(57)【要約】【課題】本発明は、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、駆動性能を維持しつつ、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を提供すること、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、強誘電性液晶組成物の耐衝撃性も維持しつつ、複屈折を小さくすることができる化合物を提供することを主目的とする。【解決手段】本発明は、下記一般式（１）で表されることを特徴とする化合物を提供することにより、上記目的を達成する。2014019647.tif 000031（式中の符号は明細書に記載のとおりである。）【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記一般式（１）で表されることを特徴とする化合物。
【化１】
2014019647.tif 000027
（上記式（１）において、Ｒ３０は、炭素数４〜１２の直鎖または分岐のアルキル基もしくはアルコキシ基を示し、これらの基中の任意のメチレン基は−Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、または−Ｃ≡Ｃ−で置換されていてもよい。ただし、−Ｏ−が連続することはない。
Ｒ３０’は、下記一般式（２）、下記一般式（３）または下記一般式（４）で表される基である。
【化２】
2014019647.tif 000028
（上記式（２）において、Ｒ３１は、炭素数が４〜１２の飽和もしくは不飽和のアルキル基である。）
【化３】
2014019647.tif 000029
（上記式（３）において、Ｒ３２は、炭素数が１〜５の飽和もしくは不飽和のアルキル基である。ｕは１〜５である。）
【化４】
2014019647.tif 000030
（上記式（４）において、Ｒ３３は、水素原子で置換されていてもよい、炭素数が１〜３の飽和もしくは不飽和のフッ化アルキル基である。同一分子内に存在する繰り返し単位間において同一符号で表されるＲ３３同士は異なる構造であってもよい。
Ｒ３４は、水素原子で置換されていてもよい、炭素数が１〜３の飽和もしくは不飽和のフッ化アルキル基である。
ｗは１〜３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。）
【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、当該化合物が用いられた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】
また、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。
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３参照）。特許文献３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】
【０００８】
【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】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】
【０００９】
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。
【００１０】
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輝度が低下する場合や、強誘電性液晶組成物の融点が低くなりカイラルスメクチックＣ相の温度範囲が狭くなる場合があり、駆動性能が劣化するという問題がある。さらには、耐衝撃性が良好な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、液晶分子の配向規則性が乱れやすくなり、耐衝撃性が劣化するという問題もある。
【００１１】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、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、駆動性能を維持しつつ、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を提供すること、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、強誘電性液晶組成物の耐衝撃性も維持しつつ、複屈折を小さくすることができる化合物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】
【００１２】
本発明者らは、強誘電性液晶組成物を用い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、強誘電性液晶組成物に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、液晶表示素子に用いた場合には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、駆動性能を維持できることを見出した。また、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、耐衝撃性も維持できることを見出した。本発明はこのような知見に基づいて完成されたものである。
【００１３】
すなわち、本発明は、下記一般式（１）で表されることを特徴とする化合物を提供する。
【００１４】
【化１】
2014019647.tif 000002
【００１５】
（上記式（１）において、Ｒ３０は、炭素数４〜１２の直鎖または分岐のアルキル基もしくはアルコキシ基を示し、これらの基中の任意のメチレン基は−Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、または−Ｃ≡Ｃ−で置換されていてもよい。ただし、−Ｏ−が連続することはない。
Ｒ３０’は、下記一般式（２）、下記一般式（３）または下記一般式（４）で表される基である。
【００１６】
【化２】
2014019647.tif 000003
【００１７】
（上記式（２）において、Ｒ３１は、炭素数が４〜１２の飽和もしくは不飽和のアルキル基である。）
【００１８】
【化３】
2014019647.tif 000004
【００１９】
（上記式（３）において、Ｒ３２は、炭素数が１〜５の飽和もしくは不飽和のアルキル基である。ｕは１〜５である。）
【００２０】
【化４】
2014019647.tif 000005
【００２１】
（上記式（４）において、Ｒ３３は、水素原子で置換されていてもよい、炭素数が１〜３の飽和もしくは不飽和のフッ化アルキル基である。同一分子内に存在する繰り返し単位間において同一符号で表されるＲ３３同士は異なる構造であってもよい。
Ｒ３４は、水素原子で置換されていてもよい、炭素数が１〜３の飽和もしくは不飽和のフッ化アルキル基である。
ｗは１〜３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。）
【００２２】
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用いた場合には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実現できるとともに、駆動性能を維持することができる。また、本発明の化合物を、耐衝撃性を改善するキラル化合物を含有する強誘電性液晶組成物に用いた場合には、耐衝撃性も維持することができる。
【００２３】
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。
【００２４】
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、駆動性能を維持しつつ、複屈折を小さくすることができる。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、耐衝撃性を維持することができる。
【００２５】
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。
【００２６】
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、駆動性能を維持しつつ、強誘電性液晶組成物の複屈折を小さくすることができ、良好な白色表示を得ることができるとともに、歩留りを向上させることができる。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、耐衝撃性を維持することができる。
【発明の効果】
【００２７】
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駆動性能を維持することができる。また、本発明の化合物を、耐衝撃性を改善するキラル化合物を含有する強誘電性液晶組成物に用いた場合には、耐衝撃性も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】
【００２８】
【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】
【００２９】
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。
【００３０】
Ａ．化合物
本発明の化合物は、下記一般式（１）で表されることを特徴とするものである。
【００３１】
【化５】
2014019647.tif 000006
【００３２】
（上記式（１）において、Ｒ３０は、炭素数４〜１２の直鎖または分岐のアルキル基もしくはアルコキシ基を示し、これらの基中の任意のメチレン基は−Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、または−Ｃ≡Ｃ−で置換されていてもよい。ただし、−Ｏ−が連続することはない。
Ｒ３０’は、下記一般式（２）、下記一般式（３）または下記一般式（４）で表される基である。
【００３３】
【化６】
2014019647.tif 000007
【００３４】
（上記式（２）において、Ｒ３１は、炭素数が４〜１２の飽和もしくは不飽和のアルキル基である。）
【００３５】
【化７】
2014019647.tif 000008
【００３６】
（上記式（３）において、Ｒ３２は、炭素数が１〜５の飽和もしくは不飽和のアルキル基である。ｕは１〜５である。）
【００３７】
【化８】
2014019647.tif 000009
【００３８】
（上記式（４）において、Ｒ３３は、水素原子で置換されていてもよい、炭素数が１〜３の飽和もしくは不飽和のフッ化アルキル基である。同一分子内に存在する繰り返し単位間において同一符号で表されるＲ３３同士は異なる構造であってもよい。
Ｒ３４は、水素原子で置換されていてもよい、炭素数が１〜３の飽和もしくは不飽和のフッ化アルキル基である。
ｗは１〜３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。）
【００３９】
すなわち、本発明の化合物は、下記一般式（１−１）〜（１−３）で表される。
【００４０】
【化９】
2014019647.tif 000010
【００４１】
（式中の符号は上述の通りである。）
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
また、上記式（１）で表される化合物は、末端鎖部のアルキル基の炭素数が所定の範囲内であるので、強誘電性液晶組成物に添加しても、液晶分子のチルト角が大幅に小さくなったり、強誘電性液晶組成物の融点が大幅に低くなったりすることがない。
したがって、上記式（１）で表される化合物が添加された強誘電性液晶組成物を液晶表示素子に用いた場合には、良好な駆動性能を得ることが可能である。
【００４５】
さらに、上記式（１）で表される化合物は、末端鎖部がフッ素原子で置換され、あるいはケイ素原子を含んでいるので、強誘電性液晶組成物においてスメクチック液晶の相転移温度が広がり、液晶表示素子に用いた場合には、低温でも安定した駆動性能を得ることが可能である。
【００４６】
また、強誘電性液晶組成物に、上記式（１）で表される化合物を添加することにより、配向が良好になる傾向があり、テクスチャが滑らかになることも期待できる。
【００４７】
以下、上記式（１）で表される化合物について、上記式（１−１）で表される化合物、上記式（１−２）で表される化合物、および上記式（１−３）で表される化合物に分けてそれぞれ説明する。
【００４８】
１．上記式（１−１）で表される化合物
上記式（１−１）において、Ｒ３０は、炭素数４〜１２の直鎖または分岐のアルキル基もしくはアルコキシ基を示し、これらの基中の任意のメチレン基は−Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、または−Ｃ≡Ｃ−で置換されていてもよい。ただし、−Ｏ−が連続することはない。
炭素数は４〜１２であればよいが、中でも５〜８が好ましい。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、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おそれがある。スメクチック相が発現しないと、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、強誘電性液晶組成物としてのカイラルスメクチックＣ相の温度範囲が狭くなったりする。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を大きくすることができ、良好な駆動性能を得ることができる。
【００４９】
Ｒ３０は、アルキル基であってもアルコキシ基であってもよいが、中でもアルキル基が好ましい。
【００５０】
Ｒ３０において、アルキル基もしくはアルコキシ基中の任意のメチレン基は、−Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、または−Ｃ≡Ｃ−で置換されていてもよいが、中でも−Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、または−Ｃ≡Ｃ−で置換されていないことが好ましい。−ＣＨ＝ＣＨ−および−Ｃ≡Ｃ−による置換については、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、表示品質が劣化するおそれがあるからである。なお、Ｒ３０におけるアルキル基もしくはアルコキシ基中の任意のメチレン基としては、−Ｏ−が連続して置換されることはない。
【００５１】
上記式（１−１）において、Ｒ３１は、炭素数が４〜１２の飽和もしくは不飽和のアルキル基である。
Ｒ３１において、炭素数は４〜１２であればよいが、中でも４〜１０が好ましい。Ｒ３１における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Ｒ３０と同様であるため、ここでの記載は省略する。
【００５２】
Ｒ３１において、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。その理由については、上述したＲ３０の場合と同様であるため、ここでの記載は省略する。
【００５３】
Ｒ３１において、アルキル基は、直鎖状または分岐状である。
【００５４】
上記式（１−１）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す。中でも、Ｚ１およびＺ２の少なくともいずれかがフッ素原子であることが好ましく、Ｚ１およびＺ２のいずれかがフッ素原子であり、いずれかが水素原子であることがより好ましい。Ｚ１およびＺ２の少なくともいずれかがフッ素原子である場合には、上記式（１−１）で表される化合物の立体構造に歪みが生じるので、強誘電性液晶組成物に添加した場合に、この歪みによって複屈折をさらに小さくすることができる。また、Ｚ１およびＺ２の少なくともいずれか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）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。
【００５５】
上記式（１−１）で表される化合物の具体例としては、下記一般式（１−４）で表される化合物を挙げることができる。
【００５６】
【化１０】
2014019647.tif 000011
【００５７】
（上記式（１−４）において、ｄは４〜１２であり、ｅは４〜１２である。）
【００５８】
上記式（１−４）において、ｄは４〜１２であり、好ましくは５〜８である。また、上記式（１−４）において、ｅは４〜１２であり、好ましくは４〜１０である。なお、ｄおよびｅが上記範囲である好ましい理由については、上記式（１−１）におけるＲ３０の場合と同様であるため、ここでの説明は省略する。
【００５９】
上記式（１−４）で表される化合物の具体例としては、下記式（１−７）で表される化合物を挙げることができる。
【００６０】
【化１１】
2014019647.tif 000012
【００６１】
２．上記式（１−２）で表される化合物
上記式（１−２）において、Ｒ３０は、上記式（１−１）におけるＲ３０と同様であるため、ここでの記載は省略する。
【００６２】
上記式（１−２）において、Ｒ３２は、飽和もしくは不飽和のアルキル基である。
Ｒ３２において、炭素数は１〜５であればよいが、中でも２〜４が好ましい。Ｒ３２における炭素数が上記範囲である好ましい理由については、上記式（１−１）におけるＲ３０と同様であるため、ここでの記載は省略する。
【００６３】
Ｒ３２において、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。その理由については、上記式（１−１）におけるＲ３１の場合と同様であるため、ここでの記載は省略する。
【００６４】
Ｒ３２において、アルキル基は、直鎖状または分岐状である。
【００６５】
上記式（１−２）において、ｕは１〜５であり、好ましくは２〜４である。ｕが上記範囲である好ましい理由については、上記式（１−１）におけるＲ３０と同様であるため、ここでの記載は省略する。
【００６６】
上記式（１−２）におけるＺ１およびＺ２については、上記式（１−１）におけるＺ１およびＺ２と同様であるので、ここでの説明は省略する。
【００６７】
上記式（１−２）で表される化合物の具体例としては、下記式（１−５）で表される化合物を挙げることができる。
【００６８】
【化１２】
2014019647.tif 000013
【００６９】
（上記式（１−５）において、ｇは４〜１２であり、ｆは１〜５であり、ｕは１〜５である。）
【００７０】
上記式（１−５）において、ｇは４〜１２であり、好ましくは５〜８である。
また、上記式（１−５）において、ｆは１〜５であり、好ましくは２〜４である。
さらに、上記式（１−５）において、ｕは１〜５であり、好ましくは２〜４である。
ｇおよびｆが上記範囲である好ましい理由については、上記式（１−２）におけるＲ３０と同様であるため、ここでの記載は省略する。
【００７１】
上記式（１−５）で表される化合物の具体例としては、下記式（１−８）で表される化合物を挙げることができる。
【００７２】
【化１３】
2014019647.tif 000014
【００７３】
３．上記式（１−３）で表される化合物
上記式（１−３）におけるＲ３０については、上記式（１−１）におけるＲ３０と同様であるため、ここでの説明は省略する。
【００７４】
上記式（１−３）において、Ｒ３３は、飽和もしくは不飽和のフッ化アルキル基であり、水素原子で置換されていてもよい。
Ｒ３３において、炭素数は１〜３であればよいが、中でも１〜２が好ましい。Ｒ３３における炭素数が上記範囲である好ましい理由については、上記式（１−１）におけるＲ３０と同様であるため、ここでの記載は省略する。
【００７５】
Ｒ３３において、フッ化アルキル基は、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。その理由については、上記式（１−１）におけるＲ３１の場合と同様であるため、ここでの記載は省略する。
【００７６】
Ｒ３３において、フッ化アルキル基は、直鎖状または分岐状である。
【００７７】
同一分子内に存在する繰り返し単位間において、同一符号で表されるＲ３３同士は同一であってもよく異なっていてもよい。
【００７８】
上記式（１−３）において、Ｒ３４は、飽和もしくは不飽和のフッ化アルキル基であり、水素原子で置換されていてもよい。
Ｒ３４において、炭素数は１〜３であればよいが、中でも１〜２が好ましい。Ｒ３４における炭素数が上記範囲である好ましい理由については、上記式（１−１）におけるＲ３０と同様であるため、ここでの記載は省略する。
【００７９】
Ｒ３４において、フッ化アルキル基は、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。その理由については、上記式（１−１）におけるＲ３１の場合と同様であるため、ここでの記載は省略する。
【００８０】
Ｒ３４において、フッ化アルキル基は、直鎖状または分岐状である。
【００８１】
上記式（１−３）において、ｗは１〜３であり、好ましくは１〜２である。その理由については、上記式（１−１）におけるＲ３０と同様であるため、ここでの記載は省略する。
【００８２】
上記式（１−３）におけるＺ１およびＺ２については、上記式（１−１）におけるＺ１およびＺ２と同様であるので、ここでの説明は省略する。
【００８３】
上記式（１−３）で表される化合物の具体例としては、下記式（１−６）で表される化合物を挙げることができる。
【００８４】
【化１４】
2014019647.tif 000015
【００８５】
（上記式（１−６）において、ｈは４〜１２であり、ｉは１〜３であり、ｙは１〜３であり、ｗは１〜３である。フッ化アルキル基−（ＣＦ２）ｉ−はフッ素原子の一部が水素原子で置換されていてもよい。同一分子内に存在する繰り返し単位間においてフッ化アルキル基−（ＣＦ２）ｉ−同士は同一であってもよく異なっていてもよい。）
【００８６】
上記式（１−６）において、ｈは４〜１２であり、好ましくは５〜８である。
また、上記式（１−６）において、ｉは１〜３であり、好ましくは１〜２である。
さらに、上記式（１−６）において、ｙは１〜３であり、好ましくは１〜２である。
また、上記式（１−６）において、ｗは１〜３であり、好ましくは１〜２である。
ｈ、ｉ、ｙおよびｗが上記範囲である好ましい理由については、上記式（１−３）におけるＲ３０、Ｒ３３、Ｒ３４およびｗの場合と同様であるため、ここでの記載は省略する。
【００８７】
上記式（１−６）で表される化合物の具体例としては、下記式（１−９）で表される化合物を挙げることができる。
【００８８】
【化１５】
2014019647.tif 000016
【００８９】
４．合成方法
上記式（１）で表される化合物は、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。上記式（１−７）〜（１−９）で表される化合物は、例えば、以下に示す方法により合成することができる。
【００９０】
【化１６】
2014019647.tif 000017
【００９１】
なお、上記式（１−７）で表される化合物の原料であるＨＯＯＣ−（Ｃ６Ｈ１０）−（ＣＨ２）１０−Ｓｉ（ＣＨ３）３については、Fialkov, Yu.A.; Zalesskaya, I.M.; Shelyazhenko, S.V.; Yagupol'skii, L.M., Zh. Org. Khim., Volume 21, Page 2407-2411, 1985に記載された方法を用いて合成することができる。
【００９２】
５．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を液晶表示素子に用いた場合に駆動性能をしつつ、色ずれの発生を抑制し良好な白色表示を得ることができ、さらには、上記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、耐衝撃性も維持することができるからである。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【００９５】
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、駆動性能を維持しつつ、複屈折を小さくすることができる。さらに、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。
【００９６】
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。
【００９７】
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。
【００９８】
本発明の強誘電性液組成物に用いられる上記式（１）で表される化合物は１種類のみであってもよく、あるいは、２種類以上であってもよい。
【００９９】
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、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％〜８０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り、また上記式（１）で表される化合物の含有量が多いと、駆動性能が劣化するおそれがあるからである。
【０１００】
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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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、後述する一般式（５）で表されるキラル化合物Ａおよび一般式（６）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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
（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（５）で表されるものである。
【０１０６】
【化１７】
2014019647.tif 000018
【０１０７】
上記式（５）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。
【０１０８】
上記式（５）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、下記一般式（７）で表される基である。
【０１０９】
【化１８】
2014019647.tif 000019
【０１１０】
上記式（７）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（７）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。
【０１１１】
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（７）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（５）においてＲ2はキラルな基であるため、上記式（７）において、Ｙ1が−ＣＨ3、ｎ＝０のとき、Ｒ3は−ＣＨ3ではない。
【０１１２】
上記式（５）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。
【０１１３】
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。
【０１１４】
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（５）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（５）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。
【０１１５】
上記式（５）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（５−１）〜（５−４）で表されるキラル化合物Ａが挙げられる。
【０１１６】
【化１９】
2014019647.tif 000020
【０１１７】
上記式（５−１）〜（５−４）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（５−１）および（５−２）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。
【０１１８】
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。
【０１１９】
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。
【０１２０】
（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（６）で表されるものである。
【０１２１】
【化２０】
2014019647.tif 000021
【０１２２】
上記式（６）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（６−１）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（６−２）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。
【０１２３】
【化２１】
2014019647.tif 000022
【０１２４】
上記式（６）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。なお、Ｒ４については、上記式（５）におけるＲ１と同様であるため、ここでの説明は省略する。
【０１２５】
上記式（６）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（７）で表される基である。なお、上記式（７）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。
【０１２６】
上記式（６）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（５）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。
【０１２７】
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。
【０１２８】
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（６）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。
【０１２９】
上記式（６−１）および（６−２）において、Ｒ４、Ｒ５、Ｘ９〜Ｘ２０は、上記式（６）と同様である。
【０１３０】
上記式（６）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（６−３）〜（６−１０）で表されるキラル化合物Ｂが挙げられる。
【０１３１】
【化２２】
2014019647.tif 000023
【０１３２】
上記式（６−３）〜（６−１０）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（６−３）、（６−４）、（６−７）および（６−８）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（６−５）、（６−６）、（６−９）および（６−１０）において、ｙおよびｚは一方が１、他方が０である。
【０１３３】
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（６−１）で表されるキラル化合物Ｂと上記式（６−２）で表されるキラル化合物Ｂとを含有していてもよい。
【０１３４】
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。
【０１３５】
（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。
【０１３６】
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（６−１）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（６−２）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。
【０１３７】
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。
【０１３８】
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。
【０１３９】
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。
【０１４０】
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。
【０１４１】
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。
【０１４２】
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。
【０１４３】
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。
【０１４４】
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。
【０１４５】
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。
【０１４６】
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。
【０１４７】
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。
【０１４８】
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、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ものである。
【０１４９】
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含んでいる。
【０１５０】
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、駆動性能を維持しつつ、強誘電性液晶組成物の複屈折を小さくすることができ、良好な白色表示を得ることができるとともに、歩留りを向上させることができる。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。
【０１５１】
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むものである。
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。
【０１５２】
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場合があり、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場合があるからである。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。
【０１５３】
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。
【０１５４】
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。
【０１５５】
（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。
【０１５６】
（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。
【０１５７】
（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。
【０１５８】
（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。
【０１５９】
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。
【０１６０】
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。
【０１６１】
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。
【０１６２】
（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。
【０１６３】
（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。
【０１６４】
（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。
【０１６５】
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。
【０１６６】
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。
【０１６７】
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。
【０１６８】
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。
【０１６９】
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。
【０１７０】
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】
【０１７１】
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。
【０１７２】
［実施例１］
（強誘電性液晶組成物）
下記に示す化合物ａ〜ｃを用い、下記表１に示すように強誘電性液晶組成物を準備した。
【０１７３】
【化２３】
2014019647.tif 000024
【０１７４】
【表１】
2014019647.tif 000025
【０１７５】
（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２．５μｍ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。
【０１７６】
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。
【０１７７】
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２．５μｍであった。
【０１７８】
（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。
【０１７９】
２．コントラスト
コントラストは、浜松ホトニクス社のフォトセンサーモジュール（ＬＣ−５９１９）をオリンパス社の偏光顕微鏡（ＢＸ５１）に設置し、フォトセンサーモジュールに入ってくる光の時間変化を、オシロスコープで観測し、黒と白の電位差にて測定した。まず、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少なくなる位置まで回転させ、そのときの電圧を測定した。その後、液晶セルを透過光量が一番多くなる位置まで回転させ、そのときの電圧を測定した。
評価結果を表２に示す。また、図３に色度図を示す。
【０１８０】
【表２】
2014019647.tif 000026
【０１８１】
図３に示す色度図においては、本発明の化合物ａ〜ｃ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、上記化合物ａ〜ｃ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、本発明例では、上記化合物ａ〜ｃの添加によって、チルト角が小さくなることもなく、ハーフＶ字型スイッチング特性が維持されており、耐衝撃性が劣ることもなかった。なお、本発明例においてコントラストが良くなっているのは、複屈折が改善されたことで黒が出やすくなっているため、および、テクスチャが滑らかになっているためと考えられる。
【符号の説明】
【０１８２】
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
２５  …  液晶分子
ｚ  …  層法線
【図１】
2014019647.tif 000032
【図２】
2014019647.tif 000033
【図３】
2014019647.tif 000034