Ａは、反応性を上げるために少なくとも１つの水素がハロゲン、または、メチルで置き換えられてもよいアダマンタン環である。環Ｂは、アダマンタン環、ノルアダマンタン環、ジアマンタン環などの架橋環、シクロへキサン環、シクロヘキセン環、ベンゼン環、またはナフタレン環であり、これらの環において、少なくとも１つの水素は、ハロゲンまたは少なくとも１つのハロゲンを含んでもよい炭素数１から１２のアルキルで置き換えられてもよい。正確に表現すると、環Ｂは、これらの環から由来する２価の基である。好ましい環Ｂは、反応性を上げるため、または溶解性を上げるために、少なくとも１つの水素が、ハロゲンまたはメチルで置き換えられてもよいアダマンタン環、ベンゼン環、または、ナフタレン環である。

式（１−１）において、環Ｃは、アダマンタン環、ノルアダマンタン環、またはジアマンタン環であり、これらの環において、少なくとも１つの水素が、ハロゲン、または、少なくとも１つのハロゲンを含んでもよい炭素数１から６のアルキルで置き換えられてもよい。好ましい環Ｃは反応性を上げるためにアダマンタン環である。環Ｄは、アダマンタン環であり、この環において、少なくとも１つの水素が、ハロゲン、または、少なくとも１つのハロゲンを含んでもよい炭素数１から３のアルキルで置き換えられてもよい。

式（４）において、環Ｌおよび環Ｎ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、ハロゲン、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つの水素がハロゲン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Ｌまたは環Ｎは、フェニルである。環Ｍは、１，４−シクロへキシレン、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、ハロゲン、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つの水素がハロゲン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。特に好ましい環Ｍ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。

式（１）において、Ｚ^１およびＺ^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、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い。好ましいＺ^１またはＺ^３は、反応性を上げるために単結合または炭素数１から４のアルキレンである。さらに好ましいＺ^１またはＺ^３は、単結合または炭素数１から２のアルキレンである。Ｚ^２は、単結合、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、または−Ｏ−である。好ましいＺ^２は、反応性を上げるために単結合である。式（１−１）において、Ｚ^４は、炭素数１から４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い。好ましいＺ^４は、単結合または炭素数１から２のアルキレンである。

式（４）において、Ｚ^９およびＺ^１０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、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^９またはＺ^１０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^９またはＺ^１０は、単結合である。

式（１）において、ａは、１、２、または３であり、ｃは、１または２であり、そして、ａとｃとの和は２から４である。好ましくは、反応性を上げるために、ａは、１または２であり、ｃは、１または２であり、そして、ａとｃとの和が２または３である。ｂは、０、１、２、または３である。好ましいｂは、反応性を上げるために０または１である。さらに好ましいｂは０である。式（１−１）において、ｄは、２、３、または４である。好ましいｄは、反応性を上げるために２である。

式（４）において、ｈは、０、１、または２である。好ましいｈは、０または１である。ｊ、ｋ、およびｍは独立して、０、１、２、３、または４であり、そして、ｊ、ｋ、およびｍの和は１以上である。好ましいｊ、ｋ、またはｍは、１または２である。

式（２）において、Ｒ^１およびＲ^２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^１またはＲ^２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のアルキルであり、粘度を下げるため、または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。

式（３）において、Ｒ^３およびＲ^４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、または少なくとも１つの水素がフッ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^３またはＲ^４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、紫外線に対する安定性を上げるため、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。

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。

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。

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。

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。

少なくとも１つの水素がフッ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。

アルキルは、直鎖状または分岐鎖状であり、環状アルキルを含まない。直鎖状アルキルは、分岐鎖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、アルケニルオキシ、および少なくとも１つの水素がフッ素で置き換えられたアルケニル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。

式（２）において、環Ｅおよび環Ｇは独立して、１，４−シクロへキシレン、１，４−シクロへキセニレン、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、ｅが２または３であるとき、任意の２つの環Ｅは同じであっても、異なってもよい。好ましい環Ｅまたは環Ｇは粘度を下げるために１，４−シクロへキシレンであり、光学異方性を上げるために１，４−フェニレンである。テトラヒドロピラン−２，５−ジイルは、

式（２）において、環Ｆ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Ｆは粘度を下げるために２，３−ジフルオロ−１，４−フェニレンであり、光学異方性を下げるために２−クロロ−３−フルオロ−１，４−フェニレンであり、誘電率異方性を上げるために７，８−ジフルオロクロマン−２，６−ジイルである。

式（３）において、環Ｉ、環Ｊ、および環Ｋは独立して、１，４−シクロへキシレン、１，４−フェニレン、または２−フルオロ−１，４−フェニレンであり、ｇが２であるとき、２つの環Ｉは同じであっても、異なってもよい。好ましい環Ｉ、環Ｊ、または環Ｋは、粘度を下げるため、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。

式（２）または式（３）において、Ｚ^５、Ｚ^６、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、ｅが２または３であるとき、任意の２つのＺ^５は同じであっても、異なってもよく、ｇが２であるとき、２つのＺ^７は同じであっても、異なってもよい。好ましいＺ^５、Ｚ^６、Ｚ^７、またはＺ^８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、誘電率異方性を上げるために−ＣＨ_２Ｏ−である。

式（２）において、ｅは、１、２、または３である。好ましいｅ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。ｆは、０または１である。好ましいｆ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。式（３）において、ｇは、０、１、または２である。好ましいｇは粘度を下げるために０であり、上限温度を上げるために１または２である。

第五に、好ましい成分化合物を示す。好ましい化合物（１）は、特に限定されないが、例えば、化合物（１−１−１−１）から化合物（１−１−１−４）、化合物（１−１−２−１）から化合物（１−１−２−８）、化合物（１−１−３−１）から化合物（１−１−３−３）、化合物（１−１−４−１）から化合物（１−１−４−６）、および化合物（１−１−５−１）から化合物（１−１−５−８）が挙げられる。

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（２−１９）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（２−３）、化合物（２−４）、化合物（２−６）、化合物（２−８）、または化合物（２−１３）であることが好ましい。第一成分の少なくとも２つが、化合物（２−１）および化合物（２−６）、化合物（２−１）および化合物（２−１３）、化合物（２−３）および化合物（２−６）、化合物（２−３）および化合物（２−１３）、または化合物（２−４）および化合物（２−８）の組み合わせであることが好ましい。

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）、または化合物（３−８）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。

好ましい化合物（４）は、項１３に記載の化合物（４−１）から化合物（４−２６）である。好ましい組成物は、化合物（４−１）、化合物（４−２）または化合物（４−１８）を含有する。さらに好ましい組成物は、化合物（４−１）および化合物（４−２）、化合物（４−１）および化合物（４−１８）、または化合物（４−２）および化合物（４−１８）を含有する。

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（５−１）から化合物（５−５）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。

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、ｔが１から９の整数である化合物（６）などである。化合物（６）において、好ましいｔは、１、３、５、７、または９である。さらに好ましいｔは１または７である。ｔが１である化合物（６）は、揮発性が大きいので、大気中での加熱による比抵抗の低下を防止するときに有効である。ｔが７である化合物（６）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。

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ように約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。

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、表示の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。

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組成物に添加される。化合物（１）および化合物（４）はこの目的に適している。化合物（１）および化合物（４）と共にこれらの化合物とは異なる、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）、ビニルケトンなどの化合物である。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の誘導体である。その他の重合性化合物を添加するとき、化合物（１）の好ましい割合、または化合物（１）と化合物（４）とを合わせた好ましい割合は、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）と化合物（４）、または化合物（１）と化合物（４）とその他の重合性化合物を適切な割合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。

化合物（１）や化合物（４）のような重合性化合物は紫外線照射により重合させる。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。例えば光開始剤であるＩｒｇａｃｕｒｅ６５１（登録商標；ＢＡＳＦ）、Ｉｒｇａｃｕｒｅ１８４（登録商標；ＢＡＳＦ）、またはＤａｒｏｃｕｒｅ１１７３（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。

化合物（１）や化合物（４）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。

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）は、市販品を使用するか、または特開２０１２−００１５２６号公報に記載された方法で合成する。Ｚ^１とＺ^３の生成法は、国際公開２０１０−１３１６００号パンフレットに記載されている。環−Ｏ−ＣＨ_２−ＣＨＯから環−Ｏ−ＣＨ＝ＣＨ−Ｏ−Ｂｚに変換する方法は、J. Org. Chem., 65, 2875-2886 (2000) のスキーム４に記載されている。化合物（１−１−２）および化合物（１−１−３）の市販品としては、「三菱ガス化学株式会社製ダイヤピュレスト」が挙げられる。化合物（２−１）および化合物（２−５）は、特表平２−５０３４４１号公報に記載された方法で合成する。化合物（３−１）および化合物（３−５）は、特開昭５９−１７６２２１号公報に記載された方法で合成する。化合物（４）は、特開２０１２−００１５２６号公報およびＷＯ２０１０−１３１６００Ａ公報を参照して合成する。化合物（４−１８）は、特開平７−１０１９００号公報に記載された方法で合成する。酸化防止剤は市販されている。式（６）のｔ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。ｔが７である化合物（６）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。

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。

最後に、組成物の用途を説明する。この組成物は主として、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、さらには約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。

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。ＩＰＳ、ＦＦＳまたはＶＡモードを有するＡＭ素子への使用は特に好ましい。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。この組成物は重合性化合物の添加量を増やすことによって、組成物中に三次元の網目状の重合体を形成させたＰＤ（polymer dispersed）型の素子にも使用できる。

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用意する。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。

この手順において、電圧を印加したとき、液晶分子が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け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。

実施例により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（ＬＣ−Ａ）と組成物（ＬＣ−Ｂ）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り同定した。化合物、組成物、および素子の特性は、下記に記載した方法により測定した。

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。

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。

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。

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（ＦＩＤ）で検出する。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（重量比）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。

測定試料：組成物または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。

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。

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；以下、ＪＥＩＴＡと略す）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。

（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。

（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。

（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。

（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。２枚のガラス基板の間隔（セルギャップ）が２０μｍのＶＡ素子に試料を入れた。この素子に３９ボルトから５０ボルトの範囲で１ボルト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、（６）項で測定した。

（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り行なった。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。

（６）誘電率異方性（Δε；２５℃で測定）：誘電率異方性の値は、Δε＝ε‖−ε⊥、の式から計算した。誘電率（ε‖およびε⊥）は次のように測定した。
１）誘電率（ε‖）の測定：よく洗浄したガラス基板にオクタデシルトリエトキシシラン（０．１６ｍＬ）のエタノール（２０ｍＬ）溶液を塗布した。ガラス基板をスピンナーで回転させたあと、１５０℃で１時間加熱した。２枚のガラス基板の間隔（セルギャップ）が４μｍであるＶＡ素子に試料を入れ、この素子を紫外線で硬化する接着剤で密閉した。この素子にサイン波（０．５Ｖ、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。
２）誘電率（ε⊥）の測定：よく洗浄したガラス基板にポリイミド溶液を塗布した。このガラス基板を焼成した後、得られた配向膜にラビング処理をした。２枚のガラス基板の間隔（セルギャップ）が９μｍであり、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（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。

（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４μｍであり、ラビング方向がアンチパラレルであるノーマリーブラックモード（normally black mode）のＶＡ素子に試料を入れ、この素子を紫外線で硬化する接着剤を用いて密閉した。この素子に印加する電圧（６０Ｈｚ、矩形波）は０Ｖから２０Ｖ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１０％になったときの電圧で表した。

（８）電圧保持率（ＶＨＲ−１ａ；２５℃；％）：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。この素子は試料を入れ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１６６．７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あいだの面積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。

（９）電圧保持率（ＶＨＲ−２ａ；６０℃で測定；％）：２５℃の代わりに、６０℃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−２ａで表した。重合性化合物を含有する組成物では、ＴＮ素子に、１５Ｖの電圧を印加しながら２５ｍＷ／ｃｍ^２の紫外線を４００秒間照射して重合させた。紫外線の照射には、HOYA CANDEO OPTRONICS株式会社製のＥＸＥＣＵＲＥ４０００−Ｄ型水銀キセノンランプを用いた。

（１０）電圧保持率（ＶＨＲ−３ａ；６０℃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１６７分間照射した。光源はブラックライト（ピーク波長３６９ｎｍ）であり、素子と光源の間隔は５ｍｍであった。ＶＨＲ−３ａの測定では、１６６．７ミリ秒のあいだ、減衰する電圧を測定した。重合性化合物を含有する組成物では、（９）項に記載の条件で重合させた。大きなＶＨＲ−３ａ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。

（１１）電圧保持率（ＶＨＲ−４ａ；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−４ａの測定では、１６６．７ミリ秒のあいだ、減衰する電圧を測定した。大きなＶＨＲ−４ａを有する組成物は熱に対して大きな安定性を有する。

（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。
１）重合性化合物を含まない組成物：２枚のガラス基板の間隔（セルギャップ）が４μｍであり、ラビング方向がアンチパラレルであるノーマリーブラックモード（normally black mode）のＶＡ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を用いて密閉した。この素子に矩形波（６０Ｈｚ、１０Ｖ、０．５秒）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。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。

２）重合性化合物を含有する組成物：２枚のガラス基板の間隔（セルギャップ）が３．２μｍであり、ラビング方向がアンチパラレルであるノーマリーブラックモード（normally black mode）のＰＶＡ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を用いて密閉した。この素子に、１５Ｖの電圧を印加しながら２５ｍＷ／ｃｍ^２の紫外線を４００秒間照射した。紫外線の照射には、HOYA CANDEO OPTRONICS株式会社製のＥＸＥＣＵＲＥ４０００−Ｄ型水銀キセノンランプを用いた。この素子に矩形波（６０Ｈｚ、１０Ｖ、０．５秒）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。応答時間は透過率０％から９０％に変化するのに要した時間（立ち上がり時間；rise time；ミリ秒）で表した。

（１３）比抵抗（ρ；２５℃で測定；Ωｃｍ）：電極を備えた容器に試料１．０ｍＬを注入した。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）｝。

（１４）残留モノマー濃度（ＲｅＭ；重量％）：液晶組成物に、重合性化合物を０．３重量％の割合で添加して試料を調製した。測定に用いたＶＡ素子は、垂直配向を誘起するポリイミド配向膜とＩＴＯ膜とを有し、そして２枚のガラス基板の間隔（セルギャップ）は３．５μｍであった。この素子に試料を入れ、１５Ｖの電圧を印加しながら８０ｍＷ／ｃｍ^２の紫外線を３７５秒間照射した。紫外線の照射には、アイグラフィックス株式会社製のアイ紫外線硬化用装置を用いた。その後、ＨＰＬＣにより残留モノマー濃度を測定した。残留モノマー濃度は、液晶組成物の重量に基づいた未反応の重合性化合物の割合（重量％）である。

（１５）プレチルト角（Ｐｔ；室温で測定；度）：液晶組成物に重合性化合物を０．３重量％の割合で添加して試料を調製した。測定に用いたＶＡ素子は、垂直配向を誘起するポリイミド配向膜とＩＴＯ膜とを有し、そして２枚のガラス基板の間隔（セルギャップ）は３．５μｍであった。この素子に試料を入れ、プレチルト角は、大塚電子（株）製のエリプソメータＲＥＴＳ１００で測定した。次に、素子に１５Ｖの電圧を印加しながら８０ｍＷ／ｃｍ^２の紫外線を６２５秒間照射した。紫外線の照射には、アイグラフィックス株式会社製のアイ紫外線硬化用装置を用いた。再度、プレチルト角を測定した。プレチルト角は、基板の法線と液晶分子との間の角度である。

実施例における化合物は、下記の表３の定義に基づいて記号により表した。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。記号の後にあるかっこ内の番号は化合物の番号に対応する。（−）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。

１．重合性化合物の溶解性
［実施例１］
下記の液晶性化合物を混合することによって組成物（ＬＣ−Ａ）を調製した。この組成物の成分および特性は下記のとおりであった。

組成物（ＬＣ−Ａ）
３−Ｈ１ＯＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（２−３）４％
Ｖ２−ＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ１（２−４）５％
Ｖ２−ＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（２−４）９％
１Ｖ２−ＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（２−４）６％
Ｖ−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ１（２−６）３％
Ｖ−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（２−６）１０％
３−ＨＨ１ＯＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（２−８）１１％
２−ＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）Ｂ−３（２−９）９％
３−ＨＨ−Ｖ（３−１）２７％
３−ＨＨ−Ｖ１（３−１）９％
３−ＨＨＢ−Ｏ１（３−５）３％
Ｖ−ＨＨＢ−１（３−５）４％
ＮＩ＝７５．６℃；Δｎ＝０．１１１；Δε＝−３．１．

上記の組成物（ＬＣ−Ａ）に重合性化合物（１−１−１−１）を添加し、この混合物を１２０℃で５分間加熱した。この組成物をガラス瓶に入れ、２５℃、０℃、−１０℃、−２０℃の温度で静置した。７日後に目視で観察したところ、混合物はネマチック相のままであり、結晶は析出していなかった。

［実施例２から１０、比較例１から９］
実施例２から８では、組成物（ＬＣ−Ａ）に重合性化合物（１−１−３−１）を添加した混合物の溶解性を、実施例１と同様な方法によって評価した。実施例９と１０では、重合性化合物（１−１−３−１）と共に、重合性化合物（４−１−１）または（４−２−１）を添加した混合物を評価した。比較例１から８では、重合性化合物（４−１−１）または（４−２−１）のみを添加した混合物を評価した。結果を表４に示す。表４において、“○”は結晶が認められなかったことを示す。“×”は結晶が認められたことを示す。

表４の比較例９は、ブランク試験である。重合性化合物を添加しなかった組成物（ＬＣ−Ａ）は、−２０℃でも結晶を析出しなかった。実施例１から８では、重合性化合物として化合物（１）を添加した。実施例４のように化合物（１）の添加量が２重量％であるときは、低温で結晶が析出した。他の実施例では、溶解性は良好であった。実施例９および１０では、化合物（１）と化合物（４）の両方を組成物（ＬＣ−Ａ）に添加しところ、溶解性は良好であった。一方、比較例１から８では、重合性化合物として化合物（４）を添加した。比較例１のように、添加量が０．５０重量％であるときは、良好な溶解性を示したが、残りの７例では、結晶が析出した。表４から示されるように、化合物（１）はより大きな割合で組成物に溶解させることができる。したがって、本発明の組成物では、より大きなプレチルト角を達成することができる。

２．プレチルト角
［実施例１１］
組成物（ＬＣ−Ａ）に重合性化合物（１−１−１−１）を０．８０重量％の割合で添加した。この組成物のＮＩは７５．５℃、Δｎは０．１１１、Δεは−３．１であり、組成物（ＬＣ−Ａ）の値とほぼ同等であった。この組成物に、上記の項（１４）にしたがって紫外線を照射した。照射量を８０ｍＷ／ｃｍ^２、３７５秒の条件を設定することによって、化合物（１−１−１−１）の重合は、完結させず、中断させた。この方法は、重合性化合物の反応性を評価し、その重合体が液晶分子にプレチルト角を付与する能力を測定するのに適しているからである。紫外線を照射したあと、残留モノマー濃度を測定しところ、この濃度は０．６１重量％であった。照射量が小さいにも拘わらず、重合性化合物（１−１−１−１）の含有量が０．８０重量％から０．６１重量％に減少した。この結果から、この化合物は良好な重合反応性を有することがわかった。上記の項（１５）にしたがって、この組成物に紫外線を照射する前と、照射した後に、プレチルト角を測定した。結果は、それぞれ０．２度と１．３度であった。したがって、重合性化合物（１−１−１−１）の重合体は、大きなプレチルト角を液晶分子に付与できることがわかった。

［実施例１２から１４、比較例１０］
実施例１２から１４、および比較例１０において、残留モノマー濃度（ＲｅＭ）および紫外光を照射する前後のプレチルト角（Ｐｔ）を、実施例１１と同様な方法で測定した。結果を表５に示す。

実施例１１から１４において、重合性化合物の添加量と残留モノマー濃度との差から、重合によって重合性化合物が効率よく消費されていることが分かった。プレチルト角に関しては、実施例１１で用いた重合性化合物（１−１−１−１）の重合体だけでなく、実施例１２および１３の重合性化合物（１−１−３−１）の重合体も有用であることが分かった。実施例１４では、重合性化合物（１−１−１−１）と共に、重合性化合物（４−１−１）も添加したところ、紫外線照射後のプレチルト角は２．０度であった。この値は、実施例１１の１．３度よりも大きかった。これは、二種類の重合性化合物を組み合わせが有効であることを示している。なお、比較例１０において、重合性化合物（４−１−１）の重合体では、プレチルト角が１．１度であったが、このことは、組み合わせの効果を支持している。

[実施例１５から２６]
上に記載した実施例および比較例においては、組成物（ＬＣ−Ａ）を用いた。次に、組成物（ＬＣ−Ｂ）から（ＬＣ−Ｍ）を調製した。これらの組成物の成分および特性は下記のとおりであった。

組成物（ＬＣ−Ｂ）
３−Ｈ１ＯＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（２−３）８％
Ｖ２−ＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ１（２−４）５％
Ｖ２−ＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（２−４）９％
１Ｖ２−ＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ４（２−４）６％
Ｖ−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（２−６）１０％
Ｖ−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ４（２−６）３％
１Ｖ２−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（２−６）４％
３−ＨＨ１ＯＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（２−８）１１％
３−ＨＨ−Ｖ（３−１）２６％
１−ＨＨ−２Ｖ１（３−１）５％
５−ＨＢ−Ｏ２（３−２）４％
３−ＨＨＢ−Ｏ１（３−５）５％
Ｖ−ＨＨＢ−１（３−５）４％
ＮＩ＝７４．０℃；Δｎ＝０．１０１；Δε＝−３．４．

組成物（ＬＣ−Ｃ）
３−ＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（２−４）９％
２Ｏ−ＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（２−４）３％
２−ＨＨ１ＯＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（２−８）１０％
３−ＨＨ１ＯＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（２−８）２０％
２−ＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）Ｂ−４（２−９）３％
２−ＨＨ−３（３−１）１９％
３−ＨＨ−４（３−１）４％
３−ＨＨ−Ｖ（３−１）８％
Ｖ２−ＢＢ−１（３−３）３％
１−ＢＢ−３（３−３）６％
Ｖ−ＨＨＢ−３（３−５）５％
３−ＨＢＢ−２（３−６）４％
５−Ｂ（Ｆ）ＢＢ−２（３−７）３％
５−ＨＢＢＨ−３（３−１１）３％
ＮＩ＝８３．６℃；Δｎ＝０．１０８；Δε＝−２．８．

組成物（ＬＣ−Ｄ）
３−ＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（２−４）１０％
５−ＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ４（２−４）３％
２−ＨＨ１ＯＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（２−８）１０％
３−ＨＨ１ＯＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（２−８）２２％
２−ＨＨ−３（３−１）２１％
３−ＨＨ−Ｖ（３−１）８％
１−ＢＢ−３（３−３）８％
１Ｖ２−ＢＢ−１（３−３）３％
Ｖ２−ＨＨＢ−１（３−５）５％
３−ＨＢＢ−２（３−６）４％
５−Ｂ（Ｆ）ＢＢ−３（３−７）３％
１Ｏ１−ＨＢＢＨ−４（−）３％
ＮＩ＝７８．６℃；Δｎ＝０．１０７；Δε＝−２．６．

組成物（ＬＣ−Ｅ）
Ｖ２−ＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（２−４）１２％
１Ｖ２−ＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（２−４）６％
１Ｖ２−ＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ４（２−４）３％
Ｖ−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ１（２−６）６％
Ｖ−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（２−６）１２％
Ｖ−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ４（２−６）５％
３−ＨＤｈＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（２−１１）５％
３−ｄｈＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（２−１４）４％
３−ＨＨ−Ｖ（３−１）３０％
１−ＢＢ−３（３−３）６％
Ｖ−ＨＨＢ−１（３−５）５％
１−ＢＢ（Ｆ）Ｂ−２Ｖ（３−８）３％
３−ＨＨＥＢＨ−４（３−９）３％
ＮＩ＝７７．４℃；Δｎ＝０．１１２；Δε＝−２．９．

組成物（ＬＣ−Ｆ）
Ｖ２−ＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（２−４）１２％
１Ｖ２−ＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（２−４）６％
１Ｖ２−ＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ４（２−４）３％
Ｖ−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ１（２−６）６％
Ｖ−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（２−６）７％
Ｖ−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ４（２−６）５％
１Ｖ２−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ４（２−６）５％
３−ＨＤｈＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（２−１１）５％
３−ｄｈＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（２−１４）５％
３−ＨＨ−Ｖ（３−１）２９％
Ｖ２−ＨＢ−１（３−２）６％
Ｖ−ＨＨＢ−１（３−５）５％
２−ＢＢ（Ｆ）Ｂ−５（３−８）３％
５−ＨＢＢ（Ｆ）Ｂ−３（３−１３）３％
ＮＩ＝７９．０℃；Δｎ＝０．１１２；Δε＝−２．９．

組成物（ＬＣ−Ｇ）
３−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（２−１）３％
Ｖ２−ＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（２−４）１１％
１Ｖ２−ＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（２−４）６％
Ｖ２−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（２−６）５％
３−ＨＤｈＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（２−１１）５％
３−ＨＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（２−１３）３％
Ｖ−ＨＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（２−１３）６％
Ｖ２−ＨＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（２−１３）６％
３−ｄｈＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（２−１４）５％
５−ＨＨ−Ｏ１（３−１）４％
３−ＨＨ−Ｖ（３−１）２５％
３−ＨＨ−ＶＦＦ（３−１）３％
１−ＢＢ−３（３−３）６％
３−ＨＨＥＨ−３（３−４）３％
Ｖ−ＨＨＢ−１（３−５）６％
Ｖ２−ＨＨＢ−１（３−５）３％
ＮＩ＝７５．３℃；Δｎ＝０．１１３；Δε＝−２．５．

組成物（ＬＣ−Ｈ）
Ｖ２−ＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（２−４）１０％
１Ｖ２−ＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（２−４）４％
１Ｖ２−ＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ４（２−４）４％
Ｖ−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ１（２−６）６％
Ｖ−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（２−６）１０％
Ｖ−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ４（２−６）５％
３−ＤｈＨ１ＯＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（２−１２）３％
３−ＨＨＢ（２Ｆ，３ＣＬ）−Ｏ２（２−１６）３％
５−ＨＢＢ（２Ｆ，３ＣＬ）−Ｏ２（２−１７）３％
３−Ｈ１ＯＣｒｏ（７Ｆ，８Ｆ）−５（２−１８）３％
３−ＨＨ１ＯＣｒｏ（７Ｆ，８Ｆ）−５（２−１９）３％
３−ＨＨ−Ｖ（３−１）２９％
１−ＢＢ−３（３−３）６％
Ｖ−ＨＨＢ−１（３−５）７％
３−ＨＢＢ−２（３−６）４％
ＮＩ＝７４．５℃；Δｎ＝０．１０５；Δε＝−３．０．

組成物（ＬＣ−Ｉ）
Ｖ２−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（２−１）５％
３−Ｈ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（２−２）９％
Ｖ−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（２−６）１２％
２−ＨＨ１ＯＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（２−８）７％
３−ＨＨ１ＯＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（２−８）１２％
３−ＨＤｈＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（２−１１）３％
２−ＨＨ−３（３−１）２７％
３−ＨＨ−４（３−１）４％
１−ＢＢ−３（３−３）９％
３−ＨＨＢ−１（３−５）３％
３−Ｂ（Ｆ）ＢＢ−２（３−７）３％
３−ＨＢ（Ｆ）ＨＨ−５（３−１０）３％
３−ＨＢ（Ｆ）ＢＨ−３（３−１２）３％
ＮＩ＝７９．９℃；Δｎ＝０．０９２；Δε＝−２．９．

組成物（ＬＣ−Ｊ）
１Ｖ２−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（２−１）５％
５−Ｈ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（２−２）９％
５−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（２−６）３％
Ｖ−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（２−６）６％
２−ＨＨ１ＯＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（２−８）７％
３−ＨＨ１ＯＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（２−８）１２％
２−ＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）Ｂ−３（２−９）３％
２−ＨＨＢ（２Ｆ，３ＣＬ）−Ｏ２（２−１６）３％
４−ＨＨＢ（２Ｆ，３ＣＬ）−Ｏ２（２−１６）３％
２−ＨＨ−３（３−１）２２％
３−ＨＨ−Ｖ（３−１）８％
１−ＢＢ−３（３−３）１０％
３−ＨＨＢ−１（３−５）３％
３−ＨＢ（Ｆ）ＨＨ−５（３−１０）３％
３−ＨＢ（Ｆ）ＢＨ−３（３−１２）３％
ＮＩ＝８０．５℃；Δｎ＝０．０９３；Δε＝−２．９．

組成物（ＬＣ−Ｋ）
３−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ４（２−１）５％
Ｖ−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（２−１）４％
Ｖ２−ＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（２−４）７％
１Ｖ２−ＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（２−４）６％
２Ｏ−Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ６（２−５）３％
Ｖ−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（２−６）１０％
３−ＨＨ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（２−７）３％
３−ＨＨ１ＯＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（２−８）１０％
２−ＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）Ｂ−３（２−９）６％
３−ＨＨ−Ｖ（３−１）２７％
４−ＨＨ−Ｖ１（３−１）６％
３−ＨＨ−２Ｖ１（３−１）３％
３−ＨＢＢ−２（３−６）７％
５−ＨＢＢ（Ｆ）Ｂ−２（３−１３）３％
ＮＩ＝７９．２℃；Δｎ＝０．１１２；Δε＝−３．１．

組成物（ＬＣ−Ｌ）
３−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（２−１）５％
Ｖ−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ４（２−１）４％
５−ＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（２−４）６％
Ｖ２−ＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（２−４）７％
３−Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（２−５）３％
Ｖ−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（２−６）１０％
３−ＨＨ１ＯＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（２−８）１０％
２−ＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）Ｂ−３（２−９）５％
４−ＨＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（２−１３）３％
３−ＨＢＢ（２Ｆ，３ＣＬ）−Ｏ２（２−１７）３％
３−ＨＨ−Ｏ１（３−１）３％
３−ＨＨ−Ｖ（３−１）２４％
３−ＨＢ−Ｏ２（３−２）３％
Ｖ−ＨＨＢ−１（３−５）７％
３−ＢＢ（Ｆ）Ｂ−５（３−８）３％
５−ＨＢＢ（Ｆ）Ｂ−２（３−１３）４％
ＮＩ＝７７．７℃；Δｎ＝０．１１７；Δε＝−３．１．

組成物（ＬＣ−Ｍ）
３−ＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ４（２−４）５％
Ｖ２−ＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（２−４）１２％
１Ｖ２−ＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ１（２−４）４％
３−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（２−６）５％
Ｖ−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ１（２−６）６％
Ｖ−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（２−６）１２％
３−ＤｈＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（２−１０）５％
３−ＨＥＢ（２Ｆ，３Ｆ）Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（２−１５）５％
３−ＨＨ−Ｖ（３−１）２３％
４−ＨＨ−Ｖ（３−１）３％
５−ＨＨ−Ｖ（３−１）６％
７−ＨＢ−１（３−２）３％
Ｖ−ＨＨＢ−１（３−５）５％
３−ＨＢＢ−２（３−６）３％
２−ＢＢ（Ｆ）Ｂ−３（３−８）３％
ＮＩ＝７６．３℃；Δｎ＝０．１０４；Δε＝−３．０．

上で調製した組成物（ＬＣ−Ｂ）から（ＬＣ−Ｍ）に重合性化合物（１−１−１−１）を添加し、実施例１１と同様な方法で、残留モノマー濃度および紫外光を照射する前後のプレチルト角を測定した。結果を表６に示す。

実施例１５から２６において、重合性化合物の添加量と残留モノマー濃度との差から、重合によって重合性化合物が効率よく消費されていることが分かった。プレチルト角に関しては、重合性化合物（１−１−１−１）の重合体は、様々なタイプの組成物の液晶分子に０．９度から１．８度のプレチルト角を付与するのに有効であることが分かった。なお、比較例１１では、重合性化合物（１−１−１−１）の代わりに、化合物（４−１−１）を用いたが、プレチルト角は０．６度であり、その効果は大きくはなかった。表４から６についてまとめると次のようになる。重合性化合物（１）は紫外線によって容易に重合し、残留モノマー濃度は小さい。重合性化合物（１）の重合体は、種々の組成物の液晶分子に０．６度から３．５度のプレチルト角を付与するのに有効である。重合性化合物（１）と重合性化合物（４）とを組み合わせることによって、さらに大きなプレチルト角を期待することができる。従って、本発明の組成物は、ＰＳＡ型素子用の従来の組成物に比べて、優れた特性を有すると結論される。

本発明は、溶解性が高い重合性化合物を含有し、そして高い上限温度、低い下限温度、小さな粘度、適切な光学異方性、負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液晶組成物を提供する。重合体を含有し、重合性化合物の小さな残留量、大きなプレチルト角のような特性を有する組成物を含有する液晶表示素子は、小さな焼き付き率、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、長い寿命のような特性を有するので、液晶プロジェクター、液晶テレビなどに広く用いることができる。

Claims

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する液晶組成物。

式（１）において、Ｐ^１およびＰ^２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、式（Ｐ−１）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つの水素がハロゲンで置き換えられた炭素数１から５のアルキルであり、そして式（Ｐ−３）において、Ｍ^４は、水素、メチル、エチル、またはプロピルであり；環Ａは、架橋環であり、これらの環において、少なくとも１つの水素が、ハロゲン、または、少なくとも１つのハロゲンを含んでもよい炭素数１から１２のアルキルで置き換えられてもよく；環Ｂは、架橋環、シクロへキサン環、シクロヘキセン環、ベンゼン環、またはナフタレン環であり、これらの環において、少なくとも１つの水素が、ハロゲン、または、少なくとも１つのハロゲンを含んでもよい炭素数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^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、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；Ｚ^２は、単結合、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、または−Ｏ−であり；ａは、１、２、または３であり；ｂは、０、１、２、または３であり；ｃは、１または２であり、ａとｃとの和は２から４である。
請求項１に記載の式（１）において、Ｐ^１およびＰ^２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、ここで式（Ｐ−１）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つの水素がハロゲンで置き換えられた炭素数１から５のアルキルであり、そして式（Ｐ−３）において、Ｍ^４は、水素、メチル、エチル、またはプロピルであり；環Ａは、アダマンタン環、ノルアダマンタン環、ジアマンタン環、トリアマンタン環、またはテトラアマンタン環であり、これらの環において、少なくとも１つの水素が、ハロゲン、または、少なくとも１つのハロゲンを含んでもよい炭素数１から１２のアルキルで置き換えられてもよく；環Ｂは、アダマンタン環、ノルアダマンタン環、ジアマンタン環、シクロへキサン環、シクロヘキセン環、ベンゼン環、またはナフタレン環であり、これらの環において、少なくとも１つの水素が、ハロゲン、または、少なくとも１つのハロゲンを含んでもよい炭素数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^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、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；Ｚ^２は、単結合、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、または−Ｏ−であり；ａは、１、２、または３であり；ｂは、０、１、２、または３であり；ｃは、１または２であり、そして、ａとｃとの和が２から４である、請求項１に記載の液晶組成物。
重合性化合物が式（１−１）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの化合物である、請求項１または２に記載の液晶組成物。

式（１−１）において、環Ｃは、アダマンタン環、ノルアダマンタン環、またはジアマンタン環であり、これらの環において、少なくとも１つの水素が、ハロゲン、または、少なくとも１つのハロゲンを含んでもよい炭素数１から６のアルキルで置き換えられてもよく；Ｍ^５は、水素、メチル、またはトリフルオロメチルであり；Ｚ^４は、単結合、または、炭素数１から４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；ｄは、２、３、または４である。
重合性化合物が式（１−１−１）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの化合物である、請求項１から３のいずれか１項に記載の液晶組成物。

式（１−１−１）において、環Ｄは、アダマンタン環であり、この環において、少なくとも１つの水素が、ハロゲン、または、少なくとも１つのハロゲンを含んでもよい炭素数１から３のアルキルで置き換えられてもよく；Ｍ^６は、水素、またはメチルである。
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つの化合物をさらに含有する、請求項１から４のいずれか１項に記載の液晶組成物。

ここで、Ｒ^１およびＲ^２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Ｅおよび環Ｇは独立して、１，４−シクロへキシレン、１，４−シクロへキセニレン、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Ｆ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^５およびＺ^６は独立して、単結合、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＯＣＨ_２−、−ＣＯＯ−、または−ＯＣＯ−であり；ｅは、１、２、または３であり；ｆは、０または１であり；そして、ｅとｆとの和が３以下である。
第一成分が式（２−１）から式（２−１９）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５に記載の液晶組成物。

式（２−１）から式（２−１９）において、Ｒ^１およびＲ^２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、または炭素数２から１２のアルケニルである。
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５または６に記載の液晶組成物。
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つの化合物をさらに含有する、請求項１から７のいずれか１項に記載の液晶組成物。

ここで、Ｒ^３およびＲ^４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、または少なくとも１つの水素がフッ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Ｉ、環Ｊ、および環Ｋは独立して、１，４−シクロへキシレン、１，４−フェニレン、または２−フルオロ−１，４−フェニレンであり；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；ｇは、０、１、または２である。
第二成分が、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つの化合物である、請求項８に記載の液晶組成物。

式（３−１）から式（３−１３）において、Ｒ^３およびＲ^４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、または少なくとも１つの水素がフッ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。
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８または９に記載の液晶組成物。
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つの重合性化合物をさらに含有する、請求項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、環Ｌおよび環Ｎ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、ハロゲン、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つの水素がハロゲン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Ｍは、１，４−シクロへキシレン、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、ハロゲン、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つの水素がハロゲン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^９およびＺ^１０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、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^３、Ｐ^４、およびＰ^５は独立して、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、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；ｈは、０、１、または２であり；ｊ、ｋ、およびｍは独立して、０、１、２、３、または４であり；そして、ｊ、ｋ、およびｍの和は１以上である。
請求項１１に記載の式（４）において、Ｐ^３、Ｐ^４、およびＰ^５が独立して、式（Ｐ−４）から式（Ｐ−９）で表される基の群から選択された重合性基である、請求項１１に記載の液晶組成物。

式（Ｐ−４）から式（Ｐ−９）において、Ｍ^７、Ｍ^８、およびＭ^９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つの水素がハロゲンで置き換えられた炭素数１から５のアルキルであり；式（Ｐ−９）において、Ｍ^１０は、水素、メチル、エチル、またはプロピルであり；ｊ個のＰ^３およびｍ個のＰ^５のすべてが式（Ｐ−７）で表される基であるとき、ｊ個のＳｐ^１およびｍ個のＳｐ^３のうちの少なくとも１つは、少なくとも１つの−ＣＨ_２−が、−Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、または−ＯＣＯＯ−で置き換えられたアルキレンである。
請求項１１に記載の重合性化合物が、式（４−１）から式（４−２７）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１１または１２に記載の液晶組成物。

式（４−１）から式（４−２７）において、Ｐ^６、Ｐ^７、およびＰ^８は独立して、式（Ｐ−４）から式（Ｐ−６）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、式（Ｐ−４）から式（Ｐ−６）において、Ｍ^７、Ｍ^８、およびＭ^９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つの水素がハロゲン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、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。
液晶組成物の重量に基づいて、式（１）で表される重合性化合物の割合が０．０３重量％から１０重量％の範囲である、請求項１から１３のいずれか１項に記載の液晶組成物。
液晶組成物の重量に基づいて、式（１）で表される重合性化合物と式（４）で表される重合性化合物を合わせた割合が０．０３重量％から１０重量％の範囲である、請求項１１から１３のいずれか１項に記載の液晶組成物。
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。
液晶表示素子の動作モードが、ＩＰＳモード、ＶＡ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ている、高分子支持配向型の液晶表示素子。
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。