JP7380059B2 - 液晶組成物及び液晶表示素子、並びに化合物 - Google Patents

液晶組成物及び液晶表示素子、並びに化合物 Download PDF

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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、並びに化合物に関する。より具体的には、本発明は、誘電率異方性（Δε）が負の値を示す、いわゆるｎ型液晶組成物及びこれの調製に好適な化合物に関する。
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、誘電率異方性が負の値を示す液晶組成物（ｎ型液晶組成物）を用いると有利な特性を示すことが知られている。
ｎ型液晶組成物を用いた表示方式には、ＶＡ型や更に重合性化合物を液晶相中で重合させ配向を制御したＰＳＡ（Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｓｕｓｔａｉｎｅｄ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）型またはＰＳＶＡ（Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｓｔａｂｉｌｉ ｚｅｄ Ｖｅｒｔｉｖａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）型に代表される垂直配向方式と、ＩＰＳ型やＦＦＳ型に代表される水平配向方式とがある。垂直配向方式は、広い視野角、高い透過率、高いコントラスト、速い応答速度に特徴があり、主にＴＶやモニターなどの大型の表示素子に用いられている。一方、水平配向方式は、広い視野角、高い透過率、低い消費電力及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等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。ＰＳＡ型又はＰＳＶＡ型の液晶表示素子は、液晶分子のプレチルト角を制御するためにセル内にポリマー構造物を形成するものであり、垂直配向方式の特徴の中でも特に高速応答や高コントラストが知られている。
近年、液晶ＴＶの高解像度化、高周波駆動化等が進むなか、高性能液晶デバイスに適し、且つ、各種特性を満足しうる液晶組成物への要求が高まりつつある。しかし、以下の特許文献１～４に記載のような液晶組成物では、未だ改良の余地がある。
また、これまで常用されていた、液晶組成物に重合性化合物を含有させた重合性化合物含有液晶組成物では、４Ｋや８Ｋ等の高解像度の液晶ＴＶに対応可能な特性を備えていないという問題がある。具体的には、高解像度の液晶表示素子では、高精細の画素が必要であるため、１画素当たりのサイズが小さい。そのため、配線や遮光部の領域が相対的に増加するため、ＵＶ光が大量にカットされ、液晶表示部の開口率が減少して透過率が低下してしまう。
特に、垂直配向液晶表示素子（以下、「ＶＡ液晶表示素子」と記載する場合がある。）の場合には、閾値電圧を調整しただけでは、光透過性を十分に改善するのが困難である。閾値電圧を低くして印加電圧－透過率の特性を示すＶ－Ｔ曲線を低電圧側へシフトさせることにより、低い電圧条件下での透過率を向上させることができる。しかし、この方法では、ＶＡ液晶表示素子のＶ－Ｔ曲線の傾きが急峻にならない上に、最大透過率が高くならないため、低い駆動電圧で高い光透過性を実現することが困難である。
そこで、液晶層を構成する液晶組成物について、ベンドの弾性定数（Ｋ３３）に対するスプレイの弾性定数（Ｋ１１）の比であるＫ１１／Ｋ３３の値を調整する方法が考えられる。この方法によれば、ＶＡ液晶表示素子のＶ－Ｔ曲線が急峻になり、低い駆動電圧でも光透過率を向上させることができる。
さらに、高級機種の液晶ＴＶ等では、高周波駆動化が進んでいるため、電圧変化に高速で応答できる液晶組成物の開発が急務である。電圧変化に高速で応答するためには応答速度を支配するパラメータであるγ１／Ｋ３３の値が小さいことが望ましいため、弾性定数Ｋ３３を大きくすることが考えられる。γ１は回転粘性を示すパラメータである。
以上のことから、液晶組成物が、これらの液晶表示素子に用いられたときに高透過率及び高速応答を示すためには、弾性定数Ｋ１１が小さく且つ弾性定数Ｋ３３が大きいことが望まれる。
国際公開第２０１０／０８４８２３号 特開２０１６－２１６７４７号公報 特開２０１７－１４４８６号公報 特許第６４０３０３８号公報 特許第６２３３５５０号公報
しかしながら、液晶組成物において、弾性定数Ｋ１１及び弾性定数Ｋ３３は互いに関連性が高いパラメータであるため、弾性定数Ｋ１１を小さくしつつ弾性定数Ｋ３３を大きくすることは困難である。そこで、γ１／Ｋ３３を小さくするために、弾性定数Ｋ３３を大きくするのではなく回転粘性γ１を小さくすることが考えられる。
本発明が解決しようとする課題は、誘電率異方性（Δε）が負の値を示すｎ型液晶組成物に求められる諸特性を満たしつつ、回転粘性γ１が十分に小さく、弾性定数Ｋ１１が小さく、且つ、液晶ＴＶ等の液晶デバイスに用いられた際に高速応答及び高透過率を達成しうる液晶組成物、及びそれを用いた液晶表示素子、並びに、当該液晶組成物の調製に好適な化合物を提供することにある。
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を１種又は２種以上含有す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、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明の液晶組成物は、一般式（Ｉ）
Figure 0007380059000001
 （式中、Ｒ１は炭素原子数１～８のアルキル基又は炭素原子数２～８のアルケニル基を表し、これらの基中の－ＣＨ２－又は隣接していない２個以上の－ＣＨ２－はそれぞれ独立的に－Ｏ－又は－Ｓ－に置換されてもよく、また、これらの基中に存在する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よく、
環Ａ１は、１，４－シクロへキシレン基又は１，４－シクロヘキセニレン基であり、
Ａ２は、それぞれ独立的に１，４－シクロへキシレン基、１，４－フェニレン基、２－フルオロ－１，４－フェニレン基、３－フルオロ－１，４－フェニレン基、３，５－ジフルオロ－１，４－フェニレン基、２，３－ジフルオロ－１，４－フェニレン基、１，４－シクロヘキセニレン基、１，４－ビシクロ［２．２．２］オクチレン基、ピペリジン－１，４－ジイル基、ナフタレン－２，６－ジイル基、デカヒドロナフタレン－２，６－ジイル基又は１，２，３，４－テトラヒドロナフタレン－２，６－ジイル基を表し、これらの基中の１個又は２個以上の水素原子は独立して、ハロゲン、シアノ基、ニトロ基、炭素原子数１～１２のアルキル基、炭素原子数１～１２のアルコキシ基、炭素原子数２～１２のアルケニル基で置換されていてもよく、当該アルキル基、アルコキシ基又は当該アルケニル基中の水素原子はハロゲンで置換されていてもよく、Ａ２が複数存在する場合にはそれらは同一でも異なっていてもよく、
Ｚ０は、－ＯＣＨ２－、－ＣＨ２Ｏ－、－ＣＦ２Ｏ－、－ＯＣＦ２－、－ＣＨ２ＣＨ２－、－ＣＦ２ＣＦ２－又は単結合を表し、
ｍ１は、０、１又は２を表すが、
但し、ｍ１が１であり、環Ａ１及びＡ２が１，４－シクロへキシレン基であって且つＺ０が単結合である場合を除く。）で表される化合物を１種又は２種以上含有することを特徴とする。
本発明の液晶表示素子は、上述した液晶組成物を用いたことを特徴とする。
本発明の化合物は、一般式（Ｉ）
Figure 0007380059000002
 （式中、Ｒ１は炭素原子数１～８のアルキル基又は炭素原子数２～８のアルケニル基を表し、これらの基中の－ＣＨ２－又は隣接していない２個以上の－ＣＨ２－はそれぞれ独立的に－Ｏ－又は－Ｓ－に置換されてもよく、また、これらの基中に存在する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よく、
環Ａ１は、１，４－シクロへキシレン基又は１，４－シクロヘキセニレン基であり、
Ａ２は、それぞれ独立的に１，４－シクロへキシレン基、１，４－フェニレン基、２－フルオロ－１，４－フェニレン基、３－フルオロ－１，４－フェニレン基、３，５－ジフルオロ－１，４－フェニレン基、２，３－ジフルオロ－１，４－フェニレン基、１，４－シクロヘキセニレン基、１，４－ビシクロ［２．２．２］オクチレン基、ピペリジン－１，４－ジイル基、ナフタレン－２，６－ジイル基、デカヒドロナフタレン－２，６－ジイル基又は１，２，３，４－テトラヒドロナフタレン－２，６－ジイル基を表し、これらの基中の１個又は２個以上の水素原子は独立して、ハロゲン、シアノ基、ニトロ基、炭素原子数１～１２のアルキル基、炭素原子数１～１２のアルコキシ基、炭素原子数２～１２のアルケニル基で置換されていてもよく、当該アルキル基、アルコキシ基又は当該アルケニル基中の水素原子はハロゲンで置換されていてもよく、Ａ２が複数存在する場合にはそれらは同一でも異なっていてもよく、
Ｚ０は、－ＯＣＨ２－、－ＣＨ２Ｏ－、－ＣＦ２Ｏ－、－ＯＣＦ２－、－ＣＨ２ＣＨ２－、－ＣＦ２ＣＦ２－又は単結合を表し、
ｍ１は、０、１又は２を表すが、
但し、ｍ１が１であり、環Ａ１及びＡ２が１，４－シクロへキシレン基であって且つＺ０が単結合である場合を除く。）で表される化合物であることを特徴とする。
本発明の液晶組成物は、上記一般式（Ｉ）で表される化合物を含有することにより、誘電率異方性Δεが負の値を示すｎ型液晶組成物に求められる諸特性を満たしつつ、回転粘性γ１が十分に小さく、弾性定数Ｋ１１が小さく、且つ、液晶ＴＶ等の液晶デバイスに用いられた際に、高速応答及び高透過率を実現することができる。
前述のとおり、本願発明は、液晶組成物及びそれを用いた液晶表示素子、並びに、当該液晶組成物の調製に好適な化合物に関する。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。なお、以下の説明において、「総量」とは「総質量」を意味し、各化合物の含有量の単位「％」とは「質量％」を意味する。
＜液晶組成物＞
本発明の液晶組成物は、以下の一般式（Ｉ）で表される化合物を１種又は２種以上含有する。
Figure 0007380059000003
一般式（Ｉ）中、Ｒ１は炭素原子数１～８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。これらの基中の－ＣＨ２－又は隣接していない２個以上の－ＣＨ２－はそれぞれ独立的に－Ｏ－又は－Ｓ－に置換されてもよく、また、これらの基中に存在する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よい。Ｒ１が炭素原子数１～４のアルコキシ基であることがより好ましい。
環Ａ１は、それぞれ独立的に１，４－シクロへキシレン基又は１，４－シクロヘキセニレン基である。安定性の観点から、環Ａ１が１，４－シクロへキシレン基であることが好ましい。
Ａ２は、それぞれ独立的に１，４－シクロへキシレン基、１，４－フェニレン基、２－フルオロ－１，４－フェニレン基、３－フルオロ－１，４－フェニレン基、３，５－ジフルオロ－１，４－フェニレン基、２，３－ジフルオロ－１，４－フェニレン基、１，４－シクロヘキセニレン基、１，４－ビシクロ［２．２．２］オクチレン基、ピペリジン－１，４－ジイル基、ナフタレン－２，６－ジイル基、デカヒドロナフタレン－２，６－ジイル基又は１，２，３，４－テトラヒドロナフタレン－２，６－ジイル基を表す。これらの基中の１個又は２個以上の水素原子は独立して、ハロゲン、シアノ基、ニトロ基、炭素原子数１～１２のアルキル基、炭素原子数１～１２のアルコキシ基、炭素原子数２～１２のアルケニル基で置換されていてもよい。当該アルキル基、アルコキシ基又は当該アルケニル基中の水素原子はハロゲンで置換されていてもよい。Ａ２が複数存在する場合にはそれらは同一でも異なっていてもよい。
液晶性の観点から、Ａ２は、シクロへキシレン基、１，４－フェニレン基又は１，４－シクロヘキセニレン基であることが好ましい。このとき、これらの基中の１個又は２個以上の水素原子は、ハロゲン、炭素原子数１～１２のアルキル基、炭素原子数１～１２のアルコキシ基又は炭素原子数２～１２のアルケニル基で置換されていてもよい。当該アルキル基、アルコキシ基又は当該アルケニル基中の水素原子はハロゲンで置換されていてもよい。
Ｚ０は、－ＯＣＨ２－、－ＣＨ２Ｏ－、－ＣＦ２Ｏ－、－ＯＣＦ２－、－ＣＨ２ＣＨ２－、－ＣＦ２ＣＦ２－又は単結合を表す。液晶性の観点から、Ｚ０が－ＣＨ２Ｏ－、－ＣＨ２ＣＨ２－又は単結合であることが好ましく、－ＣＨ２Ｏ－又は単結合であることがより好ましい。
ｍ１は、０、１又は２を表す。溶解性の観点から、ｍ１が１であることが好ましい。
但し、一般式（Ｉ）で表される化合物には、ｍ１が１であり、Ａ１及びＡ２が１，４－シクロへキシレン基であって且つＺ０が単結合である化合物は含まれない。
一般式（Ｉ）で表される化合物としては、下記一般式（Ｉ－Ａ）～一般式（Ｉ－Ｘ）で表される化合物が挙げられる。式中、Ｒ１は前記一般式（Ｉ）におけるＲ１と同じ意味を表す。液晶性の観点から、一般式（Ｉ－Ａ）～一般式（Ｉ－Ｊ）及び一般式（Ｉ－Ｌ）、（Ｉ－Ｍ）で表される化合物が好ましい。更に、溶解性の観点から、一般式（Ｉ－Ａ）、（Ｉ－Ｂ）及び（Ｉ－Ｋ）で表される化合物がより好ましい。
Figure 0007380059000004
Figure 0007380059000005
Figure 0007380059000006
Figure 0007380059000007
本発明では、一般式（Ｉ）で表される化合物を１種又は２種以上含有し、その含有量は１～１００質量％である。溶解性の観点から、１～８０質量％であることが好ましく、２～５０質量％であることが更に好ましい。２～３０質量％であることが特に好ましい。
液晶組成物の粘度を低減させることを重視する場合には、一般式（Ｉ）で表される化合物のＲ１がアルキル基、アルキルオキシ基、アルケニル基、アルケニルオキシ基であることが好ましく、アルキル基、アルキルオキシ基であることがより好ましく、アルキルオキシ基であることが特に好ましい。さらに、一般式（Ｉ）で表され、Ｒ１がアルキル基、アルキルオキシ基、アルケニル基、アルケニルオキシ基である化合物の含有率を多くすることが好ましく、下限値として１質量％が好ましく、２質量％がより好ましく、３質量％がより好ましく、４質量％がより好ましい。
そして、液晶組成物の粘度を低減させつつ、液晶組成物の対紫外線への安定性も重視する場合には、一般式（Ｉ）で表される化合物のＲ１がアルキル基、アルキルオキシ基、アルケニル基、アルケニルオキシ基である化合物の含有率を少なくすることが好ましく、上限値として１５質量％が好ましく、１０質量％がより好ましく、５質量％以下が更に好ましい。
本発明の液晶組成物は、上記一般式（Ｉ）で表される化合物を含有することにより、誘電率異方性Δεが負の値を示すｎ型液晶組成物に求められる諸特性を満たしつつ、回転粘性γ１が十分に小さく、弾性定数Ｋ１１が小さく、且つ、液晶ＴＶ等の液晶デバイスに用いられた際に、高速応答及び高透過率を実現することができる。
本発明の液晶組成物は、下記一般式（Ｎ－０１）～一般式（Ｎ－０５）で表される化合物からなる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。これらの化合物は、誘電的に負の異方性を有する化合物に該当し、Δεの符号が負で、その絶対値が２より大きい値を示す。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、下記一般式（Ｎ－０１）～一般式（Ｎ－０５）で表される化合物からなる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。
Figure 0007380059000008
一般式（Ｎ－０１）～一般式（Ｎ－０５）中、Ｒ２１及びＲ２２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、炭素原子数２～８のアルケニルオキシ基を表し、これらの基中の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－又は－ＯＣＯ－によって置換されていてもよく、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。但し、一般式（Ｉ）で表される化合物は除く。
一般式（Ｎ－０１）～一般式（Ｎ－０５）中、Ｒ２１は、炭素原子数１～８のアルキル基であることが好ましく、炭素原子数１～５のアルキル基がより好ましく、炭素原子数２～５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く、炭素原子数２～３のアルキル基がより好ましい。
一般式（Ｎ－０１）～一般式（Ｎ－０５）中、Ｒ２２は、炭素原子数１～８のアルキル基又は炭素原子数１～８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１～４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。
一般式（Ｎ－０１）～一般式（Ｎ－０５）中、Ｒ２１及びＲ２２は、アルケニル基である場合は、式（Ｒ１）～式（Ｒ５）のいずれかで表される基から選ばれることが好ましく、式（Ｒ１）又は式（Ｒ２）が更に好ましい。各式中の黒点は、環構造中の炭素原子を表す。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よく、含有しない方が好ましい。
Figure 0007380059000009
一般式（Ｎ－０４）中、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－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よい。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よく、含有しない方が好ましい。
一般式（Ｎ－０１）～（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よいが、塩素原子は好ましくない。
一般式（Ｎ－０１）～（Ｎ－０５）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１～８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ことが好ましく、炭素原子数１～４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－０１－４）で表される化合物からなる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１～４のアルコキシ基を表す。
Figure 0007380059000010
本発明の液晶組成物は、一般式（Ｎ－０１－１）で表される化合物及び一般式（Ｎ－０１－４）で表される化合物を同時に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－０１－３）で表される化合物及び一般式（Ｎ－０１－４）で表される化合物を同時に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－０２－４）で表される化合物からなる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１～４のアルコキシ基を表す。
Figure 0007380059000011
本発明の液晶組成物は、一般式（Ｎ－０２－１）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（Ｎ－０２－１）で表される化合物及び一般式（Ｎ－０２－３）で表される化合物を同時に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－０２－１）で表される化合物及び一般式（Ｎ－０１－４）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（Ｎ－０３）で表される化合物として、一般式（Ｎ－０３－１）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。式中、Ｒ２１は先述と同じ意味を表し、Ｒ２３は、炭素原子数１～４のアルコキシ基を表す。
Figure 0007380059000012
本発明の液晶組成物は、一般式（Ｎ－０３－１）で表される化合物及び一般式（Ｎ－０２－１）で表される化合物を同時に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－０３－１）で表される化合物及び一般式（Ｎ－０１－４）で表される化合物を同時に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－０３－１）で表される化合物及び一般式（Ｎ－０１－３）で表される化合物一般式（Ｎ－０１－４）で表される化合物を同時に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、一般式（Ｎ－０４－１）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。式中、Ｒ２１は先述と同じ意味を表し、Ｒ２３は、炭素原子数１～４のアルコキシ基を表す。
Figure 0007380059000013
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）で表される化合物及び一般式（Ｎ－０１－４）で表される化合物を同時に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（Ｎ－０４－１）で表される化合物及び一般式（Ｎ－０１－３）で表される化合物及び一般式（Ｎ－０１－４）で表される化合物を同時に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（Ｎ－０４－１）で表される化合物、一般式（Ｎ－０１－４）で表される化合物及び一般式（Ｎ－０２－１）で表される化合物を同時に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（Ｎ－０４－１）で表される化合物、一般式（Ｎ－０１－４）で表される化合物及び一般式（Ｎ－０３－１）で表される化合物を同時に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（Ｎ－０４－１）で表される化合物、一般式（Ｎ－０２－１）で表される化合物及び一般式（Ｎ－０３－１）で表される化合物を同時に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（Ｎ－０４－１）で表される化合物、一般式（Ｎ－０１－４）で表される化合物、一般式（Ｎ－０２－１）で表される化合物及び一般式（Ｎ－０３－１）で表される化合物を同時に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（Ｎ－０５）で表される化合物として、式（Ｎ－０５－１）～式（Ｎ－０５－３）で表される化合物からなる群から選ばれる化合物を含有してもよい。
Figure 0007380059000014
本発明の液晶組成物は、一般式（Ｎ－０５－１）で表される化合物及び一般式（Ｎ－０３－１）で表される化合物及び一般式（Ｎ－０１－１）で表される化合物及び一般式（Ｎ－０１－２）で表される化合物及び一般式（Ｎ－０２－１）で表される化合物を同時に含有することが好ましい。
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質量％であり、１質量％であり、５質量％であり、１０質量％であり、２０質量％であり、３０質量％であり、４０質量％であり、５０質量％であり、５５質量％であり、６０質量％であり、６５質量％であり、７０質量％であり、７５質量％であり、８０質量％である。好ましい含有量の上限値は、９５質量％であり、８５質量％であり、７５質量％であり、６５質量％であり、５５質量％であり、４５質量％であり、３５質量％であり、２５質量％であり、２０質量％であり、１５質量％であり、１０質量％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質量％であり、１質量％であり、５質量％であり、１０質量％であり、２０質量％であり、３０質量％であり、４０質量％であり、５０質量％であり、５５質量％であり、６０質量％であり、６５質量％であり、７０質量％であり、７５質量％であり、８０質量％である。好ましい含有量の上限値は、９５質量％であり、８５質量％であり、７５質量％であり、６５質量％であり、５５質量％であり、４５質量％であり、３５質量％であり、２５質量％であり、２０質量％であり、１５質量％であり、１０質量％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質量％であり、１質量％であり、５質量％であり、１０質量％であり、２０質量％であり、３０質量％であり、４０質量％であり、５０質量％であり、５５質量％であり、６０質量％であり、６５質量％であり、７０質量％であり、７５質量％であり、８０質量％である。好ましい含有量の上限値は、９５質量％であり、８５質量％であり、７５質量％であり、６５質量％であり、５５質量％であり、４５質量％であり、３５質量％であり、２５質量％であり、２０質量％であり、１５質量％であり、１０質量％である。
本発明の液晶組成物の総量に対して、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、０質量％であり、１質量％であり、５質量％であり、１０質量％であり、２０質量％であり、３０質量％であり、４０質量％であり、５０質量％であり、５５質量％であり、６０質量％であり、６５質量％であり、７０質量％であり、７５質量％であり、８０質量％である。好ましい含有量の上限値は、９５質量％であり、８５質量％であり、７５質量％であり、６５質量％であり、５５質量％であり、４５質量％であり、３５質量％であり、２５質量％であり、２０質量％であり、１５質量％であり、１０質量％である。
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質量％であり、２質量％であり、５質量％であり、８質量％であり、１０質量％であり、１３質量％であり、１５質量％であり、１７質量％であり、２０質量％である。好ましい含有量の上限値は、３０質量％であり、２８質量％であり、２５質量％であり、２３質量％であり、２０質量％であり、１８質量％であり、１５質量％であり、１３質量％である。
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種以上含有してもよい。式中、Ｒ２１及びＲ２２は先述と同じ意味を表す。
Figure 0007380059000015
一般式（Ｎ－０６）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、高いネマチック相－等方性液体相転移温度ＴＮＩ、大きな誘電率異方性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－０６）で表される化合物の好ましい含有量の下限値は、０質量％であり、２質量％であり、５質量％であり、８質量％であり、１０質量％であり、１３質量％であり、１５質量％であり、１７質量％であり、２０質量％である。好ましい含有量の上限値は、３０質量％であり、２８質量％であり、２５質量％であり、２３質量％であり、２０質量％であり、１８質量％であり、１５質量％であり、１３質量％であり、１０質量％であり、５質量％である。
本発明の液晶組成物は、一般式（ＮＵ－０１）～一般式（ＮＵ－０８）で表される化合物からなる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、一般式（ＮＵ－０１）～（ＮＵ－０８）で表される化合物からなる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より好ましい。
Figure 0007380059000016
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１～８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し、これらの基中の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－又は－ＯＣＯ－によって置換されていてもよい。
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１～５のアルキル基又は炭素原子数１～５のアルコキシ基が好ましく、炭素原子数１～５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２～３のアルケニル基であることが好ましく、上述する式（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質量％以下が好ましく、２５質量％以下が好ましく、２０質量％以下が好ましく、１５質量％以下が好ましく、１０質量％以下が好ましく、５質量％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質量％以下が好ましく、５質量％以下が好ましく、１質量％以下が好ましく、含有しないことが好ましい。
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１～８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し、これらの基中の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－又は－ＯＣＯ－によって置換されていてもよい。
更に詳述すると、ＲＮＵ１１、ＲＮＵ２１、ＲＮＵ３１、ＲＮＵ４１、ＲＮＵ５１、ＲＮＵ６１、ＲＮＵ７１、ＲＮＵ８１は、炭素原子数１～５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１～５のアルキル基または炭素原子数１～５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（Ｉ）で表される１種又は２種以上の化合物を含有し、更に一般式（Ｎ－０１）～一般式（Ｎ－０５）で表される化合物からなる群から選ばれる１種又は２種以上の化合物を含有し、更に一般式（ＮＵ－０１）～（ＮＵ－０８）で表される化合物からなる群から選ばれる１種又は２種以上の化合物を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、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％、８９質量％、８８質量％、８７質量％、８６質量％、８５質量％、８４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が、７８質量％、８０質量％、８１質量％、８３質量％、８５質量％、８６質量％、８７質量％、８８質量％、８９質量％、９０質量％、９１質量％、９２質量％、９３質量％、９４質量％、９５質量％、９６質量％、９７質量％、９８質量％、９９質量％であることが好ましい。
本発明の液晶組成物は、更に、重合性化合物を含有することもできる。これにより、ＰＳＡモード、ＰＳＶＡモード、ＰＳモード用等の液晶組成物として使用することができる。この場合、重合性化合物は０．０１～２質量％含有することが好ましい。
更に詳述すると、本発明の液晶組成物に、一般式（ＲＭ－１）で表される重合性化合物を１種又は２種以上含有することが好ましい。
Figure 0007380059000017
式中、ＺＭ１及びＺＭ２は各々独立して
Figure 0007380059000018
 を表し、ＸＭ１～ＸＭ５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、水素原子又は
Figure 0007380059000019
 を表すが、ＺＭ１及びＺＭ２中のＸＭ１～ＸＭ５のうちの少なくとも１つは、
Figure 0007380059000020
 であることが好ましい。
ＳＭ１は、炭素原子数１～１２のアルキル基、又は単結合を表し、該アルキル基中のメチレン基は酸素原子同士が直接結合しないものとして酸素原子、－ＣＯＯ－、－ＯＣＯ－、又は－ＯＣＯＯ－に置き換えられてもよい。
ＲＭ１は以下の式（Ｒ－１）～式（Ｒ－１５）のいずれかを表すが、式（Ｒ－１）又は式（Ｒ－２）を表すことが好ましい。
Figure 0007380059000021
式中、ＬＭ１及びＬＭ２はお互い独立して、単結合、－Ｏ－、－ＣＨ２－、－ＯＣＨ２－、－ＣＨ２Ｏ－、－ＣＯ－、－Ｃ２Ｈ４－、―ＣＯＯ－、－ＯＣＯ－、―ＣＨ＝ＣＨ－ＣＯＯ－、－ＣＯＯ―ＣＨ＝ＣＨ－、－ＯＣＯ－ＣＨ＝ＣＨ－、－ＣＨ＝ＣＨ－ＯＣＯ－、―ＣＯＯＣ２Ｈ４－、―ＯＣＯＣ２Ｈ４－、―Ｃ２Ｈ４ＯＣＯ－、―Ｃ２Ｈ４ＣＯＯ－、－ＯＣＯＣＨ２－、―ＣＨ２ＣＯＯ－、－ＣＨ＝ＣＨ－、－ＣＦ＝ＣＨ－、－ＣＨ＝ＣＦ－、－ＣＦ＝ＣＦ－、－ＣＦ２－、－ＣＦ２Ｏ－、－ＯＣＦ２－、－ＣＦ２ＣＨ２－、－ＣＨ２ＣＦ２－、－ＣＦ２ＣＦ２－又は－Ｃ≡Ｃ－を表し、ＬＭ２が複数存在する場合にはそれらは同一でも異なっていてもよいが、単結合、－ＯＣＨ２－、－ＣＨ２Ｏ－、－Ｃ２Ｈ４－、―ＣＯＯ－、－ＯＣＯ－、―ＣＨ＝ＣＨ－ＣＯＯ－、－ＣＯＯ―ＣＨ＝ＣＨ－、－ＯＣＯ－ＣＨ＝ＣＨ－、－ＣＨ＝ＣＨ－ＯＣＯ－、―ＣＯＯＣ２Ｈ４－、―ＯＣＯＣ２Ｈ４－、―Ｃ２Ｈ４ＯＣＯ－、―Ｃ２Ｈ４ＣＯＯ－、－ＣＦ２Ｏ－、－ＯＣＦ２－、又は－Ｃ≡Ｃ－が好ましく、単結合、－Ｃ２Ｈ４－、―ＣＯＯ－、－ＯＣＯ－、―ＣＨ＝ＣＨ－ＣＯＯ－、－ＣＯＯ―ＣＨ＝ＣＨ－、－ＯＣＯ－ＣＨ＝ＣＨ－、－ＣＨ＝ＣＨ－ＯＣＯ－、―ＣＯＯＣ２Ｈ４－、―ＯＣＯＣ２Ｈ４－又は―Ｃ２Ｈ４ＣＯＯ－がより好ましい。
存在するＭＭ１は、１，４－フェニレン基、１，４－シクロヘキシレン基、ナフタレン－２，６－ジイル基を表し、これらの基中に含まれる水素原子がフッ素原子、塩素原子、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、ニトロ基、又は
Figure 0007380059000022
 に置換されていてもよく、当該アルキル基又はアルコキシ基中の水素原子はハロゲンで置換されていてもよい。ＭＭ１が複数存在する場合はそれらは同一でも異なっていてもよい。ＭＭ１は、好ましくは、１，４－フェニレン基であるか、当該基中に含まれる水素原子がフッ素原子、又は炭素原子数１～８のアルキル基又は炭素原子数１～８のアルコキシ基に置換されているものがよい。
ｍＭ１は０、１又は２を表すが、０又は１が好ましい。
更に詳述すると、重合性化合物である一般式（ＲＭ－１）で表される化合物として、具体的に以下の一般式（ＲＭ－１Ａ）で表される化合物が挙げられる。
Figure 0007380059000023
式中、ＲＭ１及びＳＭ１は、一般式（ＲＭ－１）中のＲＭ１及びＳＭ１と同じ意味を表し、ＸＭ１～ＸＭ８は水素、フッ素又は、
Figure 0007380059000024
 を表す。
一般式（ＲＭ－１Ａ）で表される化合物において、上記のビフェニル骨格の構造は、非置換であるか、或いは、式（ＩＶ－１１）～式（ＩＶ－１４）であることが好ましく、非置換又は式（ＩＶ－１１）であることがより好ましい。
Figure 0007380059000025
非置換又は式（ＩＶ－１１）～式（ＩＶ－１４）で表されるビフェニル骨格を含む重合性化合物を含有した液晶組成物を用いると、ＰＳＡモード、ＰＳＶＡモード、ＰＳモード等の液晶表示素子中の配向規制力が最適となり、良好な配向状態が得られる。
重合性化合物である一般式（ＲＭ－１Ａ）で表される化合物として、具体的に以下の式（Ｍ１－１）～式（Ｍ１－４）で表される化合物が好ましい。
Figure 0007380059000026
また、一般式（ＲＭ－１）で表される化合物として、一般式（ＲＭ－１Ｂ）で表される化合物も挙げられる。
Figure 0007380059000027
式中、ＲＭ１、ＳＭ１、ＬＭ１、ＬＭ２、ＭＭ１及びｍＭ１は、一般式（ＲＭ－１）中のＲＭ１、ＳＭ１、ＬＭ１、ＬＭ２、ＭＭ１及びｍＭ１と同じ意味を表し、ＸＭ１～ＸＭ５は水素、フッ素、又は
Figure 0007380059000028
 を表す。
重合性化合物である一般式（ＲＭ－１Ｂ）で表される化合物として、具体的に以下の式（Ｍ１－５）～式（Ｍ１－２２）で表される化合物が好ましく、式（Ｍ１－５）～式（Ｍ１－２１）で表される化合物がより好ましい。
Figure 0007380059000029
Figure 0007380059000030
Figure 0007380059000031
上述した一般式（ＲＭ－１）で表される重合性化合物は、重合速度が十分に速く、液晶組成物に含浸されたときに析出しづらく、その残留量を低減することができる。そのため、一般式（Ｉ）で表される化合物と重合性化合物である一般式（ＲＭ－１）で表される化合物を同時に含有する重合性化合物含有液晶組成物は、製造のためのエネルギーコストの最適化及び削減によって、生産効率を向上することができる。そして、上記重合性化合物含有液晶組成物を用いた液晶表示子において、配向不良や焼き付き等の表示不良がない又は抑制された、優れた表示品位を得ることができ、更に、高い電圧保持率（ＶＨＲ）と所望のプレチルト角とを両立することができる。
更に、本発明の液晶組成物は、特許文献５（特許第６２３３５５０号公報）の段落０２３６～段落０５０９に記載の誘電率異方性が正の化合物を１種又は２種以上含有することができる。更に好ましくは、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より大きい化合物が好ましい。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質量％であり、０．５質量％であり、１質量％であり、１．５質量％であり、２質量％であり、２．５質量％であり、３質量％であり、４質量％であり、５質量％であり、１０質量％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質量％であり、１５質量％であり、１０質量％であり、９質量％であり、８質量％であり、７質量％であり、６質量％であり、５質量％であり、４質量％であり、３質量％である。
本発明の液晶組成物は、特許文献５（特許第６２３３５５０号公報）の段落０６２４～段落０６４２に記載の誘電率異方性がほぼ中性（Δεが－２～＋２）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。
本発明の液晶組成物が重合性化合物を含む場合に、重合開始剤が存在しなくても重合は進行するが、重合を促進するために重合開始剤を含有していてもよい。重合開始剤としては、ベンゾインエーテル類、ベンゾフェノン類、アセトフェノン類、ベンジルケタール類、アシルフォスフィンオキサイド類等が挙げられる。
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よい。
酸化防止剤として、一般式（Ｈ－１）～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。
Figure 0007380059000032
一般式（Ｈ－１）～一般式（Ｈ－３）中、ＲＨ１は、それぞれ独立して、炭素原子数１～１０のアルキル基、炭素原子数１～１０のアルコキシ基、炭素原子数２～１０のアルケニル基又は炭素原子数２～１０のアルケニルオキシ基を表すが、これらの基中に存在する１個の－ＣＨ２－又は非隣接の２個以上の－ＣＨ２－はそれぞれ独立的に－Ｏ－又は－Ｓ－に置換されてもよく、また、これらの基中に存在する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よい。更に具体的には、炭素原子数２～７のアルキル基、炭素原子数２～７のアルコキシ基、炭素原子数２～７のアルケニル基又は炭素原子数２～７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３～７のアルキル基又は炭素原子数２～７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、ＭＨ４は炭素原子数１～１５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よい。）、－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よい。）又は１，４－シクロヘキシレン基を表すが、炭素原子数１～１４のアルキレン基であることが好ましく、揮発性を考慮すると炭素原子数は大きい数値が好ましいが、粘度を考慮すると炭素原子数は大き過ぎない方が好ましいことから、炭素原子数２～１２が更に好ましく、炭素原子数３～１０が更に好ましく、炭素原子数４～１０が更に好ましく、炭素原子数５～１０が更に好ましく、炭素原子数６～１０が更に好ましい。
一般式（Ｈ－１）～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よい。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よい。
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－ＣＨ２－は－Ｏ－又は－Ｓ－によって置換されていてもよい。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よい。
更に具体的には、例えば、式（Ｈ－１１）～式（Ｈ－１５）が挙げられる。
Figure 0007380059000033
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、誘電率異方性Δεが負の値を示すｎ型液晶組成物に求められる諸特性を満たしつつ、回転粘性γ１が十分に小さく、弾性定数Ｋ３３が大きく、弾性定数Ｋ１１が小さい。回転粘性γ１と弾性定数Ｋ３３は高速応答性に寄与し、弾性定数Ｋ１１は透過性に寄与する。そのため、本発明の液晶組成物は、液晶ＴＶ等の液晶デバイスに用いられた際に、高速応答及び高透過率を実現することができる。
＜液晶表示素子＞
本発明の液晶組成物を用いた液晶表示素子は、高速応答及び高透過率を両立させた有用なものであり、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モード、ＰＳＶＡモード、ＰＳＡモード、ＩＰＳモード又はＥＣＢモード用液晶表示素子に適用できる。中でも、本発明の液晶組成物は、ＶＡモード、ＰＳＶＡモード又はＰＳＡモードの液晶表示素子に好適である。
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。更に、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の各部材、製造方法は特に限定されるものではなく、一般的な部材や製造方法を用いて液晶表示素子を構成、製造することができる。
本発明の液晶組成物が重合性化合物を含有する場合、当該重合性化合物を重合させる方法は特に限定されるものではない。ただし、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よいし、非偏光光源を用いてもよい。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よい。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～１０ｋＨｚの交流が好ましく、周波数６０Ｈｚ～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～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（焼き付き）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、より短波長側の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／ｃｍ２～５００Ｊ／ｃｍ２が好ましく、１００ｍＪ／ｃｍ２～２００Ｊ／ｃｍ２が更に好ましい。
＜化合物の製造方法＞
本発明の液晶組成物を調製する際、上記一般式（Ｉ）で表される化合物、より具体的には、上記一般式（Ｉ－Ａ）～一般式（Ｉ－Ｘ）で表される化合物が好適である。一般式（Ｉ）で表される化合物は、例えば、以下のようにして製造することができる。勿論、本発明の趣旨及び適用範囲は、これらの製造例によって制限されるものではない。
（製造方法１）一般式（Ｉ－Ａ）、（Ｉ－Ｂ）、（Ｉ－Ｏ）及び（Ｉ－Ｐ）で表される化合物の合成方法
製造方法１は、以下の式で表される合成方法である。一般式（Ｉ－Ｚ）は、上述した一般式（Ｉ－Ａ）、（Ｉ－Ｂ）、（Ｉ－Ｏ）及び（Ｉ－Ｐ）を含む。
Figure 0007380059000034
上記式中、Ｒ１、Ａi１、及びｍi１は一般式（Ｉ）におけるＲ１、Ａ２及びｍ１を表し、Ｘｉ１は塩素、臭素、よう素、ベンゼンスルホニルオキシ基、ｐ-トルエンスルホニルオキシ基、メタンスルホニルオキシ基、トリフルオロメタンスルホニルオキシ基又は水酸基を表す。
一般式（Ｓ－１）で表される化合物に、一般式（Ｓ－２）で表される化合物と炭酸カリウム等の塩基とを反応させることにより、一般式（Ｉ－Ｚ）で表される目的化合物、すなわち、一般式（Ｉ－Ａ）、（Ｉ－Ｂ）、（Ｉ－Ｏ）及び（Ｉ－Ｐ）で表される目的化合物を得ることができる。
（製造方法２）一般式（Ｉ－Ｅ）で表される化合物の合成方法
製造方法２は、以下の式で表される合成方法である。
Figure 0007380059000035
まず、４－ブロモ－１－ヨードベンゼンとマグネシウムによりグリニャール試薬を調製した後、メチルシクロヘキサノンと反応させる。得られた化合物をｐ－トルエンスルホン酸によって脱水した後、２－メチル－３－ブチン－２－オールと、反応触媒としてテトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウムと、塩基としてトリエチルアミンとを用いて薗頭反応を行う。更に加熱によってｔｅｒｔ－ブチル基を脱保護してアセチレン化合物を得た後、式（Ｓ－３）で表される化合物を加えて、再度、薗頭反応を行う。得られた化合物を、撹拌装置を備えたオートクレーブ容器に入れて、５％パラジウムカーボン（含水品）と、溶媒としてテトラヒドロフランを加えて、０．３ＭＰａの水素雰囲気下で還元反応（室温、８時間）を行う。得られた化合物を取り出してｔｅｒｔ－ブトキシカリウムを用いて異性化反応を行った後、再結晶による精製を行うことにより、一般式（Ｉ－Ｅ）で表される目的化合物を得ることができる。
（製造方法３）一般式（Ｉ－Ｉ）で表される化合物の合成方法
製造方法３は、以下の式で表される合成方法である。
Figure 0007380059000036
４－ブロモ－１－クロロ－３－フルオロベンゼン及びマグネシウムによりグリニャール試薬を調製した後、メチルシクロヘキサノンと反応させる。得られた化合物をｐ－トルエンスルホン酸によって脱水した後、式（Ｓ－４）で表される化合物を加え、その後、テトラヒドロフラン溶媒下で鈴木カップリング反応を行うことにより、一般式（Ｉ－Ｉ）で表される目的化合物を得ることができる。
（製造方法４）一般式（Ｉ－Ｌ）で表される化合物の合成方法
製造方法４は、以下の式で表される合成方法である。
Figure 0007380059000037
上述した製造方法３で得られた一般式（Ｉ－Ｉ）で表される化合物を、撹拌装置を備えたオートクレーブ容器に入れて、５％パラジウムカーボン（含水品）と、溶媒としてテトラヒドロフランとを加え、０．３ＭＰａの水素雰囲気下で還元反応（室温、８時間）を行う。得られた化合物を取り出し、ｔｅｒｔ－ブトキシカリウムを用いた異性化反応を行った後、再結晶による精製を行うことにより、一般式（Ｉ－Ｌ）で表される目的化合物を得ることができる。
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 －ＣｎＨ２ｎ＋１ 炭素数ｎの直鎖状のアルキル基
ｎ－ ＣｎＨ２ｎ＋１－ 炭素数ｎの直鎖状のアルキル基
－Ｏｎ －ＯＣｎＨ２ｎ＋１ 炭素数ｎの直鎖状のアルコキシ基
ｎＯ－ ＣｎＨ２ｎ＋１Ｏ－ 炭素数ｎの直鎖状のアルコキシ基
－Ｖ －ＣＨ＝ＣＨ２
Ｖ－ ＣＨ２＝ＣＨ－
－Ｖ１ －ＣＨ＝ＣＨ－ＣＨ３
１Ｖ－ ＣＨ３－ＣＨ＝ＣＨ－
－Ｆ －Ｆ
－ＯＣＦ３ －ＯＣＦ３
（連結基）
－１Ｏ－ －ＣＨ２－Ｏ－
－Ｏ１－ －Ｏ－ＣＨ２－
－２－ －ＣＨ２－ＣＨ２－
－ＣＯＯ－ －ＣＯＯ－
－ＯＣＯ－ －ＯＣＯ－
－ 単結合
（環構造）
Figure 0007380059000038
実施例中、測定した特性は以下のとおりである。各物性値は、特別の記載がない限り、電子情報技術産業協会規格 ＪＥＩＴＡ ＥＤ－２５２１Ｂ ２００９年３月改正 社団法人 電子情報技術産業協会発行 に記載の方法に基づいて測定した。
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℃におけるスプレイの弾性定数（ｐＮ）
Ｋ３３：２０℃におけるベンドの弾性定数（ｐＮ）
ＶＨＲ：３１３ｎｍの照度３ｍＷ／ｃｍ２のＵＶ光を６０分照射した後、１Ｖ、６０Ｈｚ、６０℃で測定したときの電圧保持率（％）
＜１．化合物の調製及び評価＞
以下の実施例において、水素圧は、大気圧を０ＭＰａとした場合の圧力を意味する。化合物の純度は、ＧＣによって分析した。分析条件は以下の通りである。
（ＧＣ分析条件）
カラム：Ａｇｉｌｅｎｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，Ｊ＆Ｗ Ｃｏｌｕｍｎ ＤＢ－１ＨＴ，１５ｍ×０．２５ｍｍ×０．１０μｍ
温度プログラム：１００℃（１分間）－（２０℃／分間）－２５０℃－（１０℃／分間）－３８０℃－（７℃／分間）－４００℃（２．６４分間）
注入口温度：３５０℃
検出器温度：４００℃
［実施例１］
以下の式で表される製造方法によって、式（１）で表される目的化合物を得た。
Figure 0007380059000039
まず、窒素雰囲気下で、撹拌装置、温度計及び冷却管を備えた反応容器に、trans-４－メチルシクロヘキシルメタノール８４ｇと、４－エトキシ－２，３－ジフロロフェノール１２５ｇと、トリフェニルフォスフィン２００ｇと、テトラヒドロフラン７００ｍＬとを加えて攪拌し、－１０℃まで冷却した。そこに、アゾジカルボキシルジイソプロピル１４４ｇを滴下にて添加し、－１０℃で１時間攪拌した後、室温まで昇温し、４時間攪拌した。次に、得られた溶液を０℃まで冷却し、水３０ｍＬを加えた後、溶媒を減圧留去し、得られた残渣にヘキサン１２６０ｍＬ、トルエン１４０ｍＬ、メタノール７００ｍＬ及び水５０ｍＬを加えて有機層を分離し、水／メタノール（体積比２／１）１０５０ｍＬで２回洗浄し、無水硫酸ナトリウムを加えて乾燥した。得られた溶液を濃縮し、化合物の粗体１５４ｇを得た。その後、アセトン／メタノール混合溶媒を用いて再結晶を繰り返すことで、式（１）で表される化合物である１－エトキシ－２，３－ジフルオロ－４－(trans－４－メチルシクロヘキシルメトキシ)ベンゼン１００ｇを得た。
次に、得られた式（１）で表される化合物を評価した。結果は、以下のとおりである。
ＧＣ純度：９９．８％
相転移温度（℃）：Ｃｒ ３４ Ｎ
１Ｈ－ＮＭＲ（溶媒：重クロロホルム）：δ：０．８８（ｓ，３Ｈ）,０．９０－１．９０（ｍ，１３Ｈ）,３．７６－３．７７（ｍ，２Ｈ），３．９６－３．９９（ｍ，２Ｈ），６．５８－６．６４（ｍ，２Ｈ）
［実施例２］
以下の式で表される製造方法によって、式（２）で表される目的化合物を得た。
Figure 0007380059000040
窒素雰囲気下で、撹拌装置、温度計及び冷却管を備えた反応容器に、（trans,trans－４’－メチルビシクロヘキシル－４－イル）メタノール１３７ｇと、４－エトキシ－２，３－ジフロロフェノール１２５ｇと、トリフェニルフォスフィン２００ｇとテトラヒドロフラン７００ｍＬとを加えて攪拌し、－１０℃まで冷却した。アゾジカルボキシルジイソプロピル１４４ｇを滴下にて添加し、－１０℃で１時間攪拌後、室温まで昇温し、４時間攪拌した。次に、得られた溶液を０℃まで冷却し、水３０ｍＬを加えた後、溶媒を減圧留去し、得られた残渣にヘキサン１２６０ｍＬ、トルエン１４０ｍＬ、メタノール７００ｍＬ及び水３５０ｍＬを加えて有機層を分離し、水／メタノール（体積比２／１）１０５０ｍＬで２回洗浄し、無水硫酸ナトリウムを加えて乾燥した。得られた溶液を濃縮し、化合物の粗体２００ｇを得た。その後、アセトン／メタノール混合溶媒を用いて再結晶を繰り返すことで、式（２）で表される化合物である、trans,trans－４－（４－エトキシ－２，３－ジフルオロフェノキシメチル）－４’－メチルビシクロヘキシル１３１ｇを得た。
次に、得られた式（２）で表される化合物を評価した。結果は、以下のとおりである。
ＧＣ純度：９９．８％
相転移温度（℃）：Ｃｒ ６６ Ｎ １１０ Ｉｓｏ
１Ｈ－ＮＭＲ（溶媒：重クロロホルム）：０．８６（ｓ，３Ｈ）,１．３４（ｓ，３Ｈ）,０．８４－２．０８（ｍ，２０Ｈ）,３．７４－３．７６（ｍ，２Ｈ），４．０２－４．０８（ｍ，２Ｈ），６．５９－６．６１（ｍ，２Ｈ）
［実施例３］
以下の式で表される製造方法によって、式（３）で表される目的化合物を得た。
Figure 0007380059000041
まず、窒素雰囲気下で、撹拌装置、冷却器及び温度計を備えた反応容器に、マグネシウム４．２ｇ、テトラヒドロフラン１０ｍＬを加え、４－ブロモ－１－クロロベンゼン３０ｇを含有するテトラヒドロフラン溶液１００ｍＬを滴下した。滴下終了後、室温で２時間反応させた後、メチルシクロヘキサノン２０ｇを含有するテトラヒドロフラン溶液６０ｍＬを滴下した。滴下終了後、室温で３時間反応させた。反応終了後、反応液を５℃以下に冷却し、１０％塩酸１５０ｍＬを加え反応を停止させた後、トルエン５０ｍＬを加え、更に有機層を飽和炭酸水素ナトリウム及び飽和食塩水で洗浄し溶媒を留去することにより、式（Ｓ－３）で表される化合物３６ｇを得た。
次いで、撹拌装置、ディーンスターク水分計、冷却器及び温度計を備えた反応容器に、得られた式（Ｓ－３）で表される化合物３６ｇと、トルエン１８０ｍＬと、ｐ－トルエンスルホン酸・１水和物１．５ｇとを加え、還流下で４時間加熱した。反応終了後、反応容器を冷却し、飽和炭酸水素ナトリウム１５０ｍＬを加え、有機層を濃縮することにより、式（Ｓ－４）で表される化合物２８ｇを得た。
続いて、窒素雰囲気下で、撹拌装置、冷却器及び温度計を備えた反応容器に、得られた式（Ｓ－４）で表される化合物１５ｇと、４－エトキシ－２，３－ジフロロ－フェニルホウ酸１６ｇと、炭酸カリウム６１ｇと、テトラヒドロフラン２５０ｍＬと、水２５ｍＬとを加えて撹拌する。次いで、触媒としてテトラキストリフェニルホスフィンパラジウム１．６ｇを室温で添加した後、加熱還流を行い４時間撹拌した。放冷した後、水２００ｍＬ及びトルエン２５０ｍＬを加えて分液し、更に有機層を水２５０ｍＬ及び飽和食塩水２５０ｍＬにて洗浄した。その後、無水硫酸ナトリウムを加えて乾燥した後、有機溶媒を減圧留去し、得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製することにより、化学式（３）で表される化合物である４－フェニル（４－エトキシー２，３－ジフルオロフェニル）－１－メチルシクロヘキシル－３－エン１６ｇを得た。
次に、得られた化学式（３）で表される化合物を評価した。結果は、以下のとおりである。
ＧＣ純度：９９．９％
相転移温度（℃）：Ｃｒ １２４ Ｎ １３９ Ｉｓｏ
１Ｈ－ＮＭＲ（溶媒：重クロロホルム）：δ： ０．９５（ｄ，３Ｈ），１．３４（ｔ，３Ｈ），１．４５（ｍ，２Ｈ），１．６３（ｓ，１Ｈ），１．９３－２．１９（ｍ，４Ｈ），４．１２（ｑ，２Ｈ），５．９０－５．９７（ｍ，１Ｈ），７．０８－７．１２（ｍ，１Ｈ），７．４９－７．５７（ｍ，５Ｈ）
１３Ｃ－ＮＭＲ（溶媒：重クロロホルム）：δ：１４．７，２０．９，２８．３，３０．２，３０．４，３５．２，６４．６，１１０．０，１１８．５，１２２．３，１２３．６，１２６．８，１２７．７，１３５．５，１３５．７, １４１．１，１４８．８
［実施例４］
以下の式で表される製造方法によって、化学式（４）で表される目的化合物を得た。
Figure 0007380059000042
まず、撹拌装置を備えたオートクレーブ容器に、実施例３で合成した化学式（３）で表される化合物１０ｇと、５％パラジウムカーボン１ｇと、テトラヒドロフラン１５０ｍＬと、エタノール２０ｍＬとを加え、０．３ＭＰａの水素にて還元反応（室温、８時間）を行った。得られた反応液を、ろ過剤を用いてろ過した後、有機溶媒を減圧留去した。次いで、窒素雰囲気下で、撹拌装置、冷却器及び温度計を備えた反応容器に、得れた反応物と、Ｎ．Ｎ－ジメチルホルムアミド１００ｍＬと、ｔｅｒｔ－ブトキシカリウム２ｇとを加え、９０℃で４時間攪拌させた。放冷した後、水２００ｍＬ及びトルエン１００ｍＬを加えて分液し、更に有機層を水２５０ｍＬ及び飽和食塩水２５０ｍＬにて洗浄した。その後、無水硫酸ナトリウムを加えて乾燥した後、有機溶媒を減圧留去し、得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー及び酢酸エチルによる再結晶にて精製することにより、化学式（４）で表される化合物である４－エトキシー２，３－ジフルオロー４’－（trans－４－メチルシクロヘキシル）ビフェニル１６ｇを得た。
次に、得られた化学式（４）で表される化合物を評価した。結果は、以下のとおりである。
ＧＣ純度：９９．６％
相転移温度（℃）：Ｃｒ ９４ Ｎ ９８ Ｉｓｏ
１Ｈ－ＮＭＲ（溶媒：重クロロホルム）：δ： ０．８７（ｄ，３Ｈ），１．３２（ｔ，３Ｈ），１．３８－１．４７（ｍ，３Ｈ），１．５９－１．６３（ｍ，４Ｈ），１．８３－１．８７（ｍ，２Ｈ），２．７０－２．７３（ｍ，１Ｈ），４．１２（ｑ，２Ｈ），５．９０－５．９７（ｍ，１Ｈ），７．０８－７．１２（ｍ，１Ｈ），７．３４－７．３８（ｍ，２Ｈ），７．４９－７．５７（ｍ，３Ｈ）
１３Ｃ－ＮＭＲ（溶媒：重クロロホルム）：δ：１４．７，２０．９，２８．３，３０．２，３０．４，３１．６，３３．２，６４．６，１１０．０，１１８．５，１２２．３，１２３．６，１２６．８，１２７．７，１３５．５，１３５．７, １４１．３，１４８．６
＜２．液晶組成物の調製及び評価＞
まず、実施例４～１３の液晶組成物（ＬＣ－１）～（ＬＣ－９）及び比較例１～４の液晶組成物（Ｃ－１）～（Ｃ－４）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を表１～３に示し、その物性値を表４～６に示す。
次に、これらの液晶組成物を、それぞれセルギャップ３．０μｍでホメオトロピック配向を誘起するポリイミド配向膜を塗布したＩＴＯ付きセルに真空注入法で注入することにより、ＶＡ液晶表示素子を得た。
得られた実施例４～１３の液晶組成物を用いたＶＡ液晶表示素子について、光学評価装置（ＯＣＡ－１００）を用いて電気光学特性評価試験を行った。このときのＶ－Ｔカーブより駆動電圧及び透過率を測定した。さらに、弾性定数及び低温保存性を測定した。
応答速度： 応答速度は、Ｖｏｎは５Ｖ、Ｖｏｆｆは０．５Ｖとし、測定温度は２０℃で、測定機器としてＡＵＴＲＯＮＩＣ－ＭＥＬＣＨＥＲＳ社のＤＭＳ７０３を用いて測定した。表４～６中の◎印は応答が十分速いことを意味し、〇印は応答が速いことを意味し、×印は応答が遅いことを意味する。
駆動電圧： ＶＡモードの液晶表示素子に６０Ｈｚの矩形波を印加して応答時間とＶＴカーブを測定した。測定してＶＴカーブより透過率が９０％となる電圧を駆動電圧とした。〇印は適切な駆動電圧であることを意味する。
透過率： セルに電圧を０～１０Ｖ印加したときの透過率を測定した。表４～６中の〇印は透過率が十分高いことを意味し、×印は透過率が低いことを意味する。
弾性定数: 各液晶組成物のスプレイおよびベンド弾性定数は、弾性定数測定システム（東陽テクニカ社製、「ＥＣ－１型」）を用いて、２０℃で測定した。
低温保存性： 実施例１４～４９の重合性化合物含有液晶組成物を－２０℃で２４０時間冷却した後、重合性化合物の析出の有無を観察し、低温保存性の指標とした。表４～６中の〇印は析出がなく、輝点等の表示不良を引き起こさないことを意味し、△印はスメクチック性であることを意味し、×印は析出していることを意味する。
Figure 0007380059000043
Figure 0007380059000044
Figure 0007380059000045
Figure 0007380059000046
Figure 0007380059000047
Figure 0007380059000048
表４～６に示すように、実施例５～７の液晶組成物は、比較例１の液晶組成物と比較して、回転粘性γ１及び弾性定数Ｋ１１が小さく、弾性定数Ｋ３３に対する回転粘性γ１の比であるγ１／Ｋ３３の値が小さく、電気光学効果の急峻性を支配するパラメータであるＫ１１／Ｋ３３が充分に小さく、更に、応答速度及び透過率に優れることが確認された。
また、実施例８～１０の液晶組成物と比較例２の液晶組成物とを比較したとき、実施例１１～１２の液晶組成物と比較例３の液晶組成物とを比較したとき、実施例１２３の液晶組成物と比較例４の液晶組成物とを比較したときについても、実施例５～７の液晶組成物と比較例１の液晶組成物とを比較したときと同様の結果が得られた。
以上のことから、これらの実施例は本発明の課題を解決していることを確認した。
更に、これらの液晶組成物と、上述した式（Ｍ１－２）、（Ｍ１－３）、（Ｍ１－５）～（Ｍ１－９）、（Ｍ１－１２）～（Ｍ１－１４）及び（Ｍ１－１６）で表される重合性化合物の１種又は２種とを混合して、実施例１４～４９の重合性化合物含有液晶組成物を調製した。液晶組成物及び重合性化合物の配合比を表７～１３に示す。
Figure 0007380059000049
Figure 0007380059000050
Figure 0007380059000051
Figure 0007380059000052
Figure 0007380059000053
Figure 0007380059000054
Figure 0007380059000055
更に、実施例１４～４９の重合性化合物含有液晶組成物をそれぞれセルギャップ３．０μｍでホメオトロピック配向を誘起するポリイミド配向膜を塗布したＩＴＯ付きセルに真空注入法で注入することで、垂直配向（ＶＡ）液晶表示素子を得た。得られたＶＡ液晶表示素子に対し、１０Ｖ、１００Ｈｚの矩形波を印加しながら、１００ｍＷ／ｃｍ－２（３６５ｎｍ）の強度の高圧水銀ランプで１０Ｊ露光した。そして、電圧を切った状態で１００Ｊ露光することで高分子安定化垂直配向（ＰＳＶＡ）液晶表示素子を得た。
実施例１４～４９の重合性化合物含有液晶組成物を用いたＶＡ液晶表示素子及びＰＳＶＡ液晶表示素子について、実施例４～実施例１３の液晶組成物を用いたＶＡ液晶表示素子と同様に、応答速度、駆動電圧、低温保存性及び透過率について測定したところ、それらと同等の結果が得られた。
次に、実施例１４～４９で得られた液晶表示素子中に残存する重合性化合物の量を確認したところ残留量は十分に少なかった。このことから、プレチルト角の変化による表示不良が発生しにくいＰＳＶＡ液晶表示素子であることが確認された。
更に、実施例４の液晶組成物に、以下の式（Ｈ－２－Ｒ３）で表される酸化防止剤を５０ｐｐｍ添加した酸化防止剤含有液晶組成物（実施例５０）と、式（Ｈ－３－Ｒ３）で表される酸化防止剤を３０ｐｐｍ添加した酸化防止剤含有液晶組成物（実施例５１）と、式（Ｈ－４－Ｍ８）で表される酸化防止剤を５０ｐｐｍ添加した酸化防止剤含有液晶組成物（実施例５２）とを調製した。
Figure 0007380059000056
得られた実施例５０～実施例５２の酸化防止剤含有液晶組成物を用いて、上述と同様にして、ＶＡ液晶表示素子を作製した後、ＶＨＲについて評価した。
ＶＨＲの結果から、実施例５０～実施例５２の酸化防止剤含有液晶組成物を用いたＶＡ液晶表示素子は、酸化防止剤を含有しない実施例１４の液晶組成物を用いたＶＡ液晶表示素子と比較して、より信頼性が高く、熱安定性に優れる液晶表示素子となることが確認された。
以上のことから、本発明の液晶組成物は、ＶＡ液晶表示素子及びＰＳＶＡ表示素子に用いたときに、高速応答、低駆動電圧、良好な低温保存性、高透過率を全て両立できる、優れた液晶組成物であることが確認された。

Claims (13)

  1. 一般式（Ｉ）
    Figure 0007380059000057
     （式中、Ｒ１は炭素原子数１～８のアルキル基又は炭素原子数２～８のアルケニル基を表し、これらの基中の－ＣＨ２－又は隣接していない２個以上の－ＣＨ２－はそれぞれ独立的に－Ｏ－又は－Ｓ－に置換されてもよく、また、これらの基中に存在する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よく、
    環Ａ１は、１，４－シクロへキシレン基又は１，４－シクロヘキセニレン基であり、
    Ａ２は、それぞれ独立的に１，４－シクロへキシレン基、１，４－フェニレン基、２－フルオロ－１，４－フェニレン基、３－フルオロ－１，４－フェニレン基、３，５－ジフルオロ－１，４－フェニレン基、２，３－ジフルオロ－１，４－フェニレン基、１，４－シクロヘキセニレン基、１，４－ビシクロ［２．２．２］オクチレン基、ピペリジン－１，４－ジイル基、ナフタレン－２，６－ジイル基、デカヒドロナフタレン－２，６－ジイル基又は１，２，３，４－テトラヒドロナフタレン－２，６－ジイル基を表し、これらの基中の１個又は２個以上の水素原子は独立して、ハロゲン、シアノ基、ニトロ基、炭素原子数１～１２のアルキル基、炭素原子数１～１２のアルコキシ基、炭素原子数２～１２のアルケニル基で置換されていてもよく、当該アルキル基、アルコキシ基又は当該アルケニル基中の水素原子はハロゲンで置換されていてもよく、Ａ２が複数存在する場合にはそれらは同一でも異なっていてもよく、
    Ｚ０は、－ＯＣＨ２－、－ＣＨ２Ｏ－、－ＣＦ２Ｏ－、－ＯＣＦ２－、－ＣＨ２ＣＨ２－、－ＣＦ２ＣＦ２－又は単結合を表し、
    ｍ１は、０、１又は２を表すが、
    但し、ｍ１が１であり、環Ａ１及びＡ２が１，４－シクロへキシレン基であって且つＺ０が単結合である場合を除く。）で表される化合物を１種又は２種以上含有する液晶組成物。
  2. 一般式（Ｉ）中の環Ａ１が１，４－シクロへキシレン基である請求項１に記載の液晶組成物。
  3. 一般式（Ｉ）中のｍ１が１である請求項１又は２に記載の液晶組成物。
  4. 一般式（Ｉ）中のＡ２が１，４－シクロへキシレン基、１，４－フェニレン基又は１，４－シクロヘキセニレン基であり、これらの基中の１個又は２個以上の水素原子は、ハロゲン、炭素原子数１～１２のアルキル基、炭素原子数１～１２のアルコキシ基又は炭素原子数２～１２のアルケニル基で置換されていてもよく、当該アルキル基、アルコキシ基又は当該アルケニル基中の水素原子はハロゲンで置換されていてもよい請求項１～３のいずれか１項に記載の液晶組成物。
  5. 更に、一般式（Ｎ－０１）～一般式（Ｎ－０５）
    Figure 0007380059000058
     （式中、Ｒ２１及びＲ２２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し、これらの基中の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－又は－ＯＣＯ－によって置換されていてもよく、
    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。）で表される化合物からなる群から選ばれる化合物（但し、一般式（Ｉ）で表される化合物を除く。）を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。
  6. 更に、一般式（ＮＵ－０１）～一般式（ＮＵ－０８）
    Figure 0007380059000059
     （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１～８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し、これらの基中の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－又は－ＯＣＯ－によって置換されていてもよい。）で表される化合物からなる群から選ばれる化合物を１種又は２種以上含有する請求項１～５のいずれか１項に記載の液晶組成物。
  7. 一般式（Ｉ）で表される１種又は２種以上の化合物、一般式（Ｎ－０１）～一般式（Ｎ－０５）で表される化合物からなる群から選ばれる１種又は２種以上の化合物及び一般式（ＮＵ－０１）～一般式（ＮＵ－０８）で表される化合物からなる群から選ばれる１種又は２種以上の化合物の含有量の合計が８０質量％～１００質量％である請求項６に記載の液晶組成物。
  8. 更に、一般式（ＲＭ－１）
    Figure 0007380059000060
     （式中、ＺＭ１及びＺＭ２は、それぞれ独立して
    Figure 0007380059000061
     を表し、ＸＭ１～ＸＭ５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、水素原子又は
    Figure 0007380059000062
     を表すが、ＸＭ１～ＸＭ５のうちの少なくとも１つは、
    Figure 0007380059000063
     を表し、
    ＳＭ１は、炭素原子数１～１２のアルキレン基又は単結合を表し、該アルキレン基中の－ＣＨ２－は酸素原子同士が直接結合しないものとして酸素原子、－ＣＯＯ－、－ＯＣＯ－、又は－ＯＣＯＯ－に置き換えられてもよく、
    ＲＭ１は以下の式（Ｒ－１）～式（Ｒ－１５）
    Figure 0007380059000064
     のいずれかを表し、
    ＬＭ１及びＬＭ２は、それぞれ独立して、単結合、－Ｏ－、－ＣＨ２－、－ＯＣＨ２－、－ＣＨ２Ｏ－、－ＣＯ－、－Ｃ２Ｈ４－、―ＣＯＯ－、－ＯＣＯ－、―ＣＨ＝ＣＨ－ＣＯＯ－、－ＣＯＯ―ＣＨ＝ＣＨ－、－ＯＣＯ－ＣＨ＝ＣＨ－、－ＣＨ＝ＣＨ－ＯＣＯ－、―ＣＯＯＣ２Ｈ４－、―ＯＣＯＣ２Ｈ４－、―Ｃ２Ｈ４ＯＣＯ－、―Ｃ２Ｈ４ＣＯＯ－、－ＯＣＯＣＨ２－、―ＣＨ２ＣＯＯ－、－ＣＨ＝ＣＨ－、－ＣＦ＝ＣＨ－、－ＣＨ＝ＣＦ－、－ＣＦ＝ＣＦ－、－ＣＦ２－、－ＣＦ２Ｏ－、－ＯＣＦ２－、－ＣＦ２ＣＨ２－、－ＣＨ２ＣＦ２－、－ＣＦ２ＣＦ２－又は－Ｃ≡Ｃ－を表し、ＬＭ２が複数存在する場合にはそれらは同一でも異なっていてもよく、
    ＭＭ１は、１，４－フェニレン基、１，４－シクロへキシレン基、ナフタレン－２，６－ジイル基を表すが、これらの基中に含まれる水素原子がフッ素原子、塩素原子、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、ニトロ基、又は
    Figure 0007380059000065
     に置換されていてもよく、当該アルキル基又はアルコキシ基中の水素原子はハロゲンで置換されていてもよく、
    ｍＭ１は、０、１又は２を表し、
    ＸＭ１～ＸＭ５、ＳＭ１、ＲＭ１、ＬＭ２及びＭＭ１が複数存在する場合にはそれらは同一であっても異なっていてもよい。）で表される重合性化合物を１種又は２種以上含む請求項１～７のいずれか１項に記載の液晶組成物。
  9. 一般式（Ｉ）で表される１種以上の化合物、一般式（Ｎ－０１）～一般式（Ｎ－０５）で表される化合物からなる群から選ばれる１種以上の化合物、一般式（ＮＵ－０１）～一般式（ＮＵ－０８）で表される化合物からなる群から選ばれる１種以上の化合物及び一般式（ＲＭ－１）で表される重合性化合物、並びに、任意に含有される酸化防止剤、任意に含有される紫外線吸収剤、任意に含有される光安定剤及び任意に含有される赤外線吸収剤からなる請求項８に記載の液晶組成物。
  10. 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。
  11. 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。
  12. 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ＰＳＡ型、ＶＡ型又はＰＳＶＡ型の液晶表示素子。
  13. 一般式（Ｉ）
    Figure 0007380059000066
     （式中、Ｒ１は炭素原子数１～８のアルキル基又は炭素原子数２～８のアルケニル基を表し、これらの基中の－ＣＨ２－又は隣接していない２個以上の－ＣＨ２－はそれぞれ独立的に－Ｏ－又は－Ｓ－に置換されてもよく、また、これらの基中に存在する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よく、
    環Ａ１は、１，４－シクロへキシレン基又は１，４－シクロヘキセニレン基であり、
    Ａ２は、それぞれ独立的に１，４－シクロへキシレン基、１，４－フェニレン基、２－フルオロ－１，４－フェニレン基、３－フルオロ－１，４－フェニレン基、３，５－ジフルオロ－１，４－フェニレン基、２，３－ジフルオロ－１，４－フェニレン基、１，４－シクロヘキセニレン基、１，４－ビシクロ［２．２．２］オクチレン基、ピペリジン－１，４－ジイル基、ナフタレン－２，６－ジイル基、デカヒドロナフタレン－２，６－ジイル基又は１，２，３，４－テトラヒドロナフタレン－２，６－ジイル基を表し、これらの基中の１個又は２個以上の水素原子は独立して、ハロゲン、シアノ基、ニトロ基、炭素原子数１～１２のアルキル基、炭素原子数１～１２のアルコキシ基、炭素原子数２～１２のアルケニル基で置換されていてもよく、当該アルキル基、アルコキシ基又は当該アルケニル基中の水素原子はハロゲンで置換されていてもよく、Ａ２が複数存在する場合にはそれらは同一でも異なっていてもよく、
    Ｚ０は、－ＯＣＨ２－、－ＣＨ２Ｏ－、－ＣＦ２Ｏ－、－ＯＣＦ２－、－ＣＨ２ＣＨ２－、－ＣＦ２ＣＦ２－又は単結合を表し、
    ｍ１は、０、１又は２を表すが、
    但し、ｍ１が１であり、環Ａ１及びＡ２が１，４－シクロへキシレン基であって且つＺ０が単結合である場合を除く。）で表される化合物。
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