WO2015001916A1 - 液晶組成物および液晶表示素子 - Google Patents

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carbons
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好優 古里
将之 齋藤
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Jnc株式会社
Jnc石油化学株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a liquid crystal composition, a liquid crystal display element containing the composition, and the like.
  • the present invention relates to a liquid crystal composition having a positive dielectric anisotropy, and an AM (active matrix) device containing this composition and having a TN, OCB, IPS, FFS, or FPA mode.
  • the classification based on the operation mode of the liquid crystal molecules is as follows: 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), etc.
  • the classification based on the element drive system is PM (passive matrix) and AM (active matrix). PM is classified into static and multiplex, and AM is classified into TFT (thin film insulator), MIM (metal insulator metal), and the like. TFTs are classified into amorphous silicon and polycrystalline silicon. The latter is classified into a high temperature type and a low temperature type according to the manufacturing process.
  • the classification based on the light source includes a reflection type using natural light, a transmission type using backlight, and a semi-transmission type using both natural light and backlight.
  • the liquid crystal display element contains a liquid crystal composition having a nematic phase.
  • This composition has suitable properties. By improving the characteristics of the composition, an AM device having good characteristics can be obtained. The relationship between the two characteristics is summarized in Table 1 below. The characteristics of the composition will be further described based on a commercially available AM device.
  • the temperature range of the nematic phase is related to the temperature range in which the device can be used.
  • a preferred upper limit temperature of the nematic phase is about 70 ° C. or more, and a preferred lower limit temperature of the nematic phase is about ⁇ 10 ° C. or less.
  • the viscosity of the composition is related to the response time of the device. A short response time is preferred for displaying moving images on the device.
  • the elastic constant of the composition is related to the contrast of the device. In order to increase the contrast in the device, a large elastic constant in the composition is more preferable.
  • the optical anisotropy of the composition is related to the contrast ratio of the device. Depending on the mode of the device, a large optical anisotropy or a small optical anisotropy, ie an appropriate optical anisotropy is required.
  • the product ( ⁇ n ⁇ d) of the optical anisotropy ( ⁇ n) of the composition and the cell gap (d) of the device is designed to maximize the contrast ratio.
  • the appropriate product value depends on the type of operation mode. For a device with a mode such as TN, a suitable value is about 0.45 ⁇ m. In this case, a composition having a large optical anisotropy is preferable for a device having a small cell gap.
  • a large dielectric anisotropy in the composition contributes to a low threshold voltage, a small power consumption and a large contrast ratio in the device. Therefore, a large dielectric anisotropy is preferable.
  • a large specific resistance in the composition contributes to a large voltage holding ratio and a large contrast ratio in the device. Therefore, a composition having a large specific resistance not only at room temperature but also at a temperature close to the upper limit temperature of the nematic phase in the initial stage is preferable.
  • a composition having a large specific resistance not only at room temperature but also at a temperature close to the upper limit temperature of the nematic phase after being used for a long time is preferable.
  • the stability of the composition against ultraviolet rays and heat is related to the lifetime of the liquid crystal display device. When their stability is high, the lifetime of the device is long. Such characteristics are preferable for an AM device used in a liquid crystal projector, a liquid crystal television, and the like.
  • a liquid crystal composition containing a polymer is used.
  • a composition to which a small amount of a polymerizable compound is added is injected into the device.
  • the composition is irradiated with ultraviolet rays while applying a voltage between the substrates of the device.
  • the polymerizable compound polymerizes to form a polymer network in the composition.
  • the response time of the device is shortened, and image burn-in is improved.
  • Such an effect of the polymer can be expected for a device having modes such as TN, ECB, OCB, IPS, VA, FFS, and FPA.
  • a composition having a positive dielectric anisotropy is used for an AM device having a TN mode.
  • a composition having a negative dielectric anisotropy is used in an AM device having a VA mode.
  • a composition having a positive or negative dielectric anisotropy is used in an AM device having an IPS mode or an FFS mode.
  • a composition having positive or negative dielectric anisotropy is used in a polymer-supported orientation type AM device.
  • the compound (1) described in this specification is disclosed in the following Patent Document 1.
  • One object of the present invention is to provide a high maximum temperature of the nematic phase, a low minimum temperature of the nematic phase, a small viscosity, a suitable optical anisotropy, a large dielectric anisotropy, a large specific resistance, a high stability against ultraviolet rays, a high heat
  • It is a liquid crystal composition satisfying at least one characteristic in the characteristics such as high stability with respect to and a large elastic constant.
  • Another object is a liquid crystal composition having an appropriate balance between at least two properties.
  • Another object is a liquid crystal composition containing an additive capable of suppressing generation of impurities due to ultraviolet irradiation.
  • Another object is a liquid crystal display device containing such a composition.
  • Another object is an AM device having characteristics such as a short response time, a large voltage holding ratio, a low threshold voltage, a large contrast ratio, and a long lifetime.
  • the present invention selects at least one compound selected from the group of compounds having a monovalent group represented by formula (1) as an additive and a group of compounds represented by formula (2) as a first component
  • a liquid crystal composition containing at least one of the above-mentioned compounds, having a positive dielectric anisotropy and having a nematic phase, and a liquid crystal display device containing the composition.
  • R 1 is hydrogen or alkyl having 1 to 15 carbons
  • R 2 is alkyl having 1 to 12 carbons, alkoxy having 1 to 12 carbons, or carbon number Ring A is 1,4-cyclohexylene, 1,4-phenylene, 2-fluoro-1,4-phenylene, 2,6-difluoro-1,4-phenylene, 1, 3-dioxane-2,5-diyl, or tetrahydropyran-2,5-diyl
  • Z 1 is a single bond, ethylene, carbonyloxy, or difluoromethyleneoxy
  • X 1 and X 2 are independently is hydrogen or fluorine
  • Y 1 is fluorine, chlorine, at least one hydrogen alkyl having 1 carbon is replaced with halogen 12 or at least one hydrogen is halo, From 1 carbon atoms is replaced by emissions be 12 alkoxy
  • a is 1, 2, 3, or 4.
  • Advantages of the present invention include a high maximum temperature of the nematic phase, a low minimum temperature of the nematic phase, a small viscosity, a suitable optical anisotropy, a large dielectric anisotropy, a large specific resistance, a high stability against ultraviolet light, and a high heat resistance.
  • the liquid crystal composition satisfies at least one characteristic in characteristics such as stability and a large elastic constant.
  • Another advantage is a liquid crystal composition having an appropriate balance between at least two properties.
  • Another advantage is a liquid crystal composition containing an additive capable of suppressing generation of impurities due to ultraviolet irradiation.
  • Another advantage is a liquid crystal display device containing such a composition.
  • Another advantage is an AM device having characteristics such as a short response time, a large voltage holding ratio, a low threshold voltage, a large contrast ratio, and a long lifetime.
  • liquid crystal composition and “liquid crystal display element” may be abbreviated as “composition” and “element”, respectively.
  • “Liquid crystal display element” is a general term for liquid crystal display panels and liquid crystal display modules.
  • “Liquid crystal compound” is a compound having a liquid crystal phase such as a nematic phase and a smectic phase, and a composition that does not have a liquid crystal phase, but has the purpose of adjusting properties such as temperature range, viscosity, and dielectric anisotropy of the nematic phase. It is a general term for compounds mixed with products.
  • This compound has a six-membered ring such as 1,4-cyclohexylene and 1,4-phenylene, and its molecular structure is rod-like.
  • the “polymerizable compound” is a compound added for the purpose of forming a polymer in the composition.
  • the liquid crystal composition is prepared by mixing a plurality of liquid crystal compounds.
  • the ratio (content) of the liquid crystal compound is expressed as a percentage by weight (% by weight) based on the weight of the liquid crystal composition.
  • additives such as an optically active compound, an antioxidant, an ultraviolet absorber, a dye, an antifoaming agent, a polymerizable compound, a polymerization initiator, and a polymerization inhibitor are added to the composition.
  • the ratio (addition amount) of the additive is represented by a weight percentage (% by weight) based on the weight of the liquid crystal composition, similarly to the ratio of the liquid crystal compound. Weight parts per million (ppm) may be used.
  • the ratio of the polymerization initiator and the polymerization inhibitor is exceptionally expressed based on the weight of the polymerizable compound.
  • the upper limit temperature of the nematic phase may be abbreviated as “the upper limit temperature”.
  • “Lower limit temperature of nematic phase” may be abbreviated as “lower limit temperature”.
  • High specific resistance means that the composition has a large specific resistance not only at room temperature in the initial stage but also at a temperature close to the upper limit temperature of the nematic phase. It means having a large specific resistance even at a close temperature.
  • High voltage holding ratio means that the device has a large voltage holding ratio not only at room temperature in the initial stage but also at a temperature close to the upper limit temperature of the nematic phase. It means having a large voltage holding ratio even at a temperature close to.
  • the expression“ at least one ‘A’ may be replaced by ‘B’ ” means that the number of‘ A ’is arbitrary. When the number of ‘A’ is one, the position of ‘A’ is arbitrary, and when the number of ‘A’ is two or more, the positions can be selected without limitation. This rule also applies to the expression “at least one 'A' is replaced by 'B'”.
  • R 2 is used for a plurality of compounds.
  • two groups represented by any two R 2 may be the same or different.
  • R 2 of the compound (2-1) is ethyl
  • R 2 of compound (2-1) is ethyl
  • R 2 of compound (2-1) is ethyl
  • R 2 of compound (2-2) is propyl.
  • This rule also applies to symbols such as R 1 , X 1 , Y 1 .
  • formula (2) when a is 2, there are two rings A.
  • the two rings represented by the two rings A may be the same or different.
  • This rule also applies to any two rings A when a is greater than 2.
  • This rule also applies to Z 3 , ring B, and the like.
  • 2-Fluoro-1,4-phenylene means the following two divalent groups.
  • fluorine may be leftward (L) or rightward (R). This rule also applies to asymmetric ring divalent groups such as tetrahydropyran-2,5-diyl.
  • the present invention includes the following items.
  • Item 1 At least one compound selected from the group of compounds having a monovalent group represented by formula (1) as an additive, and at least one selected from the group of compounds represented by formula (2) as a first component A liquid crystal composition containing two compounds, having a positive dielectric anisotropy, and having a nematic phase.
  • R 1 is hydrogen or alkyl having 1 to 15 carbons
  • R 2 is alkyl having 1 to 12 carbons, alkoxy having 1 to 12 carbons, or carbon number Ring A is 1,4-cyclohexylene, 1,4-phenylene, 2-fluoro-1,4-phenylene, 2,6-difluoro-1,4-phenylene, 1, 3-dioxane-2,5-diyl, or tetrahydropyran-2,5-diyl
  • Z 1 is a single bond, ethylene, carbonyloxy, or difluoromethyleneoxy
  • X 1 and X 2 are independently is hydrogen or fluorine
  • Y 1 is fluorine, chlorine, at least one hydrogen alkyl having 1 carbon is replaced with halogen 12 or at least one hydrogen is halo, From 1 carbon atoms is replaced by emissions be 12 alkoxy
  • a is 1, 2, 3, or 4.
  • Item 2. The liquid crystal composition according to item 1, containing at least one compound selected from the group of compounds represented by formula (1-1) and formula (1-2) as an additive.
  • R 1 , R 3 , R 4 , and R 5 are independently hydrogen or alkyl having 1 to 15 carbons;
  • Z 2 is 1 carbon To alkylene, wherein at least one hydrogen may be replaced with a halogen and at least one —CH 2 — may be replaced with —O—.
  • Item 3. The liquid crystal composition according to item 1 or 2, wherein the ratio of the compound represented by formula (1) is in the range of 0.005 wt% to 1 wt% based on the weight of the liquid crystal composition.
  • Item 4. The liquid crystal composition according to any one of items 1 to 3, comprising at least one compound selected from the group of compounds represented by formulas (2-1) to (2-27) as a first component: object.
  • R 2 is alkyl having 1 to 12 carbons, alkoxy having 1 to 12 carbons, or alkenyl having 2 to 12 carbons.
  • Item 5 The liquid crystal composition according to any one of items 1 to 4, wherein the ratio of the first component is in the range of 10% by weight to 90% by weight based on the weight of the liquid crystal composition.
  • Item 6. The liquid crystal composition according to any one of items 1 to 5, comprising at least one compound selected from the group of compounds represented by formula (3) as the second component.
  • R 6 and R 7 are independently alkyl having 1 to 12 carbons, alkoxy having 1 to 12 carbons, alkenyl having 2 to 12 carbons, or at least one hydrogen is replaced with fluorine.
  • Ring B and ring C are each independently 1,4-cyclohexylene, 1,4-phenylene, 2-fluoro-1,4-phenylene, or 2,5- Difluoro-1,4-phenylene;
  • Z 3 is a single bond, ethylene or carbonyloxy;
  • b is 1, 2 or 3.
  • Item 7. The liquid crystal composition according to any one of items 1 to 6, comprising at least one compound selected from the group of compounds represented by formulas (3-1) to (3-13) as a second component: object.
  • R 6 and R 7 are independently alkyl having 1 to 12 carbons, alkoxy having 1 to 12 carbons, alkenyl having 2 to 12 carbons, or C2-C12 alkenyl in which at least one hydrogen is replaced by fluorine.
  • Item 8 The liquid crystal composition according to item 6 or 7, wherein the ratio of the second component is in the range of 10% by weight to 90% by weight based on the weight of the liquid crystal composition.
  • the upper limit temperature of the nematic phase is 70 ° C. or higher, the optical anisotropy at a wavelength of 589 nm (measured at 25 ° C.) is 0.07 or higher, and the dielectric anisotropy at a frequency of 1 kHz (measured at 25 ° C.) is 2.
  • the liquid crystal composition according to any one of items 1 to 8, which is the above.
  • Item 10 A liquid crystal display device comprising the liquid crystal composition according to any one of items 1 to 9.
  • Item 11 The liquid crystal display element according to item 10, wherein the operation mode of the liquid crystal display element is a TN mode, an ECB mode, an OCB mode, an IPS mode, an FFS mode, or an FPA mode, and the driving method of the liquid crystal display element is an active matrix method .
  • Item 12 Use of the liquid crystal composition according to any one of items 1 to 9 in a liquid crystal display device.
  • the present invention includes the following items.
  • A The above composition further containing at least one of additives such as an optically active compound, an antioxidant, an ultraviolet absorber, a dye, an antifoaming agent, a polymerizable compound, a polymerization initiator, and a polymerization inhibitor.
  • B An AM device containing the above composition.
  • C The above composition containing a polymerizable compound, and a polymer-supported orientation (PSA) type AM device containing the composition.
  • D A polymer-supported orientation (PSA) type AM device comprising the above-described composition, wherein the polymerizable compound in the composition is polymerized.
  • (E) A device containing the above composition and having a mode of PC, TN, STN, ECB, OCB, IPS, VA, FFS, or FPA.
  • (F) A transmissive device containing the above composition.
  • (G) Use of the above composition as a composition having a nematic phase.
  • (H) Use as an optically active composition by adding an optically active compound to the above composition.
  • composition of the present invention will be described in the following order. First, the constitution of component compounds in the composition will be described. Second, the main characteristics of the component compounds and the main effects of the compounds on the composition will be explained. Third, the combination of components in the composition, the preferred ratio of the components, and the basis thereof will be described. Fourth, a preferred form of the component compound will be described. Fifth, preferred component compounds are shown. Sixth, additives that may be added to the composition will be described. Seventh, a method for synthesizing the component compounds will be described. Finally, the use of the composition will be described.
  • composition of the component compounds in the composition will be described.
  • the composition of the present invention is classified into Composition A and Composition B.
  • Composition A may further contain other liquid crystalline compounds, additives and the like in addition to the compound selected from compound (1), compound (2) and compound (3).
  • the “other liquid crystal compound” is a liquid crystal compound different from the compound (2) and the compound (3).
  • Such compounds are mixed into the composition for the purpose of further adjusting the properties.
  • Additives include optically active compounds, antioxidants, ultraviolet absorbers, dyes, antifoaming agents, polymerizable compounds, polymerization initiators, polymerization inhibitors, and the like.
  • Composition B consists essentially of a compound selected from compound (1), compound (2) and compound (3). “Substantially” means that the composition may contain an additive but no other liquid crystal compound. Composition B has fewer components than composition A. From the viewpoint of reducing the cost, the composition B is preferable to the composition A. The composition A is preferable to the composition B from the viewpoint that the characteristics can be further adjusted by mixing other liquid crystal compounds.
  • the main characteristics of the component compounds and the main effects of the compounds on the characteristics of the composition will be explained.
  • the main characteristics of the component compounds are summarized in Table 2 based on the effects of the present invention.
  • L means large or high
  • M means moderate
  • S means small or low.
  • L, M, and S are classifications based on a qualitative comparison among the component compounds, and 0 (zero) means that the value is almost zero.
  • a component compound may be decomposed
  • Compound (1) suppresses the generation of impurities.
  • Compound (1) gives no difference in the characteristics of the maximum temperature, optical anisotropy, and dielectric anisotropy.
  • Compound (2) as the first component increases the dielectric anisotropy and decreases the minimum temperature.
  • Compound (3) as the second component increases the maximum temperature or decreases the viscosity.
  • a desirable ratio of compound (1) is approximately 0.005% by weight or more for suppressing the formation of impurities, and approximately 1% by weight or less for decreasing the minimum temperature.
  • a more desirable ratio is in the range of approximately 0.01% by weight to approximately 0.5% by weight.
  • a particularly desirable ratio is in the range of approximately 0.03% by weight to approximately 0.3% by weight.
  • a desirable ratio of the first component is approximately 10% by weight or more for increasing the dielectric anisotropy, and approximately 90% by weight or less for decreasing the minimum temperature.
  • a more desirable ratio is in the range of approximately 20% by weight to approximately 80% by weight.
  • a particularly desirable ratio is in the range of approximately 30% by weight to approximately 70% by weight.
  • a desirable ratio of the second component is approximately 10% by weight or more for increasing the maximum temperature or decreasing the viscosity, and approximately 90% by weight or less for increasing the dielectric anisotropy.
  • a more desirable ratio is in the range of approximately 20% by weight to approximately 80% by weight.
  • a particularly desirable ratio is in the range of approximately 30% by weight to approximately 70% by weight.
  • R 1 , R 3 , R 4 and R 5 are independently hydrogen or alkyl having 1 to 15 carbons.
  • Preferred R 1 , R 3 , R 4 , or R 5 is hydrogen or methyl. More preferred R 1 , R 3 , R 4 , or R 5 is hydrogen.
  • Z 2 is alkylene having 1 to 20 carbon atoms, in which at least one hydrogen may be replaced by halogen, and at least one —CH 2 — may be replaced by —O—.
  • Preferred halogen is fluorine or chlorine.
  • Preferred Z 2 is alkylene having 1 to 20 carbons in which one or two —CH 2 — may be replaced by —O—. Further preferred Z 2 is alkylene having 4 to 16 carbon atoms.
  • R 2 is alkyl having 1 to 12 carbons, alkoxy having 1 to 12 carbons, or alkenyl having 2 to 12 carbons. Desirable R 2 is alkyl having 1 to 12 carbons for increasing the stability to ultraviolet light or heat.
  • R 6 and R 7 are independently alkyl having 1 to 12 carbons, alkoxy having 1 to 12 carbons, alkenyl having 2 to 12 carbons, or 2 to 12 carbons in which at least one hydrogen is replaced by fluorine. Of alkenyl. Desirable R 6 or R 7 is alkyl having 1 to 12 carbons for increasing the stability to ultraviolet light or heat, etc., and alkenyl having 2 to 12 carbons for decreasing the minimum temperature or decreasing the viscosity. is there.
  • Preferred alkyl is methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl, hexyl, heptyl or octyl. More desirable alkyl is ethyl, propyl, butyl, pentyl, or heptyl for decreasing the viscosity.
  • Preferred alkoxy is methoxy, ethoxy, propoxy, butoxy, pentyloxy, hexyloxy, or heptyloxy. More desirable alkoxy is methoxy or ethoxy for decreasing the viscosity.
  • Preferred alkenyl is vinyl, 1-propenyl, 2-propenyl, 1-butenyl, 2-butenyl, 3-butenyl, 1-pentenyl, 2-pentenyl, 3-pentenyl, 4-pentenyl, 1-hexenyl, 2-hexenyl, 3-hexenyl, 4-hexenyl, or 5-hexenyl. More desirable alkenyl is vinyl, 1-propenyl, 3-butenyl, or 3-pentenyl for decreasing the viscosity.
  • the preferred configuration of —CH ⁇ CH— in these alkenyls depends on the position of the double bond.
  • Trans is preferable in alkenyl such as 1-propenyl, 1-butenyl, 1-pentenyl, 1-hexenyl, 3-pentenyl and 3-hexenyl for decreasing the viscosity.
  • Cis is preferred for alkenyl such as 2-butenyl, 2-pentenyl, and 2-hexenyl.
  • linear alkenyl is preferable to branching.
  • alkenyl in which at least one hydrogen is replaced by fluorine are 2,2-difluorovinyl, 3,3-difluoro-2-propenyl, 4,4-difluoro-3-butenyl, 5,5-difluoro-4 -Pentenyl, or 6,6-difluoro-5-hexenyl. Further preferred examples are 2,2-difluorovinyl or 4,4-difluoro-3-butenyl for decreasing the viscosity.
  • Ring A is 1,4-cyclohexylene, 1,4-phenylene, 2-fluoro-1,4-phenylene, 2,6-difluoro-1,4-phenylene, 1,3-dioxane-2,5- Diyl or tetrahydropyran-2,5-diyl. Desirable ring A is 1,4-phenylene or 2-fluoro-1,4-phenylene for increasing the optical anisotropy.
  • Ring B and ring C are independently 1,4-cyclohexylene, 1,4-phenylene, 2-fluoro-1,4-phenylene, or 2,5-difluoro-1,4-phenylene.
  • Preferred ring B or ring C is 1,4-cyclohexylene for decreasing the viscosity, or 1,4-phenylene for increasing the optical anisotropy.
  • trans is preferable to cis for increasing the maximum temperature.
  • Tetrahydropyran-2,5-diyl is
  • Z 1 is a single bond, ethylene, carbonyloxy, or difluoromethyleneoxy. Desirable Z 1 is a single bond for decreasing the viscosity, and difluoromethyleneoxy for increasing the dielectric anisotropy.
  • Z 3 is a single bond, ethylene or carbonyloxy. Desirable Z 3 is a single bond for decreasing the viscosity.
  • X 1 and X 2 are independently hydrogen or fluorine. Desirable X 1 or X 2 is fluorine for increasing the dielectric anisotropy.
  • Y 1 is fluorine, chlorine, alkyl having 1 to 12 carbons in which at least one hydrogen is replaced with halogen, or alkoxy having 1 to 12 carbons in which at least one hydrogen is replaced with halogen.
  • Preferred halogen is fluorine or chlorine.
  • Preferred Y 1 is fluorine, chlorine, trifluoromethyl, or trifluoromethoxy. More desirable Y 1 is fluorine for decreasing the minimum temperature.
  • A is 1, 2, 3, or 4.
  • Preferred a is 3 for increasing the maximum temperature.
  • b is 1, 2 or 3.
  • Preferred b is 1 for decreasing the viscosity, and 3 for increasing the maximum temperature.
  • Preferred compound (1) is the above compound (1-1) or compound (1-2). In these compounds, it is preferable that at least two of the compounds (1) are a combination of the compound (1-1) and the compound (1-2).
  • Desirable compound (2) is the above compound (2-1) to compound (2-27).
  • at least one of the first components is compound (2-5), compound (2-11), compound (2-12), compound (2-13), compound (2-15), compound ( 2-16), compound (2-20), compound (2-23), or compound (2-25) is preferred.
  • At least two of the first components are compound (2-12) and compound (2-23), compound (2-13) and compound (2-16), compound (2-15) and compound (2-16), The compound (2-16) and the compound (2-25), the compound (2-20) and the compound (2-25), or a combination of the compound (2-23) and the compound (2-25) is preferable.
  • Desirable compounds (3) are the above compounds (3-1) to (3-13).
  • at least one of the second components is the compound (3-1), the compound (3-3), the compound (3-5), the compound (3-6), the compound (3-8), the compound ( 3-9) or compound (3-13) is preferred.
  • At least two of the second components are compound (3-1) and compound (3-5), compound (3-3) and compound (3-5), compound (3-1) and compound (3-6), The compound (3-3) and the compound (3-6), the compound (3-1) and the compound (3-8), or a combination of the compound (3-3) and the compound (3-8) is preferable.
  • additives that may be added to the composition will be described.
  • Such additives are optically active compounds, antioxidants, ultraviolet absorbers, dyes, antifoaming agents, polymerizable compounds, polymerization initiators, polymerization inhibitors, and the like.
  • An optically active compound is added to the composition for the purpose of inducing a helical structure of liquid crystal to give a twist angle. Examples of such a compound are the compound (4-1) to the compound (4-5).
  • a desirable ratio of the optically active compound is approximately 5% by weight or less. A more desirable ratio is in the range of approximately 0.01% by weight to approximately 2% by weight.
  • an antioxidant is composed. Added to the product.
  • a preferred example of the antioxidant is a compound (5) wherein n is an integer of 1 to 9.
  • n is 1, 3, 5, 7, or 9. Further preferred n is 1 or 7. Since the compound (5) in which n is 1 has high volatility, it is effective in preventing a decrease in specific resistance due to heating in the atmosphere. Since the compound (5) in which n is 7 has low volatility, it is effective for maintaining a large voltage holding ratio not only at room temperature but also at a temperature close to the upper limit temperature after the device has been used for a long time.
  • a desirable ratio of the antioxidant is approximately 50 ppm or more for achieving its effect, and is approximately 600 ppm or less for avoiding a decrease in the maximum temperature or avoiding an increase in the minimum temperature. A more desirable ratio is in the range of approximately 100 ppm to approximately 300 ppm.
  • the ultraviolet absorber examples include benzophenone derivatives, benzoate derivatives, triazole derivatives and the like. Also preferred are light stabilizers such as sterically hindered amines.
  • a desirable ratio of these absorbers and stabilizers is approximately 50 ppm or more for achieving the effect thereof, and approximately 10,000 ppm or less for avoiding a decrease in the maximum temperature or avoiding an increase in the minimum temperature. A more desirable ratio is in the range of approximately 100 ppm to approximately 10,000 ppm.
  • a dichroic dye such as an azo dye or an anthraquinone dye is added to the composition in order to adapt it to a GH (guest host) mode element.
  • a preferred ratio of the dye is in the range of approximately 0.01% by weight to approximately 10% by weight.
  • an antifoaming agent such as dimethyl silicone oil or methylphenyl silicone oil is added to the composition.
  • a desirable ratio of the antifoaming agent is approximately 1 ppm or more for obtaining the effect thereof, and approximately 1000 ppm or less for preventing a display defect.
  • a more desirable ratio is in the range of approximately 1 ppm to approximately 500 ppm.
  • a polymerizable compound is added to the composition in order to adapt it to a polymer support alignment (PSA) type device.
  • Preferred examples of the polymerizable compound are compounds having a polymerizable group such as acrylate, methacrylate, vinyl compound, vinyloxy compound, propenyl ether, epoxy compound (oxirane, oxetane), vinyl ketone and the like. Further preferred examples are acrylate or methacrylate derivatives. Examples of such a compound are the compound (6-1) to the compound (6-9).
  • a desirable ratio of the polymerizable compound is approximately 0.05% by weight or more for achieving the effect thereof, and approximately 10% by weight or less for preventing a display defect. A more desirable ratio is in the range of approximately 0.1% by weight to approximately 2% by weight.
  • R 8 , R 9 , R 10 , and R 11 are independently acryloyloxy (—OCO—CH ⁇ CH 2 ) or methacryloyloxy (—OCO— C (CH 3 ) ⁇ CH 2 ) and R 12 and R 13 are independently hydrogen, halogen, or alkyl having 1 to 10 carbons;
  • Z 4 , Z 5 , Z 6 , and Z 7 are Independently, it is a single bond or alkylene having 1 to 12 carbons, in which at least one —CH 2 — may be replaced by —O— or —CH ⁇ CH—;
  • c, d and e Are independently 0, 1 or 2.
  • the vertical line across the hexagon represents that any hydrogen on the six-membered ring may be replaced by fluorine.
  • a subscript such as c indicates the number of fluorines replaced. This rule also applies to the compound (6-2).
  • the sum of c and d is 1 or more, and in the compound (6-4), the sum of c, d and e is 1 or more.
  • Preferred halogen is fluorine or chlorine.
  • Polymerizable compound is polymerized by ultraviolet irradiation.
  • the polymerization may be performed in the presence of an initiator such as a photopolymerization initiator.
  • an initiator such as a photopolymerization initiator.
  • Appropriate conditions for polymerization, the appropriate type of initiator, and the appropriate amount are known to those skilled in the art and are described in the literature.
  • Irgacure 651 registered trademark; BASF
  • Irgacure 184 registered trademark; BASF
  • Darocur 1173 registered trademark; BASF
  • a desirable ratio of the photopolymerization initiator is in the range of approximately 0.1% by weight to approximately 5% by weight based on the weight of the polymerizable compound.
  • a more desirable ratio is in the range of approximately 1% by weight to approximately 3% by weight.
  • a polymerization inhibitor When storing the polymerizable compound, a polymerization inhibitor may be added to prevent polymerization.
  • the polymerizable compound is usually added to the composition without removing the polymerization inhibitor.
  • the polymerization inhibitor include hydroquinone derivatives such as hydroquinone and methylhydroquinone, 4-tert-butylcatechol, 4-methoxyphenol, phenothiazine and the like.
  • the composition of the present invention mainly has a minimum temperature of about ⁇ 10 ° C. or lower, a maximum temperature of about 70 ° C. or higher, and an optical anisotropy in the range of about 0.07 to about 0.20.
  • a device containing this composition has a large voltage holding ratio.
  • This composition is suitable for an AM device.
  • This composition is particularly suitable for a transmissive AM device.
  • a composition having an optical anisotropy in the range of about 0.08 to about 0.25 by controlling the proportion of the component compounds or by mixing other liquid crystal compounds, and further from about 0.10 Compositions having optical anisotropy in the range of about 0.30 may be prepared.
  • This composition can be used as a composition having a nematic phase, or can be used as an optically active composition by adding an optically active compound.
  • This composition can be used for an AM device. Further, it can be used for PM elements.
  • This composition can be used for an AM device and a PM device having modes such as PC, TN, STN, ECB, OCB, IPS, FFS, VA, and FPA.
  • Use for an AM device having a TN, OCB, IPS mode or FFS mode is particularly preferable.
  • the alignment of liquid crystal molecules may be parallel to or perpendicular to the glass substrate.
  • These elements may be reflective, transmissive, or transflective. Use in a transmissive element is preferred. It can also be used for an amorphous silicon-TFT device or a polycrystalline silicon-TFT device.
  • NCAP non-curvilinear-aligned-phase
  • PD polymer-dispersed
  • the present invention will be described in more detail with reference to examples. The invention is not limited by these examples.
  • the present invention includes a mixture of the composition of Example 1 and the composition of Example 2.
  • the invention also includes a mixture of at least two of the example compositions.
  • the synthesized compound was identified by a method such as NMR analysis. The properties of the compounds and compositions were measured by the methods described below.
  • NMR analysis DRX-500 manufactured by Bruker BioSpin Corporation was used for measurement.
  • the sample was dissolved in a deuterated solvent such as CDCl 3, and the measurement was performed at room temperature, 500 MHz, and 16 times of integration.
  • Tetramethylsilane was used as an internal standard.
  • CFCl 3 was used as an internal standard and the number of integrations was 24.
  • s is a singlet
  • d is a doublet
  • t is a triplet
  • q is a quartet
  • quint is a quintet
  • sex is a sextet
  • m is a multiplet
  • br is broad.
  • GC-14B gas chromatograph manufactured by Shimadzu Corporation was used for measurement.
  • the carrier gas is helium (2 mL / min).
  • the sample vaporization chamber was set at 280 ° C, and the detector (FID) was set at 300 ° C.
  • capillary column DB-1 (length 30 m, inner diameter 0.32 mm, film thickness 0.25 ⁇ m; stationary liquid phase is dimethylpolysiloxane; nonpolar) manufactured by Agilent Technologies Inc. was used.
  • the column was held at 200 ° C. for 2 minutes and then heated to 280 ° C. at a rate of 5 ° C./min.
  • a sample was prepared in an acetone solution (0.1% by weight), and 1 ⁇ L thereof was injected into the sample vaporization chamber.
  • the recorder is a C-R5A Chromatopac manufactured by Shimadzu Corporation, or an equivalent product.
  • the obtained gas chromatogram showed the peak retention time and peak area corresponding to the component compounds.
  • capillary column As a solvent for diluting the sample, chloroform, hexane or the like may be used.
  • the following capillary column may be used.
  • HP-1 from Agilent Technologies Inc. (length 30 m, inner diameter 0.32 mm, film thickness 0.25 ⁇ m), Rtx-1 from Restek Corporation (length 30 m, inner diameter 0.32 mm, film thickness 0.25 ⁇ m), BP-1 (length 30 m, inner diameter 0.32 mm, film thickness 0.25 ⁇ m) manufactured by SGE International Pty.
  • a capillary column CBP1-M50-025 length 50 m, inner diameter 0.25 mm, film thickness 0.25 ⁇ m
  • Shimadzu Corporation may be used.
  • the ratio of the liquid crystal compound contained in the composition may be calculated by the following method.
  • a mixture of liquid crystal compounds is detected by a gas chromatograph (FID).
  • the area ratio of peaks in the gas chromatogram corresponds to the ratio (weight ratio) of liquid crystal compounds.
  • the correction coefficient of each liquid crystal compound may be regarded as 1. Therefore, the ratio (% by weight) of the liquid crystal compound can be calculated from the peak area ratio.
  • Measurement sample When measuring the properties of the composition, the composition was used as it was as a sample.
  • a sample for measurement was prepared by mixing this compound (15% by weight) with mother liquid crystals (85% by weight). The characteristic value of the compound was calculated from the value obtained by the measurement by extrapolation.
  • (Extrapolated value) ⁇ (Measured value of sample) ⁇ 0.85 ⁇ (Measured value of mother liquid crystal) ⁇ / 0.15.
  • the ratio of the compound and the mother liquid crystal is 10% by weight: 90% by weight, 5% by weight: 95% by weight, 1% by weight: 99% by weight in this order. changed.
  • the maximum temperature, optical anisotropy, viscosity, and dielectric anisotropy values for the compound were determined.
  • the following mother liquid crystals were used.
  • the ratio of the component compounds is shown by weight%.
  • Measurement method The characteristics were measured by the following method. Many of these methods have been modified by the methods described in the JEITA standard (JEITA ED-2521B) established by the Japan Electronics and Information Technology Industries Association (hereinafter referred to as JEITA). Was the way. No thin film transistor (TFT) was attached to the TN device used for the measurement.
  • JEITA Japan Electronics and Information Technology Industries Association
  • nematic phase (NI; ° C.): A sample was placed on a hot plate of a melting point measuring apparatus equipped with a polarizing microscope and heated at a rate of 1 ° C./min. The temperature was measured when a part of the sample changed from a nematic phase to an isotropic liquid.
  • the upper limit temperature of the nematic phase may be abbreviated as “upper limit temperature”.
  • T C Minimum temperature of nematic phase
  • a sample having a nematic phase is placed in a glass bottle and placed in a freezer at 0 ° C., ⁇ 10 ° C., ⁇ 20 ° C., ⁇ 30 ° C., and ⁇ 40 ° C. for 10 days. After storage, the liquid crystal phase was observed. For example, when the sample remained in a nematic phase at ⁇ 20 ° C. and changed to a crystalline or smectic phase at ⁇ 30 ° C., the TC was described as ⁇ 20 ° C.
  • the lower limit temperature of the nematic phase may be abbreviated as “lower limit temperature”.
  • Viscosity Bulk viscosity; ⁇ ; measured at 20 ° C .; mPa ⁇ s: An E-type viscometer manufactured by Tokyo Keiki Co., Ltd. was used for the measurement.
  • Viscosity (Rotational Viscosity; ⁇ 1; Measured at 25 ° C .; mPa ⁇ s): The measurement was performed according to the method described in M. Imai et al., Molecular Crystals and Liquid Crystals, Vol. 259, 37 (1995). I followed. A sample was put in a TN device having a twist angle of 0 ° and a distance (cell gap) between two glass substrates of 5 ⁇ m. A voltage was applied to this device in steps of 0.5 V in the range of 16 V to 19.5 V. After no application for 0.2 seconds, the application was repeated under the condition of only one rectangular wave (rectangular pulse; 0.2 seconds) and no application (2 seconds).
  • the peak current (peak current) and peak time (peak time) of the transient current (transient current) generated by this application were measured.
  • the value of rotational viscosity was obtained from these measured values and the calculation formula (8) described on page 40 in the paper by M. Imai et al.
  • the value of dielectric anisotropy necessary for this calculation was determined by the method described below using the element whose rotational viscosity was measured.
  • Threshold voltage (Vth; measured at 25 ° C .; V): An LCD5100 luminance meter manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd. was used for the measurement.
  • the light source was a halogen lamp.
  • a sample was put in a normally white mode TN device in which the distance between two glass substrates (cell gap) was 0.45 / ⁇ n ( ⁇ m) and the twist angle was 80 degrees.
  • the voltage (32 Hz, rectangular wave) applied to this element was increased stepwise from 0V to 10V by 0.02V.
  • the device was irradiated with light from the vertical direction, and the amount of light transmitted through the device was measured.
  • a voltage-transmittance curve was created in which the transmittance was 100% when the light amount reached the maximum and the transmittance was 0% when the light amount was the minimum.
  • the threshold voltage was expressed as a voltage when the transmittance reached 90%.
  • VHR-a Voltage holding ratio
  • the TN device used for the measurement had a polyimide alignment film, and the distance between two glass substrates (cell gap) was 5 ⁇ m. . This element was sealed with an adhesive that was cured with ultraviolet rays after the sample was placed.
  • the TN device was charged by applying a pulse voltage (60 microseconds at 1 V).
  • the decaying voltage was measured with a high-speed voltmeter for 166.7 milliseconds, and the area A between the voltage curve and the horizontal axis in a unit cycle was determined.
  • Area B was the area when it was not attenuated.
  • the voltage holding ratio was expressed as a percentage of area A with respect to area B.
  • VHR-b Voltage holding ratio (VHR-b; measured at 60 ° C .;%): The voltage holding ratio was measured in the same procedure as above except that it was measured at 60 ° C. instead of 25 ° C. The obtained value was expressed as VHR-b.
  • VHR-c Voltage holding ratio
  • VHR-d Voltage holding ratio
  • the rise time ( ⁇ r: rise time; millisecond) is the time required for the transmittance to change from 90% to 10%.
  • the fall time ( ⁇ f: fall time; millisecond) is the time required to change the transmittance from 10% to 90%.
  • the response time was expressed as the sum of the rise time and the fall time thus obtained.
  • Helical pitch (P; measured at room temperature; ⁇ m): The helical pitch was measured by the wedge method. See “Liquid Crystal Handbook", page 196 (2000 published, Maruzen). The sample was poured into a wedge-shaped cell and allowed to stand at room temperature for 2 hours, and then the disclination line interval (d2-d1) was observed with a polarizing microscope (Nikon Corporation, trade name: MM40 / 60 series). The helical pitch (P) was calculated from the following equation in which the angle of the wedge cell was expressed as ⁇ . P 2 ⁇ (d2 ⁇ d1) ⁇ tan ⁇ .
  • the compounds in Examples were represented by symbols based on the definitions in Table 3 below.
  • Table 3 the configuration regarding 1,4-cyclohexylene is trans.
  • the number in parentheses after the symbol corresponds to the compound number.
  • the symbol ( ⁇ ) means other liquid crystal compounds.
  • the ratio (percentage) of the liquid crystal compound is a weight percentage (% by weight) based on the weight of the liquid crystal composition.
  • a sample was prepared by adding 0.1% by weight of the compound (1-1-1) to this composition, and irradiated with 260 mW / cm 2 of ultraviolet rays for 600 seconds.
  • An EXERCURE 4000-D type mercury xenon lamp manufactured by HOYA CANDEO OPTRONICS Co., Ltd. was used for ultraviolet irradiation.
  • the impurity content of this sample was 1.8 GC%.
  • Example 1 The composition before addition of the compound (1-1-1) in Example 1 was irradiated with ultraviolet rays under the same conditions as in Example 1 and subjected to gas chromatographic analysis. The impurity content at this time was 2.6 GC%.
  • the content of impurities was 0.07 GC%.
  • a sample was prepared by adding 0.1% by weight of the compound (1-2-1) to this composition. The sample was irradiated with ultraviolet rays under the same conditions as in Example 1 for gas chromatographic analysis. The impurity content at this time was 1.6 GC%.
  • the content of impurities was 0.09 GC%.
  • a sample was prepared by adding 0.05% by weight of the compound (1-1-1) to this composition. The sample was irradiated with ultraviolet rays under the same conditions as in Example 1 for gas chromatographic analysis. The content of impurities at this time was 1.7 GC%.
  • the content of impurities was 0.07 GC%.
  • a sample was prepared by adding 0.05% by weight of the compound (1-2-1) to this composition, and irradiated with ultraviolet rays under the same conditions as in Example 1, and gas chromatographic analysis was performed. The impurity content at this time was 1.5 GC%.
  • the content of impurities was 0.08 GC%.
  • a sample was prepared by adding 0.04% by weight of the compound (1-2-2) to this composition. The sample was irradiated with ultraviolet rays under the same conditions as in Example 1 for gas chromatographic analysis. The content of impurities at this time was 1.7 GC%.
  • the content of impurities was 0.06 GC%.
  • a sample was prepared by adding 0.07% by weight of the compound (1-1-2) to this composition, and irradiated with ultraviolet rays under the same conditions as in Example 1, and gas chromatographic analysis was performed. The impurity content at this time was 1.4 GC%.
  • the content of impurities was 0.09 GC%.
  • a sample was prepared by adding 0.03% by weight of the compound (1-1-1) to this composition, and irradiated with ultraviolet rays under the same conditions as in Example 1, and subjected to gas chromatographic analysis. The impurity content at this time was 1.9 GC%.
  • a sample was prepared by adding 0.03% by weight of the compound (1-1-1) and 0.03% by weight of the compound (1-2-1) to this composition, and under the same conditions as in Example 1. Irradiated with ultraviolet rays, gas chromatographic analysis was performed. The impurity content at this time was 1.8 GC%.
  • the content of impurities was 0.11 GC%.
  • a sample was prepared by adding 0.1% by weight of the compound (1-1-1) to this composition, and irradiated with ultraviolet rays under the same conditions as in Example 1, and gas chromatographic analysis was performed. The impurity content at this time was 1.8 GC%.
  • compositions of Examples 1 to 9 have high stability against ultraviolet rays because the amount of impurities generated by ultraviolet irradiation (difference in content before and after) is small compared to the composition of Comparative Example 1. Therefore, it can be concluded that the liquid crystal composition according to the present invention has excellent characteristics.
  • the liquid crystal composition of the present invention has a high maximum temperature, a low minimum temperature, a small viscosity, a suitable optical anisotropy, a large dielectric anisotropy, a large specific resistance, a large elastic constant, a high stability against ultraviolet rays, and a high heat resistance.
  • properties such as stability, large elastic constants, at least one property is satisfied, or an appropriate balance is achieved with respect to at least two properties. Since the liquid crystal display element containing this composition has a short response time, a large voltage holding ratio, a low threshold voltage, a large contrast ratio, a long life, and the like, it can be used for a liquid crystal projector, a liquid crystal television, and the like.

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Abstract

　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、正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、大きな弾性定数などの特性において、少なくとも１つの特性を充足する、または少なくとも２つの特性に関して適切なバランスを有する液晶組成物を提供する。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、長い寿命などを有するＡＭ素子を提供する。　不純物の生成を抑制することが可能な添加物、および第一成分として大きな誘電率異方性を有する特定の化合物を含有し、第二成分として高い上限温度または小さな粘度を有する特定の化合物を含有してもよく、そしてネマチック相を有する液晶組成物、およびこの組成物を含有する液晶表示素子である。

Description

液晶組成物および液晶表示素子
　本発明は、液晶組成物、この組成物を含有する液晶表示素子などに関する。特に、誘電率異方性が正の液晶組成物、およびこの組成物を含有し、ＴＮ、ＯＣＢ、ＩＰＳ、ＦＦＳ、またはＦＰＡのモードを有するＡＭ（active matrix）素子に関する。
　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）とマルチプレックス（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。２つ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。組成物の弾性定数は素子のコントラストに関連する。素子においてコントラストを上げるためには、組成物における大きな弾性定数がより好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000008
　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。適切な積の値は動作モードの種類に依存する。ＴＮのようなモードの素子では、適切な値は約０．４５μｍである。この場合、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。組成物における大きな比抵抗は、素子における大きな電圧保持率と大きなコントラスト比に寄与する。したがって、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比抵抗を有する組成物が好ましい。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比抵抗を有する組成物が好ましい。紫外線および熱に対する組成物の安定性は、液晶表示素子の寿命に関連する。これらの安定性が高いとき、この素子の寿命は長い。このような特性は、液晶プロジェクター、液晶テレビなどに用いるＡＭ素子に好ましい。
　高分子支持配向（ＰＳＡ；polymer sustained alignment）型の液晶表示素子では、重合体を含有する液晶組成物が用いられる。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。
　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。この明細書に記載された化合物（１）は次の特許文献１に開示されている。
特表２００４－５０７６０７号公報
　本発明の１つの目的は、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、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、大きな弾性定数などの特性において、少なくとも１つの特性を充足する液晶組成物である。他の目的は、少なくとも２つの特性のあいだで適切なバランスを有する液晶組成物である。別の目的は、紫外線照射による不純物の生成を抑制することが可能な添加物を含有する液晶組成物である。別の目的は、このような組成物を含有する液晶表示素子である。別の目的は、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ＡＭ素子である。
　本発明は、添加物として式（１）で表される一価基を有する化合物の群から選択された少なくとも１つの化合物、および第一成分として式（２）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの化合物を含有し、正の誘電率異方性を有し、そしてネマチック相を有する液晶組成物、およびこの組成物を含有する液晶表示素子である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000009

式（１）および式（２）において、Ｒ１は、水素または炭素数１から１５のアルキルであり；Ｒ２は、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、または炭素数２から１２のアルケニルであり；環Ａは、１，４－シクロへキシレン、１，４－フェニレン、２－フルオロ－１，４－フェニレン、２，６－ジフルオロ－１，４－フェニレン、１，３－ジオキサン－２，５－ジイル、またはテトラヒドロピラン－２，５－ジイルであり；Ｚ１は、単結合、エチレン、カルボニルオキシ、またはジフルオロメチレンオキシであり；Ｘ１およびＸ２は独立して、水素またはフッ素であり；Ｙ１はフッ素、塩素、少なくとも１つの水素がハロゲン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つの水素がハロゲンで置き換えられた炭素数１から１２のアルコキシであり；ａは、１、２、３、または４である。
　本発明の長所は、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、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、大きな弾性定数などの特性において、少なくとも１つの特性を充足する液晶組成物である。別の長所は、少なくとも２つの特性のあいだで適切なバランスを有する液晶組成物である。別の長所は、紫外線照射による不純物の生成を抑制することが可能な添加物を含有する液晶組成物である。別の長所は、このような組成物を含有する液晶表示素子である。別の長所は、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ＡＭ素子である。
　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、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（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される化合物である。
　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。液晶性化合物の割合（含有量）は、この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。この組成物に、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、重合禁止剤のような添加物が必要に応じて添加される。添加物の割合（添加量）は、液晶性化合物の割合と同様に、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。重量百万分率（ｐｐｍ）が用いられることもある。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。「比抵抗が大きい」は、組成物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比抵抗を有し、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比抵抗を有することを意味する。「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。
　「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。
　成分化合物の化学式において、炭化水素部分の水素や炭素は省略形で作図される一般的な手法を用いたが、基を表している式（１）においては、結合手とメチルの区別を明確にするために、「ＣＨ３」の表記をした。
　成分化合物の化学式において、末端基Ｒ２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Ｒ２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（２－１）のＲ２がエチルであり、化合物（２－２）のＲ２がエチルであるケースがある。化合物（２－１）のＲ２がエチルであり、化合物（２－２）のＲ２がプロピルであるケースもある。このルールは、Ｒ１、Ｘ１、Ｙ１などの記号にも適用される。式（２）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、Ｚ３、環Ｂ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、非対称な環の二価基にも適用される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000010
　本発明は、下記の項などである。
項１．　添加物として式（１）で表される一価基を有する化合物の群から選択された少なくとも１つの化合物、および第一成分として式（２）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの化合物を含有し、正の誘電率異方性を有し、そしてネマチック相を有する液晶組成物。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000011

式（１）および式（２）において、Ｒ１は、水素または炭素数１から１５のアルキルであり；Ｒ２は、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、または炭素数２から１２のアルケニルであり；環Ａは、１，４－シクロへキシレン、１，４－フェニレン、２－フルオロ－１，４－フェニレン、２，６－ジフルオロ－１，４－フェニレン、１，３－ジオキサン－２，５－ジイル、またはテトラヒドロピラン－２，５－ジイルであり；Ｚ１は、単結合、エチレン、カルボニルオキシ、またはジフルオロメチレンオキシであり；Ｘ１およびＸ２は独立して、水素またはフッ素であり；Ｙ１はフッ素、塩素、少なくとも１つの水素がハロゲン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つの水素がハロゲンで置き換えられた炭素数１から１２のアルコキシであり；ａは、１、２、３、または４である。
項２．　添加物として式（１－１）および式（１－２）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に記載の液晶組成物。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000012

式（１－１）および式（１－２）において、Ｒ１、Ｒ３、Ｒ４、およびＲ５は独立して、水素または炭素数１から１５のアルキルであり；Ｚ２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つの水素はハロゲンで置き換えられてもよく、少なくとも１つの－ＣＨ２－は、－Ｏ－で置き換えられてもよい。
項３．　液晶組成物の重量に基づいて、式（１）で表される化合物の割合が０．００５重量％から１重量％の範囲である、項１または２に記載の液晶組成物。
項４．　第一成分として式（２－１）から式（２－２７）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３のいずれか１項に記載の液晶組成物。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000013

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000014


Figure JPOXMLDOC01-appb-I000015

式（２－１）から式（２－２７）において、Ｒ２は、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、または炭素数２から１２のアルケニルである。
項５．　液晶組成物の重量に基づいて、第一成分の割合が１０重量％から９０重量％の範囲である、項１から４のいずれか１項に記載の液晶組成物。
項６．　第二成分として式（３）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項に記載の液晶組成物。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000016

式（３）において、Ｒ６およびＲ７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、または少なくとも１つの水素がフッ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Ｂおよび環Ｃは独立して、１，４－シクロへキシレン、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；Ｚ３は、単結合、エチレンまたはカルボニルオキシであり；ｂは、１、２または３である。
項７．　第二成分として式（３－１）から式（３－１３）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６のいずれか１項に記載の液晶組成物。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000017

式（３－１）から式（３－１３）において、Ｒ６およびＲ７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、または少なくとも１つの水素がフッ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８．　液晶組成物の重量に基づいて、第二成分の割合が１０重量％から９０重量％の範囲である、項６または７に記載の液晶組成物。
項９．　ネマチック相の上限温度が７０℃以上であり、波長５８９ｎｍにおける光学異方性（２５℃で測定）が０．０７以上であり、そして周波数１ｋＨｚにおける誘電率異方性（２５℃で測定）が２以上である、項１から８のいずれか１項に記載の液晶組成物。
項１０．　項１から９のいずれか１項に記載の液晶組成物を含有する液晶表示素子。
項１１．　液晶表示素子の動作モードが、ＴＮモード、ＥＣＢモード、ＯＣＢモード、ＩＰＳモード、ＦＦＳモード、またはＦＰＡモードであり、液晶表示素子の駆動方式がアクティブマトリックス方式である、項１０に記載の液晶表示素子。
項１２．　項１から９のいずれか１項に記載の液晶組成物の液晶表示素子における使用。
　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（ＰＳＡ）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（ＰＳＡ）型のＡＭ素子。（ｅ）上記の組成物を含有し、そしてＰＣ、ＴＮ、ＳＴＮ、ＥＣＢ、ＯＣＢ、ＩＰＳ、ＶＡ、ＦＦＳ、またはＦＰＡのモードを有する素子。（ｆ）上記の組成物を含有する透過型の素子。（ｇ）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。（ｈ）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。
　本発明の組成物を次の順で説明する。第一に、組成物における成分化合物の構成を説明する。第二に、成分化合物の主要な特性、およびこの化合物が組成物に及ぼす主要な効果を説明する。第三に、組成物における成分の組み合わせ、成分の好ましい割合およびその根拠を説明する。第四に、成分化合物の好ましい形態を説明する。第五に、好ましい成分化合物を示す。第六に、組成物に添加してもよい添加物を説明する。第七に、成分化合物の合成法を説明する。最後に、組成物の用途を説明する。
　第一に、組成物における成分化合物の構成を説明する。本発明の組成物は組成物Ａと組成物Ｂに分類される。組成物Ａは、化合物（１）、化合物（２）および化合物（３）から選択された化合物の他に、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（２）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。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、重合禁止剤などである。
　組成物Ｂは、実質的に化合物（１）、化合物（２）および化合物（３）から選択された化合物のみからなる。「実質的に」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。
　第二に、成分化合物の主要な特性、およびこの化合物が組成物の特性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、０（ゼロ）は、値がほぼゼロであることを意味する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000018
　成分化合物を組成物に混合したとき、成分化合物が組成物の特性に及ぼす主要な効果は次のとおりである。成分化合物は、紫外線照射によって分解されることがある。この分解によって不純物が増える。化合物（１）は不純物の生成を抑制する。化合物（１）は、上限温度、光学異方性、および誘電率異方性の特性には差を与えない。第一成分である化合物（２）は誘電率異方性を上げ、そして下限温度を下げる。第二成分である化合物（３）は上限温度を上げる、または粘度を下げる。
　第三に、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、化合物（１）＋第一成分、化合物（１）＋第二成分、および化合物（１）＋第一成分＋第二成分である。さらに好ましい組み合わせは、化合物（１）＋第一成分＋第二成分である。
　化合物（１）の好ましい割合は、不純物の生成を抑制するために約０．００５重量％以上であり、下限温度を下げるために約１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０．５重量％の範囲である。特に好ましい割合は約０．０３重量％から約０．３重量％の範囲である。
　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８０重量％の範囲である。特に好ましい割合は約３０重量％から約７０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２０重量％から約８０重量％の範囲である。特に好ましい割合は約３０重量％から約７０重量％の範囲である。
　第四に、成分化合物の好ましい形態を説明する。化合物（１）、化合物（１－１）および化合物（１－２）において、Ｒ１、Ｒ３、Ｒ４、およびＲ５は独立して、水素または炭素数１から１５のアルキルである。好ましいＲ１、Ｒ３、Ｒ４、またはＲ５は、水素またはメチルである。さらに好ましいＲ１、Ｒ３、Ｒ４、またはＲ５は、水素である。
　Ｚ２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つの水素はハロゲンで置き換えられてもよく、少なくとも１つの－ＣＨ２－は、－Ｏ－で置き換えられてもよい。好ましいハロゲンはフッ素または塩素である。好ましいＺ２は、１つまたは２つの－ＣＨ２－が－Ｏ－で置き換えられてもよい炭素数１から２０のアルキレンである。さらに好ましいＺ２は、炭素数４から１６のアルキレンである。
　化合物（２）および化合物（３）において、Ｒ２は、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、または炭素数２から１２のアルケニルである。好ましいＲ２は、紫外線または熱に対する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。Ｒ６およびＲ７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、または少なくとも１つの水素がフッ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Ｒ６またはＲ７は、紫外線または熱に対する安定性などを上げるために炭素数１から１２のアルキルであり、下限温度を下げるために、また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エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、またはヘプチルである。
　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。これらのアルケニルにおいては、分岐よりも直鎖のアルケニルが好ましい。
　少なくとも１つの水素がフッ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は、１，４－シクロへキシレン、１，４－フェニレン、２－フルオロ－１，４－フェニレン、２，６－ジフルオロ－１，４－フェニレン、１，３－ジオキサン－２，５－ジイル、またはテトラヒドロピラン－２，５－ジイルである。好ましい環Ａは光学異方性を上げるために、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。環Ｂおよび環Ｃは独立して、１，４－シクロへキシレン、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Ｂまたは環Ｃは、粘度を下げるために１，４－シクロへキシレンであり、または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、
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000019
　Ｚ１は、単結合、エチレン、カルボニルオキシ、またはジフルオロメチレンオキシである。好ましいＺ１は、粘度を下げるために単結合であり、誘電率異方性を上げるためにジフルオロメチレンオキシである。Ｚ３は、単結合、エチレンまたはカルボニルオキシである。好ましいＺ３は、粘度を下げるために単結合である。
　Ｘ１およびＸ２は独立して、水素またはフッ素である。好ましいＸ１またはＸ２は、誘電率異方性を上げるためにフッ素である。
　Ｙ１はフッ素、塩素、少なくとも１つの水素がハロゲン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つの水素がハロゲンで置き換えられた炭素数１から１２のアルコキシである。好ましいハロゲンはフッ素または塩素である。好ましいＹ１は、フッ素、塩素、トリフルオロメチル、またはトリフルオロメトキシである。さらに好ましいＹ１は、下限温度を下げるためにフッ素である。
　ａは、１、２、３、または４である。好ましいａは、上限温度を上げるために３である。ｂは、１、２または３である。好ましいｂ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３である。
　第五に、好ましい成分化合物を示す。好ましい化合物（１）は、上記の化合物（１－１）または化合物（１－２）である。これらの化合物において、化合物（１）の少なくとも２つが、化合物（１－１）および化合物（１－２）の組み合わせであることが好ましい。
　好ましい化合物（２）は、上記の化合物（２－１）から化合物（２－２７）である。これらの化合物において、第一成分の少なくとも１つが、化合物（２－５）、化合物（２－１１）、化合物（２－１２）、化合物（２－１３）、化合物（２－１５）、化合物（２－１６）、化合物（２－２０）、化合物（２－２３）、または化合物（２－２５）であることが好ましい。第一成分の少なくとも２つが、化合物（２－１２）および化合物（２－２３）、化合物（２－１３）および化合物（２－１６）、化合物（２－１５）および化合物（２－１６）、化合物（２－１６）および化合物（２－２５）、化合物（２－２０）および化合物（２－２５）、または化合物（２－２３）および化合物（２－２５）の組み合わせであることが好ましい。
　好ましい化合物（３）は、上記の化合物（３－１）から化合物（３－１３）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（３－１）、化合物（３－３）、化合物（３－５）、化合物（３－６）、化合物（３－８）、化合物（３－９）、または化合物（３－１３）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（３－１）および化合物（３－５）、化合物（３－３）および化合物（３－５）、化合物（３－１）および化合物（３－６）、化合物（３－３）および化合物（３－６）、化合物（３－１）および化合物（３－８）、または化合物（３－３）および化合物（３－８）の組み合わせであることが好ましい。
　第六に、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、重合禁止剤などである。液晶の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（４－１）から化合物（４－５）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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000020
　大気中での加熱による比抵抗の低下を防止するために、または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、ｎが１から９の整数である化合物（５）などである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000021
　化合物（５）において、好ましいｎは、１、３、５、７、または９である。さらに好ましいｎは１または７である。ｎが１である化合物（５）は、揮発性が大きいので、大気中での加熱による比抵抗の低下を防止するときに有効である。ｎが７である化合物（５）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、そ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、そ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、そ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組成物に添加される。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）、ビニルケトンなどの重合可能な基を有する化合物である。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の誘導体である。このような化合物の例は、化合物（６－１）から化合物（６－９）である。重合性化合物の好ましい割合は、その効果を得るために、約０．０５重量％以上であり、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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000022
　式（６－１）から式（６－９）において、Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０、およびＲ１１は独立して、アクリロイルオキシ（－ＯＣＯ－ＣＨ＝ＣＨ２）またはメタクリロイルオキシ（－ＯＣＯ－Ｃ（ＣＨ３）＝ＣＨ２）であり、Ｒ１２およびＲ１３は独立して、水素、ハロゲン、または炭素数１から１０のアルキルであり；Ｚ４、Ｚ５、Ｚ６、およびＺ７は独立して、単結合または炭素数１から１２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－ＣＨ２－は－Ｏ－または－ＣＨ＝ＣＨ－で置き換えられてもよく；ｃ、ｄおよびｅは独立して、０、１または２である。化合物（６－１）において、六角形を横切る垂直な線は、六員環上の任意の水素がフッ素によって置き換えられてもよいことを表わす。ｃなどの添え字は、置き換えられているフッ素の数を示す。このルールは、化合物（６－２）などにも適用される。化合物（６－１）において、ｃとｄとの和は１以上であり、化合物（６－４）において、ｃとｄとｅとの和は１以上である。好ましいハロゲンはフッ素または塩素である。
　重合性化合物は紫外線照射により重合する。光重合開始剤などの開始剤の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。例えば光開始剤であるＩｒｇａｃｕｒｅ６５１（登録商標；ＢＡＳＦ）、Ｉｒｇａｃｕｒｅ１８４（登録商標；ＢＡＳＦ）、またはＤａｒｏｃｕｒｅ１１７３（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。
　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-tert-ブチルカテコール、４-メトキシフェノ－ル、フェノチアジンなどである。
　第七に、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。Ｒ１およびＲ３が水素であり、Ｚ２が－（ＣＨ２）８－である化合物（１－１）は市販されている。化合物（２－３）および化合物（２－８）は、特開平２－２３３６２６号公報に記載された方法で合成する。化合物（３－１）は、特開昭５９－１７６２２１号公報に記載された方法で合成する。化合物（３－１３）は、特開平２－２３７９４９号公報に記載された方法で合成する。式（５）のｎ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。ｎが７である化合物（５）などは、米国特許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。
　最後に、組成物の用途を説明する。本発明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、さらには約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素子およびＰＭ素子への使用が可能である。ＴＮ、ＯＣＢ、ＩＰＳモードまたはＦＦＳ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並行であってもよく、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。
　実施例により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、実施例１の組成物と実施例２の組成物との混合物を含む。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り同定した。化合物および組成物の特性は、下記に記載した方法により測定した。
　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ＣＤＣｌ３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、ＣＦＣｌ３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、その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、またはその同等品である。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。液晶性化合物の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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000023
　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；以下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（ＴＣ；℃）：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、ＴＣ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。ツイスト角が０°であり、そして２枚のガラス基板の間隔（セルギャップ）が５μｍであるＴＮ素子に試料を入れた。この素子に１６Ｖから１９．５Ｖの範囲で０．５Ｖ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らの論文中の４０頁記載の計算式（８）とから回転粘度の値を得た。この計算で必要な誘電率異方性の値は、この回転粘度を測定した素子を用い、下に記載した方法で求めた。
（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）：２枚のガラス基板の間隔（セルギャップ）が９μｍであり、そしてツイスト角が８０度であるＴＮ素子に試料を入れた。この素子にサイン波（１０Ｖ、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。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。誘電率異方性の値は、Δε＝ε∥－ε⊥、の式から計算した。
（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０．４５／Δｎ（μｍ）であり、ツイスト角が８０度であるノーマリーホワイトモード（normally white mode）のＴＮ素子に試料を入れた。この素子に印加する電圧（３２Ｈｚ、矩形波）は０Ｖから１０Ｖ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９０％になったときの電圧で表した。
（８）電圧保持率（ＶＨＲ－ａ；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（１Ｖ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１６６．７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－ｂ；６０℃で測定；％）：２５℃の代わりに、６０℃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－ｂで表した。
（１０）電圧保持率（ＶＨＲ－ｃ；６０℃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１６７分間照射した。光源はブラックライト（ピーク波長３６９ｎｍ）であり、素子と光源の間隔は５ｍｍであった。ＶＨＲ－ｃの測定では、１６６．７ミリ秒のあいだ、減衰する電圧を測定した。大きなＶＨＲ－ｃ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。
（１１）電圧保持率（ＶＨＲ－ｄ；６０℃で測定；％）：試料を注入したＴＮ素子を１５０℃の恒温槽内で２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－ｄの測定では、１６６．７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；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。２枚のガラス基板の間隔（セルギャップ）が５．０μｍであり、ツイスト角が８０度であるノーマリーホワイトモード（normally white mode）のＴＮ素子に試料を入れた。この素子に矩形波（６０Ｈｚ、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。立ち上がり時間（τｒ：rise time；ミリ秒）は、透過率が９０％から１０％に変化するのに要した時間である。立ち下がり時間（τｆ：fall time；ミリ秒）は透過率１０％から９０％に変化するのに要した時間である。応答時間は、このようにして求めた立ち上がり時間と立ち下がり時間との和で表した。
（１３）弾性定数（Ｋ；２５℃で測定；ｐＮ）：測定には横河・ヒューレットパッカード株式会社製のＨＰ４２８４Ａ型ＬＣＲメータを用いた。２枚のガラス基板の間隔（セルギャップ）が２０μｍである水平配向素子に試料を入れた。この素子に０ボルトから２０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（２．９９）からＫ１１およびＫ３３の値を得た。次に同１７１頁にある式（３．１８）に、先ほど求めたＫ１１およびＫ３３の値を用いてＫ２２を算出した。弾性定数は、このようにして求めたＫ１１、Ｋ２２、およびＫ３３の平均値で表した。
（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）らせんピッチ（Ｐ；室温で測定；μｍ）：らせんピッチはくさび法にて測定した。「液晶便覧」、１９６頁（２０００年発行、丸善）を参照。試料をくさび形セルに注入し、室温で２時間静置した後、ディスクリネーションラインの間隔（ｄ２－ｄ１）を偏光顕微鏡（ニコン（株）、商品名ＭＭ４０／６０シリーズ）によって観察した。らせんピッチ（Ｐ）は、くさびセルの角度をθと表した次の式から算出した。Ｐ＝２×（ｄ２－ｄ１）×ｔａｎθ。
　実施例における化合物は、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。記号の後にあるかっこ内の番号は化合物の番号に対応する。（－）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、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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000024
［実施例１］
３－ＨＨＸＢ（Ｆ，Ｆ）－Ｆ　　　　　　　　　　（２－５）　　１３％
２－ＨＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）－Ｆ　　　　　　　　　　（２－１７）　　４％
３－ＨＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）－Ｆ　　　　　　　　　　（２－１７）　　５％
４－ＨＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）－Ｆ　　　　　　　　　　（２－１７）　　４％
５－ＨＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）－Ｆ　　　　　　　　　　（２－１７）　　４％
４－ＧＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ，Ｆ）－Ｆ　（２－２３）　　７％
３－ＢＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ）－Ｆ　　　（２－２４）　　４％
３－ＢＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ，Ｆ）－Ｆ　（２－２５）　　３％
４－ＢＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ，Ｆ）－Ｆ　（２－２５）　　８％
５－ＢＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ，Ｆ）－Ｆ　（２－２５）　　６％
３－ＨＨ－Ｖ　　　　　　　　　　　　　　　　　（３－１）　　３０％
４－ＨＨ－Ｖ１　　　　　　　　　　　　　　　　（３－１）　　　５％
７－ＨＢ－１　　　　　　　　　　　　　　　　　（３－２）　　　３％
３－ＨＨＢ－Ｏ１　　　　　　　　　　　　　　　（３－５）　　　４％
　誘電率異方性が正である上記の組成物を調製し、特性を測定した。ＮＩ＝１０７．２℃；Ｔｃ＜－２０℃；Δｎ＝０．１１３；Δε＝１１．０；Ｖｔｈ＝１．４８Ｖ；η＝１６．０ｍＰａ・ｓ；γ１＝１０１．３ｍＰａ・ｓ．この組成物をガスクロマトグラフ分析したところ、不純物の含有量は０．０８ＧＣ％であった。
　この組成物に化合物（１－１－１）を０．１重量％の割合で添加した試料を調製し、２６０ｍＷ／ｃｍ２の紫外線を６００秒間照射した。紫外線の照射には、HOYA CANDEO OPTRONICS株式会社製のＥＸＥＣＵＲＥ４０００－Ｄ型水銀キセノンランプを用いた。この試料の不純物の含有量は１．８ＧＣ％であった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000025
［比較例１］
　実施例１における化合物（１－１－１）を添加する前の組成物に、実施例１と同じ条件で紫外線を照射し、ガスクロマト分析を行った。このときの不純物の含有量は２．６ＧＣ％であった。
［実施例２］
３－ＨＨＸＢ（Ｆ，Ｆ）－Ｆ　　　　　　　　　　（２－５）　　　９％
４－ＧＨＢ（Ｆ，Ｆ）－Ｆ　　　　　　　　　　　（２－７）　　　５％
２－ＨＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）－Ｆ　　　　　　　　　　（２－１７）　　４％
３－ＨＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）－Ｆ　　　　　　　　　　（２－１７）　　６％
４－ＨＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）－Ｆ　　　　　　　　　　（２－１７）　　５％
４－ＧＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ，Ｆ）－Ｆ　（２－２３）　　７％
４－ＢＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ，Ｆ）－Ｆ　（２－２５）　　９％
５－ＢＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ，Ｆ）－Ｆ　（２－２５）　　７％
３－ＨＨＢ－ＣＬ　　　　　　　　　　　　　　　（２）　　　　　３％
３－ＨＨ－Ｖ　　　　　　　　　　　　　　　　　（３－１）　　２９％
３－ＨＨ－ＶＦＦ　　　　　　　　　　　　　　　（３－１）　　　４％
３－ＨＢ－Ｏ２　　　　　　　　　　　　　　　　（３－２）　　　３％
３－ＨＨＢ－３　　　　　　　　　　　　　　　　（３－５）　　　３％
５－ＨＢＢ－２　　　　　　　　　　　　　　　　（３－６）　　　３％
３－ＨＢＢＨ－１Ｏ１　　　　　　　　　　　　　（－）　　　　　３％
　誘電率異方性が正である上記の組成物を調製し、特性を測定した。ＮＩ＝１０９．４℃；Ｔｃ＜－２０℃；Δｎ＝０．１１２；Δε＝１０．４；Ｖｔｈ＝１．５９Ｖ；η＝１５．５ｍＰａ・ｓ；γ１＝１０２．６ｍＰａ・ｓ．この組成物をガスクロマトグラフ分析したところ、不純物の含有量は０．０７ＧＣ％であった。
　この組成物に化合物（１－２－１）を０．１重量％の割合で添加した試料を調製し、実施例１と同じ条件で紫外線を照射し、ガスクロマト分析を行った。このときの不純物の含有量は１．６ＧＣ％であった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000026
［実施例３］
３－ＨＨＸＢ（Ｆ，Ｆ）－Ｆ　　　　　　　　　　（２－５）　　１１％
３－ＨＧＢ（Ｆ，Ｆ）－Ｆ　　　　　　　　　　　（２－６）　　　３％
４－ＧＨＢ（Ｆ，Ｆ）－Ｆ　　　　　　　　　　　（２－７）　　１０％
３－ＢＢ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ，Ｆ）－Ｆ　　　　　（２－１６）　　９％
２－ＨＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）－Ｆ　　　　　　　　　　（２－１７）　　４％
３－ＨＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）－Ｆ　　　　　　　　　　（２－１７）　　５％
４－ＨＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）－Ｆ　　　　　　　　　　（２－１７）　　５％
５－ＨＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）－Ｆ　　　　　　　　　　（２－１７）　　５％
４－ＢＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ，Ｆ）－Ｆ　（２－２５）　　９％
５－ＢＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ，Ｆ）－Ｆ　（２－２５）　　３％
３－ＨＨ－Ｖ　　　　　　　　　　　　　　　　　（３－１）　　２０％
３－ＨＨ－Ｖ１　　　　　　　　　　　　　　　　（３－１）　　　５％
３－ＨＨＢ－１　　　　　　　　　　　　　　　　（３－５）　　　８％
３－ＨＢＢ－２　　　　　　　　　　　　　　　　（３－６）　　　３％
　誘電率異方性が正である上記の組成物を調製し、特性を測定した。ＮＩ＝１０６．８℃；Ｔｃ＜－２０℃；Δｎ＝０．１０９；Δε＝１１．３；Ｖｔｈ＝１．５０Ｖ；η＝２０．１ｍＰａ・ｓ；γ１＝１２５．２ｍＰａ・ｓ．この組成物をガスクロマトグラフ分析したところ、不純物の含有量は０．０９ＧＣ％であった。
　この組成物に化合物（１－１－１）を０．０５重量％の割合で添加した試料を調製し、実施例１と同じ条件で紫外線を照射し、ガスクロマト分析を行った。このときの不純物の含有量は１．７ＧＣ％であった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000027
［実施例４］
３－ＨＨＢ（Ｆ，Ｆ）－Ｆ　　　　　　　　　　　（２－３）　　　３％
３－ＨＨＸＢ（Ｆ，Ｆ）－Ｆ　　　　　　　　　　（２－５）　　１３％
３－ＨＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）－Ｆ　　　　　　　　（２－９）　　　５％
３－ＢＢ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ，Ｆ）－Ｆ　　　　　（２－１６）　１６％
３－ＨＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）－Ｆ　　　　　　　　　　（２－１７）　　３％
４－ＧＢＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）－Ｆ　　　　　　　（２－１９）　　３％
３－ＨＢＢＸＢ（Ｆ，Ｆ）－Ｆ　　　　　　　　　（２－２０）　　８％
３－ＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ，Ｆ）－Ｆ　　　　（２－２１）　　６％
３－ＨＨ－Ｖ　　　　　　　　　　　　　　　　　（３－１）　　２４％
３－ＨＨ－Ｖ１　　　　　　　　　　　　　　　　（３－１）　　　７％
Ｖ２－ＢＢ－１　　　　　　　　　　　　　　　　（３－３）　　　３％
３－ＨＨＥＨ－３　　　　　　　　　　　　　　　（３－４）　　　３％
１－ＢＢ（Ｆ）Ｂ－２Ｖ　　　　　　　　　　　　（３－８）　　　３％
５－ＨＢＢ（Ｆ）Ｂ－２　　　　　　　　　　　　（３－１３）　　３％
　誘電率異方性が正である上記の組成物を調製し、特性を測定した。ＮＩ＝８５．０℃；Ｔｃ＜－２０℃；Δｎ＝０．１０９；Δε＝８．５；Ｖｔｈ＝１．４５Ｖ；η＝１７．０ｍＰａ・ｓ；γ１＝８５．６ｍＰａ・ｓ．この組成物をガスクロマトグラフ分析したところ、不純物の含有量は０．０７ＧＣ％であった。
　この組成物に化合物（１－２－１）を０．０５重量％の割合で添加した試料を調製し、実施例１と同じ条件で紫外線を照射し、ガスクロマト分析を行った。このときの不純物の含有量は１．５ＧＣ％であった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000028
［実施例５］
３－ＨＢ－ＣＬ　　　　　　　　　　　　　　　　（２－１）　　　６％
５－ＨＸＢ（Ｆ，Ｆ）－Ｆ　　　　　　　　　　　（２－２）　　　５％
３－ＨＨＢ（Ｆ，Ｆ）－Ｆ　　　　　　　　　　　（２－３）　　１０％
３－ＨＨＥＢ（Ｆ，Ｆ）－Ｆ　　　　　　　　　　（２－４）　　　９％
３－ＨＨＸＢ（Ｆ，Ｆ）－Ｆ　　　　　　　　　　（２－５）　　１９％
２－ＨＢＥＢ（Ｆ，Ｆ）－Ｆ　　　　　　　　　　（２－１０）　　３％
３－ＨＢＥＢ（Ｆ，Ｆ）－Ｆ　　　　　　　　　　（２－１０）　　３％
３－ＢＢＸＢ（Ｆ，Ｆ）－Ｆ　　　　　　　　　　（２－１５）　　３％
３－ＢＢ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ，Ｆ）－Ｆ　　　　　（２－１６）　　７％
３－ｄｈＢＢ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ，Ｆ）－Ｆ　　　（２－２２）　　４％
３－ＢＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）－Ｆ
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（２－２７）　　３％
３－ＨＨ－Ｖ　　　　　　　　　　　　　　　　　（３－１）　　　７％
３－ＨＨ－Ｖ１　　　　　　　　　　　　　　　　（３－１）　　１０％
５－ＨＨ－Ｖ　　　　　　　　　　　　　　　　　（３－１）　　　７％
３－ＨＨＥＢＨ－３　　　　　　　　　　　　　　（３－９）　　　４％
　誘電率異方性が正である上記の組成物を調製し、特性を測定した。ＮＩ＝７８．８℃；Ｔｃ＜－２０℃；Δｎ＝０．０８５；Δε＝１０．０；Ｖｔｈ＝１．０９Ｖ；η＝１６．８ｍＰａ・ｓ；γ１＝８２．２ｍＰａ・ｓ．この組成物をガスクロマトグラフ分析したところ、不純物の含有量は０．０８ＧＣ％であった。
　この組成物に化合物（１－２－２）を０．０４重量％の割合で添加した試料を調製し、実施例１と同じ条件で紫外線を照射し、ガスクロマト分析を行った。このときの不純物の含有量は１．７ＧＣ％であった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000029
［実施例６］
３－ＧＢ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ，Ｆ）－Ｆ　　　　　（２－１２）　　４％
３－ＢＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）－ＣＦ３　　　　　　（２－１４）　　３％
３－ＢＢ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ，Ｆ）－Ｆ　　　　　（２－１６）　１６％
３－ＨＨＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）－Ｆ　　　　　　　（２－１８）　　４％
３－ＨＢＢＸＢ（Ｆ，Ｆ）－Ｆ　　　　　　　　　（２－２０）　１０％
４－ＧＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ，Ｆ）－Ｆ　（２－２３）　　４％
５－ＧＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ，Ｆ）－Ｆ　（２－２３）　　４％
４－ＢＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ，Ｆ）－Ｆ　（２－２５）　　７％
３－ＨＨ－Ｖ　　　　　　　　　　　　　　　　　（３－１）　　２５％
３－ＨＨ－Ｏ１　　　　　　　　　　　　　　　　（３－１）　　　３％
１－ＢＢ－３　　　　　　　　　　　　　　　　　（３－３）　　　３％
Ｖ－ＨＨＢ－１　　　　　　　　　　　　　　　　（３－５）　　１１％
５－Ｂ（Ｆ）ＢＢ－２　　　　　　　　　　　　　（３－７）　　　３％
２－ＢＢ（Ｆ）Ｂ－３　　　　　　　　　　　　　（３－８）　　　３％
　誘電率異方性が正である上記の組成物を調製し、特性を測定した。ＮＩ＝７３．９℃；Ｔｃ＜－２０℃；Δｎ＝０．１２０；Δε＝１２．４；Ｖｔｈ＝１．２４Ｖ；η＝１７．５ｍＰａ・ｓ；γ１＝９２．４ｍＰａ・ｓ．この組成物をガスクロマトグラフ分析したところ、不純物の含有量は０．０６ＧＣ％であった。
　この組成物に化合物（１－１－２）を０．０７重量％の割合で添加した試料を調製し、実施例１と同じ条件で紫外線を照射し、ガスクロマト分析を行った。このときの不純物の含有量は１．４ＧＣ％であった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000030
［実施例７］
３－ＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）－Ｆ　　　　　　　　　　　（２－８）　　　４％
３－ＧＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）－Ｆ　　　　　　　　（２－１１）　　３％
３－ＢＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）－Ｆ　　　　　　　　（２－１３）　　６％
３－ＢＢ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ，Ｆ）－Ｆ　　　　　（２－１６）　１８％
３－ＨＢＢＸＢ（Ｆ，Ｆ）－Ｆ　　　　　　　　　（２－２０）　　３％
３－ＢＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ，Ｆ）－Ｆ　（２－２５）　　３％
４－ＢＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ，Ｆ）－Ｆ　（２－２５）　　７％
４－ＢＢ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）－Ｆ　（２－２６）　　３％
３－ＨＨ－Ｖ　　　　　　　　　　　　　　　　　（３－１）　　２９％
Ｖ－ＨＨＢ－１　　　　　　　　　　　　　　　　（３－５）　　１１％
２－ＢＢ（Ｆ）Ｂ－２Ｖ　　　　　　　　　　　　（３－８）　　　４％
３－ＨＢ（Ｆ）ＨＨ－５　　　　　　　　　　　　（３－１０）　　３％
５－ＨＢＢＨ－３　　　　　　　　　　　　　　　（３－１１）　　３％
３－ＨＢ（Ｆ）ＢＨ－３　　　　　　　　　　　　（３－１２）　　３％
　誘電率異方性が正である上記の組成物を調製し、特性を測定した。ＮＩ＝８０．６℃；Ｔｃ＜－３０℃；Δｎ＝０．１２４；Δε＝９．９；Ｖｔｈ＝１．５４Ｖ；η＝２０．６ｍＰａ・ｓ；γ１＝７５．１ｍＰａ・ｓ．この組成物をガスクロマトグラフ分析したところ、不純物の含有量は０．０９ＧＣ％であった。
　この組成物に化合物（１－１－１）を０．０３重量％の割合で添加した試料を調製し、実施例１と同じ条件で紫外線を照射し、ガスクロマト分析を行った。このときの不純物の含有量は１．９ＧＣ％であった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000031
［実施例８］
３－ＨＨＸＢ（Ｆ，Ｆ）－Ｆ　　　　　　　　　　（２－５）　　１０％
４－ＧＨＢ（Ｆ，Ｆ）－Ｆ　　　　　　　　　　　（２－７）　　１０％
３－ＢＢ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ，Ｆ）－Ｆ　　　　　（２－１６）　　６％
２－ＨＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）－Ｆ　　　　　　　　　　（２－１７）　　４％
３－ＨＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）－Ｆ　　　　　　　　　　（２－１７）　　６％
４－ＨＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）－Ｆ　　　　　　　　　　（２－１７）　　５％
５－ＨＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）－Ｆ　　　　　　　　　　（２－１７）　　５％
３－ＧＢＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）－Ｆ　　　　　　　（２－１９）　　３％
４－ＢＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ，Ｆ）－Ｆ　（２－２５）　　８％
５－ＢＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ，Ｆ）－Ｆ　（２－２５）　　３％
３－ＨＨ－Ｖ　　　　　　　　　　　　　　　　　（３－１）　　１９％
２－ＨＨ－３　　　　　　　　　　　　　　　　　（３－１）　　　４％
３－ＨＨ－４　　　　　　　　　　　　　　　　　（３－１）　　　３％
Ｖ２－ＢＢ－１　　　　　　　　　　　　　　　　（３－３）　　　６％
３－ＨＨＢ－１　　　　　　　　　　　　　　　　（３－５）　　　５％
５－ＨＢＢ（Ｆ）Ｂ－３　　　　　　　　　　　　（３－１３）　　３％
　誘電率異方性が正である上記の組成物を調製し、特性を測定した。ＮＩ＝１０７．１℃；Ｔｃ＜－２０℃；Δｎ＝０．１１５；Δε＝１０．６；Ｖｔｈ＝１．５５Ｖ；η＝１９．２ｍＰａ・ｓ；γ１＝１１８．７ｍＰａ・ｓ．この組成物をガスクロマトグラフ分析したところ、不純物の含有量は０．１０ＧＣ％であった。
　この組成物に化合物（１－１－１）を０．０３重量％、化合物（１－２－１）を０．０３重量％の割合で添加した試料を調製し、実施例１と同じ条件で紫外線を照射し、ガスクロマト分析を行った。このときの不純物の含有量は１．８ＧＣ％であった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000032
［実施例９］
３－ＧＢ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ，Ｆ）－Ｆ　　　　　（２－１２）　　８％
３－ＧＢＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）－Ｆ　　　　　　　（２－１９）　　３％
４－ＧＢＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）－Ｆ　　　　　　　（２－１９）　　３％
３－ＨＢＢＸＢ（Ｆ，Ｆ）－Ｆ　　　　　　　　　（２－２０）　　３％
４－ＧＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ，Ｆ）－Ｆ　（２－２３）　　５％
５－ＧＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ，Ｆ）－Ｆ　（２－２３）　　５％
４－ＢＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ，Ｆ）－Ｆ　（２－２５）　　７％
５－ＢＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ，Ｆ）－Ｆ　（２－２５）　　５％
３－ＨＨＸＢ（Ｆ，Ｆ）－ＣＦ３　　　　　　　　（２）　　　　１２％
３－ＨＨ－Ｖ　　　　　　　　　　　　　　　　　（３－１）　　２２％
３－ＨＨ－Ｖ１　　　　　　　　　　　　　　　　（３－１）　　１０％
３－ＨＨ－２Ｖ１　　　　　　　　　　　　　　　（３－１）　　　９％
Ｖ２－ＨＨＢ－１　　　　　　　　　　　　　　　（３－５）　　　８％
　誘電率異方性が正である上記の組成物を調製し、特性を測定した。ＮＩ＝８９．７℃；Ｔｃ＜－２０℃；Δｎ＝０．１０２；Δε＝１３．７；Ｖｔｈ＝１．３５Ｖ；η＝２０．６ｍＰａ・ｓ；γ１＝１２６．５ｍＰａ・ｓ．この組成物をガスクロマトグラフ分析したところ、不純物の含有量は０．１１ＧＣ％であった。
　この組成物に化合物（１－１－１）を０．１重量％の割合で添加した試料を調製し、実施例１と同じ条件で紫外線を照射し、ガスクロマト分析を行った。このときの不純物の含有量は１．８ＧＣ％であった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000033
　実施例１から実施例９の組成物は、比較例１の組成物と比べて紫外線照射による不純物の生成量（前後の含有量の差）が少ないので、紫外線に対する高い安定性を有する。よって、本発明による液晶組成物は優れた特性を有すると結論できる。
　本発明の液晶組成物は、高い上限温度、低い下限温度、小さな粘度、適切な光学異方性、大きな誘電率異方性、大きな比抵抗、大きな弾性定数、紫外線に対する高い安定性、熱に対する高い安定性、大きな弾性定数などの特性において、少なくとも１つの特性を充足する、または少なくとも２つの特性に関して適切なバランスを有する。この組成物を含有する液晶表示素子は、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、長い寿命などを有するので、液晶プロジェクター、液晶テレビなどに用いることができる。

Claims (12)

  1. 　添加物として式（１）で表される一価基を有する化合物の群から選択された少なくとも１つの化合物、および第一成分として式（２）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの化合物を含有し、正の誘電率異方性を有し、そしてネマチック相を有する液晶組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000001

    式（１）および式（２）において、Ｒ１は、水素または炭素数１から１５のアルキルであり；Ｒ２は、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、または炭素数２から１２のアルケニルであり；環Ａは、１，４－シクロへキシレン、１，４－フェニレン、２－フルオロ－１，４－フェニレン、２，６－ジフルオロ－１，４－フェニレン、１，３－ジオキサン－２，５－ジイル、またはテトラヒドロピラン－２，５－ジイルであり；Ｚ１は、単結合、エチレン、カルボニルオキシ、またはジフルオロメチレンオキシであり；Ｘ１およびＸ２は独立して、水素またはフッ素であり；Ｙ１はフッ素、塩素、少なくとも１つの水素がハロゲン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つの水素がハロゲンで置き換えられた炭素数１から１２のアルコキシであり；ａは、１、２、３、または４である。
  2. 　添加物として式（１－１）および式（１－２）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に記載の液晶組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000002

    式（１－１）および式（１－２）において、Ｒ１、Ｒ３、Ｒ４、およびＲ５は独立して、水素または炭素数１から１５のアルキルであり；Ｚ２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つの水素はハロゲンで置き換えられてもよく、少なくとも１つの－ＣＨ２－は、－Ｏ－で置き換えられてもよい。
  3. 　液晶組成物の重量に基づいて、式（１）で表される化合物の割合が０．００５重量％から１重量％の範囲である、請求項１または２に記載の液晶組成物。
  4. 　第一成分として式（２－１）から式（２－２７）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３のいずれか１項に記載の液晶組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000003

    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000004

    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000005

    式（２－１）から式（２－２７）において、Ｒ２は、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、または炭素数２から１２のアルケニルである。
  5. 　液晶組成物の重量に基づいて、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１から４のいずれか１項に記載の液晶組成物。
  6. 　第二成分として式（３）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５のいずれか１項に記載の液晶組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000006

    式（３）において、Ｒ６およびＲ７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、または少なくとも１つの水素がフッ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Ｂおよび環Ｃは独立して、１，４－シクロへキシレン、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；Ｚ３は、単結合、エチレンまたはカルボニルオキシであり；ｂは、１、２または３である。
  7. 　第二成分として式（３－１）から式（３－１３）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６のいずれか１項に記載の液晶組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000007

    式（３－１）から式（３－１３）において、Ｒ６およびＲ７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、または少なくとも１つの水素がフッ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。
  8. 　液晶組成物の重量に基づいて、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６または７に記載の液晶組成物。
  9. 　ネマチック相の上限温度が７０℃以上であり、波長５８９ｎｍにおける光学異方性（２５℃で測定）が０．０７以上であり、そして周波数１ｋＨｚにおける誘電率異方性（２５℃で測定）が２以上である、請求項１から８のいずれか１項に記載の液晶組成物。
  10. 　請求項１から９のいずれか１項に記載の液晶組成物を含有する液晶表示素子。
  11. 　液晶表示素子の動作モードが、ＴＮモード、ＥＣＢモード、ＯＣＢモード、ＩＰＳモード、ＦＦＳモード、またはＦＰＡモードであり、液晶表示素子の駆動方式がアクティブマトリックス方式である、請求項１０に記載の液晶表示素子。
  12. 　請求項１から９のいずれか１項に記載の液晶組成物の液晶表示素子における使用。
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