(57)【要約】      （修正有）【課題】透過率を維持しつつ、複屈折を小さくすることができ、セルギャップの大きい液晶表示素子においても良好な白色表示を実現させることができる化合物、それを用いた強誘電性液晶組成物および液晶表示素子を提供する。【解決手段】下記一般式（１）で表される構造を有することを特徴とする化合物が例示される。2014214137.tif 000022（上記式（１）において、Ｒ１およびＲ２は炭素数３〜７の直鎖状または分岐状のアルキル基である。ただし、Ｒ１およびＲ２のうち少なくともいずれか一方の炭素数が５以上である。Ａは、−Ｏ−ＣＨ２−または−ＣＨ２−Ｏ−である。Ｚ１、Ｚ２は、それぞれ独立してフッ素原子または水素原子を表す。ただし、Ｚ１およびＺ２のうち少なくともいずれか一方がフッ素原子である。）【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記一般式（１）で表される構造を有することを特徴とする化合物。
【化１】
2014214137.tif 000021
（上記式（１）において、Ｒ１およびＲ２は炭素数３〜７の直鎖状または分岐状のアルキル基である。ただし、Ｒ１およびＲ２のうち少なくともいずれか一方の炭素数が５以上である。
Ａは、−Ｏ−ＣＨ２−または−ＣＨ２−Ｏ−である。
Ｚ１、Ｚ２は、それぞれ独立してフッ素原子または水素原子を表す。ただし、Ｚ１およびＺ２のうち少なくともいずれか一方がフッ素原子である。）
【請求項２】
請求項１に記載の化合物を含有することを特徴とする強誘電性液晶組成物。
【請求項３】
第１基材、前記第１基材上に形成された第１電極層、および、前記第１電極層上に形成された第１配向膜を有する第１配向処理基板と、
第２基材、前記第２基材上に形成された第２電極層、および、前記第２電極層上に形成された第２配向膜を有する第２配向処理基板と、
前記第１配向膜および前記第２配向膜の間に形成され、強誘電性液晶組成物を含む液晶層とを有する液晶表示素子であって、
前記強誘電性液晶組成物は、請求項１に記載の化合物を含有することを特徴とする液晶表示素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、強誘電性液晶組成物に用いることができる化合物と、複屈折の小さい強誘電性液晶組成物および液晶表示素子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示素子は薄型で低消費電力などといった特徴から、大型ディスプレイから携帯情報端末までその用途を広げており、その開発が活発に行われている。これまで液晶表示素子は、ＴＮ方式、ＳＴＮのマルチプレックス駆動、ＴＮに薄層トランジスタ（ＴＦＴ）を用いたアクティブマトリックス駆動等が開発され実用化されているが、これらはネマチック液晶を用いているために、液晶材料の応答速度が数ｍｓ〜数十ｍｓと遅く、動画表示に充分対応しているとはいえない。
【０００３】
強誘電性液晶は、応答速度がμｓオーダーと極めて短く、高速デバイスに適した液晶であり、視野角が広いなどの優位性を有するため、高性能な液晶表示素子が提供できるとして期待されている。
【０００４】
強誘電性液晶は複屈折が大きいため、強誘電性液晶を用いた液晶表示素子では、色ずれの発生を抑制して良好な白色表示を得るにはセルギャップを２μｍ未満と非常に狭くする必要がある。しかしながら、狭いセルギャップでは、厚みムラの発生、厚みムラによる色ムラや表示ムラの発生等により製造上の歩留りが低下するという問題がある。
そこで、セルギャップの大きい液晶表示素子においても良好な白色表示を実現できる強誘電性液晶が望まれている。
【０００５】
複屈折効果による着色を防止して視認性の高い白黒表示を可能とする液晶表示素子を提供することを目的として、例えば特許文献１には、基板に複屈折をもたせるとともに、基板の光学主軸を強誘電性液晶のスメクチック層法線から３０度傾けて配置し、基板と液晶層のリタデーションの差を所定の範囲とすることが提案されている。
【０００６】
また、強誘電性液晶ではないが、ネマチック液晶に関して、表示特性を改善するために液晶材料を添加することが知られている。例えば特許文献２には、所望の複屈折率を有する液晶材料や比較的大きな複屈折率を有する液晶材料を添加することが提案されている。
【０００７】
さらに、特許文献３には、強誘電性液晶ではないが、ネマチック液晶材料に混合することにより、広い液晶温度範囲を有し、液晶材料の屈折率の異方性を小さく維持したまま、Ｎ−Ｉ点を上昇させるシクロヘキサンジメチル誘導体を提供することを目的として、主鎖にベンゼン環とシクロヘキサン環とが導入された３個または４個の環構造を有するシクロヘキサンジメチル誘導体が開示されている。
【０００８】
さらにまた、特許文献４には、強誘電性液晶に関するものではないが、１種または２種以上のネマチック液晶化合物と混合することにより、６５℃以上のＮ−Ｉ点を有する実用可能な混合液晶を調製する際、従来に比べて混合液晶の粘度上昇を小幅に抑える化合物を提供することを目的として、１個のベンゼン環と２個のシクロヘキサン環とが導入され、ベンゼン環およびシクロヘキサン環がエーテル結合したシクロヘキサンカルボン酸誘導体のネマチック液晶化合物が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許第３２２５０８４号公報
【特許文献２】特開２００１−３４１９７号公報
【特許文献３】特許第３４０２６７８号公報
【特許文献４】特許第１３７８１４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献１においては、液晶表示素子の基板と液晶層のリタデーションの差を所定の範囲とすることで複屈折を改善しており、強誘電性液晶自体の複屈折を小さくするものではない。
また特許文献２においては、複屈折の大きな液晶材料を用いている。
さらに特許文献３においては、Ｎ−Ｉ点が高く、広い液晶温度範囲を有するシクロヘキサンジメチル誘導体をネマチック液晶材料に混合することで、液晶材料の屈折率の異方性を小さく維持し、液晶温度範囲を広くしながらＮ−Ｉ点を高めているが、シクロヘキサンジメチル誘導体を強誘電性液晶組成物に混合させることについては開示されていない。
さらにまた特許文献４には、複屈折に関する記載はない。
【００１１】
強誘電性液晶組成物の複屈折を小さくするには、複屈折の小さな材料を添加することが考えられる。しかしながら、強誘電性液晶組成物に複屈折の小さな材料を添加すると、液晶表示素子に用いた際に、駆動特性が変化して液晶分子のチルト角が小さくなり透過率が低下するという問題がある。
【００１２】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、透過率を維持しつつ、複屈折を小さくすることができ、セルギャップの大きい液晶表示素子においても良好な白色表示を実現させることができる化合物、それを用いた強誘電性液晶組成物および液晶表示素子を提供することを主目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明者らは、強誘電性液晶が用いられた液晶表示素子の複屈折について種々検討を重ねた結果、特定の構造を有する化合物を用いることで、複屈折を小さくすることができ、色ずれの発生を抑制し良好な白色表示が得られるとともに、透過率を維持できることを見出し、このような知見に基づいて本発明を完成させるに至った。
【００１４】
すなわち、本発明は、下記一般式（１）で表される構造を有することを特徴とする化合物を提供する。
【００１５】
【化１】
2014214137.tif 000002
【００１６】
（上記式（１）において、Ｒ１およびＲ２は炭素数３〜７の直鎖状または分岐状のアルキル基である。ただし、Ｒ１およびＲ２のうち少なくともいずれか一方の炭素数が５以上である。
Ａは、−Ｏ−ＣＨ２−または−ＣＨ２−Ｏ−である。
Ｚ１、Ｚ２は、それぞれ独立してフッ素原子または水素原子を表す。ただし、Ｚ１およびＺ２のうち少なくともいずれか一方がフッ素原子である。）
【００１７】
本発明の化合物は、上記式（１）で表される構造を有することにより、強誘電性液晶組成物に添加した場合に複屈折を小さくすることができ、強誘電性液晶組成物が用いられた液晶表示素子においては、セルギャップが比較的大きくとも色ずれの発生を抑制し良好な白色表示を得ることが可能であるとともに、液晶分子のチルト角が極端に小さくなることなく液晶表示素子の透過率を維持することができる。
【００１８】
また本発明は、上記式（１）で表される化合物を含有することを特徴とする強誘電性液晶組成物を提供する。
【００１９】
本発明の強誘電性液晶組成物は、上記式（１）で表される化合物を含有することにより、複屈折を小さくすることができ、液晶表示素子に用いた場合にはセルギャップが大きくとも色ずれの発生を抑制し良好な白色表示を得ることが可能であるとともに、液晶分子のチルト角が極端に小さくならず液晶表示素子の透過率を維持することができる。
【００２０】
さらに本発明は、第１基材、上記第１基材上に形成された第１電極層、および、上記第１電極層上に形成された第１配向膜を有する第１配向処理基板と、第２基材、上記第２基材上に形成された第２電極層、および、上記第２電極層上に形成された第２配向膜を有する第２配向処理基板と、上記第１配向膜および上記第２配向膜の間に形成され、強誘電性液晶組成物を含む液晶層とを有する液晶表示素子であって、上記強誘電性液晶組成物は、上記式（１）で表される化合物を含有することを特徴とする液晶表示素子を提供する。
【００２１】
本発明の液晶表示素子は、上記式（１）で表される化合物を含有する強誘電性液晶組成物を用いるので、強誘電性液晶組成物の複屈折を小さくすることができ、セルギャップが大きくとも色ずれの発生を抑制し良好な白色表示を得ることが可能であるとともに、液晶分子のチルト角が極端に小さくならず液晶表示素子の透過率を維持することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の上記式（１）で表される化合物は、強誘電性液晶組成物に用いた場合に、複屈折を小さくすることができ、さらに、上記強誘電性液晶組成物を液晶表示素子に用いた場合に、色ずれの発生を抑制し良好な白色表示を得ることが可能であるとともに、液晶分子のチルト角が極端に小さくなることなく液晶表示素子の透過率を維持することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明における液晶分子の配向状態の一例を示す模式図である。
【図２】本発明の液晶表示素子の一例を示す概略断面図である。
【図３】実施例における液晶表示素子の色度図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の化合物、強誘電性液晶組成物および液晶表示素子について、詳細に説明する。
【００２５】
Ａ．化合物
本発明の化合物は、下記一般式（１）表される構造を有することを特徴とするものである。
【００２６】
【化２】
2014214137.tif 000003
【００２７】
（上記式（１）において、Ｒ１およびＲ２は炭素数３〜７の直鎖状または分岐状のアルキル基である。ただし、Ｒ１およびＲ２のうち少なくともいずれか一方の炭素数が５以上である。
Ａは、−Ｏ−ＣＨ２−または−ＣＨ２−Ｏ−である。
Ｚ１、Ｚ２は、それぞれ独立してフッ素原子または水素原子を表す。ただし、Ｚ１およびＺ２のうち少なくともいずれか一方がフッ素原子である。）
【００２８】
すなわち、本発明の化合物は、下記一般式（１−１）および（１−２）で表される。
【００２９】
【化３】
2014214137.tif 000004
【００３０】
（上記式（１−１）および（１−２）において、Ｒ１、Ｒ２、Ｚ１、Ｚ２は上記式（１）と同様である。））
【００３１】
一般に、液晶性化合物は、コア部と末端鎖部とコア部および末端鎖部を連結するスペーサ部とから構成される構造を有し、棒状の形状を有している。強誘電性液晶組成物を構成する液晶性化合物も、このような構造および形状を有するのが一般的である。特に、強誘電性液晶組成物を構成する液晶性化合物は、コア部にベンゼン環やピリミジン環等の芳香環を複数個有しており、形状が直線状になる傾向があることから、屈折率の異方性、すなわち複屈折が大きくなる。
また、不飽和結合による共役が多いほど複屈折が大きくなることが知られている。
【００３２】
一方、上記式（１）で表される化合物は、棒状ではなく、折れ曲がった形状を有しているため、屈折率の異方性が小さくなる。また、上記式（１）で表される化合物は、コア部に１個のベンゼン環を有するだけであり、複数個の芳香環を有していないので、不飽和結合による共役が少ない。そのため、複屈折が小さくなると推量される。
したがって、上記式（１）で表される化合物を強誘電性液晶組成物に添加することにより、複屈折を小さくすることができる。よって、上記強誘電性液晶組成物を、セルギャップの比較的大きな液晶表示素子に用いた場合には、色ずれの発生を抑制して良好な白色表示を得ることが可能となる。
【００３３】
また、上記式（１）で表される化合物を強誘電性液晶組成物に添加することにより、液晶分子のチルト角が極端に小さくなることなく液晶表示素子の透過率を維持することが可能となる。この理由は明らかではないが、次のように考えられる。すなわち、上記式（１）で表される化合物は、ベンゼン環とシクロヘキサン環とがエーテル結合で結合されているため、強誘電性液晶組成物のカイラルスメクチックＣ相を乱しにくいと考えられる。そのため、液晶分子のチルト角が極端に小さくなることなく液晶表示素子の透過率を維持することができると推量される。
【００３４】
１．上記式（１−１）および（１−２）で表される化合物
上記式（１−１）および（１−２）において、Ｒ１は直鎖状または分岐状のアルキル基である。
Ｒ１の炭素数は３〜７であればよいが、中でも５〜７であることが好ましく、特に５であることが好ましい。Ｒ１の炭素数が上記範囲よりも多いと、強誘電性液晶組成物に添加した場合に、強誘電性液晶組成物がスメクチックＢ相等の結晶相に近い液晶相を発現しやすくなるおそれがある。スメクチックＢ相等の結晶相に近い液晶相が発現すると、分子配列の規則性が高くなり過ぎて耐衝撃性が低下したり、相系列が複雑になり、液晶分子が配向しにくくなったりする。また、液晶分子のチルト角が小さくなり、明るさが十分得られない等の駆動性能が劣るおそれがある。一方、Ｒ１の炭素数が上記範囲よりも少ないと、強誘電性液晶組成物のカイラルスメクチックＣ相の温度範囲が狭くなるおそれや、カイラルスメクチックＣ相が発現しないおそれがある。カイラルスメクチックＣ相の温度範囲が狭くなると、液晶分子のチルト角が小さくなったり、液晶分子の配向に悪影響を及ぼしたりする。炭素数が上記範囲内であることにより、液晶分子のチルト角が極端に小さくなることなく、良好な駆動性能を得ることができる。
【００３５】
なお、Ｒ１および後述するＲ２のうち少なくともいずれか一方の炭素数が５以上となる。この理由については、上述のＲ１の炭素数が所定の範囲内である場合と同様である。
【００３６】
上記式（１−１）および（１−２）において、Ｒ２は直鎖状または分岐状のアルキル基である。
Ｒ２の炭素数は３〜７であればよいが、中でも５〜７であることが好ましく、特に５であることが好ましい。Ｒ２の炭素数が上記範囲である好ましい理由については、上述したＲ１の炭素数と同様であるため、ここでの記載は省略する。
【００３７】
上記式（１−１）および（１−２）において、Ｚ１およびＺ２は、それぞれ独立してフッ素原子または水素原子を表し、Ｚ１およびＺ２のうち少なくともいずれか一方がフッ素原子である。中でも、Ｚ１およびＺ２のいずれもがフッ素原子であることが好ましい。Ｚ１およびＺ２のいずれもがフッ素原子である場合には、カイラルスメクチックＣ相の相転移温度が広がるので、上記式（１−１）および（１−２）で表される化合物を添加した強誘電性液晶組成物を液晶表示素子に用いた場合に、低温および高温で安定して液晶表示素子を駆動することができる。
【００３８】
上記式（１−１）および（１−２）で表される化合物の具体例としては、下記式で表される化合物を挙げることができる。
【００３９】
【化４】
2014214137.tif 000005
【００４０】
２．合成方法
本発明の複屈折改善剤は、任意の原料化合物から一般的に公知の有機合成方法を用いて合成することができる。以下、上記式（１−１）および（１−２）で表される化合物の合成方法について説明する。
【００４１】
（１）上記式（１−１）で表される化合物
上記式（１−１）で表される化合物を合成する方法の一例として、下記式（１−３）で表される化合物の合成方法について第１過程〜第５過程に分けて説明する。
【００４２】
【化５】
2014214137.tif 000006
【００４３】
（ａ）第１過程
窒素雰囲気下、氷冷した無水ＴＨＦにＬｉＡｌＨ４を添加し攪拌する。そこに、無水ＴＨＦに溶解した４−ｔｒａｎｓ−ペンチル−シクロヘキサンカルボン酸溶液を滴下し、その後、室温に戻して攪拌する。次いで、この溶液に水およびＮａＯＨの１５％水溶液を加えて攪拌し、セライト濾過を行うことにより不溶物を除去する。続いて、抽出、水洗、乾燥、濃縮および減圧乾燥により、無色で油状の４−ｔｒａｎｓ−ｎ−ペンチル−シクロヘキサン−メタノールを得ることができる。
【００４４】
（ｂ）第２過程
窒素雰囲気下、無水ＴＨＦに２，３−ジフルオロフェノールおよび上記「（ａ）第１過程」にて得られた化合物を溶解した溶液を準備し、トリフェニルホスフィンを加えて氷冷する。そこに、アゾジカルボン酸ジイソプロピルを滴下し攪拌する。その後、室温に戻して攪拌して、抽出、水洗、乾燥および濃縮することにより、黄色で油状物を得ることができる。続いて、上記油状物にＮ−ヘキサンを加え、このとき析出した白色固体を濾過により除去して濃縮する。その後、得られた残渣を精製することにより、白色固体の４−ｔｒａｎｓ−ｎ−ペンチル−１−（２，３−ジフルオロ−フェノキシメチル）シクロヘキサンを得ることができる。
【００４５】
（ｃ）第３過程
Ａｒ雰囲気下において、無水ＴＨＦに上記「（ｂ）第２過程」にて得られた化合物を溶解した溶液を−４０℃以下で攪拌し、そこにブチルリチウムヘキサン溶液を滴下して攪拌する。次に、得られた溶液にトリメトキシボランを滴下し攪拌する。次いで、この溶液を室温に戻し、希塩酸水を添加することにより酸性にして攪拌して、この溶液を抽出、乾燥および減圧濃縮する。その後、得られた残渣にＮ−ヘキサンを加えて氷冷し、析出した結晶をろ取することにより、白色粉末の４−（４−ｔｒａｎｓ−ｎ−ペンチル−シクロヘキシルメチルオキシ）−２，３−ジフルオロ−フェニルボロン酸を得ることができる。
【００４６】
（ｄ）第４過程
上記「（ｃ）第３過程」で得られた化合物に酢酸を加え、次いで、室温にて過酸化水溶液を加える。次に、この溶液を攪拌し、水を加えて析出した結晶をろ取することにより、淡黄色粉末の４−（４−ｔｒａｎｓ−ｎ−ペンチル−シクロヘキシルメチルオキシ）−２，３−ジフルオロ−フェノールを得ることができる。
【００４７】
（ｅ）第５過程
窒素雰囲気下、無水塩化メチレンに上記「（ｄ）第４過程」にて得られた化合物を溶解した溶液に、トリエチルアミンを加えて氷冷する。この溶液に、塩化メチレンにｔｒａｎｓ−４−ｎ−ペンチルシクロヘキシルカルボニルクロライドを溶解した溶液を滴下して攪拌する。次に、この溶液を室温に戻して攪拌し、抽出、水洗、乾燥および減圧濃縮する。その後、得られた残渣にメタノールを加えて室温で攪拌し、析出した結晶をろ取することにより、最終生成物である白色固体の上記式（１−３）で表される化合物を得ることができる。
【００４８】
（２）上記式（１−２）で表される化合物
上記式（１−２）で表される化合物を合成する方法の一例として、下記式（１−４）で表される化合物の合成方法について第１過程〜第７過程に分けて説明する。
【００４９】
【化６】
2014214137.tif 000007
【００５０】
（ａ）第１過程
まず、ベンジルブロミドの存在下において、ＤＭＦ中に、２，３−ジフルオロフェノールおよび炭酸カリウムを添加し、Ａｒ雰囲気で加熱して攪拌する。次いで、抽出、水洗、乾燥、濃縮および減圧乾燥により、油状の２，３−ジフルオロフェニルベンジルエーテルを得ることができる。
【００５１】
（ｂ）第２過程
Ａｒ雰囲気下、ＴＨＦに上記「（ａ）第１過程」にて得られた化合物を添加し−４０℃以下で攪拌し、そこにブチルリチウムヘキサン溶液を滴下する。続いて、この溶液を攪拌した後、ドライアイスを加えて一晩攪拌する。その後、抽出、乾燥、濃縮および再結晶により、白色固体の４−ベンジルオキシ−２，３−ジフルオロ安息香酸を得ることができる。
【００５２】
（ｃ）第３過程
Ａｒ雰囲気下、ＴＨＦおよびトリメトキシボランに上記「（ｂ）第２過程」にて得られた化合物を添加し、氷冷下にて攪拌する。次いで、この溶液にボラン−ジメチルスルフィド錯体のＴＨＦ溶液を滴下し、室温にて一晩攪拌する。その後、この溶液を氷水に注ぎ込んで得られた沈殿物を濾集して減圧乾燥させることにより、白色固体の４−ベンジルオキシ−２，３−ジフルオロベンジルアルコールを得ることができる。
【００５３】
（ｄ）第４過程
Ａｒ雰囲気下、ジクロロメタンに上記「（ｃ）第３過程」にて得られた化合物を添加し、室温にて攪拌する。この溶液に三臭化リンのジクロロメタン溶液を滴下し、室温にて一晩攪拌した後、氷水を注ぎ込み分離する。その後、水洗、乾燥、濃縮および減圧乾燥により、白色固体の４−ベンジルオキシ−２，３−ジフルオロベンジルブロミドを得ることができる。
【００５４】
（ｅ）第５過程
Ａｒ雰囲気下、ＴＨＦおよびＤＭＦに上記「（ｄ）第４過程」にて得られた化合物、ｔｒａｎｓ−ペンチルシクロヘキサノールおよび水素化ナトリウムを添加し、加熱して一晩攪拌する。次いで、抽出、水洗、乾燥、濃縮および精製により、白色固体の２，３−ジフルオロ−４−（ｔｒａｎｓ−ペンチルシクロヘキシル）オキシメチルフェニルベンジルエーテルを得ることができる。
【００５５】
（ｆ）第６過程
水素雰囲気下、ＴＨＦおよびエタノールに、上記「（ｅ）第５過程」にて得られた化合物、パラジウム炭素および濃塩酸を添加し、加熱して一晩攪拌する。その後、濾過、濃縮および精製により、白色固体の２，３−ジフルオロ−４−（ｔｒａｎｓ−ペンチルシクロヘキシル）オキシメチルフェノールを得ることができる。
【００５６】
（ｇ）第７過程
Ａｒ雰囲気下、ジクロロメタンに上記「（ｆ）第６過程」で得られた化合物、ｔｒａｎｓ−４−ペンチルシクロヘキシルカルボニルクロライドおよびトリエチルアミンを添加し、室温にて一晩攪拌する。次いで、抽出、水洗、乾燥、濃縮、精製および再結晶により、白色固体の上記式（１−４）で表される化合物を得ることができる。
【００５７】
３．用途
上記式（１）で表される化合物の用途は特に限定されるものではないが、強誘電性液晶組成物の複屈折改善剤として好適に用いられる。上記式（１）で表される化合物は、上記強誘電性液晶組成物に含有されることによって、上記強誘電性液晶組成物の複屈折を小さくすることができ、セルギャップが大きくとも色ずれの発生を抑制し良好な白色表示を得ることが可能であるとともに、液晶分子のチルト角が極端に小さくなることなく液晶表示素子の透過率を維持することができる。
【００５８】
ここで、上記式（１）で表される化合物を含有する強誘電性液晶組成物を液晶表示素子に用いる場合、上記式（１）で表される化合物としては、１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。
【００５９】
Ｂ．強誘電性液晶組成物
本発明の強誘電性液晶組成物は、上記式（１）で表される化合物を含有することを特徴とするものである。
【００６０】
本発明の強誘電性液晶組成物によれば、上記式（１）で表される化合物を含有することにより、透過率を維持しつつ、複屈折を小さくすることができる。
【００６１】
以下、本発明の強誘電性液晶組成物における各成分について説明する。
【００６２】
１．上記式（１）で表される化合物
上記式（１）で表される化合物について説明する。
【００６３】
本発明の強誘電性液晶組成物に用いられる上記式（１）で表される化合物は１種のみであってもよく、あるいは、２種以上であってもよい。
【００６４】
本発明の強誘電性液晶組成物中の上記式（１）で表される化合物の含有量としては、液晶分子のチルト角が極端に小さくなることなく、複屈折を小さくすることができれば特に限定されるものではないが、本発明の強誘電性液晶組成物中にて５質量％〜６０質量％の範囲内であることが好ましく、中でも１０質量％〜５０質量％の範囲内であることが好ましく、特に１０質量％〜４０質量％の範囲内であることが好ましい。上記式（１）で表される化合物の含有量が少ないと、複屈折が小さくなる効果が十分に得られない場合がある。一方、上記式（１）で表される化合物の含有量が多いと、粘度が高くなり応答速度が低下する場合や、駆動電圧が高くなる場合がある。また、化合物の含有量が多いと、カイラルスメクチックＣ相の温度範囲が高温側にシフトして低温側の相転移温度が室温に近づいたり、さらに強誘電性液晶組成物中の単一成分が増えたりして、結晶化しやすくなる場合がある。
【００６５】
なお、上記式（１）で表される化合物については、上記「Ａ．上記式（１）で表される化合物」の項において説明したものと同様であるため、ここでの説明は省略する。
【００６６】
２．キラル化合物
本発明の強誘電性液晶組成物は、通常、キラル化合物を含有するものである。
本発明に用いられるキラル化合物としては、強誘電性液晶組成物のキラル化合物として一般的に用いられるものを使用することができる。なお、キラル化合物はスメクチック性を有する必要はなく、また液晶性を示す必要もない。
【００６７】
中でも、キラル化合物は、２個以上のベンゼン環が直接結合されたものであることが好ましく、３個以上のベンゼン環が直接結合されたものであることがより好ましい。ベンゼン環は平面的な構造をとるため、２個以上のベンゼン環が直接結合されたキラル化合物は、ベンゼン環平面が積層して配向する傾向がある。そのため、ベンゼン環平面に平行な方向とベンゼン環平面に垂直な方向とで屈折率が大きく異なり、複屈折が大きくなりやすい。一方、本発明においては複屈折を小さくすることができるので、このようなキラル化合物を用いた場合に有効である。
【００６８】
また、３個以上のベンゼン環が直接結合されたキラル化合物としては、下記一般式（２）で表されるキラル化合物Ａおよび下記一般式（３）で表されるキラル化合物Ｂの少なくともいずれかであることが好ましい。このようなキラル化合物が含有されていることにより、本発明の強誘電性液晶組成物を液晶表示素子に用いた場合に耐衝撃性を向上させることができる。強誘電性液晶は、ネマチック液晶に比べて分子の秩序性が高いために、衝撃により分子配向の規則性が乱されると元の状態に戻りにくい、すなわち外部衝撃に非常に弱いので、耐衝撃性が良好であることが好ましい。
本発明においては、上述したように、強誘電性液晶組成物がこのような耐衝撃性を改善するキラル化合物を含有する場合、耐衝撃性を維持しつつ、複屈折を小さくすることが可能である。
なお、キラル化合物Ａおよびキラル化合物Ｂはコア部に３個以上のベンゼン環を有するので複屈折が特に大きくなりやすいが、上述のように本発明においては上記式（１）で表される化合物の少なくともいずれかの化合物が添加されていることによって強誘電性液晶組成物の複屈折を小さくすることができる。
【００６９】
以下、本発明におけるキラル化合物について、キラル化合物Ａとキラル化合物Ｂとに分けて説明する。
【００７０】
（１）キラル化合物Ａ
本発明に用いられるキラル化合物Ａは、下記一般式（２）で表されるものである。
【００７１】
【化７】
2014214137.tif 000008
【００７２】
上記式（２）において、Ｒ１０は、非キラルな基であり、ハロゲン原子で置換されていてもよい飽和もしくは不飽和のアルキル基もしくはアルコキシアルキル基である。
炭素数は４〜１８であればよいが、中でも６〜１８が好ましく、６〜１２がさらに好ましい。炭素数が上記範囲よりも多いと、キラル化合物Ａの合成が困難となり、コストが嵩むからである。一方、炭素数が上記範囲よりも少ないと、強誘電性液晶組成物がスメクチック相を発現しない場合があるからである。アルキル基またはアルコキシアルキル基は、ハロゲン原子で置換されていてもよく、ハロゲン原子で置換されていなくてもよい。
アルキル基またはアルコキシアルキル基は、直鎖状または分岐状である。
Ｒ２０は、キラルな基であり、下記一般式（４）で表される基である。
【００７３】
【化８】
2014214137.tif 000009
【００７４】
上記式（４）において、Ｒ３０は、ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数１〜１０の飽和もしくは不飽和の直鎖状、分岐状または環状のアルキル基もしくはアルコキシアルキル基である。
上記式（４）において、Ｙ１は、−ＣＨ３またはフッ素原子を表す。Ｙ１は−ＣＨ３であってもフッ素原子であってもよいが、中でも−ＣＨ３であることが好ましい。キラル化合物Ａの合成が容易であり、安定してキラル化合物Ａを製造することができ、強誘電性液晶組成物を安価に得ることができるからである。
【００７５】
ｍは０または１である。ｎは０または１である。
また、上記式（４）において、＊印はキラル中心を示す。ｍ＝０のとき、１位の炭素原子がキラル中心となり、ｍ＝１のとき、２位の炭素原子がキラル中心となる。
また、上記式（４）においてＲ２０はキラルな基であるため、上記式（４）において、Ｙ1が−ＣＨ３、ｎ＝０のとき、Ｒ３０は−ＣＨ３ではない。
【００７６】
上記式（２）において、Ｘ１〜Ｘ８は、それぞれ独立して−ＣＨ３、−ＣＦ３、ハロゲン原子または水素原子を表す。ただし、Ｘ１〜Ｘ８のうち１つ以上は、それぞれ独立して−ＣＨ３、−ＣＦ３またはハロゲン原子である。
Ｘ１〜Ｘ８のすべてが水素原子である場合には、キラル化合物Ａの溶解性が低下するため、キラル化合物Ａの合成、精製が困難になり、コストが高くなるおそれがある。これに対し、本発明のようにＸ１〜Ｘ８のうち１つ以上が−ＣＨ３、−ＣＦ３またはハロゲン原子である場合には、キラル化合物Ａの溶媒への溶解性が高くなり、大量合成、精製が可能になる。また、キラル化合物Ａの立体構造に歪みが生じ、この歪みが規則的過ぎる分子配列を緩和するので、高い耐衝撃性を得ることができると考えられる。
【００７７】
中でも、Ｘ１〜Ｘ３、Ｘ５〜Ｘ７のいずれか１つ以上が、それぞれ独立して−ＣＨ３、−ＣＦ３またはハロゲン原子であることが好ましい。Ｘ１〜Ｘ３、Ｘ５〜Ｘ７の位置に置換基を有する場合はＸ４、Ｘ８の位置の場合よりもキラル化合物の溶解性が良いからである。これは、Ｘ４、Ｘ８の位置の場合は他の位置の場合に比べて置換基による歪みが少ないためであると考えられる。
【００７８】
１個のベンゼン環は、１〜４個の置換基を有することができるが、中でも１個または２個の置換基を有することが好ましい。置換基が１個の場合、置換基は−ＣＨ３、フッ素原子または塩素原子であることが好ましく、中でも−ＣＨ３またはフッ素原子であることが好ましい。一方、置換基が２個の場合にはいずれの置換基もフッ素原子であることが好ましい。この場合、２個の置換基の位置としては、例えばＸ１およびＸ２、またはＸ３およびＸ４がフッ素原子である場合のようにベンゼン環の隣り合う炭素原子にそれぞれフッ素原子が置換していることが好ましい。ベンゼン環の隣り合う炭素原子に２個のフッ素原子がそれぞれ置換し、ベンゼン環が対称的に置換されている場合には、カイラルスメクチックＣ相が安定し、液晶分子のチルト角を大きくすることができるため、液晶表示素子の透過率を高めることができる。また、２個の置換基がより近くに位置する炭素原子に結合していることにより、分子配列の規則性を緩和することができ、結晶化を抑制することができる。
また、上記式（２）で表されるキラル化合物は、合計で１〜２個の置換基を有することが好ましい。
上記式（２）で表されるキラル化合物においては、Ｘ１〜Ｘ８が結合しているベンゼン環のうち１個のベンゼン環が置換基を有することが好ましく、中でも、Ｘ１、Ｘ２、Ｘ５、Ｘ６が結合しているベンゼン環が置換基を有することが好ましい。直接結合された３個のベンゼン環のうち、真ん中に位置するベンゼン環が置換基を有することにより、強誘電性液晶組成物が結晶化しにくくなるからである。
特に、置換基の合計数が１個の場合、Ｘ１、Ｘ２、Ｘ５、Ｘ６のいずれか１つが、−ＣＨ３、フッ素原子または塩素原子であることが好ましく、−ＣＨ３またはフッ素原子であることがより好ましい。また、１個のベンゼン環が２個の置換基を有し、置換基の合計数が２個の場合、Ｘ１およびＸ２、または、Ｘ５およびＸ６が、フッ素原子であることが好ましい。
【００７９】
上記式（２）で表されるキラル化合物Ａの具体例としては、下記一般式（２−１）〜（２−４）で表されるキラル化合物Ａが挙げられる。
【００８０】
【化９】
2014214137.tif 000010
【００８１】
上記式（２−１）〜（２−４）において、Ｒ１１は炭素数１〜１０の飽和または不飽和の直鎖状、分岐状または環状のアルキル基であり、中でも、Ｒ１１は、直鎖状もしくは分岐状の飽和のアルキル基、またはフェニルアルキル基であることが好ましい。＊印はキラル中心を示し、ｍは０または１である。ｐは４〜１８であり、好ましくは６〜１８、より好ましくは６〜１２である。上記式（２−１）および（２−２）において、Ｘ２１およびＸ２２はそれぞれ独立して−ＣＨ３、−ＣＦ３またはハロゲン原子を表し、中でも、−ＣＨ３、フッ素原子または塩素原子が好ましい。Ｘ２１およびＸ２２の位置としては、上述のＸ１〜Ｘ８の位置と同様である。ｊおよびｋは一方が０、他方が１である。
【００８２】
上記式（２−１）〜（２−４）で表されるキラル化合物Ａの具体例としては、下記式で表されるキラル化合物Ａを挙げることができる。
【００８３】
【表１】
2014214137.tif 000011
【００８４】
このようなキラル化合物Ａとしては、１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。
キラル化合物Ａは、例えば、国際公開第２０１０／０３１４３１号パンフレットに記載の方法により合成することができる。
【００８５】
（２）キラル化合物Ｂ
本発明に用いられるキラル化合物Ｂは、下記一般式（３）で表されるものである。
【００８６】
【化１０】
2014214137.tif 000012
【００８７】
上記式（３）において、Ｋ２は、単結合またはシクロヘキサン環を表す。Ｋ２が単結合である場合、下記一般式（３−１）で表されるように、キラル化合物Ｂは４個のベンゼン環が直接結合されたものとなる。Ｋ２がシクロヘキサン環である場合、下記一般式（３−２）で表されるように、キラル化合物Ｂは４個のベンゼン環と１個のシクロヘキサン環とが直接結合されたものとなる。中でも、Ｋ２は単結合であることが好ましい。
【００８８】
【化１１】
2014214137.tif 000013
【００８９】
上記式（３）において、Ｒ４０は、非キラルな基であり、ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数４〜１８の飽和もしくは不飽和のアルキル基もしくはアルコキシアルキル基である。なお、Ｒ４０については、上記式（２）におけるＲ１０と同様であるため、ここでの説明は省略する。
【００９０】
上記式（３）において、Ｒ５０は、１個以上のキラル中心をもつキラルな基であり、上記式（４）で表される基である。なお、上記式（４）で表される基については、上記キラル化合物Ａの場合と同様であるため、ここでの説明は省略する。
【００９１】
上記式（３）において、Ｘ９〜Ｘ２０は、それぞれ独立して−ＣＨ３、−ＣＦ３、ハロゲン原子または水素原子を表す。ただし、Ｘ９〜Ｘ２０のうち１つ以上は、それぞれ独立して−ＣＨ３、−ＣＦ３またはハロゲン原子である。なお、Ｘ９〜Ｘ２０のうち１つ以上が−ＣＨ３、−ＣＦ３またはハロゲン原子である理由については、上記式（２）におけるＸ１〜Ｘ８の場合と同様であるので、ここでの説明は省略する。
【００９２】
中でも、Ｘ９〜Ｘ１３、Ｘ１５〜Ｘ１９のいずれか１つ以上が、それぞれ独立して−ＣＨ３、−ＣＦ３またはハロゲン原子であることが好ましい。Ｘ９〜Ｘ１３、Ｘ１５〜Ｘ１９の位置に置換基を有する場合はＸ１４、Ｘ２０の位置の場合よりもキラル化合物の溶解性が良いからである。これは、Ｘ１４、Ｘ２０の位置の場合は他の位置の場合に比べて置換基による歪みが少ないためであると考えられる。
【００９３】
Ｘ９〜Ｘ２０が結合している３個のベンゼン環のうち、置換基を有するベンゼン環は、１〜４個の置換基を有することができるが、中でも１〜２個の置換基を有することが好ましい。１個のベンゼン環が１個の置換基を有する場合、置換基は−ＣＨ３、フッ素原子または塩素原子であることが好ましく、−ＣＨ３またはフッ素原子であることがより好ましい。また、１個のベンゼン環が２個の置換基を有する場合、置換基はいずれもフッ素原子であることが好ましい。この場合、上記２個の置換基の位置としては、上記キラル化合物Ａの場合と同様の理由から、例えばＸ１１およびＸ１２がフッ素原子である場合のようにベンゼン環の隣り合う炭素原子にそれぞれフッ素原子が置換していることが好ましい。
また、上記式（３）で表されるキラル化合物において、合計で１〜２個の置換基を有することが好ましい。
さらに、Ｘ９〜Ｘ２０が結合しているベンゼン環のうち１個のベンゼン環が置換基を有することが好ましく、中でも、結晶化抑制の観点から、真ん中に位置するベンゼン環、具体的にはＸ９、Ｘ１０、Ｘ１５、Ｘ１６が結合しているベンゼン環およびＸ１１、Ｘ１２、Ｘ１７、Ｘ１８が結合しているベンゼン環のいずれかが置換基を有することが好ましい。
特に、置換基の合計数が１個の場合、Ｘ９〜Ｘ２０のいずれか１つが−ＣＨ３、フッ素原子または塩素原子であることが好ましく、−ＣＨ３またはフッ素原子であることがより好ましい。また、１個のベンゼン環が２個の置換基を有し、置換基の合計数が２個の場合、Ｘ９およびＸ１０、Ｘ１１およびＸ１２、Ｘ１５およびＸ１６、または、Ｘ１７およびＸ１８がフッ素原子であることが好ましい。
【００９４】
上記式（３−１）および（３−２）において、Ｒ４０、Ｒ５０、Ｘ９〜Ｘ２０は、上記式（３）と同様である。
【００９５】
上記式（３）で表されるキラル化合物Ｂの具体例としては、下記一般式（３−３）〜（３−１０）で表されるキラル化合物Ｂが挙げられる。
【００９６】
【化１２】
2014214137.tif 000014
【００９７】
上記式（３−３）〜（３−１０）において、Ｒ１２は炭素数１〜１０の飽和または不飽和の直鎖状、分岐状または環状のアルキル基であり、中でも、Ｒ１２は、飽和の直鎖状または分岐状のアルキル基、あるいはフェニルアルキル基であることが好ましい。＊印はキラル中心を示し、ｍは０または１であり、１位もしくは２位の炭素原子がキラル中心となる。ｖは４〜１８であり、好ましくは６〜１８、より好ましくは６〜１２である。上記式（３−３）、（３−４）、（３−７）および（３−８）において、Ｘ３１〜Ｘ３３はそれぞれ独立して−ＣＨ３、−ＣＦ３またはハロゲン原子を表し、中でも、−ＣＨ３、フッ素原子または塩素原子が好ましい。Ｘ３１〜Ｘ３３の位置としては、上述のＸ９〜Ｘ２０の位置と同様である。ｒ、ｓおよびｔはいずれか１つまたは２つが１、残りが０であり、上記式（３−５）、（３−６）、（３−９）および（３−１０）において、ｙおよびｚは一方が１、他方が０である。
【００９８】
上記式（３−３）〜（３−１０）で表されるキラル化合物Ｂの具体例としては、下記式で表されるキラル化合物Ｂを挙げることができる。
【００９９】
【表２】
2014214137.tif 000015
【０１００】
このようなキラル化合物Ｂとしては、１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。
例えば、強誘電性液晶組成物が、上記式（３−１）で表されるキラル化合物Ｂと上記式（３−２）で表されるキラル化合物Ｂとを含有していてもよい。
【０１０１】
キラル化合物Ｂは、例えば、国際公開第２０１０／０３１４３１号パンフレットに記載の方法により合成することができる。
【０１０２】
（３）キラル化合物Ａおよびキラル化合物Ｂ
本発明の強誘電性液晶組成物がキラル化合物Ａおよびキラル化合物Ｂの少なくともいずれかを含有する場合、キラル化合物Ａのみを含有していてもよく、キラル化合物Ｂのみを含有していてもよく、キラル化合物Ａおよびキラル化合物Ｂを含有していてもよい。また、強誘電性液晶組成物がキラル化合物Ａを含有する場合、１種類のキラル化合物Ａを含有していてもよく、２種類以上のキラル化合物Ａを含有していてもよい。同様に、強誘電性液晶組成物がキラル化合物Ｂを含有する場合、１種類のキラル化合物Ｂを含有していてもよく、２種類以上のキラル化合物Ｂを含有していてもよい。
【０１０３】
特に、本発明の強誘電性液晶組成物は、キラル化合物Ａとキラル化合物Ｂとを含有することが好ましい。また、本発明の強誘電性液晶組成物は、上記式（３−１）で表される４個のベンゼン環が直接結合されたキラル化合物Ｂ１と上記式（３−２）で表される４個のベンゼン環および１個のシクロヘキサン環が直接結合されたキラル化合物Ｂ２とを含有することも好ましい。このような２種類のキラル化合物が含有されていることにより、耐衝撃性を効果的に向上させることができるからである。
【０１０４】
本発明の強誘電性液晶組成物がキラル化合物Ａのみを含有する場合、強誘電性液晶組成物中のキラル化合物Ａの含有量としては、耐衝撃性の効果が得られる程度であれば特に限定されるものではない。上記キラル化合物Ａを１種単独で用いる場合にはそのキラル化合物Ａの含有量が、上記キラル化合物Ａを２種以上混合する場合には２種以上のキラル化合物Ａの各含有量が、強誘電性液晶組成物中にて５質量％以上であることが好ましい。中でも、上記キラル化合物Ａを１種単独で用いる場合にはそのキラル化合物Ａの含有量が、上記キラル化合物Ａを２種以上混合する場合には２種以上のキラル化合物Ａの合計含有量が、強誘電性液晶組成物中で５質量％〜３５質量％の範囲内であることが好ましく、１５質量％〜３０質量％の範囲内であることがより好ましい。キラル化合物Ａの含有量が上記範囲よりも少ないと、所望の耐衝撃性が得られない場合があり、一方、キラル化合物Ａの含有量が上記範囲よりも多いと、強誘電性液晶組成物が、粘度が高くなったり、結晶化しやすくなったりして、十分な耐衝撃性が得られない場合があり、また液晶表示素子を作製する際に液晶層の形成が困難となる場合があるからである。
【０１０５】
本発明の強誘電性液晶組成物がキラル化合物Ｂのみを含有する場合、強誘電性液晶組成物中のキラル化合物Ｂの含有量としては、耐衝撃性の効果が得られる程度であれば特に限定されるものではなく、上記キラル化合物Ａの含有量と同様である。
【０１０６】
本発明の強誘電性液晶組成物がキラル化合物Ａおよびキラル化合物Ｂを含有する場合、強誘電性液晶組成物中のキラル化合物Ａおよびキラル化合物Ｂの合計含有量としては、耐衝撃性の効果が得られる程度であれば特に限定されるものではなく、上記キラル化合物Ａの含有量と同様である。
【０１０７】
また、本発明の強誘電性液晶組成物がキラル化合物Ａおよびキラル化合物Ｂを含有する場合、強誘電性液晶組成物中のキラル化合物Ｂの含有量は、キラル化合物Ａの含有量以上であることが好ましい。キラル化合物Ａはキラル化合物Ｂと比較して、電圧を印加したときの液晶分子のチルト角を小さくする傾向があるので、キラル化合物Ｂに比べてキラル化合物Ａの含有量を多くすると、液晶分子のチルト角が小さくなり、明るさが十分得られないおそれがある。これに対し、キラル化合物Ｂがキラル化合物Ａに比べて多く含まれていることにより、液晶分子のチルト角を大きくすることができ、駆動性能を向上させることができるからである。
【０１０８】
３．ホスト液晶
本発明の強誘電性液晶組成物は、ホスト液晶をさらに含有していてもよい。
ホスト液晶としては、強誘電性液晶組成物のホスト液晶として一般的に用いられるものを使用することができ、例えば、フェニルピリミジン化合物を挙げることができる。
ここで、フェニルピリミジン化合物はコア部にベンゼン環およびピリミジン環の芳香環を少なくとも２個有するので複屈折が大きくなりやすいが、本発明においては上記式（１）で表される化合物が添加されていることによって強誘電性液晶組成物の複屈折を小さくすることができる。
ホスト液晶は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。
【０１０９】
強誘電性液晶組成物中のホスト液晶の含有量としては、上記キラル化合物の含有量を上記範囲とすることができれば特に限定されるものではない。
【０１１０】
４．強誘電性液晶組成物
本発明の強誘電性液晶組成物としては、カイラルスメクチックＣ（ＳｍＣ＊）相を発現するものであれば特に限定されるものではない。強誘電性液晶組成物の相系列としては、例えば、降温過程においてネマチック（Ｎ）相−コレステリック（Ｃｈ）相−ＳｍＣ＊相と相変化するもの、Ｎ相−ＳｍＣ＊相と相変化するもの、Ｎ相−スメクチックＡ（ＳｍＡ）相−ＳｍＣ＊相と相変化するもの、Ｎ相−Ｃｈ相−ＳｍＡ相−ＳｍＣ＊相と相変化するもの、などを挙げることができる。
【０１１１】
また、強誘電性液晶組成物としては、双安定性を示すものおよび単安定性を示すもののいずれも用いることができる。中でも、単安定性を示す強誘電性液晶組成物が好ましい。単安定性を示す強誘電性液晶組成物を用いた場合には、電圧変化により液晶のダイレクタ（分子軸の傾き）を連続的に変化させ、透過光度をアナログ変調することで、階調表示が可能となるからである。特に、液晶表示素子をフィールドシーケンシャルカラー方式により駆動させる場合には、単安定性を示す強誘電性液晶組成物を用いることが好ましい。単安定性を示す強誘電性液晶組成物を用いることにより、ＴＦＴを用いたアクティブマトリックス方式による駆動が可能になり、また、電圧変調により階調制御が可能になり、高精細で高品位の表示を実現することができるからである。
【０１１２】
なお、「単安定性を示す」とは、電圧無印加時の液晶分子の状態がひとつの状態で安定化している状態をいう。強誘電性液晶組成物は、図１に例示するように、液晶分子２５が層法線ｚから傾いており、層法線ｚに垂直な底面を有する円錐（コーン）の稜線に沿って回転する。このような円錐（コーン）において、液晶分子２５の層法線ｚに対する傾き角をチルト角θという。このように、液晶分子２５は層法線ｚに対しチルト角±θだけ傾く二つの状態間をコーン上に動作することができる。具体的に説明すると、単安定性を示すとは、電圧無印加時に液晶分子２５がコーン上のいずれかひとつの状態で安定化している状態をいう。
【０１１３】
また、強誘電性液晶組成物としては、単安定性を示すものであればよく、正負いずれかの電圧を印加したときのみ液晶分子が動作するハーフＶ字型スイッチング特性を示すもの、正負いずれの電圧に対しても同程度液晶分子が動作するＶ字型スイッチング特性を示すもの、正負いずれかの電圧に対する液晶分子の動作が他方の極性の電圧に対する液晶分子の動作に比べて大きくなる非対称のスイッチング特性を示すもの、のいずれも使用することができる。
【０１１４】
このような強誘電性液晶組成物としては、一般に知られる液晶材料の中から要求特性に応じて種々選択することができる。特に、Ｃｈ相からＳｍＡ相を経由しないでＳｍＣ＊相を発現する強誘電性液晶組成物は、温度変化に対して、電圧に対する動作特性の変化が少ないことから好ましい。
【０１１５】
Ｃ．液晶表示素子
本発明の液晶表示素子は、第１基材、上記第１基材上に形成された第１電極層、および、上記第１電極層上に形成された第１配向膜を有する第１配向処理基板と、第２基材、上記第２基材上に形成された第２電極層、および、上記第２電極層上に形成された第２配向膜を有する第２配向処理基板と、上記第１配向膜および上記第２配向膜の間に形成され、上述の強誘電性液晶組成物を含む液晶層とを有することを特徴とするものである。
【０１１６】
本発明の液晶表示素子について図面を参照しながら説明する。
図２は、本発明の液晶表示素子の一例を示す断面図である。図２に例示するように、液晶表示素子１は、第１基材２ａ、上記第１基材２ａ上に形成された第１電極層３ａ、および、上記第１電極層３ａ上に形成された第１配向膜４ａを有する第１配向処理基板１１ａと、第２基材２ｂ、第２基材２ｂ上に形成された第２電極層３ｂ、および、上記第２電極層３ｂ上に形成された第２配向膜４ｂを有する第２配向処理基板１１ｂと、上記第１配向膜４ａおよび第２配向膜４ｂの間に形成された液晶層５とを有しており、上記液晶層５が上記強誘電性液晶組成物を含有している。
【０１１７】
本発明においては、強誘電性液晶組成物が上記式（１）で表される化合物を含有することにより、強誘電性液晶組成物の複屈折を小さくすることができるため、セルギャップが比較的大きい場合であっても良好な白色表示を得ることができ、その結果、歩留りが向上する。また、液晶分子のチルト角が極端に小さくなることなく液晶表示素子の透過率を維持することができる。さらには、強誘電性液晶組成物が耐衝撃性を改善するキラル化合物を含有する場合には、耐衝撃性を維持できる。
以下、本発明の液晶表示素子における各構成について説明する。
【０１１８】
１．液晶層
本発明における液晶層は、第１配向処理基板の第１配向膜および第２配向処理基板の第２配向膜の間に形成され、上記強誘電性液晶組成物を含有するものである。
なお、強誘電性液晶組成物については、上記の「Ｂ．強誘電性液晶組成物」の項に詳しく記載したので、ここでの説明は省略する。
【０１１９】
液晶層の厚みは、２．０μｍ〜１０．０μｍの範囲内であることが好ましく、より好ましくは２．３μｍ〜５．０μｍの範囲内、さらに好ましくは２．５μｍ〜３．５μｍの範囲内である。液晶層の厚みが薄すぎると製造時の異物の混入により欠陥が目立ちやすくなるおそれがあり、逆に液晶層の厚みが厚すぎると液晶分子が配向しにくくなりコントラストが低下する可能性があるからである。液晶層の厚みは、ビーズスペーサ、柱状スペーサ、隔壁等により調整することができる。
【０１２０】
液晶層の形成方法としては、一般に液晶セルの作製方法として用いられる方法を使用することができ、例えば真空注入方式、液晶滴下方式等を用いることができる。
強誘電性液晶組成物を配向させる際には、徐冷すればよく、液晶層に電圧を印加する必要はない。
【０１２１】
２．第１配向処理基板
本発明に用いられる第１配向処理基板は、第１基材と、第１基材上に形成された第１電極層と、第１電極層上に形成された第１配向膜とを有するものである。
以下、第１配向処理基板における各構成について説明する。
【０１２２】
（１）第１配向膜
本発明に用いられる第１配向膜は、強誘電性液晶組成物の配向制御が可能なものであれば特に限定されるものではなく、例えば、光配向膜、ラビング配向膜、斜方蒸着配向膜等が挙げられる。以下、これらの配向膜について説明する。
【０１２３】
（ａ）光配向膜
光配向膜の形成に利用される光励起反応としては、大きく、光反応と光異性化反応とに分けることができる。また、光反応としては、光二量化反応と光分解反応とを挙げることができる。
光配向膜の材料、形成方法および厚みとしては、一般的なものを適用することができ、例えば、特開２００６−３５０３２２号公報、特開２００６−３２３２１４号公報、特開２００５−２５８４２９号公報、特開２００５−２５８４２８号公報等に記載のものを用いることができる。
【０１２４】
（ｂ）ラビング配向膜
ラビング配向膜の材料、形成方法および厚みとしては、一般的なものを適用することができる。
【０１２５】
（ｃ）第１配向膜および第２配向膜の構成材料の組成
本発明においては、第１配向膜および第２配向膜の構成材料が液晶層を挟んで互いに異なる組成を有することが好ましい。第１配向膜および第２配向膜を互いに異なる組成を有する材料を用いて形成することにより、それぞれの材料に応じて第１配向膜表面および第２配向膜表面の極性を異ならせることができる。これにより、強誘電性液晶組成物および第１配向膜の極性表面相互作用と、強誘電性液晶組成物および第２配向膜の極性表面相互作用とが異なるものとなるため、第１配向膜および第２配向膜の表面極性を考慮して材料を適宜選択することによって、ジグザグ欠陥、ヘアピン欠陥、電圧無印加時の液晶分子の安定状態が異なる２種類のドメイン等の配向欠陥の発生を抑制することができるからである。その結果、コントラストを向上させることができる。
【０１２６】
第１配向膜および第２配向膜の構成材料を液晶層を挟んで互いに異なる組成を有するものとするには、例えば、一方を光配向膜とし、他方をラビング配向膜とすればよい。
また例えば、両方をラビング配向膜として、ラビング配向膜の構成材料の組成を異なるものとする；両方を光配向膜として、光配向膜の構成材料の組成を異なるものとすればよい。
【０１２７】
第１配向膜および第２配向膜がラビング配向膜である場合、骨格、置換基、側鎖を変えたり、添加剤の添加量を変えたりすることや、添加剤の有無によって、組成を変化させることもできる。
【０１２８】
また、第１配向膜および第２配向膜が光配向膜である場合、例えば一方の光配向膜に光異性化型材料を用い、他方の光配向膜に光反応型材料を用いることにより、光配向膜の構成材料の組成を異なるものとすることができる。
さらに、第１配向膜および第２配向膜が光異性化型材料を用いた光配向膜である場合、異性化反応性骨格、置換基、側鎖等を変えたり、単分子化合物および重合性モノマーをそれぞれ用いたり、添加剤の添加量を変えたりすることや、添加剤の有無によって、組成を変化させることもできる。
またさらに、第１配向膜および第２配向膜が光二量化型材料を用いた光配向膜である場合、二量化反応部位、置換基、側鎖等を変えたり、添加剤の添加量を変えたりすることや、添加剤の有無によって、組成を変化させることもできる。
【０１２９】
（２）第１電極層
本発明に用いられる第１電極層は、一般に液晶表示素子の電極として用いられているものであれば特に限定されるものではない。
【０１３０】
（３）第１基材
本発明に用いられる第１基材は、一般に液晶表示素子の基材として用いられるものであれば特に限定されるものではなく、例えば、ガラス板、プラスチック板などが好ましく挙げられる。
【０１３１】
（４）その他の構成
本発明においては、第１基材上または第２基材上に隔壁または柱状スペーサが形成されていてもよい。隔壁および柱状スペーサとしては、一般的な隔壁および柱状スペーサを適用することができる。
【０１３２】
また、本発明においては、第１基材上または第２基材上に着色層が形成されていてもよい。着色層が形成されている場合には、着色層によってカラー表示を実現することができるカラーフィルタ方式の液晶表示素子を得ることができる。着色層としては、一般的なものを適用することができる。
【０１３３】
３．第２配向処理基板
本発明に用いられる第２配向処理基板は、第２基材と、第２基材上に形成された第２電極層と、第２電極層上に形成された第２配向膜とを有するものである。
【０１３４】
なお、第２基材、第２電極層、第２配向膜およびその他の構成については、上記第１配向処理基板における第１基材、第１電極層、第１配向膜およびその他の構成とそれぞれ同様であるので、ここでの説明は省略する。
【０１３５】
４．液晶表示素子の駆動方法
本発明の液晶表示素子の駆動方法としては、強誘電性液晶組成物の高速応答性を利用することができるので、１画素を時間分割し、良好な動画表示特性を得るために高速応答性を特に必要とするフィールドシーケンシャルカラー方式にも好適に用いることができる。
また、本発明の液晶表示素子の駆動方法は、フィールドシーケンシャル方式に限定されるものではなく、着色層を用いてカラー表示を行う、カラーフィルタ方式であってもよい。
【０１３６】
本発明の液晶表示素子の駆動方法としては、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を用いたアクティブマトリックス方式が好ましい。ＴＦＴを用いたアクティブマトリックス方式を採用することにより、目的の画素を確実に点灯、消灯できるため高品質なディスプレイが可能となるからである。
また、本発明の液晶表示素子の駆動方法は、セグメント方式であってもよい。
【０１３７】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【実施例】
【０１３８】
以下に実施例および比較例を示し、本発明をさらに詳細に説明する。
【０１３９】
[実施例１]
下記式で表される化合物を合成した。
【０１４０】
【化１３】
2014214137.tif 000016
【０１４１】
まず、窒素雰囲気の条件下において、無水ＴＨＦを４０ｍｌ準備し、氷冷した上記無水ＴＨＦに１．５７ｇ（４１．４ｍｍｏｌ）のＬｉＡｌＨ４を添加し、１５分間攪拌した。そこに、無水ＴＨＦ２０ｍｌに溶解した５．５ｇ（２７．７ｍｍｏｌ）の４−ｔｒａｎｓ−ペンチル−シクロヘキサンカルボン酸溶液を１５分かけて滴下し、その後、室温に戻して２時間攪拌した。次いで、この溶液に水を４ｍｌ、およびＮａＯＨの１５％水溶液を４．５ｍｌ加えて２０分間攪拌し、セライト濾過を行うことにより不溶物を除去した。続いて、セライト濾過により得られた濾液を酢酸エチルで抽出し、有機層を飽和食塩水および水で洗浄した。その後、有機層をＭｇＳＯ４で乾燥させて濃縮および減圧乾燥させることにより、無色で油状の４−ｔｒａｎｓ−ｎ−ペンチル−シクロヘキサン−メタノールを得た。得られた化合物は５．１ｇであり、収率は１００％であった。
【０１４２】
窒素雰囲気の条件下において、無水ＴＨＦ４０ｍｌに、２．５ｇ（１９．２ｍｍｏｌ）の２，３−ジフルオロフェノールおよび３．９ｇ（２１．２ｍｍｏｌ）の４−ｔｒａｎｓ−ｎ−ペンチル−シクロヘキサン−メタノールを溶解した溶液を準備し、１１．１ｇ（４２．３ｍｍｏｌ）のトリフェニルホスフィンを加えて氷冷した。そこに、８．６ｇ（４２．５ｍｍｏｌ）のアゾジカルボン酸ジイソプロピルを３０分かけて滴下し、２時間攪拌した。その後、室温に戻して１２時間攪拌して、この溶液を酢酸エチルで抽出し、有機層を希塩酸水および水で洗浄した。その後、有機層をＭｇＳＯ４で乾燥させて濃縮させることにより、黄色で油状物を得た。続いて、上記油状物にＮ−ヘキサンを加え、このとき析出した白色固体を濾過により除去して濃縮した。その後、得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開液：Ｎ−ヘキサン）にて精製することにより、白色固体の４−ｔｒａｎｓ−ｎ−ペンチル−１−（２，３−ジフルオロ−フェノキシメチル）シクロヘキサンを得た。得られた化合物は４．１ｇであり、収率は７１．９％であった。
【０１４３】
Ａｒ雰囲気の条件下において、無水ＴＨＦ２０ｍｌに、４．０ｇ（１３．５ｍｍｏｌ）の４−ｔｒａｎｓ−ｎ−ペンチル−１−（２，３−ジフルオロ−フェノキシメチル）シクロヘキサンを溶解した溶液を−４０℃以下で攪拌し、そこに１．６Ｍのブチルリチウムヘキサン溶液１０ｍｌ（１６ｍｍｏｌ）を１５分かけて滴下して４時間攪拌した。次に、得られた溶液に１．６８ｇ（１６．２ｍｍｏｌ）のトリメトキシボランを１０分かけて滴下し、１２時間攪拌した。次いで、この溶液を室温に戻し、希塩酸水を添加することにより酸性にして２４時間攪拌して、この溶液を酢酸エチルで抽出し、有機層をＭｇＳＯ４で乾燥させて減圧濃縮した。その後、得られた残渣にＮ−ヘキサンを加えて氷冷し、析出した結晶をろ取することにより、白色粉末の４−（４−ｔｒａｎｓ−ｎ−ペンチル−シクロヘキシルメチルオキシ）−２，３−ジフルオロ−フェニルボロン酸を得た。得られた化合物は３．０ｇであり、収率は６５．３％であった。
【０１４４】
３．０ｇ（８．８ｍｍｏｌ）の４−（４−ｔｒａｎｓ−ｎ−ペンチル−シクロヘキシルメチルオキシ）−２，３−ジフルオロ−フェニルボロン酸に酢酸１５ｍｌを加え、次いで、室温にて３０％の過酸化水溶液１．５ｍｌをゆっくりと加えた。次に、この溶液を２時間攪拌し、水を加えて析出した結晶をろ取することにより、淡黄色粉末の４−（４−ｔｒａｎｓ−ｎ−ペンチル−シクロヘキシルメチルオキシ）−２，３−ジフルオロ−フェノールを得た。得られた化合物は２．７ｇであり、収率は９８％であった。
【０１４５】
窒素雰囲気の条件下において、無水塩化メチレン１５ｍｌに０．５ｇ（１．６ｍｍｏｌ）の４−（４−ｔｒａｎｓ−ｎ−ペンチル−シクロヘキシルメチルオキシ）−２，３−ジフルオロ−フェノールを溶解した溶液に、０．３ｇのトリエチルアミンを加えて氷冷した。この溶液に、塩化メチレン５ｍｌに０．４１６ｇ（１．９ｍｍｏｌ）のｔｒａｎｓ−４−ｎ−ペンチルシクロヘキシルカルボニルクロライドを溶解した溶液を１０分かけて滴下して２０分間攪拌した。次に、この溶液を室温に戻して１時間攪拌し、希塩酸水および塩化メチレンを加えて抽出した後、有機層を水で洗浄し、ＭｇＳＯ４で乾燥させて減圧濃縮した。その後、得られた残渣にメタノールを加えて室温で１時間攪拌し、析出した結晶をろ取することにより、最終生成物である白色固体の下記式で表される化合物を得た。得られた化合物は０．６９ｇであり、収率は８７．６％であった。
【０１４６】
得られた化合物の１Ｈ−ＮＭＲの結果は、次の通りであった。
1H NMR (400MHz, CDCl3, TMS): δ (ppm) 0.87-1.095 (m, 12H, CH2+CH3), 1.17-1.31 (m, 18H, CH2), 1.50-1.60 (m, 2H, CH2), 1.61-1.90 (m, 7H, CH2+CH), 2.12-2.14 (m, 2H, CH2), 2.47-2.545 (m, 1H, CHCO), 3.80 (d, J=6.4Hz, 2H, ArOCH2), 6.64-6.69 (m, 1H, arom. H), 6.74-6.79 (m, 1H, arom. H).
【０１４７】
[実施例２]
下記式で表される化合物を合成した。
【０１４８】
【化１４】
2014214137.tif 000017
【０１４９】
まず、４．４５ｍｌ（３７．４１４ｍｍｏｌ）のベンジルブロミドの存在下において、ＤＭＦ３０ｍｌ中に、５．０１６ｇ（３８．５５７ｍｍｏｌ）の２，３−ジフルオロフェノールおよび６．４２１ｇ（４６．４６０ｍｍｏｌ）の炭酸カリウムを添加し、Ａｒ雰囲気、９０℃で１．５時間攪拌した。次いで、５０ｍｌのジクロロメタンおよび３０ｍｌの水で抽出し、ジクロロメタン層を３００ｍｌの水で２回洗浄した。その後、ＭｇＳＯ４で乾燥させて濾過後に得られた濾液を濃縮し、減圧乾燥することにより油状の２，３−ジフルオロフェニルベンジルエーテルを得た。得られた化合物は８．０７９ｇであり、収率は９５．１％であった。
【０１５０】
Ａｒ雰囲気の条件下において、ＴＨＦ３０ｍｌに、８．０６６ｇ（３６．６２７ｍｍｏｌ）の２，３−ジフルオロフェニルベンジルエーテルを添加し、−４０℃以下で攪拌し、そこに１．６５Ｍのブチルリチウムヘキサン溶液２４ｍｌ（３９．６０ｍｍｏｌ）を滴下した。続いて、この溶液を３時間攪拌した後、ドライアイスを加えて一晩攪拌した。その後、１００ｍｌのジクロロメタン、３００ｍｌの水および５ｍｌの濃塩酸で抽出して、有機層をＭｇＳＯ４で乾燥させて濾過後に得られた濾液を濃縮し、ジクロロメタン−ヘキサンから再結晶することにより白色固体の４−ベンジルオキシ−２，３−ジフルオロ安息香酸を得た。得られた化合物は２．９７８ｇであり、収率は３０．８％であった。
【０１５１】
Ａｒ雰囲気の条件下において、ＴＨＦ１５ｍｌおよびトリメトキシボラン７．５ｍｌに、２．５０８ｇ（９．４９２ｍｍｏｌ）の４−ベンジルオキシ−２，３−ジフルオロ安息香酸を添加し、氷冷下にて攪拌した。次いで、この溶液に２Ｍのボラン−ジメチルスルフィド錯体のＴＨＦ溶液を１０ｍｌ（２０ｍｍｏｌ）滴下し、室温にて一晩攪拌した。その後、この溶液を２００ｍｌの氷水に注ぎ込んで得られた沈殿物を濾集して減圧乾燥させることにより、白色固体の４−ベンジルオキシ−２，３−ジフルオロベンジルアルコールを得た。得られた化合物は２．２６２ｇであり、収率は９５．２％であった。
【０１５２】
Ａｒ雰囲気の条件下において、２０ｍｌのジクロロメタンに２．２５７ｇ（９．０１９ｍｍｏｌ）の４−ベンジルオキシ−２，３−ジフルオロベンジルアルコールを添加し、室温にて攪拌した。この溶液に１Ｍの三臭化リンのジクロロメタン溶液を１１ｍｌ（１１ｍｍｏｌ）滴下し、室温にて一晩攪拌した後、１００ｍｌの氷水を注ぎ込み分離した。その後、有機層を３００ｍｌの水で洗浄し、ＭｇＳＯ４で乾燥させて濾過後に得られた濾液を濃縮し、減圧乾燥することにより白色固体の４−ベンジルオキシ−２，３−ジフルオロベンジルブロミドを得た。得られた化合物は２．５６２ｇであり、収率は９０．７％であった。
【０１５３】
Ａｒ雰囲気の条件下において、１５ｍｌのＴＨＦおよび５ｍｌのＤＭＦに、２．５７３ｇ（８．２１７ｍｍｏｌ）の４−ベンジルオキシ−２，３−ジフルオロベンジルブロミド、１．４００ｇ（８．２２１ｍｍｏｌ）のｔｒａｎｓ−ペンチルシクロヘキサノール、および０．５５１ｇの水素化ナトリウム（６０％ ｉｎ ｏｉｌ）（０．３３１ｇ（１３．７７６ｍｍｏｌ）の水素化ナトリウム）を添加し、６０℃の条件下で一晩攪拌した。次いで、この溶液を３０ｍｌのジクロロメタンおよび３００ｍｌの水で抽出して、有機層を３００ｍｌの水で２回洗浄し、ＭｇＳＯ４で乾燥させて濾過後に得られた濾液を濃縮した。その後、得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開液：ジクロロメタン）で精製することにより白色固体の２，３−ジフルオロ−４−（ｔｒａｎｓ−ペンチルシクロヘキシル）オキシメチルフェニルベンジルエーテルを得た。得られた化合物は２．７９９ｇであり、収率は８４．６％であった。
【０１５４】
水素雰囲気の条件下において、５ｍｌのＴＨＦおよび１０ｍｌのエタノールに、２．７７５ｇ（６．８９３ｍｍｏｌ）の２，３−ジフルオロ−４−（ｔｒａｎｓ−ペンチルシクロヘキシル）オキシメチルフェニルベンジルエーテル、０．５５０ｇの１０％パラジウム炭素および３滴の濃塩酸を添加し、６０℃の条件下で一晩攪拌して濾過した。その後、濃縮して得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開液：ジクロロメタン）で精製することにより、白色固体の２，３−ジフルオロ−４−（ｔｒａｎｓ−ペンチルシクロヘキシル）オキシメチルフェノールを得た。得られた化合物は１．３９３ｇであり、収率は６４．７％であった。
【０１５５】
Ａｒ雰囲気の条件下において、１０ｍｌのジクロロメタンに、０．４０２ｇ（１．２８７ｍｍｏｌ）の２，３−ジフルオロ−４−（ｔｒａｎｓ−ペンチルシクロヘキシル）オキシメチルフェノール、０．３１１ｇ（１．４３５ｍｍｏｌ）のｔｒａｎｓ−４−ペンチルシクロヘキシルカルボニルクロライドおよび０．２７ｍｌのトリエチルアミンを添加し、室温にて一晩攪拌した。なお、上記ｔｒａｎｓ−４−ペンチルシクロヘキシルカルボニルクロライドは、相当するカルボン酸を塩化チオニルと反応させることにより得た。次いで、この溶液を２０ｍｌのジクロロメタンおよび１５０ｍｌの水で抽出し、有機層を１５０ｍｌの水で洗浄し、ＭｇＳＯ４で乾燥させて濾過後に得られた濾液を濃縮した。その後、得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開液：ジクロロメタン）で精製し、続いてジクロロメタン−メタノールにて再結晶することにより白色固体の下記式で表される化合物を得た。得られた化合物は０．４７１ｇであり、収率は７４．３％であった。
【０１５６】
得られた化合物の１Ｈ−ＮＭＲの結果は、次の通りであった。
1H NMR (400MHz, CDCl3, TMS): δ (ppm) 0.845-1.03 (m, 10H, CH+CH2+CH3), 1.13-1.35 (m, 20H, CH+CH2), 1.51-1.685 (m, 2H, CH2), 1.77-1.89 (m, 4H, CH2), 2.05-2.16 (m, 4H, CH2), 2.485-2.565 (m, 1H, CHCO), 3.25-3.33 (m, 1H, OCH), 4.595 (s, 2H, ArCH2O), 6.85-6.89 (m, 1H, arom. H), 7.16-7.21 (m, 1H, arom. H).
また、MALDI-TOF-MS（マトリックス：dithranol+TFANa）の測定結果は、m/z=516.67 ([M+Na]+)であった。
【０１５７】
［実施例３〜１０、比較例１〜３］
（強誘電性液晶組成物）
下記に示す化合物Ａ〜Ｆを用い、下記表３に示すように強誘電性液晶組成物を準備した。なお、ホスト液晶Ｉ〜ＩＩＩの含有量は、それぞれ等比である。
【０１５８】
【化１５】
2014214137.tif 000018
【０１５９】
【表３】
2014214137.tif 000019
【０１６０】
（液晶表示素子の作製）
まず、ＩＴＯコーティングされたガラス基板１上にΦ５．０μｍの円状で、高さ２．０μｍの樹脂スペーサを０．１ｍｍピッチで形成した。次いで、その上にラビング配向膜材料（ＳＥ６１０：日産化学工業株式会社）を回転数１５００ｒｐｍで３０秒間スピンコーティングした。その後、オーブンで１８０℃、３０分間乾燥後、ラビング処理を行った。
【０１６１】
また、ＩＴＯコーティングされたガラス基板２上に光異性化型の光配向膜材料（ＬＩＡ０１２：ＤＩＣ株式会社）の溶液を１５００ｒｐｍで３０秒間スピンコーティングした。その後、オーブンで１００℃、３分間乾燥後、偏光露光機で２Ｊ偏光露光処理を行った。
【０１６２】
次に、基板上に四角い枠状にシール材を塗布した。その基板上に、上述の強誘電性液晶組成物を点状に塗布し、二つの基板をラビング処理の方向と偏光処理の方向が垂直になるように組み立て熱圧着を行った。その後、液晶セルを冷却し、強誘電性液晶組成物を配向させた。液晶層の厚みは２．０μｍであった。
【０１６３】
（評価）
１．色度
液晶表示素子の複屈折は、ラムダビジョン社の顕微分光システムＴＦＣＡＭ−７０００をオリンパス社の偏光顕微鏡ＢＸ５１に設置し、色度を測定することにて評価を行った。まず、偏光顕微鏡における２枚の偏光板をパラレルの状態に設定し、強誘電性液晶組成物が充填されていない空セルについて色度を測定し、標準光源を測定した。その後、偏光顕微鏡における２枚の偏光板をクロスニコルの状態に設定し、強誘電性液晶組成物が充填された液晶セルを透過光量が一番多くなる位置まで回転させた。その状態で色度を測定した。
【０１６４】
２．チルト角
液晶分子の動いた角度は、偏光顕微鏡にて測定した。クロスニコルの状態に設定した２枚の偏光板の間に、強誘電性液晶組成物が充填された液晶セルを置き、電圧無印加状態の黒表示の位置を基準とし、正電圧（１０Ｖ）と負電圧（−１０Ｖ）とを印加した際に動いた液晶分子の角度を測定した。
【０１６５】
３．透過率
液晶表示素子の透過率をチルト角により算出した。
ここで、一般に液晶表示素子の透過率Ｉは下記式（ａ）により求められる。
Ｉ＝Ｉ０ｓｉｎ２（２θ）×ｓｉｎ２（Δｎｄ／λ）      （ａ）
（上記式（ａ）において、Ｉ０：入射光強度（定数）、θ：チルト角、Δｎ：複屈折、ｄ：セルギャップ、λ：波長である。）
本実施例では、上記式（ａ）におけるｓｉｎ２（２θ）の項を、正電圧印加時のチルト角θ１および負電圧印加時のチルト角θ２からそれぞれ算出し、平均したものを透過率Ｔとした。
Ｔ＝｛ｓｉｎ２（２θ１）＋ｓｉｎ２（２θ２）｝／２      （ｂ）
なお、上記式（ａ）において、ｓｉｎ２（２θ）の項が大きくなれば、透過率Ｉも大きくなる。そのため、透過率Ｔが大きければ、液晶表示素子の透過率が高いといえる。
評価結果を表４に示す。また、図３に色度図を示す。
【０１６６】
【表４】
2014214137.tif 000020
【０１６７】
図３に示す色度図においては、実施例４，８，９，１０の本発明の化合物Ｃ〜Ｆが添加された強誘電性液晶組成物を用いた液晶表示素子は、比較例１の上記化合物が添加されていない液晶表示素子に比べて複屈折を小さくし、白色に近づけることができた。
また、上記化合物Ｃ〜Ｆが添加された強誘電性液晶組成物を用いた実施例３〜１０では、上記化合物Ａ、Ｂが添加された強誘電性液晶組成物を用いた比較例２，３と比べて、液晶分子のチルト角が大きくなり、透過率が高くなった。この結果から、本発明の化合物の構造において、エーテル結合およびアルキル基の炭素数が透過率の向上に寄与していることが分かった。
特に、本発明の化合物Ｃが添加された強誘電性液晶組成物を用いた実施例３〜７では、液晶分子のチルト角を大きくすることができ、液晶表示素子の透過率を向上させることができた。
【符号の説明】
【０１６８】
１  …  液晶表示素子
２ａ  …  第１基材
２ｂ  …  第２基材
３ａ  …  第１電極層
３ｂ  …  第２電極層
４ａ  …  第１配向膜
４ｂ  …  第２配向膜
５  …  液晶層
１１ａ  …  第１配向処理基板
１１ｂ  …  第２配向処理基板
【図１】
2014214137.tif 000023
【図２】
2014214137.tif 000024
【図３】
2014214137.tif 000025