JP5200543B2

JP5200543B2 - 液晶組成物および液晶表示素子

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Publication number: JP5200543B2
Application number: JP2007554868A
Authority: JP
Inventors: 浩章藤田; 憲和服部
Original assignee: JNC Corp; JNC Petrochemical Corp
Current assignee: JNC Corp; JNC Petrochemical Corp
Priority date: 2006-01-17
Filing date: 2007-01-11
Publication date: 2013-06-05
Anticipated expiration: 2027-01-11
Also published as: CN101365768B; US20090103042A1; ATE523578T1; CN101365768A; KR20080084829A; JPWO2007083561A1; KR101349611B1; EP1975220A1; TW200728437A; EP1975220B1; EP1975220A4; WO2007083561A1; TWI424049B; US7794801B2

Description

本発明は、液晶組成物、および液晶表示素子に関する。さらに詳しくは、主としてＡＭ（active matrix）方式で駆動する液晶表示素子に適する液晶組成物、およびこの組成物を含有する液晶表示素子に関する。

液晶表示素子（本発明において液晶表示素子とは液晶表示パネル、液晶表示モジュールの総称を意味する。）は、液晶組成物が有する光学異方性、誘電率異方性などを利用しているが、この液晶表示素子の動作モードとしては、ＰＣ（phase change）モード、ＴＮ（twisted nematic）モード、ＳＴＮ（super twisted nematic）モード、ＢＴＮ（Bistable twisted nematic）モード、ＥＣＢ（electrically controlled birefringence）モード、ＯＣＢ（optically compensated bend）モード、ＩＰＳ（in-plane switching）モード、ＶＡ（vertical alignment）モードなどの様々なモードが知られている。これら動作モードの中でもＥＣＢモード、ＩＰＳモード、ＶＡモードなどはＴＮモード、ＳＴＮモード等の従来の動作モードの欠点である視野角の狭さを改善できることが知られている。これら動作モードの液晶表示素子には負の誘電率異方性を有する液晶組成物を使用できる。
従来からこれら動作モードの液晶表示素子に使用可能な、負の誘電率異方性を有する液晶組成物として、ベンゼン環上の水素がフッ素で置き換えられた２，３−ジフオロフェニレンを有する液晶性化合物を含む組成物が数多く検討されている。例えば、特許文献１および２には、２，３−ジフオロフェニレンを有する液晶性化合物が開示されている。

なお本明細書中では、「液晶性化合物」とは、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、および液晶相を有さないが液晶組成物として有用な化合物の総称を意味する。成分の含有割合は液晶性化合物の全重量に基づいて算出する。この際の液晶性化合物は、下記（Ａ）式で示される化合物である。この化合物は光学活性であってもよい。

上記（Ａ）式中、Ｒ_ｘおよびＲ_ｙは、各々独立して、水素、アルキル、アルコキシ、アルコキシアルキル、アルコキシアルコキシ、アシルオキシ、アシルオキシアルキル、アルコキシカルボニル、アルコキシカルボニルアルキル、アルケニル、アルケニルオキシ、アルケニルオキシアルキル、アルコキシアルケニル、アルキニル、アルキニルオキシ、シアノ、−ＮＣＳ、フッ素、または塩素である。これら基において炭素数は１０以下である。炭素数が１〜５の基において任意の水素はフッ素または塩素で置き換えられてもよく、置き換えられたフッ素と塩素との合計は、１〜１１である。上記（Ａ）式中、Ａは、１，４−シクロヘキシレン、１，４−フェニレン、ピラン−２，５−ジイル、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、ピリジン−２，５−ジイル、ピリミジン−２，５−ジイル、デカヒドロナフタレン−２，６−ジイル、１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル、またはナフタレン−２，６−ジイルである。これらＡにおいて任意の水素は、フッ素または塩素で置き換えられてもよい。Ａにおいて置き換えられたフッ素と塩素との合計は１〜４である。１，４−フェニレンにおいて任意の１つまたは２つの水素は、シアノ、メチル、ジフルオロメチル、またはトリフルオロメチルで置き換えられてもよい。上記（Ａ）式中、Ｙは、単結合、−（ＣＨ₂）₂−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ₂Ｏ−、−ＯＣＨ₂−、−ＣＦ₂Ｏ−、−ＯＣＦ₂−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−（ＣＨ₂）₄−、−（ＣＨ₂）₃−Ｏ−、−Ｏ−（ＣＨ₂）₃−、−ＣＨ＝ＣＨ−（ＣＨ₂）₂−、−（ＣＨ₂）₂−ＣＨ＝ＣＨ−、−（ＣＨ₂）₂ＣＦ₂Ｏ−、−ＯＣＦ₂（ＣＨ₂）₂−、−（ＣＨ₂）₂ＣＯＯ−、−（ＣＨ₂）₂ＯＣＯ−、−ＣＯＯ（ＣＨ₂）₂−、−ＯＣＯ（ＣＨ₂）₂−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＯＣＯ−、−ＣＯＯ−ＣＨ＝ＣＨ−、または−ＯＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ−である。上記（Ａ）式中、ｎは、１、２、３、または４である。

しかし、特許文献１および２に例示されるベンゼン環上の水素がフッ素で置き換えられた化合物は他の液晶性化合物に対して低い温度領域での相溶性に乏しく、液晶組成物とした場合、低温領域で使用することができない場合があった。
特許文献３には、本発明の第一成分が開示され、特許文献４の実施例２４には第一成分である式（１−１）の化合物の合成例が記載されている。特許文献６には本発明の第一成分を含有する組成物が開示されている。しかし、低い温度領域での相溶性が乏しい場合や粘性が大きい場合があり、液晶組成物として望ましくない場合があった。
特許第２８１１３４２号特許第１７６１４９２号特開昭６０−１９９８４０号ＤＥ３９０６０５８Ｃ２ＤＥ４２２３０５９Ａ１特開２００５−３１４５９８号

ＩＰＳモードおよびＶＡモード等の動作モードの液晶表示素子であっても、ＣＲＴと比較すれば表示素子としてはいまだ問題があり、物性の向上が望まれている。
上述したＩＰＳモード、あるいはＶＡモードで動作する表示素子は、主として、負の誘電率異方性を有する液晶組成物を含有しているが、上記特性等をさらに向上させるためには、上記液晶組成物が、以下（１）〜（５）で示す特性を有することが好ましい。
すなわち、（１）ネマチック相の温度範囲が広い、（２）粘度が小さい、（３）光学異方性が適切である、（４）誘電率異方性の絶対値が大きい、（５）比抵抗が大きい、ことが好ましい。

ネマチック相の温度範囲は、液晶表示素子を使用する温度範囲に関連をしており、（１）のようにネマチック相の温度範囲が広い液晶組成物を含有する液晶表示素子は、液晶表示素子として使用する温度範囲を広くできる。
（２）のように粘度の小さい液晶組成物を含有する液晶表示素子は、応答時間を短くできる。液晶表示素子の応答時間が短い場合には、動画表示に好適に使用できる。また、液晶組成物を液晶表示素子の液晶セルに液晶組成物を注入する際に、注入時間を短縮し作業性を向上できる。
（３）のように光学異方性が適切な液晶組成物を含有する液晶表示素子は、コントラスト比を大きくできる。
（４）のように誘電率異方性の絶対値が大きい液晶組成物を含有する液晶表示素子は、しきい電圧値を下げ、駆動電圧を低くでき、さらに消費電力を小さくできる。
（５）のように比抵抗が大きい液晶組成物を含有する液晶表示素子は、電圧保持率を大きくでき、コントラスト比を大きくできる。したがって、初期に大きな比抵抗値を有し、さらに長時間使用したあとでも大きな比抵抗値を有する液晶組成物が好ましい。

本発明の目的の１つは、ネマチック相の温度範囲が広く、粘度が小さく、適切な光学異方性を有し、負の誘電率異方性が大きく、比抵抗値が大きい液晶組成物を提供することである。また本発明の他の目的は、上記特性を満たしながら、光学異方性が大きく、ネマチック相の下限温度が低い、好ましくは−２０℃以下である液晶組成物を提供することである。さらに本発明の他の目的は、上記組成物を含有し、電圧保持率が大きく、ＶＡモード、ＩＰＳモードなどに適したアクティブマトリクス（ＡＭ）方式で駆動する液晶表示素子を提供することである。

本発明者らは、エチレン結合および２，３−ジフルオロフェニレンを有する液晶性化合物である第一成分と、２つの水素がハロゲンで置き換えられたフェニレンを有する液晶性化合物である第二成分とを含有する特定の液晶組成物が、ネマチック相の温度範囲が広く、粘度が小さく、適切な光学異方性を有し、負の誘電率異方性が大きく、比抵抗値が大きいこと、さらに上記組成物を含有する液晶表示素子が、電圧保持率が大きいことを見い出し、本発明を完成するに到った。

すなわち本発明は、以下〔１〕〜〔１５〕に記載された事項を有している。

〔１〕下記式（１−１）および式（１−２）で表される化合物群から選択される少なくとも１つの化合物からなる第一成分と、下記式（２−１）〜式（２−３）で表される化合物群から選択される少なくとも１つの化合物からなる第二成分とを含有し、そして負の誘電率異方性を有する液晶組成物。

（式（１−１）、式（１−２）および式（２−１）〜式（２−３）において、
Ｒ^１およびＲ^３は独立して、アルキル、またはアルケニルであり；
Ｒ^２、Ｒ^４およびＲ^５は独立して、アルキル、アルケニルまたはアルコキシであり；
環Ｂ、環Ｃ、および環Ｄは独立して、１，４−シクロヘキシレンまたは１，４−フェニレンであり；
Ｚ^１、Ｚ^２およびＺ^３は独立して、単結合、−（ＣＨ_２）_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、または−ＯＣＨ_２−であり；
Ｘ^１およびＸ^２は、一方がフッ素であり他方は塩素である。）

〔２〕下記式（１−１）および式（１−２）で表される化合物群から選択される少なくとも１つの化合物からなる第一成分と、下記式（２−１−１）、式（２−２−１）および式（２−３−１）で表される化合物群から選択される少なくとも１つの化合物からなる第二成分とを含有し、そして負の誘電率異方性を有する液晶組成物。

（式（１−１）、式（１−２）、式（２−１−１）、式（２−２−１）、および式（２−３−１）において、
Ｒ^１およびＲ^３は独立して、アルキルまたはアルケニルであり；
Ｒ^２、Ｒ^４およびＲ^５は独立して、アルキル、アルケニルまたはアルコキシであり；
Ｃは独立して、１，４−シクロヘキシレンまたは１，４−フェニレンであり；
Ｘ^１およびＸ^２は、一方がフッ素であり他方は塩素である。）

〔３〕下記式（１−１）および式（１−２）で表される化合物群から選択される少なくとも１つの化合物からなる第一成分と、下記式（２−１−１−１）〜式（２−１−１−４）および式（２−２−１−１）〜式（２−２−１−４）で表される化合物群から選択される少なくとも１つの化合物からなる第二成分とを含有し、そして負の誘電率異方性を有する液晶組成物。

（式（１−１）、式（１−２）、式（２−１−１−１）〜式（２−１−１−４）、および式（２−２−１−１）〜式（２−２−１−４）において、
Ｒ^１およびＲ^３は独立して、アルキルまたはアルケニルであり；
Ｒ^２およびＲ^４は独立して、アルキル、アルケニルまたはアルコキシである。）

〔４〕下記式（１−１）および式（１−２）で表される化合物群から選択される少なくとも１つの化合物からなる第一成分と、下記式（２−１−１−１）、式（２−１−１−２）、式（２−２−１−１）、および式（２−２−１−２）で表される化合物群から選択される少なくとも１つの化合物からなる第二成分とを含有し、そして負の誘電率異方性を有する液晶組成物。

（式（１−１）、式（１−２）、式（２−１−１−１）、式（２−１−１−２）、式（２−２−１−１）、および式（２−２−１−２）において、
Ｒ^１およびＲ^３は独立して、アルキルまたはアルケニルであり；
Ｒ^２およびＲ^４は独立して、アルキル、アルケニルまたはアルコキシである。）

〔５〕第一成分が上記式（１−１）で表される化合物群から選択される少なくとも１つの化合物であり、第二成分が上記式（２−２−１−１）および式（２−２−１−２）で表される化合物群から選択される少なくとも１つの化合物である項〔４〕に記載の液晶組成物。

〔６〕第一成分が上記式（１−２）で表される化合物群から選択される少なくとも１つの化合物であり、第二成分が、上記式（２−１−１−１）および式（２−１−１−２）で表される化合物群から選択される少なくとも１つの化合物である項〔４〕に記載の液晶組成物。

〔７〕第一成分が上記式（１−１）で表される化合物群から選択される少なくとも１つの化合物と、上記式（１−２）で表される化合物群から選択される少なくとも１つの化合物との混合物であり、第二成分が上記式（２−２−１−１）および式（２−２−１−２）で表される化合物群から選択される少なくとも１つの化合物である項〔４〕に記載の液晶組成物。

〔８〕第一成分が上記式（１−１）で表される化合物群から選択される少なくとも１つの化合物と、上記式（１−２）で表される化合物群から選択される少なくとも１つの化合物との混合物であり、第二成分が上記式（２−１−１−１）および式（２−１−１−２）で表される化合物群から選択される少なくとも１つの化合物と、上記式（２−２−１−１）および式（２−２−１−２）で表される化合物群から選択される少なくとも１つの化合物との混合物である項〔４〕に記載の液晶組成物。

〔９〕液晶性化合物の全重量に基づいて、上記第一成分の含有割合が２０〜７０重量％の範囲であり、上記第二成分の含有割合が１０〜７０重量％の範囲である項〔１〕〜〔８〕のいずれか１項に記載の液晶組成物。

〔１０〕上記第一成分および第二成分に加えて、下記式（３）で表される化合物群から選択される少なくとも１つの化合物である第三成分を含有する、項〔１〕〜〔９〕のいずれか１項に記載の液晶組成物。

（式（３）において、
Ｒ^６は独立して、アルキルまたはアルケニルであり；
Ｒ^７は独立して、アルキル、アルケニルまたはアルコキシであり；
環Ｅ、環Ｆおよび環Ｇは独立して、１，４−シクロヘキシレン、１，４−フェニレン、２−フルオロ−１，４−フェニレン、または３−フルオロ−１，４−フェニレンであり；
Ｚ^４およびＺ^５は独立して、単結合、−（ＣＨ_２）_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＯＣＨ_２−、−ＣＯＯ−、または−ＯＣＯ−であり；
Ｐは０または１である。）

〔１１〕上記第三成分が、下記式（３−１）〜式（３−７）で表される化合物群から選択される少なくとも１つの化合物である項〔１０〕に記載の液晶組成物。

（式（３−１）〜式（３−７）において、
Ｒ^６は独立して、アルキルまたはアルケニルであり；
Ｒ^７は独立して、アルキル、アルケニルまたはアルコキシである。）

〔１２〕上記第三成分が、上記式（３−１）、式（３−２）、式（３−４）、および式（３−６）で表される化合物群から選択される少なくとも１つの化合物である項〔１０〕または〔１１〕に記載の液晶組成物。

〔１３〕液晶性化合物の全重量に基づいて、上記第一成分の含有割合が２０〜７０重量％の範囲であり、上記第二成分の含有割合が５〜７０重量％の範囲であり、上記第三成分の含有割合が１０〜５０重量％の範囲である項〔１０〕〜〔１２〕のいずれか１項に記載の液晶組成物。

〔１４〕上記式（１−１）および式（１−２）で表される化合物群から選択される少なくとも１つの化合物からなる第一成分と、上記式（２−１−１−１）〜式（２−１−１−４）および式（２−２−１−１）〜式（２−２−１−４）で表される化合物群から選択される少なくとも１つの化合物からなる第二成分と、上記式（３−１）、式（３−２）、式（３−４）および式（３−６）で表される化合物群から選択される少なくとも１つの化合物からなる第三成分を含有する、項〔１０〕〜〔１３〕のいずれか１項に記載の液晶組成物。

〔１５〕第一成分が上記式（１−１）で表される化合物群から選択される少なくとも１つの化合物であり、第二成分が上記式（２−２−１−１）および式（２−２−１−２）で表される化合物群から選択される少なくとも１つの化合物であり、第三成分が上記式（３−１）、式（３−２）、式（３−４）および式（３−６）で表される化合物群から選択される少なくとも１つの化合物である、項〔１０〕〜〔１４〕のいずれか１項に記載の液晶組成物。

〔１６〕第一成分が上記式（１−２）で表される化合物群から選択される少なくとも１つの化合物であり、第二成分が、上記式（２−１−１−１）および式（２−１−１−２）で表される化合物群から選択される少なくとも１つの化合物であり、第三成分が上記式（３−１）、式（３−２）、式（３−４）、および式（３−６）で表される化合物群から選択される少なくとも１つの化合物である、項〔１０〕〜〔１４〕のいずれか１項に記載の液晶組成物。

〔１７〕第一成分が上記式（１−１）で表される化合物群から選択される少なくとも１つの化合物と、上記式（１−２）で表される化合物群から選択される少なくとも１つの化合物との混合物であり、第二成分が上記式（２−２−１−１）および式（２−２−１−２）で表される化合物群から選択される少なくとも１つの化合物であり、第三成分が上記式（３−１）、式（３−２）、式（３−４）、および式（３−６）で表される化合物群から選択される少なくとも１つの化合物である、項〔１０〕〜〔１４〕のいずれか１項に記載の液晶組成物。

〔１８〕液晶性化合物の全重量に基づいて、上記第一成分の含有割合が２５〜７０重量％の範囲であり、上記第二成分の含有割合が１０〜６５重量％の範囲であり、上記第三成分の含有割合が１０〜５０重量％の範囲である項〔１４〕〜〔１７〕のいずれか１項に記載の液晶組成物。

〔１９〕上記第一成分、第二成分および第三成分に加えて、下記式（４−１）〜式（４−４）で表される化合物群から選択される少なくとも１つの化合物である第四成分を含有する、項〔１〕〜〔１８〕のいずれか１項に記載の液晶組成物。

（式（４−１）〜式（４−４）において、
Ｒ^８は独立して、アルキルまたはアルケニルであり；
Ｒ^９およびＲ^１０は独立して、アルキル、アルケニルまたはアルコキシである。）

〔２０〕上記式（１−１）および式（１−２）で表される化合物群から選択される少なくとも１つの化合物からなる第一成分と、上記式（２−１−１−１）〜式（２−１−１−４）および式（２−２−１−１）〜式（２−２−１−４）で表される化合物群から選択される少なくとも１つの化合物からなる第二成分と、上記式（３−１）、式（３−２）、式（３−４）、および式（３−６）で表される化合物群から選択される少なくとも１つの化合物からなる第三成分と、上記式（４−１）、式（４−２）および式（４−３）で表される化合物群から選択される少なくとも１つの化合物からなる第四成分を含有する、項〔１９〕に記載の液晶組成物。

〔２１〕液晶性化合物の全重量に基づいて、上記第一成分の含有割合が２５〜７０重量％の範囲であり、上記第二成分の含有割合が１０〜５５重量％の範囲であり、上記第三成分の含有割合が１０〜５０重量％であり、上記第四成分の含有割合が１０〜５５重量％の範囲である項〔１９〕または〔２０〕に記載の液晶組成物。

〔２２〕上記液晶組成物の光学異方性の値が０．０７〜０．１６の範囲である請求項１〜２１のいずれか１項に記載の液晶組成物。

〔２３〕上記液晶組成物の誘電率異方性の値が−５．０〜−２．０の範囲である請求項１〜２２のいずれか１項に記載の液晶組成物。

〔２４〕項〔１〕〜〔２３〕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。

〔２５〕上記液晶表示素子の動作モードが、ＶＡモードまたはＩＰＳモードであり、上記液晶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〔２４〕に記載の液晶表示素子。

本発明の液晶組成物は、ネマチック相の温度範囲が広く、粘度が小さく、適切な光学異方性を有し、負の誘電率異方性が大きく、比抵抗が大きい。また、これら特性のバランスにも優れる。本発明の液晶組成物は光学異方性を大きくでき、ネマチック相の下限温度を低く、好ましくは−２０℃以下にできる。本発明の液晶組成物は、好ましくは光学異方性を０．０７〜０．２０の範囲とし、誘電率異方性を−５．０〜−２．０の範囲とすることができる。本発明の液晶表示素子は上記組成物を含有しており、電圧保持率が高い。また、この液晶表示素子は、上記特性を有する組成物を含有するので、ＶＡモード、ＩＰＳモードなどの動作モードを有するアクティブマトリクス（ＡＭ）方式で駆動する液晶表示素子（以下「ＡＭ素子」ともいう）として好適に使用できる。

本発明の液晶組成物は、エチレン結合および２,３−ジフルオロフェニレンを有する液晶性化合物である第一成分と、２つの水素がハロゲンで置き換えられたフェニレンを有する液晶性化合物である第二成分と、必要に応じてさらに、特定構造の液晶性化合物である第三成分、第四成分を含有している。

以下、まず各成分につき、成分に用いる化合物の構造、成分の特徴および効果、具体例および好ましい態様について説明をする。

〔第一成分〕
本発明の液晶組成物の第一成分は、下記式（１−１）および式（１−２）で表される化合物群から選択された少なくとも１つの液晶性化合物であり、エチレン結合および２,３−ジフルオロフェニレンを有する。

上記式（１−１）および式（１−２）において、各々独立して、Ｒ^１およびＲ^２は以下のように定義される。
Ｒ^１は独立して、アルキル、またはアルケニルであり、Ｒ^２は独立して、アルキル、アルケニルまたはアルコキシである。
上記アルキルの中でも、炭素数が１〜２０のアルキルが好ましく、炭素数が１〜１０のアルキルがより好ましく、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、またはオクチルがさらに好ましく、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、またはヘプチルが特に好ましい。

上記アルケニルの中でも、炭素数が２〜２０のアルケニルが好ましく、炭素数が２〜１０のアルケニルがより好ましく、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−ヘキセニルがさらに好ましく、ビニル、１−プロペニル、３−ブテニル、または３−ペンテニルが特に好ましい。

なお、Ｒ^１またはＲ^２が上記アルケニルである場合には、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をしている。Ｒ^１またはＲ^２が、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、または３−ヘキセニル等の二重結合が始まる炭素の位置番号が奇数である場合にはトランス配置が好ましい。Ｒ^１またはＲ^２が、２−ブテニル、２−ペンテニル、２−ヘキセニル、４−ヘキセニル等の二重結合が始まる炭素の位置番号が偶数である場合にはシス配置が好ましい。

上記アルコキシの中でも、炭素数が１〜２０のアルコキシが好ましく、炭素数が１〜１０のアルコキシがより好ましく、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がさらに好ましく、メトキシ、エトキシ、またはブトキシが特に好ましい。

上記式（１−１）および式（１−２）で表される化合物は、エチレン結合および２,３−ジフルオロフェニレンを有している。第一成分である液晶性化合物がこのような構造を有することにより、本発明に係る液晶組成物では、ネマチック相の下限温度を低くでき、負の誘電率異方性が大きく、粘性を小さくできる。

上記式（１−１）で表される液晶性化合物は、一般的な液晶性化合物と比較すると、ネマチック相の下限温度を低くし、粘度が小さく、光学異方性が小さく、負の誘電率異方性が大きく、比抵抗が大きい点に特徴がある。

上記式（１−２）で表される液晶性化合物は、一般的な液晶性化合物と比較すると、ネマチック相の上限温度は高く、粘度が小から中程度であり、光学異方性が中程度であり、負の誘電率異方性が大きく、比抵抗が大きい点に特徴がある。

これら上記式（１−１）および式（１−２）で表される化合物の中でも、Ｒ^１が独立してアルキルで表される化合物が好ましく、Ｒ^２が独立してアルキルまたはアルコキシで表される化合物が好ましい。さらに、Ｒ^２が独立してアルコキシで表される化合物が好ましい。これら化合物の中でも上記式（１−１）で表される化合物がより好ましい。

第一成分である液晶性化合物が上記式で表される化合物である場合には、液晶組成物のネマチック相の下限温度をより一層低くでき、粘度を小さく、負の誘電率異方性を大きくできる。特に、Ｒ^２がアルコキシである場合にはより負の誘電率異方性を大きくできる。

これら液晶性化合物は、第一成分として、単独で用いても、複数組み合わせて用いてもよい。

〔第二成分〕
本発明の液晶組成物の第二成分は、下記式（２−１）〜式（２−３）で表される少なくとも１つの液晶性化合物である。

上記式（２−１）〜式（２−３）において、各々独立して、Ｒ^３、Ｒ^４、Ｒ^５、環Ｂ、環Ｃ、環Ｄ、Ｚ^１、Ｚ^２およびＺ^３は以下のように定義される。

Ｒ^３は独立して、アルキルまたはアルケニルであり、Ｒ^４およびＲ^５は独立して、アルキル、アルケニルまたはアルコキシである。Ｒ^３、Ｒ^４およびＲ^５のアルキル、アルケニル、およびアルコキシの好ましい態様については、Ｒ^１およびＲ^２の場合と同様である。

これら上記式（２−１）〜式（２−２）で表される化合物の中でも、Ｒ^３およびＲ^５が独立してアルキルで表される化合物が好ましく、Ｒ^４が独立してアルキルまたはアルコキシで表される化合物が好ましい。さらに、Ｒ^４が独立してアルコキシで表される化合物が好ましい。

環Ｂ、環Ｃ、および環Ｄは独立して、１，４−シクロヘキシレン、または１，４−フェニレンである。なお、上記式（２−１）〜式（２−３）で表される化合物に含まれる環が１，４−シクロへキシレンである場合には、その立体配置はトランス配置が好ましい。

Ｚ^１、Ｚ^２およびＺ^３は独立して、単結合、−（ＣＨ_２）_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、または−ＯＣＨ_２−である。

Ｘ^１およびＸ^２は一方がフッ素であり、他方は塩素である。

これら式（２−１）〜式（２−３）で表される化合物の中でも、下記式（２−１−１）、式（２−２−１）および式（２−３−１）で表される化合物が好ましい。

上記式（２−１−１）、式（２−２−１）、および式（２−３−１）において、Ｒ^３、Ｒ^４、Ｒ^５、および環Ｃは以下のように定義される。

Ｒ^３、Ｒ^４およびＲ^５は独立して、アルキル、アルケニルまたはアルコキシであり；
環Ｃは独立して、１，４−シクロヘキシレンまたは１，４−フェニレンである。

上記式（２−１−１）、式（２−２−１）および式（２−３−１）で表される化合物は２位および３位の一方の水素がフッ素で置き換えられ、他方の水素が塩素で置き換えられた１，４−フェニレンを有する。第二成分である液晶性化合物がこのような構造を有することにより、本発明に係る液晶組成物は誘電率異方性を負に大きくできる。

これら式（２−１−１）、式（２−２−１）および式（２−３−１）で表される化合物の中でも、下記式（２−１−１−１）〜式（２−１−１−４）および式（２−２−１−１）〜式（２−２−１−４）で表される化合物が好ましい。

上記式（２−１−１−１）〜式（２−１−１−４）および式（２−２−１−１）〜式（２−２−１−４）において、Ｒ^３およびＲ^４は以下のように定義される。

Ｒ^３およびＲ^４は独立して、アルキル、アルケニルまたはアルコキシである。

これら化合物の中でも上記式（２−１−１−１）〜式（２−１−１−４）で表される液晶性化合物は、一般的な液晶性化合物と比較すると、ネマチック相の上限温度は必ずしも高くないが、粘度が中程度であり、光学異方性が小〜中程度であり、負の誘電率異方性が中程度〜比較的大であり、比抵抗が大きい点に特徴がある。

これら化合物の中でも上記式（２−２−１−１）〜式（２−２−１−４）で表される液晶性化合物は、一般的な液晶性化合物と比較すると、ネマチック相の上限温度は中程度〜高く、粘度が大であり、光学異方性が中程度〜大であり、負の誘電率異方性が大であり、比抵抗が大きい点に特徴がある。

これら式（２−１−１−１）〜式（２−１−１−４）および式（２−２−１−１）〜式（２−２−１−４）で表される化合物の中でも、式（２−１−１−１）、式（２−１−１−２）、式（２−２−１−１）および式（２−２−１−２）で表される化合物が好ましい。第二成分が上記化合物である場合には、ネマチック相の下限温度を低くし、液晶組成物の誘電率異方性を負に大きくできる。特に、Ｒ^４がアルコキシである場合にはより負の誘電率異方性を大きくできる。

上記式（２−１）〜式（２−３）には上記好ましい化合物の以外に、以下の化合物などが例示される。

本発明の液晶組成物に用いる第二成分は、上記式（２−１）〜式（２−３）で表され、Ｘ^１が塩素でＸ^２がフッ素である１つの化合物だけであってもよく、上記式で表され、Ｘ^１が塩素でＸ^２がフッ素である２つ以上の化合物であってもよい。
また上記第二成分は、上記式（２−１）〜式（２−３）で表され、Ｘ^１がフッ素でＸ^２が塩素である１つの化合物だけであってもよく、上記式で表され、Ｘ^１がフッ素でＸ^２が塩素である２つ以上の化合物であってもよい。
さらに上記第ニ成分は、上記式（２−１）〜式（２−３）で表され、Ｘ^１が塩素でＸ^２がフッ素である化合物と、Ｘ^１がフッ素でＸ^２が塩素である化合物との混合物であってもよい。この場合には、液晶組成物のネマチック相の下限温度が低くなる場合がある。

これらの中でも、上記式（２−１）〜式（２−３）で表され、Ｘ^１が塩素でＸ^２がフッ素である化合物と、Ｘ^１がフッ素でＸ^２が塩素である化合物との混合物を第二成分として用いた液晶組成物は、ネマチック相の下限温度を低くできる場合がある。

〔第三成分〕
本発明の液晶組成物は、さらに必要に応じて、下記式（３）で表される少なくとも１つの液晶性化合物である第三成分を含有する。

上記式（３）において、Ｒ^６は独立して、アルキルまたはアルケニルであり、Ｒ^７は独立して、アルキル、アルケニルまたはアルコキシである。Ｒ^６の好ましい態様は、上記第一成分の式（１−１）で表される化合物中のＲ^１と同様である。またＲ^７の好ましい態様は、上記第一成分の式（１−２）で表される化合物中のＲ^２と同様である。

環Ｅ、環Ｆおよび環Ｇは独立して、１，４−シクロヘキシレン、１，４−フェニレン、２−フルオロ−１，４−フェニレン、または３−フルオロ−１，４−フェニレンである。Ｚ^４およびＺ^５は独立して、単結合、−（ＣＨ_２）_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＯＣＨ_２−、−ＣＯＯ―または−ＯＣＯ−である。Ｐは０または１である。

第三成分である液晶性化合物がこのような構造を有することにより、本発明に係る液晶組成物の粘度を小さくできる。また、液晶性化合物全重量に対する第三成分の含有割合を変化させることで、ネマチック相の上限温度を容易に変化させることができ、光学異方性を容易に変化させることができる。

上記式（３）で表される化合物の中でも、下記式（３−１）〜式（３−７）で表される化合物が好ましい。

Ｒ^６およびＲ^７は、上記式（３）で表される化合物の場合と同様である。

これら化合物の中でも上記式（３−１）〜式（３−３）で表される液晶性化合物は、一般的な液晶性化合物と比較すると、ネマチック相の上限温度は高くはないが、粘度が小さく、光学異方性が小〜大であり、負の誘電率異方性が極めて小さく、比抵抗が大きい点に特徴がある。

これら化合物の中でも上記式（３−４）および式（３−５）で表される液晶性化合物は、一般的な液晶性化合物と比較すると、ネマチック相の上限温度は高く、粘度が小さく、光学異方性が中程度〜大であり、負の誘電率異方性が極めて小さく、比抵抗が大きい点に特徴がある。

これら化合物の中でも上記式（３−６）および式（３−７）で表される液晶性化合物は、一般的な液晶性化合物と比較すると、ネマチック相の上限温度は高く、粘度が中程度であり、光学異方性が大であり、負の誘電率異方性が小さく、比抵抗が大きい点に特徴がある。

これら化合物の中でも上記式（３−１）、式（３−２）および式（３−４）で表される化合物は、液晶組成物のネマチック相の下限温度を低くし、粘度をより一層小さくできるため好ましい。
これら化合物の中でも上記式（３−６）で表される化合物は、液晶組成物のネマチック相の下限温度を低くし、光学異方性を大きくし、粘度を小さくできるため好ましい。

これら液晶性化合物は、第三成分として、単独で用いても、複数組み合わせて用いてもよい。

〔第四成分〕
本発明の液晶組成物の第四成分は、下記式（４−１）〜式（４−４）で表される少なくとも１つの液晶性化合物である。

上記式（４−１）〜式（４−４）において、各々独立して、Ｒ^８、Ｒ^９およびＲ^１０は以下のように定義される。

Ｒ^８は独立して、アルキルおよびアルケニルである。Ｒ^９およびＲ^１０は独立して、アルキルまたはアルコキシである。Ｒ^８の好ましい態様は、上記第一成分の式（１−１）および式（１−２）で表される化合物中のＲ^１のアルキルと同様である。またＲ^９およびＲ^１０の好ましい態様は、上記第一成分の式（１−１）および式（１−２）で表される化合物中のＲ^２のアルキル、アルケニルおよびアルコキシと同様である。

上記式（４−１）〜式（４−４）で表される化合物は２，３−ジフルオロ−１，４−フェニレンを有する。第四成分である液晶性化合物がこのような構造を有することにより、本発明に係る液晶組成物の誘電率異方性を負に大きくできる。

これら化合物の中でも上記式（４−１）で表される液晶性化合物は、一般的な液晶性化合物と比較すると、ネマチック相の上限温度は必ずしも高くはないが、粘度が中程度〜比較的大であり、光学異方性が中程度であり、負の誘電率異方性が中程度〜比較的大であり、比抵抗が大きい点に特徴がある。

これら化合物の中でも上記式（４−２）で表される液晶性化合物は、一般的な液晶性化合物と比較すると、ネマチック相の上限温度は中程度〜高く、粘度が大であり、光学異方性が中程度であり、負の誘電率異方性が大であり、比抵抗が大きい点に特徴がある。

これら化合物の中でも上記式（４−３）で表される液晶性化合物は、一般的な液晶性化合物と比較すると、ネマチック相の上限温度は中程度〜高く、粘度が大であり、光学異方性が大であり、負の誘電率異方性が大であり、比抵抗が大きい点に特徴がある。

これら化合物の中でも上記式（４−４）で表される液晶性化合物は、一般的な液晶性化合物と比較すると、ネマチック相の上限温度は中程度であり、粘度が大であり、光学異方性が大であり、負の誘電率異方性が大であり、比抵抗が大きい点に特徴がある。

上記式（４−１）〜式（４−４）で表される化合物の中でも、上記式（４−１）、式（４−２）および式（４−３）で表される化合物が好ましい。
第四成分が上記化合物である場合には、液晶組成物の誘電率異方性を負に大きくできる。特に、Ｒ^９がアルコキシである場合には液晶組成物の誘電率異方性をより負に大きくできる。

これら液晶性化合物は、第四成分として、単独で用いても、複数組み合わせて用いてもよい。

〔液晶性化合物の合成方法〕
以下、本発明に係る液晶組成物に用いる液晶性化合物の合成法を例示する。
上記式（１−１）で表される化合物に代表される第一成分の化合物は、ＤＥ３９０６０５８Ｃ２に記載された方法に基づいて合成できる。
上記式（２−２−１−１）および式（２−２−１−２）で表される化合物に代表される第二成分の化合物は、特願２００５−５９１５４号に記載された方法に基づいて合成できる。

また、上記式（３−１）等で表される化合物に代表される式（３）で表される第三成分の化合物は、特開昭５９−７０６２４号公報、または特開昭６０−１６９４０号公報に記載された方法に基づいて合成できる。
上記式（４−１）、式（４−２）および式（４−３）で表される第四成分の化合物は、特許第２８１１３４２号や特許１７６１４９２号に記載された方法に基づいて合成できる。

なお、上記文献に開示された方法のみで合成できない化合物については、さらに、オーガニック・シンセシス（Organic Synthesis, John Wiley & Sons, Inc）、オーガニック・リアクション（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）などに記載された方法に基づいて合成できる。

以下、組成物の各成分の組合せ、各成分の好ましい含有割合について説明をする。なお、各成分は、１つの化合物のみを含有する場合よりも、複数の化合物を含有する方が、液晶組成物のネマチック相の下限温度を低くすることができるので、好ましい。

〔液晶組成物（１）〕
本発明の液晶組成物は、上記第一成分と第二成分とを組み合わせる（以下「液晶組成物（１）」ともいう。）。
これら２成分を組み合わせた組成物は、ネマチック相の下限温度を低くし、誘電率異方性を負に大きくできる。

本発明に係る上記液晶組成物（１）の第一成分および第二成分の含有割合は特に制限はされないが、上記液晶組成物（１）中の液晶性化合物の全重量に基づいて、第一成分の含有割合が１０〜８０重量％の範囲、第二成分の含有割合が５〜８０重量％の範囲であることが好ましく、第一成分の含有割合が２０〜７０重量％の範囲、第二成分の含有割合が１０〜７０重量％の範囲であることがより好ましく、第一成分の含有割合が３０〜５０重量％の範囲、第二成分の含有割合が５０〜７０重量％の範囲であることがさらにより好ましい。

第一成分および第二成分の含有割合が上記範囲にある場合、誘電率異方性を適切な範囲とし、液晶組成物のネマチック相の下限温度を低くすることができる。
第一成分および第二成分の含有割合が上記範囲にあり、第一成分の各化合物の含有割合が１つの化合物につき２０重量％以下、好ましくは式（１−２）で表される化合物の含有割合が１つの化合物につき１０重量％以下、第二成分の各化合物の含有割合が１つの化合物につき１５重量％以下、好ましくは式（２−２）で表される化合物の含有割合が１つの化合物につき１０重量％以下および式（２−３）で表される化合物の含有割合が１つの化合物につき５重量％以下である場合には、液晶組成物のネマチック相の下限温度を−２０℃以下に調整しやすい。

〔液晶組成物（２）〕
本発明に係る液晶組成物では、上記第一成分、第二成分に加えて、さらに上記第三成分を組み合わせた組成物も好ましい（以下「液晶組成物（２）」ともいう。）。このように組合せると、液晶組成物のネマチック相の温度範囲を広くし、誘電率異方性を適切な範囲とし、粘度を小さくすることができる。

本発明に係る上記液晶組成物（２）の第一成分、第二成分、および第三成分の含有割合は特に制限はされないが、液晶性化合物の全重量に基づいて、第一成分の含有割合が２０〜７０重量％の範囲、第二成分の含有割合が５〜７０重量％の範囲、第三成分の含有割合が１０〜５０重量％の範囲であることが好ましく、第一成分の含有割合が２５〜７０重量％の範囲、第二成分の含有割合が１０〜６５重量％の範囲、第三成分の含有割合が１０〜５０重量％の範囲であることがより好ましく、第一成分の含有割合が２５〜５０重量％の範囲、第二成分の含有割合が１０〜４０重量％の範囲、第三成分の含有割合が２０〜４０重量％の範囲であることがさらにより好ましい。

上記液晶組成物（２）の第一成分、第二成分、および第三成分の含有割合が上記範囲にある場合には、液晶組成物のネマチック相の温度範囲を広げ、光学異方性を適切な範囲とし、誘電率異方性を適切な範囲とし、粘度を小さくできる。
第一成分、第二成分および第三成分の含有割合が上記範囲にあり、第一成分の各化合物の含有割合が１つの化合物につき２０重量％以下、好ましくは式（１−２）で表される化合物の含有割合が１つの化合物につき１０重量％以下、第二成分の各化合物の含有割合が１つの化合物につき１５重量％以下、好ましくは式（２−２）で表される化合物の含有割合が１つの化合物につき１０重量％以下および式（２−３）で表される化合物の含有割合が１つの化合物につき５重量％以下、第三成分の各化合物の含有割合が１つの化合物につき３０重量％以下、好ましくは式（３−４）〜式（３−７）で表される化合物の含有割合が１つの化合物につき１０重量％以下である場合には、液晶組成物のネマチック相の下限温度を−２０℃以下に調整しやすい。

〔液晶組成物（３）〕
本発明に係る液晶組成物では、上記第一成分、第二成分および第三成分に加えて、さらに上記第四成分を組み合わせた組成物も好ましい（以下「液晶組成物（３）」ともいう。）。このように組合せると、さらに液晶組成物のネマチック相の温度範囲を広くし、光学異方性を適切な範囲とし、誘電率異方性を適切な範囲とし、粘度を小さくし、比抵抗を大きくすることができる。

本発明の第二成分である２位および３位の一方の水素がフッ素で置き換えられ、他方の水素が塩素に置き換えられた１，４−フェニレンを有する少なくとも１つの化合物と、第四成分である２，３−ジフルオロフェニレンを有する少なくとも１つの化合物とを組み合わせると、液晶組成物のネマチック相の下限温度を低くでき、ネマチック相の温度範囲を広くできる。

本発明に係る上記液晶組成物（３）の第一成分、第二成分、第三成分および第四成分の含有割合は特に制限はされないが、液晶性化合物の全重量に基づいて、第一成分の含有割合が２０〜７０重量％の範囲、第二成分の含有割合が５〜７０重量％の範囲、第三成分の含有割合が１０〜４０重量％の範囲、第四成分の含有割合が５〜７０重量％の範囲であることが好ましく、第一成分の含有割合が２５〜７０重量％の範囲、第二成分の含有割合が１０〜５５重量％の範囲、第三成分の含有割合が１０〜５０重量％の範囲、第四成分の含有割合が１０〜５５重量％の範囲であることがより好ましく、第一成分の含有割合が２５〜５０重量％の範囲、第二成分の含有割合が１０〜４０重量％の範囲、第三成分の含有割合が２０〜４０重量％の範囲、第四成分の含有割合が１０〜４０重量％の範囲であることがさらにより好ましい。

上記液晶組成物（３）の第一成分、第二成分、第三成分および第四成分の含有割合が上記範囲にある場合には、液晶組成物のネマチック相の温度範囲を広げ、適切な光学異方性にし、適切な範囲の誘電率異方性を有し、粘度を小さくし、さらに比抵抗を大きくできる。
第一成分、第二成分、第三成分および第四成分の含有割合が上記範囲にある場合、液晶組成物のネマチック相の下限温度を低くすることができる。第一成分、第二成分、第三成分および第四成分の含有割合が上記範囲にあり、第一成分の各化合物の含有割合が１つの化合物につき２０重量％以下、好ましくは式（１−２）で表される化合物の含有割合が１つの化合物につき１０重量％以下、第二成分の各化合物の含有割合が１つの化合物につき１５重量％以下、好ましくは式（２−２）で表される化合物の含有割合が１つの化合物につき１０重量％以下および式（２−３）で表される化合物の含有割合が１つの化合物につき５重量％以下、第三成分の各化合物の含有割合が１つの化合物につき３０重量％以下、好ましくは式（３−４）〜式（３−７）で表される化合物の含有割合が１つの化合物につき１０重量％以下、第四成分の各化合物の含有割合が１つの化合物につき１５重量％以下、好ましくは式（４−２）および式（４−３）で表される化合物の含有割合が１つの化合物につき１０重量％以下および式（４−４）で表される化合物の含有割合が１つの化合物につき５重量％以下である場合には、液晶組成物のネマチック相の下限温度を−２０℃以下に調整しやすい。

〔液晶組成物の態様等〕
本発明に係る液晶組成物では、上記第一成分、第二成分、および必要に応じて添加する第三成分、第四成分である液晶性化合物に加えて、例えば液晶組成物の特性をさらに調整する目的で、さらに他の液晶性化合物を添加して使用する場合がある。また、例えばコストの観点から、本発明の液晶組成物では、上記第一成分、第二成分、および必要に応じて添加する第三成分、第四成分である液晶性化合物以外の液晶性化合物は添加せずに使用する場合もある。

また本発明に係る液晶組成物には、さらに、光学活性化合物、色素、消泡剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤等の添加物を添加してもよい。
光学活性化合物を本発明に係る液晶組成物に添加した場合には、液晶にらせん構造を誘起し、ねじれ角を与えることなどができる。

色素を本発明に係る液晶組成物に添加した場合には、液晶組成物をＧＨ（Guest host）モードで動作する液晶表示素子に適用できる。
消泡剤を本発明に係る液晶組成物に添加した場合には、例えば、液晶組成物を運搬する際、あるいは上記液晶組成物から液晶表示素子を製造する際の発泡を抑制できる。

紫外線吸収剤、あるいは酸化防止剤を本発明に係る液晶組成物に添加した場合には、液晶組成物、あるいは上記液晶組成物を含む液晶表示素子の劣化を防止することなどが可能となる。例えば酸化防止剤は、液晶組成物を加熱した際の比抵抗の低下を抑制できる。

上記紫外線吸収剤としては、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤、ベンゾエート系紫外線吸収剤、トリアゾール系紫外線吸収剤などを挙げられる。
ベンゾフェノン系紫外線吸収剤の具体例は、２−ヒドロキシ−４−オクトキシベンゾフェノンである。

ベンゾエート系紫外線吸収剤の具体例は、２，４−ジ−ｔ−ブチルフェニル−３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンゾエートである。
トリアゾール系紫外線吸収剤の具体例は、２−（２−ヒドロキシ−５−メチルフェニル）ベンゾトリアゾール、２−［２−ヒドロキシ−３−（３，４，５，６−テトラヒドロキシフタルイミド−メチル）−５−メチルフェニル］ベンゾトリアゾール、および２−（３−ｔ−ブチル−２−ヒドロキシ−５−メチルフェニル）−５−クロロベンゾトリアゾールである。

上記酸化防止剤としては、フェノール系酸化防止剤、有機硫黄系酸化防止剤などを挙げられる。
フェノール系酸化防止剤の具体例は、３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシトルエン、２，２'−メチレンビス（６−ｔ−ブチルー４−メチルフェノール）、４，４'−ブチリデンビス（６−ｔ−ブチル−３−メチルフェノール）、２，６−ジ−ｔ−ブチル−４−（２−オクタデシルオキシカルボニル）エチルフェノール、およびペンタエリスリトールテトラキス［３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］である。

有機硫黄系酸化防止剤の具体例は、ジラウリル−３，３'−チオプロピオネート、ジミリスチル−３，３'−チオプロピオネート、ジステアリル−３，３'−チオプロピオネート、ペンタエリスリトールテトラキス（３−ラウリルチオプロピオネート）、および２−メルカプトベンズイミダゾールである。

紫外線吸収剤、酸化防止剤などに代表される上記添加物は、本発明の目的を損なわず、かつ添加物を添加する目的を達成できる範囲の量で用いることができる。例えば、上記紫外線吸収剤を添加する場合には、その添加割合は、液晶性化合物の全重量に基づいて、通常１００ｐｐｍ〜１００００００ｐｐｍの範囲の量、好ましくは１００〜１００００ｐｐｍの範囲の量、より好ましくは１０００〜１００００ｐｐｍの範囲の量である。例えば、上記酸化防止剤を添加する場合には、その添加割合は、液晶性化合物の全重量に基づいて、通常１０ｐｐｍ〜５００ｐｐｍの範囲の量、好ましくは３０〜３００ｐｐｍの範囲の量、より好ましくは４０〜２００ｐｐｍの範囲の量である。

なお、本発明に係る液晶組成物は、液晶組成物を構成する各化合物の合成工程、液晶組成物の調製工程等において混入する合成原料、副生成物、反応溶媒、合成触媒等の不純物を含んでいる場合もある。

〔液晶組成物の製造方法〕
本発明に係る液晶組成物は、例えば、各成分となる化合物が液体の場合には、それぞれの化合物を混合し振とうさせることにより、また固体を含む場合には、それぞれの化合物を混合し、加熱溶解によってお互い液体にしてから振とうさせることにより調製できる。また、本発明に係る液晶組成物はその他の公知の方法により調製できる。

〔液晶組成物の特性〕
本発明に係る液晶組成物では、通常、０．０７〜０．１６の範囲の光学異方性を有する。好ましくは、０．０７〜０．１２の範囲の光学異方性を有する液晶組成物を得ることができる。なお、本発明に係る液晶組成物では、組成等を適宜調整して、光学異方性を０．０６〜０．２０の範囲とすることもできる。

また、本発明に係る液晶組成物では、通常、−５．０〜−２．０の範囲の誘電率異方性、好ましくは、−５．０〜−３．０の範囲の誘電率異方性を有する液晶組成物を得ることができる。上記数値範囲にある液晶組成物は、ＩＰＳモード、およびＶＡモードで表示される液晶表示素子として好適に使用できる。

本発明に係る液晶組成物は、通常、上記数値範囲の光学異方性、および上記数値範囲の誘電率異方性の両方を有する。
また、ＶＡモード、ＩＰＳモードで表示される液晶表示素子のコントラスト比を最大にするためには、液晶組成物の光学異方性（Δｎ）と液晶表示素子のセルギャップ（ｄ）との積の値（Δｎ・ｄ）を一定値とするように設計する。ＶＡモードでは、この値（Δｎ・ｄ）を例えば０．３０〜０．３５μｍの範囲とすることが好ましく、ＩＰＳモードでは、例えば０．２０〜０．３０μｍの範囲とすることが好ましい。なお、セルギャップ（ｄ）は通常３〜６μｍであるので、コントラスト比を最大とするためには液晶組成物の光学異方性は、通常０．０５〜０．１１の範囲であることが好ましい。
ＶＡモードにおいて４μｍまたはそれ以上のセルギャップ（ｄ）の場合には、液晶表示素子の応答速度が遅くなるためには好ましくない場合がある。動画等を表示するためには迅速な応答速度が必要であり、４μｍより小さいセルギャップ（ｄ）の液晶表示素子が用いられる。セルギャップ（ｄ）が３μｍ以下である場合には、液晶組成物の光学異方性は、０．１０〜０．１１の範囲より大きいことが好ましい。なお、このことはＩＰＳモードにも当てはまる。

〔液晶表示素子〕
本発明に係る液晶組成物は液晶表示素子に用いることができる。本発明に係る液晶表示素子は、ＡＭ方式、パッシブマトリクス（ＰＭ）方式のいずれで駆動をしてもよいし、ＰＣモード、ＴＮモード、ＳＴＮモード、ＯＣＢモード、ＶＡモード、ＩＰＳモード等のいずれの動作モードで表示されてもよい。これらＡＭ方式、およびＰＭ方式で駆動する液晶表示素子は、反射型、透過型、半透過型、いずれの液晶ディスプレイ等にも適用ができる。

また、本発明に係る液晶組成物は、導電剤を添加させた液晶組成物を用いたＤＳ（dynamic scattering）モード素子や、液晶組成物をマイクロカプセル化して作製したＮＣＡＰ（nematic curvilinear aligned phase）素子や、液晶組成物中に三次元の網目状高分子を形成させたＰＤ（polymer dispersed）素子、例えばＰＮ（polymer network）素子にも使用できる。

本発明に係る液晶組成物は上述のような特性を有するので、中でも負の誘電率異方性を利用した動作モード、例えば、ＶＡモード、ＩＰＳモードなどで表示するＡＭ方式の液晶表示素子に好適に用いることができ、特に、ＶＡモードで表示するＡＭ方式の液晶表示素子に好適に用いることができる。

なお、ＴＮモード、ＶＡモード等で表示する液晶表示素子においては、電場の方向は、液晶層に対して垂直である。一方、ＩＰＳモード等で表示する液晶表示素子においては、電場の方向は、液晶層に対して平行である。なお、ＶＡモードで表示する液晶表示素子の構造は、K. Ohmuro, S. Kataoka, T. Sasaki and Y. Koike, SID '97 Digest of Technical Papers, 28, 845 (1997)に報告されており、ＩＰＳモードで表示する液晶表示素子の構造は、国際公開９１／１０９３６号パンフレット（ファミリー：ＵＳ５５７６８６７）に報告されている。

〔実施例〕
以下、本発明で得られる液晶組成物を実施例により詳細に説明する。本発明は下記の実施例によって限定されない。なお、実施例で用いる液晶性化合物は、下記表１の定義に基づいた記号により表す。なお、表１中、１，４−シクロへキシレンの立体配置はトランス配置である。各化合物の割合（百分率）は、特に断りのない限り、液晶性化合物の全重量に基づいた重量百分率（重量％）である。以下の実施例は各成分を正確に重量を秤量し調合したものである。各実施例の最後に得られた液晶組成物の特性値を示す。

なお、各実施例で使用する液晶性化合物の部分に記載した番号は、上述した本発明の第一成分から第四成分に用いる液晶性化合物を示す式番号に対応をしており、式番号を記載せずに、単に「−」と記載をしている場合には、この化合物はこれら成分には対応をしていないその他の液晶性化合物であることを意味している。

化合物の記号による表記方法を以下に示す。

記号を用いた化合物の表記方法
Ｒ−（Ａ_１）−Ｚ_１−……−Ｚ_ｎ−（Ａ_ｎ）−Ｘ

特性値の測定は以下の方法にしたがって行った。これら測定方法の多くは、日本電子機械工業会規格（Standard of Electric Industries Association of Japan）ＥＩＡＪ・ＥＤ−２５２１Ａに記載された方法、またはこれを修飾した方法である。

（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。以下、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（Ｔｃ；℃）
ネマチック相を有する試料を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、Ｔｃを≦−２０℃と記載した。以下、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）光学異方性（Δｎ；２５℃で測定）
波長が５８９ｎｍである光を用い、接眼鏡に偏光板を取り付けたアッベ屈折計により測定した。まず、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。そして、偏光の方向がラビングの方向と平行であるときの屈折率（ｎ‖）、および偏光の方向がラビングの方向と垂直であるときの屈折率（ｎ⊥）を測定した。光学異方性の値（Δｎ）は、
（Δｎ）＝（ｎ‖）−（ｎ⊥）
の式から算出した。

（４）粘度（η；２０℃で測定；ｍＰａ・ｓ）
測定にはＥ型回転粘度計を用いた。

（５）誘電率異方性（Δε；２５℃で測定）
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枚のガラス基板から、間隔（セルギャップ）が２０μｍであるＶＡ素子を組み立てた。

よく洗浄したガラス基板にポリイミドの配向膜を塗布した。得られたガラス基板の配向膜を焼成後、ラビング処理をした。２枚のガラス基板の間隔が９μｍであり、ツイスト角が８０度であるＴＮ素子を組み立てた。

得られたＶＡ素子に試料（液晶組成物）を入れ、０．５Ｖ（１ｋＨｚ、サイン波）の電圧を印加して、液晶分子の長軸方向における誘電率（ε‖）を測定した。

また、得られたＴＮ素子に試料（液晶組成物）を入れ、０．５Ｖ（１ｋＨｚ、サイン波）の電圧を印加して、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⊥）
の式から算出した。
この値が負である組成物が、負の誘電率異方性を有する組成物である。

（６）電圧保持率（ＶＨＲ；２５℃と１００℃で測定；％）
ポリイミド配向膜を有し、２枚のガラス基板の間隔（セルギャップ）が６μｍであるセルに試料を入れてＴＮ素子を作製した。２５℃において、このＴＮ素子にパルス電圧（５Ｖで６０μｓ）を印加して充電した。ＴＮ素子に印加した電圧の波形を陰極線オシロスコープで観測し、単位周期（１６．７ｍｓ）における電圧曲線と横軸との間の面積を求めた。ＴＮ素子を取り除いたあと印加した電圧の波形から同様にして面積を求めた。電圧保持率（％）の値は、
（電圧保持率）＝（ＴＮ素子がある場合の面積値）／（ＴＮ素子がない場合の面積値）×１００
の式から算出した。

このようにして得られた電圧保持率を「ＶＨＲ−１」として示した。つぎに、このＴＮ素子を１００℃、２５０時間加熱した。このＴＮ素子を２５℃に戻したあと、上述した方法と同様の方法により電圧保持率を測定した。この加熱試験をした後に得た電圧保持率を「ＶＨＲ−２」として示した。なお、この加熱テストは促進試験であり、ＴＮ素子の長時間耐久試験に対応する試験である。

（７）比抵抗（ρ；２５℃で測定；Ωｃｍ）
液体セルに液晶１．０ｍＬを注入し、１０Ｖの直流電圧をかけた。電圧印加後１０秒後のセルの直流電流を測定し、比抵抗を算出した。
比抵抗ρは、
（比抵抗）＝｛（電圧）×（セル容量）｝／｛（直流電流）×（真空の誘電率）｝
の式から算出した。

（８）ガスクロ分析
測定装置は、島津製作所製のＧＣ−１４Ｂ型ガスクロマトグラフ、またはその同等の測定機器を用いた。カラムは、島津製作所製のキャピラリーカラムＣＢＰ１−Ｍ２５−０２５（長さ２５ｍ、内径０．２２ｍｍ、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。キャリアーガスとしてはヘリウムを用い、流量は２ｍｌ／分に調整した。このカラムは、２００℃で２分間保持した後、５℃／分の割合で２８０℃まで昇温した。試料気化室の温度を２８０℃、検出器（ＦＩＤ）部分の温度を３００℃に設定した。

試料はアセトンに溶解して、０．１重量％の溶液となるように調製し、得られた溶液１μｌを試料気化室に注入した。
記録計としては島津製作所製のＣ−Ｒ５Ａ型Chromatopac、またはその同等品を用いた。得られたガスクロマトグラムには、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値が示されている。

なお、試料の希釈溶媒としては、例えば、クロロホルム、ヘキサンを用いてもよい。また、カラムとしては、Agilent Technologies Inc.製のキャピラリーカラムＤＢ−１（長さ３０ｍ、内径０．３２ｍｍ、膜厚０．２５μｍ）、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）などを用いてもよい。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ーカラムＣＢＰ１−Ｍ５０−０２５（長さ５０ｍ、内径０．２５ｍｍ、膜厚０．２５μｍ）を用いてもよい。

ガスクロマトグラムにおけるピークの面積比は成分化合物の割合に相当する。一般には、試料の成分化合物の重量％は、試料の各ピークの面積％とは完全に同一ではないが、本発明において、上述のカラムを用いる場合には、実質的に補正係数は１であるので、試料中の成分化合物の重量％は、試料中の各ピークの面積％とほぼ対応する。各成分の液晶性化合物における補正係数に大きな差異がないからである。ガスクロクロマトグラムにより液晶組成物中の液晶化合物の組成比をより正確に求めるには、ガスクロマトグラムによる内部標準法を用いる。一定量正確に秤量された各液晶化合物成分（被検成分）と基準となる液晶化合物（基準物質）を同時にガスクロ測定して、得られた被検成分のピークと基準物質のピークとの面積比の相対強度をあらかじめ算出する。基準物質に対する各成分のピーク面積の相対強度を用いて補正すると、液晶組成物中の液晶化合物の組成比をガスクロ分析からより正確に求めることができる。
〔比較例１〕

比較例１は本発明の第二成分および第三成分を含有する。本発明の液晶組成物では、この比較例１と比較して、粘度を小さく、ネマチック相の下限温度を低くすることができる。
３−ＨＢ（２Ｆ，３Ｃｌ）−Ｏ２（２−１−１−１）１３％
５−ＨＢ（２Ｆ，３Ｃｌ）−Ｏ２（２−１−１−１）１３％
３−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｃｌ）−Ｏ２（２−２−１−１）６％
４−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｃｌ）−Ｏ２（２−２−１−１）２％
５−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｃｌ）−Ｏ２（２−２−１−１）６％
３−ＨＢＢ（２Ｆ，３Ｃｌ）−Ｏ２（２−２−１−２）１０％
５−ＨＢＢ（２Ｆ，３Ｃｌ）−Ｏ２（２−２−１−２）１０％
３−ＨＨ−Ｖ（３−１）３０％
３−ＨＨ−Ｖ１（３−１）１０％
ＮＩ＝７０．２℃；Ｔｃ≦−１０℃；Δｎ＝０．０８２；Δε＝−２．６；
η＝２５．６ｍＰａ・ｓ；ＶＨＲ−１＝９９．１％．
〔比較例２〕

比較例２に本発明の第二成分および第三成分を含有する。この比較例２は、粘度が大きく、ネマチック相の下限温度が高い。本発明の液晶組成物では、この比較例２と比較して、粘度を小さく、ネマチック相の下限温度を低くすることができる。
３−ＨＢ（２Ｆ，３Ｃｌ）−Ｏ２（２−１−１−１）１６％
５−ＨＢ（２Ｆ，３Ｃｌ）−Ｏ２（２−１−１−１）１６％
３−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｃｌ）−Ｏ２（２−２−１−１）４％
４−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｃｌ）−Ｏ２（２−２−１−１）４％
５−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｃｌ）−Ｏ２（２−２−１−１）４％
３−ＨＢＢ（２Ｆ，３Ｃｌ）−Ｏ２（２−２−１−２）１２％
５−ＨＢＢ（２Ｆ，３Ｃｌ）−Ｏ２（２−２−１−２）１２％
３−ＨＨ−Ｖ（３−１）２２％
３−ＨＨ−Ｖ１（３−１）８％
Ｖ−ＨＨＢ−１（３−４）２％
ＮＩ＝７１．９℃；Ｔｃ≦−１０℃；Δｎ＝０．０８９；Δε＝−３．１；
η＝３７．８ｍＰａ・ｓ；ＶＨＲ−１＝９９．１％．
〔比較例３〕

比較例３は、本発明の第二成分および第三成分を含有する。本発明の液晶組成物では、この比較例３と比較して、さらに粘度を小さくすることができる。
３−ＨＢ（２Ｆ，３Ｃｌ）−Ｏ２（２−１−１−１）１５％
５−ＨＢ（２Ｆ，３Ｃｌ）−Ｏ２（２−１−１−１）１４％
３−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｃｌ）−Ｏ２（２−２−１−１）８％
５−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｃｌ）−Ｏ２（２−２−１−１）８％
３−ＨＨ２Ｂ（２Ｆ，３Ｃｌ）−Ｏ２（２−２）９％
５−ＨＨ２Ｂ（２Ｆ，３Ｃｌ）−Ｏ２（２−２）８％
３−ＨＨ−Ｖ（３−１）１６％
５−ＨＨ−Ｖ（３−１）２２％
ＮＩ＝７０．１℃；Ｔｃ≦−２０℃；Δｎ＝０．０６９；Δε＝−２．６；
η＝２０．８ｍＰａ・ｓ；ＶＨＲ−１＝９９．３％．
〔比較例４〕

この比較例４は本発明の第三成分および第四成分を含有する。この比較例４は、粘度が小さいが、ネマチック相の上限温度が低く、下限温度が高く、ネマチック相の温度範囲が狭い。
３−ＨＨ−４（３−１）７％
３−ＨＨ−５（３−１）７％
３−ＨＢ−Ｏ１（３−２）８％
５−ＨＢ−３（３−２）８％
３−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（４−１）１４％
５−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（４−１）１４％
３−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−１（４−２）１０％
５−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−１（４−２）１０％
３−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（４−２）１１％
５−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（４−２）１１％
ＮＩ＝６８．９℃；Ｔｃ≦−１０℃；Δｎ＝０．０８１；Δε＝−３．３；
η＝２０．３ｍＰａ・ｓ；ＶＨＲ−１＝９９．３％．
〔比較例５〕

比較例５は本発明の第三成分および第四成分を含有する。本発明の液晶組成物では、この比較例５よりさらに粘度を小さくすることができる。
３−ＨＨ−Ｖ（３−１）３０％
Ｖ−ＨＨＢ−１（３−４）１０％
２−ＢＢ（３Ｆ）Ｂ−３（３−６）１０％
３−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（４−１）１５％
５−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（４−１）１５％
３−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（４−２）１０％
５−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（４−２）１０％
ＮＩ＝７３．１℃；Ｔｃ≦−２０℃；Δｎ＝０．０９４；Δε＝−２．４；
η＝１４．７ｍＰａ・ｓ；ＶＨＲ−１＝９９．３％．

３−Ｈ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−１）１３％
５−Ｈ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−１）１３％
３−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｃｌ）−Ｏ２（２−２−１−１）６％
４−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｃｌ）−Ｏ２（２−２−１−１）２％
５−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｃｌ）−Ｏ２（２−２−１−１）６％
３−ＨＢＢ（２Ｆ，３Ｃｌ）−Ｏ２（２−２−１−２）１０％
５−ＨＢＢ（２Ｆ，３Ｃｌ）−Ｏ２（２−２−１−２）１０％
３−ＨＨ−Ｖ（３−１）３０％
３−ＨＨ−Ｖ１（３−１）１０％
ＮＩ＝７２．１℃；Ｔｃ≦−２０℃；Δｎ＝０．０８５；Δε＝−２．６；
η＝１９．１ｍＰａ・ｓ；ＶＨＲ−１＝９９．３％．
上記実施例１の組成物は、比較例１の組成物に含有する式（２−１−１−１）で表される第二成分を式（１−１）で表される第一成分に置き換えた組成である。本発明の必須成分である第一成分および第二成分を組み合わせることによって、比較例１と較べて、ネマチック相の上限温度は高く、下限温度は低くなり、ネマチック相の温度範囲が広がった。また、上記組成物の粘度は、比較例１よりかなり小さい。さらに電圧保持率が大きい。

以下の組成物を調合し、上述した方法により各特性値を測定した。
３−Ｈ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−１）１５％
５−Ｈ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−１）１５％
２−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｃｌ）−Ｏ２（２−２−１−１）３％
３−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｃｌ）−Ｏ２（２−２−１−１）５％
４−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｃｌ）−Ｏ２（２−２−１−１）５％
５−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｃｌ）−Ｏ２（２−２−１−１）５％
３−ＨＢＢ（２Ｆ，３Ｃｌ）−Ｏ２（２−２−１−２）８％
５−ＨＢＢ（２Ｆ，３Ｃｌ）−Ｏ２（２−２−１−２）８％
３−ＨＨ−Ｖ（３−１）２６％
３−ＨＨ−Ｖ１（３−１）１０％
ＮＩ＝７１．９℃；Ｔｃ≦−２０℃；Δｎ＝０．０８４；Δε＝−２．９；
η＝２０．８ｍＰａ・ｓ；ＶＨＲ−１＝９９．３％．
比較例２と較べて、ネマチック相の下限温度は低くなり、粘度は小さくなった。比較例３と較べて、ネマチック相の上限温度は高くなり、誘電率異方性は負に大きくなった。

以下の組成物を調合し、上述した方法により各特性値を測定した。
３−Ｈ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−１）１９％
５−Ｈ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−１）１９％
３−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｃｌ）−Ｏ２（２−２−１−１）４％
４−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｃｌ）−Ｏ２（２−２−１−１）４％
５−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｃｌ）−Ｏ２（２−２−１−１）４％
３−ＨＢＢ（２Ｆ，３Ｃｌ）−Ｏ２（２−２−１−２）１２％
５−ＨＢＢ（２Ｆ，３Ｃｌ）−Ｏ２（２−２−１−２）１２％
３−ＨＨ−Ｖ（３−１）１６％
３−ＨＨ−Ｖ１（３−１）８％
Ｖ−ＨＨＢ−１（３−４）２％
ＮＩ＝７１．０℃；Ｔｃ≦−２０℃；Δｎ＝０．０９３；Δε＝−３．６；
η＝２７．６ｍＰａ・ｓ；ＶＨＲ−１＝９９．３％．
上記実施例３は比較例２と類似している組成である。本発明の第一成分、第二成分および第三成分を組み合わせることによって、比較例２と較べて、ネマチック相の下限温度は低くなり、粘度は小さくなり、誘電率異方性が負に大きくなった。

以下の組成物を調合し、上述した方法により各特性値を測定した。
３−Ｈ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−１）１４％
５−Ｈ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−１）１４％
３−ＨＨ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−２）６％
５−ＨＨ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−２）６％
３−ＨＢ（２Ｆ，３Ｃｌ）−Ｏ２（２−１−１−１）１０％
５−ＨＢ（２Ｆ，３Ｃｌ）−Ｏ２（２−１−１−１）１０％
３−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｃｌ）−Ｏ２（２−２−１−１）５％
５−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｃｌ）−Ｏ２（２−２−１−１）５％
３−ＨＢＢ（２Ｆ，３Ｃｌ）−Ｏ２（２−２−１−２）１５％
５−ＨＢＢ（２Ｆ，３Ｃｌ）−Ｏ２（２−２−１−２）１５％
ＮＩ＝７９．０℃；Ｔｃ≦−２０℃；Δｎ＝０．１１１；Δε＝−４．８；
上記実施例４は、本発明の第一成分および第二成分を含有する組成物である。実施例４は、ネマチック相の上限温度は高く、誘電率異方性はとても負に大きい。

以下の組成物を調合し、上述した方法により各特性値を測定した。
３−Ｈ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−１）１３％
５−Ｈ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−１）１３％
３−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｃｌ）−Ｏ２（２−２−１−１）７％
５−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｃｌ）−Ｏ２（２−２−１−１）７％
３−ＨＨ−Ｖ（３−１）３０％
３−ＨＨ−Ｖ１（３−１）１０％
３−ＨＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（４−３）１０％
５−ＨＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（４−３）１０％
ＮＩ＝７４．９℃；Ｔｃ≦−２０℃；Δｎ＝０．０８９；Δε＝−２．６；
η＝１３．５ｍＰａ・ｓ；ＶＨＲ−１＝９９．３％．
上記実施例５は、本発明の第一成分、第二成分、第三成分および第四成分を含有する。粘度の小さい比較例５より、さらに粘度が小さく、誘電率異方性が負に大きい。

以下の組成物を調合し、上述した方法により各特性値を測定した。
３−ＨＨ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−２）８％
５−ＨＨ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−２）８％
３−ＨＢ（２Ｆ，３Ｃｌ）−Ｏ２（２−１−１−１）８％
５−ＨＢ（２Ｆ，３Ｃｌ）−Ｏ２（２−１−１−１）８％
３−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｃｌ）−Ｏ２（２−２−１−１）８％
５−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｃｌ）−Ｏ２（２−２−１−１）８％
３−ＨＨ−Ｖ（３−１）１４％
３−ＨＨ−Ｖ１（３−１）８％
５−ＨＨ−Ｖ（３−１）１４％
Ｖ−ＨＨＢ−１（３−４）３％
３−ＢＯＣＦ_２２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ − ８％
３−ＨＢＯＣＦ_２２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２ − ５％
ＮＩ＝７７．１℃；Ｔｃ≦−２０℃；Δｎ＝０．０７７；Δε＝−２．６；
η＝１５．３ｍＰａ・ｓ；ＶＨＲ−１＝９９．２％．

以下の組成物を調合し、上述した方法により各特性値を測定した。
３−Ｈ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−１）１５％
３−ＨＨ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−２）６％
３−ＨＢ（２Ｆ，３Ｃｌ）−Ｏ２（２−１−１−１）１５％
３−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｃｌ）−Ｏ２（２−２−１−１）６％
３−ＨＢＢ（２Ｆ，３Ｃｌ）−Ｏ２（２−２−１−２）９％
３−ＨＨＢ（２Ｃｌ，３Ｆ）−Ｏ２（２−２−１−３）６％
２−ＨＨ−５（３−１）４％
３−ＨＨ−４（３−１）１０％
３−ＨＨ−Ｖ１（３−１）７％
３−ＨＢ−Ｏ２（３−２）２％
Ｖ−ＨＨＢ−１（３−４）４％
２−ＢＢ（３Ｆ）Ｂ−３（３−６）７％
３−ＨＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（４−３）９％
ＮＩ＝７９．６℃；Ｔｃ≦−２０℃；Δｎ＝０．１０５；Δε＝−２．９；
η＝３５．５ｍＰａ・ｓ；ＶＨＲ−１＝９９．２％．

Claims

下記式（１−１）および式（１−２）で表される化合物群から選択される少なくとも１つの化合物からなる第一成分と、下記式（２−１）および式（２−２）で表される化合物群から選択される少なくとも１つの化合物からなる第二成分とを含有し、そして負の誘電率異方性を有する液晶組成物。

（式（１−１）、式（１−２）、式（２−１）、および式（２−２）において、
Ｒ^１およびＲ^３は独立して、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、またはヘプチルであり；
Ｒ^２およびＲ^４は独立して、メトキシ、エトキシ、またはブトキシであり；
環Ｂおよび環Ｃは独立して、１，４−シクロヘキシレンまたは１，４−フェニレンであり；
Ｚ^１およびＺ^２は独立して、単結合、−（ＣＨ_２）_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、または−ＯＣＨ_２−であり；
Ｘ^１およびＸ^２は、一方がフッ素であり他方は塩素である。）
下記式（１−１）および式（１−２）で表される化合物群から選択される少なくとも１つの化合物からなる第一成分と、下記式（２−１−１）および式（２−２−１）で表される化合物群から選択される少なくとも１つの化合物からなる第二成分とを含有し、そして負の誘電率異方性を有する液晶組成物。

（式（１−１）、式（１−２）、式（２−１−１）、および式（２−２−１）において、
Ｒ^１およびＲ^３は独立して、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、またはヘプチルであり；
Ｒ^２およびＲ^４は独立して、メトキシ、エトキシ、またはブトキシであり；
環Ｃは独立して、１，４−シクロヘキシレンまたは１，４−フェニレンであり；
Ｘ^１およびＸ^２は、一方がフッ素であり他方は塩素である。）
下記式（１−１）および式（１−２）で表される化合物群から選択される少なくとも１つの化合物からなる第一成分と、下記式（２−１−１−１）〜式（２−１−１−４）および式（２−２−１−１）〜式（２−２−１−４）で表される化合物群から選択される少なくとも１つの化合物からなる第二成分とを含有し、そして負の誘電率異方性を有する液晶組成物。

（式（１−１）、式（１−２）、式（２−１−１−１）〜式（２−１−１−４）、および式（２−２−１−１）〜式（２−２−１−４）において、
Ｒ^１およびＲ^３は独立して、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、またはヘプチルであり；
Ｒ^２およびＲ^４は独立して、メトキシ、エトキシ、またはブトキシである。）
下記式（１−１）および式（１−２）で表される化合物群から選択される少なくとも１つの化合物からなる第一成分と、下記式（２−１−１−１）、式（２−１−１−２）、式（２−２−１−１）、および式（２−２−１−２）で表される化合物群から選択される少なくとも１つの化合物からなる第二成分とを含有し、そして負の誘電率異方性を有する液晶組成物。

（式（１−１）、式（１−２）、式（２−１−１−１）、式（２−１−１−２）、式（２−２−１−１）、および式（２−２−１−２）において、
Ｒ^１およびＲ^３は独立して、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、またはヘプチルであり；
Ｒ^２およびＲ^４は独立して、メトキシ、エトキシ、またはブトキシである。）
第一成分が上記式（１−１）で表される化合物群から選択される少なくとも１つの化合物であり、第二成分が上記式（２−２−１−１）および式（２−２−１−２）で表される化合物群から選択される少なくとも１つの化合物である請求項４に記載の液晶組成物。
第一成分が上記式（１−２）で表される化合物群から選択される少なくとも１つの化合物であり、第二成分が、上記式（２−１−１−１）および式（２−１−１−２）で表される化合物群から選択される少なくとも１つの化合物である請求項４に記載の液晶組成物。
第一成分が上記式（１−１）で表される化合物群から選択される少なくとも１つの化合物と、上記式（１−２）で表される化合物群から選択される少なくとも１つの化合物との混合物であり、第二成分が上記式（２−２−１−１）および式（２−２−１−２）で表される化合物群から選択される少なくとも１つの化合物である請求項４に記載の液晶組成物。
第一成分が上記式（１−１）で表される化合物群から選択される少なくとも１つの化合物と、上記式（１−２）で表される化合物群から選択される少なくとも１つの化合物との混合物であり、第二成分が上記式（２−１−１−１）および式（２−１−１−２）で表される化合物群から選択される少なくとも１つの化合物と、上記式（２−２−１−１）および式（２−２−１−２）で表される化合物群から選択される少なくとも１つの化合物との混合物である請求項４に記載の液晶組成物。
液晶性化合物の全重量に基づいて、上記第一成分の含有割合が２０〜７０重量％の範囲であり、上記第二成分の含有割合が１０〜７０重量％の範囲である請求項１〜８のいずれか１項に記載の液晶組成物。
上記第一成分および第二成分に加えて、下記式（３）で表される化合物群から選択される少なくとも１つの化合物である第三成分を含有する、請求項１〜９のいずれか１項に記載の液晶組成物。

（式（３）において、
Ｒ^６は独立して、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘプチル、ビニル、１−プロペニル、３−ブテニル、または３−ペンテニルであり；
Ｒ^７は独立して、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘプチル、ビニル、１−プロペニル、３−ブテニル、３−ペンテニル、メトキシ、エトキシ、またはブトキシであり；
環Ｅ、環Ｆおよび環Ｇは独立して、１，４−シクロヘキシレン、１，４−フェニレン、２−フルオロ−１，４−フェニレン、または３−フルオロ−１，４−フェニレンであり；
Ｚ^４およびＺ^５は独立して、単結合、−（ＣＨ_２）_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＯＣＨ_２−、−ＣＯＯ−、または−ＯＣＯ−であり；
Ｐは０または１である。）
上記第三成分が、下記式（３−１）〜式（３−７）で表される化合物群から選択される少なくとも１つの化合物である請求項１０に記載の液晶組成物。

（式（３−１）〜式（３−７）において、
Ｒ^６は独立して、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘプチル、ビニル、１−プロペニル、３−ブテニル、または３−ペンテニルであり；
Ｒ^７は独立して、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘプチル、ビニル、１−プロペニル、３−ブテニル、３−ペンテニル、メトキシ、エトキシ、またはブトキシである。）
上記第三成分が、上記式（３−１）、式（３−２）、式（３−４）、および式（３−６）で表される化合物群から選択される少なくとも１つの化合物である請求項１１に記載の液晶組成物。
液晶性化合物の全重量に基づいて、上記第一成分の含有割合が２０〜７０重量％の範囲であり、上記第二成分の含有割合が５〜７０重量％の範囲であり、上記第三成分の含有割合が１０〜５０重量％の範囲である請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の液晶組成物。
上記式（１−１）および式（１−２）で表される化合物群から選択される少なくとも１つの化合物からなる第一成分と、上記式（２−１−１−１）〜式（２−１−１−４）および式（２−２−１−１）〜式（２−２−１−４）で表される化合物群から選択される少なくとも１つの化合物からなる第二成分と、上記式（３−１）、式（３−２）、式（３−４）および式（３−６）で表される化合物群から選択される少なくとも１つの化合物からなる第三成分を含有する、請求項１１〜１３のいずれか１項に記載の液晶組成物。
第一成分が上記式（１−１）で表される化合物群から選択される少なくとも１つの化合物であり、第二成分が上記式（２−２−１−１）および式（２−２−１−２）で表される化合物群から選択される少なくとも１つの化合物であり、第三成分が上記式（３−１）、式（３−２）、式（３−４）および式（３−６）で表される化合物群から選択される少なくとも１つの化合物である、請求項１１〜１４のいずれか１項に記載の液晶組成物。
第一成分が上記式（１−２）で表される化合物群から選択される少なくとも１つの化合物であり、第二成分が、上記式（２−１−１−１）および式（２−１−１−２）で表される化合物群から選択される少なくとも１つの化合物であり、第三成分が上記式（３−１）、式（３−２）、式（３−４）、および式（３−６）で表される化合物群から選択される少なくとも１つの化合物である、請求項１１〜１４のいずれか１項に記載の液晶組成物。
第一成分が上記式（１−１）で表される化合物群から選択される少なくとも１つの化合物と、上記式（１−２）で表される化合物群から選択される少なくとも１つの化合物との混合物であり、第二成分が上記式（２−２−１−１）および式（２−２−１−２）で表される化合物群から選択される少なくとも１つの化合物であり、第三成分が上記式（３−１）、式（３−２）、式（３−４）、および式（３−６）で表される化合物群から選択される少なくとも１つの化合物である、請求項１１〜１４のいずれか１項に記載の液晶組成物。
液晶性化合物の全重量に基づいて、上記第一成分の含有割合が２５〜７０重量％の範囲であり、上記第二成分の含有割合が１０〜６５重量％の範囲であり、上記第三成分の含有割合が１０〜５０重量％の範囲である請求項１４〜１７のいずれか１項に記載の液晶組成物。
上記第一成分、第二成分および第三成分に加えて、下記式（４−１）〜式（４−３）で表される化合物群から選択される少なくとも１つの化合物である第四成分を含有する、請求項１〜１８のいずれか１項に記載の液晶組成物。

（式（４−１）〜式（４−３）において、
Ｒ^８は独立して、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、またはヘプチルであり；
Ｒ^９は独立して、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘプチル、ビニル、１−プロペニル、３−ブテニル、３−ペンテニル、メトキシ、エトキシ、またはブトキシである。）
上記式（１−１）および式（１−２）で表される化合物群から選択される少なくとも１つの化合物からなる第一成分と、上記式（２−１−１−１）〜式（２−１−１−４）および式（２−２−１−１）〜式（２−２−１−４）で表される化合物群から選択される少なくとも１つの化合物からなる第二成分と、上記式（３−１）、式（３−２）、式（３−４）、および式（３−６）で表される化合物群から選択される少なくとも１つの化合物からなる第三成分と、上記式（４−１）、式（４−２）および式（４−３）で表される化合物群から選択される少なくとも１つの化合物からなる第四成分を含有する、請求項１９に記載の液晶組成物。
液晶性化合物の全重量に基づいて、上記第一成分の含有割合が２５〜７０重量％の範囲であり、上記第二成分の含有割合が１０〜５５重量％の範囲であり、上記第三成分の含有割合が１０〜５０重量％であり、上記第四成分の含有割合が１０〜５５重量％の範囲である請求項１９または２０に記載の液晶組成物。
上記液晶組成物の光学異方性の値が０．０７〜０．１６の範囲である請求項１〜２１のいずれか１項に記載の液晶組成物。
上記液晶組成物の誘電率異方性の値が−５．０〜−２．０の範囲である請求項１〜２２のいずれか１項に記載の液晶組成物。
請求項１〜２３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。
上記液晶表示素子の動作モードが、ＶＡモードまたはＩＰＳモードであり、上記液晶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２４に記載の液晶表示素子。