JP6280246B2 - 液晶組成物及びこれを用いた液晶表示素子 - Google Patents

Description

本発明は有機電子材料や医農薬、特に電気光学的液晶表示用液晶材料及び液晶レンズ用液晶材料として有用な誘電率異方性（Δε）が正の値を示す組成物及びこれを用いた液晶表示素子に関する。

液晶表示素子は、時計、電卓をはじめとして、各種測定機器、自動車用パネル、ワードプロセッサー、電子手帳、プリンター、コンピューター、テレビ、時計、広告表示板等に用いられるようになっている。液晶表示方式としては、その代表的なものにＴＮ（ツイステッド・ネマチック）型、ＳＴＮ（スーパー・ツイステッド・ネマチック）型、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）を用いた垂直配向型やIPS（イン・プレーン・スイッチング）型等がある。近年、これらの液晶表示素子において、液晶セルのセルギャップ（ｄ）を狭めることで、より高速での駆動を実現しようとする傾向がある。ここで、セルギャップと屈折率異方性（Δｎ）の積（ｄ×Δｎ）の値（レタデーション（ｒｅｔａｒｄａｔｉｏｎ））を最適化しなければならないという制約がある。このため、セルギャップを狭める（ｄを小さくする）とΔｎの値を大きくしなければならない。この様に液晶組成物のΔｎの値を大きくする必要があり、既存の液晶化合物よりも大きなΔｎの値を持つ液晶化合物が求められている。また、液晶表示素子のコントラスト改善の観点からも大きなΔｎの値を有する液晶組成物が求められている。

一方、液晶組成物を用いた応用デバイスの一例として、液晶材料の複屈折を利用した液晶レンズがある。液晶レンズは２Ｄ、３Ｄの切り替えレンズ、カメラの焦点調節用のレンズなどとして利用されている。

これらはいずれもガラスやフィルム基板間に封入し、配向膜によって配向処理した液晶組成物に電圧を加えることで液晶組成物の配向変形を起こし、液晶材料の屈折率を変化させることでレンズ機能を持たせようとするものである。

液晶材料が封入される基板は一般的な平面状の一対の基板からなるものの他、一方の基板がレンズ状に加工されているものある。一対の基板がともに平面状の場合、電極配置の工夫によって基板間に封入された液晶分子がレンズ状に配向するような電界を加えることにより、平面な基板でありながら、基板を通る入射光はレンズ状に配向した液晶層によって屈折することとなる（特許文献１）。

液晶レンズを３Ｄ用途に使用する場合、前記の液晶レンズによる光の屈折と両眼視差を利用することで左右の画像を左右の眼で視認することができ、立体として認識することが可能となる。

カメラの焦点調節用のレンズとして使用する場合には、加える電圧の強弱によって屈折率を変化させて、焦点距離を調節する。

このような液晶レンズは、それに使用する液晶組成物の配向の変化に伴う屈折率の変化が大きければ薄いセルで所望のレンズ効果が得られるため、それに使用される液晶組成物には従来にない高複屈折率（Δｎ）が要求される。しかし、そもそもΔｎを要求される値とすることが困難であり、更にΔｎを要求値とした上で液晶相温度範囲や粘度等の他の物性値についても実用に耐えうる値を示す液晶組成物を開発することはきわめて困難である。

特開２０１５−８４０７７号公報

本発明が解決しようとする課題は、高Δｎを実現しつつ、広い温度範囲の液晶相を有し、粘性が小さく、低温での溶解性が良好で、比抵抗や電圧保持率が高く、熱や光に対して安定な組成物を提供し、更にこれを用いることでコントラスト特性に優れた液晶表示素子用の液晶組成物やレンズ効果に優れ、化学的安定性に優れた液晶組成物、当該液晶組成物を用いた液晶表示素子及び液晶レンズを提供することにある。

前記課題を解決するため、本願発明者らは種々の化合物の合成検討を行った結果、アゾベンゼン部位とトラン部位を併せ持つ化合物により、効果的に課題が解決できることを見出し本願発明の完成に至った。

本願発明は、一般式（ｉ）

（式中、Ｒ^ｉ１及びＲ^ｉ２はそれぞれ独立してフッ素原子、塩素原子、シアノ基又は炭素原子数１〜１２のアルキル基を表し、該アルキル基中の１個又は非隣接の２個以上の−ＣＨ_２−はそれぞれ独立して−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−又はＯＣＯ−によって置換されていてもよく、また、Ｒ^ｉ１及びＲ^ｉ２中に存在する１個又は２個以上の水素原子はそれぞれ独立してフッ素原子に置換されていてもよいが、Ｒ^ｉ１及びＲ^ｉ２がともにフッ素原子、塩素原子及びシアノ基から選ばれる置換基を表すことはなく、
Ｚ^ｉ１、Ｚ^ｉ２及びＺ^ｉ３はそれぞれ独立して単結合、−ＯＣＨ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、−Ｃ_２Ｈ_４−、−Ｃ_４Ｈ_８−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−、−ＣＦ_２ＣＦ_２−又は−Ｃ≡Ｃ−を表し、
Ａ^ｉ１、Ａ^ｉ２、Ａ^ｉ３、Ａ^ｉ４及びＡ^ｉ５はそれぞれ独立して１，４−シクロヘキシレン基、１，４−フェニレン基、ナフタレン−１，４−ジイル基又はナフタレン−２，６−ジイル基を表し、Ａ^ｉ１、Ａ^ｉ２、Ａ^ｉ３、Ａ^ｉ４及びＡ^ｉ５中の１個又は２個以上の水素原子はそれぞれ独立してハロゲン原子又はシアノ基で置換されていてもよく、Ａ^ｉ１、Ａ^ｉ２、Ａ^ｉ３、Ａ^ｉ４及びＡ^ｉ５中の非隣接の一個以上の−ＣＨ＝は−Ｎ＝で置換されていてもよく、
Ｘ^ｉ１及びＸ^ｉ２はそれぞれ独立して水素原子又はフッ素原子を表し、
ｍ^ｉ１、ｍ^ｉ２及びｍ^ｉ３はそれぞれ独立して０又は１を表すが、ｍ^ｉ１＋ｍ^ｉ２＋ｍ^ｉ３は０又は１を表す。）で表される化合物を１種又は２種以上と、
一般式（Ｃ１）から（Ｃ３）

（式中、Ｒ^ｄ及びＰ^ｅはそれぞれ独立的に炭素原子数１〜１２のアルキル基を表し、これらは直鎖状であってもメチル又はエチル分岐を有していてもよく、３〜６員環の環状構造を有していてもよく、基内に存在する任意の−ＣＨ_２−は−Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＦ−、−ＣＦ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−又は−Ｃ≡Ｃ−により交換されていてもよく、基内に存在する任意の水素原子はフッ素原子又はトリフルオロメトキシ基により置換されていてもよく、
環Ｇ、環Ｈ、環Ｉ及び環Ｊはそれぞれ独立的に、トランス−１，４−シクロへキシレン基、トランスデカヒドロナフタレン−トランス−２，６−ジイル基、１〜２個のフッ素原子あるいはメチル基により置換されていてもよい１，４−フェニレン基、１個以上のフッ素原子により置換されていてもよいナフタレン−２，６−ジイル基、１〜２個のフッ素原子により置換されていてもよいテトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル基、１〜２個のフッ素原子により置換されていてもよい１，４−シクロヘキセニレン基、１，３−ジオキサン−トランス−２，５−ジイル基、ピリミジン−２，５−ジイル基又はピリジン−２，５−ジイル基を表し、
Ｌ^ｇ、Ｌ^ｈ及びＬ^ｉはそれぞれ独立的に単結合、エチレン基（−ＣＨ_２ＣＨ_２−）、１，２−プロピレン基（−ＣＨ（ＣＨ_３）ＣＨ_２−及び）−ＣＨ_２ＣＨ（ＣＨ_３）−）、１，４−ブチレン基、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＯＣＦ_２−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＦ−、−ＣＦ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−Ｃ≡Ｃ−又は−ＣＨ＝ＮＮ＝ＣＨ−を表し、
なお一般式（Ｃ１）から（Ｃ３）で表される化合物を組み合わせて使用する場合、異なる分子中の同一の選択肢（環ＧやＬ^ｇ等）は同一の置換基を表しても、異なる置換基を表してもよい。）
で表される化合物を１種又は２種以上含有する液晶組成物、当該液晶組成物を用いた液晶表示素子、当該液晶組成物を用いた液晶レンズ及び当該液晶組成物を用いた立体画像表示用複屈折レンズを提供する。

本発明により提供される、一般式（ｉ）及び一般式（Ｃ１）から（Ｃ３）で表される化合物を含有する液晶組成物は熱、光などに対し安定で、しかも工業的にも容易に製造することができ、Δｎが極めて大きく、低粘性であり、広い液晶相温度範囲を示す。

従って、大きなΔｎが求められる液晶レンズ用の液晶材料として非常に有用である。

式（ｉ）で表される化合物としては、１種を使用してもよいし、２種以上を組み合わせて使用することもできる。

本発明の液晶組成物において一般式（ｉ）で表される化合物の含有量が少ないとその効果が現れないため、組成物中に下限値として、１質量％（以下組成物中の％は質量％を表す。）が好ましく、２％が好ましく、５％が好ましく、７％が好ましく、９％が好ましく、１０％が好ましく、１２％が好ましく、１５％が好ましく、１７％が好ましく、２０％が好ましい。又、含有量が多いと析出等の問題を引き起こすため、上限値としては、５０％が好ましく、４０％がより好ましく、３０％がより好ましく、２５％が好ましく、２０％が好ましく、１８％が好ましく、１５％が好ましく、１３％が好ましく、１０％が好ましい。

一般式（ｉ）中、Ｒ^ｉ１は、炭素原子数１〜８のアルキル基、炭素原子数１〜８のアルコキシ基、炭素原子数２〜８のアルケニル基又は炭素原子数２〜８のアルケニルオキシ基が好ましく、炭素原子数１〜５のアルキル基、炭素原子数１〜５のアルコキシ基、炭素原子数２〜５のアルケニル基又は炭素原子数２〜５のアルケニルオキシ基が好ましく、炭素原子数１〜５のアルキル基又は炭素原子数２〜５のアルケニル基が更に好ましく、炭素原子数２〜５のアルキル基又は炭素原子数２〜３のアルケニル基が更に好ましい。

信頼性を重視する場合にはアルキル基であることが好ましく、粘性の低下を重視する場合にはアルケニル基であることが好ましい。

また、それが結合する環構造がフェニル基（芳香族）である場合には、直鎖状の炭素原子数１〜５のアルキル基、直鎖状の炭素原子数１〜４のアルコキシ基及び炭素原子数４〜５のアルケニル基が好ましく、それが結合する環構造がシクロヘキサン、ピラン及びジオキサンなどの飽和した環構造の場合には、直鎖状の炭素原子数１〜５のアルキル基、直鎖状の炭素原子数１〜４のアルコキシ基及び直鎖状の炭素原子数２〜５のアルケニル基が好ましい。ネマチック相を安定化させるためには炭素原子及び存在する場合酸素原子の合計が５以下であることが好ましく、直鎖状であることが好ましい。

アルケニル基としては、式（Ｒ１）から式（Ｒ５）のいずれかで表される基から選ばれることが好ましい。（各式中の黒点は環構造中の炭素原子を表す。）

Ｒ^ｉ２は一般式（ｉ）で表される化合物が、Δεが正のいわゆるｐ型化合物である場合には、フッ素原子、シアノ基、トリフルオロメチル基又はトリフルオロメトキシ基であることが好ましく、フッ素原子又はシアノ基が好ましい。

一般式（ｉ）で表される化合物が、Δεがほぼ０のいわゆるノンポーラー型化合物である場合には、Ｒ^ｉ２はＲ^ｉ１と同じ意味を表すが、Ｒ^ｉ２とＲ^ｉ１は同一であっても、異なっていてもよい。

Ａ^ｉ１〜Ａ^ｉ５はそれぞれ独立して、Δｎを大きくすることが求められる場合には芳香族であることが好ましく、応答速度を改善するためには脂肪族であることが好ましく、それぞれ独立してトランス−１，４−シクロへキシレン基、１，４−フェニレン基、２−フルオロ−１，４−フェニレン基、３−フルオロ−１，４−フェニレン基、３，５−ジフルオロ−１，４−フェニレン基、１，４−シクロヘキセニレン基、１，４−ビシクロ［２．２．２］オクチレン基、ピペリジン−１，４−ジイル基、ナフタレン−２，６−ジイル基、デカヒドロナフタレン−２，６−ジイル基又は１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル基を表すことが好ましく、下記の構造を表すことがより好ましく、

１個又は２個以上の水素原子がフッ素原子により置換されていてもよい１，４−フェニレン基であることが好ましい。

Ｚ^ｉ１〜Ｚ^ｉ３は単結合であることが好ましい。

ｍ^ｉ１は液晶組成物への溶解性を重視する場合には０が好ましく、Δｎ及びＴｎｉを重視する場合には１が好ましい。

Ｘ^ｉ１及びＸ^ｉ２は、少なくとも１個がフッ素原子であることが好ましく、ともにフッ素原子であることが好ましい。

ｍ^ｉ１＋ｍ^ｉ２＋ｍ^ｉ３は０であることが好ましい。

一般式（ｉ）で表される化合物は、以下の一般式（ｉ−１）〜一般式（ｉ−１８）で表される各化合物が好ましい。

（式中、Ｒ^ｉｉ１及びＲ^ｉｉ２はそれぞれ独立して一般式（ｉ）におけるＲ^ｉｉ１及びＲ^ｉｉ２と同じ意味を表す。）
一般式（Ｃ１）から（Ｃ３）で表される化合物は誘電率異方性が０程度である、いわゆるノンポーラー型化合物である。

一般式（Ｃ１）から（Ｃ３）で表される化合物としては、１種を使用してもよいし、２種以上を組み合わせて使用することもできる。

本発明の液晶組成物において一般式（Ｃ１）から（Ｃ３）で表される化合物の含有量が少ないとその効果が現れないため、組成物中に下限値として、１質量％（以下組成物中の％は質量％を表す。）が好ましく、２％が好ましく、５％が好ましく、７％が好ましく、９％が好ましく、１０％が好ましく、１２％が好ましく、１５％が好ましく、１７％が好ましく、２０％が好ましい。又、含有量が多いと析出等の問題を引き起こすため、上限値としては、５０％が好ましく、４０％がより好ましく、３０％がより好ましく、２５％が好ましく、２０％が好ましく、１８％が好ましく、１５％が好ましく、１３％が好ましく、１０％が好ましい。

上式中、Ｒ^ｄ及びＲ^ｅはそれぞれ独立的に炭素原子数１〜１２のアルキル基を表し、これらは直鎖状であってもメチル又はエチル分岐を有していてもよく、３〜６員環の環状構造を有していてもよく、基内に存在する任意の−ＣＨ_２−は−Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＦ−、−ＣＦ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−又は−Ｃ≡Ｃ−により交換されていてもよく、基内に存在する任意の水素原子はフッ素原子又はトリフルオロメトキシ基により置換されていてもよいが、炭素原子数１〜７の直鎖状アルキル基、炭素原子数２〜７の直鎖状１−アルケニル基、炭素原子数４〜７の直鎖状３−アルケニル基、炭素原子数１〜３の直鎖状アルコキシル基又は末端が炭素原子数１〜３アルコキシル基により置換された炭素原子数１〜５の直鎖状アルキル基が好ましく、更に少なくとも一方は炭素原子数１〜７の直鎖状アルキル基、炭素原子数２〜７の直鎖状１−アルケニル基又は炭素原子数４〜７の直鎖状３−アルケニル基であることが特に好ましい。又、分岐により不斉炭素が生じる場合には、化合物として光学活性であってもラセミ体であってもよい。

環Ｇ、環Ｈ、環Ｉ及び環Ｊはそれぞれ独立的に、トランス−１，４−シクロへキシレン基、トランスデカヒドロナフタレン−トランス−２，６−ジイル基、１〜２個のフッ素原子あるいはメチル基により置換されていてもよい１，４−フェニレン基、１個以上のフッ素原子により置換されていてもよいナフタレン−２，６−ジイル基、１〜２個のフッ素原子により置換されていてもよいテトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル基、１〜２個のフッ素原子により置換されていてもよい１，４−シクロヘキセニレン基、１，３−ジオキサン−トランス−２，５−ジイル基、ピリミジン−２，５−ジイル基又はピリジン−２，５−ジイル基を表すが、各化合物において、トランスデカヒドロナフタレン−トランス−２，６−ジイル基、１個以上のフッ素原子により置換されていてもよいナフタレン−２，６−ジイル基、１〜２個のフッ素原子により置換されていてもよいテトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル基、フッ素原子により置換されていてもよい１，４−シクロヘキセニレン基、１，３−ジオキサン−トランス−２，５−ジイル基、ピリミジン−２，５−ジイル基又はピリジン−２，５−ジイル基は１個以内であることが好ましく、他の環はトランス−１，４−シクロへキシレン基あるいは１〜２個のフッ素原子又はメチル基により置換されていてもよい１，４−フェニレン基であることが好ましい。

Ｌ^ｇ、Ｌ^ｈ及びＬ^ｉは連結基であって、それぞれ独立的に単結合、エチレン基（−ＣＨ_２ＣＨ_２−）、１，２−プロピレン基（−ＣＨ（ＣＨ_３）ＣＨ_２−及び）−ＣＨ_２ＣＨ（ＣＨ_３）−）、１，４−ブチレン基、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＯＣＦ_２−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＦ−、−ＣＦ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−Ｃ≡Ｃ−又は−ＣＨ＝ＮＮ＝ＣＨ−を表すが、単結合、エチレン基、１，４−ブチレン基、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＯＣＦ_２−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−Ｃ≡Ｃ−又は−ＣＨ＝ＮＮ＝ＣＨ−が好ましく、（Ｃ２）においてはその少なくとも１個が、（Ｃ３）においてはその少なくとも２個が単結合を表すことが好ましい。

なお一般式（Ｃ１）から（Ｃ３）で表される化合物を組み合わせて使用する場合、異なる分子中の同一の選択肢（環ＧやＬ^ｇ等）は同一の置換基を表しても、異なる置換基を表してもよい。

又、一般式（Ｃ１）から（Ｃ３）においては本発明の一般式（Ａ１）から（Ａ３）、（Ｂ１）から（Ｂ３）、（ｉ）及び（ｉｉ）を除く。

本発明の組成物の総量に対しての一般式（Ｃ１）から（Ｃ３）で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、１％であり、２％であり、５％であり、８％であり、１０％であり、１３％であり、１５％であり、１８％であり、２０％であり、２２％であり、２５％であり、３０％である。好ましい含有量の上限値は、３０％であり、２８％であり、２５％であり、２３％であり、２０％であり、１８％であり、１５％であり、１３％であり、１０％であり、８％であり、５％である。

本発明の組成物の粘度を低く保ち、応答速度が速い組成物が必要な場合は上記の下限値を低めに、上限値を高めにすることが好ましい。さらに、本発明の組成物のＴｎｉを高く保ち、焼きつきの発生しにくい組成物が必要な場合は上記の下限値を高めに、上限値を高めにすることが好ましい。また、駆動電圧を低く保つために誘電率異方性を大きくしたいときは、上記の下限値を低めに、上限値を低めにすることが好ましい。

（Ｃ１）におけるより好ましい形態は以下の一般式（Ｃ１ａ）〜（Ｃ１ｈ）で表すことができる。

上記各式中、Ｒ^ｆ及びＲ^ｇはそれぞれ独立的に炭素原子数１〜７の直鎖状アルキル基、炭素原子数２〜７の直鎖状1-アルケニル基、炭素原子数４〜７の直鎖状３−アルケニル基、炭素原子数１〜３の直鎖状アルコキシル基又は末端が炭素原子数１〜３のアルコキシル基により置換された炭素原子数１〜５の直鎖状アルキル基を表すが、少なくとも一方は炭素原子数１〜７の直鎖状アルキル基、炭素原子数２〜７の直鎖状1-アルケニル基又は炭素原子数４〜７の直鎖状３−アルケニル基を表す。ただし、環Ｇ１〜環Ｇ８が芳香環の場合、対応するＲ^ｆは１−アルケニル基及びアルコキシル基を除き、環Ｈ１〜環Ｈ８が芳香環の場合、対応するＲ^ｇは1-アルケニル基及びアルコキシル基を除く。

環Ｇ１及び環Ｈ１はそれぞれ独立的にトランス−１，４−シクロへキシレン基、トランスデカヒドロナフタレン−トランス−２，６−ジイル基、１〜２個のフッ素原子あるいはメチル基により置換されていてもよい１，４−フェニレン基、１個以上のフッ素原子により置換されていてもよいナフタレン−２，６−ジイル基、１〜２個のフッ素原子により置換されていてもよいテトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル基、１〜２個のフッ素原子により置換されていてもよい１，４−シクロヘキセニレン基、１，３−ジオキサン−トランス−２，５−ジイル基、ピリミジン−２，５−ジイル基又はピリジン−２，５−ジイル基を表すが、各化合物において、トランスデカヒドロナフタレン-トランス−２，６−ジイル基、１個以上のフッ素原子により置換されていてもよいナフタレン−２，６−ジイル基、１〜２個のフッ素原子により置換されていてもよいテトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル基、フッ素原子により置換されていてもよい１，４−シクロヘキセニレン基、１，３−ジオキサン-トランス−２，５−ジイル基、ピリミジン−２，５−ジイル基又はピリジン−２，５−ジイル基は１個以内であることが好ましく、その場合の他方の環はトランス−１，４−シクロへキシレン基あるいは１〜２個のフッ素原子又はメチル基により置換されていてもよい１，４−フェニレン基である。環Ｇ２及び環Ｈ２はそれぞれ独立的にトランス−１，４−シクロへキシレン基、トランスデカヒドロナフタレン−トランス−２，６−ジイル基、１〜２個のフッ素原子あるいはメチル基により置換されていてもよい１，４−フェニレン基、１個以上のフッ素原子により置換されていてもよいナフタレン−２，６−ジイル基、１〜２個のフッ素原子により置換されていてもよいテトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル基を表すが、各化合物において、トランスデカヒドロナフタレン−トランス−２，６−ジイル基、１個以上のフッ素原子により置換されていてもよいナフタレン−２，６−ジイル基、１〜２個のフッ素原子により置換されていてもよいテトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル基は1個以内であることが好ましく、その場合の他方の環はトランス−１，４−シクロへキシレン基あるいは１〜２個のフッ素原子又はメチル基により置換されていてもよい１，４−フェニレン基である。環Ｇ３及び環Ｈ３はそれぞれ独立的に１〜２個のフッ素原子あるいはメチル基により置換されていてもよい１，４−フェニレン基、１個以上のフッ素原子により置換されていてもよいナフタレン−２，６−ジイル基、１〜２個のフッ素原子により置換されていてもよいテトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル基を表すが、各化合物において1個以上のフッ素原子により置換されていてもよいナフタレン−２，６−ジイル基、１〜２個のフッ素原子により置換されていてもよいテトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル基は１個以内であることが好ましい。

さらに好ましくは、下記化合物である。

（Ｃ２）におけるより好ましい形態は以下の一般式（Ｃ２ａ)〜（Ｃ２ｍ）で表すことができる。

上式中、環Ｇ１、環Ｇ２、環Ｇ３、環Ｈ１、環Ｈ２及び環Ｈ３は前述の意味を表し、環Ｉ１は環Ｇ１と、環Ｉ２は環Ｇ２と、環Ｉ３は環Ｇ３とそれぞれおなじ意味を表す。又、上記各化合物において、トランスデカヒドロナフタレン−トランス−２，６−ジイル基、１個以上のフッ素原子により置換されていてもよいナフタレン−２，６−ジイル基、１〜２個のフッ素原子により置換されていてもよいテトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル基、フッ素原子により置換されていてもよい１，４−シクロヘキセニレン基、１，３−ジオキサン−トランス−２，５−ジイル基、ピリミジン−２，５−ジイル基又はピリジン−２，５−ジイル基は１個以内であることが好ましく、その場合の他方の環はトランス−１，４−シクロへキシレン基あるいは１〜２個のフッ素原子又はメチル基により置換されていてもよい１，４−フェニレン基である。

さらに好ましくは、下記化合物である。

次に（Ｃ３）におけるより好ましい形態は以下の一般式（Ｃ３ａ）〜（Ｃ３ｆ）で表すことができる。

上式中、環Ｇ１、環Ｇ２、環Ｈ１、環Ｈ２、環Ｉ１及び環Ｉ２は前述の意味を表し、環Ｊ１は環Ｇ１又環Ｊ２は環Ｇ２とそれぞれおなじ意味を表す。又、上記各化合物において、トランスデカヒドロナフタレン−トランス−２，６−ジイル基、１個以上のフッ素原子により置換されていてもよいナフタレン−２，６−ジイル基、１〜２個のフッ素原子により置換されていてもよいテトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル基、フッ素原子により置換されていてもよい１，４−シクロヘキセニレン基、１，３−ジオキサン-トランス−２，５−ジイル基、ピリミジン−２，５−ジイル基又はピリジン−２，５−ジイル基は１個以内であることが好ましく、その場合の他方の環はトランス−１，４−シクロへキシレン基あるいは１〜２個のフッ素原子又はメチル基により置換されていてもよい１，４−フェニレン基である。

さらに好ましくは、下記化合物である。

本発明の液晶組成物において一般式（ｉ）及び（Ｃ１）から（Ｃ３）で表される化合物の合計の含有量が少ないとその効果が現れないため、組成物中に下限値として、１質量％（以下組成物中の％は質量％を表す。）が好ましく、２％が好ましく、５％が好ましく、７％が好ましく、９％が好ましく、１０％が好ましく、１２％が好ましく、１５％が好ましく、１７％が好ましく、２０％が好ましい。又、含有量が多いと析出等の問題を引き起こすため、上限値としては、５０％が好ましく、４０％がより好ましく、３０％がより好ましく、２５％が好ましく、２０％が好ましく、１８％が好ましく、１５％が好ましく、１３％が好ましく、１０％が好ましい。

液晶組成物の物性値を調整するために液晶相を持つ化合物以外にも必要に応じて液晶相を持たない化合物を添加することもできる。

このように、一般式（ｉ）及び（Ｃ１）から（Ｃ３）で表される化合物と混合して使用することのできる化合物の好ましい代表例としては、本発明の提供する組成物においては、一般式（Ａ１）から（Ａ３）及び（Ｂ１）から（Ｂ３）で表される化合物を挙げることができ、これら化合物から少なくとも１種を含有することが好ましい。

一般式（Ａ１）から（Ａ３）で表される化合物はいわゆるフッ素系(ハロゲン系)のｐ型化合物である。

上式中、Ｒ^ｂは炭素原子数１〜１２のアルキル基を表し、これらは直鎖状であってもメチルまたはエチル分岐を有していてもよく、３〜６員環の環状構造を有していてもよく、基内に存在する任意の−ＣＨ_２−は−Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＦ−、−ＣＦ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−又は−Ｃ≡Ｃ−により置換されていてもよく、基内に存在する任意の水素原子はフッ素原子またはトリフルオロメトキシ基により置換されていてもよいが、炭素原子数１〜７の直鎖状アルキル基、炭素原子数２〜７の直鎖状１−アルケニル基、炭素原子数４〜７の直鎖状３−アルケニル基、末端が炭素原子数１〜３のアルコキシル基により置換された炭素原子数１〜５のアルキル基が好ましい。また、分岐により不斉炭素が生じる場合には、化合物として光学活性であってもラセミ体であってもよい。

環Ａ、環Ｂ及び環Ｃはそれぞれ独立的にトランス−１，４−シクロへキシレン基、トランスデカヒドロナフタレン-トランス-2,6-ジイル基、1個以上のフッ素原子により置換されていてもよい１，４−フェニレン基、１個以上のフッ素原子により置換されていてもよいナフタレン-2,6-ジイル基、1個以上のフッ素原子により置換されていてもよいテトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル基、フッ素原子により置換されていてもよい１，４−シクロヘキセニレン基、１，３−ジオキサン−トランス−２，５−ジイル基、ピリミジン−２，５−ジイル基またはピリジン−２，５−ジイル基を表すが、トランス−１，４−シクロへキシレン基、トランスデカヒドロナフタレン-トランス−２，６−ジイル基、フッ素原子により置換されていてもよいナフタレン−２，６−ジイル基又は１〜２個のフッ素原子により置換されていてもよい１，４−フェニレン基が好ましい。特に環Ｂがトランス−１，４−シクロへキシレン基またはトランスデカヒドロナフタレン−トランス−２，６−ジイル基である場合に、環Ａはトランス−１，４−シクロへキシレン基であることが好ましく、環Ｃがトランス−１，４−シクロへキシレン基またはトランスデカヒドロナフタレン−トランス−２，６−ジイル基である場合に環Ｂ及び環Ａはトランス−１，４−シクロへキシレン基であることが好ましい。また、（Ａ３）において環Ａはトランス−１，４−シクロへキシレン基であることが好ましい。
Ｌ^ａ、Ｌ^ｂ及びＬ^ｃは連結基であって、それぞれ独立的に単結合、エチレン基（−ＣＨ_２ＣＨ_２−）、１，２−プロピレン基（−ＣＨ（ＣＨ_３）ＣＨ_２−及び−ＣＨ_２ＣＨ（ＣＨ_３）−）、１，４−ブチレン基、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＯＣＦ_２−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＦ−、−ＣＦ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−Ｃ≡Ｃ−又は−ＣＨ＝ＮＮ＝ＣＨ−を表すが、単結合、エチレン基、１，４−ブチレン基、−ＣＯＯ−、−ＯＣＦ_２−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＣＦ＝ＣＦ−又は−Ｃ≡Ｃ−が好ましく、単結合又はエチレン基が特に好ましい。また、（Ａ２）においてはその少なくとも１個が、（Ａ３）においてはその少なくとも２個が単結合を表すことが好ましい。

環Ｚは芳香環であり以下の一般式（Ｌａ）〜（Ｌｃ）で表すことができる。

式中、Ｙ^ａ〜Ｙ^ｊはそれぞれ独立的に水素原子あるいはフッ素原子を表すが、（Ｌａ）において、Ｙ^ａ及びＹ^ｂの少なくとも1個はフッ素原子であることが好ましく、（Ｌｂ）において、Ｙ^ｄ〜Ｙ^ｆの少なくとも1個はフッ素原子であることが好ましく、特にＹ^ｄはフッ素原子であることがさらに好ましい。

末端基Ｐ^ａはフッ素原子、塩素原子、トリフルオロメトキシ基、ジフルオロメトキシ基、トリフルオロメチル基又はジフルオロメチル基あるいは２個以上のフッ素原子により置換された炭素原子数２又は３のアルコキシル基、アルキル基、アルケニル基又はアルケニルオキシ基を表すが、フッ素原子、トリフルオロメトキシ基又はジフルオロメトキシ基が好ましく、フッ素原子が特に好ましい。

なお一般式（Ａ１）から（Ａ３）で表される化合物を組み合わせて使用する場合、異なる分子中の同一の選択肢（環ＡやＬ^ａ等）は同一の置換基を表しても、異なる置換基を表してもよい。

又、一般式（Ａ１）から（Ａ３）においては本発明の一般式（ｉ）及び（ｉｉ）を除く。

本発明の組成物の総量に対しての一般式（Ａ１）から（Ａ３）で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、１％であり、２％であり、５％であり、８％であり、１０％であり、１３％であり、１５％であり、１８％であり、２０％であり、２２％であり、２５％であり、３０％である。好ましい含有量の上限値は、３０％であり、２８％であり、２５％であり、２３％であり、２０％であり、１８％であり、１５％であり、１３％であり、１０％であり、８％であり、５％である。

本発明の組成物の粘度を低く保ち、応答速度が速い組成物が必要な場合は上記の下限値を高めに、上限値を高めにすることが好ましい。さらに、本発明の組成物のＴｎｉを高く保ち、焼きつきの発生しにくい組成物が必要な場合は上記の下限値を低めに、上限値を低めにすることが好ましい。また、駆動電圧を低く保つために誘電率異方性を大きくしたいときは、上記の下限値を高めに、上限値を高めにすることが好ましい。

一般式（Ａ１）〜（Ａ３）におけるより好ましい形態は以下の一般式（Ａ１ａ）〜（Ａ３ｃ）で表すことができる。

（式中、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｙ^ａ及びＹ^ｂは一般式（Ａ１）から（Ａ３）におけるＡ、Ｂ、Ｃ、Ｙ^ａ及びＹ^ｂと同じ意味を表す。）
さらに好ましくは、下記化合物である。

一般式（Ｂ１）から（Ｂ３）で表される化合物はいわゆるシアノ系のｐ型化合物である。

上式中、Ｒ^ｃは炭素原子数１〜１２のアルキル基を表し、これらは直鎖状であってもメチル又はエチル分岐を有していてもよく、３〜６員環の環状構造を有していてもよく、基内に存在する任意の−ＣＨ_２−は−Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＦ−、−ＣＦ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−又は−Ｃ≡Ｃ−により交換されていてもよく、基内に存在する任意の水素原子はフッ素原子又はトリフルオロメトキシ基により置換されていてもよいが、炭素原子数１〜７の直鎖状アルキル基、炭素原子数２〜７の直鎖状1-アルケニル基、炭素原子数４〜７の直鎖状３−アルケニル基、末端が炭素原子数１〜３のアルコキシル基により置換された炭素原子数１〜５のアルキル基が好ましい。又、分岐により不斉炭素が生じる場合には、化合物として光学活性であってもラセミ体であってもよい。

環Ｄ、環Ｅ及び環Ｆはそれぞれ独立的にトランス−１，４−シクロへキシレン基、トランスデカヒドロナフタレン−トランス−２，６−ジイル基、１個以上のフッ素原子により置換されていてもよい１，４−フェニレン基、１個以上のフッ素原子により置換されていてもよいナフタレン−２，６−ジイル基、１個以上のフッ素原子により置換されていてもよいテトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル基、フッ素原子により置換されていてもよい１，４−シクロヘキセニレン基、１，３−ジオキサン−トランス−２，５−ジイル基、ピリミジン−２，５−ジイル基又はピリジン−２，５−ジイル基を表すが、トランス−１，４−シクロへキシレン基、トランスデカヒドロナフタレン−トランス−２，６−ジイル基、フッ素原子により置換されていてもよいナフタレン−２，６−ジイル基又は１〜２個のフッ素原子により置換されていてもよい１，４−フェニレン基が好ましい。特に環Ｅがトランス−１，４−シクロへキシレン基又はトランスデカヒドロナフタレン−トランス−２，６−ジイル基である場合に、環Ｄはトランス−１，４−シクロへキシレン基であることが好ましく、環Ｆがトランス−１，４−シクロへキシレン基又はトランスデカヒドロナフタレン−トランス−２，６−ジイル基である場合に環Ｄ及び環Ｅはトランス−１，４−シクロへキシレン基であることが好ましい。又、（Ｂ３）において環Ｄはトランス−１，４−シクロへキシレン基であることが好ましい。

Ｌ^ｄ、Ｌ^ｅ及びＬ^ｆは連結基であって、それぞれ独立的に単結合、エチレン基（−ＣＨ_２ＣＨ_２−）、１，２−プロピレン基（−ＣＨ（ＣＨ_３）ＣＨ_２−及び）−ＣＨ_２ＣＨ（ＣＨ_３）−）、１，４−ブチレン基、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＯＣＦ_２−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＦ−、−ＣＦ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＯＣＨ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−又は−ＣＨ＝ＮＮ＝ＣＨ−を表すが、単結合、エチレン基、−ＣＯＯ−、−ＯＣＦ_２−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＣＦ＝ＣＦ−又は−Ｃ≡Ｃ−が好ましく、単結合、エチレン基又は−ＣＯＯ−が特に好ましい。又、（Ｂ２）においてはその少なくとも１個が、（Ｂ３）においてはその少なくとも２個が単結合を表すことが好ましい。

環Ｙは芳香環であり以下の一般式（Ｌ^ｄ）〜（Ｌ^ｆ）で表すことができる。

式中、Ｙ^ｋ〜Ｙ^ｑはそれぞれ独立的に水素原子あるいはフッ素原子を表すが、（Ｌｅ）において、Ｙ^ｍはフッ素原子であることが好ましい。

末端基Ｐ^ｂはシアノ基（−ＣＮ）、シアナト基（−ＯＣＮ）又は−Ｃ≡ＣＣＮを表すが、シアノ基が好ましい。

なお一般式（Ｂ１）から（Ｂ３）で表される化合物を組み合わせて使用する場合、異なる分子中の同一の選択肢（環ＤやＬ^ｄ等）は同一の置換基を表しても、異なる置換基を表してもよい。

又、一般式（Ｂ１）から（Ｂ３）においては本発明の一般式（ｉ）及び（ｉｉ）を除く。

本発明の組成物の総量に対しての一般式（Ｂ１）から（Ｂ３）で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、１％であり、２％であり、５％であり、８％であり、１０％であり、１３％であり、１５％であり、１８％であり、２０％であり、２２％であり、２５％であり、３０％である。好ましい含有量の上限値は、３０％であり、２８％であり、２５％であり、２３％であり、２０％であり、１８％であり、１５％であり、１３％であり、１０％であり、８％であり、５％である。

本発明の組成物の粘度を低く保ち、応答速度が速い組成物が必要な場合は上記の下限値を低めに、上限値を高めにすることが好ましい。さらに、本発明の組成物のＴｎｉを高く保ち、焼きつきの発生しにくい組成物が必要な場合は上記の下限値を低めに、上限値を高めにすることが好ましい。また、駆動電圧を低く保つために誘電率異方性を大きくしたいときは、上記の下限値を高めに、上限値を高めにすることが好ましい。

一般式（Ｂ１）〜（Ｂ３）におけるより好ましい形態は以下の一般式（Ｂ１ａ）〜（Ｂ２ｃ）で表すことができる。

（式中、Ａ、Ｂ、Ｙ^ｋ及びＹ^ｌは一般式（Ｂ１）から（Ｂ３）におけるＡ、Ｂ、Ｙ^ｋ及びＹ^ｌと同じ意味を表す。）
さらに好ましくは、下記化合物である。

本発明の組成物の総量に対しての一般式（ｉ）、一般式（Ａ１）から（Ａ３）、一般式（Ｂ１）から（Ｂ３）及び一般式（Ｃ１）から（Ｃ３）で表される化合物の合計の好ましい含有量の下限値は、８０％であり、８５％であり、８８％であり、９０％であり、９２％であり、９３％であり、９４％であり、９５％であり、９６％であり、９７％であり、９８％であり、９９％であり、１００％である。好ましい含有量の上限値は、１００％であり、９９％であり、９８％であり、９５％である。

本発明の組成物の総量に対しての一般式（ｉ）、一般式（Ａ１）から（Ａ３）、一般式（Ｂ１）から（Ｂ３）及び一般式（Ｃ１）から（Ｃ３）で表される化合物の合計の好ましい含有量の下限値は、８０％であり、８５％であり、８８％であり、９０％であり、９２％であり、９３％であり、９４％であり、９５％であり、９６％であり、９７％であり、９８％であり、９９％であり、１００％である。好ましい含有量の上限値は、１００％であり、９９％であり、９８％であり、９５％である。

本発明の組成物の総量に対しての本発明の組成物の総量に対しての一般式（ｉ）、一般式（Ａ１ａ）から（Ａ３ｃ）、一般式（Ｂ１ａ）から（Ｂ２ｃ）及び一般式（Ｃ１ａ）から（Ｃ３ｆ）で表される化合物の合計の好ましい含有量の下限値は、８０％であり、８５％であり、８８％であり、９０％であり、９２％であり、９３％であり、９４％であり、９５％であり、９６％であり、９７％であり、９８％であり、９９％であり、１００％である。好ましい含有量の上限値は、１００％であり、９９％であり、９８％であり、９５％である。

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

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

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

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

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

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

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

本発明の第一実施形態の組成物に含有される化合物が、側鎖としてアルケニル基を有する場合、前記アルケニル基がシクロヘキサンに結合している場合には当該アルケニル基の炭素原子数は２〜５であることが好ましく、前記アルケニル基がベンゼンに結合している場合には当該アルケニル基の炭素原子数は４〜５であることが好ましく、前記アルケニル基の不飽和結合とベンゼンは直接結合していないことが好ましい。

本発明における液晶組成物の安定性を高めるため、酸化防止剤を添加することが好ましい。酸化防止剤としては、ヒドロキノン誘導体、ニトロソアミン系重合禁止剤、ヒンダードフェノール系酸化防止剤等が挙げられ、より具体的には、tert−ブチルハイドロキノン、メチルハイドロキノン、和光純薬工業株式会社製の「Ｑ−１３００」、「Ｑ−１３０１」、ＢＡＳＦ社の「ＩＲＧＡＮＯＸ１０１０」、「ＩＲＧＡＮＯＸ１０３５」、「ＩＲＧＡＮＯＸ１０７６」、「ＩＲＧＡＮＯＸ１０９８」、「ＩＲＧＡＮＯＸ１１３５」、「ＩＲＧＡＮＯＸ１３３０」、「ＩＲＧＡＮＯＸ１４２５」、「ＩＲＧＡＮＯＸ１５２０」、「ＩＲＧＡＮＯＸ１７２６」、「ＩＲＧＡＮＯＸ２４５」、「ＩＲＧＡＮＯＸ２５９」、「ＩＲＧＡＮＯＸ３１１４」、「ＩＲＧＡＮＯＸ３７９０」、「ＩＲＧＡＮＯＸ５０５７」、「ＩＲＧＡＮＯＸ５６５」等々があげられる。

酸化防止剤の添加量は重合性液晶組成物に対して０．０１〜２．０質量％であることが好ましく、０．０５〜１．０質量％であることがより好ましい。

本発明における液晶組成物の安定性を高めるため、ＵＶ吸収剤を添加することが好ましい。ＵＶ吸収剤としては、波長３７０ｎｍ以下の紫外線の吸収能に優れ、かつ良好な液晶表示性の観点から、波長４００ｎｍ以上の可視光の吸収が少ないものが好ましい。より具体的には、例えばヒンダードフェノール系化合物、ヒドロキシベンゾフェノン系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物、サリチル酸エステル系化合物、ベンゾフェノン系化合物、シアノアクリレート系化合物、ニッケル錯塩系化合物、トリアジン系化合物が挙げられ、ヒンダードフェノール系化合物としては、２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−ｐ−クレゾール、ペンタエリスリチル−テトラキス〔３−（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート〕、Ｎ，Ｎ’−ヘキサメチレンビス（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシ−ヒドロシンナミド）、１，３，５−トリメチル−２，４，６−トリス（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）ベンゼン、トリス−（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）−イソシアヌレートが挙げられる。ベンゾトリアゾール系化合物としては、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−メチレンビス（４−（１，１，３，３−テトラメチルブチル）−６−（２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル）フェノール）、（２，４−ビス−（ｎ−オクチルチオ）−６−（４−ヒドロキシ−３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルアニリノ）−１，３，５−トリアジン、トリエチレングリコール−ビス〔３−（３−ｔｅｒｔ−ブチル−５−メチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート〕、Ｎ，Ｎ’−ヘキサメチレンビス（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシ−ヒドロシンナミド）、１，３，５−トリメチル−２，４，６−トリス（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）ベンゼン、２−（２’−ヒドロキシ−３’，５’−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−５−クロルベンゾトリアゾール、（２−（２′−ヒドロキシ−３’，５’−ジ−ｔｅｒｔ−アミルフェニル）−５−クロルベンゾトリアゾール、２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−ｐ−クレゾール、ペンタエリスリチル−テトラキス〔３−（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート〕が挙げられ、ＢＡＳＦジャパン（株）製のＴＩＮＵＶＩＮ１０９、ＴＩＮＵＶＩＮ１７１、ＴＩＮＵＶＩＮ３２６、ＴＩＮＵＶＩＮ３２７、ＴＩＮＵＶＩＮ３２８、ＴＩＮＵＶＩＮ７７０、ＴＩＮＵＶＩＮ９００、ＴＩＮＵＶＩＮ９２８、ケミプロ化成（株）製の、ＫＥＭＩＳＯＲＢ ７１、ＫＥＭＩＳＯＲＢ ７３、ＫＥＭＩＳＯＲＢ ７４も好ましく用いることができる。

なお、本願液晶組成物はΔｎを大きくすることができるため、液晶素子とし、初期の配向状態から、電界等により液晶組成物の配向が変化した際に大きな屈折率の変化が得られる。この特徴から、液晶素子の初期の（無印加電圧時の）配向状態としては液晶素子内において一軸に配向していることが好ましく、液晶素子の厚さ方向に捩れが、発生していたとしても、可視光領域の光を反射する程度の強い捩れがないことが好ましい。

液晶表示素子として使用する場合には、ＴＮ、ＳＴＮ、ＩＰＳ、ＦＦＳ、ＥＣＢ及びＯＣＢ等のモード用として使用されることが好ましい。

他の用途としては、液晶レンズ、レンチキュラーレンズ、視差バリアー用液晶素子等が好ましい。

また、一般式（ｉ）で表される化合物が光により異性化を起こすアゾベンゼン部位を有することから光により材料の物理的性質を制御する光学スイッチング素子として利用することも好ましい。

以下に実施例を挙げて本発明を更に詳述するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。また、以下の実施例及び比較例の組成物における「％」は『質量％』を意味する。

実施例中、測定した特性は以下の通りである。

Ｔ_ＮＩ ：ネマチック相−等方性液体相転移温度
Ｔ_→Ｎ ：ネマチック相となる相転移温度
Δｎ ：２９８Ｋにおける屈折率異方性
ｎ_ｏ ：
Δ_ε ：２９８Ｋにおける誘電率異方性
ε_⊥ ：
γ_１ ：２９８Ｋにおける回転粘度
Ｖ_ｔｈ ：厚さ８．３ミクロンのＴＮセルに液晶を封入し、２９８Ｋ、クロスニコル偏光板下において透過率が１０％変化する電圧。

ＶＨＲ：周波数６０Ｈｚ，印加電圧５Ｖの条件下で３３３Ｋにおける電圧保持率（％）
耐熱試験後ＶＨＲ：組成物サンプルを封入した電気光学特性評価用ＴＥＧ（テスト・エレメント・グループ）を１３０℃の恒温槽中に１時間保持した後、上述のＶＨＲ測定方法と同条件で測定した。

電流値：
液晶組成物を、TN用液晶セル(セルギャップ8.3μm)に真空注入し、UV硬化性樹脂(スリーボンド社製、Three Bond 3026)で封止し、液晶セルを作製した。

液晶セル作成後、すぐに電流値を測定したサンプルを初期サンプル(以下初期と略す)とした。

液晶セルに対しサンテスト(オリジナルハナウ社製)を用いてUV照射を１６時間行ったサンプルをUV照射サンプル(以下UVと略す)とした。

液晶セルをオーブンを用い８０℃で３５０時間加熱したサンプルを加熱サンプル(以下加熱と略す)とした。

電流値の測定は、図1に示す回路を用いて、作製した液晶セルに矩形波(Vap=2.5V)を印加し回路中の50KΩの抵抗の両端に掛かる電圧波形を観測することにより行った。観測された電圧波形(図2)よりVr(mV)を測定し、Vrと液晶セルの電極面積：W(cm²)より以下の式

により電流値を算出した。この際、それぞれの条件において３枚の液晶セルを作製しその電流値を測定し、３枚のセルから得られた電流値の値を平均し電流値とし、パネル中での信頼性の指標とした。

焼き付き ：
液晶表示素子の焼き付き評価は、表示エリア内に所定の固定パターンを任意の試験時間表示させた後に、全画面均一な表示を行ったときの固定パターンの残像が、許容できない残像レベルに達するまでの試験時間を計測した。
１）ここで言う試験時間とは固定パターンの表示時間を示し、この時間が長いほど残像の発生が抑制されており、性能が高いことを示している。
２）許容できない残像レベルとは、出荷合否判定で不合格となる残像が観察されるレベルである。
例）
サンプルＡ：１０００時間
サンプルＢ：５００時間
サンプルＣ：２００時間
サンプルＤ：１００時間
性能は、Ａ＞Ｂ＞Ｃ＞Ｄである。

滴下痕 ：
液晶表示装置の滴下痕の評価は、全面黒表示した場合における白く浮かび上がる滴下痕を目視にて以下の５段階評価で行った。

５：滴下痕無し（優）
４：滴下痕ごく僅かに有るも許容できるレベル（良）
３：滴下痕僅かに有り、合否判定のボーダーラインレベル（条件付で可）
２：滴下痕有り許容できないレベル（不可）
１：滴下痕有りかなり劣悪（悪）
プロセス適合性 ：
プロセス適合性は、ＯＤＦプロセスにおいて、定積計量ポンプを用いて、液晶を１回に５０ｐＬずつ「０〜１００回、１０１〜２００回、２０１〜３００回、・・・・」と１００回ずつ滴下したときの各１００回滴下分の液晶の質量を計測し、質量のバラつきがＯＤＦプロセスに適合できない大きさに達した滴下回数で評価した。
滴下回数が多いほど長時間にわたって安定的に滴下可能であり、プロセス適合性が高いといえる。
例）
サンプルＡ：９５０００回
サンプルＢ：４００００回
サンプルＣ：１０００００回
サンプルＤ：１００００回
性能は、Ｃ＞Ａ＞Ｂ＞Ｄである。

低温保存性：
低温での保存性評価は、組成物を調製後、１ｍＬのサンプル瓶に組成物を０．５ｇ秤量し、これを−２５℃の温度制御式試験槽の中で２４０時間保存して目視にて組成物からの析出物の発生を観察し、析出物が観察されたときの試験時間を計測した。析出発生までの試験時間が長いほど低温での保存性が良好であるといえる。

揮発性／製造装置汚染性 ：
液晶材料の揮発性評価は、真空攪拌脱泡ミキサーの運転状態をストロボスコープを用いて観察し、液晶材料の発泡を目視により観察することによって行った。具体的には、容量２．０Ｌの真空攪拌脱泡ミキサーの専用容器に組成物を０．８ｋｇ入れ、４ｋＰａの脱気下、公転速度１５Ｓ−１、自転速度７．５Ｓ−１で真空攪拌脱泡ミキサーを運転し、発泡が始まるまでの時間を計測した。
発泡が始まるまでの時間が長いほど揮発しにくく、製造装置を汚染する可能性が低いので、高性能であることを示す。
例）
サンプルＡ：２００秒
サンプルＢ：４５秒
サンプルＣ：６０秒
サンプルＤ：１５秒
性能は、Ａ＞Ｃ＞Ｂ＞Ｄである。
尚、実施例において化合物の記載について以下の略号を用いる。
（環構造）

特に断りがない限り、トランス体を表す。
（側鎖構造及び連結構造）

（実施例１〜３０）
本願発明の液晶組成物及び該組成物を使用した液晶表示素子を作製し、その物性値を測定した。

一般式（ｉ）で表される化合物として下記の式（ｉ−ａ）及び（ｉ−ｂ）で表される化合を使用した。

一般式（ｉ）で表される化合物を含有しない比較例１の組成物は実施例１の組成物と比較してΔｎの値が大きく低下してしまうとともにＴ_→Ｎが上昇しネマッチック相温度範囲が狭くなってしまった。

実施例１の組成物よりもΔｎの値が大きな実施例２を元にして一般式（ｉ）で表される化合物を含有しない比較例２を調整した。やはりΔｎの値が大きく低下してしまい、さらにＴ_→Ｎの悪化も大きくなった。

Δｎを高くしつつ高速応答化も目指した組成物として実施例３及び４を示す。

やはり一般式（ｉ）で表される化合物を含有しない比較例３の組成物は実施例３の組成物と比較してΔｎの値が大きく低下してしまうとともにＴ_→Ｎが上昇しネマッチック相温度範囲が狭くなってしまった。同様な傾向は実施例４及び比較例４でも確かめられた。

（実施例５〜１２）
更に下記組成物の物性値を示す。

実施例１〜１２として示した液晶組成物を使用して液晶レンズを作成し、優れたレンズ特性を示すことが確認できた。

Claims (10)

1. 一般式（ｉ）
   

   

   （式中、Ｒ^ｉ１及びＲ^ｉ２はそれぞれ独立してフッ素原子、塩素原子、シアノ基又は炭素原子数１〜１２のアルキル基を表し、該アルキル基中の１個又は非隣接の２個以上の−ＣＨ_２−はそれぞれ独立して−ＣＨ＝ＣＨ−又は−Ｏ−によって置換されていてもよく、また、Ｒ^ｉ１及びＲ^ｉ２中に存在する１個又は２個以上の水素原子はそれぞれ独立してフッ素原子に置換されていてもよいが、Ｒ^ｉ１及びＲ^ｉ２がともにフッ素原子、塩素原子及びシアノ基から選ばれる置換基を表すことはなく、
   Ｚ^ｉ１、Ｚ^ｉ２及びＺ^ｉ３はそれぞれ独立して単結合、−ＯＣＨ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、−Ｃ_２Ｈ_４−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−又は−Ｃ≡Ｃ−を表し、
   Ａ^ｉ１、Ａ^ｉ２、Ａ^ｉ３、Ａ^ｉ４及びＡ^ｉ５はそれぞれ独立して１，４−シクロヘキシレン基又は１，４−フェニレン基を表し、Ａ^ｉ１、Ａ^ｉ２、Ａ^ｉ３、Ａ^ｉ４及びＡ^ｉ５中の１個又は２個以上の水素原子はそれぞれ独立してハロゲン原子又はシアノ基で置換されていてもよく、Ａ^ｉ１、Ａ^ｉ２、Ａ^ｉ３、Ａ^ｉ４及びＡ^ｉ５中の非隣接の一個以上の−ＣＨ＝は−Ｎ＝で置換されていてもよく、
   Ｘ^ｉ１及びＸ^ｉ２はそれぞれ独立して水素原子又はフッ素原子を表し、
   ｍ^ｉ１、ｍ^ｉ２及びｍ^ｉ３はそれぞれ独立して０又は１を表すが、ｍ^ｉ１＋ｍ^ｉ２＋ｍ^ｉ３は０又は１を表す。）で表される化合物を１種又は２種以上と、
   一般式（Ｃ１）で表される化合物を１種又は２種以上、一般式（Ｃ２）で表される化合物を１種又は２種以上及び一般式（Ｃ３）で表される化合物を１種又は２種以上
   

   

   （式中、Ｒ^ｄ及びＰ^ｅはそれぞれ独立的に炭素原子数１〜１２のアルキル基を表し、これらは直鎖状であってもメチル又はエチル分岐を有していてもよく、３〜６員環の環状構造を有していてもよく、基内に存在する任意の−ＣＨ_２−は−Ｏ−又は−ＣＨ＝ＣＨ−により交換されていてもよく、基内に存在する任意の水素原子はフッ素原子又はトリフルオロメトキシ基により置換されていてもよく、
   環Ｇ、環Ｈ、環Ｉ及び環Ｊはそれぞれ独立的に、トランス−１，４−シクロへキシレン基、１個のフッ素原子あるいはメチル基により置換されていてもよい１，４−フェニレン基、１個のフッ素原子により置換されていてもよい１，４−シクロヘキセニレン基、１，３−ジオキサン−トランス−２，５−ジイル基、ピリミジン−２，５−ジイル基又はピリジン−２，５−ジイル基を表し、
   Ｌ^ｇ、Ｌ^ｈ及びＬ^ｉはそれぞれ独立的に単結合、エチレン基（−ＣＨ_２ＣＨ_２−）、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−又は−ＣＨ＝ＮＮ＝ＣＨ−を表し、
   なお一般式（Ｃ１）から（Ｃ３）で表される化合物を組み合わせて使用する場合、異なる分子中の同一の選択肢（環ＧやＬ^ｇ等）は同一の置換基を表しても、異なる置換基を表してもよい。）
   含有する屈折率異方性が０．１５以上である液晶組成物。
2. 一般式（ｉ）において、Ｒ^ｉ１及びＲ^ｉ２がそれぞれ独立して炭素原子数１〜１２のアルキル基である請求項１に記載の液晶組成物。
3. 一般式（ｉ）において、Ａ^ｉ１、Ａ^ｉ２、Ａ^ｉ３、Ａ^ｉ４及びＡ^ｉ５はそれぞれ独立して無置換であるか又はＡ^ｉ１、Ａ^ｉ２、Ａ^ｉ３、Ａ^ｉ４及びＡ^ｉ５中の１個又は２個以上の水素原子がフッ素原子により置換されていてもよい１，４−フェニレン基である請求項１又は２に記載の液晶組成物。
4. 一般式（ｉ）において、ｍ^ｉ１、ｍ^ｉ２及びｍ^ｉ３が０である請求項１から３のいずれか一項に記載の液晶組成物。
5. 更に、一般式（Ａ１）から（Ａ３）
   

   

   （式中、Ｒ^ｂは炭素原子数１〜１２のアルキル基を表し、これらは直鎖状であってもメチルまたはエチル分岐を有していてもよく、３〜６員環の環状構造を有していてもよく、基内に存在する任意の−ＣＨ_２−は−Ｏ−又は−ＣＨ＝ＣＨ−により置換されていてもよく、基内に存在する任意の水素原子はフッ素原子またはトリフルオロメトキシ基により置換されていてもよいが、分岐により不斉炭素が生じる場合には、化合物として光学活性であってもラセミ体であってもよく、
   環Ａ、環Ｂ及び環Ｃはそれぞれ独立的にトランス−１，４−シクロへキシレン基、１個以上のフッ素原子により置換されていてもよい１，４−フェニレン基、フッ素原子により置換されていてもよい１，４−シクロヘキセニレン基、１，３−ジオキサン−トランス−２，５−ジイル基、ピリミジン−２，５−ジイル基またはピリジン−２，５−ジイル基を表し、
   Ｌ^ａ、Ｌ^ｂ及びＬ^ｃはそれぞれ独立的に単結合、エチレン基（−ＣＨ_２ＣＨ_２−）、１，２−プロピレン基（−ＣＨ（ＣＨ_３）ＣＨ_２−及び−ＣＨ_２ＣＨ（ＣＨ_３）−）、１，４−ブチレン基、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−又は−ＣＨ＝ＮＮ＝ＣＨ−を表し、
   環Ｚは一般式（Ｌａ）で表される置換基を表し、
   

   

   （式中、Ｙ^ａ〜Ｙ ^ｃ はそれぞれ独立的に水素原子あるいはフッ素原子を表す。）
   Ｐ^ａはフッ素原子、塩素原子、トリフルオロメトキシ基、ジフルオロメトキシ基、トリフルオロメチル基又はジフルオロメチル基あるいは２個以上のフッ素原子により置換された炭素原子数２又は３のアルコキシル基、アルキル基、アルケニル基又はアルケニルオキシ基を表す。）
   で表される化合物を１種又は２種以上含有する請求項１から４のいずれか一項に記載の液晶組成物。
6. 更に、一般式（Ｂ１）から（Ｂ３）
   

   

   （式中、Ｒ^ｃは炭素原子数１〜１２のアルキル基を表し、これらは直鎖状であってもメチル又はエチル分岐を有していてもよく、３〜６員環の環状構造を有していてもよく、基内に存在する任意の−ＣＨ_２−は−Ｏ−又は−ＣＨ＝ＣＨ−により交換されていてもよく、基内に存在する任意の水素原子はフッ素原子又はトリフルオロメトキシ基により置換されていてもよいが、分岐により不斉炭素が生じる場合には、化合物として光学活性であってもラセミ体であってもよく、
   環Ｄ、環Ｅ及び環Ｆはそれぞれ独立的にトランス−１，４−シクロへキシレン基、１個以上のフッ素原子により置換されていてもよい１，４−フェニレン基、フッ素原子により置換されていてもよい１，４−シクロヘキセニレン基、１，３−ジオキサン−トランス−２，５−ジイル基、ピリミジン−２，５−ジイル基又はピリジン−２，５−ジイル基を表し、
   Ｌ^ｄ、Ｌ^ｅ及びＬ^ｆはそれぞれ独立的に単結合、エチレン基（−ＣＨ_２ＣＨ_２−）、１，２−プロピレン基（−ＣＨ（ＣＨ_３）ＣＨ_２−及び）−ＣＨ_２ＣＨ（ＣＨ_３）−）、１，４−ブチレン基、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＯＣＨ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−又は−ＣＨ＝ＮＮ＝ＣＨ−を表し、
   環Ｙは芳香環であり以下の一般式（Ｌｄ）で表される置換基を表し、
   

   

   （式中、Ｙ^ｋ 及びＹ ^ｌ はそれぞれ独立的に水素原子あるいはフッ素原子を表す。）
   末端基Ｐ^ｂはシアノ基（−ＣＮ）、シアナト基（−ＯＣＮ）又は−Ｃ≡ＣＣＮを表す。）
   で表される化合物を１種又は２種以上含有する請求項１から５のいずれか一項に記載の液晶組成物。
7. 酸化防止剤、紫外線防止剤、カイラル剤、帯電防止剤及び二色性色素の少なくともいずれか１つを１種又は２種以上含有する請求項１から６のいずれか１項に記載の液晶組成物。
8. 請求項１から７のいずれか１項に記載の液晶組成物を用いた液晶表示素子。
9. 請求項１から７のいずれか１項に記載の液晶組成物を用いた液晶レンズ。
10. 請求項１から７のいずれか１項に記載の液晶組成物を用いた立体画像表示用複屈折レンズ。