JP6452019B1

JP6452019B1 - 液晶組成物及び液晶表示素子

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Publication number: JP6452019B1
Application number: JP2018549587A
Authority: JP
Inventors: 須藤　豪; 豪須藤; 晴己大石; 士朗谷口; 和樹栗沢
Original assignee: DIC Corp
Current assignee: DIC Corp
Priority date: 2017-07-25
Filing date: 2018-07-12
Publication date: 2019-01-16
Anticipated expiration: 2038-07-12
Also published as: JPWO2019021838A1

Abstract

本発明が解決しようとする課題は、誘電率異方性（Δε）が負であり、屈折率異方性（Δｎ）が大きく、ネマチック相−等方性液体相転移温度（Ｔ_ＮＩ）が高く、固体相−ネマチック相転移温度（Ｔ_ＣＮ）が低く、回転粘性（γ_１）が十分に小さく、弾性定数（Ｋ_３３）が大きい液晶組成物を提供すること、および、これを用いた速い応答速度と高いＶＨＲと優れた低温保存安定性を両立した、表示不良が無いか極めて少ないＶＡ型またはＦＦＳ型またはＩＰＳ型などの液晶表示素子を提供することである。
本発明の液晶組成物は、一般式（Ｓ１）、一般式（Ｓ２）および一般式（Ｓ３）で表される化合物を含有する液晶組成物により上記課題を解決する。

Description

本発明は液晶組成物及びこれを使用し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、家庭用各種電気機器、工業用測定機器、自動車用パネル、携帯電話、スマートフォン、ノートＰＣ、タブレットＰＣ、テレビ等に用いられている。液晶表示方式としては、その代表的なものにＴＮ（捩れネマチック）型、ＳＴＮ（超捩れネマチック）型、ＧＨ（ゲスト・ホスト）型、ＩＰＳ（インプレーンスイッチング）型、ＦＦＳ（フリンジフィールドスイッチング）型、ＯＣＢ（光学補償複屈折）型、ＥＣＢ（電圧制御複屈折）型、ＶＡ（垂直配向）型、ＣＳＨ（カラースーパーホメオトロピック）型、ＦＬＣ（強誘電性液晶）等を挙げることができる。また駆動方式としてもスタティック駆動、マルチプレックス駆動、単純マトリックス方式、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）やＴＦＤ（薄膜ダイオード）等により駆動されるアクティブマトリックス（ＡＭ）方式を挙げることができる。これらの表示方式において、ＩＰＳ型、ＦＦＳ型、ＥＣＢ型、ＶＡ型、ＣＳＨ型等は、誘電率異方性（Δε）が負の値を示す液晶組成物を用いるという特徴を有する。

これらの中で特にＡＭ駆動によるＦＦＳ型表示方式は、広い視野角、高い透過率、低い消費電力およびタッチパネルとの最適性の観点から、例えばスマートフォン、タブレットＰＣなどのモバイル機器で採用されており、更には液晶テレビへの採用も進んでいる。

Δεが負の液晶組成物として、以下のような２，３−ジフルオロフェニレン骨格を有する液晶化合物（Ａ）及び（Ｂ）（特許文献１参照）を用いた液晶組成物が開示されている。

この液晶組成物は、Δεがほぼ０である液晶化合物として液晶化合物（Ｃ）及び（Ｄ）を用いているが、液晶テレビ等の高速応答が要求される液晶組成物においては十分に低い粘性を実現するに至っていない。

一方、液晶化合物（Ｅ）を用いた液晶組成物も既に開示されているが、上記の液晶化合物（Ｄ）を組み合わせた屈折率異方性Δｎが小さい液晶組成物（特許文献２参照）や応答速度の改善のために液晶化合物（Ｆ）を添加した液晶組成物（特許文献３参照）が紹介されている。

また、液晶化合物（Ｇ）及び液晶化合物（Ｆ）を用いた液晶組成物も既に開示されている（特許文献４参照）が、更なる速い応答速度が求められていた。

更に、Δｎが大きな液晶化合物（Ｉ）

を組み合わせた液晶組成物（特許文献５参照）が開示されているが、更なる速い応答速度と高い電圧保持率（ＶＨＲ）が求められていた。

以上のことから、いずれの液晶組成物も液晶表示素子に求められる速い応答速度と高いＶＨＲをさらに高い水準で両立することが求められるようになった。

一方、特許文献６において、（式１）で示される指数が大きい液晶材料を使用することでホメオトロピック液晶セルの応答速度を向上させることが開示されているが、十分満足できるとは言えないものであった。

また、屋外での使用が想定される携帯電話、スマートフォン、ノートＰＣ、タブレットＰＣ、車載用ＬＣＤ等に要求される液晶組成物においては、ネマチック相−等方性液体相転移温度（Ｔ_ＮＩ）が高く、固体相−ネマチック相転移温度（Ｔ_ＣＮ）が低く、優れた低温保存安定性が必須であり、更に回転粘性（γ_１）が十分に小さく、屈折率異方性（Δｎ）が大きく、弾性定数（Ｋ_３３）が大きいことが求められ、これらの用途における液晶表示素子には、速い応答速度と高いＶＨＲと優れた低温保存安定性（ＬｏｗＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅＳｔｏｒａｇｅｔｅｓｔ）を両立することが求められていた。

特開平８−１０４８６９号欧州特許出願公開第０４７４０６２号特開２００６−０３７０５４号特開２００１−３５４９６７号特開２０１７−５２９６０号特開２００６−３０１６４３

本発明が解決しようとする課題は、誘電率異方性（Δε）が負であり、屈折率異方性（Δｎ）が大きく、ネマチック相−等方性液体相転移温度（Ｔ_ＮＩ）が高く、固体相−ネマチック相転移温度（Ｔ_ＣＮ）が低く、回転粘性（γ_１）が十分に小さく、弾性定数（Ｋ_３３）が大きい液晶組成物を提供すること、および、これを用いた速い応答速度と高いＶＨＲと優れた低温保存安定性を両立した、表示不良が無いか極めて少ないＶＡ型またはＦＦＳ型またはＩＰＳ型などの液晶表示素子を提供することである。

本発明者らが鋭意検討した結果、特定の化学構造を有する化合物および重合性化合物の組み合わせから成る液晶組成物により、上記課題を解決できることを見出し、本願発明を完成するに至った。

本発明の液晶組成物は、Δεが負であり、屈折率異方性（Δｎ）が大きく、Ｔ_ＮＩが高く、Ｔ_ＣＮが低く、γ_１が十分に小さく、Ｋ_３３が大きい液晶組成物を提供できる。また、この液晶組成物を用いることで速い応答速度と高いＶＨＲと優れた低温保存安定性を両立した、表示不良が無いか極めて少ないＶＡ型、ＦＦＳ型又はＩＰＳ型などの液晶表示素子を提供することができる。この液晶表示素子は、特に、屋外での使用が想定される携帯電話、スマートフォン、ノートＰＣ、タブレットＰＣ、車載用ＬＣＤ、ＰＩＤ（ＰｕｂｌｉｃＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＤｉｓｐｌａｙ）又は液晶テレビ等に適したものである。

本発明は、一般式（Ｓ１）で表される化合物を１種又は２種以上、一般式（Ｓ２）で表される化合物を１種又は２種以上及び一般式（Ｓ３）で表される化合物を１種又は２種以上

（式中、Ｒ^Ｓ２からＲ^Ｓ６は、それぞれ独立して、炭素原子数１から８のアルキル基、炭素原子数１から８のアルコキシ基、炭素原子数２又は３のアルケニル基、炭素原子数２又は３のアルケニルオキシ基を表す。）を同時に含有するΔεが負の液晶組成物であり、更に、これを用いた液晶表示素子である。

本発明の液晶組成物中の一般式（Ｓ１）の化合物の含有量は、下限値として、１０質量％であることが好ましく、１５質量％であることが好ましく、２０質量％であることが好ましく、２５質量％であることが更に好ましく、３０質量％であることが更に好ましく、３５質量％であることが更に好ましく、上限値として、５０質量％であることが好ましく、４５質量％であることが好ましく、４０質量％であることが更に好ましく、３５質量％であることが更に好ましく、３０質量％であることが更に好ましい。

本発明の液晶組成物中の一般式（Ｓ２）の化合物の含有量は、下限値として、１０質量％であることが好ましく、１２質量％であることが好ましく、１４質量％であることが更に好ましく、１５質量％であることが更に好ましく、２０質量％であることが更に好ましく、２５質量％であることが更に好ましく、上限値として、４０質量％であることが好ましく、３５質量％であることがより好ましく、３０質量％であることが更に好ましい。

本発明の液晶組成物中の一般式（Ｓ３）の化合物の含有量は、下限値として、１０質量％であることが好ましく、１５質量％であることが好ましく、１７質量％であることが好ましく、１９質量％であることが更に好ましく、２０質量％であることが更に好ましく、２４質量％であることが更に好ましく、上限値として、４０質量％であることが好ましく、３５質量％であることがより好ましく、３０質量％であることが更に好ましい。

一般式（Ｓ１）で表される化合物は、式（Ｓ１−１）、式（Ｓ１−２）または式（Ｓ１−３）

で表される化合物が好ましい。

本発明の液晶組成物は、一般式（Ｓ１）で表される化合物として、式（Ｓ１−１）で表される化合物を含有することが特に好ましい。

一般式（Ｓ２）で表される化合物は、式（Ｓ２−１）、式（Ｓ２−２）、式（Ｓ２−３）または式（Ｓ２−４）

で表される化合物が好ましい。

本発明の液晶組成物は、一般式（Ｓ２）で表される化合物として、式（Ｓ２−１）で表される化合物を含有することが好ましい。

本発明の液晶組成物は、一般式（Ｓ２）で表される化合物として、式（Ｓ２−２）で表される化合物を含有することが好ましい。

本発明の液晶組成物は、一般式（Ｓ２）で表される化合物として、式（Ｓ２−３）で表される化合物を含有することが好ましい。

本発明の液晶組成物は、一般式（Ｓ２）で表される化合物として、式（Ｓ２−４）で表される化合物を含有することが好ましい。

本発明の液晶組成物は、一般式（Ｓ２）で表される化合物として、式（Ｓ２−１）で表される化合物および式（Ｓ２−２）で表される化合物を含有することが更に好ましい。

本発明の液晶組成物は、一般式（Ｓ２）で表される化合物として、式（Ｓ２−１）で表される化合物および式（Ｓ２−３）で表される化合物を含有することが好ましい。

本発明の液晶組成物は、一般式（Ｓ２）で表される化合物として、式（Ｓ２−１）で表される化合物および式（Ｓ２−４）で表される化合物を含有することが好ましい。

本発明の液晶組成物は、一般式（Ｓ２）で表される化合物として、式（Ｓ２−３）で表される化合物および式（Ｓ２−４）で表される化合物を含有することが好ましい。

一般式（Ｓ３）で表される化合物は、一般式（Ｓ３−１）、一般式（Ｓ３−２）、一般式（Ｓ３−３）、一般式（Ｓ３−４）または一般式（Ｓ３−５）

で表される化合物が好ましい。

本発明の液晶組成物は、一般式（Ｓ３）で表される化合物として、式（Ｓ３−１）で表される化合物を含有することが好ましい。

本発明の液晶組成物は、一般式（Ｓ３）で表される化合物として、式（Ｓ３−２）で表される化合物を含有することが好ましい。

本発明の液晶組成物は、一般式（Ｓ３）で表される化合物として、式（Ｓ３−３）で表される化合物を含有することが好ましい。

本発明の液晶組成物は、一般式（Ｓ３）で表される化合物として、式（Ｓ３−４）で表される化合物を含有することが好ましい。

本発明の液晶組成物は、一般式（Ｓ３）で表される化合物として、式（Ｓ３−５）で表される化合物を含有することが好ましい。

本発明の液晶組成物は、一般式（Ｓ３）で表される化合物として、式（Ｓ３−１）で表される化合物および式（Ｓ３−２）で表される化合物を含有することが更に好ましい。

本発明の液晶組成物は、一般式（Ｓ３）で表される化合物として、式（Ｓ３−２）で表される化合物および式（Ｓ３−３）で表される化合物を含有することが好ましい。

本発明の液晶組成物は、一般式（Ｓ３）で表される化合物として、式（Ｓ３−２）で表される化合物および式（Ｓ３−５）で表される化合物を含有することが好ましい。

本発明の液晶組成物は、一般式（Ｓ３）で表される化合物として、式（Ｓ３−３）で表される化合物および式（Ｓ３−４）で表される化合物を含有することが好ましい。

本発明の液晶組成物は、一般式（Ｓ３）で表される化合物として、式（Ｓ３−３）で表される化合物および式（Ｓ３−５）で表される化合物を含有することが好ましい。

本発明の液晶組成物は、一般式（Ｓ３）で表される化合物として、式（Ｓ３−３）で表される化合物および式（Ｓ３−４）で表される化合物および式（Ｓ３−５）で表される化合物を含有することが特に好ましい。

本発明の液晶組成物は、更に、一般式（Ｎ−０１）、（Ｎ−０２）、（Ｎ−０３）および／または（Ｎ−０４）

（式中、Ｒ^２１及びＲ^２２は、それぞれ独立して、炭素原子数１から８のアルキル基、炭素原子数１から８のアルコキシ基、炭素原子数２から８のアルケニル基、炭素原子数２から８のアルケニルオキシ基を表し、該基中の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良く、Ｚ^１は、それぞれ独立して、単結合、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＯＣＨ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＯＣＦ_２−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−又は−Ｃ≡Ｃ−を表し、ｍは、それぞれ独立して、１又は２を表す。ただし、一般式（Ｓ２）及び（Ｓ３）で表される化合物を除く。）で表される化合物群から選ばれる化合物を１種類又は２種類以上含有することが好ましい。

一般式（Ｎ−０１）、（Ｎ−０２）、（Ｎ−０３）および／または（Ｎ−０４）で表される化合物は、負の誘電率異方性（Δε）を有し、その絶対値が２より大きい値を示す。なお、Δεは、２５℃において誘電的にほぼ中性の組成物に該化合物を添加した組成物の誘電率異方性の測定値から外挿した値である。

Ｒ^２１は、炭素原子数１から８のアルキル基であることが好ましく、炭素原子数１から５のアルキル基がより好ましく、炭素原子数１から４のアルキル基が更に好ましい。但し、Ｚ^１が単結合以外を表す場合は、Ｒ^２１は、炭素原子数１〜３のアルキル基が好ましい。

Ｒ^２２は、炭素原子数１〜８のアルキル基又は炭素原子数１から８のアルコキシ基であることが好ましく、炭素原子数１〜５のアルキル基又は炭素原子数１から４のアルコキシ基がより好ましく、炭素原子数１〜４のアルコキシ基が更に好ましい。

Ｒ^２１及びＲ^２２は、アルケニル基である場合は、式（Ｒ１）から式（Ｒ５）のいずれかで表される基（各式中の黒点は環構造中の炭素原子を表す。）から選ばれることが好ましく、式（Ｒ１）又は式（Ｒ２）が好ましい。詳述すると、低い回転粘性（γ１）を重視する場合は式（Ｒ１）が好ましく、高い（Ｔｎｉ）または高い弾性定数（Ｋ３３）を重視する場合は式（Ｒ２）が好ましい。

Ｚ^１は、それぞれ独立して、単結合、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＯＣＨ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＯＣＦ_２−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−又は−Ｃ≡Ｃ−を表すが、単結合、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＯＣＨ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−が好ましく、単結合、−ＣＨ_２ＣＨ_２−または−ＣＨ_２Ｏ−が更に好ましい。

一般式（Ｎ−０１）においては、Ｒ^２１は炭素原子数２から４のアルキル基または炭素原子数２から３のアルケニル基が好ましく、Ｒ^２２は炭素原子数１から４のアルコキシ基が好ましい。

一般式（Ｎ−０２）においては、Ｚ^１は単結合であり、ｍは１であることが好ましく、Ｒ^２１は炭素原子数２から４のアルキル基が好ましく、Ｒ^２２は炭素原子数１から４のアルコキシ基が好ましい。

一般式（Ｎ−０３）においては、Ｒ^２１は炭素原子数１から４のアルキル基または炭素原子数２から３のアルケニル基が好ましく、Ｒ^２２は炭素原子数１から４のアルコキシ基が好ましい。

一般式（Ｎ−０４）においては、Ｚ^１は−ＣＨ_２ＣＨ_２−であることが好ましく、Ｒ^２１は炭素原子数１から４のアルキル基が好ましく、Ｒ^２２は炭素原子数１から４のアルコキシ基が好ましい。

一般式（Ｎ−０１）、（Ｎ−０２）、（Ｎ−０３）及び（Ｎ−０４）で表される化合物のフッ素原子は、同じハロゲン族である塩素原子で置換されていても良い。但し、塩素原子で置換された化合物の含有量はできる限り少ない方が良く、含有しない方が好ましい。

一般式（Ｎ−０１）、（Ｎ−０２）、（Ｎ−０３）及び（Ｎ−０４）で表される化合物の環の水素原子は、更にフッ素原子又は塩素原子で置換されていても良い。但し、塩素原子で置換された化合物の含有量はできる限り少ない方が良く、含有しない方が好ましい。

一般式（Ｎ−０１）、（Ｎ−０２）、（Ｎ−０３）及び（Ｎ−０４）で表される化合物は、Δεが負でその絶対値が３よりも大きな化合物であることが好ましい。

一般式（Ｎ−０２）で表される化合物として、一般式（Ｎ−０２−１）、一般式（Ｎ−０２−２）、及び一般式（Ｎ−０２−３）

（Ｒ^２１及びＲ^２２は、それぞれ独立して、炭素原子数１から８のアルキル基、炭素原子数１から８のアルコキシ基、炭素原子数２から８のアルケニル基、炭素原子数２から８のアルケニルオキシ基を表し、該基中の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良い。）
で表される化合物群から選ばれる化合物を１種類又は２種類以上含有することが好ましい。

Ｒ^２１は、それぞれ独立して、炭素原子数１から４のアルキル基が好ましく、Ｒ^２２は、炭素原子数１から４のアルコキシ基が好ましい。）
本発明の液晶組成物は、一般式（Ｎ−０２−３）で表される化合物を含有することも好ましい。

一般式（Ｎ−０４）で表される化合物として、一般式（Ｎ−０４−１）

（Ｒ^２１及びＲ^２２は、それぞれ独立して、炭素原子数１から８のアルキル基、炭素原子数１から８のアルコキシ基、炭素原子数２から８のアルケニル基、炭素原子数２から８のアルケニルオキシ基を表し、該基中の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良い。）
で表される化合物を１種類又は２種類以上含有することが好ましい。

一般式（Ｎ−０４−１）におけるＲ^２１は、炭素原子数１から４のアルキル基が好ましく、Ｒ^２３は、炭素原子数１から４のアルコキシ基が好ましい。

本発明の液晶組成物は、一般式（Ｎ−０４−１）で表される化合物を含有することが特に好ましい。

一般式（Ｎ−０１）で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、本発明の液晶組成物の総量に対して、０％であり、１％であり、５％であり、１０％であり、上限値は、本発明の液晶組成物の総量に対して、１０％であり、５％である。

一般式（Ｎ−０２）で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、本発明の液晶組成物の総量に対して、０％であり、１％であり、５％であり、１０％であり、上限値は、本発明の液晶組成物の総量に対して、１０％であり、５％である。

一般式（Ｎ−０３）で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、本発明の液晶組成物の総量に対して、０％であり、１％であり、５％であり、１０％であり、上限値は、本発明の液晶組成物の総量に対して、１０％であり、５％である。

一般式（Ｎ−０４）で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、本発明の液晶組成物の総量に対して、０％であり、１％であり、５％であり、１０％であり、上限値は、本発明の液晶組成物の総量に対して、３０％であり、２５％であり、２０％であり、１５％である。

本発明の液晶組成物は、更に、一般式（Ｎ−０５）で表される化合物を１種又は２種以上含有しても良い。

（式中、Ｒ^２１及びＲ^２２は、それぞれ独立して、炭素原子数１から４のアルキル基または先述の式（Ｒ４）または式（Ｒ５）で表されるアルケニル基が好ましい。）
一般式（Ｎ−０５）で表される化合物は、種々の物性を調整したい場合に使用しても良い。

式（Ｎ−０５）で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、本発明の液晶組成物の総量に対して、０％であり、２％であり、５％であり、上限値は、本発明の液晶組成物の総量に対して、１５％であり、１０％である。

一般式（Ｎ−０５）で表される化合物は、式（Ｎ−０５−１）から式（Ｎ−０５−３）で表される化合物群から選ばれる化合物であることが好ましい。

本発明の液晶組成物は、更に、一般式（Ｎ−０６）で表される化合物を１種又は２種以上含有しても良い。

（式中、Ｒ^２１及びＲ^２２は先述と同じ意味を表す。）
本発明の液晶組成物において、式（Ｎ−０６）で表される化合物は含有しないことが好ましい。

本発明の液晶組成物は、Δεがほぼ０の化合物として、一般式（ＮＵ−０１）から一般式（ＮＵ−０６）

（式中、Ｒ^ＮＵ１１、Ｒ^ＮＵ１２、Ｒ^ＮＵ２１、Ｒ^ＮＵ２２、Ｒ^ＮＵ３１、Ｒ^ＮＵ３２、Ｒ^ＮＵ４１、Ｒ^ＮＵ４２、Ｒ^ＮＵ５１、Ｒ^ＮＵ５２、Ｒ^ＮＵ６１及びＲ^ＮＵ６２は、それぞれ独立して、炭素原子数１から８のアルキル基、炭素原子数１から８のアルコキシ基、炭素原子数２から８のアルケニル基、炭素原子数２から８のアルケニルオキシ基を表し、該基中の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良い。ただし、一般式（Ｓ１）で表される化合物を除く。）
で表される化合物群から選ばれる化合物を１種又は２種以上含有する。

Ｒ^ＮＵ１１は、炭素原子数１から５のアルキル基又は炭素原子数１から５のアルコキシ基であることが好ましく、炭素原子数２から５のアルキル基が更に好ましい。

Ｒ^ＮＵ１２は、炭素原子数１から５のアルキル基又は炭素原子数１から５のアルコキシ基であることが好ましく、炭素原子数２から５のアルキル基が更に好ましい。

Ｒ^ＮＵ２１、Ｒ^ＮＵ２２、Ｒ^ＮＵ３１、Ｒ^ＮＵ３２、Ｒ^ＮＵ４１、Ｒ^ＮＵ４２、Ｒ^ＮＵ５１、Ｒ^ＮＵ５２、Ｒ^ＮＵ６１及びＲ^ＮＵ６２は、それぞれ独立して、炭素原子数１から５のアルキル基又は炭素原子数１から４のアルコキシ基であることが好ましく、炭素原子数１から５のアルキル基が更に好ましい。但し、速い応答速度を重視する場合には、Ｒ^ＮＵ２１、Ｒ^ＮＵ３１、Ｒ^ＮＵ４１、Ｒ^ＮＵ５１及びＲ^ＮＵ６１は、炭素原子数２から３のアルケニル基であることが好ましく、炭素原子数２のアルケニル基が特に好ましく、大きい弾性定数（Ｋ_３３）を重視する場合には、炭素原子数３のアルケニル基が特に好ましい。

本発明の液晶組成物は、一般式（ＮＵ−０５）及び一般式（ＮＵ−０１）で表される化合物を含有することが好ましい。

本発明の液晶組成物は、一般式（ＮＵ−０５）及び一般式（ＮＵ−０２）で表される化合物を含有することが好ましい。

本発明の液晶組成物は、一般式（ＮＵ−０５）及び一般式（ＮＵ−０３）で表される化合物を含有することが好ましい。

本発明の液晶組成物は、一般式（ＮＵ−０５）及び一般式（ＮＵ−０４）で表される化合物を含有することが好ましい。

本発明の液晶組成物は、一般式（ＮＵ−０５）、一般式（ＮＵ−０１）及び一般式（ＮＵ−０２）で表される化合物を含有することが好ましい。

本発明の液晶組成物は、一般式（ＮＵ−０５）及び一般式（ＮＵ−０６）で表される化合物を含有することが好ましい。

本発明の液晶組成物は、一般式（ＮＵ−０５）、一般式（ＮＵ−０６）及び一般式（ＮＵ−０１）で表される化合物を含有することが好ましい。

本発明の液晶組成物は、一般式（ＮＵ−０５）、一般式（ＮＵ−０６）及び一般式（ＮＵ−０２）で表される化合物を含有することが好ましい。

本発明の液晶組成物は、一般式（ＮＵ−０５）、一般式（ＮＵ−０６）及び一般式（ＮＵ−０３）で表される化合物を含有することが好ましい。

本発明の液晶組成物は、一般式（ＮＵ−０５）、一般式（ＮＵ−０６）及び一般式（ＮＵ−０４）で表される化合物を含有することが好ましい。

本発明の液晶組成物は、一般式（ＮＵ−０５）、一般式（ＮＵ−０６）及び一般式（ＮＵ−０１）及び一般式（ＮＵ−０２）で表される化合物を含有することが好ましい。

一般式（ＮＵ−０１）で表される化合物の含有量は、０〜３０質量％であることが好ましく、０〜２０質量％であることがより好ましく、０〜１０質量％であることが更に好ましい。

一般式（ＮＵ−０２）で表される化合物の含有量は、０〜３０質量％であることが好ましく、０〜２０質量％であることがより好ましく、０〜１０質量％であることが更に好ましい。

一般式（ＮＵ−０３）で表される化合物の含有量は、０〜２０質量％であることが好ましく、０〜１５質量％であることがより好ましく、０〜１０質量％であることが更に好ましい。

一般式（ＮＵ−０４）で表される化合物の含有量は、０〜２０質量％であることが好ましく、０〜１５質量％であることがより好ましく、０〜１０質量％であることが更に好ましい。

一般式（ＮＵ−０５）で表される化合物の含有量は、０〜３０質量％であることが好ましく、１〜２５質量％であることがより好ましく、２〜２０質量％であることが更に好ましい。

一般式（ＮＵ−０６）で表される化合物の含有量は、０〜２０質量％であることが好ましく、０〜１５質量％であることがより好ましく、１〜１０質量％であることが更に好ましい。

本発明の液晶組成物は、一般式（ＮＵ−０５）で表される化合物を含有することが特に好ましい。

本発明の液晶組成物は、一般式（ＮＵ−０５）で表される化合物として、式（ＮＵ−０５−１）から式（ＮＵ−０５−１０）で表される化合物群から選ばれる化合物を含有することが特に好ましい。

本発明の液晶組成物は、式（ＮＵ−０５−１）で表される化合物を含有することが好ましい。

本発明の液晶組成物は、式（ＮＵ−０５−２）で表される化合物を含有することが好ましい。

本発明の液晶組成物は、式（ＮＵ−０５−３）で表される化合物を含有することが好ましい。

本発明の液晶組成物は、式（ＮＵ−０５−６）で表される化合物を含有することが好ましい。

本発明の液晶組成物は、式（ＮＵ−０５−９）で表される化合物を含有することが好ましい。

本発明の液晶組成物は、式（ＮＵ−０５−１０）で表される化合物を含有することが好ましい。

本発明の液晶組成物は、式（ＮＵ−０５−１）で表される化合物および式（ＮＵ−０５−２）で表される化合物を含有することが好ましい。
本発明の液晶組成物は、式（ＮＵ−０５−２）で表される化合物および式（ＮＵ−０５−３）で表される化合物を含有することが好ましい。

本発明の液晶組成物は、式（ＮＵ−０５−５）で表される化合物および式（ＮＵ−０５−６）で表される化合物を含有することが好ましい。

本発明の液晶組成物は、式（ＮＵ−０５−６）で表される化合物および式（ＮＵ−０５−９）で表される化合物を含有することが好ましい。

本発明の液晶組成物は、式（ＮＵ−０５−１）で表される化合物および式（ＮＵ−０５−２）および式（ＮＵ−０５−３）で表される化合物で表される化合物を含有することが好ましい。

本発明の液晶組成物は、式（ＮＵ−０５−１）で表される化合物および式（ＮＵ−０５−２）および式（ＮＵ−０５−６）で表される化合物で表される化合物を含有することが好ましい。

本発明の液晶組成物は、式（ＮＵ−０５−２）で表される化合物および式（ＮＵ−０５−３）および式（ＮＵ−０５−６）で表される化合物で表される化合物を含有することが好ましい。

本発明の液晶組成物は、式（ＮＵ−０５−１）で表される化合物および式（ＮＵ−０５−６）および式（ＮＵ−０５−９）で表される化合物で表される化合物を含有することが好ましい。

本発明の液晶組成物は、式（ＮＵ−０５−２）で表される化合物および式（ＮＵ−０５−６）および式（ＮＵ−０５−９）で表される化合物で表される化合物を含有することが好ましい。

本発明の液晶組成物は、一般式（Ｓ１）で表される化合物および一般式（Ｓ２）で表される化合物および一般式（Ｓ３）で表される化合物を含有し、更に一般式（Ｎ−０１）、一般式（Ｎ−０２）、一般式（Ｎ−０３）および一般式（Ｎ−０４）で表される化合物群から選ばれる化合物を１種類又は２種類以上含有し、更に一般式（ＮＵ−０１）から（ＮＵ−０６）で表される化合物群から選ばれる化合物を１種又は２種以上含有することが好ましく、これらの含有量の合計の上限値は、１００質量％、９９質量％、９８質量％、９７質量％、９６質量％、９５質量％、９４質量％、９３質量％、９２質量％、９１質量％、９０質量％であることが好ましく、これらの含有量の合計の下限値は、８０質量％、８２質量％、８４質量％、８６質量％、８８質量％、９０質量％、９２質量％、９４質量％、９６質量％、９８質量％、９９質量％、１００質量％であることが好ましい。

本発明の液晶組成物は、一般式（Ｓ１）で表される化合物を１０質量％から５０質量％含有し、一般式（Ｓ２）で表される化合物を１４質量％から３４質量％含有し、一般式（Ｓ３）で表される化合物を１９質量％から３９質量％含有し、一般式（Ｎ−０４−１）で表される化合物を１０質量％から３０質量％含有し、一般式（ＮＵ−０５）で表される化合物を３質量％から３０質量％含有し、これらの各成分の合計が８５質量％から１００質量％である誘電率異方性（Δε）が負の液晶組成物である。

本発明の液晶組成物は、一般式（Ｓ１）で表される化合物を２０質量％から４５質量％含有し、一般式（Ｓ２）で表される化合物を１５質量％から３０質量％含有し、一般式（Ｓ３）で表される化合物を２０質量％から３５質量％含有し、一般式（Ｎ−０４−１）で表される化合物を１０質量％から２０質量％含有し、一般式（ＮＵ−０５）で表される化合物を３質量％から２０質量％含有し、これらの各成分の合計が９０質量％から１００質量％である誘電率異方性（Δε）が負の液晶組成物である。

本発明の液晶組成物は、重合性化合物を１種又は２種以上含有しても良い。

本発明の液晶組成物は、一般式（ＲＭ）

（式中、Ｒ^１０１、Ｒ^１０２、Ｒ^１０３、Ｒ^１０４、Ｒ^１０５、Ｒ^１０６、Ｒ^１０７及びＲ^１０８は、それぞれ独立して、Ｐ^１３−Ｓ^１３−、水素原子、フッ素原子、フッ素原子に置換されても良い炭素原子数１から１８のアルキル基またはアルコキシ基を表し、Ｐ^１１、Ｐ^１２及びＰ^１３は、それぞれ独立して、式（Ｒｅ−１）から式（Ｒｅ−９）

（式中、Ｒ^１１、Ｒ^１２、Ｒ^１３、Ｒ^１４及びＲ^１５は、それぞれ独立して、炭素原子数１から５のアルキル基、フッ素原子又は水素原子のいずれかを表し、ｍ^ｒ５、ｍ^ｒ７、ｎ^ｒ５及びｎ^ｒ７は、それぞれ独立して、０、１、又は２を表す。）から選ばれる基を表し、Ｓ^１１、Ｓ^１２及びＳ^１３は、それぞれ独立して、単結合又は炭素原子数１〜１５のアルキレン基を表し、該アルキレン基中の１個の−ＣＨ_２−又は隣接していない２個以上の−ＣＨ_２−は、酸素原子が直接隣接しないように、−Ｏ−、−ＯＣＯ−又は−ＣＯＯ−で置換されても良く、Ｐ^１３及びＳ^１３が複数存在する場合は、それぞれ、同一であっても異なっていても良い。）で表される重合性化合物を１種又は２種以上含有しても良い。

一般式（ＲＭ）で表される重合性化合物を含む液晶組成物は、ＰＳＡ型またはＰＳＶＡ型の液晶表示素子を作製する場合に好適である。ＮＰＳ型またはＰＩ−ｌｅｓｓ型の液晶表示素子を作製する場合にも好適である。

一般式（ＲＭ）において、Ｒ^１０１、Ｒ^１０２、Ｒ^１０３、Ｒ^１０４、Ｒ^１０５、Ｒ^１０６、Ｒ^１０７及びＲ^１０８は、それぞれ独立して、Ｐ^１３−Ｓ^１３−、フッ素原子に置換されてもよい炭素原子数１から１８のアルキル基、フッ素原子に置換されてもよい炭素原子数１から１８のアルコキシ基、フッ素原子又は水素原子のいずれかを表すが、アルキル基およびアルコキシ基である場合の好ましい炭素原子数は、１〜１６であり、より好ましくは１〜１０であり、さらに好ましくは１〜４であり、特に好ましくは１である。また、前記アルキル基およびアルコキシ基は、直鎖状または分岐状であってもよいが、直鎖状が好ましい。

一般式（ＲＭ）において、Ｒ^１０１、Ｒ^１０２、Ｒ^１０３、Ｒ^１０４、Ｒ^１０５、Ｒ^１０６、Ｒ^１０７及びＲ^１０８は、Ｐ^１３−Ｓ^１３−、フッ素原子に置換されてもよい炭素原子数１から３のアルコキシ基、フッ素原子又は水素原子のいずれかを表すことが好ましく、Ｐ^１３−Ｓ^１３−、炭素原子数１から３のアルコキシ基、フッ素原子又は水素原子のいずれかを表すことが更に好ましい。このアルコキシ基は、炭素原子数が１以上３以下であることが好ましく、１以上２以下であることがより好ましく、１であることが特に好ましい。
一般式（ＲＭ）において、Ｐ^１１、Ｐ^１２及びＰ^１３は、式（Ｒｅ−１）、式（Ｒｅ−２）、式（Ｒｅ−３）または式（Ｒｅ−４）であることが好ましく、式（Ｒｅ−１）であることがより好ましく、アクリル基またはメタクリル基であることが更に好ましく、メタクリル基であることが特に好ましい。

一般式（ＲＭ）において、Ｐ^１１、Ｐ^１２及びＰ^１３は、全て同一の重合性基であっても、異なる重合性基でも良い。Ｐ^１１及びＰ^１２の少なくとも一方が、式（Ｒｅ−１）であることが好ましく、アクリル基又はメタクリル基であることがより好ましく、メタクリル基であることがさらに好ましく、Ｐ^１１及びＰ^１２がメタクリル基であることが特に好ましい。

上記一般式（ＲＭ）において、Ｓ^１１、Ｓ^１２及びＳ^１３は、それぞれ独立して、単結合又は炭素原子数１〜５のアルキレン基であることが好ましく、単結合であることが特に好ましい。Ｓ^１１、Ｓ^１２及びＳ^１３が単結合である場合、紫外線照射後の重合性化合物の残留量が十分に少なく、プレチルト角の変化による表示不良が発生しにくくなり、ＰＳＡ型またはＰＳＶＡ型の液晶表示素子の表示不良が発生しないか、または、極めて少なくなる。Ｓ^１１、Ｓ^１２及びＳ^１３が炭素原子数１から３である場合、ＮＰＳ型の液晶表示素子に好適である。

本発明の液晶組成物における一般式（ＲＭ）で表される重合性化合物の含有量の下限は、０．０１質量％が好ましく、０．０２質量％が好ましく、０．０３質量％が好ましく、０．０４質量％が好ましく、０．０５質量％が好ましく、０．０６質量％が好ましく、０．０７質量％が好ましく、０．０８質量％が好ましく、０．０９質量％が好ましく、０．１質量％が好ましく、０．１２質量％が好ましく、０．１５質量％が好ましく、０．１７質量％が好ましく、０．２質量％が好ましく、０．２２質量％が好ましく、０．２５質量％が好ましく、０．２７質量％が好ましく、０．３質量％が好ましく、０．３２質量％が好ましく、０．３５質量％が好ましく、０．３７質量％が好ましく、０．４質量％が好ましく、０．４２質量％が好ましく、０．４５質量％が好ましく、０．５質量％が好ましく、０．５５質量％が好ましい。本発明の液晶組成物における一般式（ＲＭ）で表される重合性化合物の含有量の上限は、５質量％が好ましく、４．５質量％が好ましく、４質量％が好ましく、３．５質量％が好ましく、３質量％が好ましく、２．５質量％が好ましく、２質量％が好ましく、１．５質量％が好ましく、１質量％が好ましく、０．９５質量％が好ましく、０．９質量％が好ましく、０．８５質量％が好ましく、０．８質量％が好ましく、０．７５質量％が好ましく、０．７質量％が好ましく、０．６５質量％が好ましく、０．６質量％が好ましく、０．５５質量％が好ましく、０．５質量％が好ましく、０．４５質量％が好ましく、０．４質量％が好ましい。

更に詳述すると、十分なプレチルト角又は重合性化合物の少ない残留量又は高い電圧保持率（ＶＨＲ）を得るには、その含有量は０．２から０．６質量％が好ましいが、低温における析出の抑制を重視する場合にはその含有量は０．０１から０．４質量％が好ましい。特別に速い応答速度を得る場合には、その含有量を２質量％まで増量することも好ましい。
また、一般式（ＲＭ）で表される重合性化合物を複数含有する場合は、それぞれの含有量が０．０１から０．４質量％であることが好ましい。従って、これら全ての課題を解決するためには、一般式（ＲＭ）で表される重合性化合物を０．１から０．６質量％の範囲で調整することが特に好ましい。

本発明に係る一般式（ＲＭ）で表される重合性化合物として、具体的には、一般式（ＲＭ−１）から（ＲＭ−１０）

（式中、Ｒ^Ｍ１及びＲ^Ｍ２は、それぞれ独立して、炭素原子数１から３のアルキル基、フッ素原子又は水素原子のいずれかを表すが、炭素原子数１のアルキル基又は水素原子を表すことがより好ましい。）で表される化合物が好ましく、これらを用いたＰＳＡ型液晶表示素子は、重合性化合物の残留量が少なく、十分なプレチルト角を有し、プレチルトの変化等に起因した配向不良や表示不良といった不具合が無いか、あるいは極めて少ない。

本発明の液晶組成物は、ターフェニル構造又はテトラフェニル構造を有し、誘電率異方性Δεが＋２より大きい化合物、すなわち、誘電率異方性が正の化合物を１種類又は２種類以上含有することができる。なお、化合物のΔεは、２５℃において誘電的にほぼ中性の組成物に該化合物を添加した組成物の誘電率異方性の測定値から外挿した値である。該化合物は、例えば、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、屈折率異方性などの所望の性能に応じて組み合わせて使用するが、特に、重合性化合物を含有された液晶組成物中の重合性化合物の反応性を加速させることができる。
ターフェニル構造又はテトラフェニル構造を有し、誘電率異方性Δεが＋２より大きい化合物は、本発明の液晶組成物の総量に対して、好ましい含有量の下限値は、０．１％であり、０．５％であり、１％であり、１．５％であり、２％であり、２．５％であり、３％であり、４％であり、５％であり、１０％である。好ましい含有量の上限値は、本発明の液晶組成物の総量に対して、例えば本発明の一つの形態では２０％であり、１５％であり、１０％であり、９％であり、８％であり、７％であり、６％であり、５％であり、４％であり、３％である。
本発明の液晶組成物に用いることができるターフェニル構造又はテトラフェニル構造を有し、誘電率異方性が＋２より大きい化合物として、例えば、式（Ｍ−８．５１）から式（Ｍ−８．５４）で表される化合物、式（Ｍ−７．１）から式（Ｍ−７．４）で表される化合物、式（Ｍ−７．１１）から式（Ｍ−７．１４）で表される化合物、式（Ｍ−７．２１）から式（Ｍ−７．２４）で表される化合物を含有することが好ましい。

本発明に係る液晶組成物は、液晶組成物のＴ_ｎｉを高くするために、式（Ｌ−７．１）から式（Ｌ−７．４）、式（Ｌ−７．１１）から式（Ｌ−７．１３）、式（Ｌ−７．２１）から式（Ｌ−７．２３）、式（Ｌ−７．３１）から式（Ｌ−７．３４）、式（Ｌ−７．４１）から式（Ｌ−７．４４）、式（Ｌ−７．５１）から式（Ｌ−７．５３）の４環の誘電的にほぼゼロ（概ね、−２から＋２の範囲）の化合物を含有しても良い。

本発明の液晶組成物は、上述の化合物以外に、通常のネマチック液晶、スメクチック液晶、コレステリック液晶、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤又は赤外線吸収剤等を含有しても良い。

酸化防止剤として、一般式（Ｈ−１）から一般式（Ｈ−４）で表されるヒンダードフェノールが挙げられる。

一般式（Ｈ−１）から一般式（Ｈ−３）中、Ｒ^Ｈ１は、それぞれ独立して、炭素原子数１から１０のアルキル基、炭素原子数１から１０のアルコキシ基、炭素原子数２から１０のアルケニル基又は炭素原子数２から１０のアルケニルオキシ基を表すが、基中に存在する１個の−ＣＨ_２−又は非隣接の２個以上の−ＣＨ_２−はそれぞれ独立的に−Ｏ−又は−Ｓ−に置換されても良く、また、基中に存在する１個又は２個以上の水素原子はそれぞれ独立的にフッ素原子又は塩素原子に置換されても良い。更に具体的には、炭素原子数２から７のアルキル基、炭素原子数２から７のアルコキシ基、炭素原子数２から７のアルケニル基又は炭素原子数２から７のアルケニルオキシ基であることが好ましく、炭素原子数３から７のアルキル基又は炭素原子数２から７のアルケニル基であることが更に好ましい。

一般式（Ｈ−４）中、Ｍ^Ｈ４は単結合または炭素原子数１から１０のアルキレン基、１，４−フェニレン基（基中の任意の水素原子はフッ素原子により置換されていても良い。）又はトランス−１，４−シクロヘキシレン基を表す。

一般式（Ｈ−１）から一般式（Ｈ−４）中、１，４−フェニレン基中の１個又は非隣接の２個以上の−ＣＨ＝は−Ｎ＝によって置換されていても良い。また、１，４−フェニレン基中の水素原子はそれぞれ独立的に、フッ素原子又は塩素原子で置換されていても良い。

一般式（Ｈ−２）および一般式（Ｈ−４）の中の、１，４−シクロヘキシレン基中の１個又は非隣接の２個以上の−ＣＨ_２−は−Ｏ−又は−Ｓ−によって置換されていても良い。また、１，４−シクロヘキシレン基中の水素原子はそれぞれ独立的に、フッ素原子又は塩素原子で置換されていても良い。

更に具体的には、例えば、式（Ｈ−１１）から式（Ｈ−１５）が挙げられる。

本発明の液晶組成物が酸化防止剤を含有する場合、その含有量の下限は５質量ｐｐｍであるが、１０質量ｐｐｍが好ましく、２０質量ｐｐｍが好ましく、５０質量ｐｐｍが好ましく、その含有量の上限は２０００質量ｐｐｍであるが、１０００質量ｐｐｍが好ましく、５００質量ｐｐｍが好ましく、１００質量ｐｐｍが好ましい。

本発明の液晶組成物が光安定剤を含有する場合、ヒンダードアミン系のＴｉｎｕｖｉｎ７７０（ＢＡＳＦ製）やＬＡ−５７（ＡＤＥＫＡ製）を用いても良く、その含有量の下限は５０質量ｐｐｍ以上が好ましく、１００質量ｐｐｍ以上が好ましく、２００質量ｐｐｍ以上が好ましく、その含有量の上限は２０００質量ｐｐｍであるが、１０００質量ｐｐｍが好ましく、５００質量ｐｐｍが好ましい。

本発明の液晶組成物は、ネマチック相−等方性液体相転移温度（Ｔ_ＮＩ）が６０℃から１２０℃であるが、７０℃から１００℃がより好ましく、７５℃から９０℃が特に好ましい。液晶テレビ用途の場合、Ｔ_ＮＩは７０から８０℃が好ましく、モバイル用途の場合、Ｔ_ＮＩは７５から９０℃が好ましく、車載用途やＰＩＤ（ＰｕｂｌｉｃＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＤｉｓｐｌａｙ）等の場合、Ｔ_ＮＩは９０から１１０℃が好ましい。

本発明の液晶組成物は、２０℃における屈折率異方性（Δｎ）が０．０８から０．１４であるが、０．０９から０．１３がより好ましく、０．０９から０．１２が特に好ましい。更に詳述すると、薄いセルギャップに対応する場合は０．１０から０．１３であることが好ましく、厚いセルギャップに対応する場合は０．０８から０．１０であることが好ましい。

本発明の液晶組成物は、２０℃における回転粘性（γ_１）が５０から１６０ｍＰａ・ｓであるが、５５から１６０ｍＰａ・ｓであることが好ましく、６０から１６０ｍＰａ・ｓであることが好ましく、８０から１５０ｍＰａ・ｓであることが好ましく、９０から１４０ｍＰａ・ｓであることが好ましく、９０から１３０ｍＰａ・ｓであることが好ましく、９０から１２０ｍＰａ・ｓであることが好ましい。

本発明の液晶組成物は、２０℃における誘電率異方性（Δε）が−２．０から−８．０であるが、−２．０から−６．０が好ましく、−２．０から−５．０がより好ましく、−２．５から−４．０がより好ましく、−２．５から−３．５が特に好ましい。

本発明の液晶組成物を用いた液晶表示素子は、特に、アクティブマトリックス駆動用液晶表示素子に有用であり、ＶＡ、ＦＦＳ、ＩＰＳ、ＰＳＡ、ＰＳＶＡ、ＰＳ−ＩＰＳ又はＰＳ−ＦＦＳ、ＮＰＳ、ＰＩ−ｌｅｓｓ等の液晶表示素子に適宜用いることができる。

本発明に係る液晶表示素子は、対向に配置された第１の基板および第２の基板と、前記第１の基板または前記第２の基板に設けられる共通電極と、前記第１の基板または前記第２の基板に設けられ、薄膜トランジスタを有する画素電極と、前記第１の基板と第２の基板間に設けられる液晶組成物を含有する液晶層と、を有することが好ましい。必要により前記液晶層と当接するように第１の基板および／または第２の基板の少なくとも一つの基板の対向面側に、液晶分子の配向方向を制御する配向膜を設けてもよい。該配向膜としては、液晶表示素子の駆動モードに併せて、垂直配向膜や水平配向膜など適宜選択することができ、ラビング配向膜（例えば、ポリイミド）または光配向膜（分解型ポリイミドなど）などの公知の配向膜を使用することができる。さらに、カラーフィルターを、第１の基板または第２の基板上に適宜設けてもよく、また前記画素電極や共通電極上にカラーフィルターを設けることができる。

本発明に係る液晶表示素子に使用される液晶セルの２枚の基板はガラス又はプラスチックの如き柔軟性をもつ透明な材料を用いることができ、一方はシリコン等の不透明な材料でも良い。透明電極層を有する透明基板は、例えば、ガラス板等の透明基板上にインジウムスズオキシド（ＩＴＯ）をスパッタリングすることにより得ることができる。

カラーフィルターは、例えば、顔料分散法、印刷法、電着法又は、染色法等によって作成することができる。顔料分散法によるカラーフィルターの作成方法を一例に説明すると、カラーフィルター用の硬化性着色組成物を、該透明基板上に塗布し、パターニング処理を施し、そして加熱又は光照射により硬化させる。この工程を、赤、緑、青の３色についてそれぞれ行うことで、カラーフィルター用の画素部を作成することができる。その他、該基板上に、ＴＦＴ、薄膜ダイオード、金属絶縁体金属比抵抗素子等の能動素子を設けた画素電極を設置してもよい。

前記第１の基板および前記第２の基板を、共通電極や画素電極層が内側となるように対向させることが好ましい。

第１の基板と第２の基板との間隔はスペーサーを介して、調整してもよい。このときは、得られる調光層の厚さが１〜１００μｍとなるように調整するのが好ましい。１．５から１０μｍが更に好ましく、偏光板を使用する場合は、コントラストが最大になるように液晶の屈折率異方性Δｎとセル厚ｄとの積を調整することが好ましい。又、二枚の偏光板がある場合は、各偏光板の偏光軸を調整して視野角やコントラトが良好になるように調整することもできる。更に、視野角を広げるための位相差フィルムも使用することもできる。スペーサーとしては、例えば、ガラス粒子、プラスチック粒子、アルミナ粒子、フォトレジスト材料等が挙げられる。その後、エポキシ系熱硬化性組成物等のシール剤を、液晶注入口を設けた形で該基板にスクリーン印刷し、該基板同士を貼り合わせ、加熱しシール剤を熱硬化させる。

２枚の基板間に液晶組成物を狭持させる方法は、通常の真空注入法又はＯＤＦ法などを用いることができる。

本発明の液晶表示素子の配向状態を形成させるために、液晶組成物に重合性化合物を含有した液晶組成物を使用し、該液晶組成物中の重合性化合物を重合させることにより作製することができる。

本発明の液晶組成物に含まれる重合性化合物を重合させる方法としては、液晶層の良好な配向性能を得るためには、適度な重合速度で重合することが望ましいので、紫外線又は電子線等の活性エネルギー線を単一又は併用又は順番に照射することによって重合させる方法が好ましい。紫外線を使用する場合、偏光光源を用いても良いし、非偏光光源を用いても良い。また、液晶組成物を２枚の基板間に挟持させた状態で重合を行う場合には、少なくとも照射面側の基板は活性エネルギー線に対して適当な透明性が与えられていなければならない。また、光照射時にマスクを用いて特定の部分のみを重合させた後、電場や磁場又は温度等の条件を変化させることにより、未重合部分の配向状態を変化させて、更に活性エネルギー線を照射して重合させるという手段を用いても良い。特に紫外線露光する際には、液晶組成物に交流電界を印加しながら紫外線露光することが好ましい。印加する交流電界は、周波数１０Ｈｚから１０ｋＨｚの交流が好ましく、周波数６０Ｈｚから１０ｋＨｚがより好ましく、電圧は液晶表示素子の所望のプレチルト角に依存して選ばれる。つまり、印加する電圧により液晶表示素子のプレチルト角を制御することができる。ＰＳＶＡ型の液晶表示素子においては、配向安定性及びコントラストの観点からプレチルト角を８０度から８９．９度に制御することが好ましい。

本発明の液晶組成物に含まれる重合性化合物を重合させる際に使用する紫外線又は電子線等の活性エネルギー線の照射時の温度は特に制限されることはない。例えば、配向膜を有する基板を備えた液晶表示素子に本発明の液晶組成物を適用する場合は、前記液晶組成物の液晶状態が保持される温度範囲内であることが好ましい。室温に近い温度、即ち、典型的には１５〜３５℃で重合させることが好ましい。

一方、例えば、配向膜を有していない基板を備えた液晶表示素子に本発明の液晶組成物を適用する場合は、上記の配向膜を有する基板を備えた液晶表示素子に適用する照射時の温度範囲より広い温度範囲でもよい。

紫外線を発生させるランプとしては、メタルハライドランプ、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ等を用いることができる。また、照射する紫外線の波長としては、液晶組成物の吸収波長域でない波長領域の紫外線を照射することが好ましく、必要に応じて、紫外線をカットして使用することが好ましい。照射する紫外線の強度は、０．１ｍＷ／ｃｍ^２〜１００Ｗ／ｃｍ^２が好ましく、２ｍＷ／ｃｍ^２〜５０Ｗ／ｃｍ^２が更に好ましい。照射する紫外線のエネルギー量は、適宜調整することができるが、１０ｍＪ／ｃｍ^２から５００Ｊ／ｃｍ^２が好ましく、１００ｍＪ／ｃｍ^２から２００Ｊ／ｃｍ^２が更に好ましい。紫外線を照射する際に、強度を変化させても良い。紫外線を照射する時間は照射する紫外線強度により適宜選択されるが、１０秒から３６００秒が好ましく、１０秒から６００秒が更に好ましい。

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。実施例において化合物の記載について以下の略号を用いる。

（側鎖）
−ｎ −Ｃ_ｎＨ_２ｎ＋１炭素数ｎの直鎖状のアルキル基
ｎ− Ｃ_ｎＨ_２ｎ＋１− 炭素数ｎの直鎖状のアルキル基
−Ｏｎ −ＯＣ_ｎＨ_２ｎ＋１炭素数ｎの直鎖状のアルコキシ基
ｎＯ− Ｃ_ｎＨ_２ｎ＋１Ｏ− 炭素数ｎの直鎖状のアルコキシ基
−Ｖ −ＣＨ＝ＣＨ_２
Ｖ− ＣＨ_２＝ＣＨ−
−Ｖ１ −ＣＨ＝ＣＨ−ＣＨ_３
１Ｖ− ＣＨ_３−ＣＨ＝ＣＨ−
−Ｆ −Ｆ
−ＯＣＦ３ −ＯＣＦ_３
（連結基）
−ＣＦ２Ｏ− −ＣＦ_２−Ｏ−
−ＯＣＦ２− −Ｏ−ＣＦ_２−
−１Ｏ− −ＣＨ_２−Ｏ−
−Ｏ１− −Ｏ−ＣＨ_２−
−２− −ＣＨ_２−ＣＨ_２−
−ＣＯＯ− −ＣＯＯ−
−ＯＣＯ− −ＯＣＯ−
− 単結合
（環構造）

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_ＣＮ：固体相−ネマチック相転移温度（℃）
Δｎ：２０℃における屈折率異方性
Δε ：２０℃における誘電率異方性
γ_１：２０℃における回転粘性（ｍＰａ・ｓ）
Ｋ_１１：２０℃における弾性定数Ｋ_１１（ｐＮ）
Ｋ_３３：２０℃における弾性定数Ｋ_３３（ｐＮ）
γ_１／Ｋ_３３：この値が小さいほど速い応答速度を表す。

ＶＨＲ：１Ｖ、６０Ｈｚ、６０℃のときの電圧保持率（％）であるが、液晶表示素子に１２ＪのＵＶ照射後に測定した。

低温保存安定性（ＬＴＳ）：液晶表示素子を−３０℃に２４０時間保管し、輝点等の表示不良の有無を確認した。表示不良なしはＯＫ、表示不良ありはＮＧと表記した。
（液晶組成物の調製と評価結果）
実施例１（ＬＣ−１）、比較例１（ＬＣ−Ａ）及び比較例２（ＬＣ−Ｂ）の液晶組成物を調製し、その物性値を測定した。これらの液晶組成物の成分比とその物性値は表１のとおりであった。

実施例１（ＬＣ−１）はＴ_ＮＩが高く、Ｔ_ＣＮが低く、したがってネマチック相温度範囲が広く、Δｎが大きく、Δεが負でその絶対値は大きく、γ_１が小さく、Ｋ_１１が大きく、Ｋ_３３が大きく、応答速度に相関のあるγ_１／Ｋ_３３が小さかった。これを用いて作製したＦＦＳ型およびＶＡ型の液晶表示素子を作製し、速い応答速度と高いＶＨＲと優れた低温保存安定性を両立した、表示不良が無いことを確認した。すなわち、実施例１（ＬＣ−１）の液晶組成物は諸物性が優れており、本発明の課題を解決したものであった。

これに対して、比較例１（ＬＣ−Ａ）を用いて作製したＦＦＳ型およびＶＡ型の液晶表示素子は、応答速度が顕著に遅く、実施例１（ＬＣ−１）よりも約１５％緩慢な応答速度であることが確認された。また、比較例１（ＬＣ−Ａ）はＶＨＲが８１と非常に低い値であり、表示不良が確認された。更に、比較例１のＬＴＳの結果はＮＧであった。以上のことから、比較例１（ＬＣ−Ａ）は本発明の課題を解決できないことを確認した。

実施例２（ＬＣ−２）、実施例３（ＬＣ−３）、比較例２（ＬＣ−Ｂ）及び実施例４（ＬＣ−４）の液晶組成物を調製し、その物性値を測定した。これらの液晶組成物の成分比とその物性値は表２のとおりであった。

実施例２（ＬＣ−２）、実施例３（ＬＣ−３）及び実施例４（ＬＣ−４）はＴ_ＮＩが高く、Ｔ_ＣＮが低く、したがってネマチック相温度範囲が広く、Δｎが大きく、Δεが負に大きく、γ_１が小さく、Ｋ_３３が大きく、液晶表示素子の応答速度に相関のあるγ_１／Ｋ_３３が小さく、これを用いたＦＦＳ型の液晶表示素子を作製したところ、速い応答速度と高いＶＨＲと優れた低温保存安定性を両立した、表示不良が無い液晶表示素子であることを確認した。

これに対して、比較例２（ＬＣ−Ｂ）は、Ｔ_ＣＮが高く、ＬＴＳの結果はＮＧであり、配向不良である輝点が確認された。これでは本発明の課題を解決できておらず、屋外での使用が想定される携帯電話、スマートフォン、ノートＰＣ、タブレットＰＣ、車載用ＬＣＤ等に不適であることが確認された。

実施例５（ＬＣ−５）、実施例６（ＬＣ−６）、及び実施例７（ＬＣ−７）の液晶組成物を調製し、その物性値を測定した。これらの液晶組成物の成分比とその物性値は表３のとおりであった。

実施例５（ＬＣ−５）、実施例６（ＬＣ−６）及び実施例７（ＬＣ−７）は、Ｔ_ＮＩが高く、Ｔ_ＣＮが低く、したがってネマチック相温度範囲が広く、Δｎが大きく、Δεが負に大きく、γ_１が小さく、Ｋ_１１が大きく、Ｋ_３３が大きく、液晶表示素子の応答速度に相関のあるγ_１／Ｋ_３３が小さく、液晶表示素子として求められる諸物性を満たした優れた液晶組成物であることが確認された。これらを用いたＦＦＳ型の液晶表示素子を作製したところ、速い応答速度と高いＶＨＲと優れた低温保存安定性を両立した、表示不良が無い液晶表示素子であることを確認した。同様に、これらを用いたＶＡ型およびＩＰＳ型の液晶表示素子を作製し、本発明の課題を解決していることを確認した。

実施例８（ＬＣ−８）の液晶組成物を調製し、その物性値を測定した。これらの液晶組成物の成分比とその物性値は表４のとおりであった。

実施例８（ＬＣ−８）は諸物性が優れており、液晶表示素子の応答速度に相関のあるγ_１／Ｋ_３３が小さく、ＶＨＲが十分に高いものであった。

また、実施例１から８の液晶組成物に対して、一般式（ＲＭ−１）で表される重合性化合物を０．３％含有した場合のＰＳＡ型またはＰＳＶＡ型の液晶表示素子をそれぞれ作製し、本発明の課題を解決していることを確認した。但し、詳述すると、一般式（ＲＭ−４）におけるＲ^Ｍ１およびＲ^Ｍ２は炭素原子数１のアルキル基である。

また、実施例１から８の液晶組成物に対して、一般式（ＲＭ−２）で表される重合性化合物を０．４％含有した場合のＰＳＡ型またはＰＳＶＡ型の液晶表示素子をそれぞれ作製し、本発明の課題を解決していることを確認した。但し、詳述すると、一般式（ＲＭ−４）におけるＲ^Ｍ１およびＲ^Ｍ２は炭素原子数１のアルキル基である。

また、実施例１から８の液晶組成物に対して、一般式（ＲＭ−４）で表される重合性化合物を０．５％含有した場合のＰＳＡ型またはＰＳＶＡ型の液晶表示素子をそれぞれ作製し、本発明の課題を解決していることを確認した。但し、詳述すると、一般式（ＲＭ−４）におけるＲ^Ｍ１およびＲ^Ｍ２は炭素原子数１のアルキル基である。

これらの重合性化合物含有液晶組成物に、更に酸化防止剤として、式（Ｈ−１１）で表される化合物を３０質量ｐｐｍ含有させた組成物を用意し、同様に評価したところ、本発明の課題を解決していることを確認した。

これらの重合性化合物含有液晶組成物に、更に酸化防止剤として、式（Ｈ−１４）で表される化合物を３０質量ｐｐｍ含有させた組成物を用意し、同様に評価したところ、本発明の課題を解決していることを確認した。

また、実施例１から８の液晶組成物に対して、ヒンダードアミン系光安定剤であるＴｉｎｕｖｉｎ７７０を２００質量ｐｐｍ添加し、ＦＦＳ型の液晶表示素子をそれぞれ作製し、本発明の課題を解決していることを確認した。ＬＡ−５７を用いた場合も同様の結果を示すことを確認した。
更に、実施例１（ＬＣ−１）との比較として、比較例３（ＬＣ−Ｃ）、比較例４（ＬＣ−Ｄ）および比較例５（ＬＣ−Ｅ）の液晶組成物を調製し、その物性値を測定した。これらの液晶組成物の成分比とその物性値は表５のとおりであった。

比較例３（ＬＣ−Ｃ）を用いて作製したＦＦＳ型およびＶＡ型の液晶表示素子は、応答速度が顕著に遅く、実施例１（ＬＣ−１）よりも約１３％緩慢な応答速度であることが確認された。また、Ｔ_ＣＮが高く、低温保存安定性がＮＧであることを確認した。従って、速い応答速度と高いＶＨＲと優れた低温保存安定性を両立していないことを確認した。
比較例４（ＬＣ−Ｄ）を用いて作製したＦＦＳ型およびＶＡ型の液晶表示素子は、応答速度が顕著に速いが、Ｔ_ＮＩが顕著に低く、Δｎが顕著に小さく、更にはＶＨＲが顕著に低いものであり、速い応答速度と高いＶＨＲと優れた低温保存安定性を両立していないことを確認した。
比較例５（ＬＣ−Ｅ）を用いて作製したＦＦＳ型およびＶＡ型の液晶表示素子は、Ｔ_ＣＮが高く、低温保存安定性がＮＧであることを確認した。また、ＶＨＲが顕著に低いものであった。従って、速い応答速度と高いＶＨＲと優れた低温保存安定性を両立していないことを確認した。
すなわち、実施例１（ＬＣ−１）の液晶組成物が、本発明の課題である速い応答速度と高いＶＨＲと優れた低温保存安定性を両立していることを確認した。

以上のことから、本発明の液晶組成物が課題を解決していることが確認された。
さらに実施例９（ＬＣ−９）及び実施例１０（ＬＣ−１０）を調製し、それらの特性を確認した。

更に、実施例１１（ＬＣ−１１）の液晶組成物を調製し、その物性値を測定した。これらの液晶組成物の成分比とその物性値は以下のとおりであった。

実施例１１（ＬＣ−１１）はＴ_ＮＩが高く、Ｔ_ＣＮが低く、したがってネマチック相温度範囲が広く、Δｎが大きく、Δεが負でその絶対値は大きく、γ_１が小さく、Ｋ_１１が大きく、Ｋ_３３が大きく、応答速度に相関のあるγ_１／Ｋ_３３が小さかった。これを用いて作製したＦＦＳ型およびＶＡ型の液晶表示素子を作製し、速い応答速度と高いＶＨＲと優れた低温保存安定性を両立した、表示不良が無いことを確認した。すなわち、実施例１１（ＬＣ−１１）の液晶組成物は諸物性が優れており、本発明の課題を解決したものであった。

Claims

一般式（Ｓ１）で表される化合物の１種又は２種以上、一般式（Ｓ２）で表される化合物の１種又は２種以上、一般式（Ｓ３）で表される化合物の１種又は２種以上、一般式（Ｎ−０４−１）で表される化合物の１種又は２種以上、及び一般式（ＮＵ−０１）〜（ＮＵ−０６）で表される化合物群から選ばれる化合物の１種又は２種以上を含有し、
式（Ｓ１）〜（Ｓ３）、（Ｎ−０４−１）及び（ＮＵ−０１）〜（ＮＵ−０６）で表される化合物の含有量の合計が液晶組成物の総量に対して９６〜１００質量％である誘電率異方性（Δε）が負の液晶組成物。

（式中、Ｒ^Ｓ２からＲ^Ｓ６は、それぞれ独立して、炭素原子数１から８のアルキル基、炭素原子数１から８のアルコキシ基、炭素原子数２又は３のアルケニル基、炭素原子数２又は３のアルケニルオキシ基を表し、Ｒ^２１及びＲ^２２は、それぞれ独立して、炭素原子数１から８のアルキル基、炭素原子数１から８のアルコキシ基、炭素原子数２から８のアルケニル基、炭素原子数２から８のアルケニルオキシ基を表し、該基中の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良い。）

（式中、Ｒ^ＮＵ１１、Ｒ^ＮＵ１２、Ｒ^ＮＵ２１、Ｒ^ＮＵ２２、Ｒ^ＮＵ３１、Ｒ^ＮＵ３２、Ｒ^ＮＵ４１、Ｒ^ＮＵ４２、Ｒ^ＮＵ５１、Ｒ^ＮＵ５２、Ｒ^ＮＵ６１及びＲ^ＮＵ６２は、それぞれ独立して、炭素原子数１から８のアルキル基、炭素原子数１から８のアルコキシ基、炭素原子数２から８のアルケニル基、炭素原子数２から８のアルケニルオキシ基を表し、該基中の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良い。ただし、一般式（Ｓ１）で表される化合物を除く。）
前記式（Ｓ１）〜（Ｓ３）、前記式（Ｎ−０４−０１）、及び前記式（ＮＵ−０１）〜（ＮＵ−０６）で表される液晶化合物、並びに、任意に含有される重合性化合物、ターフェニル構造又はテトラフェニル構造を有し誘電率異方性Δεが＋２よりも大きい化合物、酸化防止剤、紫外線防止剤、光安定剤、及び赤外線吸収剤からなる請求項１に記載の液晶組成物。
一般式（ＮＵ−０５）で表される化合物として、式（ＮＵ−０５−１）から式（ＮＵ−０５−１０）

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又は２に記載の液晶組成物。
一般式（Ｓ１）で表される化合物を１０質量％から５０質量％含有し、一般式（Ｓ２）で表される化合物を１４質量％から３４質量％含有し、一般式（Ｓ３）で表される化合物を１９質量％から３９質量％含有し、一般式（Ｎ−０４−１）で表される化合物を１０質量％から３０質量％含有し、一般式（ＮＵ−０５）で表される化合物を３質量％から３０質量％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。
請求項１から４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。
請求項１から４のいずれか１項に記載の液晶組成物を用いたアクティブマトリックス駆動用液晶表示素子。
請求項１から４のいずれか１項に記載の液晶組成物を用いたＶＡ型、ＩＰＳ型、ＦＦＳ型、ＰＳＡ型またはＰＳＶＡ型の液晶表示素子。