JP7318204B2 - 液晶組成物及び液晶表示素子 - Google Patents
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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、測定機器、自動車用パネル、ワープロ、電子手帳、プリンター、コンピューター、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、ＤＳ（動的光散乱）型、ＧＨ（ゲスト・ホスト）型、ＩＰＳ（インプレーンスイッチング）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、あるいは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、ＥＣＢ型、ＶＡ型、あるいはＣＳＨ型等は、Δε（誘電率異方性）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ＶＡ型表示方式は、テレビあるいはモニター等の用途に使用されている。近年このＶＡ型表示方式が使用された表示素子において画面の大型化が進んでおり、それに伴い液晶組成物の基板への注入方法も従来の真空注入法から滴下注入（ＯＤＦ：Ｏｎｅ Ｄｒｏｐ Ｆｉｌｌ）法が主流となっている。しかしながらこの滴下注入法を使用して製造したパネルでは液晶組成物を基板に滴下した際の滴下痕（ＯＤＦムラ）が表示品位の低下を招く問題となっている。このＯＤＦムラは液晶組成物中の低分子量成分の揮発による液晶組成物の特性変化に起因していると考えられている。また高精細な動画表示に対応した高速応答を達成するために、液晶組成物中に重合性化合物を混合し製造時に重合させ液晶材料にプレチルトを形成させるＰＳＡ（Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｓｕｓｔａｉｎｅｄ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）素子やＰＳＶＡ（Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｓｔａｉｌｉｚｅｄ Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）素子が開発された。しかしながらこれら素子では混合した重合性化合物に起因する電圧保持率（ＶＨＲ）の低下や画面の焼き付きという問題が新たに発生した。ＯＤＦムラの問題を解決する方法として特定の化合物を特定の混合割合で使用する方法が開示されているが（特許文献１、特許文献２）、これらはＰＳＡ素子における重合性化合物を混合した際のＶＨＲや焼き付きの解決策は提示していない。
本発明が解決しようとする課題は、液晶表示素子として十分な、液晶組成物のネマチック相である温度範囲、誘電率異方性、屈折率異方性、粘性等の諸特性を有したｎ型液晶組成物を提供し、加えて高い電圧保持率（ＶＨＲ）を有しかつ製造時のＯＤＦムラや画面の焼き付きを抑制できる液晶表示素子を提供することである。
本発明者は、種々の液晶化合物及び種々の化学物質を検討し、それらの選択及び含有量の調整を行うことにより、前記課題を解決することができることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち本発明は、
下記一般式（Ｉ）
下記一般式（Ｉ）
（式中Ｒ１１およびＲ１２はそれぞれ独立して炭素原子数３～８のアルキル基を表す。）
で表される化合物から選ばれる１種又は２種以上、
下記一般式（ＩＩ）
で表される化合物から選ばれる１種又は２種以上、
下記一般式（ＩＩ）
（式中Ｒ２１は炭素原子数３～８のアルキル基、炭素原子数３～８のアルコキシ基、炭素原子数３～８のアルケニル基又は炭素原子数３～８のアルケニルオキシ基を表し、Ｒ２２は炭素原子数２～８のアルキル基又は炭素原子数２～８のアルケニル基を表す。）
で表される化合物から選ばれる１種又は２種以上、
下記一般式（ＩＩＩ）
で表される化合物から選ばれる１種又は２種以上、
下記一般式（ＩＩＩ）
（式中Ｒ３１及びＲ３２はそれぞれ独立して炭素原子数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を表す。）
で表される化合物から選ばれる１種又は２種以上、
下記一般式（ＩＶ）
で表される化合物から選ばれる１種又は２種以上、
下記一般式（ＩＶ）
（式中、Ｒ４１及びＲ４２はそれぞれ独立して、炭素原子数１～８のアルキル基、炭素原子数２～８のアルケニル基、炭素原子数１～８のアルコキシ基又は炭素原子数２～８のアルケニルオキシ基を表す。）
で表される化合物から選ばれる１種又は２種以上及び
下記一般式（ＲＭ－２２）
で表される化合物から選ばれる１種又は２種以上及び
下記一般式（ＲＭ－２２）
（式中、Ｐ５及びＰ６はそれぞれ独立して、式（ＰＧ－１）から式（ＰＧ－５）
（式中、ビニル基に結合しているメチル基、エチル基、ｎ－プロピル基及びｉ－プロピル基中の水素原子は１個又は２個以上のフッ素原子により置換されていてもよく、該基中の－ＣＨ２－は酸素原子で置換されていても良い。）
で表される重合性基を表し、Ｓ５及びＳ６は、それぞれ独立して、単結合又は炭素原子数１～５のアルキレン基を表し、該アルキレン基中の１個の－ＣＨ２－又は隣接していない２個以上の－ＣＨ２－は、－Ｏ－、－ＯＣＯ－又は－ＣＯＯ－で置換されても良く、Ａ１からＡ８はそれぞれ独立して炭素原子数１～５のアルキル基、炭素原子数１～５のアルコキシ基、フッ素原子又は水素原子を表す。）
で表される重合性化合物を１種又は２種以上含有する液晶組成物を提供し、あわせてこれを用いた液晶表示素子を提供する。
で表される重合性基を表し、Ｓ５及びＳ６は、それぞれ独立して、単結合又は炭素原子数１～５のアルキレン基を表し、該アルキレン基中の１個の－ＣＨ２－又は隣接していない２個以上の－ＣＨ２－は、－Ｏ－、－ＯＣＯ－又は－ＣＯＯ－で置換されても良く、Ａ１からＡ８はそれぞれ独立して炭素原子数１～５のアルキル基、炭素原子数１～５のアルコキシ基、フッ素原子又は水素原子を表す。）
で表される重合性化合物を１種又は２種以上含有する液晶組成物を提供し、あわせてこれを用いた液晶表示素子を提供する。
本発明のΔεが負のいわゆるｎ型液晶組成物は、液晶表示素子として十分な、液晶組成物のネマチック相である温度範囲、誘電率異方性、屈折率異方性、粘性等の諸特性を有しており、加えて高い電圧保持率（ＶＨＲ）を有しかつ製造時の液晶組成物中の低分子量成分の揮発に伴うＯＤＦムラを抑制できる。本発明の液晶表示素子は、液晶ＴＶ、モニター等の表示素子に有用である。
１ 液晶表示素子
ＡＭ アクティブマトリクス基板
ＣＦ カラーフィルタ基板
２ 第１の基板
３ 第２の基板
４ 液晶層
５ 画素電極層
６ 共通電極層
７ 第１の偏光板
８ 第２の偏光板
９ カラーフィルタ
１１ ゲートバスライン
１２ データバスライン
１３ 画素電極
１４ Ｃｓ電極
１５ ソース電極
１６ ドレイン電極
１７ コンタクトホール
ＡＭ アクティブマトリクス基板
ＣＦ カラーフィルタ基板
２ 第１の基板
３ 第２の基板
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７ 第１の偏光板
８ 第２の偏光板
９ カラーフィルタ
１１ ゲートバスライン
１２ データバスライン
１３ 画素電極
１４ Ｃｓ電極
１５ ソース電極
１６ ドレイン電極
１７ コンタクトホール
（液晶組成物）
前述の通り、本願発明は、特定のｎ型液晶組成物及びそれを用いた液晶表示素子に関するものである。以下、まず本発明における液晶組成物の実施の態様について説明する。
前述の通り、本願発明は、特定のｎ型液晶組成物及びそれを用いた液晶表示素子に関するものである。以下、まず本発明における液晶組成物の実施の態様について説明する。
本発明の組成物は、一般式（Ｉ）で表される化合物から選ばれる１種又は２種以上、一般式（ＩＩ）で表される化合物から選ばれる１種又は２種以上、一般式（ＩＩＩ）で表される化合物から選ばれる１種又は２種以上、一般式（ＩＶ）で表される化合物から選ばれる１種又は２種以上及び一般式（ＲＭ－２２）で表される重合性化合物を１種又は２種以上含有する。
一般式（Ｉ）において、Ｒ１１及びＲ１２は低粘性を重視した場合プロピル基、ブチル基又はペンチル基が好ましい。溶解性を重視した場合、Ｒ１１及びＲ１２は異なる基であることが好ましい。一般式（Ｉ）で表される化合物としては式（Ｉ－１）～（Ｉ－２）で表される化合物がより好ましく、式（Ｉ－１）で表される化合物が最も好ましい。
本発明の組成物の総量に対しての式（Ｉ）で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、３％であり、５％であり、７％であり、９％であり、１０％であり、１２％であり、１３％である。好ましい含有量の上限値は、３０％であり、２７％であり、２５％であり、２３％である。
なお、本願において％は特別な断りがない限り、質量％を意味する。
一般式（ＩＩ）において、Ｒ２１は低粘性を重視した場合プロピル基、ブチル基又はペンチル基が好ましく、プロピル基又はブチル基がより好ましく、プロピル基がさらに好ましい。Ｒ１２はエチル基又はプロピル基が好ましく、粘性を重視した場合エチル基がより好ましい。一般式（ＩＩ）で表される化合物としては式（ＩＩ－１）で表される化合物が最も好ましい。
本発明の組成物の総量に対しての一般式（ＩＩ）で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、３％であり、５％であり、７％であり、９％であり、１０％である。好ましい含有量の上限値は、３０％であり、２７％であり、２５％であり、２３％である。
一般式（ＩＩＩ）において、Ｒ３１はＴｎｉを重視した場合プロピル基、ブチル基又はペンチル基が好ましく、プロピル基又はペンチル基がより好ましく、ペンチル基がさらに好ましい。弾性定数を重視した場合、プロペニル基、ブテニル基又はペンテニル基が好ましい。Ｒ３２は低粘性を重視した場合メチル基又はエチル基が好ましく、メチル基がより好ましい。一般式（ＩＩＩ）で表される化合物としては式（ＩＩＩ－１）～（ＩＩＩ－３）で表される化合物がより好ましく、Ｔｎｉや低粘性を重視した場合式（ＩＩＩ－２）で表される化合物が最も好ましい。
本発明の組成物の総量に対しての一般式（ＩＩＩ）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、３％であり、５％であり、７％である。好ましい含有量の上限値は、２５％であり、２３％であり、２０％であり、１９％であり、１８％であり、１７％である。
一般式（ＩＶ）において、Ｒ４１は低粘性及び溶解性を重視した場合エチル基、プロピル基、ブチル基又はペンチル基が好ましく、エチル基又はプロピル基がより好ましく、プロピル基がさらに好ましい。Ｒ４２は高いΔεの絶対値を重視した場合エトキシ基、プロポキシ基又はブトキシ基が好ましく、エトキシ基がより好ましい。一般式（ＩＶ）で表される化合物としては式（ＩＶ－１）～（ＩＶ－４）で表される化合物がより好ましく、式（ＩＶ－１）又は式（ＩＶ－２）で表される化合物がさらに好ましく、式（ＩＶ－２）で表される化合物が最も好ましい。
本発明の組成物の総量に対しての一般式（ＩＶ）で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、３％であり、５％であり、７％であり、９％である。好ましい含有量の上限値は、本発明の組成物の総量に対して、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％である。
一般式（ＲＭ－２２）中、Ｐ５及びＰ６はそれぞれ独立に式（ＰＧ－１）又は式（ＰＧ－２）であることが好ましく、式（ＰＧ－１）であることが特に好ましい。
Ｓ５及びＳ６はそれぞれ独立に単結合又は炭素原子数１～５の無置換のアルキレン基が好ましく、単結合がより好ましい。
一般式（ＲＭ－２２）で表される重合性化合物は、一般式（ＲＭ－２２１）から（ＲＭ－２２５）、一般式（ＲＭ－２２Ｍ１）から（ＲＭ－２２Ｍ９）及び一般式（ＲＭ－２２Ｏ１）から（ＲＭ－２２Ｏ６）で表される重合性化合物であることが好ましく、一般式（ＲＭ－２２Ｏ１）から（ＲＭ－２２Ｏ６）で表される重合性化合物であることが特に好ましい。
（式中、Ｐ５、Ｐ６、Ｓ５及びＳ６は前記同様である。）
本発明の組成物の総量に対しての前記一般式（Ｉ）、（ＩＩ）、（ＩＩＩ）、（ＩＶ）及び（ＲＭ－２２）で表される化合物の含有量の範囲は４０～７０％が好ましく、４５～６５％がより好ましく、５０～６０％がさらに好ましい。
本発明の組成物の総量に対しての前記一般式（Ｉ）、（ＩＩ）、（ＩＩＩ）、（ＩＶ）及び（ＲＭ－２２）で表される化合物の含有量の範囲は４０～７０％が好ましく、４５～６５％がより好ましく、５０～６０％がさらに好ましい。
本発明の液晶組成物は、一般式（Ｎ－０１）、（Ｎ－０２）、（Ｎ－０３）、（Ｎ－０４）及び（Ｎ－０５）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。これら化合物は誘電的に負の異方性を有する化合物に該当する。「誘電的に負の異方性を有する化合物」とは、Δεの符号が負で、その絶対値が２より大きい値を示す化合物をいう。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。
本発明の液晶組成物は、一般式（Ｎ－０１）、（Ｎ－０２）、（Ｎ－０３）及び（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種類以上含有することが好ましい。
式中、Ｒ２１及びＲ２２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２個以上の－ＣＨ２－はそれぞれ独立して、Ｏ原子が隣り合わないように－ＣＨ＝ＣＨ－、－Ｃ≡Ｃ－、－Ｏ－、－ＣＯ－、－ＣＯＯ－、－ＯＣＯ－、１，３－シクロペンチレン基、１，３－シクロブチレン基又は１，２－シクロプロピレン基によって置換されていても良く、Ｚ１は、それぞれ独立して、単結合、－ＣＨ２ＣＨ２－、－ＯＣＨ２－、－ＣＨ２Ｏ－、－ＣＯＯ－、－ＯＣＯ－、－ＯＣＦ２－、－ＣＦ２Ｏ－、－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。
Ｒ２１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、Ｚ１が単結合以外を表す場合は、Ｒ２１は、炭素原子数１～３のアルキル基が好ましい。
Ｒ２２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。
Ｒ２１及びＲ２２は、アルケニル基である場合は、式（Ｒ１）から式（Ｒ５）
（各式中の黒点は環構造中の炭素原子を表す。）のいずれかで表される基から選ばれることが好ましく、式（Ｒ１）又は式（Ｒ２）が更に好ましい。但し、Ｒ２１及びＲ２２がアルケニル基である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。
Ｚ１は、それぞれ独立して、単結合、－ＣＨ２ＣＨ２－、－ＯＣＨ２－、－ＣＨ２Ｏ－、－ＣＯＯ－、－ＯＣＯ－、－ＯＣＦ２－、－ＣＦ２Ｏ－、－ＣＨ＝ＣＨ－、－ＣＦ＝ＣＦ－又は－Ｃ≡Ｃ－を表すが、単結合、－ＣＨ２ＣＨ２－、－ＯＣＨ２－、－ＣＨ２Ｏ－が好ましく、単結合又は－ＣＨ２Ｏ－がより好ましい。
ｍが１のとき、Ｚ１は単結合であることが好ましい。
ｍが２のとき、Ｚ１は－ＣＨ２ＣＨ２－又は－ＣＨ２Ｏ－であることが好ましい。
一般式（Ｎ－０１）、（Ｎ－０２）、（Ｎ－０３）、（Ｎ－０４）及び（Ｎ－０５）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）、（Ｎ－０４）及び（Ｎ－０５）で表される化合物の環上に存在する水素原子は、フッ素原子又は塩素原子で置換されていても良いが、塩素原子は好ましくない。
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。具体的には、Ｒ２２は、炭素原子数１から８のアルコキシ基又は炭素原子数２から８のアルケニルオキシ基を表すことが好ましく、炭素原子数１から４のアルコキシ基が特に好ましい。
本発明の液晶組成物は、一般式（Ｎ－０１）で表される化合物として、一般式（Ｎ－０１－１）、一般式（Ｎ－０１－２）、一般式（Ｎ－０１－３）及び一般式（Ｎ－０１－４）
（式中、Ｒ２１は先述と同じ意味を表し、Ｒ２３は、それぞれ独立して、炭素原子数１から４のアルコキシ基を表す。）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。
本発明の液晶組成物は、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）
（式中、Ｒ２１は先述と同じ意味を表し、Ｒ２３は、それぞれ独立して、炭素原子数１から４のアルコキシ基を表す。）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。
本発明の液晶組成物は、一般式（Ｎ－０３）で表される化合物として、一般式（Ｎ－０４－１）
（式中、Ｒ２１は先述と同じ意味を表し、Ｒ２３は、炭素原子数１から４のアルコキシ基を表す。）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。
本発明の液晶組成物は、一般式（Ｎ－０４）で表される化合物として、式（Ｎ－０４－１）から式（Ｎ－０４－３）で表される化合物群から選ばれる化合物を含有しても良い。
本発明の液晶組成物の総量に対して、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、０％であり、１％であり、５％であり、１０％であり、２０％であり、３０％であり、４０％であり、５０％であり、５５％であり、６０％であり、６５％であり、７０％であり、７５％であり、８０％である。好ましい含有量の上限値は、９５％であり、８５％であり、７５％であり、６５％であり、５５％であり、４５％であり、３５％であり、２５％であり、２０％であり、１５％であり、１０％である。
本発明の液晶組成物の総量に対して、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、０％であり、１％であり、５％であり、１０％であり、２０％であり、３０％であり、４０％であり、５０％であり、５５％であり、６０％であり、６５％であり、７０％であり、７５％であり、８０％である。好ましい含有量の上限値は、９５％であり、８５％であり、７５％であり、６５％であり、５５％であり、４５％であり、３５％であり、２５％であり、２０％であり、１５％であり、１０％である。
本発明の液晶組成物の総量に対して、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、０％であり、１％であり、５％であり、１０％であり、２０％であり、３０％であり、４０％であり、５０％であり、５５％であり、６０％であり、６５％であり、７０％であり、７５％であり、８０％である。好ましい含有量の上限値は、９５％であり、８５％であり、７５％であり、６５％であり、５５％であり、４５％であり、３５％であり、２５％であり、２０％であり、１５％であり、１０％である。
本発明の液晶組成物の総量に対して、式（Ｎ－０４）で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、０％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、１７％であり、２０％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％である。
本発明の組成物の総量に対しての前記一般式（Ｉ）、（ＩＩ）、（ＩＩＩ）、（ＩＶ）、（ＲＭ－２２）及び（Ｎ－０１）～（Ｎ－０４）で表される化合物の含有量の範囲は５０～９０％が好ましく、５５～８５％がより好ましく、６０～８０％がさらに好ましい。
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、Ｒ２１及びＲ２２は先述と同じ意味を表す。）
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有効であるが、大きな屈折率異方性（Δｎ）、高いＴＮＩ、大きなΔεを得るために使用することができる。
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有効であるが、大きな屈折率異方性（Δｎ）、高いＴＮＩ、大きなΔεを得るために使用することができる。
本発明の液晶組成物の総量に対して、式（Ｎ－０５）で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、０％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、１７％であり、２０％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、５％である。
本発明の液晶組成物は、一般式（ＮＵ－０１）から一般式（ＮＵ－０８）
（式中、ＲＮＵ１１、ＲＮＵ１２、ＲＮＵ２１、ＲＮＵ２２、ＲＮＵ３１、ＲＮＵ３２、ＲＮＵ４１、ＲＮＵ４２、ＲＮＵ５１、ＲＮＵ５２、ＲＮＵ６１、ＲＮＵ６２、ＲＮＵ７１、ＲＮＵ７２、ＲＮＵ８１及びＲＮＵ８２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のアルケニル基又は炭素原子数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－ＣＨ２－はそれぞれ独立して－ＣＨ＝ＣＨ－、－Ｃ≡Ｃ－、－Ｏ－、－ＣＯ－、－ＣＯＯ－、－ＯＣＯ－、１，３－シクロペンチレン基、１，３－シクロブチレン基又は１，２－シクロプロピレン基によって置換されていても良い。ただし一般式（ＮＵ－０１）で表される化合物は前記式（Ｉ）で表される化合物は除き、一般式（ＮＵ－０２）で表される化合物は前記式（ＩＩ）で表される化合物は除き、一般式（ＮＵ－０３）で表される化合物は前記式（ＩＩＩ）で表される化合物は除く。）で表される化合物群から選ばれる化合物を１種又は２種以上含有することが好ましい。
更に詳述すると、ＲＮＵ１１、ＲＮＵ１２、ＲＮＵ２１、ＲＮＵ２２、ＲＮＵ３１、ＲＮＵ３２、ＲＮＵ４１、ＲＮＵ４２、ＲＮＵ５１、ＲＮＵ５２、ＲＮＵ６１、ＲＮＵ６２、ＲＮＵ７１、ＲＮＵ７２、ＲＮＵ８１及びＲＮＵ８２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。応答速度を重視する場合には、少なくとも１個のＲＮＵ１１、ＲＮＵ２１、ＲＮＵ４１及びＲＮＵ５１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、式（Ｒ２）で表されるアルケニル基が好ましい。
アルケニル基を有する化合物は、本発明の液晶組成物の総量に対して、３０％以下が好ましく、２５％以下が好ましく、２０％以下が好ましく、１５％以下が好ましく、１０％以下が好ましく、５％以下が好ましい。高いＶＨＲを重視する場合には、アルケニル基を有する化合物は１０％以下が好ましく、５％以下が好ましく、１％以下が好ましく、含有しないことが好ましい。
更に詳述すると、ＲＮＵ１１、ＲＮＵ２１、ＲＮＵ３１、ＲＮＵ４１、ＲＮＵ５１、ＲＮＵ６１、ＲＮＵ７１、ＲＮＵ８１は、炭素原子数１から５のアルキル基が特に好ましく、ＲＮＵ１２、ＲＮＵ２２、ＲＮＵ３２、ＲＮＵ４２、ＲＮＵ５２、ＲＮＵ６２、ＲＮＵ７２及びＲＮＵ８２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のアルコキシ基が特に好ましい。
本発明の液晶組成物は、一般式（ＮＵ－０１）で表される化合物及び一般式（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－０１）で表される化合物及び一般式（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－０３）で表される化合物及び一般式（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－０３）で表される化合物及び一般式（ＮＵ－０５）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－０１）で表される化合物及び一般式（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－０１）で表される化合物及び一般式（ＮＵ－０７）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－０１）で表される化合物及び一般式（ＮＵ－０８）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－０１）で表される化合物及び一般式（ＮＵ－０２）で表される化合物及び一般式（ＮＵ－０４）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（ＮＵ－０１）で表される化合物及び一般式（ＮＵ－０３）で表される化合物及び一般式（ＮＵ－０５）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（ＮＵ－０１）で表される化合物及び一般式（ＮＵ－０２）で表される化合物及び一般式（ＮＵ－０３）で表される化合物及び一般式（ＮＵ－０５）で表される化合物を含有することが更に好ましい。
一般式（ＮＵ－０１）で表される化合物の含有量は、１～６０質量％であることが好ましく、１０～５０質量％であることがより好ましく、２０～４０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、１～４０質量％であることが好ましく、５～２５質量％であることがより好ましく、５～２０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、１～２０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、１～３０質量％であることが好ましく、３～２０質量％であることがより好ましく、３～１０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、１～３０質量％であることが好ましく、１～２０質量％であることがより好ましく、３～２０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、１～３０質量％であることが好ましく、３～２０質量％であることがより好ましく、３～１０質量％であることが更に好ましい。
一般式（ＮＵ－０７）で表される化合物の含有量は、１～３０質量％であることが好ましく、３～２０質量％であることがより好ましく、３～１０質量％であることが更に好ましい。
一般式（ＮＵ－０８）で表される化合物の含有量は、１～３０質量％であることが好ましく、３～２０質量％であることがより好ましく、３～１０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（ＲＭ－２２）で表される重合性化合物以外の重合性化合物を含有しても良い。
本発明の組成物の総量に対しての前記一般式（Ｉ）、（ＩＩ）、（ＩＩＩ）、（ＩＶ）、（ＲＭ－２２）、（Ｎ－０１）～（Ｎ－０４）及び（ＮＵ－０１）～（ＮＵ－０８）で表される化合物の含有量の範囲は８５～１００％が好ましく、９０～１００％がより好ましく、９５～１００％がさらに好ましい。
具体的には下記一般式（ＲＭ－２３）
（式中、Ｐ７及びＰ８はＰ５及びＰ６と同じ意味を表し、Ｓ７及びＳ８はＳ５及びＳ６と同じ意味を表し、Ｂ１からＢ１２はそれぞれ独立して炭素原子数１～５のアルキル基、炭素原子数１～５のアルコキシ基、フッ素原子又は水素原子を表す。）で表される重合性化合物が好ましい。
一般式（ＲＭ－２３）で表される重合性化合物としては、下記一般式（ＲＭ－１３１）～（ＲＭ－１５６）、（ＲＭ－２３１）～（ＲＭ－２５５）で表される化合物がより好ましい。
（式中、Ｐ３及びＰ４はＰ５及びＰ６と同じ意味を表し、Ｓ３及びＳ４はＳ５及びＳ６と同じ意味を表す。）
（式中、Ｐ３及びＰ４はＰ５及びＰ６と同じ意味を表し、Ｓ３及びＳ４はＳ５及びＳ６と同じ意味を表す。）
（式中、Ｐ３及びＰ４はＰ５及びＰ６と同じ意味を表し、Ｓ３及びＳ４はＳ５及びＳ６と同じ意味を表す。）
（式中、Ｐ３及びＰ４はＰ５及びＰ６と同じ意味を表し、Ｓ３及びＳ４はＳ５及びＳ６と同じ意味を表す。）
（式中、Ｐ７及びＰ８はＰ５及びＰ６と同じ意味を表し、Ｓ７及びＳ８はＳ５及びＳ６と同じ意味を表す。）
（式中、Ｐ７及びＰ８はＰ５及びＰ６と同じ意味を表し、Ｓ７及びＳ８はＳ５及びＳ６と同じ意味を表す。）
（式中、Ｐ７及びＰ８はＰ５及びＰ６と同じ意味を表し、Ｓ７及びＳ８はＳ５及びＳ６と同じ意味を表す。）
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。
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。
本発明に使用される液晶組成物の平均弾性定数（ＫＡＶＧ）は１０から２５が好ましいが、その下限値としては、１０が好ましく、１０．５が好ましく、１１が好ましく、１１．５が好ましく、１２が好ましく、１２．３が好ましく、１２．５が好ましく、１２．８が好ましく、１３が好ましく、１３．３が好ましく、１３．５が好ましく、１３．８が好ましく、１４が好ましく、１４．３が好ましく、１４．５が好ましく、１４．８が好ましく、１５が好ましく、１５．３が好ましく、１５．５が好ましく、１５．８が好ましく、１６が好ましく、１６．３が好ましく、１６．５が好ましく、１６．８が好ましく、１７が好ましく、１７．３が好ましく、１７．５が好ましく、１７．８が好ましく、１８が好ましく、その上限値としては、２５が好ましく、２４．５が好ましく、２４が好ましく、２３．５が好ましく、２３が好ましく、２２．８が好ましく、２２．５が好ましく、２２．３が好ましく、２２が好ましく、２１．８が好ましく、２１．５が好ましく、２１．３が好ましく、２１が好ましく、２０．８が好ましく、２０．５が好ましく、２０．３が好ましく、２０が好ましく、１９．８が好ましく、１９．５が好ましく、１９．３が好ましく、１９が好ましく、１８．８が好ましく、１８．５が好ましく、１８．３が好ましく、１８が好ましく、１７．８が好ましく、１７．５が好ましく、１７．３が好ましく、１７が好ましい。消費電力削減を重視する場合にはバックライトの光量を抑えることが有効であり、液晶表示素子は光の透過率を向上させることが好ましく、そのためにはＫＡＶＧの値を低めに設定することが好ましい。応答速度の改善を重視する場合にはＫＡＶＧの値を高めに設定することが好ましい。
本発明の組成物は追加的に配向助剤を含有しても良い。配向助剤（自発配向性化合物）は、液晶組成物を含む液晶層と直接当接する部材（電極（例えば、ＩＴＯ）、基板（例えば、ガラス基板、アクリル基板、透明基板、フレキシブル基板等）、樹脂層（例えば、カラーフィルター、配向膜、オーバーコート層等）、絶縁膜（例えば、無機材料膜、ＳｉＮｘ等））に対して相互作用し、液晶層に含まれる液晶分子のホメオトロピック配列又はホモジニアス配向を誘起する機能を備えている。
配向助剤は、重合するための重合性基と、液晶分子と類似するメソゲン基と、液晶層と直接当接する部材と相互作用可能な吸着基（極性基）と、液晶分子の配向を誘起する配向誘導基を有することが好ましい。
メソゲン基に対し、吸着基及び配向誘導基が結合し、重合性基はメソゲン基、吸着基及び配向誘導基に直接又は必要に応じスペーサー基を介して置換していることが好ましい。特に、重合性基は、吸着基中に組み込まれた状態で、メソゲン基に置換していることが好ましい。
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。
本発明の液晶組成物は、液晶表示素子の製造工程の１つである加熱処理において重合することがないように、酸化防止剤を含有することが好ましい。酸化防止剤を含有しない場合には、ＵＶ照射工程の前の加熱処理において、重合が進んでしまい所望の配向が得られない。
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、ＲＨ１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。更に具体的には、ＲＨ１は、炭素原子数３のアルキル基であることが更に好ましい。
一般式（Ｈ－４）中、ＭＨ１は炭素原子数４から１０のアルキレン基（該アルキレン基中の１つ又は２つ以上の－ＣＨ２－は、酸素原子が直接隣接しないように、－Ｏ－、－ＣＯ－、－ＣＯＯ－、－ＯＣＯ－に置換されていても良い。）、－ＯＣＨ２－、－ＣＨ２Ｏ－、－ＣＯＯ－、－ＯＣＯ－、－ＣＦ２Ｏ－、－ＯＣＦ２－、－ＣＦ２ＣＦ２－、－ＣＨ＝ＣＨ－ＣＯＯ－、－ＣＨ＝ＣＨ－ＯＣＯ－、－ＣＯＯ－ＣＨ＝ＣＨ－、－ＯＣＯ－ＣＨ＝ＣＨ－、－ＣＨ＝ＣＨ－、－Ｃ≡Ｃ－、単結合、１，４－フェニレン基（１，４－フェニレン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。
本発明の液晶組成物は、酸化防止剤を含有する場合、その下限は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、その上限は１００００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は、ネマチック相－等方性液体相転移温度（ＴＮＩ）が６０℃から１２０℃であるが、７０℃から１００℃がより好ましく、７０℃から８５℃が特に好ましい。なお、本発明においては、６０℃以上をＴＮＩが高いと表現している。
液晶テレビ用途の場合、ＴＮＩは７０から８０℃が好ましく、モバイル用途の場合、ＴＮＩは８０から９０℃が好ましく、ＰＩＤ（Ｐｕｂｌｉｃ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｄｉｓｐｌａｙ）等の屋外表示用途の場合、ＴＮＩ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。なお、本発明の液晶組成物は、２０℃における屈折率異方性（Δｎ）が０．０９８から０．１１８であることが特に好ましい。
本発明の液晶組成物は、２０℃における回転粘性（γ１）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１１５ｍＰａ・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－１．７から－４．０であるが、－１．７から－３．５が好ましく、－１．８から－３．５がより好ましく、－１．９から－３．３がより好ましい。
本発明の液晶組成物は、少なくとも一方の基板に配向膜を有さない液晶表示素子、すなわち、ＰＩ－ｌｅｓｓと通称されているモードにも好適である。例えば、特願２０１３－５５２１２５、特願２０１４－５１７５１５、特許０６０８１３６１、特願２０１５－５４６８８８、特願２０１７－１２７１０、ＷＯ２０１７０４１８９３Ａ、特許０６０７０９７３、ＷＯ１７／０４７１７７等に記載の自発配向性を有する化合物や前述の配向助剤を、本発明の液晶組成物と組み合わせて使用することが好ましい。
本発明の液晶組成物は、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、ＰＳＡ、ＰＳＶＡ、ＰＳ－ＩＰＳ、ＰＳ－ＦＦＳ、ＮＰＳ等の液晶表示素子に用いることができる。
本発明の液晶表示素子は、対向に配置された第１の基板及び第２の基板と、前記第１の基板又は前記第２の基板に設けられる共通電極と、前記第１の基板又は前記第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の基板及び／又は第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）又は光配向膜（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の基板又は第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。
本発明の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製することができる。顔料分散法によるカラーフィルターの作製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製することができる。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の基板及び前記第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、必要に応じて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、液晶組成物に直流電界又は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。なお、印加する交流電界は、周波数１Ｈｚ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。ＰＳＡ型又は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。
ＰＳＡ型又はＰＳＶＡ型の液晶表示素子においては、素子の製造後に重合性化合物が重合せずにそのまま残存しているとＩＳが発生する。この残存している重合性化合物の量は２０ｐｐｍ以下が好ましく、１５ｐｐｍ以下が更に好ましく、１０ｐｐｍ以下が特に好ましく、検出下限以下又は０が特に好ましい。
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。すなわち、１５～５０℃で重合させることが好ましい。
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、ＵＳＨＩＯ社の超高圧ＵＶランプ、ＴＯＳＨＩＢＡ社の蛍光形紫外線ランプが好ましい。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／ｃｍ２～１００Ｗ／ｃｍ２が好ましく、２ｍＷ／ｃｍ２～５０Ｗ／ｃｍ２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／ｃｍ２から５００Ｊ／ｃｍ２が好ましく、１００ｍＪ／ｃｍ２から２００Ｊ／ｃｍ２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。
実施例において液晶化合物の記載について以下の略号を用いる。
（環構造）
（環構造）
（側鎖構造及び連結構造）
実施例中、測定した特性は以下の通りである。なお測定は特別な記載がない限り、ＪＥＩＴＡ ＥＤ－２５２１Ｂに規定の方法によった。
Ｔｎｉ：ネマチック相－等方性液体相転移温度（℃）
Δｎ ：２０℃における屈折率異方性
Δε ：２０℃における誘電率異方性
γ１ ：２０℃における回転粘性（ｍＰａ・ｓ）
Ｋ１１：２０℃における弾性定数Ｋ１１（ｐＮ）
Ｋ３３：２０℃における弾性定数Ｋ３３（ｐＮ）
（液晶評価セルの作製方法１）
絶縁層上にパターン化された透明な共通電極からなる透明電極層を有し、カラーフィルター層を具備した垂直配向を誘起するポリイミド配向膜を有する第一の基板（共通電極基板）と、アクティブ素子により駆動される図２に示されるフィッシュボーン型透明画素電極を有する画素電極層を有し、垂直配向を誘起するポリイミド配向膜を有する第二の基板（画素電極基板）とを作製した。垂直配向膜形成材料として、ＪＳＲ社製のＪＡＬＳ２０９６を用いた。第一の基板上に液晶組成物を滴下し、圧力０．１Ｐａで１時間保持した後、第二の基板で挟持し、大気圧に戻した後、シール材を常圧で１１０℃２時間の条件で硬化させた。
Δｎ ：２０℃における屈折率異方性
Δε ：２０℃における誘電率異方性
γ１ ：２０℃における回転粘性（ｍＰａ・ｓ）
Ｋ１１：２０℃における弾性定数Ｋ１１（ｐＮ）
Ｋ３３：２０℃における弾性定数Ｋ３３（ｐＮ）
（液晶評価セルの作製方法１）
絶縁層上にパターン化された透明な共通電極からなる透明電極層を有し、カラーフィルター層を具備した垂直配向を誘起するポリイミド配向膜を有する第一の基板（共通電極基板）と、アクティブ素子により駆動される図２に示されるフィッシュボーン型透明画素電極を有する画素電極層を有し、垂直配向を誘起するポリイミド配向膜を有する第二の基板（画素電極基板）とを作製した。垂直配向膜形成材料として、ＪＳＲ社製のＪＡＬＳ２０９６を用いた。第一の基板上に液晶組成物を滴下し、圧力０．１Ｐａで１時間保持した後、第二の基板で挟持し、大気圧に戻した後、シール材を常圧で１１０℃２時間の条件で硬化させた。
その後液晶セルに周波数１００Ｈｚで電圧を１０Ｖ印加した状態で高圧水銀灯を用い、３２５ｎｍ以下の紫外線をカットするフィルターを介して紫外線を照射した。このとき、中心波長３６５ｎｍの条件で測定した照度が１００ｍＷ／ｃｍ２になるように調整し、積算光量３０Ｊ／ｃｍ２の紫外線を照射した。前記の紫外線照射条件を照射条件１とした。この照射条件１により液晶セル中の液晶分子にプレチルト角が付与され、ＰＳＡ素子が作製される。
次に、蛍光ＵＶランプを用いて、中心波長３１３ｎｍの条件で測定した照度が３ｍＷ／ｃｍ２になるように調整し、積算光量１０Ｊ／ｃｍ２の紫外線を更に照射した。前記の紫外線照射条件を照射条件２とした。照射条件２により、照射条件１で未反応の液晶セル中の重合性化合物の残留量を低減させる。
上記工程によりセルギャップ３．５μｍの液晶表示素子を得た。
（液晶評価セルの作製方法２）
絶縁層上にパターン化された透明な共通電極からなる透明電極層を有し、カラーフィルター層を具備した垂直配向を誘起するポリイミド配向膜を有さない第一の基板（共通電極基板）と、アクティブ素子により駆動される図２に示されるフィッシュボーン型透明画素電極を有する画素電極層を有し、垂直配向を誘起するポリイミド配向膜を有さない第二の基板（画素電極基板）とを作製した。第一の基板上に液晶組成物を滴下し、圧力０．１Ｐａで１時間保持した後、第二の基板で挟持し、大気圧に戻した後、シール材を常圧で１１０℃２時間の条件で硬化させた。その後照射条件１と照射条件２の工程を経て、セルギャップ３．５μｍの液晶表示素子を得た。
（ａ）電圧保持率試験（ＶＨＲ）：液晶組成物を評価セルに滴下・注入した後、ＵＶ照射した後の電圧保持率（ＶＨＲ）を測定した。電圧は１Ｖ、周波数は６０Ｈｚ、測定温度は６０℃であり、測定機器はＴＯＹＯ製ＬＣＭ－２を用いた。
（ｂ）滴下痕評価試験（ＯＤＦムラ）：液晶組成物をセルに滴下・注入した後、電圧を印加しながらＵＶ照射した後の全面黒表示における白く浮かび上がる滴下痕を目視にて確認し以下の５段階の評価を行った。
（液晶評価セルの作製方法２）
絶縁層上にパターン化された透明な共通電極からなる透明電極層を有し、カラーフィルター層を具備した垂直配向を誘起するポリイミド配向膜を有さない第一の基板（共通電極基板）と、アクティブ素子により駆動される図２に示されるフィッシュボーン型透明画素電極を有する画素電極層を有し、垂直配向を誘起するポリイミド配向膜を有さない第二の基板（画素電極基板）とを作製した。第一の基板上に液晶組成物を滴下し、圧力０．１Ｐａで１時間保持した後、第二の基板で挟持し、大気圧に戻した後、シール材を常圧で１１０℃２時間の条件で硬化させた。その後照射条件１と照射条件２の工程を経て、セルギャップ３．５μｍの液晶表示素子を得た。
（ａ）電圧保持率試験（ＶＨＲ）：液晶組成物を評価セルに滴下・注入した後、ＵＶ照射した後の電圧保持率（ＶＨＲ）を測定した。電圧は１Ｖ、周波数は６０Ｈｚ、測定温度は６０℃であり、測定機器はＴＯＹＯ製ＬＣＭ－２を用いた。
（ｂ）滴下痕評価試験（ＯＤＦムラ）：液晶組成物をセルに滴下・注入した後、電圧を印加しながらＵＶ照射した後の全面黒表示における白く浮かび上がる滴下痕を目視にて確認し以下の５段階の評価を行った。
５：滴下痕無し
４：滴下痕ごく僅かに有るも許容できるレベル
３：滴下痕僅かに有り、合否判定のボーダーラインレベル
２：滴下痕有り許容できないレベル
１：滴下痕有りかなり劣悪
（液晶組成物の調整）
以下の表に示すＬＣ－１、Ｒ－１～２を調製し、その物性を測定した。物性は表１のとおりであった。さらにＬＣ－２～６を調製し、その物性を測定した。物性は表２のとおりであった。なお測定温度は２０℃である。
４：滴下痕ごく僅かに有るも許容できるレベル
３：滴下痕僅かに有り、合否判定のボーダーラインレベル
２：滴下痕有り許容できないレベル
１：滴下痕有りかなり劣悪
（液晶組成物の調整）
以下の表に示すＬＣ－１、Ｒ－１～２を調製し、その物性を測定した。物性は表１のとおりであった。さらにＬＣ－２～６を調製し、その物性を測定した。物性は表２のとおりであった。なお測定温度は２０℃である。
（実施例１～６）および（比較例１～２）
上記液晶組成物１００重量部に対して、上記式（ＲＭ－１）～（ＲＭ－５）で表される化合物を下記表の通り添加し重合性化合物含有液晶組成物を調製し、液晶評価セルを作製（表中では作成方法と記載した。）した後ＶＨＲおよびＯＤＦムラの評価を行った。
上記液晶組成物１００重量部に対して、上記式（ＲＭ－１）～（ＲＭ－５）で表される化合物を下記表の通り添加し重合性化合物含有液晶組成物を調製し、液晶評価セルを作製（表中では作成方法と記載した。）した後ＶＨＲおよびＯＤＦムラの評価を行った。
上記の通り、実施例は良好なＶＨＲ特性およびＯＤＦムラ特性を同時に達成できており、比較例に対して優れていることが分かった。
Claims (13)
- 下記一般式（Ｉ）
で表される化合物から選ばれる１種又は２種以上、
下記一般式（ＩＩ）
で表される化合物から選ばれる１種又は２種以上、
下記式（ＩＩＩ－１）～（ＩＩＩ－３）
下記一般式（ＩＶ）
で表される化合物から選ばれる１種又は２種以上、
下記一般式（Ｎ－０２－１）
下記一般式（ＲＭ－２２）
で表される重合性基を表し、Ｓ５及びＳ６は、それぞれ独立して、単結合又は炭素原子数１～５のアルキレン基を表し、該アルキレン基中の１個の－ＣＨ２－又は隣接していない２個以上の－ＣＨ２－は、－Ｏ－、－ＯＣＯ－又は－ＣＯＯ－で置換されても良く、Ａ１からＡ８はそれぞれ独立して炭素原子数１～５のアルキル基、炭素原子数１～５のアルコキシ基、フッ素原子又は水素原子を表す。）
で表される重合性化合物を１種又は２種以上含有する液晶組成物であって、
前記式（ＩＩＩ－１）～（ＩＩＩ－３）で表される化合物のうち、少なくとも前記式（ＩＩＩ－２）で表される化合物を含有することを特徴とする液晶組成物。 - 前記一般式（Ｉ）で表される化合物として、下記式（Ｉ－１）～（Ｉ－２）
- 前記一般式（ＩＩ）で表される化合物として、下記式（ＩＩ－１）
- 前記一般式（ＩＶ）で表される化合物として、下記式（ＩＶ－２）
- 下記一般式（Ｎ－０１）～（Ｎ－０４）
で表される化合物から選ばれる１種又は２種以上含有する請求項１～４のいずれか１項に記載の液晶組成物。 - 前記一般式（Ｉ）、（ＩＩ）、（ＩＩＩ）、（ＩＶ）及び（ＲＭ－２２）で表される化合物の総量が４０～７０重量％である請求項１～５のいずれか１項に記載の液晶組成物。
- 液晶層に含まれる液晶分子のホメオトロピック配列又はホモジニアス配向を誘起する機能を備えた配向助剤を含有する請求項１～６のいずれか１項に記載の液晶組成物。
- 前記配向助剤が少なくとも１つの極性基を有する請求項７に記載の液晶組成物。
- 前記配向助剤が少なくとも１つの重合性基を有する請求項７又は８に記載の液晶組成物。
- 請求項１～９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１～９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１～９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型又はＰＳＶＡ型の液晶表示素子。
- 少なくとも一方の基板に配向膜を有さない請求項１０～１２のいずれか１項に記載の液晶表示素子。
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