JP6915337B2

JP6915337B2 - 液晶表示素子

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Publication number: JP6915337B2
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Inventors: 名鴻黄; 孜潔簡; 好優古里
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Description

本発明は、高分子支持配向型の液晶表示素子、この素子に用いられる液晶組成物に関する。特に、極性化合物（またはその重合体）を含有する高分子支持配向型の液晶表示素子、この素子に用いられる誘電率異方性が負の液晶組成物に関する。

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７０℃以上であり、そしてネマチック相の好ましい下限温度は約−１０℃以下である。組成物の粘度は素子の応答時間に関連する。素子で動画を表示するためには短い応答時間が好ましい。１ミリ秒でもより短い応答時間が望ましい。したがって、組成物における小さな粘度が好ましい。低い温度における小さな粘度はより好ましい。

組成物の光学異方性は、素子のコントラスト比に関連する。素子のモードに応じて、大きな光学異方性または小さな光学異方性、すなわち適切な光学異方性が必要である。組成物の光学異方性（Δｎ）と素子のセルギャップ（ｄ）との積（Δｎ×ｄ）は、コントラスト比を最大にするように設計される。この積の適切な値は動作モードの種類に依存する。この値は、ＴＮのようなモードの素子では約０．４５μｍであり、ＶＡモードの素子では約０．３０μｍから約０．４０μｍの範囲であり、ＩＰＳモードまたはＦＦＳモードの素子では約０．２０μｍから約０．３０μｍの範囲である。これらの場合、小さなセルギャップの素子には大きな光学異方性を有する組成物が好ましい。組成物における大きな誘電率異方性は、素子における低いしきい値電圧、小さな消費電力と大きなコントラスト比に寄与する。したがって、大きな誘電率異方性が好ましい。紫外線および熱に対する組成物の安定性は、素子の寿命に関連する。この安定性が高いとき、素子の寿命は長い。このような特性は、液晶モニター、液晶テレビなどに用いるＡＭ素子に好ましい。

汎用の液晶表示素子において、液晶分子の垂直配向は、特定のポリイミド配向膜によって達成される。高分子支持配向（ＰＳＡ；polymer sustained alignment）型の液晶表示素子では、配向膜に重合体を組み合わせる。まず、少量の重合性化合物を添加した組成物を素子に注入する。次に、この素子の基板のあいだに電圧を印加しながら、組成物に紫外線を照射する。重合性化合物は重合して、組成物中に重合体の網目構造を生成する。この組成物では、重合体によって液晶分子の配向を制御することが可能になるので、素子の応答時間が短縮され、画像の焼き付きが改善される。重合体のこのような効果は、ＴＮ、ＥＣＢ、ＯＣＢ、ＩＰＳ、ＶＡ、ＦＦＳ、ＦＰＡのようなモードを有する素子に期待できる。しかし、重合性化合物は、液晶組成物への溶解性が低く、多量に添加することができない。そこで、本発明では、極性化合物を添加することにより、更なる応答時間の短縮を達成した。

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。負の誘電率異方性を有する液晶組成物の例は、下記の特許文献１および２に開示されている。

特開２００４−１３１７０４号公報国際公開第２０１０／０８４８２３号

本発明の１つの目的は、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、長い寿命などの特性を有する液晶表示素子である。別の目的は、このような素子に用いられる液晶組成物である。別の目的は、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、適切な光学異方性、負に大きな誘電率異方性、大きな比抵抗、紫外線に対する高い安定性、熱に対する高い安定性、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である。別の目的は、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である。

本発明は、対向配置されている一対の基板の一方または両方に形成されている電極群と、前記電極群に接続された複数のアクティブ素子と、前記一対の基板の対向しているそれぞれの面に形成された液晶配向膜と、前記一対の基板の間に挟持された液晶組成物とを有し、液晶組成物が、第一添加物として少なくとも１つの極性化合物を含有する高分子支持配向型の液晶表示素子、この素子に含まれる液晶組成物に関する。

本発明の１つの長所は、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、長い寿命などの特性を有する液晶表示素子である。別の長所は、短い応答時間に寄与する液晶配向膜である。別の長所は、このような素子に用いられる液晶組成物である。別の長所は、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、適切な光学異方性、負に大きな誘電率異方性、大きな比抵抗、紫外線に対する高い安定性、熱に対する高い安定性、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である。

この明細書における用語の使い方は次のとおりである。「液晶組成物」および「液晶表示素子」の用語をそれぞれ「組成物」および「素子」と略すことがある。「液晶表示素子」は液晶表示パネルおよび液晶表示モジュールの総称である。「液晶性化合物」は、ネマチック相、スメクチック相などの液晶相を有する化合物および液晶相を有しないが、ネマチック相の温度範囲、粘度、誘電率異方性のような特性を調節する目的で組成物に混合される化合物の総称である。この化合物は、例えば１，４−シクロヘキシレンや１，４−フェニレンのような六員環を有し、分子構造は棒状（rod like）である。「重合性化合物」は、組成物中に重合体を生成させる目的で添加する化合物である。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ではない。

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、酸化防止剤、紫外線吸収剤、色素、消泡剤、重合性化合物、重合開始剤、重合禁止剤、極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重量に基づいた重量百分率（重量％）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重量に基づいた重量百分率（重量％）で表される。すなわち、液晶性化合物や添加物の割合は、液晶性化合物の全重量に基づいて算出される。重量百万分率（ｐｐｍ）が用いられることがある。重合開始剤および重合禁止剤の割合は、例外的に重合性化合物の重量に基づいて表される。

「ネマチック相の上限温度」を「上限温度」と略すことがある。「ネマチック相の下限温度」を「下限温度」と略すことがある。「電圧保持率が大きい」は、素子が初期段階において室温だけでなくネマチック相の上限温度に近い温度でも大きな電圧保持率を有し、そして長時間使用したあと室温だけでなくネマチック相の上限温度に近い温度でも大きな電圧保持率を有することを意味する。「誘電率異方性を上げる」の表現は、誘電率異方性が正である組成物のときは、こ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、この値が負に増加することを意味する。

「少なくとも１つの‘Ａ’は、‘Ｂ’で置き換えられてもよい」の表現は、‘Ａ’の数は任意であることを意味する。‘Ａ’の数が１つのとき、‘Ａ’の位置は任意であり、‘Ａ’の数が２つ以上のときも、それらの位置は制限なく選択できる。このルールは、「少なくとも１つの‘Ａ’が、‘Ｂ’で置き換えられた」の表現にも適用される。例えば、「アルキルにおいて、少なくとも１つの−ＣＨ_２−は、−Ｏ−または−Ｓ−で置き換えられてもよい」の表現には、−ＯＣＨ_３、−ＣＨ_２ＯＣＨ_３、−ＣＨ_２ＯＣＨ_２ＣＨ_２ＯＣＨ_３、−ＳＣＨ_２ＣＨ_２ＣＨ_３、−ＣＨ_２ＣＨ_２ＳＣＨ_３、−ＣＨ_２ＯＣＨ_２ＣＨ_２ＳＣＨ_３などの基が含まれる。

式（１）から式（４）において、六角形で囲んだＡ、Ｂ、Ｃなどの記号は環Ａ、環Ｂ、環Ｃなどの環に対応する。式（２）において、環Ｄの六角形の一辺を横切る斜線は、Ｐ^１−Ｓｐ^１基が環上の結合位置を任意に選択できることを意味する。このルールは環ＪなどのＰ^５−Ｓｐ^１４基などにも適用される。ｎなどの添え字は、環Ｊなどに結合する基の数を表す。ｎが２のとき、環Ｊ上に２つのＰ^５−Ｓｐ^１４基が存在する。Ｐ^５−Ｓｐ^１４が表す２つの基は、同一であってもよいし、または異なってもよい。このルールは、ｎが２より大きいときの任意の２つにも適用される。このルールは他の基にも適用される。式（１）で表される化合物を化合物（１）と略すことがある。式（１）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの化合物を「化合物（１）」と略すことがある。「化合物（１）」は、式（１）で表される１つの化合物、２つの化合物の混合物、または３つ以上の化合物の混合物を意味する。他の式で表される化合物についても同様である。

成分化合物の化学式において、末端基Ｒ^１の記号を複数の化合物に用いた。これらの化合物において、任意の２つのＲ^１が表す２つの基は同一であってもよく、または異なってもよい。例えば、化合物（１−１）のＲ^１がエチルであり、化合物（１−２）のＲ^１がエチルであるケースがある。化合物（１−１）のＲ^１がエチルであり、化合物（１−２）のＲ^１がプロピルであるケースもある。このルールは、他の末端基などの記号にも適用される。式（１）において、ａが２のとき、２つの環Ａが存在する。この化合物において、２つの環Ａが表す２つの環は、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、ａが２より大きいとき、任意の２つの環Ａにも適用される。このルールは、Ｚ^１、環Ｃなどの記号にも適用される。このルールは、化合物（３−２７）における２つの−Ｓｐ^１４−Ｐ^５基などにも適用される。

２−フルオロ−１，４−フェニレンは、下記の２つの二価基を意味する。化学式において、フッ素は左向き（Ｌ）であってもよいし、右向き（Ｒ）であってもよい。このルールは、テトラヒドロピラン−２，５−ジイルのような非対称の二価基にも適用される。このルールは、カルボニルオキシ（−ＣＯＯ−および−ＯＣＯ−）のような結合基にも適用される。

本発明は、下記の項などである。

項１．対向配置されている一対の基板の一方または両方に形成されている電極群と、前記電極群に接続された複数のアクティブ素子と、前記一対の基板の対向しているそれぞれの面に形成された液晶配向膜と、前記一対の基板の間に挟持された液晶組成物とを有し、液晶組成物が、第一添加物として少なくとも１つの極性化合物を含有する高分子支持配向型の液晶表示素子。

項２．液晶組成物が、第一成分として式（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、および第一添加物として式（２）で表される極性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に記載の液晶表示素子。

式（１）において、Ｒ^１およびＲ^２は独立して、炭素数１から１２のアルキル、炭素数１から１２のアルコキシ、炭素数２から１２のアルケニル、または炭素数２から１２のアルケニルオキシであり；環Ａおよび環Ｃは独立して、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Ｂは、２，３−ジフルオロ−１，４−フェニレン、２−クロロ−３−フルオロ−１，４−フェニレン、２，３−ジフルオロ−５−メチル−１，４−フェニレン、３，４，５−トリフルオロナフタレン−２，６−ジイル、または７，８−ジフルオロクロマン−２，６−ジイルであり；Ｚ^１およびＺ^２は独立して、単結合、エチレン、カルボニルオキシ、またはメチレンオキシであり；ａは、０、１、２、または３であり、ｂは０または１であり、そしてａとｂとの和は３以下であり；
式（２）において、Ｒ^３は、水素、フッ素、塩素、式（Ｐ−Ａ）で表される重合性基、または炭素数１から２５のアルキルであり、このアルキルにおいて、少なくとも１つの−ＣＨ_２−は、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＮＲ^０−、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−、または炭素数３から８のシクロアルキレンで置き換えられてもよく、そして少なくとも１つの第三級炭素（＞ＣＨ−）は、窒素（＞Ｎ−）で置き換えられてもよく、これらの基において、少なくとも１つの水素は、フッ素または塩素で置き換えられてもよく；

式（Ｐ−Ａ）において、Ｓｐ^４は、単結合または炭素数１から７のアルキレンであり、このアルキレンにおいて、少なくとも１つの−ＣＨ_２−は、−Ｏ−、−ＣＯＯ−、または−ＯＣＯ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの−ＣＨ_２−ＣＨ_２−は、−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられてもよく、これらの基において、少なくとも１つの水素は、フッ素で置き換えられてもよく；Ｘ^０は、−ＯＲ^０または−Ｎ(Ｒ^０)_２で表される基であり；Ｍ^１およびＭ^２は独立して、水素、フッ素、炭素数１から５のアルキル、または少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数１から５のアルキルであり；Ｒ^０は、水素または炭素数１から１２のアルキルであり；Ｒ^４は、酸素原子、硫黄原子および窒素原子の少なくとも１つを有する極性基、または水素であり；環Ｄ、環Ｅ、および環Ｆは独立して、１，４−シクロヘキシレン、１，４−シクロヘキセニレン、１，４−フェニレン、ナフタレン−１，２−ジイル、ナフタレン−１，３−ジイル、ナフタレン−１，４−ジイル、ナフタレン−１，５−ジイル、ナフタレン−１，６−ジイル、ナフタレン−１，７−ジイル、ナフタレン−１，８−ジイル、ナフタレン−２，３−ジイル、ナフタレン−２，６−ジイル、ナフタレン−２，７−ジイル、テトラヒドロピラン−２，５−ジイル、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、ピリミジン−２，５−ジイル、またはピリジン−２，５−ジイルであり、これらの環において、少なくとも１つの水素は、フッ素、塩素、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、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のアルキルで置き換えられてもよく；Ｚ^３およびＺ^４は独立して、単結合または炭素数１から１０のアルキレンであり、このアルキレンにおいて、少なくとも１つの−ＣＨ_２−は、−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、または−ＯＣＯ−で置き換えられてもよく、そして少なくとも１つの−ＣＨ_２−ＣＨ_２−は、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ（ＣＨ_３）＝ＣＨ−、−ＣＨ＝Ｃ（ＣＨ_３）−、または−Ｃ（ＣＨ_３）＝Ｃ（ＣＨ_３）−で置き換えられてもよく、これらの基において、少なくとも１つの水素は、フッ素または塩素で置き換えられてもよく；Ｐ^１、Ｐ^２、およびＰ^３は独立して、重合性基であり；Ｓｐ^１、Ｓｐ^２、およびＳｐ^３は独立して、単結合または炭素数１から１０のアルキレンであり、このアルキレンにおいて、少なくとも１つの−ＣＨ_２−は、−Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、または−ＯＣＯＯ−で置き換えられてもよく、そして少なくとも１つの−ＣＨ_２−ＣＨ_２−は、−ＣＨ＝ＣＨ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、これらの基において、少なくとも１つの水素は、フッ素または塩素で置き換えられてもよく；ｃおよびｄは独立して、０、１、２、３、または４であり、そしてｃおよびｄの和は、０、１、２、３、または４であり；ｅ、ｆ、およびｇは独立して、０、１、２、３、または４であり、Ｒ^４が水素であるときのｅ、ｆ、およびｇの少なくとも１つは１、２、３、または４であり、Ｒ^４が水素であるときのＰ^１、Ｐ^２、およびＰ^３の少なくとも１つは、式（Ｐ−Ａ）で表される重合性基である。

項３．式（２）において、Ｒ^４が式（Ａ１）から式（Ａ４）のいずれか１つで表される基である、項２に記載の液晶表示素子。

式（Ａ１）から式（Ａ４）において、Ｓｐ^５、Ｓｐ^７、およびＳｐ^８は独立して、単結合または炭素数１から２０のアルキレンであり、このアルキレンにおいて少なくとも１つの−ＣＨ_２−は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＮＨ−、−Ｎ（Ｒ^０）−、−ＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＲ^０−、−ＣＨ＝Ｎ−、−Ｎ＝ＣＨ−、−Ｎ＝Ｎ−、または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、これらの基において、少なくとも１つの水素は、フッ素、塩素、−ＣＮ、または式（Ｐ−１）で置き換えられてもよく、

式（Ｐ−１）において、Ｓｐ^９は単結合または炭素数１から１０のアルキレンであり、このアルキレンにおいて、少なくとも１つの−ＣＨ_２−は、−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、または−ＯＣＯＯ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの−ＣＨ_２−ＣＨ_２−は、−ＣＨ＝ＣＨ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの水素は、フッ素または塩素で置き換えられてもよく；Ｍ^３およびＭ^４は独立して、水素、フッ素、塩素、炭素数１から５のアルキル、または少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数１から５のアルキルであり；Ｒ^５は、炭素数１から１５のアルキルであり、これらの基において、少なくとも１つの−ＣＨ_２−は、−Ｏ−または−Ｓ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの−ＣＨ_２−ＣＨ_２−は、−ＣＨ＝ＣＨ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの水素はフッ素または塩素で置き換えられてもよく；
Ｓｐ^６は、＞ＣＨ−、＞ＣＲ^６−、または＞Ｎ−であり；Ｘ^１は、−ＯＨ、−ＯＲ^６、−ＣＯＯＨ、−ＮＨ_２、−ＮＨＲ^６、−Ｎ（Ｒ^６）_２、−ＳＨ、−ＳＲ^６、

式（Ｐ−Ｂ）において、Ｓｐ^１０は、単結合または炭素数１から１０のアルキレンであり、これらの基において、少なくとも１つの−ＣＨ_２−は、−Ｏ−、−ＮＨ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、または−ＯＣＯＯ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの−ＣＨ_２−ＣＨ_２−は、−ＣＨ＝ＣＨ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの水素は、フッ素または塩素で置き換えられてもよく；Ｍ^５およびＭ^６は独立して、水素、フッ素、塩素、炭素数１から５のアルキル、または少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数１から５のアルキルであり；Ｘ^３は、−ＯＲ^０または−Ｎ（Ｒ^０）_２であり；
Ｘ^２は、−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＮＨ−、−ＮＲ^６−、または−Ｓ−であり；Ｚ^５は、炭素数１から１５のアルキレンであり、これらの基において、少なくとも１つの水素は、−ＯＨ、−ＯＲ^６、−ＣＯＯＨ、−ＮＨ_２、−ＮＨＲ^６、−Ｎ（Ｒ^６）_２、フッ素、または塩素で置き換えられてもよく；環Ｇは、炭素数６から２５の芳香族基または炭素数３から２５の脂環式基であり、これらの基は縮合環であってもよく、これらの基において、１つから３つの水素はＲ^Ｌで置き換えられてもよく；Ｒ^Ｌは、−ＯＨ、−（ＣＨ_２）_ｉ−ＯＨ、フッ素、塩素、−ＣＮ、−ＮＯ_２、−ＮＣＯ、−ＮＣＳ、−ＯＣＮ、−ＳＣＮ、−Ｃ（＝Ｏ）Ｎ（Ｒ^０）_２、−Ｃ（＝Ｏ）Ｒ^０、−Ｎ（Ｒ^０）_２、−（ＣＨ_２）_ｉ−Ｎ（Ｒ^０）_２、−ＳＲ^０、炭素数６から２０のアリール、炭素数６から２０のへテロアリール、炭素数１から２５のアルキル、炭素数１から２５のアルコキシであり、これらの基において、少なくとも１つの水素は、フッ素または塩素で置き換えられてもよく；Ｒ^０は、水素または炭素数１から１２のアルキルであり；Ｒ^６は、炭素数１から１５のアルキルであり、これらの基において、少なくとも１つの−ＣＨ_２−は、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＯ−、または−Ｏ−で置き換えられてもよく、これらの基において、少なくとも１つの水素は、フッ素または塩素で置き換えられてもよく；ｉは、１、２、３、または４であり；ｈは、１、２、３、４、または５であり；ｖは、０または１である。

項４．式（２）において、Ｐ^１、Ｐ^２、およびＰ^３が独立して式（Ｐ−２）から式（Ｐ−６）で表される重合性基の群から選択された基であり、Ｒ^４が、酸素原子、硫黄原子および窒素原子の少なくとも１つを有する極性基である、項２に記載の液晶表示素子。

式（Ｐ−２）から式（Ｐ−６）において、Ｍ^７、Ｍ^８、およびＭ^９は独立して、水素、フッ素、炭素数１から５のアルキル、または少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数１から５のアルキルである。

項５．液晶組成物が、第一添加物として式（２−１）から式（２−５８）で表される極性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４のいずれか１項に記載の液晶表示素子。

式（２−１）から式（２−５８）において、Ｒ^７は、水素、フッ素、塩素、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、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２から１２のアルケニルであり；Ｒ^８は、水素またはメチルであり；Ｓｐ^１、Ｓｐ^２、Ｓｐ^３、Ｓｐ^９、Ｓｐ^１０、Ｓｐ^１１、およびＳｐ^１２は独立して、単結合または炭素数１から１０のアルキレンであり、このアルキレンにおいて、少なくとも１つの−ＣＨ_２−は、−Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、または−ＯＣＯＯ−で置き換えられてもよく、そして少なくとも１つの−ＣＨ_２−ＣＨ_２−は、−ＣＨ＝ＣＨ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、これらの基において、少なくとも１つの水素は、フッ素または塩素で置き換えられてもよく；Ｓｐ^４は、単結合または炭素数１から７のアルキレンであり、このアルキレンにおいて、少なくとも１つの−ＣＨ_２−は、−Ｏ−、−ＣＯＯ−、または−ＯＣＯ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの−ＣＨ_２−ＣＨ_２−は、−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられてもよく、これらの基において、少なくとも１つの水素は、フッ素で置き換えられてもよく；Ｚ^３、Ｚ^４、およびＺ^６は独立して、単結合または炭素数１から１０のアルキレンであり、このアルキレンにおいて、少なくとも１つの−ＣＨ_２−は、−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、または−ＯＣＯ−で置き換えられてもよく、そして少なくとも１つの−ＣＨ_２−ＣＨ_２−は、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ（ＣＨ_３）＝ＣＨ−、−ＣＨ＝Ｃ（ＣＨ_３）−、または−Ｃ（ＣＨ_３）＝Ｃ（ＣＨ_３）−で置き換えられてもよく、これらの基において、少なくとも１つの水素は、フッ素または塩素で置き換えられてもよく；Ｘ^０およびＸ^３は独立して、−ＯＲ^０または−Ｎ(Ｒ^０)_２で表される基であり、ここでＲ^０は、水素または炭素数１から１２のアルキルであり；Ｌ^１、Ｌ^２、Ｌ^３、Ｌ^４、Ｌ^５、Ｌ^６、Ｌ^７、Ｌ^８、Ｌ^９、Ｌ^１０、Ｌ^１１、およびＬ^１２は独立して、水素、フッ素、または炭素数１から１２のアルキルであり；ｊは、０、１、２、３、４、５、または６である。

項６．液晶組成物が、第一成分として式（１−１）から式（１−２２）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５のいずれか１項に記載の液晶表示素子。

式（１−１）から式（１−２２）において、Ｒ^１およびＲ^２は独立して、炭素数１から１２のアルキル、炭素数１から１２のアルコキシ、炭素数２から１２のアルケニル、または炭素数２から１２のアルケニルオキシである。

項７．第一成分の割合が１０重量％から９０重量％の範囲である、項２から６のいずれか１項に記載の液晶表示素子。

項８．第一添加物の割合が０．０３重量％から１０重量％の範囲である、項１から７のいずれか１項に記載の液晶表示素子。

項９．液晶組成物が、第二添加物として少なくとも１つの重合性化合物を含有する、項１から８のいずれか１項に記載の液晶表示素子。

項１０．液晶組成物が、第二添加物として式（３）で表される重合性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９のいずれか１項に記載の液晶表示素子。

式（３）において、環Ｉおよび環Ｋは独立して、シクロヘキシル、シクロヘキセニル、フェニル、１−ナフチル、２−ナフチル、テトラヒドロピラン−２−イル、１，３−ジオキサン−２−イル、ピリミジン−２−イル、またはピリジン−２−イルであり、これらの環において、少なくとも１つの水素は、フッ素、塩素、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、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のアルキルで置き換えられてもよく；環Ｊは、１，４−シクロヘキシレン、１，４−シクロヘキセニレン、１，４−フェニレン、ナフタレン−１，２−ジイル、ナフタレン−１，３−ジイル、ナフタレン−１，４−ジイル、ナフタレン−１，５−ジイル、ナフタレン−１，６−ジイル、ナフタレン−１，７−ジイル、ナフタレン−１，８−ジイル、ナフタレン−２，３−ジイル、ナフタレン−２，６−ジイル、ナフタレン−２，７−ジイル、テトラヒドロピラン−２，５−ジイル、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、ピリミジン−２，５−ジイル、またはピリジン−２，５−ジイルであり、これらの環において、少なくとも１つの水素は、フッ素、塩素、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、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のアルキルで置き換えられてもよく；Ｚ^７およびＺ^８は独立して、単結合または炭素数１から１０のアルキレンであり、このアルキレンにおいて、少なくとも１つの−ＣＨ_２−は、−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、または−ＯＣＯ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの−ＣＨ_２−ＣＨ_２−は、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ（ＣＨ_３）＝ＣＨ−、−ＣＨ＝Ｃ（ＣＨ_３）−、または−Ｃ（ＣＨ_３）＝Ｃ（ＣＨ_３）−で置き換えられてもよく、これらの基において、少なくとも１つの水素は、フッ素または塩素で置き換えられてもよく；Ｐ^４、Ｐ^５、およびＰ^６は独立して、式（Ｐ−７）から式（Ｐ−１１）で表される重合性基の群から選択された基であり；

式（Ｐ−７）から式（Ｐ−１１）において、Ｍ^１０、Ｍ^１１、およびＭ^１２は独立して、水素、フッ素、炭素数１から５のアルキル、または少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数１から５のアルキルであり；Ｓｐ^１３、Ｓｐ^１４、およびＳｐ^１５は独立して、単結合または炭素数１から１０のアルキレンであり、このアルキレンにおいて、少なくとも１つの−ＣＨ_２−は、−Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、または−ＯＣＯＯ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの−ＣＨ_２−ＣＨ_２−は、−ＣＨ＝ＣＨ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、これらの基において、少なくとも１つの水素は、フッ素または塩素で置き換えられてもよく；ｋは、０、１、または２であり；
ｍ、ｎ、およびｐは独立して、０、１、２、３、または４であり、そしてｍ、ｎ、およびｐの和は、１以上である。

項１１．液晶組成物が、第二添加物として式（３−１）から式（３−２７）で表される重合性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１０のいずれか１項に記載の液晶表示素子。

式（３−１）から式（３−２７）において、Ｐ^４、Ｐ^５、およびＰ^６は独立して、式（Ｐ−７）から式（Ｐ−９）で表される重合性基の群から選択された基であり、

ここで、Ｍ^１０、Ｍ^１１、およびＭ^１２は独立して、水素、フッ素、炭素数１から５のアルキル、または少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数１から５のアルキルであり；Ｓｐ^１３、Ｓｐ^１４、およびＳｐ^１５は独立して、単結合または炭素数１から１０のアルキレンであり、このアルキレンにおいて、少なくとも１つの−ＣＨ_２−は、−Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、または−ＯＣＯＯ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの−ＣＨ_２−ＣＨ_２−は、−ＣＨ＝ＣＨ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、これらの基において、少なくとも１つの水素は、フッ素または塩素で置き換えられてもよい。

項１２．第二添加物の割合が０．０３重量％から１０重量％の範囲である、項９から１１のいずれか１項に記載の液晶表示素子。

項１３．液晶組成物が、第二成分として式（４）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１２のいずれか１項に記載の液晶表示素子。

式（４）において、Ｒ^９およびＲ^１０は独立して、炭素数１から１２のアルキル、炭素数１から１２のアルコキシ、炭素数２から１２のアルケニル、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２から１２のアルケニルであり；環Ｌおよび環Ｍ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２，５−ジフルオロ−１，４−フェニレンであり；Ｚ^９は、単結合、エチレン、カルボニルオキシ、またはメチレンオキシであり；ｑは、１、２、または３である。

項１４．液晶組成物が、第二成分として式（４−１）から式（４−１３）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの化合物を含有する、項１から１３のいずれか１項に記載の液晶表示素子。

式（４−１）から式（４−１３）において、Ｒ^９およびＲ^１０は独立して、炭素数１から１２のアルキル、炭素数１から１２のアルコキシ、炭素数２から１２のアルケニル、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２から１２のアルケニルである。

項１５．第二成分の割合が１０重量％から９０重量％の範囲である、項１３または１４に記載の液晶表示素子。

項１６．項９から１５のいずれか１項に記載の液晶組成物に含有される第一添加物および第二添加物が重合された、高分子支持配向型の液晶表示素子。

項１７．項１から１６のいずれか１項に記載の液晶表示素子に使用される、液晶組成物。

項１８．項１７に記載の液晶組成物の、液晶表示素子への使用。

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、色素、消泡剤、重合性化合物、重合開始剤、重合禁止剤、極性化合物などの添加物の少なくとも１つをさらに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）重合性化合物をさらに含有する上記の組成物、およびこの組成物を含有する高分子支持配向型のＡＭ素子。（ｄ）上記の組成物を含有し、この組成物中の重合性化合物が重合されている、高分子支持配向型のＡＭ素子。（ｅ）上記の組成物を含有する透過型の素子。（ｆ）上記の組成物を、ネマチック相を有する組成物としての使用。（ｇ）上記の組成物に光学活性化合物を添加することによって光学活性な組成物としての使用。

本発明の液晶表示素子および液晶表示素子に含有される液晶組成物を次の順で説明する。第一に、液晶表示素子の作製方法を説明する。第二に、液晶表示素子に用いられる液晶配向膜を説明する。第三に、組成物の構成を説明する。第四に、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。第五に、組成物における成分の組み合わせ、成分化合物の好ましい割合およびその根拠を説明する。第六に、成分化合物の好ましい形態を説明する。第七に、好ましい成分化合物を示す。第八に、組成物に添加してもよい添加物を説明する。第九に、成分化合物の合成法を説明する。第十に、組成物の用途を説明する。

第一に、液晶表示素子の作製方法を説明する。本発明の液晶表示素子は、一対の基板に液晶配向膜を形成し、得られた一対の基板を、配向膜を内向きにスペーサーを介して対向させ、基板間に形成された隙間に液晶組成物を封入して液晶層を形成することによって作製される。本発明の液晶表示素子における作製には、必要に応じて基板に偏光フィルムを貼り付ける等のさらなる工程が含まれていてもよい。

基板には、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）電極等の電極やカラーフィルタ等が設けられていてもよいガラス製の基板が挙げられる。液晶層は、一対の基板の一方の基板における液晶配向膜が形成されている面が他方の基板に向かうように対向する一対の基板間の隙間に密封される液晶組成物によって形成される。電極には、ガラス製の基板に形成されるＩＴＯ電極を用いることができる。液晶配向膜は、液晶層中の液晶組成物を特定の方向に配向させるための層であり、後述する液晶配向剤により調製される。

第二に、液晶配向膜を説明する。この配向膜は、ポリオルガノシロキサン、ポリアミック酸、ポリアミック酸エステル、ポリイミド、またはこれらの重合体の混合物を含有する。ポリオルガノシロキサンは、クロロシラン、アルコキシシランのような有機ケイ素化合物を加水分解することによって生成する。ポリオルガノシロキサンを「ポリシロキサン」と略すことがある。ポリアミック酸、ポリアミック酸エステル、またはポリイミドは、一般にテトラカルボン酸二無水物とジアミンとの縮合反応によって得られる生成物またはそのエステル誘導体であり、縮合の程度に応じてポリアミック酸、ポリアミック酸エステル、またはポリイミドと呼ばれる。これらを「ポリアミック酸またはその誘導体」と略すことがある。

好ましいポリシロキサンは、カルボキシル基、ヒドロキシアルキル基、アミノ基、アルキルアミノ基、メルカプト基、エポキシ基、または重合性不飽和結合を有する。カルボキシル基を含有するポリシロキサンの原料は、４−（トリメトキシシリル）ペンタン酸などである。ヒドロキシアルキル基を含有するポリシロキサンの原料は、４−ヒドロキシプロピルトリエトキシシランなどである。アミノ基を含有するポリシロキサンの原料は、３−アミノプロピルトリメトキシシランなどである。アルキルアミノ基を含有するポリシロキサンの原料は、Ｎ−［３−（トリメトキシシリル）プロピル］−１−ブタンアミンなどである。メルカプト基を含有するポリシロキサンの原料は、３−メルカプトプロピルトリメトキシシランなどである。エポキシ基を含有するポリシロキサンの原料は、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシランなどである。重合性不飽和結合を含有するポリシロキサンの原料は、メタクリル酸３−（トリメトキシシリル）プロピル、α-メチレン-γ-ブチロラクトンなどである。

さらに好ましいポリシロキサンは、式（Ｘ^１−１）から式（Ｘ^１−７）で表される基の群から選択された少なくとも１つの基を含有する。

式（Ｘ^１−１）から式（Ｘ^１−７）において、星印は結合する部位を示し；Ｚ^１０は、−Ｏ−または単結合であり；Ｚ^１１は、単結合、炭素数１から６のアルキレン、または−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、および−ＮＲ^１１−の群から選択された少なくとも１つの基を有する炭素数１から２０の二価基であり、ここでＲ^１１は、水素または炭素数１から６のアルキルであり；ｓは１、２、または３であり、ｔは、０から６の整数であり、ｔが０の場合、Ｚ^１０は単結合であり；ｓは、０から６の整数である。

式（Ｘ^１−１）または式（Ｘ^１−２）で表される基を有するポリシロキサンは、このような基を有するクロロシラン、アルコキシシランのようなシランを単独で、または他のシランとの混合物を加水分解することによって生成する。このようなシランの例は、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシランなどである。詳しくは、特開２０１３−０６４９６８号、段落００４８から００６８などを参照のこと。

好ましい式（Ｘ^１−１）または（Ｘ^１−２）で表される基は、次のとおりである。

式（Ｘ^１−３）または式（Ｘ^１−４）で表される基を有するポリシロキサンは、ジオールに対応するエポキシを有するシラン単独で、または他のシランとの混合物を加水分解し、さらにエポキシを開環させることによって生成される。式（Ｘ^１−５）で表される基を有するポリシロキサンは、対応する酸無水物から誘導された一価基を有するシランを単独で、または他のシランとの混合物を加水分解し、さらに酸無水物部分を開環させることによって生成される。詳しくは、特開２０１３−０５７８１５号、段落００６１から００６７などを参照のこと。式（Ｘ^１−６）で表される基を有するポリシロキサンについては、特開２０１３−０５７８１５号、段落００２６から００６０などを参照のこと。α−メチレン−γ−ブチロラクトンは重合性である。式（Ｘ^１−７）で表される基を有するポリシロキサンは、α−メチレン−γ−ブチロラクトンから誘導された一価基を有するシランを単独で、または他のシランとの混合物を加水分解し、さらに酸無水物部分を開環させることによって生成される。

好ましいポリアミック酸またはその誘導体は、脂環式構造を有する。脂環式構造の例は、ビシクロ［２．２．２］オクテンまたはシクロブタンである。脂環式構造を有するポリアミック酸またはその誘導体を合成するには、ビシクロ［２．２．２］オクト−７−エン−２，３，５，６−テトラカルボン酸二無水物や１，２，３，４−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物が出発物として用いられる。１，４−ジアミノシクロヘキサンのような脂環式構造を有するアミンを出発物に用いてもよい。詳しくは、特開２０１３−０８０１９３号、段落０１５６から０１７５などを参照のこと。

液晶配向膜は、ポリシロキサン、ポリアミック酸、ポリアミック酸エステル、およびポリイミドの群から選択された少なくとも１つの重合体を含有する。好ましい配向膜では、主成分がポリアミック酸またはその誘導体であり、副成分がポリシロキサンである。配向剤を調製するとき、ポリアミック酸またはその誘導体の割合は、５０重量％以上であり、ポリシロキサンの割合は、５０重量％より小さい。すなわち、割合は、１００〜５０／０〜５０である。好ましい割合は、９７〜７０／３〜３０である。さらに好ましい割合は、９５〜８０／５〜２０である。好ましい配向膜は、式（Ｘ^１−１）から式（Ｘ^１−７）で表される基の群から選択された少なくとも１つの基を含有するポリシロキサンを含有する。さらに好ましい配向膜は、式（Ｘ^１−７）で表される基を含有するポリシロキサンを含有する。

第三に、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、色素、消泡剤、重合性化合物、重合開始剤、重合禁止剤、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）および化合物（３）から選択された液晶性化合物の他に、その他の液晶性化合物、添加物などをさらに含有してもよい。「その他の液晶性化合物」は、化合物（１）および化合物（３）とは異なる液晶性化合物である。このような化合物は、特性をさらに調整する目的で組成物に混合される。

組成物Ｂは、実質的に化合物（１）および化合物（３）から選択された液晶性化合物のみからなる。「実質的に」の用語は、組成物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。

第四に、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本発明の効果に基づいて表２にまとめる。表２の記号において、Ｌは大きいまたは高い、Ｍは中程度の、Ｓは小さいまたは低い、を意味する。記号Ｌ、Ｍ、Ｓは、成分化合物のあいだの定性的な比較に基づいた分類であり、記号０（ゼロ）は、誘電率異方性が極めて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）は誘電率異方性を上げ、そして下限温度を下げる。化合物（４）は、粘度を下げる、または上限温度を上げる。化合物（２）は、極性基の作用で基板表面に吸着し、液晶分子の配向を制御する。所期の効果を得るには、化合物（２）は、液晶性化合物との高い相溶性を有することが必須である。化合物（２）は、１，４−シクロヘキシレンや１，４−フェニレンのような六員環を有し、その分子構造は棒状であるからこの目的に最適である。化合物（２）は、重合によって重合体を与える。この重合体は、液晶分子の配向を安定化するので、素子の応答時間を短縮し、そして画像の焼き付きを改善する。化合物（３）は、重合によって重合体を与え、この重合体は、素子の応答時間を短縮し、そして画像の焼き付きを改善する。

第五に、組成物における成分の組み合わせ、成分化合物の好ましい割合およびその根拠を説明する。組成物における成分の好ましい組み合わせは、第一成分＋第一添加物、第一成分＋第一添加物＋第二成分、第一成分＋第一添加物＋第二添加物、または第一成分＋第一添加物＋第二成分＋第二添加物である。さらに好ましい組み合わせは、第一成分＋第一添加物＋第二成分＋第二添加物である。

第一成分の好ましい割合は、誘電率異方性を上げるために約１０重量％以上であり、下限温度を下げるために約９０重量％以下である。さらに好ましい割合は約２０重量％から約８５重量％の範囲である。特に好ましい割合は約３０重量％から約８５重量％の範囲である。

第二成分の好ましい割合は、上限温度を上げるために、または粘度を下げるために約１０重量％以上であり、誘電率異方性を上げるために約９０重量％以下である。さらに好ましい割合は約１５重量％から約７５重量％の範囲である。特に好ましい割合は約１５重量％から約６０重量％の範囲である。

化合物（２）は、高分子層の配向力を向上させる目的で、組成物に添加される。この添加物の好ましい割合は、液晶分子を配向させるために約０．０３重量％以上であり、素子の表示不良を防ぐために約１０重量％以下である。さらに好ましい割合は、約０．１重量％から約７重量％の範囲である。特に好ましい割合は、約０．５重量％から約５重量％の範囲である。

化合物（３）は、高分子支持配向型の素子に適合させる目的で、組成物に添加される。この添加物の好ましい割合は、液晶分子を配向させるために約０．０３重量％以上であり、素子の表示不良を防ぐために約１０重量％以下である。さらに好ましい割合は、約０．１重量％から約２重量％の範囲である。特に好ましい割合は、約０．２重量％から約１重量％の範囲である。

第六に、成分化合物の好ましい形態を説明する。式（１）および式（４）において、Ｒ^１およびＲ^２は独立して、炭素数１から１２のアルキル、炭素数１から１２のアルコキシ、炭素数２から１２のアルケニル、または炭素数２から１２のアルケニルオキシである。好ましいＲ^１またはＲ^２は、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、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。Ｒ^９およびＲ^１０は独立して、炭素数１から１２のアルキル、炭素数１から１２のアルコキシ、炭素数２から１２のアルケニル、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２から１２のアルケニルである。好ましいＲ^９またはＲ^１０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。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、アルケニルなどの末端基についても同様である。

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および環Ｃは独立して、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。好ましい環Ａまたは環Ｃ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。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。テトラヒドロピラン−２，５−ジイルは、

である。

環Ｂは、２，３−ジフルオロ−１，４−フェニレン、２−クロロ−３−フルオロ−１，４−フェニレン、２，３−ジフルオロ−５−メチル−１，４−フェニレン、３，４，５−トリフルオロナフタレン−２，６−ジイル、または７，８−ジフルオロクロマン−２，６−ジイルである。好ましい環Ｂは、粘度を下げるために２，３−ジフルオロ−１，４−フェニレンである。

環Ｌおよび環Ｍ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２，５−ジフルオロ−１，４−フェニレンである。好ましい環Ｌまたは環Ｍ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、下限温度を下げるために１，４−フェニレンである。

Ｚ^１、Ｚ^２、およびＺ^９は独立して、単結合、エチレン、カルボニルオキシ、またはメチレンオキシである。好ましいＺ^１またはＺ^２は、粘度を下げるために単結合であり、下限温度を下げるためにエチレンであり、誘電率異方性を上げるためにメチレンオキシである。好ましいＺ^９は、安定性を上げるために単結合である。

ａは、０、１、２、または３であり、ｂは、０または１であり、そして、ａとｂとの和は３以下である。好ましいａ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。好ましいｂは粘度を下げるために０であり、下限温度を下げるために１である。ｑは、１、２、または３である。好ましいｑ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。

式（２）において、Ｐ^１、Ｐ^２、およびＰ^３は独立して、重合性基であり、Ｒ^４が水素であるときのＰ^１、Ｐ^２、およびＰ^３の少なくとも１つは、式（Ｐ−Ａ）で表される重合性基である。好ましいＰ^１、Ｐ^２、またはＰ^３は、式（Ｐ−Ａ）、式（Ｐ−２）、式（Ｐ−３）、式（Ｐ−４）、式（Ｐ−５）、または式（Ｐ−６）で表される基である。さらに好ましいＰ^１、Ｐ^２、またはＰ^３は、式（Ｐ−Ａ）、式（Ｐ−２）、または式（Ｐ−３）で表される基である。式（Ｐ−Ａ）、式（Ｐ−２）、式（Ｐ−３）、式（Ｐ−４）、式（Ｐ−５）、および式（Ｐ−６）の波線は、結合する部位を示す。

式（Ｐ−Ａ）、式（Ｐ−２）、式（Ｐ−３）、式（Ｐ−４）、式（Ｐ−５）、および式
（Ｐ−６）において、Ｍ^１、Ｍ^２、Ｍ^７、Ｍ^８、およびＭ^９は独立して、水素、フッ素、炭素数１から５のアルキル、または少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数１から５のアルキルである。好ましいＭ^１、Ｍ^２、Ｍ^７、Ｍ^８、またはＭ^９は、反応性を上げるために水素またはメチルである。

Ｓｐ^１、Ｓｐ^２、Ｓｐ^３、Ｓｐ^９、Ｓｐ^１０、Ｓｐ^１１、およびＳｐ^１２は独立して、単結合または炭素数１から１０のアルキレンであり、このアルキレンにおいて、少なくとも１つの−ＣＨ_２−は、−Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、または−ＯＣＯＯ−で置き換えられてもよく、そして少なくとも１つの−ＣＨ_２−ＣＨ_２−は、−ＣＨ＝ＣＨ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、これらの基において、少なくとも１つの水素は、フッ素または塩素で置き換えられてもよい。Ｓｐ^４は、単結合または炭素数１から７のアルキレンであり、このアルキレンにおいて、少なくとも１つの−ＣＨ_２−は、−Ｏ−、−ＣＯＯ−、または−ＯＣＯ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの−ＣＨ_２−ＣＨ_２−は、−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられてもよく、これらの基において、少なくとも１つの水素は、フッ素で置き換えられてもよい。

Ｘ^０およびＸ^３は独立して、−ＯＲ^０または−Ｎ(Ｒ^０)_２で表される基であり、ここでＲ^０は、水素または炭素数１から１２のアルキルである。極性基は、ガラス基板または金属酸化物膜の表面との非共有結合的な相互作用を有する。液晶組成物への高い溶解度の観点から、Ｘ^０またはＸ^３は−ＯＨまたは−ＮＨ_２であることが特に好ましい。−ＯＨは、高いアンカー力を有するので−Ｏ−、−ＣＯ−、または−ＣＯＯ−よりも好ましい。複数のヘテロ原子（窒素、酸素）を有する基は、特に好ましい。

Ｒ^３は、水素、フッ素、塩素、式（Ｐ−Ａ）で表される重合性基、または炭素数１から２５のアルキルであり、このアルキルにおいて、少なくとも１つの−ＣＨ_２−は、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＮＲ^０−、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−、または炭素数３から８のシクロアルキレンで置き換えられてもよく、そして少なくとも１つの第三級炭素（＞ＣＨ−）は、窒素（＞Ｎ−）で置き換えられてもよく、これらの基において、少なくとも１つの水素は、フッ素または塩素で置き換えられてもよく、ここでＲ^０は、水素または炭素数１から１２のアルキルである。好ましいＲ^３は、水素、式（Ｐ−Ａ）で表される重合性基、または炭素数１から１２のアルキルである。Ｒ^４は、酸素原子、硫黄原子および窒素原子の少なくとも１つを有する極性基、または水素である。Ｒ^７は、水素、フッ素、塩素、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、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２から１２のアルケニルである。好ましいＲ^７は、炭素数１から１２のアルキルである。Ｒ^８は、水素またはメチルである。

特に好ましい窒素原子を有する極性基は、−ＮＨ_２、−ＮＨ−（ＣＨ_２）_ｎ４Ｈ、−（ＣＨ_２）_ｎ１−ＮＨ_２、−（ＣＨ_２）_ｎ１−ＮＨ−（ＣＨ_２）_ｎ４Ｈ、−ＮＨ−（ＣＨ_２）_ｎ１−ＮＨ_２、−ＮＨ−（ＣＨ_２）_ｎ１−ＮＨ−（ＣＨ_２）_ｎ４Ｈ、−（ＣＨ_２）_ｎ２−ＮＨ−（ＣＨ_２）_ｎ３−ＮＨ_２、−（ＣＨ_２）_ｎ２−ＮＨ−（ＣＨ_２）_ｎ３−ＮＨ−（ＣＨ_２）_ｎ４Ｈ、−Ｏ−（ＣＨ_２）_ｎ１−ＮＨ_２、−（ＣＨ_２）_ｎ２−Ｏ−（ＣＨ_２）_ｎ１−ＮＨ_２、−（ＣＨ_２）_ｎ２−ＮＨ−（ＣＨ_２）_ｎ３−ＯＨ、−Ｏ−（ＣＨ_２）_ｎ２−ＮＨ−（ＣＨ_２）_ｎ３−ＮＨ_２、−Ｏ−（ＣＨ_２）_ｎ２−ＮＨ−（ＣＨ_２）_ｎ３−ＯＨ、または−（ＣＨ_２）_ｎ２−ＮＨ−（ＣＨ_２）_ｎ３−ＮＨ−（ＣＨ_２）_ｎ４Ｈであり、ここでｎ１、ｎ２、ｎ３、およびｎ４は独立して、１から１２の整数であり、好ましくは１、２、３、または４である。

特に好ましい酸素原子を有する極性基は、−ＯＨ、−（ＣＨ_２）_ｎ１−ＯＨ、−Ｏ−（ＣＨ_２）_ｎ１−ＯＨ、−［Ｏ−（ＣＨ_２）_ｎ２−］_ｎ３−ＯＨ、−ＣＯＯＨ、−（ＣＨ_２）_ｎ１−ＣＯＯＨ、−Ｏ−（ＣＨ_２）_ｎ１−ＣＯＯＨ、または−［Ｏ−（ＣＨ_２）_ｎ２−］_ｎ３−ＣＯＯＨであり、ここでｎ１、ｎ２、およびｎ３は独立して、１から１２の整数であり、好ましくは１、２、３、または４である。

液晶組成物への高い溶解度の観点から、Ｒ^４は−ＯＨまたは−ＮＨ_２であることが特に好ましい。−ＯＨは、高いアンカー力を有するので−Ｏ−、−ＣＯ−、または−ＣＯＯ−よりも好ましい。複数のヘテロ原子（窒素、酸素）を有する基は、特に好ましい。そのような極性基を有する化合物は、低い濃度であっても有効である。更に好ましいＲ^４は、式（Ａ１）から式（Ａ４）で表される基である。

式（Ａ１）から式（Ａ４）において、Ｓｐ^５、Ｓｐ^７、およびＳｐ^８は独立して、単結合または炭素数１から２０のアルキレンであり、このアルキレンにおいて少なくとも１つの−ＣＨ_２−は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＮＨ−、−Ｎ（Ｒ^０）−、−ＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＲ^０−、−ＣＨ＝Ｎ−、−Ｎ＝ＣＨ−、−Ｎ＝Ｎ−、または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、これらの基において、少なくとも１つの水素は、フッ素、塩素、−ＣＮ、または式（Ｐ−１）で置き換えられてもよく、ここでＲ^０は、水素または炭素数１から１２のアルキルである。好ましいＳｐ^５、Ｓｐ^７、またはＳｐ^８は、−（ＣＨ_２）_ｐ１−、−（ＣＨ_２）_ｐ１−Ｏ−、−（ＣＨ_２）_ｐ１−Ｏ−ＣＯ−、−（ＣＨ_２）_ｐ１−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−であり、ここでｐ１は１から１２の整数である。

式（Ｐ−１）において、Ｓｐ^９は単結合または炭素数１から１０のアルキレンであり、このアルキレンにおいて、少なくとも１つの−ＣＨ_２−は、−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、または−ＯＣＯＯ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの−ＣＨ_２−ＣＨ_２−は、−ＣＨ＝ＣＨ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの水素は、フッ素または塩素で置き換えられてもよい。Ｍ^３およびＭ^４は独立して、水素、フッ素、塩素、炭素数１から５のアルキル、または少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数１から５のアルキルである。好ましいＭ^３またはＭ^４は、反応性を上げるために水素またはメチルである。Ｒ^５は、炭素数１から１５のアルキルであり、これらの基において、少なくとも１つの−ＣＨ_２−は、−Ｏ−または−Ｓ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの−ＣＨ_２−ＣＨ_２−は、−ＣＨ＝ＣＨ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの水素はフッ素または塩素で置き換えられてもよい。

Ｓｐ^６は、＞ＣＨ−、＞ＣＲ^６−、または＞Ｎ−である。好ましいＳｐ^６は、＞ＣＨ−または＞ＣＲ^６−である。Ｘ^１は、−ＯＨ、−ＯＲ^６、−ＣＯＯＨ、−ＮＨ_２、−ＮＨＲ^６、−Ｎ（Ｒ^６）_２、−ＳＨ、−ＳＲ^６、

ここでＲ^０は、水素または炭素数１から１２のアルキルである。Ｒ^６は、炭素数１から１５のアルキルであり、これらの基において、少なくとも１つの−ＣＨ_２−は、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＯ−、または−Ｏ−で置き換えられてもよく、これらの基において、少なくとも１つの水素は、フッ素または塩素で置き換えられてもよい。

Ｘ^２は、−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＮＨ−、−ＮＲ^６−、または−Ｓ−である。Ｚ^５は、炭素数１から１５のアルキレンであり、これらの基において、少なくとも１つの水素は、−ＯＨ、−ＯＲ^６、−ＣＯＯＨ、−ＮＨ_２、−ＮＨＲ^６、−Ｎ（Ｒ^６）_２、フッ素、または塩素で置き換えられてもよい。

式（Ｐ−Ｂ）において、Ｓｐ^１０は、単結合または炭素数１から１０のアルキレンであり、これらの基において、少なくとも１つの−ＣＨ_２−は、−Ｏ−、−ＮＨ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、または−ＯＣＯＯ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの−ＣＨ_２−ＣＨ_２−は、−ＣＨ＝ＣＨ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの水素は、フッ素または塩素で置き換えられてもよい。Ｍ^５およびＭ^６は独立して、水素、フッ素、塩素、炭素数１から５のアルキル、または少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数１から５のアルキルである。

環Ｇは、炭素数６から２５の芳香族基または炭素数３から２５の脂環式基であり、これらの基は縮合環であってもよく、これらの基において、１つから３つの水素はＲ^Ｌで置き換えられてもよく、Ｒ^Ｌは、−ＯＨ、−（ＣＨ_２）_ｉ−ＯＨ、フッ素、塩素、−ＣＮ、−ＮＯ_２、−ＮＣＯ、−ＮＣＳ、−ＯＣＮ、−ＳＣＮ、−Ｃ（＝Ｏ）Ｎ（Ｒ^０）_２、−Ｃ（＝Ｏ）Ｒ^０、−Ｎ（Ｒ^０）_２、−（ＣＨ_２）_ｉ−Ｎ（Ｒ^０）_２、−ＳＲ^０、炭素数６から２０のアリール、炭素数６から２０のへテロアリール、炭素数１から２５のアルキル、炭素数１から２５のアルコキシであり、これらの基において、少なくとも１つの水素は、フッ素または塩素で置き換えられてもよく、ここでＲ^０は、水素または炭素数１から１２のアルキルである。ｉは、１、２、３、または４である。

環Ｄ、環Ｅ、および環Ｆは独立して、１，４−シクロヘキシレン、１，４−シクロヘキセニレン、１，４−フェニレン、ナフタレン−１，２−ジイル、ナフタレン−１，３−ジイル、ナフタレン−１，４−ジイル、ナフタレン−１，５−ジイル、ナフタレン−１，６−ジイル、ナフタレン−１，７−ジイル、ナフタレン−１，８−ジイル、ナフタレン−２，３−ジイル、ナフタレン−２，６−ジイル、ナフタレン−２，７−ジイル、テトラヒドロピラン−２，５−ジイル、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、ピリミジン−２，５−ジイル、またはピリジン−２，５−ジイルであり、これらの環において、少なくとも１つの水素は、フッ素、塩素、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、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のアルキルで置き換えられてもよい。好ましい環Ｄ、環Ｅ、または環Ｆは、１，４−シクロヘキシレン、１，４−フェニレン、少なくとも１つの水素が、フッ素、塩素、炭素数１から１２のアルキル、炭素数１から１２のアルコキシで置き換えられた１，４−フェニレンである。

Ｚ^３、Ｚ^４、およびＺ^６は独立して、単結合または炭素数１から１０のアルキレンであり、このアルキレンにおいて、少なくとも１つの−ＣＨ_２−は、−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、または−ＯＣＯ−で置き換えられてもよく、そして少なくとも１つの−ＣＨ_２−ＣＨ_２−は、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ（ＣＨ_３）＝ＣＨ−、−ＣＨ＝Ｃ（ＣＨ_３）−、または−Ｃ（ＣＨ_３）＝Ｃ（ＣＨ_３）−で置き換えられてもよく、これらの基において、少なくとも１つの水素は、フッ素または塩素で置き換えられてもよい。好ましいＺ^３、Ｚ^４、またはＺ^６は、単結合、−ＣＨ_２−ＣＨ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＯＣＨ_２−、−ＣＯＯ−、または−ＯＣＯ−である。さらに好ましいＺ^３、Ｚ^４、またはＺ^６は、単結合である。

ｃおよびｄは独立して、０、１、２、３、または４であり、そしてｃおよびｄの和は、０、１、２、３、または４である。好ましいｃおよびｄの和は、液晶組成物への溶解性を上げるために１または２である。ｅ、ｆ、およびｇは独立して、０、１、２、３、または４であり、Ｒ^４が水素であるときのｅ、ｆ、およびｇの少なくとも１つは１、２、３、または４であり、Ｒ^４が水素であるときのＰ^１、Ｐ^２、およびＰ^３の少なくとも１つは、式（Ｐ−Ａ）で表される重合性基である。好ましいｅ、ｆ、またはｇは、１または２である。ｈは、１、２、３、４、または５である。ｊは、０、１、２、３、４、５、または６である。ｖは、０または１である。

Ｌ^１、Ｌ^２、Ｌ^３、Ｌ^４、Ｌ^５、Ｌ^６、Ｌ^７、Ｌ^８、Ｌ^９、Ｌ^１０、Ｌ^１１、およびＬ^１２は独立して、水素、フッ素、または炭素数１から１２のアルキルである。好ましいＬ^１、Ｌ^２、Ｌ^３、Ｌ^４、Ｌ^５、Ｌ^６、Ｌ^７、Ｌ^８、Ｌ^９、Ｌ^１０、Ｌ^１１、またはＬ^１２は、水素、フッ素、メチル、またはエチルである。

式（３）において、Ｐ^４、Ｐ^５、およびＰ^６は独立して、式（Ｐ−７）から式（Ｐ−１１）で表される重合性基の群から選択された基である。さらに好ましいＰ^４、Ｐ^５、またはＰ^６は、式（Ｐ−７）、式（Ｐ−８）または式（Ｐ−９）で表される基である。特に好ましいＰ^４、Ｐ^５、またはＰ^６は、式（Ｐ−７）または式（Ｐ−８）で表される基である。最も好ましいＰ^４、Ｐ^５、またはＰ^６は、式（Ｐ−７）で表される基である。式（Ｐ−７）で表される好ましい基は、−ＯＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ_２または−ＯＣＯ−Ｃ（ＣＨ_３）＝ＣＨ_２である。式（Ｐ−７）から式（Ｐ−１１）の波線は、結合する部位を示す。

式（Ｐ−７）から式（Ｐ−１１）において、Ｍ^１０、Ｍ^１１、およびＭ^１２は独立して、水素、フッ素、炭素数１から５のアルキル、または少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数１から５のアルキルである。好ましいＭ^１０、Ｍ^１１、またはＭ^１２は、反応性を上げるために水素またはメチルである。さらに好ましいＭ^１０は水素またはメチルであり、さらに好ましいＭ^１１またはＭ^１２は水素である。

Ｓｐ^１３、Ｓｐ^１４、およびＳｐ^１５は独立して、単結合または炭素数１から１０のアルキレンであり、このアルキレンにおいて、少なくとも１つの−ＣＨ_２−は、−Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、または−ＯＣＯＯ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの−ＣＨ_２−ＣＨ_２−は、−ＣＨ＝ＣＨ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、これらの基において、少なくとも１つの水素は、フッ素または塩素で置き換えられてもよい。好ましいＳｐ^１３、Ｓｐ^１４、またはＳｐ^１５は、単結合、−ＣＨ_２−ＣＨ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＯＣＨ_２−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ−、または−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯ−である。さらに好ましいＳｐ^１３、Ｓｐ^１４、またはＳｐ^１５は、単結合である。

環Ｉおよび環Ｋは独立して、シクロヘキシル、シクロヘキセニル、フェニル、１−ナフチル、２−ナフチル、テトラヒドロピラン−２−イル、１，３−ジオキサン−２−イル、ピリミジン−２−イル、またはピリジン−２−イルであり、これらの環において、少なくとも１つの水素は、フッ素、塩素、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、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のアルキルで置き換えられてもよい。好ましい環Ｉまたは環Ｋは、フェニルである。環Ｊは、１，４−シクロヘキシレン、１，４−シクロヘキセニレン、１，４−フェニレン、ナフタレン−１，２−ジイル、ナフタレン−１，３−ジイル、ナフタレン−１，４−ジイル、ナフタレン−１，５−ジイル、ナフタレン−１，６−ジイル、ナフタレン−１，７−ジイル、ナフタレン−１，８−ジイル、ナフタレン−２，３−ジイル、ナフタレン−２，６−ジイル、ナフタレン−２，７−ジイル、テトラヒドロピラン−２，５−ジイル、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、ピリミジン−２，５−ジイル、またはピリジン−２，５−ジイルであり、これらの環において、少なくとも１つの水素は、フッ素、塩素、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、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のアルキルで置き換えられてもよい。好ましい環Ｊは、１，４−フェニレンまたは２−フルオロ−１，４−フェニレンである。

Ｚ^７およびＺ^８は独立して、単結合または炭素数１から１０のアルキレンであり、このアルキレンにおいて、少なくとも１つの−ＣＨ_２−は、−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、または−ＯＣＯ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの−ＣＨ_２−ＣＨ_２−は、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ（ＣＨ_３）＝ＣＨ−、−ＣＨ＝Ｃ（ＣＨ_３）−、または−Ｃ（ＣＨ_３）＝Ｃ（ＣＨ_３）−で置き換えられてもよく、これらの基において、少なくとも１つの水素は、フッ素または塩素で置き換えられてもよい。好ましいＺ^７またはＺ^８は、単結合、−ＣＨ_２−ＣＨ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＯＣＨ_２−、−ＣＯＯ−、または−ＯＣＯ−である。さらに好ましいＺ^７またはＺ^８は、単結合である。

ｋは、０、１、または２である。好ましいｋは、０または１である。ｍ、ｎ、およびｐは独立して、０、１、２、３、または４であり、そしてｍ、ｎ、およびｐの和は、１以上である。好ましいｍ、ｎ、またはｐは、１または２である。

第七に、好ましい成分化合物を示す。第一成分は、誘電率異方性が負に大きな化合物（１）である。好ましい化合物（１）は、項６に記載の化合物（１−１）から化合物（１−２２）である。さらに好ましい化合物（１）は、化合物（１−１）、化合物（１−２）、化合物（１−３）、化合物（１−４）、化合物（１−６）、化合物（１−７）、化合物（１−８）、または化合物（１−１０）である。第一成分の少なくとも２つが、化合物（１−１）および化合物（１−６）、化合物（１−１）および化合物（１−１０）、化合物（１−３）および化合物（１−６）、化合物（１−３）および化合物（１−１０）、化合物（１−４）および化合物（１−６）、または化合物（１−４）および化合物（１−８）の組み合わせであることが好ましい。

第二成分は、誘電率異方性が極めて小さな化合物（４）である。好ましい化合物（４）は、項１４に記載した化合物（４−１）から化合物（４−１３）である。これらの化合物において、第二成分の少なくとも１つが、化合物（４−１）、化合物（４−３）、化合物（４−５）、化合物（４−６）、または化合物（４−７）であることが好ましい。第二成分の少なくとも２つが化合物（４−１）および化合物（４−３）、または化合物（４−１）および化合物（４−５）の組み合わせであることが好ましい。

第一添加物は、極性基を有する化合物（２）である。好ましい化合物（２）は、項５に記載の化合物（２−１）から化合物（２−５８）である。第一添加物の少なくとも１つが、化合物（２−６）、化合物（２−８）、化合物（２−１０）、化合物（２−１１）、化合物（２−１３）、化合物（２−１５）、化合物（２−１６）、化合物（２−１７）、化合物（２−１８）、化合物（２−１９）、化合物（２−２６）、化合物（２−３４）、化合物（２−３６）、化合物（２−３７）、化合物（２−３８）、化合物（２−３９）、化合物（２−４０）、化合物（２−４１）、化合物（２−４２）、化合物（２−４６）、化合物（２−４８）、化合物（２−５０）、化合物（２−５１）、化合物（２−５２）、化合物（２−５４）、化合物（２−５５）、または化合物（２−５６）であることが好ましい。第一添加物の少なくとも２つが、化合物（２−１）および化合物（２−１１）、化合物（２−３）および化合物（２−８）、化合物（２−１６）および化合物（２−１７）、化合物（２−１７）および化合物（２−１９）、化合物（２−３７）および化合物（２−３８）、化合物（２−３７）および化合物（２−４０）、化合物（２−４６）および化合物（２−５０）、化合物（２−４８）および化合物（２−５０）、または化合物（２−５５）および化合物（２−５６）の組み合せであることが好ましい。

第二添加物は、重合性の化合物（３）である。好ましい化合物（３）は、項１１に記載の化合物（３−１）から化合物（３−２７）である。これらの化合物において、第二添加物の少なくとも１つが、化合物（３−１）、化合物（３−２）、化合物（３−２４）、化合物（３−２５）、化合物（３−２６）、または化合物（３−２７）であることが好ましい。第二添加物の少なくとも２つが、化合物（３−１）および化合物（３−２）、化合物（３−１）および化合物（３−１８）、化合物（３−２）および化合物（３−２４）、化合物（３−２）および化合物（３−２５）、化合物（３−２）および化合物（３−２６）、化合物（３−２５）および化合物（３−２６）、または化合物（３−１８）および化合物（３−２４）の組み合わせであることが好ましい。

第八に、組成物に添加してもよい添加物を説明する。このような添加物は、光学活性化合物、酸化防止剤、紫外線吸収剤、色素、消泡剤、重合性化合物、重合開始剤、重合禁止剤、極性化合物などである。液晶分子にらせん構造を誘起してねじれ角を与える目的で光学活性化合物が組成物に添加される。このような化合物の例は、化合物（５−１）から化合物（５−５）である。光学活性化合物の好ましい割合は約５重量％以下である。さらに好ましい割合は約０．０１重量％から約２重量％の範囲である。

素子を長時間使用したあと、室温だけではなく上限温度に近い温度でも大きな電圧保持率を維持するために、酸化防止剤が組成物に添加される。酸化防止剤の好ましい例は、ｚが１から９の整数である化合物（６）などである。

化合物（６）において、好ましいｚは、１、３、５、７、または９である。さらに好ましいｚは７である。ｚが７である化合物（６）は、揮発性が小さいので、素子を長時間使用したあと、室温だけではなく上限温度に近い温度でも大きな電圧保持率を維持するのに有効である。酸化防止剤の好ましい割合は、この効果を得るために約５０ｐｐｍ以上であり、上限温度を下げないように、または下限温度を上げないように約６００ｐｐｍ以下である。さらに好ましい割合は、約１００ｐｐｍから約３００ｐｐｍの範囲である。

紫外線吸収剤の好ましい例は、ベンゾフェノン誘導体、ベンゾエート誘導体、トリアゾール誘導体などである。立体障害のあるアミンのような光安定剤もまた好ましい。これらの吸収剤や安定剤における好ましい割合は、こ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。

ＧＨ（guest host）モードの素子に適合させるために、アゾ系色素、アントラキノン系色素などのような二色性色素（dichroic dye）が組成物に添加される。色素の好ましい割合は、約０．０１重量％から約１０重量％の範囲である。泡立ちを防ぐために、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイルなどの消泡剤が組成物に添加される。消泡剤の好ましい割合は、こ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。

高分子支持配向（ＰＳＡ）型の素子に適合させるために重合性化合物が用いられる。化合物（３）はこの目的に適している。化合物（３）と共に、化合物（３）とは異なる、その他の重合性化合物を組成物に添加してもよい。その他の重合性化合物の好ましい例は、アクリレート、メタクリレート、ビニル化合物、ビニルオキシ化合物、プロペニルエーテル、エポキシ化合物（オキシラン、オキセタン）、ビニルケトンなど化合物である。さらに好ましい例は、アクリレートまたはメタクリレートである。化合物（３）の好ましい割合は、重合性化合物の全重量に基づいて約１０重量％以上である。さらに好ましい割合は、約５０重量％以上である。特に好ましい割合は、約８０重量％以上である。特に好ましい割合は、１００重量％でもある。化合物（３）の種類を変えることによって、または化合物（３）にその他の重合性化合物を適切な比で組み合わせることによって、重合性化合物の反応性や液晶分子のプレチルト角を調整することができる。プレチルト角を最適化することによって、素子の短い応答時間を達成することができる。液晶分子の配向が安定化されるので、大きなコントラスト比や長い寿命を達成することができる。

化合物（３）のような重合性化合物は紫外線照射によって重合する。光重合開始剤などの適切な開始剤存在下で重合させてもよい。重合のための適切な条件、開始剤の適切なタイプ、および適切な量は、当業者には既知であり、文献に記載されている。例えば光重合開始剤であるＩｒｇａｃｕｒｅ６５１（登録商標；ＢＡＳＦ）、Ｉｒｇａｃｕｒｅ１８４（登録商標；ＢＡＳＦ）、またはＤａｒｏｃｕｒ１１７３（登録商標；ＢＡＳＦ）がラジカル重合に対して適切である。光重合開始剤の好ましい割合は、重合性化合物の全重量に基づいて約０．１重量％から約５重量％の範囲である。さらに好ましい割合は約１重量％から約３重量％の範囲である。

化合物（３）のような重合性化合物を保管するとき、重合を防止するために重合禁止剤を添加してもよい。重合性化合物は、通常は重合禁止剤を除去しないまま組成物に添加される。重合禁止剤の例は、ヒドロキノン、メチルヒドロキノンのようなヒドロキノン誘導体、４−ｔ−ブチルカテコール、４−メトキシフェノール、フェノチアジンなどである。

第九に、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（１−６）は、特開２０００−５３６０２号公報に記載された方法で合成する。化合物（２）の合成例は、実施例に記載する。化合物（３−１８）は、特開平７−１０１９００号公報に記載された方法で合成する。化合物（４−１）は、特開昭５９−１７６２２１号公報に記載された方法で合成する。式（６）のｚが１である化合物は、アルドリッチ（Sigma-Aldrich Corporation）から入手できる。ｚが７である化合物（６）などは、米国特許第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。

第十に、組成物の用途を説明する。この組成物は主として、約−１０℃以下の下限温度、約７０℃以上の上限温度、そして約０．０７から約０．２０の範囲の光学異方性を有する。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。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。さらには、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素子またはＰＭ素子への使用が可能である。ＴＮ、ＯＣＢ、ＩＰＳ、またはＦＦＳのモードを有する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平行であってもよく、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。

実施例によって本発明をさらに詳しく説明する。本発明はこれらの実施例によっては制限されない。本発明は、組成例Ｍ１と組成例Ｍ２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って同定した。化合物、組成物および素子の特性は、下記の方法によって測定した。

ＮＭＲ分析：測定には、ブルカーバイオスピン社製のＤＲＸ−５００を用いた。^１Ｈ−ＮＭＲの測定では、試料をＣＤＣｌ_３などの重水素化溶媒に溶解させ、測定は、室温で、５００ＭＨｚ、積算回数１６回の条件で行った。テトラメチルシランを内部標準として用いた。^１９Ｆ−ＮＭＲの測定では、ＣＦＣｌ_３を内部標準として用い、積算回数２４回で行った。核磁気共鳴スペクトルの説明において、ｓはシングレット、ｄはダブレット、ｔはトリプレット、ｑはカルテット、ｑｕｉｎはクインテット、ｓｅｘはセクステット、ｍはマルチプレット、ｂｒはブロードであることを意味する。

ガスクロマト分析：測定には島津製作所製のＧＣ−１４Ｂ型ガスクロマトグラフを用いた。キャリアーガスはヘリウム（２ｍＬ／分）である。試料気化室を２８０℃に、検出器（ＦＩＤ）を３００℃に設定した。成分化合物の分離には、Agilent Technologies Inc.製のキャピラリカラムＤＢ−１（長さ３０ｍ、内径０．３２ｍｍ、膜厚０．２５μｍ；固定液相はジメチルポリシロキサン；無極性）を用いた。このカラムは、２００℃で２分間保持したあと、５℃／分の割合で２８０℃まで昇温した。試料はアセトン溶液（０．１重量％）に調製したあと、このうちの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、またはこの同等品である。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（混合物）をガスクロマトグラフ（ＦＩＤ）で検出する。ガスクロマトグラムにおけるピークの面積比は液晶性化合物の割合（重量比）に相当する。上に記載したキャピラリカラムを用いたときは、各々の液晶性化合物の補正係数を１とみなしてよい。したがって、液晶性化合物の割合（重量％）は、ピークの面積比から算出することができる。

測定試料：組成物または素子の特性を測定するときは、組成物をそのまま試料として用いた。化合物の特性を測定するときは、この化合物（１５重量％）を母液晶（８５重量％）に混合することによって測定用の試料を調製した。測定によって得られた値から外挿法によって化合物の特性値を算出した。（外挿値）＝｛（試料の測定値）−０．８５×（母液晶の測定値）｝／０．１５。この割合でスメクチック相（または結晶）が２５℃で析出するときは、化合物と母液晶の割合を１０重量％：９０重量％、５重量％：９５重量％、１重量％：９９重量％の順に変更した。この外挿法によって化合物に関する上限温度、光学異方性、粘度、および誘電率異方性の値を求めた。

下記の母液晶を用いた。成分化合物の割合は重量％で示した。

測定方法：特性の測定は下記の方法で行った。これらの多くは、社団法人電子情報技術産業協会（Japan Electronics and Information Technology Industries Association；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。２枚のガラス基板の間隔（セルギャップ）が２０μｍのＶＡ素子に試料を入れた。この素子に３９ボルトから５０ボルトの範囲で１ボルト毎に段階的に印加した。０．２秒の無印加のあと、ただ１つの矩形波（矩形パルス；０．２秒）と無印加（２秒）の条件で印加を繰り返した。この印加によって発生した過渡電流（transient current）のピーク電流（peak current）とピーク時間（peak time）を測定した。これらの測定値とＭ．Ｉｍａｉらの論文、４０頁の計算式（８）とから回転粘度の値を得た。この計算に必要な誘電率異方性は、（６）項で測定した。

（５）光学異方性（屈折率異方性；Δｎ；２５℃で測定）：測定は、波長５８９ｎｍの光を用い、接眼鏡に偏光板を取り付けたアッベ屈折計により行なった。主プリズムの表面を一方向にラビングしたあと、試料を主プリズムに滴下した。屈折率ｎ‖は偏光の方向がラビングの方向と平行であるときに測定した。屈折率ｎ⊥は偏光の方向がラビングの方向と垂直であるときに測定した。光学異方性の値は、Δｎ＝ｎ‖−ｎ⊥、の式から計算した。

（６）誘電率異方性（Δε；２５℃で測定）：誘電率異方性の値は、Δε＝ε‖−ε⊥、の式から計算した。誘電率（ε‖およびε⊥）は次のように測定した。
１）誘電率（ε‖）の測定：よく洗浄したガラス基板にオクタデシルトリエトキシシラン（０．１６ｍＬ）のエタノール（２０ｍＬ）溶液を塗布した。ガラス基板をスピンナーで回転させたあと、１５０℃で１時間加熱した。２枚のガラス基板の間隔（セルギャップ）が４μｍであるＶＡ素子に試料を入れ、この素子を紫外線で硬化する接着剤で密閉した。この素子にサイン波（０．５Ｖ、１ｋＨｚ）を印加し、２秒後に液晶分子の長軸方向における誘電率（ε‖）を測定した。
２）誘電率（ε⊥）の測定：よく洗浄したガラス基板にポリイミド溶液を塗布した。このガラス基板を焼成した後、得られた配向膜にラビング処理をした。２枚のガラス基板の間隔（セルギャップ）が９μｍであり、ツイスト角が８０度であるＴＮ素子に試料を入れた。この素子にサイン波（０．５Ｖ、１ｋＨｚ）を印加し、２秒後に液晶分子の短軸方向における誘電率（ε⊥）を測定した。

（７）しきい値電圧（Ｖｔｈ；２５℃で測定；Ｖ）：測定には大塚電子株式会社製のＬＣＤ５１００型輝度計を用いた。光源はハロゲンランプであった。２枚のガラス基板の間隔（セルギャップ）が４μｍであり、ラビング方向がアンチパラレルであるノーマリーブラックモード（normally black mode）のＶＡ素子に試料を入れ、この素子を紫外線で硬化する接着剤を用いて密閉した。この素子に印加する電圧（６０Ｈｚ、矩形波）は０Ｖから２０Ｖまで０．０２Ｖずつ段階的に増加させた。この際に、素子に垂直方向から光を照射し、素子を透過した光量を測定した。この光量が最大になったときが透過率１００％であり、この光量が最小であったときが透過率０％である電圧−透過率曲線を作成した。しきい値電圧は透過率が１０％になったときの電圧で表した。

（８）電圧保持率（ＶＨＲ−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。この素子は試料を入れたあと紫外線で硬化する接着剤で密閉した。このＴＮ素子にパルス電圧（５Ｖで６０マイクロ秒）を印加して充電した。減衰する電圧を高速電圧計で１６．７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；８０℃で測定；％）：２５℃の代わりに、８０℃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；２５℃で測定；％）：紫外線を照射したあと、電圧保持率を測定し、紫外線に対する安定性を評価した。測定に用いたＴＮ素子はポリイミド配向膜を有し、そしてセルギャップは５μｍであった。この素子に試料を注入し、光を２０分間照射した。光源は超高圧水銀ランプＵＳＨ−５００Ｄ（ウシオ電機製）であり、素子と光源の間隔は２０ｃｍであった。ＶＨＲ−３の測定では、１６．７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。ＶＨＲ−３は９０％以上が好ましく、９５％以上がより好ましい。

（１１）電圧保持率（ＶＨＲ−４；２５℃で測定；％）：試料を注入したＴＮ素子を８０℃の恒温槽内で５００時間加熱したあと、電圧保持率を測定し、熱に対する安定性を評価した。ＶＨＲ−４の測定では、１６．７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）応答時間（τ_ｏｎおよびτ_ｏｆｆ；２５℃で測定；ｍｓ）：測定には大塚電子株式会社製のＬＣＤ５１００型輝度計を用いた。光源はハロゲンランプであった。ローパス・フィルター（Low-pass filter）は５ｋＨｚに設定した。後述の実施例で作製した素子を用いて測定した。この素子に、１５Ｖの電圧を印加しながら８６ｍＷ／ｃｍ^２（３６５ｎｍ）の紫外線を照射し、プレチルト角を１から２°とした。紫外線の照射には、アイグラフィックス株式会社製、紫外硬化用マルチメタルランプＭ０８−Ｌ４１Ｃを用いた。更に、２ｍＷ／ｃｍ^２（３６５ｎｍ）の紫外線を１２０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（ピーク波長３３５ｎｍ）であり、素子と光源の間隔は５．２ｃｍであった。以上の工程で作製したＰＳＡ素子に矩形波（６０Ｈｚ、７．５Ｖ、０．５秒）を印加した。この際に、素子に垂直方向から光を照射し、素子を透過した光量を測定した。この光量が最大になったときが透過率１００％であり、この光量が最小であったときが透過率０％であるとみなした。応答時間は透過率０％から９０％に変化するのに要した時間（立ち上がり時間；rise time；τ_ｏｎ；ミリ秒）および透過率９０％から０％に変化するのに要した時間（立ち下がり時間；fall time；τ_ｏｆｆ；ミリ秒）で表した。τ_ｏｎおよびτ_ｏｆｆの合計をτ_{ｔｏｔａｌ}とした。

（１３）弾性定数（Ｋ１１：広がり（spray）弾性定数、Ｋ３３：曲げ（bend）弾性定数；２５℃で測定；ｐＮ）：測定には株式会社東陽テクニカ製のＥＣ−１型弾性定数測定器を用いた。２枚のガラス基板の間隔（セルギャップ）が２０μｍである垂直配向素子に試料を入れた。この素子に２０ボルトから０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（２．１００）から弾性定数の値を得た。

（１４）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）｝。

（１５）重量平均分子量（Ｍｗ）：ポリアミック酸の重量平均分子量は、２６９５セパレーションモジュール・２４１４示差屈折計（Ｗａｔｅｒｓ製）を用いてＧＰＣ法により測定し、ポリスチレン換算することにより求めた。試料は、ポリアミック酸をリン酸−ＤＭＦ混合溶液（リン酸／ＤＭＦ＝０．６／１００：重量比）で希釈し、約２重量％になるように調製した。カラムはＨＳＰｇｅｌＲＴＭＢ−Ｍ（Ｗａｔｅｒｓ製）を使用し、前記の混合溶液を展開剤として、カラム温度５０℃、流速０．４０ｍＬ／ｍｉｎの条件で測定した。標準ポリスチレンは東ソー（株）製ＴＳＫ標準ポリスチレンを用いた。

（１６）プレチルト角（°）：プレチルト角の測定には、分光エリプソメータＭ−２０００Ｕ（J.A.Woollam Co. Inc.製）を使用した。

（１７）ＡＣ残像（輝度変化率：％）
後述する液晶表示素子の輝度−電圧特性（Ｂ−Ｖ特性）を測定し、これをストレス印加前の輝度−電圧特性：Ｂ（before）とした。次に、素子に４．５Ｖ、６０Ｈｚの交流を２０分間印加した後、１秒間ショートし、再び輝度−電圧特性（Ｂ−Ｖ特性）を測定した。これをストレス印加後の輝度−電圧特性：Ｂ（after）とした。輝度変化率ΔＢ（％）は、これらの値から、次の式を用いて算出した。
ΔＢ（％）＝［Ｂ（after）−Ｂ（before）］／Ｂ（before）（式１）
この測定は国際公開２０００−４３８３３号を参考に行った。電圧０．７５ＶにおけるΔＢ（％）の値が小さいほど、ＡＣ残像の発生が少ないといえる。

（１８）配向安定性（液晶配向角度の変化；°）：後述する液晶表示素子の電極側の液晶配向軸の変化を評価した。ストレス印加前の電極側の液晶配向角度φ（before）を測定し、その後、素子に矩形波４．５Ｖ、６０Ｈｚを２０分間印加した後、１秒間ショートし、１秒後および５分後に再び電極側の液晶配向角度φ（after）を測定した。これらの値から、１秒後および５分後の液晶配向角度の変化Δφ（°）を次の式を用いて算出した。
Δφ（°）＝φ（after）−φ（before）（式２）
これらの測定はJ. Hilfiker, B. Johs, C. Herzinger, J. F. Elman, E. Montbach, D. Bryant, and P. J. Bos Thin Solid Films, 455-456, (2004) 596-600を参考に行った。Δφが小さいほうが液晶配向軸の変化率が小さく、液晶配向軸の安定性が良いといえる。

（１９）体積抵抗率（ρ；２５℃で測定；Ω・ｃｍ）：全面ＩＴＯ付きガラス基板にポリイミド膜を成膜し、この基板の配向膜面に、Ａｌを蒸着し、上部電極とした（電極面積０．２３ｃｍ^２）。ＩＴＯ電極と上部電極との間に、３Ｖの電圧を印加し、３００秒後の電流値より体積抵抗率を算出した。

（２０）誘電率（ε；２５℃で測定）
全面ＩＴＯ付きガラス基板にポリイミド膜を成膜し、この基板の配向膜面に、Ａｌを蒸着し、上部電極とした（電極面積０．２３ｃｍ^２）。ＩＴＯ電極と上部電極との間に、1Ｖ・周波数１ｋＨｚの交流電圧を印加し、この膜の電気容量（Ｃ）を測定した。この値から、以下の式を用いてこの膜の誘電率（ε）を計算した。
ε＝（Ｃ×ｄ）／（ε_０×Ｓ）（式３）
ここで、ｄはポリイミド膜の膜厚であり、ε_０は真空の誘電率であり、Ｓは電極面積である。

［合成例１］
下記の方法により化合物（２−３７）を合成した。

第１工程
化合物（Ｔ−１）（２５．０ｇ）、アクリル酸（７．１４ｇ）、４−ジメチルアミノピリジン（ＤＭＡＰ；１．２１ｇ）、およびジクロロメタン（３００ｍＬ）を反応器に入れ、０℃に冷却した。そこへ１，３−ジシクロヘキシルカルボジイミド（ＤＣＣ；２４．５ｇ）のジクロロメタン（１２５ｍＬ）溶液をゆっくりと滴下し、室温に戻しつつ１２時間攪拌した。不溶物を濾別した後、反応混合物を水に注ぎ込み、水層をジクロロメタンで抽出した。一緒にした有機層を水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。この溶液を減圧下で濃縮し、残渣をシリカゲルクロマトグラフィー（容積比、ヘプタン：トルエン＝２：１）で精製した。さらにソルミックス（登録商標）Ａ−１１からの再結晶により精製して、化合物（Ｔ−２）（１１．６ｇ；３８％）を得た。なお、ソルミックス（登録商標）Ａ−１１は、エタノール（８５．５％）、メタノール（１３．４％）とイソプロパノール（１．１％）の混合物であり、日本アルコール販売（株）から入手した。

第２工程
パラホルムアルデヒド（２．７５ｇ）、１，４−ジアザビシクロ［２．２．２］オクタン（ＤＡＢＣＯ；４．６２ｇ）、および水（４０ｍＬ）を反応器に入れ、室温で１５分間撹拌した。そこへ化合物（Ｔ−２）（６．３１ｇ）のＴＨＦ（９０ｍＬ）溶液を滴下し、室温で７２時間攪拌した。反応混合物を水に注ぎ込み、水層を酢酸エチルで抽出した。一緒にした有機層を水で洗浄して、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。この溶液を減圧下で濃縮し、残渣をシリカゲルクロマトグラフィー（容積比、トルエン：酢酸エチル＝５：１）で精製した。さらに再結晶（容積比、ヘプタン：トルエン＝１：１）により精製して、化合物（２−３７）（１．９７ｇ；２９％）を得た。

^１Ｈ−ＮＭＲ：化学シフトδ（ｐｐｍ；ＣＤＣｌ₃）：６．２３（ｓ，１Ｈ）、５．７９（ｄ，Ｊ＝１．２Ｈｚ，１Ｈ）、４．７９−４．７０（ｍ，１Ｈ）、４．３２（ｄ，Ｊ＝６．７Ｈｚ，２Ｈ）、２．２９（ｔ，Ｊ＝６．７Ｈｚ，１Ｈ）、２．０７−２．００（ｍ，２Ｈ）、１．８３−１．６７（ｍ，６Ｈ）、１．４２−１．１８（ｍ，８Ｈ）、１．１８−０．９１（ｍ，９Ｈ）、０．９１−０．７９（ｍ，５Ｈ）．

組成物に含まれる化合物は、下記の表３の定義に基づいて記号により表した。表３において、１，４−シクロヘキシレンに関する立体配置はトランスである。化合物の記号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重量に基づいた重量百分率（重量％）である。最後に、組成物の特性値をまとめた。物性は、先に記載した方法にしたがって測定し、測定値を（外挿することなく）そのまま記載した。

［比較組成物Ｍ０］
３−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−１）１２％
３−ＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−４）１０％
５−ＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−４）４％
３−ＨＤｈＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−１６）１２％
３−ｄｈＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−１７）８％
２−ＨＨ−３（４−１）２０％
３−ＨＨ−４（４−１）６％
３−ＨＢ−Ｏ２（４−２）３％
３−ＨＨＢ−１（４−５）６％
３−ＨＨＢ−３（４−５）６％
３−ＨＨＢ−Ｏ１（４−５）３％
３−ＨＢＢ−２（４−６）１０％
ＮＩ＝７５．９℃；Δｎ＝０．１０３；Δε＝−２．８．
この組成物に化合物（３−２５）を０．２重量％の割合で添加した。

［組成物Ｍ１］
３−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−１）１２％
３−ＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−４）１０％
５−ＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−４）４％
３−ＨＤｈＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−１６）１２％
３−ｄｈＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−１７）８％
２−ＨＨ−３（４−１）２０％
３−ＨＨ−４（４−１）６％
３−ＨＢ−Ｏ２（４−２）３％
３−ＨＨＢ−１（４−５）６％
３−ＨＨＢ−３（４−５）６％
３−ＨＨＢ−Ｏ１（４−５）３％
３−ＨＢＢ−２（４−６）１０％
ＮＩ＝７５．９℃；Δｎ＝０．１０３；Δε＝−２．８．
この組成物に化合物（２−３７）を３．０重量％、化合物（３−２５）を０．２重量％の割合で添加した。

［組成物Ｍ２］
３−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−１）７％
５−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−１）７％
３−ＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−４）８％
３−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−６）４％
Ｖ−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ４（１−６）５％
３−ＨＨ１ＯＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−８）５％
２−ＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）Ｂ−３（１−９）４％
２−ＨＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−１０）３％
３−ＨＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−１０）８％
４−ＨＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−１０）５％
５−ＨＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−１０）８％
３−ＨＨ−Ｖ（４−１）３３％
Ｖ−ＨＨＢ−１（４−５）３％
ＮＩ＝７４．８℃；Ｔｃ＜−３０℃；Δｎ＝０．１０４；Δε＝−３．２；Ｖｔｈ＝２．０６Ｖ；η＝１５．５ｍＰａ・ｓ．
この組成物に化合物（２−３７）を３．０重量％、化合物（３−１）を０．２重量％の割合で添加した。

［組成物Ｍ３］
２−Ｈ１ＯＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−３）６％
３−Ｈ１ＯＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−３）４％
３−ＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−４）３％
Ｖ２−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−６）３％
２−ＨＨ１ＯＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−８）１４％
２−ＨＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−１０）７％
３−ＨＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−１０）１１％
５−ＨＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−１０）９％
２−ＨＨ−３（４−１）５％
３−ＨＨ−Ｖ（４−１）２７％
１−ＢＢ−３（４−３）５％
３−ＨＨＢ−１（４−５）３％
３−ＨＢＢ−２（４−６）３％
ＮＩ＝８０．５℃；Ｔｃ＜−２０℃；Δｎ＝０．１０１；Δε＝−３．２；Ｖｔｈ＝２．１７Ｖ；η＝２１．１ｍＰａ・ｓ．
この組成物に化合物（２−１７）を３．０重量％、化合物（３−２）を０．２重量％の割合で添加した。

［組成物Ｍ４］
３−Ｈ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−２）５％
５−Ｈ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−２）７％
３−ＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−４）８％
３−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−６）５％
５−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−６）４％
３−ＨＨ１ＯＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−８）５％
２−ＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）Ｂ−３（１−９）４％
２−ＨＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−１０）３％
３−ＨＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−１０）９％
４−ＨＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−１０）４％
５−ＨＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−１０）８％
３−ＨＨ−Ｖ（４−１）２７％
３−ＨＨ−Ｖ１（４−１）６％
Ｖ−ＨＨＢ−１（４−５）５％
ＮＩ＝８１．５℃；Ｔｃ＜−２０℃；Δｎ＝０．１０６；Δε＝−３．１；Ｖｔｈ＝２．１１Ｖ；η＝１４．３ｍＰａ・ｓ．
この組成物に化合物（２−３７）を３．５重量％、化合物（３−２４）を０．３重量％の割合で添加した。

［組成物Ｍ５］
３−Ｈ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−２）７％
３−Ｈ１ＯＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−３）４％
３−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−６）８％
３−ＨＨ１ＯＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−８）５％
２−ＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）Ｂ−３（１−９）７％
２−ＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）Ｂ−４（１−９）７％
５−ＨＤｈＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−１６）４％
２−ＨｃｈＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−１９）８％
２−ＨＨ−３（４−１）９％
４−ＨＨ−Ｖ（４−１）１５％
３−ＨＨ−Ｖ１（４−１）６％
Ｖ２−ＢＢ−１（４−３）５％
１Ｖ２−ＢＢ−１（４−３）５％
３−ＨＨＢ−１（４−５）６％
３−ＨＢ（Ｆ）ＢＨ−３（４−１２）４％
ＮＩ＝８１．７℃；Ｔｃ＜−３０℃；Δｎ＝０．１１１；Δε＝−２．０；Ｖｔｈ＝２．８２Ｖ；η＝１７．２ｍＰａ・ｓ．
この組成物に化合物（２−１７）を３．０重量％、化合物（３−２５）を０．３５重量％の割合で添加した。

［組成物Ｍ６］
３−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ４（１−１）１５％
３−ＨＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−１０）８％
５−ＨＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−１０）４％
Ｖ−ＨＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−１０）７％
３−ｄｈＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−１７）３％
３−ｃｈＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−１８）７％
２−ＨｃｈＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−１９）８％
３−ＢＢ（Ｆ）Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−２１）３％
３−ＨＨ−Ｖ（４−１）１８％
５−ＨＨ−Ｖ（４−１）５％
７−ＨＢ−１（４−２）５％
Ｖ−ＨＨＢ−１（４−５）７％
Ｖ２−ＨＨＢ−１（４−５）７％
３−ＨＢＢ（Ｆ）Ｂ−３（４−１３）３％
ＮＩ＝８４．８℃；Ｔｃ＜−３０℃；Δｎ＝０．１０５；Δε＝−３．１；Ｖｔｈ＝２．４７Ｖ；η＝１９．０ｍＰａ・ｓ．
この組成物に化合物（２−８）を３．０重量％、化合物（３−２６）を０．２重量％の割合で添加した。

［組成物Ｍ７］
３−Ｈ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−２）１８％
５−Ｈ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−２）１７％
３−ＨＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−１０）９％
３−ＨＨＢ（２Ｆ，３ＣＬ）−Ｏ２（１−１２）５％
３−ＨＢＢ（２Ｆ，３ＣＬ）−Ｏ２（１−１３）８％
３−ＨＤｈＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−１６）３％
３−ＨＨ−Ｖ（４−１）１１％
３−ＨＨ−ＶＦＦ（４−１）７％
Ｆ３−ＨＨ−Ｖ（４−１）１０％
３−ＨＨＥＨ−３（４−４）４％
３−ＨＢ（Ｆ）ＨＨ−２（４−１０）４％
３−ＨＨＥＢＨ−３（４−１１）４％
ＮＩ＝７９．０℃；Ｔｃ＜−３０℃；Δｎ＝０．０８７；Δε＝−２．６；Ｖｔｈ＝２．４３Ｖ；η＝２０．１ｍＰａ・ｓ．
この組成物に化合物（２−５２）を３．０重量％、化合物（３−２４）を０．４重量％の割合で添加した。

［組成物Ｍ８］
３−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−１）５％
３−Ｈ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−２）１０％
３−ＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−４）５％
２Ｏ−ＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−４）３％
２−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−６）８％
３−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−６）７％
２−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−１（１−６）５％
２−ＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）Ｂ−３（１−９）６％
２−ＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）Ｂ−４（１−９）６％
２−ＨＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−１０）５％
３−ＨＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−１０）１０％
３−ＨＨ１ＯＣｒｏ（７Ｆ，８Ｆ）−５（１−１５）２％
３−ＨＨ−Ｖ（４−１）２３％
１−ＢＢ−５（４−３）５％
ＮＩ＝７０．２℃；Ｔｃ＜−２０℃；Δｎ＝０．１１９；Δε＝−３．４；Ｖｔｈ＝２．０８Ｖ；η＝１８．４ｍＰａ・ｓ．
この組成物に化合物（２−３７）を４．０重量％、化合物（３−１）を０．５重量％の割合で添加した。

［組成物Ｍ９］
３−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ４（１−１）１４％
３−Ｈ１ＯＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−３）３％
３−ＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−４）５％
２−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−６）７％
３−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−６）７％
３−ＨＨ１ＯＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−８）６％
３−ＨＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−１０）６％
４−ＨＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−１０）４％
３−ＨＨ−Ｖ（４−１）３２％
１−ＢＢ−３（４−３）３％
３−ＨＨＢ−１（４−５）４％
Ｖ−ＨＢＢ−２（４−６）４％
１−ＢＢ（Ｆ）Ｂ−２Ｖ（４−８）３％
１Ｏ１−ＨＢＢＨ−５（−）２％
ＮＩ＝７７．６℃；Ｔｃ＜−３０℃；Δｎ＝０．０９７；Δε＝−３．３；Ｖｔｈ＝２．０１Ｖ；η＝２０．３ｍＰａ・ｓ．
この組成物に化合物（２−１７）を４．０重量％、化合物（３−１）を０．５重量％の割合で添加した。

［組成物Ｍ１０］
３−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ４（１−１）６％
３−Ｈ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−２）８％
３−Ｈ１ＯＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−３）５％
３−ＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−４）１０％
５−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−６）７％
Ｖ−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−６）７％
２−ＨＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−１０）４％
３−ＨＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−１０）７％
５−ＨＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−１０）６％
３−ＨＨ−Ｖ（４−１）２４％
３−ＨＨＢ−１（４−５）４％
３−ＨＨＢ−Ｏ１（４−５）４％
３−ＨＢＢ−２（４−６）４％
３−Ｂ（Ｆ）ＢＢ−２（４−７）４％
ＮＩ＝８３．０℃；Ｔｃ＜−３０℃；Δｎ＝０．１１３；Δε＝−４．０；Ｖｔｈ＝１．９３Ｖ；η＝１９．９ｍＰａ・ｓ．
この組成物に化合物（２−１８）を３．０重量％、化合物（３）を０．２重量％の割合で添加した。

［組成物Ｍ１１］
３−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−１）１０％
５−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−１）７％
２−ＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−４）７％
３−ＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−４）７％
３−Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−５）３％
２−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−６）５％
３−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−６）１０％
２−ＨＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−１０）８％
３−ＨＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−１０）１０％
３−ＨＨ−Ｖ（４−１）１４％
３−ＨＢ−Ｏ１（４−２）５％
３−ＨＨＢ−１（４−５）３％
３−ＨＨＢ−Ｏ１（４−５）３％
３−ＨＨＢ−３（４−５）４％
２−ＢＢ（Ｆ）Ｂ−３（４−８）２％
２−Ｂ２ＢＢ−３（４−９）２％
ＮＩ＝７４．４℃；Ｔｃ＜−２０℃；Δｎ＝０．１１４；Δε＝−３．９；Ｖｔｈ＝２．１８Ｖ；η＝２１．２ｍＰａ・ｓ．
この組成物に化合物（２−３７）を３．０重量％、化合物（３−１）を０．０３重量％、化合物（３−２５）を０．２重量％の割合で添加した。

［組成物Ｍ１２］
３−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ４（１−１）６％
３−Ｈ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−２）８％
３−Ｈ１ＯＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−３）４％
３−ＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−４）７％
２−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−６）７％
３−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−６）７％
３−ＨＨ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−７）７％
５−ＨＨ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−７）４％
２−ＨＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−１０）５％
３−ＨＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−１０）５％
４−ＨＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−１０）６％
２−ＨＨ−３（４−１）４％
３−ＨＨ−Ｖ（４−１）１２％
３−ＨＨ−Ｖ１（４−１）４％
１−ＢＢ−５（４−３）４％
３−ＨＨＢ−１（４−５）４％
３−ＨＨＢ−Ｏ１（４−５）３％
３−ＨＢＢ−２（４−６）３％
ＮＩ＝８８．７℃；Ｔｃ＜−３０℃；Δｎ＝０．１１０；Δε＝−４．４；Ｖｔｈ＝２．１３Ｖ；η＝２０．８ｍＰａ・ｓ．
この組成物に化合物（２−１７）を３．０重量％、化合物（３−２４）を０．４５重量％の割合で添加した。

［組成物Ｍ１３］
３−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−１）９％
５−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−１）８％
３−ＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−４）８％
３−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−６）５％
５−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−６）４％
３−ＨＨ１ＯＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−８）４％
２−ＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）Ｂ−３（１−９）５％
３−ＨＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−１０）８％
４−ＨＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−１０）５％
５−ＨＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−１０）８％
３−ＨＨ−Ｖ（４−１）２７％
１Ｖ２−ＨＨ−１（４−１）３％
１Ｖ２−ＨＨ−３（４−１）３％
Ｖ−ＨＨＢ−１（４−５）３％
ＮＩ＝７３．９℃；Ｔｃ＜−３０℃；Δｎ＝０．１０４；Δε＝−３．２；Ｖｔｈ＝２．０２Ｖ；η＝１５．４ｍＰａ・ｓ．
この組成物に化合物（２−５６）を３．０重量％、化合物（３−１）を０．３重量％の割合で添加した。

［組成物Ｍ１４］
３−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ４（１−１）６％
３−Ｈ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−２）８％
３−Ｈ１ＯＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−３）４％
Ｖ２−ＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−４）７％
３−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−６）１０％
５−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−６）８％
２−ＨＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−１０）５％
３−ＨＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−１０）７％
Ｖ−ＨＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ４（１−１０）５％
２−ＨＨ−３（４−１）１８％
１−ＢＢ−３（４−３）６％
３−ＨＨＢ−１（４−５）３％
３−ＨＨＢ−Ｏ１（４−５）４％
３−ＨＢＢ−２（４−６）６％
３−Ｂ（Ｆ）ＢＢ−２（４−７）３％
ＮＩ＝８３．５℃；Ｔｃ＜−２０℃；Δｎ＝０．１１６；Δε＝−４．０；Ｖｔｈ＝１．９５Ｖ；η＝２１．０ｍＰａ・ｓ．
この組成物に化合物（２−３７）を４．０重量％、化合物（３−２５）を０．２重量％の割合で添加した。

［組成物Ｍ１５］
３−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ４（１−１）８％
Ｖ−ＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−１）５％
３−Ｈ２Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−２）５％
２−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−６）４％
３−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−６）７％
３−ＨＨＢ（２Ｆ，３Ｆ）−１（１−６）６％
２−ＨＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−１０）６％
３−ＨＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−１０）６％
４−ＨＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−１０）５％
５−ＨＢＢ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−１０）４％
３−ＨＥＢ（２Ｆ，３Ｆ）Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−１１）３％
３−Ｈ１ＯＣｒｏ（７Ｆ，８Ｆ）−５（１−１４）２％
２Ｏ−Ｂ（２Ｆ）Ｂ（２Ｆ，３Ｆ）−Ｏ２（１−２２）３％
３−ＨＨ−Ｖ（４−１）２３％
３−ＨＨ−Ｏ１（４−１）５％
１−ＢＢ−５（４−３）４％
Ｖ−ＨＨＢ−１（４−５）４％
ＮＩ＝７１．０℃；Ｔｃ＜−３０℃；Δｎ＝０．０９７；Δε＝−３．３；Ｖｔｈ＝２．３５Ｖ；η＝１８．２ｍＰａ・ｓ．
この組成物に化合物（２−３７）を５．０重量％、化合物（３−２４）を０．３重量％の割合で添加した。

［実施例１］
一対の基板に液晶配向膜を形成し、得られた一対の基板を、液晶配向膜を内向きにスペーサーを介して対向させ、基板間に形成された隙間に組成物Ｍ１に記載した液晶組成物を封入して液晶層を形成することによって、液晶表示素子を作製し、応答時間を測定した。
［比較例１および実施例２から実施例１５］
比較例１では比較組成物Ｍ０、実施例２から実施例１５では組成物Ｍ２から組成物Ｍ１５をそれぞれ用いて、液晶表示素子を作製し、応答時間を測定した。結果を表４にまとめた。

比較例１の素子の応答時間（τ_{ｔｏｔａｌ}）は、１４．８ｍｓであった。一方、実施例１から１５の素子の応答時間は、１１．９ｍｓから１３．０ｍｓであった。このように、実施例の素子は、比較例の素子と比べて、短い応答時間を有している。したがって、本発明の素子は優れた特性を有すると結論される。

本発明の液晶表示素子は、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、長い寿命などの特性を有するので、液晶モニター、液晶テレビなどに用いることができる。

Claims

対向配置されている一対の基板の一方または両方に形成されている電極群と、前記電極群に接続された複数のアクティブ素子と、前記一対の基板の対向しているそれぞれの面に形成された液晶配向膜と、前記一対の基板の間に挟持された液晶組成物とを有し、液晶組成物が、第一添加物として式（２−１）から式（２−５８）で表される極性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高分子支持配向型の液晶表示素子。

式（２−１）から式（２−５８）において、Ｒ ^７は、水素、フッ素、塩素、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、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２から１２のアルケニルであり；Ｒ ^８は、水素またはメチルであり；Ｓｐ ^１、Ｓｐ ^２、Ｓｐ ^３、Ｓｐ ^９、Ｓｐ ^１０、Ｓｐ ^１１、およびＳｐ ^１２は独立して、単結合または炭素数１から１０のアルキレンであり、このアルキレンにおいて、少なくとも１つの−ＣＨ _２ −は、−Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、または−ＯＣＯＯ−で置き換えられてもよく、そして少なくとも１つの−ＣＨ _２ −ＣＨ _２ −は、−ＣＨ＝ＣＨ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、これらの基において、少なくとも１つの水素は、フッ素または塩素で置き換えられてもよく；Ｓｐ ^４は、単結合または炭素数１から７のアルキレンであり、このアルキレンにおいて、少なくとも１つの−ＣＨ _２ −は、−Ｏ−、−ＣＯＯ−、または−ＯＣＯ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの−ＣＨ _２ −ＣＨ _２ −は、−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられてもよく、これらの基において、少なくとも１つの水素は、フッ素で置き換えられてもよく；Ｚ ^３、Ｚ ^４、およびＺ ^６は独立して、単結合または炭素数１から１０のアルキレンであり、このアルキレンにおいて、少なくとも１つの−ＣＨ _２ −は、−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、または−ＯＣＯ−で置き換えられてもよく、そして少なくとも１つの−ＣＨ _２ −ＣＨ _２ −は、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ（ＣＨ _３）＝ＣＨ−、−ＣＨ＝Ｃ（ＣＨ _３）−、または−Ｃ（ＣＨ _３）＝Ｃ（ＣＨ _３）−で置き換えられてもよく、これらの基において、少なくとも１つの水素は、フッ素または塩素で置き換えられてもよく；Ｘ ^０およびＸ ^３は独立して、−ＯＲ ^０または−Ｎ(Ｒ ^０ ) _２で表される基であり、ここでＲ ^０は、水素または炭素数１から１２のアルキルであり；Ｌ ^１、Ｌ ^２、Ｌ ^３、Ｌ ^４、Ｌ ^５、Ｌ ^６、Ｌ ^７、Ｌ ^８、Ｌ ^９、Ｌ ^１０、Ｌ ^１１、およびＬ ^１２は独立して、水素、フッ素、または炭素数１から１２のアルキルであり；ｊは、０、１、２、３、４、５、または６である。
液晶組成物が、第一成分として式（１）で表される化合物から選択された少なくとも１つの化合物を含有する、請求項１に記載の液晶表示素子。

式（１）において、Ｒ^１およびＲ^２は独立して、炭素数１から１２のアルキル、炭素数１から１２のアルコキシ、炭素数２から１２のアルケニル、または炭素数２から１２のアルケニルオキシであり；環Ａおよび環Ｃは独立して、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Ｂは、２，３−ジフルオロ−１，４−フェニレン、２−クロロ−３−フルオロ−１，４−フェニレン、２，３−ジフルオロ−５−メチル−１，４−フェニレン、３，４，５−トリフルオロナフタレン−２，６−ジイル、または７，８−ジフルオロクロマン−２，６−ジイルであり；Ｚ^１およびＺ^２は独立して、単結合、エチレン、カルボニルオキシ、またはメチレンオキシであり；ａは、０、１、２、または３であり、ｂは０または１であり、そしてａとｂとの和は３以下である。
液晶組成物が、第一成分として式（１−１）から式（１−２２）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または２に記載の液晶表示素子。

式（１−１）から式（１−２２）において、Ｒ^１およびＲ^２は独立して、炭素数１から１２のアルキル、炭素数１から１２のアルコキシ、炭素数２から１２のアルケニル、または炭素数２から１２のアルケニルオキシである。
第一成分の割合が１０重量％から９０重量％の範囲である、請求項２または３に記載の液晶表示素子。
第一添加物の割合が０．０３重量％から１０重量％の範囲である、請求項１から４のいずれか１項に記載の液晶表示素子。
液晶組成物が、第二添加物として少なくとも１つの重合性化合物を含有する、請求項１から５のいずれか１項に記載の液晶表示素子。
液晶組成物が、第二添加物として式（３）で表される重合性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６のいずれか１項に記載の液晶表示素子。

式（３）において、環Ｉおよび環Ｋは独立して、シクロヘキシル、シクロヘキセニル、フェニル、１−ナフチル、２−ナフチル、テトラヒドロピラン−２−イル、１，３−ジオキサン−２−イル、ピリミジン−２−イル、またはピリジン−２−イルであり、これらの環において、少なくとも１つの水素は、フッ素、塩素、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、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のアルキルで置き換えられてもよく；環Ｊは、１，４−シクロヘキシレン、１，４−シクロヘキセニレン、１，４−フェニレン、ナフタレン−１，２−ジイル、ナフタレン−１，３−ジイル、ナフタレン−１，４−ジイル、ナフタレン−１，５−ジイル、ナフタレン−１，６−ジイル、ナフタレン−１，７−ジイル、ナフタレン−１，８−ジイル、ナフタレン−２，３−ジイル、ナフタレン−２，６−ジイル、ナフタレン−２，７−ジイル、テトラヒドロピラン−２，５−ジイル、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、ピリミジン−２，５−ジイル、またはピリジン−２，５−ジイルであり、これらの環において、少なくとも１つの水素は、フッ素、塩素、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、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のアルキルで置き換えられてもよく；Ｚ^７およびＺ^８は独立して、単結合または炭素数１から１０のアルキレンであり、このアルキレンにおいて、少なくとも１つの−ＣＨ_２−は、−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、または−ＯＣＯ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの−ＣＨ_２−ＣＨ_２−は、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ（ＣＨ_３）＝ＣＨ−、−ＣＨ＝Ｃ（ＣＨ_３）−、または−Ｃ（ＣＨ_３）＝Ｃ（ＣＨ_３）−で置き換えられてもよく、これらの基において、少なくとも１つの水素は、フッ素または塩素で置き換えられてもよく；Ｐ^４、Ｐ^５、およびＰ^６は独立して、式（Ｐ−７）から式（Ｐ−１１）で表される重合性基の群から選択された基であり；

式（Ｐ−７）から式（Ｐ−１１）において、Ｍ^１０、Ｍ^１１、およびＭ^１２は独立して、水素、フッ素、炭素数１から５のアルキル、または少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数１から５のアルキルであり；Ｓｐ^１３、Ｓｐ^１４、およびＳｐ^１５は独立して、単結合または炭素数１から１０のアルキレンであり、このアルキレンにおいて、少なくとも１つの−ＣＨ_２−は、−Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、または−ＯＣＯＯ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの−ＣＨ_２−ＣＨ_２−は、−ＣＨ＝ＣＨ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、これらの基において、少なくとも１つの水素は、フッ素または塩素で置き換えられてもよく；ｋは、０、１、または２であり；ｍ、ｎ、およびｐは独立して、０、１、２、３、または４であり、そしてｍ、ｎ、およびｐの和は、１以上である。
液晶組成物が、第二添加物として式（３−１）から式（３−２７）で表される重合性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項に記載の液晶表示素子。

式（３−１）から式（３−２７）において、Ｐ^４、Ｐ^５、およびＰ^６は独立して、式（Ｐ−７）から式（Ｐ−９）で表される重合性基の群から選択された基であり、

ここで、Ｍ^１０、Ｍ^１１、およびＭ^１２は独立して、水素、フッ素、炭素数１から５のアルキル、または少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数１から５のアルキルであり；Ｓｐ^１３、Ｓｐ^１４、およびＳｐ^１５は独立して、単結合または炭素数１から１０のアルキレンであり、このアルキレンにおいて、少なくとも１つの−ＣＨ_２−は、−Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、または−ＯＣＯＯ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの−ＣＨ_２−ＣＨ_２−は、−ＣＨ＝ＣＨ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、これらの基において、少なくとも１つの水素は、フッ素または塩素で置き換えられてもよい。
第二添加物の割合が０．０３重量％から１０重量％の範囲である、請求項６から８のいずれか１項に記載の液晶表示素子。
液晶組成物が、第二成分として式（４）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９のいずれか１項に記載の液晶表示素子。

式（４）において、Ｒ^９およびＲ^１０は独立して、炭素数１から１２のアルキル、炭素数１から１２のアルコキシ、炭素数２から１２のアルケニル、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２から１２のアルケニルであり；環Ｌおよび環Ｍ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２，５−ジフルオロ−１，４−フェニレンであり；Ｚ^９は、単結合、エチレン、カルボニルオキシ、またはメチレンオキシであり；ｑは、１、２、または３である。
液晶組成物が、第二成分として式（４−１）から式（４−１３）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの化合物を含有する、請求項１から１０のいずれか１項に記載の液晶表示素子。

式（４−１）から式（４−１３）において、Ｒ^９およびＲ^１０は独立して、炭素数１から１２のアルキル、炭素数１から１２のアルコキシ、炭素数２から１２のアルケニル、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２から１２のアルケニルである。
第二成分の割合が１０重量％から９０重量％の範囲である、請求項１０または１１に記載の液晶表示素子。
請求項６から９のいずれか１項に記載の液晶組成物に含有される第一添加物および第二添加物が重合された、高分子支持配向型の液晶表示素子。
請求項１から１３のいずれか１項に記載の液晶表示素子に使用される、液晶組成物。
請求項１４に記載の液晶組成物の、液晶表示素子への使用。