(57)【要約】      （修正有）【課題】耐衝撃性に加えて様々な特性を改善することが可能な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】一般式（１）のラセミ体Ａ、あるいは一般式（１）のフェニル環をシクロヘキサン環に変えたラセミ体Ｂの少なくともいずれかのラセミ体と、上記ラセミ体と異なる構造を有するキラル化合物とを含有する強誘電性液晶組成物を提供する。2014015548.tif 000024（式（１）において、Ｒ1は、非キラルな基であり、Ｒ2は、キラルな基であり、−(ＣＨ2)m−Ｃ＊Ｈ(Ｙ1)−(ＣＯＯ)n−Ｒ3で表される基である。）【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記一般式（１）で表されるラセミ体Ａ、あるいは下記一般式（２）で表されるラセミ体Ｂの少なくともいずれかのラセミ体と、
前記ラセミ体と異なる構造を有するキラル化合物と
を含有することを特徴とする強誘電性液晶組成物。
【化１】
2014015548.tif 000022
（上記式（１）および（２）において、Ｒ1およびＲ4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。
Ｒ2およびＲ5は、キラルな基であり、下記一般式（３）で表される基である。
【化２】
2014015548.tif 000023
（上記式（３）において、Ｒ3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アルキル基もしくはアルコキシアルキル基である。
Ｙ1は、−ＣＨ3またはフッ素原子を表す。ｍは０または１である。ｎは０または１である。＊印はキラル中心を示す。）
Ｘ1〜Ｘ12およびＸ13〜Ｘ28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〜Ｘ12のうち１つ以上およびＸ13〜Ｘ28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。
ｋは０または１である。）
【請求項２】
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、請求項１に記載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液晶表示素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐衝撃性を有する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。
しかしながら、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という問題を抱えている。
【０００４】
耐衝撃性を向上させる手段としては、例えば、一対の基板間に隔壁（リブとも称する。）を配置する方法が提案されている（例えば特許文献１および特許文献２参照）。しかしながら、隔壁が設けられている場合であっても、液晶表示素子に局所的に衝撃が加わった場合には、配向乱れが生じてしまうという問題がある。
また、耐衝撃性を向上させる手段として、例えば、強誘電性液晶組成物にゲル化剤を添加する方法（特許文献３参照）、強誘電性液晶組成物に硬化型樹脂を添加する方法、強誘電性液晶組成物に熱可塑性樹脂を添加する方法（特許文献４参照）、強誘電性液晶構造を側鎖に有する強誘電性高分子液晶を用いる方法、液晶高分子化合物と低分子の強誘電性液晶化合物を混合する方法（特許文献５参照）が提案されている。しかしながら、これらの方法では、駆動電圧が高くなるという問題がある。また、強誘電性液晶組成物に高分子化合物を用いたとしても、ある程度の弱い衝撃に対して分子配向の規則性が乱れにくくなるという効果は示すものの、強い衝撃によって配向の規則性が乱れると元の状態に戻りにくいという本質的な問題は解決されていない。
【０００５】
最近では、耐衝撃性の向上を目的として、強誘電性液晶組成物自体の耐衝撃性を高める試みがなされており、強誘電性液晶組成物に用いるキラル化合物の構造が種々検討されている（特許文献６参照）。特許文献６によれば、複数個のベンゼン環が直接結合された所定の構造を有するキラル化合物を含有する強誘電性液晶組成物を用いた場合には、衝撃を加えた後でもコントラスト比が良好であったことが報告されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−７７５４１号公報
【特許文献２】国際公開第０２／０３１３１号パンフレット
【特許文献３】特開２００４−２３３４１４号公報
【特許文献４】特開２００３−１１４４４０号公報
【特許文献５】特許第３５４１４３７号公報
【特許文献６】国際公開第２０１０／０３１４３１号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、強誘電性液晶組成物を用いた液晶表示素子においては、耐衝撃性の他にも、配向性、複屈折、応答速度、スイッチング特性、透過率、コントラスト等の種々の特性が要求されており、強誘電性液晶組成物に含有されるキラル化合物によってそれらの特性を改善する試みがなされている。
上記特性を改善する手段としては、例えば、キラル化合物の含有量を調整する方法、キラル化合物の骨格構造を調整する方法等が挙げられる。
【０００８】
しかしながら、上述の耐衝撃性に寄与するキラル化合物を含有する強誘電性液晶組成物の場合、キラル化合物の含有量を減らすと耐衝撃性が劣化してしまうという問題がある。また、キラル化合物の含有量を増やすと、複屈折が大きくなったり、結晶化しやすくなったり、自発分極が大きくなったりする。複屈折が大きい場合、液晶表示素子において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非常に狭くしなければならず、液晶層形成の困難性、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。また、自発分極が大きい場合、液晶表示素子の駆動においては電圧印加の際に分極反転電流が発生するために液晶にかかる実効電圧が低下することから、液晶の駆動が困難になるという問題が起こる。また、キラル化合物の骨格構造を変えると、耐衝撃性が劣化したり、液晶分子の配向規則性が乱れやすくなったりする場合がある。
【０００９】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、耐衝撃性に加えて様々な特性を改善することが可能な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】
【００１０】
本発明者らは、強誘電性液晶組成物の耐衝撃性を含む様々な特性について種々検討を重ねた結果、複数個のベンゼン環が直接結合された所定の構造を有するラセミ体と、任意のキラル化合物とを強誘電性液晶組成物に用いることにより耐衝撃性だけでなく様々な特性を改善することが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。
【００１１】
すなわち、本発明は、下記一般式（１）で表されるラセミ体Ａ、あるいは下記一般式（２）で表されるラセミ体Ｂの少なくともいずれかのラセミ体と、上記ラセミ体と異なる構造を有するキラル化合物と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。
【００１２】
【化１】
2014015548.tif 000002
【００１３】
（上記式（１）および（２）において、Ｒ1およびＲ4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。
Ｒ2およびＲ5は、キラルな基であり、下記一般式（３）で表される基である。
【００１４】
【化２】
2014015548.tif 000003
【００１５】
（上記式（３）において、Ｒ3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アルキル基もしくはアルコキシアルキル基である。
Ｙ1は、−ＣＨ3またはフッ素原子を表す。ｍは０または１である。ｎは０または１である。＊印はキラル中心を示す。）
Ｘ1〜Ｘ12およびＸ13〜Ｘ28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〜Ｘ12のうち１つ以上およびＸ13〜Ｘ28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。
ｋは０または１である。）
【００１６】
本発明においては、上記式（１）で表されるラセミ体Ａ、あるいは上記式（２）で表されるラセミ体Ｂの少なくともいずれかのラセミ体を強誘電性液晶組成物に含有することにより、液晶表示素子に用いた場合に優れた耐衝撃性を得ることが可能となる。
また、本発明においては、上記ラセミ体Ａ、あるいは上記ラセミ体Ｂの少なくともいずれかのラセミ体を強誘電性液晶組成物に含有することにより優れた耐衝撃性を達成でき、さらに強誘電性液晶組成物に目的に応じた任意のキラル化合物を含有させることにより、耐衝撃性に加えて様々な特性の改善を図ることができる。そのため、上記様々な特性の改善を図るための上記ラセミ体の量や構造の調整が不要となり、結果として、耐衝撃性の劣化、複屈折の増加、結晶化を防ぐことができる。さらに、上記ラセミ体は自発分極を持たないため、自発分極の増大を防ぐことができる。
【００１７】
また本発明は、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、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液晶表示素子を提供する。
【００１８】
本発明によれば、液晶層が上述の強誘電性液晶組成物を含有するので、優れた耐衝撃性に加え、様々な特性が改善された液晶表示素子を得ることが可能である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明においては、上記式（１）で表されるラセミ体Ａ、あるいは上記式（２）で表されるラセミ体Ｂの少なくともいずれかのラセミ体を強誘電性液晶組成物に含有することにより、液晶表示素子に用いた場合に優れた耐衝撃性が得られ、さらに強誘電性液晶組成物に目的に応じた任意のキラル化合物を含有させることにより、耐衝撃性に加えて様々な特性の改善を図ることができるという効果を奏する。また、上記様々な特性の改善を図るための上記ラセミ体の量や構造の調整が不要となり、結果として、耐衝撃性の劣化、複屈折の増加、結晶化、自発分極の増大を防ぐことができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【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。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の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。
【００２２】
Ａ．強誘電性液晶組成物
本発明の強誘電性液晶組成物は、下記一般式（１）で表されるラセミ体Ａ、あるいは下記一般式（２）で表されるラセミ体Ｂの少なくともいずれかのラセミ体と、上記ラセミ体と異なる構造を有するキラル化合物とを含有することを特徴とするものである。
【００２３】
【化３】
2014015548.tif 000004
【００２４】
（上記式（１）および（２）において、Ｒ1およびＲ4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。
Ｒ2およびＲ5は、キラルな基であり、下記一般式（３）で表される基である。
【００２５】
【化４】
2014015548.tif 000005
【００２６】
（上記式（３）において、Ｒ3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アルキル基もしくはアルコキシアルキル基である。
Ｙ1は、−ＣＨ3またはフッ素原子を表す。ｍは０または１である。ｎは０または１である。＊印はキラル中心を示す。）
Ｘ1〜Ｘ12およびＸ13〜Ｘ28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〜Ｘ12のうち１つ以上およびＸ13〜Ｘ28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。
ｋは０または１である。）
【００２７】
ここで、本発明における「ラセミ体」とは、光学的対掌体の等量から成る光学不活性の物質を指す。本発明における上記「ラセミ体」には、対掌体の各々を正確に等量混合して得られたもの、対称構造の化合物から不整構造の化合物を通常の化学反応を用いて合成して得られたもの、および光学活性体を適当な方法でラセミ化させることで得られたものが含まれる。
【００２８】
また、本発明において「ラセミ体と異なる構造を有するキラル化合物」とは、本発明の強誘電性液晶組成物に含まれる「キラル化合物」の構造が、強誘電性液晶組成物において共存するラセミ体Ａおよびラセミ体Ｂの構造と異なることを指す。なお、キラル化合物は、強誘電性液晶組成物において共存するラセミ体と異なる構造を有していればよく、「ラセミ体と異なる構造を有するキラル化合物」には、キラル化合物が上記式（１）、（２）で表される構造を有する場合も含まれる。
【００２９】
本発明においては、上記式（１）で表されるラセミ体Ａ、あるいは上記式（２）で表されるラセミ体Ｂの少なくともいずれかのラセミ体を強誘電性液晶組成物に含有することにより、液晶表示素子に用いた場合に優れた耐衝撃性を得ることが可能となる。
また、本発明においては、強誘電性液晶組成物に目的に応じた任意のキラル化合物を含有させることにより、耐衝撃性に加えて様々な特性の改善を図ることができる。キラル化合物として耐衝撃性に寄与する構造を有する化合物を用いる必要はないため、キラル化合物の選択の幅を広げることができる。また、上記様々な特性の改善を図るための上記ラセミ体の量や構造の調整が不要となり、結果として、耐衝撃性の劣化、複屈折の増加、結晶化を防ぐことができる。さらには、上記ラセミ体は自発分極を持たないため、自発分極の増大を防ぐことができる。
【００３０】
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。
【００３１】
１．ラセミ体
本発明に用いられるラセミ体は、上記式（１）で表されるラセミ体Ａ、あるいは上記式（２）で表されるラセミ体Ｂの少なくともいずれかである。以下、ラセミ体Ａおよびラセミ体Ｂについて説明する。
【００３２】
（１）ラセミ体Ａ
本発明に用いられるラセミ体Ａは、下記式（１）で表される化合物であり、上述のように光学不活性な化合物である。
【００３３】
【化５】
2014015548.tif 000006
【００３４】
（上記式（１）において、Ｒ1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。
Ｒ2は、キラルな基であり、下記一般式（３）で表される基である。
【００３５】
【化６】
2014015548.tif 000007
【００３６】
（上記式（３）において、Ｒ3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アルキル基もしくはアルコキシアルキル基である。
Ｙ1は、−ＣＨ3またはフッ素原子を表す。ｍは０または１である。ｎは０または１である。＊印はキラル中心を示す。）
Ｘ1〜Ｘ12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〜Ｘ12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。
ｋは０または１である。）
【００３７】
上記式（１）において、ｋは０または１である。ｋ＝０のとき、下記一般式（１−１）で表されるように、ラセミ体Ａは３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。下記式（１−１）で表されるラセミ体Ａを用いた場合には、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。一方、ｋ＝１のとき、下記一般式（１−２）で表されるように、ラセミ体Ａ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。下記式（１−２）で表されるラセミ体Ａを用いた場合には、液晶分子のチルト角を大きくすることができる。
【００３８】
【化７】
2014015548.tif 000008
【００３９】
（上記式（１−１）および（１−２）において、Ｒ1、Ｒ2、Ｘ1〜Ｘ12は、上記式（１）と同様である。）
【００４０】
上記式（１）において、Ｒ1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。
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、ラセミ体Ａの溶解性が低下してラセミ体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、本発明の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。なお、アルキル基またはアルコシキアルキル基がハロゲン原子で置換されている場合には、炭素数が比較的少なくとも、本発明の強誘電性液晶組成物がスメクチック相を発現する場合がある。
アルキル基またはアルコシキアルキル基は、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が、中でも、ハロゲン原子で置換されていないことが好ましい。アルキル基またはアルコシキアルキル基がハロゲン原子で置換されている場合、ハロゲン原子はフッ素原子であることが好ましい。
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。
アルキル基またはアルコシキアルキル基は、飽和であっても不飽和であってもよいが、中でも飽和であることが好ましい。環状の不飽和アルカン以外の不飽和アルカンにおいては、不飽和アルカンは飽和アルカンに比べて反応性が高く、長期の保存・駆動や温度変化により材質が変化し、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表示品質が劣化するおそれがあるからである。
Ｒ1はアルキル基であってもアルコキシアルキル基であってもよいが、中でもアルキル基であることが好ましい。
【００４１】
上記式（１）において、Ｒ2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（３）で表される基である。
【００４２】
上記式（３）において、Ｒ3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アルキル基もしくはアルコキシアルキル基である。
アルキル基またはアルコシキアルキル基は、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が、中でも、ハロゲン原子で置換されていないことが好ましい。アルキル基またはアルコシキアルキル基がハロゲン原子で置換されている場合、ハロゲン原子はフッ素原子であることが好ましい。
アルキル基またはアルコキシアルキル基は、直鎖状、分岐状または環状である。
Ｒ3はアルキル基であってもアルコキシアルキル基であってもよいが、中でもアルキル基であることが好ましい。
【００４３】
上記式（３）において、Ｙ1は、−ＣＨ3またはフッ素原子を表す。中でも−ＣＨ3が好ましい。ラセミ体Ａの合成が容易であり、安定してラセミ体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。
【００４４】
上記式（３）において、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（１）においてＲ2はキラルな基であるため、上記式（３）において、Ｙ1が−ＣＨ3、ｎ＝０のとき、Ｒ3は−ＣＨ3ではない。
【００４５】
上記式（１）において、Ｘ1〜Ｘ12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〜Ｘ12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〜Ｘ12のすべてが水素原子である場合には、ラセミ体Ａの溶解性が低下するため、ラセミ体Ａの合成、精製が困難になり、コストが高くなったり、また分子配列の規則性が高くなり、所望の耐衝撃性が得られなかったりするおそれがある。これに対し、本発明のようにＸ1〜Ｘ12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、ラセミ体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、ラセミ体Ａの立体構造に歪みが生じ、この歪みによって規則的過ぎる分子配列を緩和することができるので、高い耐衝撃性を得ることができると考えられる。
【００４６】
中でも、ｋ＝０の場合、Ｘ4、Ｘ10以外のいずれか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く、ｋ＝１の場合、Ｘ6、Ｘ12以外のいずれか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。Ｘ4、Ｘ10あるいはＸ6、Ｘ12以外の位置に置換基を有する場合はＸ4、Ｘ10あるいはＸ6、Ｘ12の位置の場合よりもラセミ体Ａの溶解性が良いからである。これは、Ｘ4、Ｘ10あるいはＸ6、Ｘ12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。
【００４７】
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（１）で表されるラセミ体の場合、合計で１〜２個の置換基を有することが好ましい。
ｋが０であり、ラセミ体Ａが３個のベンゼン環が直接結合されたものである場合には、Ｘ1〜Ｘ4およびＸ7〜Ｘ10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、Ｘ7、Ｘ8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。一方、ｋが１であり、ラセミ体Ａが４個のベンゼン環が直接結合されたものである場合には、Ｘ1〜Ｘ12が結合しているベンゼン環のうち１個または２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、Ｘ7、Ｘ8が結合しているベンゼン環およびＸ3、Ｘ4、Ｘ9、Ｘ10が結合しているベンゼン環の少なくともいずれかが置換基を有することが好ましく、特にＸ3、Ｘ4、Ｘ9、Ｘ10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３〜４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、上記式（１−１）で表されるラセミ体ではＸ1、Ｘ
2、Ｘ7、Ｘ8のいずれか１つが、上記式（１−２）で表されるラセミ体ではＸ1〜Ｘ4、Ｘ7〜Ｘ10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、上記式（１−１）で表されるラセミ体ではＸ1およびＸ2、または、Ｘ7およびＸ8が、上記式（１−２）で表されるラセミ体ではＸ1およびＸ2、Ｘ3およびＸ4、Ｘ7およびＸ8、または、Ｘ9およびＸ10が、フッ素原子であることが好ましい。
【００４８】
上記式（１）で表されるラセミ体の具体例としては、下記一般式（１−３）〜（１−１０）で表されるラセミ体Ａが挙げられる。
【００４９】
【化８】
2014015548.tif 000009
【００５０】
（上記式（１−３）〜（１−１０）において、＊印、ｍは、上記式（３）と同様であり、Ｒ11は炭素数１〜１０の飽和または不飽和のアルキル基である。ｖは４〜１８であり、Ｘ40〜Ｘ42は独立して−ＣＨ3、−ＣＦ3またはハロゲン原子を表し、上記式（１−３）および（１−４）において、ｊおよびｋは一方が０、他方が１であり、上記式（１−５）および（１−６）において、ｉ、ｊおよびｋは少なくともいずれかが１つまたは２つが１、残りが０であり、上記式（１−９）〜（１−１０）におけるｕおよびｗは一方が１、他方が０である。）
【００５１】
上記式（１−３）〜（１−１０）におけるｖは、上記式（１）におけるＲ1の炭素数と同様である。
上記式（１−３）〜（１−１０）において、Ｒ11は炭素数１〜１０の飽和または不飽和のアルキル基である。アルキル基は、直鎖状、分岐状または環状である。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。
上記式（１−３）〜（１−６）におけるＸ40〜Ｘ42は、上記式（１）におけるＸ1〜Ｘ12と同様とすることができる。
【００５２】
上記式（１−３）〜（１−１０）で表されるラセミ体の具体例としては、下記表１で表されるラセミ体Ａを挙げることができる。
【００５３】
【表１】
2014015548.tif 000010
【００５４】
このようなラセミ体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。
【００５５】
ラセミ体Ａについては、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。
【００５６】
（２）ラセミ体Ｂ
本発明に用いられるラセミ体Ｂは、下記式（２）で表されるものであり、上述のように光学不活性な化合物である。
【００５７】
【化９】
2014015548.tif 000011
【００５８】
（上記式（２）において、Ｒ4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。
Ｒ5は、キラルな基であり、上記式（３）で表される基である。
Ｘ13〜Ｘ28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、Ｘ13〜Ｘ28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。
ｋは０または１である。）
【００５９】
上記式（２）において、ｋは０または１である。ｋ＝０のとき、下記一般式（２−１）で表されるように、ラセミ体Ｂは４個のベンゼン環が直接結合されたものとなる。下記式（２−１）で表されるラセミ体Ｂを用いた場合には、液晶分子のチルト角を大きくすることができる。一方、ｋ＝１のとき、下記一般式（２−２）で表されるように、ラセミ体Ｂは５個のベンゼン環が直接結合されたものとなる。下記式（２−２）で表されるラセミ体Ｂを用いた場合には、より優れた耐衝撃性が得られる。
【００６０】
【化１０】
2014015548.tif 000012
【００６１】
（上記式（２−１）および（２−２）において、Ｒ4、Ｒ5、Ｘ13〜Ｘ28は、上記式（２）と同様である。）
【００６２】
上記式（２）において、Ｒ４は、上記「（１）ラセミ体Ａ」の項に記載した上記式（１）におけるＲ1と同様である。上記式（２）において、Ｒ5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（３）で表される基である。上記式（３）については、上記「（１）ラセミ体Ａ」の項に記載したものと同様である。
【００６３】
上記式（２）において、Ｘ13〜Ｘ28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、上記ラセミ体Ａの場合と同様の理由から、Ｘ13〜Ｘ28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。
【００６４】
中でも、上記ラセミ体Ａの場合と同様に溶解性が良くなることから、上記式（２−１）において、Ｘ18、Ｘ26以外のいずれか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く、上記式（２−２）において、Ｘ20、Ｘ28以外のいずれか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。
【００６５】
ｋが０であり、上記式（２−１）で表されるラセミ体の場合、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１〜２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、上記ラセミ体Ａの場合と同様の理由から、例えばＸ15およびＸ16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（２−１）で表されるラセミ体の場合、合計で１〜２個の置換基を有することが好ましい。
さらに、上記式（２−１）で表されるラセミ体の場合、Ｘ13〜Ｘ18およびＸ21〜Ｘ26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Ｘ13、Ｘ14、Ｘ21、Ｘ22が結合しているベンゼン環およびＸ15、Ｘ16、Ｘ23、Ｘ24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、Ｘ13〜Ｘ16、Ｘ21〜Ｘ24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、Ｘ13およびＸ14、Ｘ15およびＸ16、Ｘ21およびＸ22、または、Ｘ23およびＸ24がフッ素原子であることが好ましい。
【００６６】
一方、上記式（２−２）で表されるラセミ体のように、ｋが１であり、ラセミ体Ｂが５個のベンゼン環が直接結合されたものである場合には、Ｘ13〜Ｘ28が結合しているベンゼン環が有する置換基の数および位置は、強誘電性液晶組成物が耐衝撃性を損なわず、結晶化しない程度に適宜選択される。
中でも、置換基の数としては、結晶化抑制の観点から、Ｘ13〜Ｘ28が結合しているベンゼン環が、合計で３個〜６個の置換基を有することが好ましく、特に３個の置換基を有することが好ましい。Ｘ13〜Ｘ28が結合しているベンゼン環が合計で３個の置換基を有する場合には、安価で合成できるため、コスト面において有利であるからである。この場合、置換基は−ＣＨ3、フッ素原子であることが好ましく、中でも−ＣＨ3であることが好ましい。
また、置換基の位置としては、置換基の総数が２個以上の場合、上記５個のベンゼン環において各置換基が近くに位置する炭素原子に結合していることが好ましい。中でも、１個のベンゼン環が２個以上の置換基を有することが好ましい。このように各置換基同士が近くに位置することにより、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からである。なお、置換基は−ＣＨ3、−ＣＦ3またはハロゲン原子であり、比較的小さいため、置換基同士の位置が近くとも分子配列の規則性を大きく阻害することはなく、耐衝撃性には影響しない。
また、置換基の位置としては、上記式（２−２）で表されるラセミ体の場合、上記（２−１）で表されるラセミ体と同様に、結晶化抑制の観点から、Ｘ13〜Ｘ28が結合しているベンゼン環のうち、より真ん中に位置するベンゼン環が置換基を有することが好ましく、具体的には、Ｘ13〜Ｘ18およびＸ21〜Ｘ26が結合しているベンゼン環の少なくともいずれかが置換基を有することが好ましい。
特に、Ｘ13〜Ｘ18およびＸ21〜Ｘ26が結合している３個のベンゼン環が合計で３個の置換を有することが好ましく、さらにＸ15、Ｘ16、Ｘ23、Ｘ24が結合しているベンゼン環が２個の置換基を有し、Ｘ17、Ｘ18、Ｘ25、Ｘ26が結合しているベンゼン環が１個の置換基を有することが好ましい。具体的には、Ｘ16、Ｘ18およびＸ24が−ＣＨ3であることが好ましい。
【００６７】
上記式（２）で表されるラセミ体の具体例としては、下記一般式（２−３）〜（２−８）で表されるラセミ体Ｂが挙げられる。
【００６８】
【化１１】
2014015548.tif 000013
【００６９】
（上記式（２−３）〜（２−８）において、＊印、ｍは、上記式（３）と同様であり、Ｒ12は炭素数１〜１０の飽和または不飽和のアルキル基である。ｖは４〜１８である。Ｘ42〜Ｘ47は独立して−ＣＨ3、−ＣＦ3またはハロゲン原子を表し、上記式（２−３）〜（２−４）において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（２−５）〜（２−６）におけるｙおよびｚは一方が１、他方が０であり、上記式（２−７）〜（２−８）においてｆ、ｇおよびｈは０〜４であるが、ｆ、ｇ、ｈのいずれかは２以上であり、３≦ｆ＋ｇ＋ｈ≦６である。）
【００７０】
上記式（２−３）〜（２−８）において、ｖは、上記式（２）におけるＲ4の炭素数と同様である。
上記式（２−３）〜（２−８）において、Ｒ12は炭素数１〜１０の飽和または不飽和のアルキル基である。アルキル基は、直鎖状、分岐状または環状である。中でも、Ｒ12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。
上記式（２−３）〜（２−４）および上記式（２−７）〜（２−８）において、Ｘ42〜Ｘ47は、上記式（２）におけるＸ13〜Ｘ28と同様とすることができる。
【００７１】
上記式（２−３）〜（２−８）で表されるラセミ体の具体例としては、下記表２で表されるラセミ体Ｂを挙げることができる。
【００７２】
【表２】
2014015548.tif 000014
【００７３】
このようなラセミ体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。
【００７４】
ラセミ体Ｂについては、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。
【００７５】
（３）ラセミ体Ａおよびラセミ体Ｂ
本発明の強誘電性液晶組成物は、ラセミ体Ａおよびラセミ体Ｂの少なくともいずれかのラセミ体を含有していればよく、例えば、ラセミ体Ａのみを含有していてもよく、ラセミ体Ｂのみを含有していてもよく、ラセミ体Ａおよびラセミ体Ｂを含有していてもよい。また、ラセミ体Ａを含有する場合、１種類のラセミ体Ａを含有していてもよく、２種類以上のラセミ体Ａを含有していてもよい。同様に、ラセミ体Ｂを含有する場合、１種類のラセミ体Ｂを含有していてもよく、２種類以上のラセミ体Ｂを含有していてもよい。
【００７６】
例えば上記式（１）で表されるラセミ体Ａは、シクロヘキサン環が直接結合されたコア部を有している。ベンゼン環は平面的な構造をとるのに対して、シクロヘキサン環は立体的な構造をとるため規則的過ぎる分子配列を緩和するものと推量される。したがって、強誘電性液晶組成物がシクロヘキサン環を含む上記式（１）で表されるラセミ体Ａを含有する場合には、規則的過ぎる分子配列が緩和され、耐衝撃性を高めることができる。
また、上記式（１−１）で表されるラセミ体Ａを含有する場合には、複屈折を小さくすることができ、さらには強誘電性液晶組成物の結晶化を効果的に阻害することができる。一方、上記式（１−２）で表されるラセミ体Ａを含有する場合には、上記式液晶分子のチルト角を大きくすることができ、さらには強誘電性液晶組成物の結晶化を効果的に阻害することができる。
【００７７】
さらに、例えば上記式（２−１）で表されるラセミ体Ｂを含有する場合には、液晶分子のチルト角を大きくすることができる。一方、上記式（２−２）で表されるラセミ体Ｂは棒状の構造をなすため、上記ラセミ体Ｂを含有する場合には、優れた耐衝撃性を得ることができる。
【００７８】
さらにまた、上記式（１）および（２）で表されるラセミ体をいくつか組み合わせて用いる場合には、耐衝撃性および配向特性を効果的に改善することができ、例えば上記式（１−１）で表されるラセミ体と、上記式（１−２）あるいは（２−１）で表されるラセミ体と、上記式（２−２）で表されるラセミ体とを組み合わせて用いる場合には、耐衝撃性および配向特性を改善するとともに複屈折を小さくすることができる。
【００７９】
本発明の強誘電性液晶組成物がラセミ体Ａのみを含有する場合、強誘電性液晶組成物中のラセミ体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。上記ラセミ体Ａを１種単独で用いる場合にはそのラセミ体Ａの含有量が、上記ラセミ体Ａを２種以上混合する場合には２種以上のラセミ体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く、１０質量％以上であることがより好ましい。中でも、上記ラセミ体Ａを１種単独で用いる場合にはそのラセミ体Ａの含有量が、上記ラセミ体Ａを２種以上混合する場合には２種以上のラセミ体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、１０質量％〜３０質量％の範囲内であることがより好ましい。ラセミ体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、ラセミ体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。
【００８０】
強誘電性液晶組成物がラセミ体Ｂのみを含有する場合、強誘電性液晶組成物中のラセミ体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、上記のラセミ体Ａの含有量と同様とすることができる。
【００８１】
本発明の強誘電性液晶組成物がラセミ体Ａおよびラセミ体Ｂを含有する場合、強誘電性液晶組成物中のラセミ体Ａおよびラセミ体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、上述した各ラセミ体が有する効果に応じて適宜調整することができる。なお、具体的な含有量としては、ラセミ体Ａの含有量と同様とすることができる。
【００８２】
また、本発明の強誘電性液晶組成物がラセミ体Ａおよびラセミ体Ｂを含有する場合、強誘電性液晶組成物中のラセミ体Ｂの含有量は、ラセミ体Ａの含有量以上であることが好ましい。ラセミ体Ａはラセミ体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、ラセミ体Ｂに比べてラセミ体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、ラセミ体Ｂがラセミ体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。
【００８３】
２．キラル化合物
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に含まれる上記ラセミ体と構造が異なるものであれば特に限定されるものではなく、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、目的とする特性に応じて適宜選択される。例えば、高速応答性を特徴の一つとする強誘電性液晶組成物において、応答速度の向上を図る場合には、自発分極が大きなキラル化合物を選択することが好ましい。なお、一般的なキラル化合物、および自発分極が大きなキラル化合物の具体例としては、例えば「強誘電性液晶ディスプレイと材料」（監修  福田敦夫  ＣＭＣテクニカルライブラリー）に記載のものを用いることができる。
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。
【００８４】
キラル化合物は、上記式（１）、（２）で表される化合物の少なくともいずれかであってもよい。上述したラセミ体とともに、耐衝撃性に寄与する所定の構造を有するキラル化合物を強誘電性液晶組成物に含有させることにより、耐衝撃性を効果的に向上させることができる。
なお、上記式（１）、（２）で表される化合物については、上述した「１．ラセミ体」の項で説明したものと同様とすることができるため、ここでの説明は省略する。
【００８５】
キラル化合物は、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。
【００８６】
強誘電性液晶組成物中のキラル化合物の含有量としては、所望の特性が得られる程度であれば特に限定されるものではなく、上記キラル化合物が有する自発分極の大きさや強誘電性液晶組成物の粘性によって適宜調整される。液晶表示素子の応答速度の観点から強誘電性液晶組成物の自発分極は大きい方が好ましいが、強誘電性液晶組成物の自発分極が大きすぎると、スイッチング特性に悪影響を及ぼす場合がある。そのため、キラル化合物の含有量としては、強誘電性液晶組成物全体の自発分極の大きさに応じて調整することが好ましく、この場合における強誘電性液晶組成物全体の自発分極の大きさとしては、例えば、２ｎＣ／ｃｍ２〜３０ｎＣ／ｃｍ２程度であることが好ましい。強誘電性液晶組成物全体の自発分極の大きさが上記範囲内になることにより、上記強誘電性液晶組成物を用いた液晶表示素子のＴＦＴ駆動を可能とし、また液晶表示素子の焼きつきの発生を抑制することができるからである。
【００８７】
また強誘電性液晶組成物中のキラル化合物の具体的な含有量としては、キラル化合物が上記式（１）、（２）で表される化合物ではない場合、上記キラル化合物を１種単独で用いる場合にはそのキラル化合物の含有量が、上記キラル化合物を２種以上混合する場合には２種以上のキラル化合物の各含有量が、強誘電性液晶組成物中にて１質量％以上であることが好ましい。中でも、キラル化合物の合計含有量が、強誘電性液晶組成物中で１質量％〜２０質量％の範囲内であることが好ましい。
【００８８】
さらにまた、キラル化合物が上記式（１）、（２）で表される化合物である場合、強誘電性液晶組成物中のキラル化合物の具体的な含有量としては、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。上記キラル化合物を１種単独で用いる場合にはそのキラル化合物の含有量が、上記キラル化合物を２種以上混合する場合には２種以上のキラル化合物の各含有量が、強誘電性液晶組成物中にて１質量％以上であることが好ましい。中でも、キラル化合物の合計含有量が、強誘電性液晶組成物中で１質量％〜３５質量％の範囲内であることが好ましい。
【００８９】
なお、強誘電性液晶組成物に含有されるキラル化合物が液晶性を示さないものである場合には、上記強誘電性液晶組成物に自発分極が大きいキラル化合物を少量含有させることが好ましい。液晶性を示さないキラル化合物を強誘電性液晶組成物に多量に含有させると、液晶表示素子に用いた場合に配向の乱れや、液晶相系列の乱れを引き起こすことがあるからである。
【００９０】
３．ホスト液晶
本発明の強誘電性液晶組成物は、上記ラセミ体およびキラル化合物の他に、ホスト液晶を含有していてもよい。
【００９１】
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。
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。
【００９２】
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。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【００９５】
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。
【００９６】
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。
【００９７】
Ｂ．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。
【００９８】
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が上述の強誘電性液晶組成物を含んでいる。
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。
【００９９】
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、上述の強誘電性液晶組成物を含むものである。
なお、上記強誘電性液晶組成物については、上記の「Ａ．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。
【０１００】
液晶層の厚みは、１．０μｍ〜１０．０μｍの範囲内であることが好ましく、より好ましくは１．３μｍ〜５．０μｍの範囲内、さらに好ましくは１．４μｍ〜３．５μｍの範囲内である。液晶層の厚みが薄すぎるとコントラストが低下するおそれがあり、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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
（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。
【０１０４】
（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。
【０１０５】
（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。
【０１０６】
（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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
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。
【０１０９】
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。
【０１１０】
（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。
【０１１１】
（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。
【０１１２】
（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。
【０１１３】
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。
【０１１４】
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。
【０１１５】
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。
【０１１６】
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。
【０１１７】
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。
【０１１８】
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】
【０１１９】
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。
【０１２０】
［実施例１］
（強誘電性液晶組成物）
下記に示すキラル化合物１〜２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。
【０１２１】
【化１２】
2014015548.tif 000015
【０１２２】
【表３】
2014015548.tif 000016
【０１２３】
（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１．５μｍ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。
【０１２４】
また、ＩＴＯコーティングされたガラス基板２上に、ラビング配向膜材料（ＳＥ５１０：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。
【０１２５】
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、二つの基板を互いのラビング処理の方向が平行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１．５μｍであった。
【０１２６】
（評価）
得られた液晶表示素子について、耐衝撃性のテストを行った。
耐衝撃性のテストは、プッシュアップスケール（ＦＢ−３０Ｎ：イマダ製）を用い、押し面積１．０ｃｍ２で５Ｎの荷重をかけたときの液晶配向の変化を観察した。
５Ｎの荷重をかけた後に液晶配向が変化しなかった場合は「○」、５Ｎの荷重をかけた際には配向が変化して戻らなかった場合は「×」と評価した。
評価結果を表４に示す。
【０１２７】
【表４】
2014015548.tif 000017
【０１２８】
［実施例２］
（強誘電性液晶組成物）
上記に示したラセミ体ａおよび上記に示したキラル化合物１を用い、下記表５に示すように強誘電性液晶組成物を準備した。
【０１２９】
【表５】
2014015548.tif 000018
【０１３０】
（液晶表示素子の作製）
実施例１と同様にして液晶表示素子を作製した。
【０１３１】
（評価）
実施例１と同様に評価した。
耐衝撃性の評価結果を表６に示す。
【０１３２】
【表６】
2014015548.tif 000019
【０１３３】
［実施例３］
（強誘電性液晶組成物）
上記に示すラセミ体ａ、下記に示すラセミ体ｂ〜ｋおよび上記に示すキラル化合物１を用いたこと以外は、実施例２と同様にして強誘電性液晶組成物を準備した。
【０１３４】
【化１３】
2014015548.tif 000020
【０１３５】
（液晶表示素子の作製）
実施例１と同様にして液晶表示素子を作製した。
【０１３６】
（評価）
耐衝撃性のテストは、プッシュアップスケール（ＦＢ−３０Ｎ：イマダ製）を用い、押し面積１．０ｃｍ２で５Ｎおよび７Ｎの荷重をかけたときの液晶配向の変化を観察した。
７Ｎの荷重をかけた後に液晶配向が変化しなかった場合は「◎」、５Ｎの荷重をかけた後に液晶配向が変化しなかった場合は「○」、５Ｎの荷重をかけた際には配向が変化して戻らなかった場合は「×」と評価した。
耐衝撃性の評価結果を表７に示す。
【０１３７】
【表７】
2014015548.tif 000021
【符号の説明】
【０１３８】
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】
2014015548.tif 000025
【図２】
2014015548.tif 000026