JP2022161002A - 液晶組成物および液晶表示素子 - Google Patents

Abstract

【課題】 高い上限温度、低い下限温度、小さな粘度、大きな光学異方性、大きな誘電率異方性、大きな比抵抗、光に対する高い安定性、熱に対する高い安定性、大きな弾性定数のような特性の少なくとも１つを充足する、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、およびこの組成物を含むＡＭ素子を提供する。【解決手段】 成分Ａとして大きな光学異方性および誘電率異方性を有する特定の化合物、成分Ｂとして大きな誘電率異方性を有する特定の化合物、および成分Ｃとして小さな粘度または高い上限温度を有する特定の化合物を含有し、成分Ｄとして大きな誘電率異方性を有する特定の化合物、または成分Ｅとして短軸方向における大きな誘電率異方性を有する特定の化合物を含有してもよい液晶組成物である。【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、誘電率異方性が正の液晶組成物、およびこの組成物を含有し、ＴＮ、ＥＣＢ、ＯＣＢ、ＩＰＳ、ＦＦＳ、またはＦＰＡのモードを有するＡＭ（active matrix）素子に関する。

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）、マルチプレックス（multiplex）などに分類され、ＡＭは、ＴＦＴ（thin film transistor）、ＭＩＭ（metal insulator metal）などに分類される。ＴＦＴの分類は非晶質シリコン（amorphous silicon）および多結晶シリコン（polycrystal silicon）である。後者は製造工程によって高温型と低温型とに分類される。光源に基づいた分類は、自然光を利用する反射型、バックライトを利用する透過型、そして自然光とバックライトの両方を利用する半透過型である。

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。これら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６０℃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さらに好ましい。組成物の弾性定数は素子のコントラストに関連する。素子においてコントラストを上げるためには、組成物における大きな弾性定数が好ましい。

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。積の適切な値は動作モードの種類に依存する。ＴＮのようなモードの素子では、適切な値は約０．４５μｍである。この場合、小さなセルギャップの素子には大きな光学異方性を有する組成物が好ましい。組成物における大きな誘電率異方性は、素子における低いしきい値電圧、小さな消費電力と大きなコントラスト比に寄与する。したがって、大きな誘電率異方性が好ましい。組成物における大きな比抵抗は、素子における大きな電圧保持率と大きなコントラスト比に寄与する。したがって、初期段階において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、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、液晶表示素子の寿命に関連する。これらの安定性が高いとき、この素子の寿命は長い。このような特性は、液晶モニター、液晶テレビなどに用いるＡＭ素子に好ましい。

ＴＮモードを有するＡＭ素子においては正の誘電率異方性を有する組成物が用いられる。ＶＡモードを有するＡＭ素子においては負の誘電率異方性を有する組成物が用いられる。ＩＰＳモードまたはＦＦＳモードを有するＡＭ素子においては正または負の誘電率異方性を有する組成物が用いられる。高分子支持配向（ＰＳＡ；polymer sustained alignment）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。

シアノ基を有する化合物（シアノ化合物）は、大きな正の誘電率異方性を有する化合物として知られている。例えば、特許文献１にはエステル結合を有するシアノ化合物を含有する液晶組成物が開示されており、それを用いた液晶表示素子は非常に短い応答時間を有することが記載されている。一方、特許文献２にはシアノ化合物を含有しない液晶組成物と比較して、シアノ化合物を含有する液晶組成物の方が、電圧保持率（ＶＨＲ）が低くなることが記載されている。

近年、液晶表示素子の高速応答化に伴い、より小さな回転粘度を有する液晶組成物が求められている。またセルギャップをより狭くするために、所望の光学異方性も併せ持つ必要がある。液晶表示素子に適用するためには、液晶組成物はこのような特性を有しつつ、電圧保持率のようなその他の特性も実用に耐えうるものでなければならない。

特開２００４－２０４２３３号公報 国際公開２０１１－０６２０４９号

本発明の課題は、ネマチック相の高い上限温度、ネマチック相の低い下限温度、小さな粘度、大きな光学異方性、正に大きな誘電率異方性、大きな比抵抗、光に対する高い安定性、熱に対する高い安定性、大きな弾性定数のような特性の少なくとも１つを充足する液晶組成物を提供することである。別の課題は、これらの特性の少なくとも２つのあいだで適切なバランスを有する液晶組成物を提供することである。別の課題は、このような組成物を含有する液晶表示素子を提供することである。別の課題は、短い応答時間、大きな電圧保持率、低いしきい値電圧、大きなコントラスト比、長い寿命のような特性を有するＡＭ素子を提供することである。

本発明は、成分Ａとして式（１）で表される化合物から選択された少なくとも１つの化合物、成分Ｂとして式（２）で表される化合物から選択された少なくとも１つの化合物、および成分Ｃとして式（３）で表される化合物から選択された少なくとも１つの化合物を含有し、重合性化合物および重合体を含有しない、正の誘電率異方性を有する液晶組成物、およびこの組成物を含有する液晶表示素子に関する。

式（１）において、Ｒ^１は、水素、炭素数１から１２のアルキル、炭素数１から１２のアルコキシ、炭素数２から１２のアルケニル、炭素数２から１２のアルケニルオキシ、または少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数１から１２のアルキルであり；Ｘ^１、Ｘ^２、Ｘ^３、Ｘ^４、およびＸ^５は、水素またはフッ素であり、Ｘ^１、Ｘ^２、Ｘ^３、Ｘ^４、およびＸ^５の少なくとも１つはフッ素であり；
式（２）において、Ｒ^２は、炭素数１から１２のアルキル、炭素数１から１２のアルコキシ、または炭素数２から１２のアルケニルであり；環Ａ^１および環Ａ^２は、１，４－フェニレン、２－フルオロ－１，４－フェニレン、２，３－ジフルオロ－１，４－フェニレン、または２，６－ジフルオロ－１，４－フェニレンであり；Ｚ^１およびＺ^２は、単結合、エチレン、ビニレン、メチレンオキシ、カルボニルオキシ、またはジフルオロメチレンオキシであり；Ｘ^６およびＸ^７は、水素またはフッ素であり；Ｙ^１は、フッ素、塩素、少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数１から１２のアルキル、少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数１から１２のアルコキシ、または少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数２から１２のアルケニルオキシであり；ｍは、１、２、または３であり；
式（３）において、Ｒ^３およびＲ^４は、炭素数１から１２のアルキル、炭素数１から１２のアルコキシ、炭素数２から１２のアルケニル、または少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数２から１２のアルケニルであり；環Ｂおよび環Ｃは、１，４－シクロヘキシレン、１，４－フェニレン、２－フルオロ－１，４－フェニレン、または２，５－ジフルオロ－１，４－フェニレンであり；Ｚ^３は、単結合、エチレン、ビニレン、メチレンオキシ、またはカルボニルオキシであり；ｎは、１、２、または３である。

本発明の長所は、ネマチック相の高い上限温度、ネマチック相の低い下限温度、小さな粘度、大きな光学異方性、正に大きな誘電率異方性、大きな比抵抗、光に対する高い安定性、熱に対する高い安定性、大きな弾性定数のような特性の少なくとも１つを充足する液晶組成物を提供することである。別の長所は、これらの特性の少なくとも２つのあいだで適切なバランスを有する液晶組成物を提供することである。別の長所は、このような組成物を含有する液晶表示素子を提供することである。別の長所は、短い応答時間、大きな電圧保持率、低いしきい値電圧、大きなコントラスト比、長い寿命のような特性を有するＡＭ素子を提供することである。

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、スメクチック相のような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（液晶分子）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。アルケニルを有する液晶性化合物は、その意味では重合性化合物に分類されない。

液晶組成物は、複数の液晶性化合物を混合することによって調製される。この液晶組成物に、光学活性化合物のような添加物が必要に応じて添加される。液晶性化合物の割合は、添加物を添加した場合であっても、添加物を含まない液晶組成物の質量に基づいた質量百分率（質量％）で表される。添加物の割合は、添加物を含まない液晶組成物の質量に基づいた質量百分率（質量％）で表される。すなわち、液晶性化合物や添加物の割合は、液晶性化合物の全質量に基づいて算出される。

「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。「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。「電圧保持率が大きい」は、素子が初期段階において室温だけでなく上限温度に近い温度でも大きな電圧保持率を有し、そして長時間使用したあと室温だけでなく上限温度に近い温度でも大きな電圧保持率を有することを意味する。組成物や素子の特性が経時変化試験によって検討されることがある。

上記の化合物（１ｚ）を例にして説明する。式（１ｚ）において、六角形で囲んだαおよびβの記号はそれぞれ環αおよび環βに対応し、六員環、縮合環のような環を表す。添え字‘ｘ’が２のとき、２つの環αが存在する。２つの環αが表す２つの基は、同一であってもよく、または異なってもよい。このルールは、添え字‘ｘ’が２より大きいとき、任意の２つの環αに適用される。このルールは、結合基Ｚのような、他の記号にも適用される。環βの一辺を横切る斜線は、環β上の任意の水素が置換基（－Ｓｐ－Ｐ）で置き換えられてもよいことを表す。添え字‘ｙ’は置き換えられた置換基の数を示す。添え字‘ｙ’が０のとき、そのような置き換えはない。添え字‘ｙ’が２以上のとき、環β上には複数の置換基（－Ｓｐ－Ｐ）が存在する。この場合にも、「同一であってもよく、または異なってもよい」のルールが適用される。なお、このルールは、Ｒａの記号を複数の化合物に用いた場合にも適用される。

式（１ｚ）において、例えば、「ＲａおよびＲｂは、アルキル、アルコキシ、またはアルケニルである」のような表現は、ＲａおよびＲｂが独立して、アルキル、アルコキシ、およびアルケニルの群から選択されることを意味する。ここで、Ｒａによって表される基とＲｂによって表される基が同一であってもよく、または異なってもよい。

式（１ｚ）で表される化合物から選択された少なくとも１つの化合物を「化合物（１ｚ）」と略すことがある。「化合物（１ｚ）」は、式（１ｚ）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。「式（１ｚ）および式（２ｚ）で表される化合物から選択された少なくとも１つの化合物」の表現は、化合物（１ｚ）および化合物（２ｚ）の群から選択された少なくとも１つの化合物を意味する。

「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。「少なくとも１つの－ＣＨ_２－は－Ｏ－で置き換えられてもよい」の表現が使われることがある。この場合、－ＣＨ_２－ＣＨ_２－ＣＨ_２－は、隣接しない－ＣＨ_２－が－Ｏ－で置き換えられることによって－Ｏ－ＣＨ_２－Ｏ－に変換されてもよい。しかしながら、隣接した－ＣＨ_２－が－Ｏ－で置き換えられることはない。この置き換えでは－Ｏ－Ｏ－ＣＨ_２－（ペルオキシド）が生成するからである。

液晶性化合物のアルキルは、直鎖状または分岐状であり、環状アルキルを含まない。直鎖状アルキルは、分岐状アルキルよりも好ましい。これらのことは、アルコキシ、アルケニルのような末端基についても同様である。１，４－シクロヘキシレンに関する立体配置は、上限温度を上げるためにシスよりもトランスが好ましい。２－フルオロ－１，４－フェニレンは左右非対称であるから、左向き（Ｌ）および右向き（Ｒ）が存在する。

テトラヒドロピラン－２，５－ジイルのような二価基においても同様である。カルボニルオキシのような結合基（－ＣＯＯ－または－ＯＣＯ－）も同様である。

本発明は、下記の項などである。

項１． 成分Ａとして式（１）で表される化合物から選択された少なくとも１つの化合物、成分Ｂとして式（２）で表される化合物から選択された少なくとも１つの化合物、および成分Ｃとして式（３）で表される化合物から選択された少なくとも１つの化合物を含有し、重合性化合物および重合体を含有しない、正の誘電率異方性を有する液晶組成物。

式（１）において、Ｒ^１は、水素、炭素数１から１２のアルキル、炭素数１から１２のアルコキシ、炭素数２から１２のアルケニル、炭素数２から１２のアルケニルオキシ、または少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数１から１２のアルキルであり；Ｘ^１、Ｘ^２、Ｘ^３、Ｘ^４、およびＸ^５は、水素またはフッ素であり、Ｘ^１、Ｘ^２、Ｘ^３、Ｘ^４、およびＸ^５の少なくとも１つはフッ素であり；
式（２）において、Ｒ^２は、炭素数１から１２のアルキル、炭素数１から１２のアルコキシ、または炭素数２から１２のアルケニルであり；環Ａ^１および環Ａ^２は、１，４－フェニレン、２－フルオロ－１，４－フェニレン、２，３－ジフルオロ－１，４－フェニレン、または２，６－ジフルオロ－１，４－フェニレンであり；Ｚ^１およびＺ^２は、単結合、エチレン、ビニレン、メチレンオキシ、カルボニルオキシ、またはジフルオロメチレンオキシであり；Ｘ^６およびＸ^７は、水素またはフッ素であり；Ｙ^１は、フッ素、塩素、少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数１から１２のアルキル、少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数１から１２のアルコキシ、または少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数２から１２のアルケニルオキシであり；ｍは、１、２、または３であり；
式（３）において、Ｒ^３およびＲ^４は、炭素数１から１２のアルキル、炭素数１から１２のアルコキシ、炭素数２から１２のアルケニル、または少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数２から１２のアルケニルであり；環Ｂおよび環Ｃは、１，４－シクロヘキシレン、１，４－フェニレン、２－フルオロ－１，４－フェニレン、または２，５－ジフルオロ－１，４－フェニレンであり；Ｚ^３は、単結合、エチレン、ビニレン、メチレンオキシ、またはカルボニルオキシであり；ｎは、１、２、または３である。

項２． 成分Ａとして式（１－１）から式（１－６）で表される化合物から選択された少なくとも１つの化合物を含有する、項１に記載の液晶組成物。

式（１－１）から式（１－６）において、Ｒ^１は、水素、炭素数１から１２のアルキル、炭素数１から１２のアルコキシ、炭素数２から１２のアルケニル、炭素数２から１２のアルケニルオキシ、または少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数１から１２のアルキルである。

項３． 成分Ａの割合が１質量％から５０質量％の範囲である、項１または２に記載の液晶組成物。

項４． 成分Ｂとして式（２－１）から式（２－１１）で表される化合物から選択された少なくとも１つの化合物を含有する、項１から３のいずれか１項に記載の液晶組成物。

式（２－１）から式（２－１１）において、Ｒ^２は、炭素数１から１２のアルキル、炭素数１から１２のアルコキシ、または炭素数２から１２のアルケニルである。

項５． 成分Ｂの割合が１質量％から５０質量％の範囲である、項１から４のいずれか１項に記載の液晶組成物。

項６． 成分Ｃとして式（３－１）から式（３－１３）で表される化合物から選択された少なくとも１つの化合物を含有する、項１から５のいずれか１項に記載の液晶組成物。

式（３－１）から式（３－１３）において、Ｒ^３およびＲ^４は、炭素数１から１２のアルキル、炭素数１から１２のアルコキシ、炭素数２から１２のアルケニル、または少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数２から１２のアルケニルである。

項７． 成分Ｃの割合が２０質量％から９０質量％の範囲である、項１から６のいずれか１項に記載の液晶組成物。

項８． 成分Ｄとして式（４）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの化合物を含有する、項１から７のいずれか１項に記載の液晶組成物。

式（４）において、Ｒ^５は、炭素数１から１２のアルキル、炭素数１から１２のアルコキシ、または炭素数２から１２のアルケニルであり；環Ｄは、１，４－シクロヘキシレン、１，４－フェニレン、２－フルオロ－１，４－フェニレン、２，３－ジフルオロ－１，４－フェニレン、２，６－ジフルオロ－１，４－フェニレン、ピリミジン－２，５－ジイル、１，３－ジオキサン－２，５－ジイル、またはテトラヒドロピラン－２，５－ジイルであり、環Ｄの少なくとも１つは、１，４－シクロヘキシレン、ピリミジン－２，５－ジイル、１，３－ジオキサン－２，５－ジイル、またはテトラヒドロピラン－２，５－ジイルであり；Ｚ^４は、単結合、エチレン、ビニレン、メチレンオキシ、カルボニルオキシ、またはジフルオロメチレンオキシであり；Ｘ^８およびＸ^９は、水素またはフッ素であり；Ｙ^２は、フッ素、塩素、少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数１から１２のアルキル、少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数１から１２のアルコキシ、または少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数２から１２のアルケニルオキシであり；ａは、１、２、３、または４である。

項９． 成分Ｄとして式（４－１）から式（４－２４）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの化合物を含有する、項１から８のいずれか１項に記載の液晶組成物。

式（４－１）から式（４－２４）において、Ｒ^５は、炭素数１から１２のアルキル、炭素数１から１２のアルコキシ、または炭素数２から１２のアルケニルである。

項１０． 成分Ｄの割合が１質量％から５０質量％の範囲である、項８または９に記載の液晶組成物。

項１１． 成分Ｅとして式（５）で表される化合物から選択された少なくとも１つの化合物を含有する、項１から１０のいずれか１項に記載の液晶組成物。

式（５）において、Ｒ^６およびＲ^７は、水素、炭素数１から１２のアルキル、炭素数１から１２のアルコキシ、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、１，４－シクロヘキシレン、１，４－シクロヘキセニレン、テトラヒドロピラン－２，５－ジイル、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、ナフタレン－２，６－ジイル、少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられたナフタレン－２，６－ジイル、クロマン－２，６－ジイル、または少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられたクロマン－２，６－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、７，８－ジフルオロクロマン－２，６－ジイル、３，４，５，６－テトラフルオロフルオレン－２，７－ジイル、４，６－ジフルオロジベンゾフラン－３，７－ジイル、４，６－ジフルオロジベンゾチオフェン－３，７－ジイル、または１，１，６，７－テトラフルオロインダン－２，５－ジイルであり；Ｚ^５およびＺ^６は、単結合、エチレン、ビニレン、メチレンオキシ、またはカルボニルオキシであり；ｃは、０、１、２、または３であり、ｄは、０または１であり、そしてｃおよびｄの和は、３以下である。

項１２． 成分Ｅとして式（５－１）から式（５－３５）で表される化合物から選択された少なくとも１つの化合物を含有する、項１から１１のいずれか１項に記載の液晶組成物。

式（５－１）から式（５－３５）において、Ｒ^６およびＲ^７は、水素、炭素数１から１２のアルキル、炭素数１から１２のアルコキシ、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。

項１３． 成分Ｅの割合が３質量％から４５質量％の範囲である、項１１または１２に記載の液晶組成物。

項１４． 少なくとも０℃から６０℃の範囲でネマチック相を有する、項１から１３のいずれか１項に記載の液晶組成物。

項１５． ネマチック相の上限温度が６０℃以上であり、波長５８９ｎｍにおける光学異方性（２５℃で測定）が０．０７以上であり、そして周波数１ｋＨｚにおける誘電率異方性（２５℃で測定）が２以上である、項１から１４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、ＴＮモード、ＥＣＢモード、ＯＣＢモード、ＩＰＳ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の、液晶表示素子における使用。

本発明は、次の項も含む。（ａ）光学活性化合物、酸化防止剤、紫外線吸収剤、消光剤、色素、消泡剤、極性化合物のような添加物から選択された１つの化合物、２つの化合物、または３つ以上の化合物を含有する上記の組成物。（ｂ）上記の組成物を含有するＡＭ素子。（ｃ）上記の組成物を含有し、そしてＰＣ、ＴＮ、ＳＴＮ、ＥＣＢ、ＯＣＢ、ＩＰＳ、ＶＡ、ＦＦＳ、またはＦＰＡのモードを有する素子。（ｄ）上記の組成物を含有する透過型の素子。（ｅ）ネマチック相を有する組成物として、上記の組成物の使用。（ｆ）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得られる光学活性な組成物の使用。

本発明の液晶組成物は重合性化合物および重合体を含まないため、透明状態と散乱状態を電子的にスイッチすることが可能なスイッチ層などに用いられている「高分子分散液晶（Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｄｉｓｐｅｒｓｅｄ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ：ＰＤＬＣ）」や「ポリマーネットワーク型液晶（Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ：ＰＮＬＣ）」とは異なるものである。

本発明の組成物を次の順で説明する。第一に、組成物の構成を説明する。第二に、成分化合物の主要な特性、およびこの化合物が組成物や素子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化合物の組合せ、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、組成物の構成を説明する。この組成物は、複数の液晶性化合物を含有する。この組成物は、添加物を含有してもよい。添加物は、光学活性化合物、酸化防止剤、紫外線吸収剤、消光剤、色素、消泡剤、極性化合物などである。この組成物は、液晶性化合物の観点から組成物Ａと組成物Ｂに分類される。組成物Ａは、化合物（１）、化合物（２）、化合物（３）、化合物（４）、および化合物（５）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（１）、化合物（２）、化合物（３）、化合物（４）、および化合物（５）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。

組成物Ｂは、実質的に化合物（１）、化合物（２）、化合物（３）、化合物（４）、および化合物（５）から選択された液晶性化合物のみからなる。「実質的に」は、組成物Ｂが添加物を含有してもよいが、その他の液晶性化合物を含有しないことを意味する。組成物Ｂは組成物Ａに比較して成分の数が少ない。コストを下げるという観点から、組成物Ｂは組成物Ａよりも好ましい。その他の液晶性化合物を混合することによって特性をさらに調整できるという観点から、組成物Ａは組成物Ｂよりも好ましい。

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や素子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（ゼロ）は、Ｓよりも小さいことを意味する。

成分化合物の主要な効果は次のとおりである。化合物（１）は、誘電率異方性および光学異方性を上げる。化合物（２）は、光学異方性および誘電率異方性を上げる。化合物（３）は、粘度を下げるまたは上限温度を上げる。化合物（４）は、誘電率異方性を上げる。化合物（５）は、短軸方向における誘電率を上げる。

第三に、組成物における成分化合物の組合せ、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化合物の好ましい組合せは、化合物（１）＋化合物（２）＋化合物（３）、化合物（１）＋化合物（２）＋化合物（３）＋化合物（４）、化合物（１）＋化合物（２）＋化合物（３）＋化合物（５）、または化合物（１）＋化合物（２）＋化合物（３）＋化合物（４）＋化合物（５）である。特に好ましい組合せは、化合物（１）＋化合物（２）＋化合物（３）である。

化合物（１）の好ましい割合は、誘電率異方性および光学異方性を上げるために約１質量％以上であり、下限温度を下げるために約５０質量％以下である。さらに好ましい割合は約１質量％から約３０質量％の範囲である。特に好ましい割合は約２質量％から約１５質量％の範囲である。

化合物（２）の好ましい割合は、光学異方性および誘電率異方性を上げるために約１質量％以上であり、下限温度を下げるために約５０質量％以下である。さらに好ましい割合は約５質量％から約３０質量％の範囲である。特に好ましい割合は約５質量％から約２０質量％の範囲である。

化合物（３）の好ましい割合は、粘度を下げるためにまたは上限温度を上げるために約２０質量％以上であり、誘電率異方性を上げるために約９０質量％以下である。さらに好ましい割合は約３０質量％から約９０質量％の範囲である。特に好ましい割合は約５０質量％から約９０質量％の範囲である。

化合物（４）の好ましい割合は、誘電率異方性を上げるために約１質量％以上であり、下限温度を下げるために約５０質量％以下である。さらに好ましい割合は約１質量％から約３０質量％の範囲である。特に好ましい割合は約１質量％から約２０質量％の範囲である。

化合物（５）の好ましい割合は、短軸方向における誘電率を上げるために約３質量％以上であり、下限温度を下げるために約４５質量％以下である。さらに好ましい割合は約３質量％から約３０質量％の範囲である。特に好ましい割合は約３質量％から約２０質量％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。式（１）、式（２）、式（３）、式（４）、および式（５）において、Ｒ^１は、水素、炭素数１から１２のアルキル、炭素数１から１２のアルコキシ、炭素数２から１２のアルケニル、炭素数２から１２のアルケニルオキシ、または少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数１から１２のアルキルである。好ましいＲ^１は、炭素数１から１２のアルキルまたは炭素数２から１２のアルケニルである。特に好ましいＲ^１は、炭素数３から５のアルキルまたは炭素数２から４のアルケニルである。Ｒ^２は、炭素数１から１２のアルキル、炭素数１から１２のアルコキシ、または炭素数２から１２のアルケニルである。好ましいＲ^２は、安定性を上げるために炭素数１から１２のアルキルである。Ｒ^３およびＲ^４は、炭素数１から１２のアルキル、炭素数１から１２のアルコキシ、炭素数２から１２のアルケニル、または少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数２から１２のアルケニルである。好ましいＲ^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、安定性を上げるために炭素数１から１２のアルキルである。Ｒ^５は、炭素数１から１２のアルキル、炭素数１から１２のアルコキシ、または炭素数２から１２のアルケニルである。好ましいＲ^５は、安定性を上げるために炭素数１から１２のアルキルである。Ｒ^６およびＲ^７は、水素、炭素数１から１２のアルキル、炭素数１から１２のアルコキシ、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^６またはＲ^７は、安定性を上げるために炭素数１から１２のアルキルであり、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、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。

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メチル、エチル、プロピル、ブチル、またはペンチルである。

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

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

環Ａ^１および環Ａ^２は、１，４－フェニレン、２－フルオロ－１，４－フェニレン、２，３－ジフルオロ－１，４－フェニレン、または２，６－ジフルオロ－１，４－フェニレンである。好ましい環Ａ^１は、粘度を下げるために１，４－フェニレンである。好ましい環Ａ^２は、誘電率異方性を上げるために２－フルオロ－１，４－フェニレンまたは２，６－ジフルオロ－１，４－フェニレンである。

環Ｂおよび環Ｃは、１，４－シクロヘキシレン、１，４－フェニレン、２－フルオロ－１，４－フェニレン、または２，５－ジフルオロ－１，４－フェニレンである。好ましい環Ｂまたは環Ｃは、粘度を下げるために、または上限温度を上げるために、１，４-シクロヘキシレンであり、光学異方性を上げるために、または下限温度を下げるために１，４－フェニレンまたは２－フルオロ－１，４－フェニレンである。

環Ｄは、１，４－シクロヘキシレン、１，４－フェニレン、２－フルオロ－１，４－フェニレン、２，３－ジフルオロ－１，４－フェニレン、２，６－ジフルオロ－１，４－フェニレン、ピリミジン－２，５－ジイル、１，３－ジオキサン－２，５－ジイル、またはテトラヒドロピラン－２，５－ジイルであり、環Ｄの少なくとも１つは、１，４－シクロヘキシレン、ピリミジン－２，５－ジイル、１，３－ジオキサン－２，５－ジイル、またはテトラヒドロピラン－２，５－ジイルである。好ましい環Ｄは、上限温度を上げるために１，４－シクロヘキシレンである。２つ以上の環Ｄが存在する場合、光学異方性を上げるために１，４－フェニレン、誘電率異方性を上げるために１，３－ジオキサン－２，５－ジイル、２－フルオロ－１，４－フェニレン、または２，６－ジフルオロ－１，４－フェニレンもまた好ましい。テトラヒドロピラン－２，５－ジイルは、

または

であり、好ましくは

である。

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

環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、７，８－ジフルオロクロマン－２，６－ジイル、３，４，５，６－テトラフルオロフルオレン－２，７－ジイル（ＦＬＦ４）、４，６－ジフルオロジベンゾフラン－３，７－ジイル（ＤＢＦＦ２）、４，６－ジフルオロジベンゾチオフェン－３，７－ジイル（ＤＢＴＦ２）、または１，１，６，７－テトラフルオロインダン－２，５－ジイル（ＩｎＦ４）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、誘電率異方性を上げるために４，６－ジフルオロジベンゾフラン－３，７－ジイルである。

Ｚ^１およびＺ^２は、単結合、エチレン、ビニレン、メチレンオキシ、カルボニルオキシ、またはジフルオロメチレンオキシである。好ましいＺ^１は、粘度を下げるために単結合である。好ましいＺ^２は、粘度を下げるために単結合であり、誘電率異方性を上げるためにジフルオロメチレンオキシである。Ｚ^３は、単結合、エチレン、ビニレン、メチレンオキシ、またはカルボニルオキシである。好ましいＺ^３は、粘度を下げるために単結合である。Ｚ^４は、単結合、エチレン、ビニレン、メチレンオキシ、カルボニルオキシ、またはジフルオロメチレンオキシである。好ましいＺ^４は、粘度を下げるために単結合であり、誘電率異方性を上げるためにジフルオロメチレンオキシである。Ｚ^５およびＺ^６は、単結合、エチレン、ビニレン、メチレンオキシ、またはカルボニルオキシである。好ましいＺ^５またはＺ^６は、粘度を下げるために単結合であり、弾性定数を上げるためにエチレンであり、短軸方向における誘電率を上げるためにメチレンオキシである。

メチレンオキシのような二価基は、左右非対称である。メチレンオキシにおいて、－ＣＨ_２Ｏ－は－ＯＣＨ_２－よりも好ましい。カルボニルオキシにおいて、－ＣＯＯ－は－ＯＣＯ－よりも好ましい。ジフルオロメチレンオキシにおいて、－ＣＦ_２Ｏ－は－ＯＣＦ_２－よりも好ましい。

Ｘ^１、Ｘ^２、Ｘ^３、Ｘ^４、およびＸ^５は、水素またはフッ素であり、Ｘ^１、Ｘ^２、Ｘ^３、Ｘ^４、およびＸ^５の少なくとも１つはフッ素である。誘電率異方性を上げるために、、Ｘ^１、Ｘ^２、Ｘ^３、Ｘ^４、およびＸ^５の少なくとも２つはフッ素であることが好ましい。下限温度を下げるために、Ｘ^１、Ｘ^２、およびＸ^３の少なくとも１つはフッ素であることが好ましい。Ｘ^６、Ｘ^７、Ｘ^８、およびＸ^９は、水素またはフッ素である。好ましいＸ^６、Ｘ^７、Ｘ^８、またはＸ^９は、誘電率異方性を上げるためにフッ素である。

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

ｍは、１、２、または３である。好ましいｍは、粘度を下げるために１であり、誘電率異方性を上げるために２または３である。ｎは、１、２、または３である。好ましいｎ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。ａは、１、２、３、または４である。好ましいａは、粘度を下げるために１または２であり、誘電率異方性を上げるために３または４である。ｃは、０、１、２、または３であり、ｄは、０または１であり、そしてｃおよびｄの和は、３以下である。好ましいｃは、１または２であり、好ましいｄは、０または１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、項２に記載の化合物（１－１）から化合物（１－６）である。成分Ａの少なくとも１つが、化合物（１－１）、化合物（１－４）、化合物（１－５）、および化合物（１－６）であることが好ましい。

好ましい化合物（２）は、項４に記載の化合物（２－１）から化合物（２－１１）である。これらの化合物において、成分Ｂの少なくとも１つが、化合物（２－１）、化合物（２－２）、化合物（２－４）、化合物（２－６）、または化合物（２－７）であることが好ましい。成分Ｂの少なくとも２つが、化合物（２－１）および化合物（２－２）、化合物（２－１）および化合物（２－４）、化合物（２－１）および化合物（２－６）、化合物（２－２）および化合物（２－６）、物（２－２）および化合物（２－７）、化合物（２－４）および化合物（２－６）、化合物（２－４）および化合物（２－７）、または化合物（２－６）および化合物（２－７）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６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、成分Ｃの少なくとも１つが、化合物（３－１）、化合物（３－３）、化合物（３－５）、化合物（３－６）、化合物（３－７）、化合物（３－８）化合物（３－１０）、または化合物（３－１３）であることが好ましい。成分Ｃの少なくとも１つが、化合物（３－１）、化合物（３－３）、化合物（３－６）、または化合物（３－８）であることがさらに好ましい。成分Ｃ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（３－６）、化合物（３－１）および化合物（３－８）、化合物（３－３）および化合物（３－６）、化合物（３－３）および化合物（３－８）、または化合物（３－６）および化合物（３－８）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９に記載の化合物（４－１）から化合物（４－２４）である。これらの化合物において、成分Ｄの少なくとも１つが、化合物（４－２）、化合物（４－４）、化合物（４－８）、化合物（４－１４）、化合物（４－１５）、化合物（４－２０）、または化合物（４－２３）であることが好ましい。

好ましい化合物（５）は、項１２に記載の化合物（５－１）から化合物（５－３５）である。これらの化合物において、成分Ｅの少なくとも１つが、化合物（５－１）、化合物（５－２）、化合物（５－３）、化合物（５－６）、化合物（５－８）、化合物（５－９）、化合物（５－１０）、化合物（５－１４）、または化合物（５－１６）であることが好ましい。

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、消光剤、色素、消泡剤、極性化合物などである。液晶分子のらせん構造を誘起してねじれ角を与える目的で光学活性化合物が組成物に添加される。このような化合物の例は、化合物（６－１）から化合物（６－５）である。光学活性化合物の好ましい割合は約５質量％以下である。さらに好ましい割合は約０．０１質量％から約２質量％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、化合物（７－１）から化合物（７－３）のような酸化防止剤を組成物にさらに添加してもよい。

化合物（７－２）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。光安定剤の好ましい例は、化合物（８－１）から化合物（８－１６）などである。これらの吸収剤や安定剤における好ましい割合は、その効果を得るために約５０ｐｐｍ以上であり、上限温度を下げないように、または下限温度を上げないために約１００００ｐｐｍ以下である。さらに好ましい割合は約１００ｐｐｍから約１００００ｐｐｍの範囲である。

消光剤は、液晶性化合物が吸収した光エネルギーを受容し、熱エネルギーに変換することにより、液晶性化合物の分解を防止する化合物である。消光剤の好ましい例は、化合物（９－１）から化合物（９－７）などである。これらの消光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、下限温度を上げないために約２００００ｐｐｍ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質量％から約１０質量％の範囲である。泡立ちを防ぐために、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイルなどの消泡剤が組成物に添加される。消泡剤の好ましい割合は、その効果を得るために約１ｐｐｍ以上であり、表示不良を防ぐために約１０００ｐｐｍ以下である。さらに好ましい割合は、約１ｐｐｍから約５００ｐｐｍの範囲である。

極性化合物は、極性をもつ有機化合物である。ここでは、イオン結合を有する化合物は含まれない。酸素、硫黄、および窒素のような原子は、より電気的に陰性であり、部分的な負電荷をもつ傾向にある。炭素および水素は中性であるか、または部分的な正電荷をもつ傾向がある。極性は、化合物中の別種の原子間で部分電荷が均等に分布しないことから生じる。例えば、極性化合物は、－ＯＨ、－ＣＯＯＨ、－ＳＨ、－ＮＨ_２、＞ＮＨ、＞Ｎ－のような部分構造の少なくとも１つを有する。

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（１－１）は、特開平１０－１１４７３３号公報に記載された方法で合成する。化合物（２－４）は、特開平１０－２５１１８６号公報に記載された方法で合成する。化合物（３－１）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（４－２）は、特開平２－２３３６２６号公報に掲載された方法で合成する。酸化防止剤は市販されている。化合物（５－１）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（７－１）は、アルドリッチ（Sigma-Aldrich Corporation）から入手できる。化合物（７－２）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６０℃以上の上限温度、そして約０．０７から約０．２０の範囲の光学異方性を有する。成分化合物の割合を制御することによって、またはその他の液晶性化合物を混合することによって、約０．０８から約０．２５の範囲の光学異方性を有する組成物を調製してもよい。試行錯誤によって、約０．１０から約０．３０の範囲の光学異方性を有する組成物を調製してもよい。この組成物を含有する素子は大きな電圧保持率を有する。この組成物はＡＭ素子に適する。この組成物は透過型のＡＭ素子に特に適する。この組成物は、ネマチック相を有する組成物としての使用、光学活性化合物を添加することによって光学活性な組成物としての使用が可能である。

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

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、実施例１の組成物と実施例２の組成物との混合物を含む。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質量％）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ィー（ＦＩＤ）で分析する。ガスクロマトグラムにおけるピークの面積比は液晶性化合物の割合に相当する。上に記載したキャピラリカラムを用いたときは、各々の液晶性化合物の補正係数を１とみなしてよい。したがって、液晶性化合物の割合（質量％）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質量％）を母液晶（８５質量％）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質量％：９０質量％、５質量％：９５質量％、１質量％：９９質量％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質量％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；ＪＥＩＴＡという）で審議制定されるＪＥＩＴＡ規格（ＪＥＩＴＡ・ＥＤ－２５２１Ｂ）に記載された方法、またはこれを修飾した方法であった。測定に用いたＴＮ素子には、薄膜トランジスター（ＴＦＴ）を取り付けなかった。

（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。ツイスト角が０°であり、そして２枚のガラス基板の間隔（セルギャップ）が５μｍであるＴＮ素子に試料を入れた。この素子に１６Ｖから１９．５Ｖの範囲で０．５Ｖ毎に段階的に印加した。０．２秒の無印加のあと、ただ１つの矩形波（矩形パルス；０．２秒）と無印加（２秒）の条件で印加を繰り返した。この印加によって発生した過渡電流（transient current）のピーク電流（peak current）とピーク時間（peak time）を測定した。これらの測定値とM. Imaiらの論文中の４０頁記載の計算式（１０）とから回転粘度の値を得た。この計算で必要な誘電率異方性の値は、この回転粘度を測定した素子を用い、下に記載した方法で求めた。

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

（７－１）しきい値電圧（Ｖｔｈ（２５）；２５℃で測定；Ｖ）：測定には大塚電子株式会社製のＬＣＤ５２００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３．２（μｍ）であるＦＦＳ素子に試料を入れた。この素子に印加する電圧（３２Ｈｚ、矩形波）は０Ｖから１０Ｖまで０．０１Ｖ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９５％になったときの電圧で表した。

（７－２）しきい値電圧（Ｖｔｈ（－３０）；－３０℃で測定；Ｖ）：－３０℃で測定した以外、（７－１）と同様である。

（８）電圧保持率（ＶＨＲ－１；２５℃で測定；％）：測定に用いたＴＮ素子はポリイミド配向膜を有し、そして２枚のガラス基板の間隔（セルギャップ）は５μｍであった。この素子に真空注入にて試料を入れたあと、注入口を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（１Ｖ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間の面積Ａを求めた。面積Ｂは減衰しなかったときの面積であった。電圧保持率は面積Ｂに対する面積Ａの百分率で表した。

（９）電圧保持率（ＶＨＲ－２；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－２で表した。

（１０）電圧保持率（ＶＨＲ－３；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、５ｍＷ／ｃｍ^２の紫外線を１６７分間照射した。光源はアイグラフィックス株式会社製ブラックライト、Ｆ４０Ｔ１０／ＢＬ（ピーク波長３６９ｎｍ）であり、素子と光源の間隔は５ｍｍであった。ＶＨＲ－３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－３を有する組成物は紫外線に対して大きな安定性を有する。

（１１）電圧保持率（ＶＨＲ－４；６０℃で測定；％）：試料を注入したＴＮ素子を１２０℃の恒温槽内で２０時間加熱したあと、電圧保持率を測定し、熱に対する安定性を評価した。ＶＨＲ－４の測定では、１６６．７ミリ秒のあいだ減衰する電圧を測定した。大きなＶＨＲ－４を有する組成物は熱に対して大きな安定性を有する。

（１２）電圧保持率（ＶＨＲ－５；６０℃で測定；％）：試料を注入したＴＮ素子をバックライトの上で２週間静置したあと、電圧保持率を測定し、バックライトに対する安定性を評価した。ＶＨＲ－５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－５を有する組成物はバックライトに対して大きな安定性を有する。

（１３）応答時間（τ；２５℃で測定；ｍｓ）：測定には大塚電子株式会社製のＬＣＤ５２００型輝度計を用いた。光源はハロゲンランプであった。ローパス・フィルター（Low-pass filter）は５ｋＨｚに設定した。２枚のガラス基板の間隔（セルギャップ）が３．２μｍであるＦＦＳ素子に試料を入れた。この素子に矩形波（６０Ｈｚ、Ｖｔｈ（２５）、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。立ち上がり時間（τｒ：rise time；ミリ秒）は、透過率が９０％から１０％に変化するのに要した時間である。立ち下がり時間（τｆ：fall time；ミリ秒）は透過率１０％から９０％に変化するのに要した時間である。応答時間は、このようにして求めた立ち上がり時間と立ち下がり時間との和で表した。

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

（１５）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）｝。

（１６）らせんピッチ（Ｐ；室温で測定；μｍ）：らせんピッチはくさび法にて測定した。「液晶便覧」、１９６頁（２０００年発行、丸善）を参照。試料をくさび形セルに注入し、室温で２時間静置した後、ディスクリネーションラインの間隔（ｄ２－ｄ１）を偏光顕微鏡（ニコン（株）、商品名ＭＭ４０／６０シリーズ）によって観察した。らせんピッチ（Ｐ）は、くさびセルの角度をθと表した次の式から算出した。Ｐ＝２×（ｄ２－ｄ１）×ｔａｎθ。

（１７）短軸方向における誘電率（ε⊥；２５℃で測定）：２枚のガラス基板の間隔（セルギャップ）が９μｍであり、そしてツイスト角が８０度であるＴＮ素子に試料を入れた。この素子にサイン波（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。

（１８）誘電率異方性の周波数依存性（Ｆ１０；－２０℃で測定）：２枚のガラス基板の間隔（セルギャップ）が９μｍであり、そしてツイスト角が８０度であるＴＮ素子に試料を入れた。この素子にサイン波（０．５Ｖ、２０Hｚ・５０Hｚ・１００Hｚ・１ｋHｚ・５ｋHｚ・１０ｋHｚ・５０ｋHｚ・１００ｋHｚ・５００ｋHｚ・１０００ｋHｚ）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。２０Ｈｚでの誘電率異方性に対して、誘電率異方性が１０％減少したときの周波数をＦ１０とした。Ｆ１０が大きいほど、周波数依存性が小さいことを表す。

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

［比較例１］
化合物（１）を含まない組成物を調製した。
３－ＢＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）－ＣＦ３ （２－２） ５％
３－ＢＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ，Ｆ）－Ｆ （２－６） ３％
４－ＢＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ，Ｆ）－Ｆ （２－６） ７％
３－ＨＨ－Ｖ （３－１） ３８％
３－ＨＨ－Ｖ１ （３－１） ７％
Ｖ２－ＢＢ－１ （３－３） ６％
Ｖ－ＨＢＢ－２ （３－６） ６％
１－ＢＢ（Ｆ）Ｂ－２Ｖ （３－８） ８％
２－ＢＢ（Ｆ）Ｂ－２Ｖ （３－８） １１％
３－ＢＢ（Ｆ）Ｂ－２Ｖ （３－８） ９％
ＮＩ＝８２．０℃；Ｔｃ＜－１０℃；Δｎ＝０．１４７；Δε＝３．３；γ１＝４７．０ｍＰａ・ｓ；τ＝１６．５ｍｓ；ＶＨＲ－１＝９９．５％．

［比較例２］
化合物（１）を含まず、化合物（１）以外のシアノ化合物を含む組成物を調製した。
１Ｖ２－ＢＥＢ（Ｆ，Ｆ）－Ｃ （－） ５％
３－ＢＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）－ＣＦ３ （２－２） ３％
３－ＨＨ－Ｖ （３－１） ３９％
３－ＨＨ－Ｖ１ （３－１） ７％
Ｖ２－ＢＢ－１ （３－３） ３％
Ｖ－ＨＢＢ－２ （３－６） ６％
２－ＢＢ（Ｆ）Ｂ－３ （３－８） ６％
２－ＢＢ（Ｆ）Ｂ－５ （３－８） ６％
１－ＢＢ（Ｆ）Ｂ－２Ｖ （３－８） ８％
２－ＢＢ（Ｆ）Ｂ－２Ｖ （３－８） １１％
３－ＢＢ（Ｆ）Ｂ－２Ｖ （３－８） ６％
ＮＩ＝８１．４℃；Δｎ＝０．１４７；Δε＝３．１；ＶＨＲ－１＝７０．０％．

［実施例１］
３－ＢＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）－Ｃ （１－６） ５％
３－ＢＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）－ＣＦ３ （２－２） ４％
３－ＢＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ，Ｆ）－Ｆ （２－６） ２％
３－ＨＨ－Ｖ （３－１） ３９％
３－ＨＨ－Ｖ１ （３－１） ７％
Ｖ２－ＢＢ－１ （３－３） ８％
Ｖ－ＨＢＢ－２ （３－６） ６％
１－ＢＢ（Ｆ）Ｂ－２Ｖ （３－８） ８％
２－ＢＢ（Ｆ）Ｂ－２Ｖ （３－８） １１％
３－ＢＢ（Ｆ）Ｂ－２Ｖ （３－８） １０％
ＮＩ＝７９．８℃；Ｔｃ＜－１０℃；Δｎ＝０．１４８；Δε＝３．２；γ１＝４２．３ｍＰａ・ｓ；τ＝１４．６ｍｓ；ＶＨＲ－１＝９９．０％．

［実施例２］
３－ＢＢ（Ｆ）Ｂ－Ｃ （１－１） ５％
３－ＢＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）－ＣＦ３ （２－２） ４％
３－ＢＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ，Ｆ）－Ｆ （２－６） ３％
４－ＢＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ，Ｆ）－Ｆ （２－６） ３％
３－ＨＨ－Ｖ （３－１） ３９％
３－ＨＨ－Ｖ１ （３－１） ７％
Ｖ２－ＢＢ－１ （３－３） ８％
Ｖ－ＨＢＢ－２ （３－６） ６％
１－ＢＢ（Ｆ）Ｂ－２Ｖ （３－８） ８％
２－ＢＢ（Ｆ）Ｂ－２Ｖ （３－８） １１％
３－ＢＢ（Ｆ）Ｂ－２Ｖ （３－８） ６％
ＮＩ＝８１．１℃；Ｔｃ＜－１０℃；Δｎ＝０．１４８；Δε＝３．４；γ１＝４５．６ｍＰａ・ｓ；τ＝１５．６ｍｓ；ＶＨＲ－１＝９９．４％．

比較例１、比較例２、実施例１、および実施例２の結果を表４にまとめた。

実施例１および実施例２の組成物は、比較例１の組成物よりも小さい回転粘度（γ１）および短い応答時間（τ）を有し、比較例２の組成物よりも大きな電圧保持率（ＶＨＲ－１）を有することが分かる。また実施例１および実施例２の組成物は、シアノ化合物を含むにもかかわらず、シアノ化合物を含まない比較例１の組成物と同等の電圧保持率を有することが分かる。

［実施例３］
３－ＢＢＢ（Ｆ）－Ｃ （１－３） ２％
３－ＢＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）－ＣＦ３ （２－２） ４％
３－ＢＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ，Ｆ）－Ｆ （２－６） ３％
４－ＢＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ，Ｆ）－Ｆ （２－６） ６％
３－ＨＨ－Ｖ （３－１） ３９％
３－ＨＨ－Ｖ１ （３－１） ６％
Ｖ２－ＢＢ－１ （３－３） ８％
Ｖ－ＨＢＢ－２ （３－６） ６％
１－ＢＢ（Ｆ）Ｂ－２Ｖ （３－８） ８％
２－ＢＢ（Ｆ）Ｂ－２Ｖ （３－８） １１％
３－ＢＢ（Ｆ）Ｂ－２Ｖ （３－８） ７％
ＮＩ＝８０．６℃；Ｔｃ＜０℃；Δｎ＝０．１４６；Δε＝３．６；γ１＝４５．６ｍＰａ・ｓ；τ＝１５．５ｍｓ；ＶＨＲ－１＝９９．１％．

［実施例４］
３－ＢＢＢ（Ｆ，Ｆ）－Ｃ （１－５） ２％
３－ＢＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）－ＣＦ３ （２－２） ４％
３－ＢＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ，Ｆ）－Ｆ （２－６） ３％
４－ＢＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ，Ｆ）－Ｆ （２－６） ５％
３－ＨＨ－Ｖ （３－１） ３９％
３－ＨＨ－Ｖ１ （３－１） ６％
Ｖ２－ＢＢ－１ （３－３） ８％
Ｖ－ＨＢＢ－２ （３－６） ６％
１－ＢＢ（Ｆ）Ｂ－２Ｖ （３－８） ８％
２－ＢＢ（Ｆ）Ｂ－２Ｖ （３－８） １１％
３－ＢＢ（Ｆ）Ｂ－２Ｖ （３－８） ８％
ＮＩ＝８０．４℃；Ｔｃ＜－１０℃；Δｎ＝０．１４８；Δε＝３．４；γ１＝４３．３ｍＰａ・ｓ；τ＝１５．０ｍｓ；ＶＨＲ－１＝９８．９％．

［実施例５］
５－ＢＢＢ（Ｆ，Ｆ）－Ｃ （１－５） ５％
３－ＢＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）－ＣＦ３ （２－２） ４％
３－ＢＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ，Ｆ）－Ｆ （２－６） ４％
３－ＨＨ－Ｖ （３－１） ３９％
３－ＨＨ－Ｖ１ （３－１） ８％
Ｖ２－ＢＢ－１ （３－３） ８％
Ｖ－ＨＢＢ－２ （３－６） ５％
１－ＢＢ（Ｆ）Ｂ－２Ｖ （３－８） ８％
２－ＢＢ（Ｆ）Ｂ－２Ｖ （３－８） １１％
３－ＢＢ（Ｆ）Ｂ－２Ｖ （３－８） ８％
ＮＩ＝８０．４℃；Ｔｃ＜０℃；Δｎ＝０．１４７；Δε＝３．４；γ１＝４１．８ｍＰａ・ｓ；τ＝１４．５ｍｓ；ＶＨＲ－１＝９９．０％．

［実施例６］
３－ＢＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ）－Ｃ （１－４） ５％
３－ＢＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）－ＣＦ３ （２－２） ４％
３－ＢＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ，Ｆ）－Ｆ （２－６） ４％
３－ＨＨ－Ｖ （３－１） ４０％
３－ＨＨ－Ｖ１ （３－１） ７％
Ｖ２－ＢＢ－１ （３－３） ７％
Ｖ－ＨＢＢ－２ （３－６） ６％
１－ＢＢ（Ｆ）Ｂ－２Ｖ （３－８） ８％
２－ＢＢ（Ｆ）Ｂ－２Ｖ （３－８） １１％
３－ＢＢ（Ｆ）Ｂ－２Ｖ （３－８） ８％
ＮＩ＝８１．１℃；Ｔｃ＜－１０℃；Δｎ＝０．１４６；Δε＝３．２；γ１＝４２．３ｍＰａ・ｓ；τ＝１５．２ｍｓ；ＶＨＲ－１＝９９．０％．

［実施例７］
３－ＢＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ）－Ｃ （１－４） ５％
３－ＢＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）－ＣＦ３ （２－２） ４％
３－ＢＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ，Ｆ）－Ｆ （２－６） ３％
３－ＨＨ－Ｖ （３－１） ４３％
３－ＨＨ－Ｖ１ （３－１） ６％
Ｖ２－ＢＢ－１ （３－３） ２％
１Ｖ２－ＢＢ－１ （３－３） ６％
Ｖ－ＨＢＢ－２ （３－６） ５％
１－ＢＢ（Ｆ）Ｂ－２Ｖ （３－８） ８％
２－ＢＢ（Ｆ）Ｂ－２Ｖ （３－８） １２％
１－Ｂ２ＢＢ－２Ｖ （３－９） ６％
ＮＩ＝７８．９℃；Δｎ＝０．１４２；Δε＝２．６；γ１＝４２．０ｍＰａ・ｓ；τ＝１４．９ｍｓ；ＶＨＲ－１＝９９．０％．

［実施例８］
３－ＢＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ）－Ｃ （１－４） ５％
３－ＢＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）－ＣＦ３ （２－２） ４％
３－ＢＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ，Ｆ）－Ｆ （２－６） ３％
３－ＨＨ－Ｖ （３－１） ４０％
３－ＨＨ－Ｖ１ （３－１） ６％
Ｖ２－ＢＢ－１ （３－３） ２％
１Ｖ２－ＢＢ－１ （３－３） ６％
Ｖ－ＨＢＢ－２ （３－６） ５％
１－ＢＢ（Ｆ）Ｂ－２Ｖ （３－８） ８％
２－ＢＢ（Ｆ）Ｂ－２Ｖ （３－８） １２％
１－Ｂ２ＢＢ－２Ｖ （３－９） ６％
３－ｄｈＢＢ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ，Ｆ）－Ｆ （４－２１） ３％
ＮＩ＝８１．５℃；Δｎ＝０．１４５；Δε＝３．３；γ１＝４５．０ｍＰａ・ｓ；τ＝１５．８ｍｓ；ＶＨＲ－１＝９９．０％．

［実施例９］
３－ＢＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ）－Ｃ （１－４） ４％
１－ＢＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）－Ｃ （１－６） １％
３－ＢＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）－ＣＦ３ （２－２） ４％
３－ＢＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ，Ｆ）－Ｆ （２－６） ３％
４－ＢＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ，Ｆ）－Ｆ （２－６） ３％
３－ＨＨ－Ｖ （３－１） ３９％
３－ＨＨ－Ｖ１ （３－１） ７％
Ｖ２－ＢＢ－１ （３－３） ８％
Ｖ－ＨＢＢ－２ （３－６） ６％
１－ＢＢ（Ｆ）Ｂ－２Ｖ （３－８） ８％
２－ＢＢ（Ｆ）Ｂ－２Ｖ （３－８） １１％
３－ＢＢ（Ｆ）Ｂ－２Ｖ （３－８） ６％
ＮＩ＝８０．８℃；Δｎ＝０．１４９；Δε＝４．４；γ１＝４６．０ｍＰａ・ｓ；τ＝１６．１ｍｓ；ＶＨＲ－１＝９９．０％．

［実施例１０］
３－ＢＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ）－Ｃ （１－４） ６％
３－ＢＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ，Ｆ）－Ｆ （２－６） ４％
４－ＢＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ，Ｆ）－Ｆ （２－６） ４％
３－ＨＨ－Ｖ （３－１） ４５％
Ｖ２－ＢＢ－１ （３－３） ８％
１－ＢＢ－３ （３－３） ４％
１－ＢＢ（Ｆ）Ｂ－２Ｖ （３－８） １１％
２－ＢＢ（Ｆ）Ｂ－２Ｖ （３－８） １０％
３－ＢＢ（Ｆ）Ｂ－２Ｖ （３－８） ８％
ＮＩ＝７５．７℃；Δｎ＝０．１５０；Δε＝３．４；γ１＝４３．４ｍＰａ・ｓ；τ＝１５．２ｍｓ；ＶＨＲ－１＝９９．０％．

［実施例１１］
３－ＢＢ（Ｆ）Ｂ－Ｃ （１－１） ３％
３－ＢＢ（２Ｆ）Ｂ－Ｃ （１－２） ２％
３－ＢＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）－ＣＦ３ （２－２） ４％
３－ＢＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ，Ｆ）－Ｆ （２－６） ３％
４－ＢＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ，Ｆ）－Ｆ （２－６） ３％
３－ＨＨ－Ｖ （３－１） ３９％
３－ＨＨ－Ｖ１ （３－１） ７％
Ｖ２－ＢＢ－１ （３－３） ８％
Ｖ－ＨＢＢ－２ （３－６） ６％
１－ＢＢ（Ｆ）Ｂ－２Ｖ （３－８） ８％
２－ＢＢ（Ｆ）Ｂ－２Ｖ （３－８） １１％
３－ＢＢ（Ｆ）Ｂ－２Ｖ （３－８） ６％
ＮＩ＝８２．３℃；Δｎ＝０．１４８；Δε＝３．４；γ１＝４６．０ｍＰａ・ｓ；τ＝１５．８ｍｓ；ＶＨＲ－１＝９９．１％．

［実施例１２］
３－ＢＢ（Ｆ）Ｂ－Ｃ （１－１） ５％
３－ＢＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）－ＣＦ３ （２－２） ４％
３－ＢＢ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ，Ｆ）－Ｆ （２－４） ２％
３－ＢＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ，Ｆ）－Ｆ （２－６） ４％
３－ＨＨ－Ｖ （３－１） ３９％
３－ＨＨ－Ｖ１ （３－１） ６％
Ｖ２－ＢＢ－１ （３－３） ８％
Ｖ－ＨＢＢ－２ （３－６） ６％
１－ＢＢ（Ｆ）Ｂ－２Ｖ （３－８） ９％
２－ＢＢ（Ｆ）Ｂ－２Ｖ （３－８） １１％
３－ＢＢ（Ｆ）Ｂ－２Ｖ （３－８） ６％
ＮＩ＝８０．９℃；Δｎ＝０．１４８；Δε＝３．３；γ１＝４６．０ｍＰａ・ｓ；τ＝１５．８ｍｓ；ＶＨＲ－１＝９９．３％．

［実施例１３］
３－ＢＢ（Ｆ）Ｂ－Ｃ （１－１） ５％
３－ＢＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）－Ｆ （２－１） ２％
３－ＢＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）－ＣＦ３ （２－２） ４％
３－ＢＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ，Ｆ）－Ｆ （２－６） ４％
３－ＨＨ－Ｖ （３－１） ３９％
３－ＨＨ－Ｖ１ （３－１） ７％
Ｖ２－ＢＢ－１ （３－３） ８％
Ｖ－ＨＢＢ－２ （３－６） ６％
１－ＢＢ（Ｆ）Ｂ－２Ｖ （３－８） ８％
２－ＢＢ（Ｆ）Ｂ－２Ｖ （３－８） １１％
３－ＢＢ（Ｆ）Ｂ－２Ｖ （３－８） ６％
ＮＩ＝８１．２℃；Δｎ＝０．１４８；Δε＝３．３；γ１＝４６．０ｍＰａ・ｓ；τ＝１５．８ｍｓ；ＶＨＲ－１＝９９．３％．

実施例３から実施例１３の組成物も、比較例１の組成物よりも小さい回転粘度（γ１）および短い応答時間（τ）を有し、比較例２の組成物よりも大きな電圧保持率（ＶＨＲ－１）を有することが分かる。

本発明の液晶組成物は、液晶モニター、液晶テレビなどに用いることができる。

Claims (18)

1. 成分Ａとして式（１）で表される化合物から選択された少なくとも１つの化合物、成分Ｂとして式（２）で表される化合物から選択された少なくとも１つの化合物、および成分Ｃとして式（３）で表される化合物から選択された少なくとも１つの化合物を含有し、重合性化合物および重合体を含有しない、正の誘電率異方性を有する液晶組成物。
   
   

   

   
   式（１）において、Ｒ^１は、水素、炭素数１から１２のアルキル、炭素数１から１２のアルコキシ、炭素数２から１２のアルケニル、炭素数２から１２のアルケニルオキシ、または少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数１から１２のアルキルであり；Ｘ^１、Ｘ^２、Ｘ^３、Ｘ^４、およびＸ^５は、水素またはフッ素であり、Ｘ^１、Ｘ^２、Ｘ^３、Ｘ^４、およびＸ^５の少なくとも１つはフッ素であり；
   式（２）において、Ｒ^２は、炭素数１から１２のアルキル、炭素数１から１２のアルコキシ、または炭素数２から１２のアルケニルであり；環Ａ^１および環Ａ^２は、１，４－フェニレン、２－フルオロ－１，４－フェニレン、２，３－ジフルオロ－１，４－フェニレン、または２，６－ジフルオロ－１，４－フェニレンであり；Ｚ^１およびＺ^２は、単結合、エチレン、ビニレン、メチレンオキシ、カルボニルオキシ、またはジフルオロメチレンオキシであり；Ｘ^６およびＸ^７は、水素またはフッ素であり；Ｙ^１は、フッ素、塩素、少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数１から１２のアルキル、少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数１から１２のアルコキシ、または少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数２から１２のアルケニルオキシであり；ｍは、１、２、または３であり；
   式（３）において、Ｒ^３およびＲ^４は、炭素数１から１２のアルキル、炭素数１から１２のアルコキシ、炭素数２から１２のアルケニル、または少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数２から１２のアルケニルであり；環Ｂおよび環Ｃは、１，４－シクロヘキシレン、１，４－フェニレン、２－フルオロ－１，４－フェニレン、または２，５－ジフルオロ－１，４－フェニレンであり；Ｚ^３は、単結合、エチレン、ビニレン、メチレンオキシ、またはカルボニルオキシであり；ｎは、１、２、または３である。
2. 成分Ａとして式（１－１）から式（１－６）で表される化合物から選択された少なくとも１つの化合物を含有する、請求項１に記載の液晶組成物。
   
   

   

   
   式（１－１）から式（１－６）において、Ｒ^１は、水素、炭素数１から１２のアルキル、炭素数１から１２のアルコキシ、炭素数２から１２のアルケニル、炭素数２から１２のアルケニルオキシ、または少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数１から１２のアルキルである。
3. 成分Ａの割合が１質量％から５０質量％の範囲である、請求項１または２に記載の液晶組成物。
4. 成分Ｂとして式（２－１）から式（２－１１）で表される化合物から選択された少なくとも１つの化合物を含有する、請求項１から３のいずれか１項に記載の液晶組成物。
   
   

   

   
   

   

   
   式（２－１）から式（２－１１）において、Ｒ^２は、炭素数１から１２のアルキル、炭素数１から１２のアルコキシ、または炭素数２から１２のアルケニルである。
5. 成分Ｂの割合が１質量％から５０質量％の範囲である、請求項１から４のいずれか１項に記載の液晶組成物。
6. 成分Ｃとして式（３－１）から式（３－１３）で表される化合物から選択された少なくとも１つの化合物を含有する、請求項１から５のいずれか１項に記載の液晶組成物。
   
   

   

   
   式（３－１）から式（３－１３）において、Ｒ^３およびＲ^４は、炭素数１から１２のアルキル、炭素数１から１２のアルコキシ、炭素数２から１２のアルケニル、または少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数２から１２のアルケニルである。
7. 成分Ｃの割合が２０質量％から９０質量％の範囲である、請求項１から６のいずれか１項に記載の液晶組成物。
8. 成分Ｄとして式（４）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの化合物を含有する、請求項１から７のいずれか１項に記載の液晶組成物。
   
   

   

   
   式（４）において、Ｒ^５は、炭素数１から１２のアルキル、炭素数１から１２のアルコキシ、または炭素数２から１２のアルケニルであり；環Ｄは、１，４－シクロヘキシレン、１，４－フェニレン、２－フルオロ－１，４－フェニレン、２，３－ジフルオロ－１，４－フェニレン、２，６－ジフルオロ－１，４－フェニレン、ピリミジン－２，５－ジイル、１，３－ジオキサン－２，５－ジイル、またはテトラヒドロピラン－２，５－ジイルであり、環Ｄの少なくとも１つは、１，４－シクロヘキシレン、ピリミジン－２，５－ジイル、１，３－ジオキサン－２，５－ジイル、またはテトラヒドロピラン－２，５－ジイルであり；Ｚ^４は、単結合、エチレン、ビニレン、メチレンオキシ、カルボニルオキシ、またはジフルオロメチレンオキシであり；Ｘ^８およびＸ^９は、水素またはフッ素であり；Ｙ^２は、フッ素、塩素、少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数１から１２のアルキル、少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数１から１２のアルコキシ、または少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数２から１２のアルケニルオキシであり；ａは、１、２、３、または４である。
9. 成分Ｄとして式（４－１）から式（４－２４）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの化合物を含有する、請求項１から８のいずれか１項に記載の液晶組成物。
   
   

   

   
   

   

   
   

   

   
   式（４－１）から式（４－２４）において、Ｒ^５は、炭素数１から１２のアルキル、炭素数１から１２のアルコキシ、または炭素数２から１２のアルケニルである。
10. 成分Ｄの割合が１質量％から５０質量％の範囲である、請求項８または９に記載の液晶組成物。
11. 成分Ｅとして式（５）で表される化合物から選択された少なくとも１つの化合物を含有する、請求項１から１０のいずれか１項に記載の液晶組成物。
    
    

    

    
    式（５）において、Ｒ^６およびＲ^７は、水素、炭素数１から１２のアルキル、炭素数１から１２のアルコキシ、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、１，４－シクロヘキシレン、１，４－シクロヘキセニレン、テトラヒドロピラン－２，５－ジイル、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、ナフタレン－２，６－ジイル、少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられたナフタレン－２，６－ジイル、クロマン－２，６－ジイル、または少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられたクロマン－２，６－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、７，８－ジフルオロクロマン－２，６－ジイル、３，４，５，６－テトラフルオロフルオレン－２，７－ジイル、４，６－ジフルオロジベンゾフラン－３，７－ジイル、４，６－ジフルオロジベンゾチオフェン－３，７－ジイル、または１，１，６，７－テトラフルオロインダン－２，５－ジイルであり；Ｚ^５およびＺ^６は、単結合、エチレン、ビニレン、メチレンオキシ、またはカルボニルオキシであり；ｃは、０、１、２、または３であり、ｄは、０または１であり、そしてｃおよびｄの和は、３以下である。
12. 成分Ｅとして式（５－１）から式（５－３５）で表される化合物から選択された少なくとも１つの化合物を含有する、請求項１から１１のいずれか１項に記載の液晶組成物。
    
    

    

    
    

    

    
    

    

    
    

    

    
    式（５－１）から式（５－３５）において、Ｒ^６およびＲ^７は、水素、炭素数１から１２のアルキル、炭素数１から１２のアルコキシ、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。
13. 成分Ｅの割合が３質量％から４５質量％の範囲である、請求項１１または１２に記載の液晶組成物。
14. 少なくとも０℃から６０℃の範囲でネマチック相を有する、請求項１から１３のいずれか１項に記載の液晶組成物。
15. ネマチック相の上限温度が６０℃以上であり、波長５８９ｎｍにおける光学異方性（２５℃で測定）が０．０７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２．０以上である、請求項１から１４のいずれか１項に記載の液晶組成物。
16. 請求項１から１５のいずれか１項に記載の液晶組成物を含有する液晶表示素子。
17. 液晶表示素子の動作モードが、ＴＮモード、ＥＣＢモード、ＯＣＢモード、ＩＰＳ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。
18. 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。