JP5163836B2 - ネマティック液晶組成物及びこれを用いた液晶表示素子 - Google Patents

Description

本発明は電気光学的液晶表示材料として有用な誘電率異方性（Δε）が負のネマティック液晶組成物、およびこれを用いた液晶表示素子に関する。

負の誘電率異方性（負のΔε）を有する液晶組成物を使用した垂直配向型のVA - LCDは、漆黒な黒を表現することができるため表示品位に優れ、高コントラストな液晶表示装置として、液晶テレビを中心とした市場に広く浸透している。また、最近では液晶テレビなどに代表されるアクティブマトリックス駆動方式の他、車載や家電用途の表示器として使用されているパッシブマトリックス駆動方式でもVA-LCDの採用が増えている。液晶テレビ用途では、滑らかな動画表示性能を実現するためにガラス基板間のギャップが狭くなる傾向にあり、液晶材料の複屈折率（Δn）は大きくなる傾向にある。一方、車載用表示器においては、表示容量の大きな高時分割駆動でも良好なコントラストを得るために、負のΔεを有する液晶組成物としては従来にない大きなΔnが求められるとともに、低電圧化にも対応するためΔεの絶対値も大きなものが要求されるようになってきた。VA - LCD用の液晶材料として多くの液晶化合物および液晶組成物が提案されているが、Δｎを増大させるためには液晶組成物中のΔｎの大きな液晶化合物の含有量を上昇させる必要があり、Δεの絶対値を増大させるためには液晶組成物中のΔεの絶対値の大きな液晶化合物の含有量を上昇させる必要があるが、これら化合物の含有量を上昇させると粘性（η）が悪化し、応答速度が悪化してしまう。

これまでにΔεが負の値を示しかつΔｎの値が大きな液晶組成物が開示されている（特許文献１〜４）。しかし、特許文献１記載の液晶組成物はΔεが正の液晶化合物を含有しており、Δεの絶対値は小さいものである。また、特許文献２〜４記載の液晶組成物はΔεの絶対値は大きいもののΔｎの値は十分に大きくなく、また、ηについても大きな値となっている。

このため、Δεの絶対値及びΔｎが大きくかつηが小さな液晶組成物が求められている。

特開平１１−２２８９６６号 特開平１１−１４０４４７号 特開２００１−３５４９６７号 特開２０００−９６０５８号

本発明が解決しようとする課題は、Δｎ増大およびΔεの増大に伴う粘性悪化を抑制した液晶組成物の提供及び、当該液晶組成物を用いることにより応答速度が改善された液晶表示素子を提供することにある。

本願発明者らは上記課題を解決するために鋭意検討した結果、少なくとも２種類以上の特定の化合物の組み合わせにより、上記課題が解決されることを見出した。すなわち、第一成分として一般式（Ｉ）

（式中、Ｒ^１１及びＲ^１２は互いに独立して、炭素原子数１〜８のアルキル基、炭素原子数１〜８のアルコキシ基又は炭素原子数２〜８のアルケニル基を表し、これらの基は互いに独立して、非置換であるか、あるいは置換基として少なくとも１個のハロゲン基を有しており、そしてこれらの基中に存在する１個又は２個以上の−ＣＨ_２−はそれぞれ独立して酸素原子が相互に直接結合しないものとして−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＯＣＯ−Ｏ−により置き換えられても良く、
Ａ^１１及びＡ^１２は互いに独立して、
（ａ） トランス−１,４−シクロへキシレン基（この基中に存在する１個の−ＣＨ_２−又は隣接していない２個以上の−ＣＨ_２−は−Ｏ−及び／又は−Ｓ−に置き換えられてもよい）
（ｂ） １，４−フェニレン基（この基中に存在する１個の−ＣＨ＝又は隣接していない２個以上の−ＣＨ＝基は−Ｎ＝に置き換えられてもよい）
（ｃ） １，４−シクロヘキセニレン、１，４−ビシクロ（２．２．２）オクチレン、ピペリジン−１，４−ジイル、ナフタレン−２，６−ジイル、デカヒドロナフタレン−２，６−ジイル及び１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル
からなる群より選ばれる基を表すが、上記の基（ａ）、基（ｂ）及び基（ｃ）上の水素原子は互いに独立して炭素原子数１〜３のアルキル基、炭素原子数２〜３のアルケニル基、炭素原子数１〜３のアルコキシル、炭素原子数１〜３のアルケニルオキシ基、ＣＮ又はハロゲンで置換されていてもよく、
Ｚ^１１及びＺ^１２は互いに独立して、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＯＣＨ_２−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−（ＣＨ_２）_４−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＨ_２ＣＨ_２−ＣＨ＝ＣＨ−又は単結合を表し、
a^１１及びa^１２は互いに独立して０又は１を表す。）で表される化合物から選ばれる１種類又は２種類以上の化合物及び第二成分として一般式（ＩＩ）及び（ＩＩＩ）

（式中、Ｒ^２１、Ｒ^２２、Ｒ^３１及びＲ^３２は互いに独立して、炭素原子数１〜８のアルキル基、炭素原子数１〜８のアルコキシ基又は炭素原子数２〜８のアルケニル基を表し、これらの基は互いに独立して、非置換であるか、あるいは置換基として少なくとも１個のハロゲン基を有しており、そしてこれらの基中に存在する１個又は２個以上の−ＣＨ_２−はそれぞれ独立して酸素原子が相互に直接結合しないものとして−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＯＣＯ−Ｏ−により置き換えられても良く、
Ａ^２１、Ａ^２２、Ａ^２３、Ａ^３１、Ａ^３２及びＡ^３３は互いに独立して、
（ａ） トランス−１,４−シクロへキシレン基（この基中に存在する１個の−ＣＨ_２−又は隣接していない２個以上の−ＣＨ_２−は−Ｏ−及び／又は−Ｓ−に置き換えられてもよい）
（ｂ） １，４−フェニレン基（この基中に存在する１個の−ＣＨ＝又は隣接していない２個以上の−ＣＨ＝基は−Ｎ＝に置き換えられてもよい）
（ｃ） １，４−シクロヘキセニレン、１，４−ビシクロ（２．２．２）オクチレン、ピペリジン−１，４−ジイル、ナフタレン−２，６−ジイル、デカヒドロナフタレン−２，６−ジイル及び１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル
からなる群より選ばれる基を表すが、上記の基（ａ）、基（ｂ）及び基（ｃ）上の水素原子は互いに独立して炭素原子数１〜３のアルキル基、炭素原子数２〜３のアルケニル基、炭素原子数１〜３のアルコキシル、炭素原子数１〜３のアルケニルオキシ基、ＣＮ又はハロゲンで置換されていてもよく、
Ｚ^２１、Ｚ^２２、Ｚ^２３、Ｚ^３１、Ｚ^３２及びＺ^３３は互いに独立して、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＯＣＨ_２−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−（ＣＨ_２）_４−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＨ_２ＣＨ_２−ＣＨ＝ＣＨ−又は単結合を表し、
ａ^２１、ａ^２２、ａ^３１及びａ^３２は互いに独立して０又は１を表す。）で表される化合物からなる群から選ばれる１種類又は２種類以上の化合物を含有する液晶組成物および当該液晶組成物を構成部材とする液晶表示素子を提供する。

本発明の液晶組成物は、Δｎが大きく、Δεが負であってその絶対値が大きいという特徴を有する。またηも低く、液晶性に優れ、広い温度範囲で安定な液晶相を示す。更に、熱、光、水等に対し、化学的に安定であるため、低電圧駆動が可能である実用的で信頼性の高い液晶組成物である。

第一成分である一般式（Ｉ）で表される化合物において、Ｒ^１１及びＲ^１２は互いに独立して、炭素原子数１〜８のアルキル基、炭素原子数１〜８のアルコキシ基、炭素原子数２〜８のアルケニル基又は炭素原子数２〜８のアルケニルオキシ基を表すが、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、炭素原子数２〜５のアルケニル基又は炭素原子数２〜５のアルケニルオキシ基が好ましく、直鎖状が好ましい。ａ^１１は０又は１を表すが、高速応答を重視する場合には０が好ましく、ネマティック相上限温度を重視する場合には１が好ましく、Δｎを大きくすることを重視する場合にも１が好ましい。Ａ^１１及びＡ^１２は互いに独立して

のいずれかを表し、ベンゼン環上に存在する１個又は２個以上の水素原子はハロゲンで置換されていてもよいが、１，４−フェニレン基又は１，４−シクロヘキシレン基が好ましく、１，４−フェニレン基は１個又は２個以上のフッ素原子により置換していてもよい。Ａ^１１は存在する場合に粘性を重視する場合には１，４−シクロヘキシレン基がより好ましく、Ａ^１２は屈折率異方性を重視する場合には１，４−フェニレン基がより好ましい。

一般式（Ｉ）で表される化合物は、より具体的には、下記の一般式（Ｉ−１）〜（Ｉ−３）で表される化合物が好ましい。

（式中、Ｒ^１１は一般式（Ｉ）におけるＲ^１１と同じ意味を表し、Ｒ^１２は一般式（Ｉ）におけるＲ^１２と同じ意味を表す。）
第二成分である一般式（ＩＩ−１）及び（ＩＩ−２）で表される化合物は、一般式（ＩＩ−１）で表される化合物のみを１種又は２種以上使用してもよいし、一般式（ＩＩ−２）で表される化合物のみを１種又は２種以上使用してもよいし、一般式（ＩＩ−１）で表される化合物を１種又は２種以上及び一般式（ＩＩ−２）で表される化合物を１種又は２種以上混合して使用してもよい。

一般式（Ｉ）で表される化合物を少なくとも２重量％以上含有することが好ましいが、２重量％〜７０重量％含有するのがより好ましく、２重量%〜４０重量％含有するのが更に好ましい。

一般式（ＩＩ−１）及び（ＩＩ−２）で表される化合物において、Ｒ^２１、Ｒ^２２、Ｒ^３１及びＲ^３２は互いに独立して、炭素原子数１〜８のアルキル基、炭素原子数１〜８のアルコキシ基、炭素原子数２〜８のアルケニル基又は炭素原子数２〜８のアルケニルオキシ基を表すが、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、炭素原子数２〜５のアルケニル基又は炭素原子数２〜５のアルケニルオキシ基が好ましく、直鎖状が好ましい。ａ^２１、ａ^２２、ａ^３１及びａ^３２は互いに独立して、０又は１を表すが、ａ^２１＋ａ^２２は０又は１が好ましく、高速応答を重視する場合には０が好ましく、ネマティック相上限温度を重視する場合には１が好ましく、ａ^３１＋ａ^３２は０又は１が好ましく、高速応答を重視する場合には０が好ましく、ネマティック相上限温度を重視する場合には１が好ましい。Ｚ^２１、Ｚ^２２、Ｚ^３１及びＺ^３２は互いに独立して、単結合、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＯＣＨ_２−又は−ＣＨ_２ＣＨ_２−を表すが、単結合、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＯＣＨ_２−又は−ＣＨ_２ＣＨ_２−が好ましい。Ａ^２１、Ａ^２２、Ａ^２３、Ａ^３１、Ａ^３２及びＡ^３３は互いに独立して

のいずれかを表すが、ベンゼン環上に存在する１個又は２個以上の水素原子はハロゲンで置換されていてもよいが、１，４−フェニレン基又は１，４−シクロヘキシレン基が好ましく、１，４−フェニレン基は１個又は２個以上のフッ素原子により置換していてもよい。粘性を重視する場合には１，４−シクロヘキシレン基が好ましい。

一般式（ＩＩ）及び（ＩＩＩ）で表される化合物は、より具体的には、下記の一般式（ＩＩ−１）〜（ＩＩＩ−３）で表される化合物が好ましい。

（式中、Ｒ^２１は一般式（ＩＩ）におけるＲ^２１と同じ意味を表し、Ｒ^２２は一般式（ＩＩ）におけるＲ^２２と同じ意味を表し、Ｒ^３１は一般式（ＩＩＩ）におけるＲ^３１と同じ意味を表し、Ｒ^３２は一般式（ＩＩＩ）におけるＲ^３２と同じ意味を表す。）
更に、一般式（ＩＩ−１）及び（ＩＩ−３）で表される化合物においてＲ^２１はアルキル基又はアルケニル基が好ましく、Ｒ^２２はアルキル基又はアルケニル基が好ましく、更に一般式（ＩＩ−１）で表される化合物においてＲ^２１はアルケニル基が好ましく、Ｒ^２２はアルキル基が好ましく、一般式（ＩＩ−３）で表される化合物においてＲ^２１はアルケニル基が好ましく、Ｒ^２２はアルキル基が好ましく、一般式（ＩＩ−２）、（ＩＩ−４）及び（ＩＩ−５）で表される化合物においてＲ^２１はアルキル基又はアルケニル基が好ましく、Ｒ^２２はアルキコキシ基又はアルケニルオキシ基が好ましく、更に一般式（ＩＩ−２）で表される化合物においてＲ^２１はアルケニル基が好ましく、Ｒ^２２はアルケニルオキシ基が好ましく、一般式（Ｉ−１−４）で表される化合物においてＲ^２１はアルキル基が好ましく、Ｒ^２２はアルキコキシ基が好ましく、一般式（ＩＩ−５）で表される化合物においてＲ^２１はアルキル基が好ましく、Ｒ^２２はアルキコキシ基が好ましく一般式（ＩＩＩ−１）、（ＩＩＩ−２）及び（ＩＩＩ−３）で表される化合物においてＲ^３１はアルキル基又はアルケニル基が好ましく、Ｒ^３２はアルキコキシ基又はアルケニルオキシ基が好ましく、更にＲ^３１はアルキル基が好ましく、Ｒ^３２はアルキコキシ基が好ましい。

一般式（ＩＩ）及び（ＩＩＩ）で表される化合物から選ばれる化合物を少なくとも一種類以上使用するが２種類以上がより好ましく、３種類以上がさらに好ましい。

第三成分である一般式（ＩＶ）で表される化合物はΔεがゼロ付近の化合物であり、分子内に電子吸引性基を有していても良いが、２個以下が好ましく、１個以下が好ましく、全く含まないものが更に好ましい。

Ｒ^４１及びＲ^４２は互いに独立して、炭素原子数１〜８のアルキル基、炭素原子数１〜８のアルコキシ基、炭素原子数２〜８のアルケニル基又は炭素原子数２〜８のアルケニルオキシ基を表すが、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、炭素原子数２〜５のアルケニル基又は炭素原子数２〜５のアルケニルオキシ基が好ましく、直鎖状が好ましい。

Ａ^４１、Ａ^４２及びＡ^４３は互いに独立して

のいずれかを表すが、１，４−フェニレン基又は１，４−シクロヘキシレン基が好ましく、１，４−フェニレン基は１個又は２個以上のフッ素原子又はメチル基により置換していてもよい。

Ｚ⁴¹及びＺ⁴²は互いに独立して、単結合、−Ｃ≡Ｃ−、−Ｃ＝Ｎ−Ｎ＝Ｃ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−を表すが、単結合、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−が好ましく、単結合又は−Ｃ≡Ｃ−が好ましい。ａ^４１は０、１又は２を表すが、０又は１が好ましい。Ａ^４２が複数存在する場合は、それらは同一でもよく異なっていてもよく、Ｚ^４２が複数存在する場合は、それらは同一でもよく異なっていてもよい。

一般式（ＩＶ）で表される化合物は、より具体的には、下記の一般式（ＩＶ−１）〜（ＩＶ−１０）で表される化合物が好ましい。

（式中、Ｒ^４１は一般式（ＩＶ）におけるＲ^４１と同じ意味を表し、Ｒ^４２は一般式（ＩＶ）におけるＲ^４２と同じ意味を表す。）
一般式（ＩＶ）で表される化合物は１種〜１０種含有することが好ましく、２種〜８種含有することが特に好ましく、一般式（ＩＶ）で表される化合物の含有率の下限値は５質量％であることが好ましく、１０質量％であることがより好ましく、２０質量％であることが更に好ましく、３０質量％であることが特に好ましく、上限値としては８０質量％が好ましく、７０質量％が更に好ましく、６０質量％が更に好ましい。

本発明において、アクティブマトリックス駆動液晶表示素子に用いる場合は、ネマティック相-等方性液体相転移温度（Ｔ_ｎｉ）は６０から１２０℃であることが好ましく、下限値としては６５℃がより好ましく、７０℃が特に好ましい。上限値としては９０℃がより好ましく、８０℃が特に好ましい。２５℃におけるΔεが−２．０から−６．０であることが好ましく、−２．５から−５．０であることがより好ましく、−２．５から−３．５であることが特に好ましい。２５℃におけるΔｎは、０．０８から０．１３であることが好ましいが、０．０９から０．１２であることがより好ましい。更に詳述すると、薄いセルギャップに対応する場合は０．１０から０．１２であることが好ましく、厚いセルギャップに対応する場合は０．０８から０．１０であることが好ましい。２０℃における粘度は１０から３０ ｍＰａ・ｓであることが好ましいが、１０から２５ ｍＰａ・ｓであることがより好ましく、１０から２０ ｍＰａ・ｓであることが特に好ましい。

またパッシブマトリクス駆動液晶表示素子に用いる場合は、民生用途ではＴ_ｎｉは６０から１２０℃であることが好ましく、下限値としては６５℃がより好ましく、７０℃が特に好ましい。上限値としては９０℃がより好ましく、８０℃が特に好ましい。車載用途などでは下限値としては９０℃がより好ましく、１００℃が特に好ましい。上限値としては１１５℃がより好ましく、１０５℃が特に好ましい。２５℃におけるΔｎは、低duty駆動用では０．０８から０．１３であることが好ましいが０．０８から０．１１であることが特に好ましい。また、高duty駆動用では０．１３から０．２０であることが好ましいが、０．１５から０．１８であることが特に好ましい。２５℃におけるΔεは低duty駆動では−２．０から−７．０であることが好ましく、−２．５から−５．５であることが特に好ましい。２０℃における粘度は１０から４０ ｍＰａ・ｓであることが好ましいが、１０から３０ ｍＰａ・ｓであることがより好ましく、１０から２５ ｍＰａ・ｓであることが特に好ましい。

本発明のネマテチック液晶組成物は、上述の化合物以外に、通常のネマティック液晶、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、重合性モノマーなどを含有してもよい。

本発明のネマティック液晶組成物は、液晶表示素子に有用であり、アクティブマトリクス駆動用液晶表示素子及びパッシブマトリクス駆動用液晶表示素子に有用であり、特にパッシブマトリクス駆動用液晶表示素子に有用である。またＶＡモード、ＰＳＶＡモード、ＩＰＳモード又はＥＣＢモード用液晶表示素子に用いることができる。

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。

以下に本発明の実施例を紹介するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

実施例中の用語を以下に説明する
T_NI ： ネマティック−アイソトロピック転移温度 [℃]
Δn ： 屈折率異方性 (589nm, 25℃)
Δε ： 誘電率異方性（1KHz, 25℃）
η ： バルクフロー粘度 [mPa・s] （20℃）
応答速度 ： ギャップ3.5μm、プレチルト角89°の垂直配向セルに注入し5Ｖ 100Hz矩形波にて測定
τon ： 透過率0% ⇒ 透過率90%に変化するまでの時間 [ms]
τoff ： 透過率100% ⇒ 透過率10%に変化するまでの時間 [ms]
実施例中の化合物記載に下記略号を使用する
側鎖略号を以下に示す
-n（数字） ： -C_nH_2n+1（アルキル側鎖は数字、代表するときはRとする。）
-On ： -OC_nH_2n+1
-ndm ： -(C_nH_2n+1-C=C-(CH₂)_m-1)
ndm- ： C_nH_2n+1-C=C-(CH₂)_m-1-
-nOm ： -(CH₂)_nOC_mH_2m+1
nOm- ： C_nH_2n+1O(CH₂)_m-
-Od(m)n：-O(C_nH_2n+1-C=C-(CH₂)_m-2)
d(m)nO- ： C_nH_2n+1-C=C-(CH₂)_m-2O-
連結基略号を以下に示す
-V- ： -CO-
-VO- ： -COO- (-E-も可とする)
-OV- ： -OCO-
-1N- ： -C=N-
-N1- ： -N=C-
-T- ： -C≡C-
-2- ： -CH₂CH₂-
-3- ： -CH₂CH₂CH₂-
-4- ： -CH₂CH₂CH₂CH₂-
-1O- ： -CH₂-O-
-O1- ： -O-CH₂-
-Z- ： -CH=N-N=CH-
-G- ： -CF=CF-
-D- ： -CH=CH-
-2D- ： -CH₂CH₂CH=CH-
-D2- ： -CH=CHCH₂CH₂-
置換基略号を以下に示す
-CN ： -C≡N
-F ： -F
-Cl ： -Cl
OCFFF ： OCF₃
CFFF ： CF₃
OCFF ： OCHF₂
O1CFFF ： OCH₂CF₃
環略号を以下に示す

実施例１および２
以下にネマティック液晶組成例と物性値の測定結果を示す
（実施例１、２及び比較例１）
実施例１及び２は一般式（Ｉ）及び一般式（ＩＩ−１）で表される化合物を含有する液晶組成物であり、比較例１は実施例１に含まれる一般式（Ｉ）で表される化合物をフッ素原子が置換していないトラン誘導体（３−Ｐｈ−Ｔ−Ｐｈ−Ｏ２等）に置き換えた液晶組成物である。比較例１に対し実施例１は粘度がわずかに上昇しているものの、Δεの絶対値は大きくなっている。このため、一般式（ＩＩ−１）で表される化合物の含有量を減少させ、所謂減粘剤（Δεの絶対値は低いものの、添加により液晶組成物の粘度を低下させることが可能）の含有量を増加させても比較例１のΔεと同程度の値を示す液晶組成物を調製する可能となる。この実施例２に示す液晶組成物は比較例１と比較して大幅に粘性を低下させることが出来た。

（実施例３、４及び比較例２）
実施例３及び４は一般式（Ｉ）、（ＩＩ−１）及び（ＩＩ−２）で表される化合物を含有する液晶組成物であり、比較例２は実施例３に含まれる一般式（Ｉ）で表される化合物をフッ素原子が置換していないトラン誘導体（３−Ｐｈ−Ｔ−Ｐｈ−Ｏ２等）に置き換えた液晶組成物である。実施例１、２及び比較例１と同様に大幅に粘性を低下させることがわかった。

（実施例５、６及び比較例３）
実施例５及び６は一般式（Ｉ）及び（ＩＩ−１）で表される化合物を含有する液晶組成物であり、比較例１は実施例１に含まれる一般式（ＩＩ−１）で表される化合物を分子内に連結基を有していない化合物（３−Ｃｙ−Ｐｈ５−Ｏ２等）に置き換えた液晶組成物である。比較例３に対し実施例５は粘度がわずかに上昇しているものの、Δεの絶対値は大きくなっている。このため、一般式（ＩＩ−１）で表される化合物の含有量を減少させ、所謂減粘剤（Δεの絶対値は低いものの、添加により液晶組成物の粘度を低下させることが可能）の含有量を増加させても比較例１のΔεと同程度の値を示す液晶組成物を調製する可能となる。この実施例６に示す液晶組成物は比較例１と比較して大幅に粘性を低下させることが出来た。

（実施例７、８及び比較例４）
実施例７及び８は一般式（Ｉ）及び（ＩＩ−１）で表される化合物を含有する液晶組成物であり、比較例４は実施例７に含まれる一般式（ＩＩ−１）で表される化合物を分子内に連結基を有していない化合物（３−Ｃｙ−Ｐｈ５−Ｏ２等）に置き換えた液晶組成物である。実施例５、６及び比較例３と同様に大幅に粘性を低下させることがわかった。

（実施例９、１０及び比較例５）
実施例９及び１０は一般式（Ｉ）、（ＩＩ−２）で表される化合物を含有する液晶組成物であり、比較例５は実施例９に含まれる一般式（Ｉ）で表される化合物をフッ素原子が置換していないトラン誘導体（３−Ｐｈ−Ｔ−Ｐｈ−Ｏ２等）に、一般式（ＩＩ−２）で表される化合物を分子内に連結基を有していない化合物（３−Ｃｙ−Ｐｈ５−Ｏ２等）に置き換えた液晶組成物である。比較例５に対し実施例９は粘度が上昇しているものの、Δεの絶対値は大幅に大きくなっている。このため、一般式（Ｉ）及び（ＩＩ−２）で表される化合物の含有量を減少させ、所謂減粘剤（Δεの絶対値は低いものの、添加により液晶組成物の粘度を低下させることが可能）の含有量を増加させても、実施例１０に示す液晶組成物のように、比較例１よりもΔεの絶対値が大きく、大幅に低粘性の液晶組成物を調製できることがわかった。

（実施例１１、１２及び比較例６）
実施例１１及び１２は一般式（Ｉ）及び（ＩＩ−１）で表される化合物を含有する液晶組成物であり、比較例６は実施例１１に含まれる一般式（ＩＩ−１）で表される化合物を分子内に連結基を有していない化合物（２−Ｃｙ−Ｃｙ−Ｐｈ５−Ｏ２等）に置き換えた液晶組成物である。実施例９、１０及び比較例５と同様に大幅に粘性を低下させることがわかった。

（実施例１３及び比較例７）
実施例１３は一般式（Ｉ）、一般式（ＩＩ−１）及び一般式（ＩＩ−２）で表される化合物を含有する液晶組成物であり、比較例７は実施例１３に含まれる一般式（Ｉ）で表される化合物をフッ素原子が置換していないトラン誘導体（３−Ｐｈ−Ｔ−Ｐｈ−１等）に置き換えた液晶組成物であり、Ｔ_ＮＩ、Δｎ及びΔεを揃えている。実施例１３は粘性が大きく改善していることがわかった。

（実施例１４及び比較例８）
実施例１４は一般式（Ｉ）、一般式（ＩＩ−１）及び一般式（ＩＩ−２）で表される化合物を含有する液晶組成物であり、比較例８は実施例１４に含まれる一般式（Ｉ）で表される化合物をフッ素原子が置換していないトラン誘導体（３−Ｐｈ−Ｔ−Ｐｈ−１等）に置き換えた液晶組成物であり、Ｔ_ＮＩ、Δｎ及びΔεを揃えている。実施例１４は粘性が大きく改善していることがわかった。

（実施例１５及び１６）
実施例１５はΔｎを０．０８９と低くした液晶組成物であり、実施例１６はΔnを０．２００と高く設定した液晶組成物である。またΔεの絶対値は５．９〜５．６と大きく、広いΔnの範囲で低電圧化が可能なΔεの絶対値が大きな液晶組成物を調製できた。本願発明の液晶組成物はさまざまな要求特性に合わせ、Δｎ及びΔεを調整でき、更に低粘性を実現できることがわかった。

（実施例１７〜１９）
実施例１７〜１９はＴ_ＮＩが１０４℃と高く、Δｎ及びΔεもそれぞれ高く設定した液晶組成物である。通常このような要求特性を満たす液晶組成物を得る事は難しいが、本願発明はこれを可能とし、更に粘性の上昇も抑えることが出来た。

Claims (14)

1. 第一成分として一般式（Ｉ）
   

   

   （式中、Ｒ^１１及びＲ^１２は互いに独立して、炭素原子数１〜８のアルキル基、炭素原子数１〜８のアルコキシ基又は炭素原子数２〜８のアルケニル基を表し、これらの基は互いに独立して、非置換であるか、あるいは置換基として少なくとも１個のハロゲン基を有しており、そしてこれらの基中に存在する１個又は２個以上の−ＣＨ_２−はそれぞれ独立して酸素原子が相互に直接結合しないものとして−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＯＣＯ−Ｏ−により置き換えられても良く、
   Ａ^１１及びＡ^１２は互いに独立して、
   （ａ） トランス−１,４−シクロへキシレン基（この基中に存在する１個の−ＣＨ_２−又は隣接していない２個以上の−ＣＨ_２−は−Ｏ−及び／又は−Ｓ−に置き換えられてもよい）
   （ｂ） １，４−フェニレン基（この基中に存在する１個の−ＣＨ＝又は隣接していない２個以上の−ＣＨ＝基は−Ｎ＝に置き換えられてもよい）
   （ｃ） １，４−シクロヘキセニレン、１，４−ビシクロ（２．２．２）オクチレン、ピペリジン−１，４−ジイル、ナフタレン−２，６−ジイル、デカヒドロナフタレン−２，６−ジイル及び１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル
   からなる群より選ばれる基を表すが、上記の基（ａ）、基（ｂ）及び基（ｃ）上の水素原子は互いに独立して炭素原子数１〜３のアルキル基、炭素原子数２〜３のアルケニル基、炭素原子数１〜３のアルコキシル、炭素原子数１〜３のアルケニルオキシ基、ＣＮ又はハロゲンで置換されていてもよく、
   Ｚ^１１及びＺ^１２は互いに独立して、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＯＣＨ_２−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−（ＣＨ_２）_４−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＨ_２ＣＨ_２−ＣＨ＝ＣＨ−又は単結合を表し、
   a^１１及びa^１２は互いに独立して０又は１を表す。）で表される化合物から選ばれる１種類又は２種類以上の化合物及び第二成分として一般式（ＩＩ）及び（ＩＩＩ）
   

   

   （式中、Ｒ^２１、Ｒ^２２、Ｒ^３１及びＲ^３２は互いに独立して、炭素原子数１〜８のアルキル基、炭素原子数１〜８のアルコキシ基又は炭素原子数２〜８のアルケニル基を表し、これらの基は互いに独立して、非置換であるか、あるいは置換基として少なくとも１個のハロゲン基を有しており、そしてこれらの基中に存在する１個又は２個以上の−ＣＨ_２−はそれぞれ独立して酸素原子が相互に直接結合しないものとして−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＯＣＯ−Ｏ−により置き換えられても良く、
   Ａ^２１、Ａ^２２、Ａ^２３、Ａ^３１、Ａ^３２及びＡ^３３は互いに独立して、
   （ａ） トランス−１,４−シクロへキシレン基（この基中に存在する１個の−ＣＨ_２−又は隣接していない２個以上の−ＣＨ_２−は−Ｏ−及び／又は−Ｓ−に置き換えられてもよい）
   （ｂ） １，４−フェニレン基（この基中に存在する１個の−ＣＨ＝又は隣接していない２個以上の−ＣＨ＝基は−Ｎ＝に置き換えられてもよい）
   （ｃ） １，４−シクロヘキセニレン、１，４−ビシクロ（２．２．２）オクチレン、ピペリジン−１，４−ジイル、ナフタレン−２，６−ジイル、デカヒドロナフタレン−２，６−ジイル及び１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル
   からなる群より選ばれる基を表すが、上記の基（ａ）、基（ｂ）及び基（ｃ）上の水素原子は互いに独立して炭素原子数１〜３のアルキル基、炭素原子数２〜３のアルケニル基、炭素原子数１〜３のアルコキシル、炭素原子数１〜３のアルケニルオキシ基、ＣＮ又はハロゲンで置換されていてもよく、
   Ｚ^２１、Ｚ^２２、Ｚ^２３、Ｚ^３１、Ｚ^３２及びＺ^３３は互いに独立して、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＯＣＨ_２−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−（ＣＨ_２）_４−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＨ_２ＣＨ_２−ＣＨ＝ＣＨ−又は単結合を表し、
   ａ^２１、ａ^２２、ａ^３１及びａ^３２は互いに独立して０又は１を表す。）で表される化合物からなる群から選ばれる１種類又は２種類以上の化合物を含有するが、一般式（ＩＩ）におけるＺ^２２が−ＣＨ_２Ｏ−又は−ＣＦ_２Ｏ−である化合物、又は一般式（ＩＩＩ）におけるＺ^３２が−ＣＨ_２Ｏ−又は−ＣＦ_２Ｏ−である化合物を少なくとも１種含有する液晶組成物。
2. 第三成分として一般式（ＩＶ）
   

   

   （式中、Ｒ^４１及びＲ^４２は互いに独立して、炭素原子数１〜８のアルキル基、炭素原子数１〜８のアルコキシ基又は炭素原子数２〜８のアルケニル基を表し、これらの基は互いに独立して、非置換であるか、あるいは置換基として少なくとも１個のハロゲン基を有しており、そしてこれらの基中に存在する１個又は２個以上の−ＣＨ_２−はそれぞれ独立して酸素原子が相互に直接結合しないものとして−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＯＣＯ−Ｏ−により置き換えられても良く、
   Ａ^４１、Ａ^４２及びＡ^４３は互いに独立して、
   （ａ） トランス−１,４−シクロへキシレン基（この基中に存在する１個の−ＣＨ_２−又は隣接していない２個以上の−ＣＨ_２−は−Ｏ−及び／又は−Ｓ−に置き換えられてもよい）
   （ｂ） １，４−フェニレン基（この基中に存在する１個の−ＣＨ＝又は隣接していない２個以上の−ＣＨ＝基は−Ｎ＝に置き換えられてもよい）
   （ｃ） １，４−シクロヘキセニレン、１，４−ビシクロ（２．２．２）オクチレン、ピペリジン−１，４−ジイル、ナフタレン−２，６−ジイル、デカヒドロナフタレン−２，６−ジイル及び１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル
   からなる群より選ばれる基を表すが、上記の基（ａ）、基（ｂ）及び基（ｃ）上の水素原子は互いに独立して炭素原子数１〜３のアルキル基、炭素原子数２〜３のアルケニル基、炭素原子数１〜３のアルコキシル、炭素原子数１〜３のアルケニルオキシ基、ＣＮ又はハロゲンで置換されていてもよいが、Ａ^４１、Ａ^４２及びＡ^４３は２，３−ジハロ−１，４−フェニレン基を表すことはなく、
   Ｚ^４１及びＺ^４２は互いに独立して、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＯＣＨ_２−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＨ＝Ｎ−Ｎ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−（ＣＨ_２）_４−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＨ_２ＣＨ_２−ＣＨ＝ＣＨ−又は単結合を表し、
   ａ^４１は０、１又は２を表すが、ａ^４１が２を表す場合に２個存在するＡ^４２は同一であっても異なっていてもよく、a^４１が２を表す場合に２個存在するＺ^４２は同一であっても異なっていてもよい。）で表される化合物から選ばれる１種類又は２種類以上の化合物を含有する請求項１記載の液晶組成物。
3. 第二成分として一般式（ＩＩ）で表される化合物から選ばれる１種類又は２種類以上の化合物を含有する請求項１又は２に記載の液晶組成物。
4. 第二成分として一般式（ＩＩＩ）で表される化合物から選ばれる１種類又は２種類以上の化合物を含有する請求項１又は２に記載の液晶組成物。
5. 第二成分として、Ｚ^２２が−ＣＨ_２Ｏ−又は−ＣＦ_２Ｏ−である一般式（ＩＩ）で表される化合物を１種類又は２種類以上含有する請求項１〜４のいずれか一項に記載の液晶組成物。
6. 第二成分として、Ｚ^３２が−ＣＨ_２Ｏ−又は−ＣＦ_２Ｏ−である一般式（ＩＩＩ）で表される化合物を１種類又は２種類以上含有する請求項１〜５のいずれか一項に記載の液晶組成物。
7. 第三成分として、ａ^４１が０であり、Ａ^４１及びＡ^４３がトランス−１,４−シクロへキシレン基であり、かつＺ^４１が単結合である化合物を１種類又は２種類以上含有する請求項２〜６のいずれか一項に記載の液晶組成物。
8. 第一成分及び第二成分の総量が１０質量％から８０質量％である請求項１〜７のいずれか一項に記載の液晶組成物。
9. ネマティックアイソトロピック転移温度が７０℃〜１２０℃、誘電率異方性が−１．５〜−８．０、複屈折率が０．０８０〜０．２５０である請求項１〜８のいずれか一項に記載の液晶組成物。
10. 光重合性モノマーを５００〜５０００ｐｐｍ含有した請求項１〜９のいずれか一項に記載の液晶組成物。
11. 請求項１〜１０のいずれか一項に記載の液晶組成物を用いた液晶表示素子。
12. プレチルト角が８０°ないし９０°であることを特徴とする請求項１１記載の液晶表示素子。
13. アクティブマトリクス駆動型であることを特徴とする請求項１１又は１２記載の液晶表示素子。
14. パッシブマトリクス駆動型であることを特徴とする請求項１１又は１２記載の液晶表示素子。