(57)【要約】【課題】多様な液晶デバイスに適用することが可能な新規液晶組成物用材料を提供する。【解決手段】一般式（Ｇ１）で表されるジオキソラン誘導体を提供する。但し、Ａｒ１、Ａｒ２は、それぞれ独立に、水素、アリール基、シクロアルキル基、又はシクロアルケニル基を表す。また、Ａｒ３、Ａｒ４は、それぞれ独立に、アリーレン基、シクロアルキレン基、又はシクロアルケニレン基を表し、ｍは１乃至３を表し、またｎは０乃至３を表す。また、ａ１、ａ２は、それぞれ独立に、アルキレン基又は単結合を表す。また、Ｒ１、Ｒ２は、それぞれ独立に、水素又はアルキル基もしくはアルコキシ基、又はアリール基を表す。Ｒ３は、水素又はアルキル基もしくはアルコキシ基を表す。2015044800.tif 000051【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記一般式（Ｇ１）で表されるジオキソラン誘導体。
【化１】
2015044800.tif 000041
（但し、一般式（Ｇ１）中、Ａｒ１、Ａｒ２は、それぞれ独立に、水素、置換もしくは無置換の炭素数６乃至１２のアリール基、置換もしくは無置換の炭素数３乃至１２のシクロアルキル基、又は置換もしくは無置換の炭素数４乃至１２のシクロアルケニル基を表す。また、Ａｒ３、Ａｒ４は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の炭素数６乃至１２のアリーレン基、置換もしくは無置換の炭素数３乃至１２のシクロアルキレン基、又は置換もしくは無置換の炭素数３乃至１２のシクロアルケニレン基を表し、ｍは１乃至３を表し、またｎは０乃至３を表す。また、ａ１、ａ２は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の炭素数１乃至４のアルキレン基又は単結合を表す。また、Ｒ１、Ｒ２は、それぞれ独立に、水素又は置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のアルキル基もしくは置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のアルコキシ基、又は置換もしくは無置換の炭素数６乃至１２のアリール基を表す。Ｒ３は、水素又は置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のアルキル基もしくは置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のアルコキシ基を表す。）
【請求項２】
前記Ａｒ１、前記Ａｒ２、前記Ａｒ３、前記Ａｒ４、前記ａ１、前記ａ２、前記Ｒ１又は前記Ｒ２の少なくとも一は、フッ素（Ｆ）、塩素（Ｃｌ）、臭素（Ｂｒ）、ヨウ素（Ｉ）、シアノ基（ＣＮ）、トリフルオロメチルスルホニル基（ＳＯ２ＣＦ３）、トリフルオロメチル基（ＣＦ３）、ニトロ基（ＮＯ２）、イソチオシアネート基（ＮＣＳ）、又はペンタフルオロスルファニル基（ＳＦ５）のいずれか少なくとも一つの置換基を有する、請求項１記載のジオキソラン誘導体。
【請求項３】
下記構造式（１００）で表されるジオキソラン誘導体。
【化２】
2015044800.tif 000042
【請求項４】
下記構造式（１０１）で表されるジオキソラン誘導体。
【化３】
2015044800.tif 000043
【請求項５】
下記構造式（１０２）で表されるジオキソラン誘導体。
【化４】
2015044800.tif 000044
【請求項６】
一般式（Ｇ２）で表されるジオキソラン誘導体。
【化５】
2015044800.tif 000045
（但し、一般式（Ｇ２）中、Ａｒ１、Ａｒ２は、それぞれ独立に、水素、置換もしくは無置換の炭素数６乃至１２のアリール基、置換もしくは無置換の炭素数３乃至１２のシクロアルキル基、又は置換もしくは無置換の炭素数４乃至１２のシクロアルケニル基を表す。また、Ａｒ２３、Ａｒ２４は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換のピレニル基、又は置換もしくは無置換のナフチル基を表す。また、ａ１、ａ２は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の炭素数１乃至４のアルキレン基又は単結合を表す。また、Ｒ１、Ｒ２は、それぞれ独立に、水素又は置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のアルキル基もしくは置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のアルコキシ基、又は置換もしくは無置換の炭素数６乃至１２のアリール基を表す。）
【請求項７】
前記Ａｒ１、前記Ａｒ２、前記Ａｒ２３、前記Ａｒ２４、前記ａ１、前記ａ２、前記Ｒ１、又は前記Ｒ２の少なくとも一は、フッ素（Ｆ）、塩素（Ｃｌ）、臭素（Ｂｒ）、ヨウ素（Ｉ）、シアノ基（ＣＮ）、トリフルオロメチルスルホニル基（ＳＯ２ＣＦ３）、トリフルオロメチル基（ＣＦ３）、ニトロ基（ＮＯ２）、イソチオシアネート基（ＮＣＳ）、又はペンタフルオロスルファニル基（ＳＦ５）のいずれか少なくとも一つの置換基を有する、請求項６記載のジオキソラン誘導体。
【請求項８】
一般式（Ｇ３）で表されるジオキソラン誘導体。
【化６】
2015044800.tif 000046
（但し、一般式（Ｇ３）中、Ａｒ１、Ａｒ２は、それぞれ独立に、水素、置換もしくは無置換の炭素数６乃至１２のアリール基、置換もしくは無置換の炭素数３乃至１２のシクロアルキル基、又は置換もしくは無置換の炭素数４乃至１２のシクロアルケニル基を表す。また、Ａｒ２３は、置換もしくは無置換ピレニル基、又は置換もしくは無置換のナフチル基を表す。また、ａ１、ａ２は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の炭素数１乃至４のアルキレン基又は単結合を表す。また、Ｒ１、Ｒ２は、それぞれ独立に、水素又は置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のアルキル基もしくは置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のアルコキシ基、又は置換もしくは無置換の炭素数６乃至１２のアリール基を表す。）
【請求項９】
前記Ａｒ１、前記Ａｒ２、前記Ａｒ２３、前記ａ１、前記ａ２、前記Ｒ１、又は前記Ｒ２の少なくとも一は、フッ素（Ｆ）、塩素（Ｃｌ）、臭素（Ｂｒ）、ヨウ素（Ｉ）、シアノ基（ＣＮ）、トリフルオロメチルスルホニル基（ＳＯ２ＣＦ３）、トリフルオロメチル基（ＣＦ３）、ニトロ基（ＮＯ２）、イソチオシアネート基（ＮＣＳ）、又はペンタフルオロスルファニル基（ＳＦ５）のいずれか少なくとも一つの置換基を有する、請求項８記載のジオキソラン誘導体。
【請求項１０】
構造式（２００）で表されるジオキソラン誘導体。
【化７】
2015044800.tif 000047
【請求項１１】
構造式（２０１）で表されるジオキソラン誘導体。
【化８】
2015044800.tif 000048
【請求項１２】
一般式（Ｇ４）で表されるジオキソラン誘導体。
【化９】
2015044800.tif 000049
（但し、一般式（Ｇ４）中、Ａｒ４１は、置換もしくは無置換の炭素数６乃至１２のアリーレン基、置換もしくは無置換の炭素数３乃至１２のシクロアルキレン基、又は置換もしくは無置換の炭素数３乃至１２のシクロアルケニレン基を表し、ｎは０乃至３を表す。また、Ｒ１、Ｒ２は、それぞれ独立に、水素又は置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のアルキル基もしくはアルコキシ基、又は置換もしくは無置換の炭素数６乃至１２のアリール基を表す。Ｒ３は、水素又は置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のアルキル基もしくは置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のアルコキシ基を表す（ｎが０である場合、Ｒ３は水素を含まない）。）
【請求項１３】
前記Ａｒ４１、前記Ｒ１、前記Ｒ２、又は前記Ｒ３の少なくとも一は、フッ素（Ｆ）、塩素（Ｃｌ）、臭素（Ｂｒ）、ヨウ素（Ｉ）、シアノ基（ＣＮ）、トリフルオロメチルスルホニル基（ＳＯ２ＣＦ３）、トリフルオロメチル基（ＣＦ３）、ニトロ基（ＮＯ２）、イソチオシアネート基（ＮＣＳ）、又はペンタフルオロスルファニル基（ＳＦ５）のいずれか少なくとも一つの置換基を有する、請求項１２記載のジオキソラン誘導体。
【請求項１４】
構造式（３００）で表されるジオキソラン誘導体。
【化１０】
2015044800.tif 000050
【請求項１５】
請求項１乃至１４のいずれか一に記載のジオキソラン誘導体、及びネマチック液晶を少なくとも含有する液晶組成物。
【請求項１６】
請求項１乃至１４いずれか一に記載のジオキソラン誘導体、及びネマチック液晶を少なくとも含有し、ブルー相を発現する液晶組成物。
【請求項１７】
請求項１５又は１６において、前記ジオキソラン誘導体が前記液晶組成物中に含まれる割合は、１５ｗｔ％以下である液晶組成物。
【請求項１８】
請求項１５乃至１６のいずれか一に記載の液晶組成物を用いる液晶素子。
【請求項１９】
請求項１５乃至１７のいずれか一に記載の液晶組成物を用いる液晶表示装置。
【請求項２０】
請求項１９において、前記液晶組成物は有機樹脂を含む液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物、方法、または、製造方法に関する。または、本発明は、プロセス、マシン、マニュファクチャ、または、組成物（コンポジション・オブ・マター）に関する。特に、本発明の一態様は、半導体装置、表示装置、それらの駆動方法、または、それらの製造方法に関する。特に、本発明の一態様は、新規ジオキソラン誘導体及びそれを含有する液晶組成物、該液晶組成物を適用した液晶素子及び液晶表示装置、並びにそれらの作製方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶は多様なデバイスに利用されており、特に薄型、軽量の特徴を持つ液晶表示装置（液晶ディスプレイ）は幅広い分野のディスプレイにおいて用いられている。
【０００３】
動画解像度を向上させ、所謂動画ボケの少ない液晶表示装置を可能とするため、液晶の応答速度の高速化が求められており、開発が進められている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
高速応答可能な液晶の表示モードとして、ブルー相を発現する液晶を用いる表示モードが挙げられる。ブルー相を発現する液晶を使用するモードは、高速応答が図れるうえ、配向膜が不要であり、且つ広視野角化が可能であるため、実用化に向けてより研究が行われている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−３０３３８１号公報
【特許文献２】国際公開第２００５−０９０５２０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の一態様においては、多様な液晶デバイスに用いることができる新規なジオキソラン誘導体を提供することを目的の一とする。または、該ジオキソラン誘導体を用いた新規液晶組成物を提供することを目的の一とする。または、該液晶組成物を用いた液晶素子及び液晶表示装置を提供することを目的の一とする。
【０００７】
なお、これらの課題の記載は、他の課題の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一態様は、これらの課題の全てを解決する必要はないものとする。なお、これら以外の課題は、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、図面、請求項などの記載から、これら以外の課題を抽出することが可能である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
開示する発明の一態様は、下記一般式（Ｇ１）で表される新規ジオキソラン誘導体である。該ジオキソラン誘導体は液晶組成物においてカイラル剤として機能することが可能である。
【０００９】
【化１】
2015044800.tif 000002
【００１０】
但し、一般式（Ｇ１）中、Ａｒ１、Ａｒ２は、それぞれ独立に、水素、置換もしくは無置換の炭素数６乃至１２のアリール基、置換もしくは無置換の炭素数３乃至１２のシクロアルキル基、又は置換もしくは無置換の炭素数４乃至１２のシクロアルケニル基を表す。また、Ａｒ３、Ａｒ４は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の炭素数６乃至１２のアリーレン基、置換もしくは無置換の炭素数３乃至１２のシクロアルキレン基、又は置換もしくは無置換の炭素数４乃至１２のシクロアルケニレン基を表し、ｍは１乃至３を表し、またｎは０乃至３を表す。また、ａ１、ａ２は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の炭素数１乃至４のアルキレン基又は単結合を表す。また、Ｒ１、Ｒ２は、それぞれ独立に、水素又は置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のアルキル基もしくは置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のアルコキシ基、又は置換もしくは無置換の炭素数６乃至１２のアリール基を表す。Ｒ３は、水素又は置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のアルキル基もしくは置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のアルコキシ基を表す。
【００１１】
なお、一般式（Ｇ１）において、炭素数６乃至１２のアリール基、炭素数３乃至１２のシクロアルキル基、炭素数４乃至１２のシクロアルケニル基、炭素数６乃至１２のアリーレン基、炭素数３乃至１２のシクロアルキレン基、炭素数４乃至１２のシクロアルケニレン基、炭素数１乃至４のアルキレン基、炭素数１乃至６のアルキル基、又は、炭素数１乃至６のアルコキシ基が有する置換基としては、例えば、フッ素（Ｆ）、塩素（Ｃｌ）、臭素（Ｂｒ）、ヨウ素（Ｉ）、シアノ基（ＣＮ）、トリフルオロメチルスルホニル基（ＳＯ２ＣＦ３）、トリフルオロメチル基（ＣＦ３）、ニトロ基（ＮＯ２）、イソチオシアネート基（ＮＣＳ）、又はペンタフルオロスルファニル基（ＳＦ５）等が挙げられる。
【００１２】
また、本発明の他の一態様は、下記構造式（１００）で表されるジオキソラン誘導体である。
【００１３】
【化２】
2015044800.tif 000003
【００１４】
また、本発明の他の一態様は、下記構造式（１０１）で表されるジオキソラン誘導体である。
【００１５】
【化３】
2015044800.tif 000004
【００１６】
また、本発明の他の一態様は、下記構造式（１０２）で表されるジオキソラン誘導体である。
【００１７】
【化４】
2015044800.tif 000005
【００１８】
開示する発明の他の一態様は、一般式（Ｇ２）で表される新規ジオキソラン誘導体である。
【００１９】
【化５】
2015044800.tif 000006
【００２０】
但し、一般式（Ｇ２）中、Ａｒ１、Ａｒ２は、それぞれ独立に、水素、置換もしくは無置換の炭素数６乃至１２のアリール基、置換もしくは無置換の炭素数３乃至１２のシクロアルキル基、又は置換もしくは無置換の炭素数４乃至１２のシクロアルケニル基を表す。また、Ａｒ２３、Ａｒ２４は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換のピレニル基、又は置換もしくは無置換のナフチル基を表す。また、ａ１、ａ２は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の炭素数１乃至４のアルキレン基又は単結合を表す。また、Ｒ１、Ｒ２は、それぞれ独立に、水素又は置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のアルキル基もしくは置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のアルコキシ基、又は置換もしくは無置換の炭素数６乃至１２のアリール基を表す。
【００２１】
なお、一般式（Ｇ２）において、炭素数６乃至１２のアリール基、炭素数３乃至１２のシクロアルキル基、炭素数４乃至１２のシクロアルケニル基、ピレニル基、ナフチル基、炭素数１乃至４のアルキレン基、炭素数１乃至６のアルキル基、又は、炭素数１乃至６のアルコキシ基が有する置換基としては、例えば、フッ素（Ｆ）、塩素（Ｃｌ）、臭素（Ｂｒ）、ヨウ素（Ｉ）、シアノ基（ＣＮ）、トリフルオロメチルスルホニル基（ＳＯ２ＣＦ３）、トリフルオロメチル基（ＣＦ３）、ニトロ基（ＮＯ２）、イソチオシアネート基（ＮＣＳ）、又はペンタフルオロスルファニル基（ＳＦ５）等が挙げられる。
【００２２】
また、本発明の他の一態様は、一般式（Ｇ３）で表されるジオキソラン誘導体である。
【００２３】
【化６】
2015044800.tif 000007
【００２４】
但し、一般式（Ｇ３）中、Ａｒ１、Ａｒ２は、それぞれ独立に、水素、置換もしくは無置換の炭素数６乃至１２のアリール基、置換もしくは無置換の炭素数３乃至１２のシクロアルキル基、又は置換もしくは無置換の炭素数４乃至１２のシクロアルケニル基を表す。また、Ａｒ２３は、置換もしくは無置換ピレニル基、又は置換もしくは無置換のナフチル基を表す。また、ａ１、ａ２は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の炭素数１乃至４のアルキレン基又は単結合を表す。また、Ｒ１、Ｒ２は、それぞれ独立に、水素又は置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のアルキル基もしくは置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のアルコキシ基、又は置換もしくは無置換の炭素数６乃至１２のアリール基を表す。
【００２５】
なお、一般式（Ｇ３）において、炭素数６乃至１２のアリール基、炭素数３乃至１２のシクロアルキル基、炭素数４乃至１２のシクロアルケニル基、ピレニル基、ナフチル基、炭素数１乃至４のアルキレン基、炭素数１乃至６のアルキル基、又は、炭素数１乃至６のアルコキシ基が有する置換基としては、例えば、フッ素（Ｆ）、塩素（Ｃｌ）、臭素（Ｂｒ）、ヨウ素（Ｉ）、シアノ基（ＣＮ）、トリフルオロメチルスルホニル基（ＳＯ２ＣＦ３）、トリフルオロメチル基（ＣＦ３）、ニトロ基（ＮＯ２）、イソチオシアネート基（ＮＣＳ）、又はペンタフルオロスルファニル基（ＳＦ５）等が挙げられる。
【００２６】
また、本発明の他の一態様は、構造式（２００）で表されるジオキソラン誘導体である。
【００２７】
【化７】
2015044800.tif 000008
【００２８】
また、本発明の他の一態様は、構造式（２０１）で表されるジオキソラン誘導体である。
【００２９】
【化８】
2015044800.tif 000009
【００３０】
開示する発明の他の一態様は、下記一般式（Ｇ４）で表される新規ジオキソラン誘導体である。該ジオキソラン誘導体は液晶組成物においてカイラル剤として機能することが可能である。
【００３１】
【化９】
2015044800.tif 000010
【００３２】
但し、一般式（Ｇ４）中、Ａｒ４１は、置換もしくは無置換の炭素数６乃至１２のアリーレン基、置換もしくは無置換の炭素数３乃至１２のシクロアルキレン基、又は置換もしくは無置換の炭素数４乃至１２のシクロアルケニレン基を表し、ｎは０乃至３を表す。また、Ｒ１、Ｒ２は、それぞれ独立に、水素又は置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のアルキル基もしくは置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のアルコキシ基、又は置換もしくは無置換の炭素数６乃至１２のアリール基を表す。Ｒ３は、水素又は置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のアルキル基もしくは置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のアルコキシ基を表す（ｎが０である場合、Ｒ３は水素を含まない）。
【００３３】
なお、一般式（Ｇ４）において、炭素数６乃至１２のアリーレン基、炭素数３乃至１２のシクロアルキレン基、炭素数４乃至１２のシクロアルケニレン基、炭素数１乃至６のアルキル基、炭素数１乃至６のアルコキシ基、又は、炭素数６乃至１２のアリール基が有する置換基としては、例えば、フッ素（Ｆ）、塩素（Ｃｌ）、臭素（Ｂｒ）、ヨウ素（Ｉ）、シアノ基（ＣＮ）、トリフルオロメチルスルホニル基（ＳＯ２ＣＦ３）、トリフルオロメチル基（ＣＦ３）、ニトロ基（ＮＯ２）、イソチオシアネート基（ＮＣＳ）、又はペンタフルオロスルファニル基（ＳＦ５）等が挙げられる。
【００３４】
また、本発明の他の一態様は、下記構造式（３００）で表されるジオキソラン誘導体である。
【００３５】
【化１０】
2015044800.tif 000011
【００３６】
また、本発明の他の一態様は、上記のジオキソラン誘導体のいずれか、及びネマチック液晶を少なくとも含有する液晶組成物である。
【００３７】
また、本発明の他の一態様は、上記のジオキソラン誘導体のいずれか、及びネマチック液晶を少なくとも含有し、ブルー相を発現する液晶組成物である。なお、ブルー相は、捩れ力の強い液晶組成物で発現し、二重捩れ構造を有する。また、ブルー相を発現可能な液晶組成物は、条件によりコレステリック相、コレステリックブルー相、等方相等を示す。
【００３８】
捩れ力の強さの指標としては、螺旋ピッチ、選択反射波長、ＨＴＰ（Ｈｅｌｉｃａｌ  Ｔｗｉｓｔｉｎｇ  Ｐｏｗｅｒ）、回折波長が挙げられる。
【００３９】
ブルー相の場合、液晶組成物の捩れ力が強いと、少量のカイラル剤の添加量で電圧無印加時（印加電圧が０Ｖのとき）における液晶組成物の透過率を低く抑えることができる。また電圧印加時に液晶が動作しやすく、透過率を高くできるため、該液晶組成物を用いた液晶表示装置の高コントラスト化が可能となる。
【００４０】
本発明の一態様に係る液晶組成物は、一般式（Ｇ１）、（Ｇ２）、（Ｇ３）又は（Ｇ４）で表されるジオキソラン誘導体と、ネマチック液晶とを少なくとも含有する。一般式（Ｇ１）、（Ｇ２）、（Ｇ３）又は（Ｇ４）で表されるジオキソラン誘導体は、不斉中心を有し、液晶組成物中に含まれることで、該液晶組成物の捩れを誘起して螺旋構造に配向させ、カイラル剤として機能することができる。
【００４１】
また、一般式（Ｇ１）、（Ｇ２）、（Ｇ３）又は（Ｇ４）で表されるジオキソラン誘導体は、捩れ力の強いカイラル剤であるため、液晶組成物中での混合の割合を１５ｗｔ％以下、１０ｗｔ％以下、あるいは８ｗｔ％以下とすることが可能である。一般的に、液晶組成物の捩れ力を向上させるために、カイラル剤を多量に添加すると、該液晶組成物を適用した液晶素子を駆動するための駆動電圧が上昇してしまう。しかしながら、本発明の一態様である液晶組成物では、添加するカイラル剤の量を低減することができるため、液晶素子の駆動電圧の上昇を抑制することが可能となる。よって、液晶表示装置の低消費電力化を図ることができる。
【００４２】
また、本発明の一態様は、上記の液晶組成物を適用した液晶素子、液晶表示装置又は電子機器を範疇に含めるものである。
【発明の効果】
【００４３】
本発明の一態様によって、多様な液晶デバイスに用いることができる新規なジオキソラン誘導体を提供することができる。または、該ジオキソラン誘導体を用いた新規な液晶組成物を提供することができる。または、該液晶組成物を用いた液晶素子及び液晶表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】液晶素子を説明する概念図。
【図２】液晶表示装置の一形態を説明する図。
【図３】液晶表示装置の電極構成の一形態を説明する図。
【図４】液晶表示モジュールを説明する図。
【図５】電子機器を説明する図。
【図６】（４Ｒ，５Ｒ）−２，２−ジメチル−α，α，α’，α’−テトラ［４−（ｔｒａｎｓ−４−ｎ−ペンチルシクロヘキシル）フェニル］−１，３−ジオキソラン−４，５−ジメタノール（Ｒ−ＤＯＬ−ＰＣ５）の１Ｈ  ＮＭＲチャート。
【図７】Ｒ−ＤＯＬ−ＰＣ５の１Ｈ  ＮＭＲチャート。
【図８】（４Ｒ，５Ｒ）−２，２−ジメチル−α，α，α’，α’−テトラ［４’−（ｎ−ヘキシル−１−オキシ）−１，１’−ビフェニル−４−イル］−１，３−ジオキソラン−４，５−ジメタノール（Ｒ−ＤＯＬ−ＰＰＯ６）の１Ｈ  ＮＭＲチャート。
【図９】Ｒ−ＤＯＬ−ＰＰＯ６の１Ｈ  ＮＭＲチャート。
【図１０】（４Ｒ，５Ｒ）−２，２−ジメチル−α，α，α’，α’−テトラ［４’−（ｎ−ペンチル）−１，１’−ビフェニル−４−イル］−１，３−ジオキソラン−４，５−ジメタノール（Ｒ−ＤＯＬ−ＰＰ５）の１Ｈ  ＮＭＲチャート。
【図１１】Ｒ−ＤＯＬ−ＰＰ５の１Ｈ  ＮＭＲチャート。
【図１２】（４Ｒ，５Ｒ）−２，２−ジメチル−α，α，α’，α’−テトラ（ナフタレン−１−イル）−１，３−ジオキソラン−４，５−ジメタノール（Ｒ−ＤＯＬ−αＮｐ）の１Ｈ  ＮＭＲチャート。
【図１３】Ｒ−ＤＯＬ−αＮｐの１Ｈ  ＮＭＲチャート。
【図１４】（４Ｒ，５Ｒ）−２，２−ジメチル−α，α，α’，α’−テトラ（ピレン−１−イル）−１，３−ジオキソラン−４，５−ジメタノール（Ｒ−ＤＯＬ−Ｐｒｎａ）の１Ｈ  ＮＭＲチャート。
【図１５】Ｒ−ＤＯＬ−Ｐｒｎａの１Ｈ  ＮＭＲチャート。
【図１６】（４Ｒ，５Ｒ）−２，２−ジメチル−１，３−ジオキソラン−４，５−ジメタノールビス｛４−［４−（ｎ−ヘキシル−１−オキシ）フェニル］ベンゾエート｝（Ｒ−ＤＯＬ−１ＥＰＰＯ６）の１Ｈ  ＮＭＲチャート。
【図１７】Ｒ−ＤＯＬ−１ＥＰＰＯ６の１Ｈ  ＮＭＲチャート。
【発明を実施するための形態】
【００４５】
以下では、本明細書に開示する発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。但し、本明細書に開示する発明は以下の説明に限定されず、その形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本明細書に開示する発明は以下に示す実施の形態又は実施例の記載内容に限定して解釈されるものではない。
【００４６】
（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の一態様に係る新規ジオキソラン誘導体について説明する。
【００４７】
本発明の一態様は、下記一般式（Ｇ１）で表されるジオキソラン誘導体である。
【化１１】
2015044800.tif 000012
【００４８】
但し、一般式（Ｇ１）中、Ａｒ１、Ａｒ２は、それぞれ独立に、水素、置換もしくは無置換の炭素数６乃至１２のアリール基、置換もしくは無置換の炭素数３乃至１２のシクロアルキル基、又は置換もしくは無置換の炭素数４乃至１２のシクロアルケニル基を表す。また、Ａｒ３、Ａｒ４は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の炭素数６乃至１２のアリーレン基、置換もしくは無置換の炭素数３乃至１２のシクロアルキレン基、又は置換もしくは無置換の炭素数４乃至１２のシクロアルケニレン基を表し、ｍは１乃至３を表し、またｎは０乃至３を表す。また、ａ１、ａ２は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の炭素数１乃至４のアルキレン基又は単結合を表す。また、Ｒ１、Ｒ２は、それぞれ独立に、水素又は置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のアルキル基もしくは置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のアルコキシ基、又は置換もしくは無置換の炭素数６乃至１２のアリール基を表す。Ｒ３は、水素又は置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のアルキル基もしくは置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のアルコキシ基を表す。
【００４９】
なお、一般式（Ｇ１）において、炭素数６乃至１２のアリール基、炭素数３乃至１２のシクロアルキル基、炭素数４乃至１２のシクロアルケニル基、炭素数６乃至１２のアリーレン基、炭素数３乃至１２のシクロアルキレン基、炭素数４乃至１２のシクロアルケニレン基、炭素数１乃至４のアルキレン基、炭素数１乃至６のアルキル基、又は、炭素数１乃至６のアルコキシ基が有する置換基としては、例えば、フッ素（Ｆ）、塩素（Ｃｌ）、臭素（Ｂｒ）、ヨウ素（Ｉ）、シアノ基（ＣＮ）、トリフルオロメチルスルホニル基（ＳＯ２ＣＦ３）、トリフルオロメチル基（ＣＦ３）、ニトロ基（ＮＯ２）、イソチオシアネート基（ＮＣＳ）、又はペンタフルオロスルファニル基（ＳＦ５）等が挙げられる。
【００５０】
上記一般式（Ｇ１）で表されるジオキソラン誘導体の具体例としては、構造式（１００）〜（１０９）で表されるジオキソラン誘導体を挙げることができる。但し、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００５１】
【化１２】
2015044800.tif 000013
【００５２】
【化１３】
2015044800.tif 000014
【００５３】
【化１４】
2015044800.tif 000015
【００５４】
【化１５】
2015044800.tif 000016
【００５５】
本実施の形態に係るジオキソラン誘導体の合成方法としては、種々の反応を適用することができる。以下に、一般式（Ｇ１）で表されるジオキソラン誘導体の合成方法の一例を示す。
【００５６】
一般式（Ｇ１）で表されるジオキソラン誘導体は、下記の反応式（Ｋ１−１）に示す反応を行うことで合成することができる。
【００５７】
【化１６】
2015044800.tif 000017
【００５８】
１，３−ジオキソラン−４，５−ジカルボン酸エステル（化合物１１）に対して、４当量のグリニヤール試薬（化合物１２）を反応させることにより、１，３−ジオキソラン骨格を有する化合物（化合物１３）を得ることができる。化合物１３のヒドロキシル基を、有機ハロゲン化物（化合物１４及び化合物１５、化合物１４＝化合物１５でも良い）を用いてウィリアムソンエーテル合成反応等を行うことによりアルコキシ基に変換して、目的物であるジオキソラン誘導体（一般式（Ｇ１））を得ることができる（反応式（Ｋ１−１））。
ペンタフルオロスルファニル
【００５９】
一般式（Ｇ１）で表されるジオキソラン誘導体は、不斉中心を有し、液晶組成物中に含まれることで、該液晶組成物の捩れを誘起して螺旋構造に配向させ、カイラル剤として機能することができる。
【００６０】
例えば、一般式（Ｇ１）で表されるジオキソラン誘導体をカイラル剤として含む液晶組成物は、ブルー相モードなどの横電界方式を採用した液晶表示装置、ＴＮモード、コレステリック液晶モードなどの縦電界方式を採用した液晶表示装置等に適用することができる。
【００６１】
以上、本実施の形態に示す、構成、方法等は、他の実施の形態に示す、構成、方法等と適宜組み合わせて用いることができる。
【００６２】
（実施の形態２）
本実施の形態では、本発明の一態様に係る新規ジオキソラン誘導体について説明する。
【００６３】
本発明の一態様は、下記一般式（Ｇ２）で表されるジオキソラン誘導体である。
【００６４】
【化１７】
2015044800.tif 000018
【００６５】
但し、一般式（Ｇ２）中、Ａｒ１、Ａｒ２は、それぞれ独立に、水素、置換もしくは無置換の炭素数６乃至１２のアリール基、置換もしくは無置換の炭素数３乃至１２のシクロアルキル基、又は置換もしくは無置換の炭素数４乃至１２のシクロアルケニル基を表す。また、Ａｒ２３、Ａｒ２４は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換のピレニル基、又は置換もしくは無置換のナフチル基を表す。また、ａ１、ａ２は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の炭素数１乃至４のアルキレン基又は単結合を表す。また、Ｒ１、Ｒ２は、それぞれ独立に、水素又は置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のアルキル基もしくは置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のアルコキシ基、又は置換もしくは無置換の炭素数６乃至１２のアリール基を表す。
【００６６】
なお、一般式（Ｇ２）において、炭素数６乃至１２のアリール基、炭素数３乃至１２のシクロアルキル基、炭素数４乃至１２のシクロアルケニル基、ピレニル基、ナフチル基、炭素数１乃至４のアルキレン基、炭素数１乃至６のアルキル基、又は、炭素数１乃至６のアルコキシ基が有する置換基としては、例えば、フッ素（Ｆ）、塩素（Ｃｌ）、臭素（Ｂｒ）、ヨウ素（Ｉ）、シアノ基（ＣＮ）、トリフルオロメチルスルホニル基（ＳＯ２ＣＦ３）、トリフルオロメチル基（ＣＦ３）、ニトロ基（ＮＯ２）、イソチオシアネート基（ＮＣＳ）、又はペンタフルオロスルファニル基（ＳＦ５）等が挙げられる。
【００６７】
また、上記一般式（Ｇ２）中、Ａｒ２３とＡｒ２４が一致したものとすることもでき、その場合、下記一般式（Ｇ３）で表されるジオキソラン誘導体となる。
【００６８】
【化１８】
2015044800.tif 000019
【００６９】
上記一般式（Ｇ２）で表されるジオキソラン誘導体の具体例としては、構造式（２００）〜（２１１）で表されるジオキソラン誘導体を挙げることができる。但し、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００７０】
【化１９】
2015044800.tif 000020
【００７１】
【化２０】
2015044800.tif 000021
【００７２】
【化２１】
2015044800.tif 000022
【００７３】
本実施の形態に係るジオキソラン誘導体の合成方法としては、種々の反応を適用することができる。以下に、一般式（Ｇ２）で表されるジオキソラン誘導体の合成方法の一例を示す。
【００７４】
一般式（Ｇ２）で表されるジオキソラン誘導体は、下記の反応式（Ｋ２−１）に示す反応を行うことで合成することができる。
【００７５】
【化２２】
2015044800.tif 000023
【００７６】
１，３−ジオキソラン−４，５−ジカルボン酸エステル（化合物２１）に対して、２当量のグリニヤール試薬（化合物２２）を反応させることにより、１，３−ジオキソラン骨格を有する化合物（化合物２３）を得ることができる。化合物２３に対して、２当量のグリニヤール試薬（化合物２４）を反応させることにより、１，３−ジオキソラン骨格を有する化合物（化合物２５）を得ることができる。化合物２５のヒドロキシル基を、有機ハロゲン化物（化合物２６及び化合物２７（化合物２６＝化合物２７でも良い））を用いてウィリアムソンエーテル合成反応等を行うことによりアルコキシ基に変換して、目的物であるジオキソラン誘導体（一般式（Ｇ２））を得ることができる（反応式（Ｋ２−１））。
【００７７】
一般式（Ｇ２）や（Ｇ３）で表されるジオキソラン誘導体は、不斉中心を有し、液晶組成物中に含まれることで、該液晶組成物の捩れを誘起して螺旋構造に配向させ、カイラル剤として機能することができる。
【００７８】
例えば、一般式（Ｇ２）で表されるジオキソラン誘導体をカイラル剤として含む液晶組成物は、ブルー相モードなどの横電界方式を採用した液晶表示装置、ＴＮモード、コレステリック液晶モードなどの縦電界方式を採用した液晶表示装置等に適用することができる。
【００７９】
以上、本実施の形態に示す、構成、方法等は、他の実施の形態に示す、構成、方法等と適宜組み合わせて用いることができる。
【００８０】
（実施の形態３）
本実施の形態では、本発明の一態様に係る新規ジオキソラン誘導体について説明する。
【００８１】
本発明の一態様は、下記一般式（Ｇ４）で表されるジオキソラン誘導体である。
【００８２】
【化２３】
2015044800.tif 000024
【００８３】
但し、一般式（Ｇ４）中、Ａｒ４１は、置換もしくは無置換の炭素数６乃至１２のアリーレン基、置換もしくは無置換の炭素数４乃至１２のシクロアルキレン基、又は置換もしくは無置換の炭素数４乃至１２のシクロアルケニレン基を表し、ｎは０乃至３を表す。また、Ｒ１、Ｒ２は、それぞれ独立に、水素又は置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のアルキル基もしくは置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のアルコキシ基、又は置換もしくは無置換の炭素数６乃至１２のアリール基を表す。Ｒ３は、水素又は置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のアルキル基もしくは置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のアルコキシ基を表す（ｎが０である場合、Ｒ３は水素を含まない）。
【００８４】
なお、一般式（Ｇ４）において、炭素数６乃至１２のアリーレン基、炭素数３乃至１２のシクロアルキレン基、炭素数４乃至１２のシクロアルケニレン基、炭素数１乃至６のアルキル基、炭素数１乃至６のアルコキシ基、又は、炭素数６乃至１２のアリール基が有する置換基としては、例えば、フッ素（Ｆ）、塩素（Ｃｌ）、臭素（Ｂｒ）、ヨウ素（Ｉ）、シアノ基（ＣＮ）、トリフルオロメチルスルホニル基（ＳＯ２ＣＦ３）、トリフルオロメチル基（ＣＦ３）、ニトロ基（ＮＯ２）、イソチオシアネート基（ＮＣＳ）、又はペンタフルオロスルファニル基（ＳＦ５）等が挙げられる。
【００８５】
上記一般式（Ｇ４）で表されるジオキソラン誘導体の具体例としては、構造式（３００）〜（３０９）で表されるジオキソラン誘導体を挙げることができる。但し、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００８６】
【化２４】
2015044800.tif 000025
【００８７】
【化２５】
2015044800.tif 000026
【００８８】
【化２６】
2015044800.tif 000027
【００８９】
本実施の形態に係るジオキソラン誘導体の合成方法としては、種々の反応を適用することができる。以下に、一般式（Ｇ４）で表されるジオキソラン誘導体の合成方法の一例を示す。
【００９０】
一般式（Ｇ４）で表されるジオキソラン誘導体は、下記の反応式（Ｋ３−１）に示す合成反応を行うことで合成することができる。
【００９１】
【化２７】
2015044800.tif 000028
【００９２】
１，３−ジオキソラン−４，５−ジメタノール（化合物４１）を２当量のカルボン酸（化合物４２）でエステル化することにより、目的物であるジオキソラン誘導体（一般式（Ｇ４））を得ることができる（反応式（Ｋ３−１））。
【００９３】
一般式（Ｇ４）で表されるジオキソラン誘導体は、不斉中心を有し、液晶組成物中に含まれることで、該液晶組成物の捩れを誘起して螺旋構造に配向させ、カイラル剤として機能することができる。
【００９４】
例えば、一般式（Ｇ４）で表されるジオキソラン誘導体をカイラル剤として含む液晶組成物は、ブルー相モードなどの横電界方式を採用した液晶表示装置、ＴＮモード、コレステリック液晶モードなどの縦電界方式を採用した液晶表示装置等に適用することができる。
【００９５】
以上、本実施の形態に示す、構成、方法等は、他の実施の形態に示す、構成、方法等と適宜組み合わせて用いることができる。
【００９６】
（実施の形態４）
本実施の形態では、実施の形態１乃至３で示した本発明の一態様に係るジオキソラン誘導体を含有する液晶組成物、及び該液晶組成物を用いた液晶素子、又は液晶表示装置について図１を用いて説明する。
【００９７】
本実施の形態に係る液晶組成物は、上記実施の形態１乃至３で示したジオキソラン誘導体と、ネマチック液晶と、を含む。
【００９８】
上述したように、一般式（Ｇ１）、（Ｇ２）、（Ｇ３）又は（Ｇ４）で表されるジオキソラン誘導体は、カイラル剤として機能することができる。また、一般式（Ｇ１）、（Ｇ２）、（Ｇ３）又は（Ｇ４）で表されるジオキソラン誘導体は捩れ力の強いカイラル剤であるため、液晶組成物中での混合の割合を１５ｗｔ％以下、１０ｗｔ％以下、あるいは８ｗｔ％以下とすることができる。
【００９９】
本発明の一態様に係る液晶組成物に含まれるネマチック液晶としては、特に限定されず、ビフェニル系化合物、ターフェニル系化合物、フェニルシクロヘキシル系化合物、ビフェニルシクロヘキシル系化合物、フェニルビシクロヘキシル系化合物、安息香酸フェニル系化合物、シクロヘキシル安息香酸フェニル系化合物、フェニル安息香酸フェニル系化合物、ビシクロヘキシルカルボン酸フェニル系化合物、アゾメチン系化合物、アゾ系化合物、アゾオキシ系化合物、スチルベン系化合物、ビシクロヘキシル系化合物、フェニルピリミジン系化合物、ビフェニルピリミジン系化合物、ピリミジン系化合物、又は、ジフェニルアセチレン系化合物等が挙げられる。
【０１００】
なお、本実施の形態に係る液晶組成物は、一般式（Ｇ１）、（Ｇ２）、（Ｇ３）又は（Ｇ４）で表されるジオキソラン誘導体と、ネマチック液晶と、を含有し、ブルー相を発現する液晶組成物としてもよい。ブルー相は光学的に等方であるため、視野角依存がなく、配向膜を形成しなくともよいため、表示装置の画質の向上及び製造コストの削減が可能となる。
【０１０１】
本実施の形態で示す液晶組成物をブルー相を発現する液晶組成物とする場合には、液晶表示装置においてブルー相の発現する温度範囲を広くするために、液晶組成物に重合性モノマーを添加し、高分子安定化処理を行うことが好ましい。重合性モノマーとしては、ビニルモノマーのみならず、例えば、熱により重合が進行する熱重合性（熱硬化性）オリゴマー、光により重合が進行する光重合性（光硬化性）オリゴマーなどを用いることができる。
【０１０２】
重合性ビニルモノマーは、アクリレート、メタクリレートなどの単官能モノマーでもよく、ジアクリレート、トリアクリレート、ジメタクリレート、トリメタクリレートなどの多官能モノマーでもよく、これらを混合させたものでもよい。また、液晶性のものでも非液晶性のものでもよく、両者を混合させてもよい。
【０１０３】
高分子安定化の際、液晶組成物へ重合開始剤を添加しても良い。重合開始剤は、光照射あるいは加熱によってラジカルを発生させるラジカル重合開始剤でもよく、酸を発生させる酸発生剤でもよく、塩基を発生させる塩基発生剤でもよい。
【０１０４】
例えば、上記液晶組成物に、重合性モノマー、及び光重合開始剤を添加し、光を照射して高分子安定化処理を行うことができる。
【０１０５】
高分子安定化処理は、等方相を示す状態で行ってもよいし、温度制御してブルー相を発現した状態で行ってもよい。なお、昇温時にブルー相から等方相に相転移する温度又は降温時に等方相からブルー相に相転移する温度をブルー相と等方相の相転移温度という。高分子安定化処理の一例としては、光重合性モノマーを添加した液晶組成物を等方相まで加熱した後、徐々に降温させてブルー相にまで相転移させ、ブルー相が発現する温度を保持した状態で光を照射して行うことができる。
【０１０６】
本発明の一態様に係る液晶素子及び液晶表示装置の例を図１（Ａ）及び図１（Ｂ）に示す。
【０１０７】
本実施の形態において液晶素子は、一対の電極層（異なる電位が与えられる画素電極層２３０及び共通電極層２３２）の間に、実施の形態１乃至３で示した一般式（Ｇ１）、（Ｇ２）、（Ｇ３）又は（Ｇ４）で表されるジオキソラン誘導体及びネマチック液晶を含有する液晶組成物２０８を有する。なお、液晶組成物２０８には、有機樹脂が含まれていてもよい。
【０１０８】
図１（Ａ）及び図１（Ｂ）は、第１の基板２００と第２の基板２０１とが、一般式（Ｇ１）、（Ｇ２）、（Ｇ３）又は（Ｇ４）で表されるジオキソラン誘導体及びネマチック液晶を含有する液晶組成物２０８を間に挟持して対向するように配置された液晶素子及び液晶表示装置である。図１（Ａ）及び図１（Ｂ）の液晶素子及び液晶表示装置は、液晶組成物２０８に対する画素電極層２３０及び共通電極層２３２の配置が異なる例である。
【０１０９】
図１（Ａ）の液晶素子及び液晶表示装置は、第１の基板２００と液晶組成物２０８との間に画素電極層２３０と、共通電極層２３２が隣接して設けられている。図１（Ａ）の構成であると、基板に概略平行（即ち、水平な方向）な電界を生じさせて、基板と平行な面内で液晶分子を動かして、階調を制御する方式を用いることができる。
【０１１０】
なお、本発明の一態様に係る、一般式（Ｇ１）、（Ｇ２）、（Ｇ３）又は（Ｇ４）で表されるジオキソラン誘導体及びネマチック液晶を含有する液晶組成物として、ブルー相を発現する液晶組成物を適用してもよい。図１（Ａ）の構成はブルー相を発現する液晶組成物を、液晶組成物２０８に用いる場合に好適に適用することができる。ブルー相を発現する液晶組成物は、高速応答が可能であるため、液晶素子及び液晶表示装置の高性能化が可能となる。また、本液晶表示装置はＩＰＳモードで配向制御しており、従来のＴＮモードや、ＶＡモードで配向制御した液晶表示装置に比べ広視野角とすることができる。
【０１１１】
例えば、高速応答が可能であるため、バックライト装置にＲＧＢの発光ダイオード（ＬＥＤ）等を配置し、時分割によりカラー表示する継時加法混色法（フィールドシーケンシャル法）や、時分割により左目用の映像と右目用の映像を交互に見るシャッター眼鏡方式による３次元表示方式に好適に採用することができる。
【０１１２】
図１（Ｂ）の液晶素子および液晶表示装置は、液晶組成物２０８を挟持して第１の基板２００側に画素電極層２３０、第２の基板２０１側に共通電極層２３２が設けられている。図１（Ｂ）の構成であると、基板に概略垂直な電界を生じさせて、基板と垂直な面内で液晶分子を動かして、階調を制御する方式を用いることができる。また、液晶組成物２０８と、画素電極層２３０及び共通電極層２３２との間に配向膜２０２ａ、配向膜２０２ｂを設けてもよい。本発明の一態様に係るジオキソラン誘導体及びネマチック液晶を含有する液晶組成物は、様々な構成の液晶素子及びＴＮモードやコレステリック液晶モード、ＶＡモードのような様々なモードの液晶表示装置に用いることができる。
【０１１３】
また、図１（Ａ）及び図１（Ｂ）では図示しないが、偏光板、位相差板、反射防止膜などの光学フィルムなどを適宜設けることができる。例えば、偏光板及び位相差板による円偏光板を用いてもよい。また、光源としてバックライトなどを用いることができる。
【０１１４】
本明細書では、第１の基板には半導体素子（例えばトランジスタ）、又は画素電極層が形成されていても良く、その場合、第１の基板は素子基板ともいい、該素子基板と液晶組成物を介して対向する第２の基板を対向基板ともいう。
【０１１５】
本発明の一態様に係る液晶表示装置として、光源の光を透過することによって表示を行う透過型の液晶表示装置、入射する光を反射することによって表示を行う反射型の液晶表示装置、又は透過型と反射型を両方有する半透過型の液晶表示装置を提供することができる。
【０１１６】
透過型の液晶表示装置の場合、光が透過する画素領域に存在する画素電極層、共通電極層、第１の基板、第２の基板、その他の絶縁膜、導電膜などは透光性とする。図１（Ａ）の構成の液晶表示装置においては、画素電極層、共通電極層は透光性が好ましいが、開口を有する場合は形状によっては金属膜などの非透光性材料を用いてもよい。
【０１１７】
一方反射型の液晶表示装置の場合、液晶組成物に対して視認側と反対側には液晶組成物を透過した光を反射する反射性の部材（反射性を有する膜や基板など）を設ければよい。よって、視認側より反射性の部材までに設けられた、光が透過する基板、絶縁膜、導電膜は透光性とする。なお、本明細書で透光性とは少なくとも可視光の波長領域の光を透過する性質をいう。図１（Ｂ）の構成の液晶表示装置においては、視認側と反対側の画素電極層又は共通電極層を反射性とし、反射性の部材として用いることができる。
【０１１８】
画素電極層２３０、共通電極層２３２は、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、酸化インジウムに酸化亜鉛（ＺｎＯ）を混合した導電材料、酸化インジウムに酸化シリコン（ＳｉＯ２）を混合した導電材料、酸化タングステンを含むインジウム酸化物、酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、酸化チタンを含むインジウム酸化物、酸化チタンを含むインジウム錫酸化物、グラフェン、又はタングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）、バナジウム（Ｖ）、ニオブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）、クロム（Ｃｒ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）、白金（Ｐｔ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）等の金属、又はその合金、若しくはその金属窒化物から一つ、又は複数種を用いて形成することができる。
【０１１９】
第１の基板２００、第２の基板２０１にはバリウムホウケイ酸ガラスやアルミノホウケイ酸ガラスなどのガラス基板、石英基板、プラスチック基板などを用いることができる。なお、反射型の液晶表示装置の場合、視認側と反対側の基板にはアルミニウム基板やステンレス基板などの金属基板を用いてもよい。
【０１２０】
一般式（Ｇ１）、（Ｇ２）、（Ｇ３）又は（Ｇ４）で表されるジオキソラン誘導体を液晶組成物のカイラル剤として用いることで、カイラル剤の添加量を低減することができる。よって、該液晶組成物を、液晶素子又は液晶表示装置に適用することで、低電圧駆動が可能な液晶素子又は液晶表示装置とすることが可能となり、液晶表示装置の低消費電力化を図ることができる。
【０１２１】
また、本発明の一態様に係る液晶組成物は、ブルー相を発現し、高速応答が可能である。従って、該液晶組成物を液晶素子又は液晶表示装置に適用することで、液晶素子及び液晶表示装置の高性能化が可能となる。
【０１２２】
以上、本実施の形態で示す、構成、方法等は、他の実施の形態に示す、構成、方法等と適宜組み合わせて用いることができる。
【０１２３】
（実施の形態５）
本発明の一態様に係る液晶表示装置として、パッシブマトリクス型の液晶表示装置、アクティブマトリクス型の液晶表示装置を提供することができる。本実施の形態は、アクティブマトリクス型の液晶表示装置の例を、図２及び図３を用いて説明する。
【０１２４】
図２（Ａ）は液晶表示装置の平面図であり１画素分の画素を示している。図２（Ｂ）は図２（Ａ）の線Ｘ１−Ｘ２における断面図である。
【０１２５】
図２（Ａ）において、複数のソース配線層（配線層４０５ａを含む）が互いに平行（図中上下方向に延伸）かつ互いに離間した状態で配置されている。複数のゲート配線層（ゲート電極層４０１を含む）は、ソース配線層に略直交する方向（図中左右方向）に延伸し、かつ互いに離間するように配置されている。共通配線層４０８は、複数のゲート配線層それぞれに隣接する位置に配置されており、ゲート配線層に概略平行な方向、つまり、ソース配線層に概略直交する方向（図中左右方向）に延伸している。ソース配線層と、共通配線層４０８及びゲート配線層とによって、略長方形の空間が囲まれているが、この空間に液晶表示装置の画素電極層及び共通電極層が配置されている。画素電極層を駆動するトランジスタ４２０は、図中左上の角に配置されている。画素電極層及びトランジスタは、マトリクス状に複数配置されている。
【０１２６】
図２の液晶表示装置において、トランジスタ４２０に電気的に接続する第１の電極層４４７が画素電極層として機能し、共通配線層４０８と電気的に接続する第２の電極層４４６が共通電極層として機能する。なお、第１の電極層と共通配線層によって容量が形成されている。共通電極層はフローティング状態（電気的に孤立した状態）として動作させることも可能だが、固定電位、好ましくはコモン電位（データとして送られる画像信号の中間電位）近傍でフリッカーの生じないレベルに設定してもよい。
【０１２７】
基板に概略平行（すなわち水平な方向）な電界を生じさせて、基板と平行な面内で液晶分子を動かして、階調を制御する方式を用いることができる。このような方式として、図２及び図３に示すようなＩＰＳモードで用いる電極構成が適用できる。
【０１２８】
ＩＰＳモードなどに示される横電界モードは、液晶組成物の下方に開口パターンを有する第１の電極層（例えば各画素別に電圧が制御される画素電極層）及び第２の電極層（例えば全画素に共通の電圧が供給される共通電極層）を配置する。よって第１の基板４４１上には、一方が画素電極層であり、他方が共通電極層である第１の電極層４４７及び第２の電極層４４６が形成され、少なくとも第１の電極層及び第２の電極層の一方が絶縁膜上に形成されている。第１の電極層４４７及び第２の電極層４４６は、様々な形状を有し、例えば開口部、屈曲部、枝分かれした部分、あるいは櫛歯状の部分を含む。第１の電極層４４７と第２の電極層４４６の間に基板に概略平行な電界を発生させるため、同形状で、かつ完全に重なる配置は避ける。
【０１２９】
また、第１の電極層４４７及び第２の電極層４４６としてＦＦＳモードで用いる構成を適用してもよい。ＦＦＳモードに示される横電界モードは、液晶組成物の下方に開口パターンを有する第１の電極層（例えば各画素別に電圧が制御される画素電極層）及びさらにその開口パターンの下方に平板状の第２の電極層（例えば全画素に共通の電圧が供給される共通電極層）を配置する。この場合、第１の基板４４１上には、一方が画素電極層であり、他方が共通電極層である第１の電極層及び第２の電極層が形成され、画素電極層と共通電極層とは絶縁膜（又は層間絶縁層）を介して積層するように配置される。画素電極層及び共通電極層のいずれか一方は、絶縁膜（又は層間絶縁層）の下方に形成され、かつ平板状であり、他方は絶縁膜（又は層間絶縁層）の上方に形成され、かつ様々な形状を有する。たとえば開口部、屈曲部、枝分かれした部分、あるいは櫛歯状の部分を含む。第１の電極層４４７及び第２の電極層４４６はその電極間に基板に対して斜め方向の電界を発生させるため、同形状で完全に重なる配置は避ける。
【０１３０】
液晶組成物４４４に、実施の形態１乃至３で示した一般式（Ｇ１）、（Ｇ２）、（Ｇ３）又は（Ｇ４）で表されるジオキソラン誘導体、及びネマチック液晶を含有してなる液晶組成物を用いる。また、液晶組成物４４４には、有機樹脂が含まれてもよい。本実施の形態では、液晶組成物４４４は一般式（Ｇ１）、（Ｇ２）、（Ｇ３）又は（Ｇ４）で表されるジオキソラン誘導体、及びネマチック液晶を含み、ブルー相を発現する。この液晶組成物は、ブルー相を発現している状態で高分子安定化処理を行うことによって形成することができる。
【０１３１】
第１の電極層４４７と第２の電極層４４６との間に水平方向の電界を形成することで、液晶組成物４４４の液晶を制御する。従って、視野角を拡大することができる。
【０１３２】
第１の電極層４４７及び第２の電極層４４６の他の例を図３に示す。図３（Ａ）乃至図３（Ｄ）の上面図に示すように、第１の電極層４４７ａ乃至４４７ｄ及び第２の電極層４４６ａ乃至４４６ｄが互い違いとなるように形成されており、図３（Ａ）では第１の電極層４４７ａ及び第２の電極層４４６ａは波状の開口部を有しており、図３（Ｂ）では第１の電極層４４７ｂ及び第２の電極層４４６ｂは同心円状の開口部を有する形状であり、図３（Ｃ）では第１の電極層４４７ｃ及び第２の電極層４４６ｃは櫛歯状であり一部重なっている形状であり、図３（Ｄ）では第１の電極層４４７ｄ及び第２の電極層４４６ｄは櫛歯状であり電極同士がかみ合うような形状である。なお、図３（Ａ）乃至図３（Ｃ）のように、第１の電極層４４７ａ、４４７ｂ、４４７ｃ、と第２の電極層４４６ａ、４４６ｂ、４４６ｃとが重なる場合は、第１の電極層４４７と第２の電極層４４６との間には絶縁膜を形成し、異なる膜上に第１の電極層４４７と第２の電極層４４６とをそれぞれ形成する。
【０１３３】
なお、第２の電極層４４６は、開口パターンを有する形状であるために、図２（Ｂ）の断面図においては分断された複数の電極層として示されている。これは本明細書の他の図面においても同様である。
【０１３４】
トランジスタ４２０は逆スタガ型の薄膜トランジスタであり、絶縁表面を有する基板である第１の基板４４１上に形成され、ゲート電極層４０１、ゲート絶縁層４０２、半導体層４０３、ソース電極層又はドレイン電極層として機能する配線層４０５ａ、４０５ｂを含む。
【０１３５】
本明細書に開示する液晶表示装置に適用できるトランジスタの構造は特に限定されず、例えばトップゲート構造、又はボトムゲート構造のスタガ型及びプレーナ型などを用いることができる。また、トランジスタはチャネル形成領域が一つ形成されるシングルゲート構造でも、２つ形成されるダブルゲート構造もしくは３つ形成されるトリプルゲート構造であっても良い。また、チャネル領域の上下にゲート絶縁層を介して配置された２つのゲート電極層を有する、デュアルゲート型でもよい。
【０１３６】
トランジスタ４２０を覆い、半導体層４０３に接する絶縁膜４０７、絶縁膜４０９が設けられ、絶縁膜４０９上に層間膜４１３が積層されている。
【０１３７】
第１の基板４４１と対向基板である第２の基板４４２とを、液晶組成物４４４を間に挟持させてシール材で固着する。液晶組成物４４４を形成する方法として、ディスペンス法（滴下法）や、第１の基板４４１と第２の基板４４２とを貼り合わせてから毛細管現象等を用いて液晶組成物４４４を注入する注入法を用いることができる。
【０１３８】
シール材としては、代表的には可視光硬化性、紫外線硬化性又は熱硬化性の樹脂を用いるのが好ましい。代表的には、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、アミン樹脂などを用いることができる。また、フィラー、カップリング剤を含んでもよい。
【０１３９】
本実施の形態では、第１の基板４４１の外側（液晶組成物４４４と反対側）に偏光板４４３ａを、第２の基板４４２の外側（液晶組成物４４４と反対側）に偏光板４４３ｂを設ける。また、偏光板の他、位相差板、反射防止膜などの光学フィルムなどを設けてもよい。例えば、偏光板及び位相差板による円偏光板を用いてもよい。以上の工程で、液晶表示装置を完成させることができる。
【０１４０】
図示しないが、光源としてはバックライト、サイドライトなどを用いればよい。光源は素子基板である第１の基板４４１側から、視認側である第２の基板４４２へと透過するように設置される。
【０１４１】
第１の電極層４４７及び第２の電極層４４６は、酸化タングステンを含むインジウム酸化物、酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、酸化チタンを含むインジウム酸化物、酸化チタンを含むインジウム錫酸化物、ＩＴＯ、インジウム亜鉛酸化物、酸化ケイ素を添加したインジウム錫酸化物、グラフェンなどの透光性を有する導電性材料を用いることができる。
【０１４２】
また、第１の電極層４４７及び第２の電極層４４６はタングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）、バナジウム（Ｖ）、ニオブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）、クロム（Ｃｒ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）、白金（Ｐｔ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）等の金属、又はその合金、若しくはその金属窒化物から一つ、又は複数種を用いて形成することができる。
【０１４３】
また、第１の電極層４４７及び第２の電極層４４６として、導電性ポリマーを含む導電性組成物を用いて形成することができる。導電性高分子としては、いわゆるπ共役系導電性高分子が用いることができる。例えば、ポリアニリン又はその誘導体、ポリピロール又はその誘導体、ポリチオフェン又はその誘導体、若しくはアニリン、ピロール及びチオフェンの２種以上からなる共重合体又はその誘導体などがあげられる。
【０１４４】
下地膜となる絶縁膜を第１の基板４４１とゲート電極層４０１の間に設けてもよい。ゲート電極層４０１は、モリブデン、チタン、クロム、タンタル、タングステン、アルミニウム、銅、ネオジム、スカンジウム等の金属又はこれらを主成分とする合金を用いて、単層で又は積層して形成することができる。また、ゲート電極層４０１としてリン等の不純物元素をドーピングした多結晶シリコン膜に代表される半導体膜、ニッケルシリサイドなどのシリサイド膜を用いてもよい。ゲート電極層４０１に遮光性を有する導電膜を用いると、バックライトからの光（第１の基板４４１から入射する光）が、半導体層４０３へ入射することを防止することができる。
【０１４５】
ゲート絶縁層４０２は、酸化シリコン膜、酸化ガリウム膜、酸化アルミニウム膜、窒化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、酸化窒化アルミニウム膜、又は窒化酸化シリコン膜等を用いて形成することができる。又は、ゲート絶縁層４０２の材料として酸化ハフニウム、酸化イットリウム、酸化ランタン、ハフニウムシリケート、ハフニウムアルミネート、窒素が添加されたハフニウムシリケート、窒素が添加されたハフニウムアルミネートなどのｈｉｇｈ−ｋ材料を用いてもよい。これらのｈｉｇｈ−ｋ材料を用いることでゲートリーク電流を低減できる。
【０１４６】
酸化シリコン膜は、有機シランガスを用いたＣＶＤ法により形成することも可能である。有機シランガスとしては、テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ：化学式Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）４）、テトラメチルシラン（ＴＭＳ：化学式Ｓｉ（ＣＨ３）４）、テトラメチルシクロテトラシロキサン（ＴＭＣＴＳ）、オクタメチルシクロテトラシロキサン（ＯＭＣＴＳ）、ヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）、トリエトキシシラン（ＳｉＨ（ＯＣ２Ｈ５）３）、トリスジメチルアミノシラン（ＳｉＨ（Ｎ（ＣＨ３）２）３）等のシリコン含有化合物を用いることができる。なお、ゲート絶縁層４０２は、単層構造としてもよいし、積層構造としてもよい。
【０１４７】
半導体層４０３に用いる材料は特に限定されず、トランジスタ４２０に要求される特性に応じて適宜設定すればよい。半導体層４０３に用いることのできる材料の例を説明する。
【０１４８】
半導体層４０３を形成する材料としては、シランやゲルマンに代表される半導体材料ガスを用いた化学気相成長法やスパッタリング法等の物理気相成長法で作製される非晶質（アモルファスともいう）半導体、該非晶質半導体を光エネルギーや熱エネルギーを利用して結晶化させた多結晶半導体、或いは微細な結晶相とアモルファス相が混在した微結晶半導体などを用いることができる。
【０１４９】
アモルファス半導体としては、代表的には水素化アモルファスシリコン、結晶性半導体としては代表的にはポリシリコンなどがあげられる。ポリシリコン（多結晶シリコン）には、８００℃以上のプロセス温度を経て形成されるポリシリコンを主材料として用いた所謂高温ポリシリコンや、６００℃以下のプロセス温度で形成されるポリシリコンを主材料として用いた所謂低温ポリシリコン、また結晶化を促進する元素などを用いて、非晶質シリコンを結晶化させたポリシリコンなどを含んでいる。もちろん、前述したように、微結晶半導体又は半導体層の一部に結晶相を含む半導体を用いることもできる。
【０１５０】
また、酸化物半導体を用いてもよく、酸化物半導体としては、例えば、酸化インジウム、酸化スズ、酸化亜鉛、Ｉｎ−Ｚｎ系酸化物、Ｓｎ−Ｚｎ系酸化物、Ａｌ−Ｚｎ系酸化物、Ｚｎ−Ｍｇ系酸化物、Ｓｎ−Ｍｇ系酸化物、Ｉｎ−Ｍｇ系酸化物、Ｉｎ−Ｇａ系酸化物、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物（ＩＧＺＯとも表記する）、Ｉｎ−Ａｌ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｚｎ系酸化物、Ｓｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物、Ａｌ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物、Ｓｎ−Ａｌ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｈｆ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｌａ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｃｅ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｐｒ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｎｄ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｓｍ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｅｕ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｇｄ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｔｂ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｄｙ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｈｏ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｅｒ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｔｍ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｙｂ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｌｕ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｈｆ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ａｌ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｓｎ−Ａｌ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｈｆ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｈｆ−Ａｌ−Ｚｎ系酸化物を用いることができる。また、上記酸化物半導体にＩｎとＧａとＳｎとＺｎ以外の元素、例えばＳｉＯ２を含ませてもよい。
【０１５１】
ここで、例えば、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系酸化物半導体とは、インジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）、亜鉛（Ｚｎ）を有する酸化物半導体、という意味であり、その組成は問わない。
【０１５２】
また、酸化物半導体層は、化学式ＩｎＭＯ３（ＺｎＯ）ｍ（ｍ＞０）で表記される薄膜を用いることができる。ここで、Ｍは、Ｇａ、Ａｌ、ＭｎおよびＣｏから選ばれた一又は複数の金属元素を示す。例えばＭとして、Ｇａ、Ｇａ及びＡｌ、Ｇａ及びＭｎ、又はＧａ及びＣｏなどがある。
【０１５３】
酸化物半導体層として、例えば、ＣＡＡＣ−ＯＳ（Ｃ  Ａｘｉｓ  Ａｌｉｇｎｅｄ  Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）膜を用いることができる。
【０１５４】
ＣＡＡＣ−ＯＳ膜は、ｃ軸配向した複数の結晶部を有する酸化物半導体膜の一つである。
【０１５５】
ソース電極層又はドレイン電極層として機能する配線層４０５ａ、４０５ｂの材料としては、Ａｌ、Ｃｒ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｗから選ばれた元素、又は上述した元素を成分とする合金等が挙げられる。また、熱処理を行う場合には、この熱処理に耐える耐熱性を導電膜に持たせることが好ましい。
【０１５６】
ゲート絶縁層４０２、半導体層４０３、ソース電極層又はドレイン電極層として機能する配線層４０５ａ、４０５ｂを大気に触れさせることなく連続的に形成してもよい。大気に触れさせることなく連続成膜することで、大気成分や大気中に含まれる不純物元素に汚染されることなく各積層界面を形成することができるので、トランジスタ特性のばらつきを低減することができる。
【０１５７】
なお、半導体層４０３は一部のみがエッチングされ、溝部（凹部）を有する半導体層である。
【０１５８】
トランジスタ４２０を覆う絶縁膜４０７、絶縁膜４０９は、乾式法や湿式法で形成される無機絶縁膜、有機絶縁膜を用いることができる。例えば、ＣＶＤ法やスパッタリング法などを用いて得られる窒化シリコン膜、酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、酸化アルミニウム膜、酸化タンタル膜などを用いることができる。また、低誘電率材料（ｌｏｗ−ｋ材料）、シロキサン系樹脂、ＰＳＧ（リンガラス）、ＢＰＳＧ（リンボロンガラス）等を用いることができる。また、絶縁膜４０７として酸化ガリウム膜を用いてもよい。また、ポリイミド、アクリル樹脂、ベンゾシクロブテン系樹脂、ポリアミド、エポキシ樹脂等の有機材料を用いることができる。
【０１５９】
なおシロキサン系樹脂とは、シロキサン系材料を出発材料として形成されたＳｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を含む樹脂に相当する。シロキサン系樹脂は置換基としては有機基（例えばアルキル基やアリール基）やフッ素を用いても良い。また、有機基はフッ素を有していても良い。シロキサン系樹脂は塗布法により成膜し、焼成することによって絶縁膜４０７として用いることができる。
【０１６０】
なお、これらの材料で形成される絶縁膜を複数積層させることで、絶縁膜４０７、絶縁膜４０９を形成してもよい。例えば、無機絶縁膜上に有機樹脂膜を積層する構造としてもよい。
【０１６１】
以上のように、一般式（Ｇ１）、（Ｇ２）、（Ｇ３）又は（Ｇ４）で表されるジオキソラン誘導体、及びネマチック液晶を含有してなる液晶組成物を適用することで、低電圧駆動が可能な液晶素子又は液晶表示装置とすることができる。よって、液晶表示装置の低消費電力化を図ることができる。
【０１６２】
また、一般式（Ｇ１）、（Ｇ２）、（Ｇ３）又は（Ｇ４）で表されるジオキソラン誘導体、及びネマチック液晶を含みブルー相を発現する液晶組成物は、高速応答が可能である。よって、該液晶組成物を液晶表示装置に適用することで、液晶表示装置の高性能化が可能になる。
【０１６３】
以上、本実施の形態に示す、構成、方法などは、他の実施の形態に示す構成、方法などと適宜組み合わせて用いることができる。
【０１６４】
（実施の形態６）
トランジスタを画素部、さらには駆動回路に用いて表示機能を有する液晶表示装置を作製することができる。また、駆動回路の一部又は全体を、画素部と同じ基板上に一体形成し、システムオンパネルを形成することができる。
【０１６５】
液晶表示装置は表示素子として液晶素子（液晶表示素子ともいう）を含む。
【０１６６】
また、液晶表示モジュールは、表示素子が封止された状態にあるパネルと、該パネルにコントローラを含むＩＣ等を実装した部品とを含む。さらに、該液晶表示装置を作製する過程における、表示素子が完成する前の一形態に相当する素子基板に関し、該素子基板は、電流を表示素子に供給するための手段を複数の各画素に備える。素子基板は、具体的には、表示素子の画素電極のみが形成された状態であっても良いし、画素電極となる導電膜を成膜した後であって、エッチングして画素電極を形成する前の状態であっても良いし、あらゆる形態があてはまる。
【０１６７】
なお、本明細書中における液晶表示装置とは、画像表示デバイスもしくは光源（照明装置含む）を指す。また、コネクター、例えばＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  ｐｒｉｎｔｅｄ  ｃｉｒｃｕｉｔ）もしくはＴＣＰ（Ｔａｐｅ  Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｐａｃｋａｇｅ）が液晶表示装置に取り付けられた表示モジュール、ＴＣＰの先にプリント配線板が設けられた表示モジュール、又は液晶表示装置にＣＯＧ（Ｃｈｉｐ  Ｏｎ  Ｇｌａｓｓ）方式によりＩＣ（集積回路）が直接実装された表示モジュールも全て液晶表示装置に含む場合がある。
【０１６８】
なお、表示モジュールは、液晶表示装置の上に設けられたタッチセンサパネルを有している場合がある。ただし、タッチセンサ用のパネルを別途設けるのではなく、液晶表示装置の対向基板に、タッチセンサ用の電極が設けられているなどのような、インセル型、オンセル型の場合もある。また、表示モジュールは、バックライト、光学フィルム（偏光板、位相差板、輝度向上フィルム）などを有している場合がある。
【０１６９】
液晶表示装置の一形態に相当する液晶表示パネル（表示モジュール）の外観及び断面について、図４を用いて説明する。図４（Ａ１）（Ａ２）は、第１の基板４００１上に形成されたトランジスタ４０１０、４０１１、及び液晶素子４０１３を、第２の基板４００６との間にシール材４００５によって封止した、パネルの上面図であり、図４（Ｂ）は、図４（Ａ１）（Ａ２）のＭ−Ｎにおける断面図に相当する。
【０１７０】
第１の基板４００１上に設けられた画素部４００２と、走査線駆動回路４００４とを囲むようにして、シール材４００５が設けられている。また画素部４００２と、走査線駆動回路４００４の上に第２の基板４００６が設けられている。よって画素部４００２と、走査線駆動回路４００４とは、第１の基板４００１とシール材４００５と第２の基板４００６とによって、液晶組成物４００８と共に封止されている。
【０１７１】
また、図４（Ａ１）は第１の基板４００１上のシール材４００５によって囲まれている領域とは異なる領域に、別途用意された基板上に単結晶半導体膜又は多結晶半導体膜で形成された信号線駆動回路４００３が実装されている。なお、図４（Ａ２）は信号線駆動回路の一部を第１の基板４００１上に設けられたトランジスタで形成する例であり、第１の基板４００１上に信号線駆動回路４００３ｂが形成され、かつ別途用意された基板上に単結晶半導体膜又は多結晶半導体膜で形成された信号線駆動回路４００３ａが実装されている。
【０１７２】
なお、別途形成した駆動回路の接続方法は、特に限定されるものではなく、ＣＯＧ方法、ワイヤボンディング方法、或いはＴＡＢ方法などを用いることができる。図４（Ａ１）は、ＣＯＧ方法により信号線駆動回路４００３を実装する例であり、図４（Ａ２）は、ＴＡＢ方法により信号線駆動回路４００３を実装する例である。
【０１７３】
また第１の基板４００１上に設けられた画素部４００２と、走査線駆動回路４００４は、トランジスタを複数有しており、図４（Ｂ）では、画素部４００２に含まれるトランジスタ４０１０と、走査線駆動回路４００４に含まれるトランジスタ４０１１とを例示している。トランジスタ４０１０、４０１１上には絶縁層４０２０、層間膜４０２１が設けられている。
【０１７４】
トランジスタ４０１０、４０１１は、実施の形態５に示すトランジスタを適用することができる。
【０１７５】
また、層間膜４０２１、又は絶縁層４０２０上において、駆動回路用のトランジスタ４０１１の半導体層のチャネル形成領域と重なる位置に導電層を設けてもよい。導電層は、電位がトランジスタ４０１１のゲート電極層と同じでもよいし、異なっていても良く、第２のゲート電極層として機能させることもできる。また、導電層の電位がＧＮＤ、或いは導電層はフローティング状態であってもよい。
【０１７６】
また、層間膜４０２１上に画素電極層４０３０及び共通電極層４０３１が形成され、画素電極層４０３０はトランジスタ４０１０と電気的に接続されている。液晶素子４０１３は、画素電極層４０３０、共通電極層４０３１及び液晶組成物４００８を含む。なお、第１の基板４００１、第２の基板４００６の外側にはそれぞれ偏光板４０３２ａ、４０３２ｂが設けられている。
【０１７７】
液晶組成物４００８に、実施の形態１乃至３で示した一般式（Ｇ１）、（Ｇ２）、（Ｇ３）又は（Ｇ４）で表されるジオキソラン誘導体、及びネマチック液晶を含有してなる液晶組成物を用いる。画素電極層４０３０及び共通電極層４０３１には、上記実施の形態で示したような画素電極層及び共通電極層の構成を適用することができる。
【０１７８】
本実施の形態では、液晶組成物４００８は一般式（Ｇ１）、（Ｇ２）、（Ｇ３）又は（Ｇ４）で表されるジオキソラン誘導体、及びネマチック液晶を含み、かつ、ブルー相を発現する。液晶組成物４００８はブルー相を発現している状態で高分子安定化処理を行うことで形成される。よって、本実施の形態では、画素電極層４０３０及び共通電極層４０３１のうち少なくとも一つは、実施の形態４の図１（Ａ）、実施の形態５の図３で示したような開口部、あるいは櫛歯形状を有する形状である。
【０１７９】
画素電極層４０３０と共通電極層４０３１との間に水平方向の電界を形成することで、液晶組成物４００８の液晶を制御する。従って、視野角が広くなる。
【０１８０】
なお、第１の基板４００１、第２の基板４００６としては、透光性を有するガラス、プラスチックなどを用いることができる。プラスチックとしては、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒ  Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ  Ｐｌａｓｔｉｃｓ）板、ＰＶＦ（ポリビニルフルオライド）フィルム、ポリエステルフィルム又はアクリル樹脂フィルムを用いることができる。また、アルミニウムホイルをＰＶＦフィルムやポリエステルフィルムで挟んだ構造のシートを用いることもできる。
【０１８１】
またスペーサ４０３５は絶縁膜を選択的にエッチングすることで得られる柱状のスペーサであり、液晶組成物４００８の膜厚（セルギャップ）を制御するために設けられている。なお球状のスペーサを用いていても良い。液晶組成物４００８を用いる液晶表示装置において液晶組成物の厚さであるセルギャップは１μｍ以上２０μｍ以下とすることが好ましい。なお、本明細書においてセルギャップの厚さとは、液晶組成物の厚さ（膜厚）の最大値とする。
【０１８２】
なお図４は透過型液晶表示装置の例であるが、本発明の一態様は半透過型液晶表示装置でも、反射型液晶表示装置でも適用できる。
【０１８３】
また、図４の液晶表示装置では、第１の基板４００１と第２の基板４００６の外側に偏光板を設ける例を示すが、偏光板は基板の内側に設けてもよい。偏光板の材料や作製工程条件によって適宜設定すればよい。また、ブラックマトリクスとして機能する遮光層を設けてもよい。
【０１８４】
層間膜４０２１の一部としてカラーフィルタ層や遮光層を形成してもよい。図４においては、トランジスタ４０１０、４０１１上方を覆うように遮光層４０３４が第２の基板４００６側に設けられている例である。遮光層４０３４を設けることにより、さらにコントラスト向上やトランジスタの安定化の効果を高めることができる。
【０１８５】
図４（Ｂ）においては、トランジスタ４０１０、４０１１を保護膜として機能する絶縁層４０２０で覆う構成としてもよいが、特に限定されない。なお、保護膜は、大気中に浮遊する有機物や金属物、水蒸気などの不純物の侵入を防ぐためのものであり、緻密な膜を適用することが好ましい。例えば、スパッタリング法を用いて、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜、酸化アルミニウム膜、窒化アルミニウム膜、酸化窒化アルミニウム膜、又は窒化酸化アルミニウム膜の単層、又は積層を形成すればよい。
【０１８６】
また、平坦化絶縁膜として透光性の絶縁層をさらに形成してもよい。
【０１８７】
画素電極層４０３０及び共通電極層４０３１は、透光性を有する導電性材料を用いることができる。
【０１８８】
また別途形成された信号線駆動回路４００３と、走査線駆動回路４００４又は画素部４００２に与えられる各種信号及び電位は、ＦＰＣ４０１８から供給されている。
【０１８９】
また、トランジスタは静電気などにより破壊されやすいため、ゲート線又はソース線に対して、駆動回路保護用の保護回路を同一基板上に設けることが好ましい。保護回路は、非線形素子を用いて構成することが好ましい。
【０１９０】
図４では、接続端子電極４０１５が、画素電極層４０３０と同じ導電膜から形成され、端子電極４０１６は、トランジスタ４０１０、４０１１のソース電極層及びドレイン電極層と同じ導電膜で形成されている。
【０１９１】
接続端子電極４０１５は、ＦＰＣ４０１８が有する端子と、異方性導電膜４０１９を介して電気的に接続されている。
【０１９２】
また図４においては、信号線駆動回路４００３を別途形成し、第１の基板４００１に実装している例を示しているが、この構成に限定されない。走査線駆動回路を別途形成して実装しても良いし、信号線駆動回路の一部又は走査線駆動回路の一部のみを別途形成して実装しても良い。
【０１９３】
以上のように、一般式（Ｇ１）、（Ｇ２）、（Ｇ３）又は（Ｇ４）で表されるジオキソラン誘導体、及びネマチック液晶を含有してなる液晶組成物を適用することで、低電圧駆動が可能な液晶素子又は液晶表示装置とすることができる。よって、液晶表示装置の低消費電力化を図ることができる。
【０１９４】
また、一般式（Ｇ１）、（Ｇ２）、（Ｇ３）又は（Ｇ４）で表されるジオキソラン誘導体、及びネマチック液晶を含みブルー相を発現する液晶組成物は、高速応答が可能である。よって、該液晶組成物を液晶表示装置に適用することで、液晶表示装置の高性能化が可能になる。
【０１９５】
以上、本実施の形態に示す、構成、方法などは、他の実施の形態に示す構成、方法などと適宜組み合わせて用いることができる。
【０１９６】
（実施の形態７）
本明細書に開示する液晶表示装置は、さまざまな電子機器（遊技機も含む）に適用することができる。電子機器としては、例えば、テレビジョン装置（テレビ、又はテレビジョン受信機ともいう）、コンピュータ用などのモニタ、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、デジタルフォトフレーム、携帯電話機（携帯電話、携帯電話装置ともいう）、携帯型ゲーム機、携帯情報端末、音響再生装置、パチンコ機などの大型ゲーム機などが挙げられる。
【０１９７】
図５（Ａ）は、ノート型のパーソナルコンピュータであり、本体３００１、筐体３００２、表示部３００３、キーボード３００４などによって構成されている。上記実施の形態のいずれかで示した液晶表示装置を表示部３００３に適用することにより、低消費電力なノート型のパーソナルコンピュータとすることができる。
【０１９８】
図５（Ｂ）は、携帯情報端末（ＰＤＡ）であり、本体３０２１には表示部３０２３と、外部インターフェイス３０２５と、操作ボタン３０２４等が設けられている。また操作用の付属品としてスタイラス３０２２がある。上記実施の形態のいずれかで示した液晶表示装置を表示部３０２３に適用することにより、低消費電力な携帯情報端末とすることができる。
【０１９９】
図５（Ｃ）は、電子書籍であり、筐体２７０１および筐体２７０３の２つの筐体で構成されている。筐体２７０１および筐体２７０３は、軸部２７１１により一体とされており、該軸部２７１１を軸として開閉動作を行うことができる。このような構成により、紙の書籍のような動作を行うことが可能となる。
【０２００】
筐体２７０１には表示部２７０５が組み込まれ、筐体２７０３には表示部２７０７が組み込まれている。表示部２７０５および表示部２７０７は、続き画面を表示する構成としてもよいし、異なる画面を表示する構成としてもよい。異なる画面を表示する構成とすることで、例えば右側の表示部（図５（Ｃ）では表示部２７０５）に文章を表示し、左側の表示部（図５（Ｃ）では表示部２７０７）に画像を表示することができる。上記実施の形態のいずれかで示した液晶表示装置を表示部２７０５、表示部２７０７に適用することにより、低消費電力な電子書籍とすることができる。表示部２７０５として半透過型、又は反射型の液晶表示装置を用いる場合、比較的明るい状況下での使用も予想されるため、太陽電池を設け、太陽電池による発電、及びバッテリーでの充電を行えるようにしてもよい。なおバッテリーとしては、リチウムイオン電池を用いると、小型化を図れる等の利点がある。
【０２０１】
また、図５（Ｃ）では、筐体２７０１に操作部などを備えた例を示している。例えば、筐体２７０１において、電源２７２１、操作キー２７２３、スピーカー２７２５などを備えている。操作キー２７２３により、頁を送ることができる。なお、筐体の表示部と同一面にキーボードやポインティングデバイスなどを備える構成としてもよい。また、筐体の裏面や側面に、外部接続用端子（イヤホン端子、ＵＳＢ端子など）、記録媒体挿入部などを備える構成としてもよい。さらに、電子書籍は、電子辞書としての機能を持たせた構成としてもよい。
【０２０２】
また、電子書籍は、無線で情報を送受信できる構成としてもよい。無線により、電子書籍サーバから、所望の書籍データなどを購入し、ダウンロードする構成とすることも可能である。
【０２０３】
図５（Ｄ）は、携帯電話であり、筐体２８００及び筐体２８０１の二つの筐体で構成されている。筐体２８０１には、表示パネル２８０２、スピーカー２８０３、マイクロフォン２８０４、ポインティングデバイス２８０６、カメラ用レンズ２８０７、外部接続端子２８０８などを備えている。また、筐体２８００には、携帯電話の充電を行う太陽電池セル２８１０、外部メモリスロット２８１１などを備えている。また、アンテナは筐体２８０１内部に内蔵されている。上記実施の形態のいずれかで示した液晶表示装置を表示パネル２８０２に適用することにより、低消費電力な携帯電話とすることができる。
【０２０４】
また、表示パネル２８０２はタッチパネルを備えており、図５（Ｄ）には映像表示されている複数の操作キー２８０５を点線で示している。なお、太陽電池セル２８１０で出力される電圧を各回路に必要な電圧に昇圧するための昇圧回路も実装している。
【０２０５】
表示パネル２８０２は、使用形態に応じて表示の方向が適宜変化する。また、表示パネル２８０２と同一面上にカメラ用レンズ２８０７を備えているため、テレビ電話が可能である。スピーカー２８０３及びマイクロフォン２８０４は音声通話に限らず、テレビ電話、録音、再生などが可能である。さらに、筐体２８００と筐体２８０１は、スライドし、図５（Ｄ）のように展開している状態から重なり合った状態とすることができ、携帯に適した小型化が可能である。
【０２０６】
外部接続端子２８０８はＡＣアダプタ及びＵＳＢケーブルなどの各種ケーブルと接続可能であり、充電及びパーソナルコンピュータなどとのデータ通信が可能である。また、外部メモリスロット２８１１に記録媒体を挿入し、より大量のデータ保存及び移動に対応できる。
【０２０７】
また、上記機能に加えて、赤外線通信機能、テレビ受信機能などを備えたものであってもよい。
【０２０８】
図５（Ｅ）は、デジタルビデオカメラであり、本体３０５１、表示部３０５７、接眼部３０５３、操作スイッチ３０５４、表示部３０５５、バッテリー３０５６などによって構成されている。上記実施の形態のいずれかで示した液晶表示装置を表示部３０５７、表示部３０５５に適用することにより、低消費電力なデジタルビデオカメラとすることができる。
【０２０９】
図５（Ｆ）は、テレビジョン装置であり、筐体９６０１や表示部９６０３などによって構成されている。表示部９６０３により、映像を表示することが可能である。また、ここでは、スタンド９６０５により筐体９６０１を支持した構成を示している。上記実施の形態のいずれかで示した液晶表示装置を表示部９６０３に適用することにより、低消費電力なテレビジョン装置とすることができる。
【０２１０】
テレビジョン装置の操作は、筐体９６０１が備える操作スイッチや、別体のリモコン操作機により行うことができる。また、リモコン操作機に、当該リモコン操作機から出力する情報を表示する表示部を設ける構成としてもよい。
【０２１１】
なお、テレビジョン装置は、受信機やモデムなどを備えた構成とする。受信機により一般のテレビ放送の受信を行うことができ、さらにモデムを介して有線又は無線による通信ネットワークに接続することにより、一方向（送信者から受信者）又は双方向（送信者と受信者間、あるいは受信者間同士など）の情報通信を行うことも可能である。
【０２１２】
以上、本実施の形態に示す、構成、方法などは、他の実施の形態に示す構成、方法などと適宜組み合わせて用いることができる。
【実施例１】
【０２１３】
本実施例では、実施の形態１の構造式（１００）で表されるジオキソラン誘導体である、（４Ｒ，５Ｒ）−２，２−ジメチル−α，α，α’，α’−テトラ［４−（ｔｒａｎｓ−４−ｎ−ペンチルシクロヘキシル）フェニル］−１，３−ジオキソラン−４，５−ジメタノール（略称：Ｒ−ＤＯＬ−ＰＣ５）を合成する例を示す。
【０２１４】
【化２８】
2015044800.tif 000029
【０２１５】
０．３３ｇ（１３ｍｍｏｌ）のマグネシウムを１００ｍＬの三口フラスコに入れ、フラスコ内を窒素置換した。ここに５．０ｍＬのテトラヒドロフランと数滴のジブロモエタンを加え、室温で攪拌した。この混合物に３．９ｇ（１４ｍｍｏｌ）の１−ブロモ−４−［ｔｒａｎｓ−４−（ｎ−ペンチル）シクロヘキシル］ベンゼン／１０ｍＬテトラヒドロフラン溶液を滴下漏斗より滴下し、窒素気流下、８０℃で１時間攪拌した。所定時間経過後、この混合物に０．６１ｇ（２．８ｍｍｏｌ）の（−）−２，３−Ｏ−イソプロピリデン−Ｌ−酒石酸ジメチル／５．０ｍＬテトラヒドロフラン溶液を滴下漏斗より滴下し、窒素気流下、８０℃で１１．５時間攪拌した。所定時間経過後、この混合物にメタノール、水、希塩酸を順に加え、水層をトルエンで抽出した。得られた抽出溶液と有機層を合わせ、水と、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液と、飽和食塩水で洗浄後、硫酸マグネシウムで乾燥した。
【０２１６】
この混合物を自然濾過により濾別し、濾液を濃縮して黄色油状物を得た。得られた油状物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒：トルエン）により精製した。得られたフラクションを濃縮し、真空乾燥して、黄色油状物を得た。得られた油状物を高速液体カラムクロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）（展開溶媒：クロロホルム）により精製した。得られたフラクションを濃縮し、真空乾燥して、目的物であるＲ−ＤＯＬ−ＰＣ５の淡黄色固体を、収量１．５ｇ、収率５１％で得た。上記の反応スキームを下記（Ｅ１−１）に示す。
【０２１７】
【化２９】
2015044800.tif 000030
【０２１８】
核磁気共鳴法（ＮＭＲ）によって、この化合物が目的物であるＲ−ＤＯＬ−ＰＣ５であることを確認した。
【０２１９】
得られた物質Ｒ−ＤＯＬ−ＰＣ５の１Ｈ  ＮＭＲデータを以下に示す。
１Ｈ  ＮＭＲ（ＴＣＥ、３００ＭＨｚ）：δ（ｐｐｍ）＝０．８９−１．４６（ｍ、８２Ｈ）、１．８０−１．９８（ｍ、１６Ｈ）、２．３２（ｓ、２Ｈ）、２．３７−２．５０（ｍ、４Ｈ）、４．５８（ｓ、２Ｈ）、７．０３−７．４０（ｍ、１６Ｈ）。
【０２２０】
また、１Ｈ  ＮＭＲチャートを図６（Ａ）、（Ｂ）、及び、図７に示す。なお、図６（Ｂ）は、図６（Ａ）における０ｐｐｍから５ｐｐｍの範囲を拡大して表したチャートであり、図７は、図６（Ａ）における５ｐｐｍから１０ｐｐｍの範囲を拡大して表したチャートである。測定結果から、目的物であるＲ−ＤＯＬ−ＰＣ５が得られたことを確認した。
【０２２１】
また、本実施例において合成したＲ−ＤＯＬ−ＰＣ５とネマチック液晶とを混合した液晶組成物のＨＴＰを測定した。測定は室温下にて行い、測定方法はグランジャン−カノ−くさび法を用いた。なお、液晶組成物におけるネマチック液晶とＲ−ＤＯＬ−ＰＣ５の混合比は９９．９ｗｔ％：０．１ｗｔ％（＝ネマチック液晶：Ｒ−ＤＯＬ−ＰＣ５）とした。また、ネマチック液晶は、混合液晶Ｅ−８（株式会社ＬＣＣ製）、４−（ｔｒａｎｓ−４−ｎ−プロピルシクロヘキシル）−３’，４’−ジフルオロ−１，１’−ビフェニル（略称：ＣＰＰ−３ＦＦ）（大立高分子工業社製）、及び４−ｎ−ペンチル安息香酸４−シアノ−３−フルオロフェニル（略称：ＰＥＰ−５ＣＮＦ）（大立高分子工業社製）の混合液晶を用い、その混合比を、４０ｗｔ％：３０ｗｔ％：３０ｗｔ％（＝Ｅ−８：ＣＰＰ−３ＦＦ：ＰＥＰ−５ＣＮＦ）とした。
【０２２２】
測定の結果、Ｒ−ＤＯＬ−ＰＣ５を含有する液晶組成物のＨＴＰは、２９μｍ−１であり、Ｒ−ＤＯＬ−ＰＣ５を液晶組成物中に極少量添加することで、高いＨＴＰを有する液晶組成物が得られることが確認された。即ち、Ｒ−ＤＯＬ−ＰＣ５は捩れ力の強いカイラル剤であるため、液晶組成物中においてカイラル剤の割合を低減させることが可能となる。
【０２２３】
よって、本実施例で作製したＲ−ＤＯＬ−ＰＣ５は、液晶組成物のカイラル剤として好適に用いることが可能であることが示された。また、本発明の一態様を適用した液晶組成物はねじれ力の強い液晶組成物であり、該液晶組成物を用いることにより液晶表示装置の高コントラスト化が可能となる。
【実施例２】
【０２２４】
本実施例では、実施の形態１の構造式（１０１）で表されるジオキソラン誘導体である、（４Ｒ，５Ｒ）−２，２−ジメチル−α，α，α’，α’−テトラ［４’−（ｎ−ヘキシル−１−オキシ）−１，１’−ビフェニル−４−イル］−１，３−ジオキソラン−４，５−ジメタノール（略称：Ｒ−ＤＯＬ−ＰＰＯ６）を合成する例を示す。
【０２２５】
【化３０】
2015044800.tif 000031
【０２２６】
０．４４ｇ（１８ｍｍｏｌ）のマグネシウムを１００ｍＬの三口フラスコに入れ、フラスコ内を窒素置換した。ここに５．０ｍＬのテトラヒドロフランと数滴のジブロモエタンを加え、室温で攪拌した。この混合物に６．３ｇ（１９ｍｍｏｌ）の４−ブロモ−４’−（ｎ−ヘキシル−１−オキシ）−１，１’−ビフェニル／１０ｍＬテトラヒドロフラン溶液を滴下漏斗より滴下し、窒素気流下、８０℃で１時間攪拌した。所定時間経過後、この混合物に０．８３ｇ（３．８ｍｍｏｌ）の（−）−２，３−Ｏ−イソプロピリデン−Ｌ−酒石酸ジメチル／３．９ｍＬテトラヒドロフラン溶液を滴下漏斗より滴下し、窒素気流下、８０℃で７．５時間攪拌した。所定時間経過後、この混合物にメタノール、水、希塩酸を順に加え、水層を酢酸エチルで抽出した。得られた抽出溶液と有機層を合わせ、水と、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液と、飽和食塩水で洗浄後、硫酸マグネシウムで乾燥した。
【０２２７】
この混合物を自然濾過により濾別し、濾液を濃縮して黄色油状物を得た。得られた油状物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒：ヘキサン：酢酸エチル＝１０：１、次いで５：１、次いで酢酸エチル）により精製した。得られたフラクションを濃縮し、黄色油状物を得た。得られた油状物をＨＰＬＣ（展開溶媒：クロロホルム）により精製した。得られたフラクションを濃縮、真空乾燥して、目的物であるＲ−ＤＯＬ−ＰＰＯ６の黄色油状物を、収量０．５７ｇ、収率１３％で得た。上記反応スキームを、下記（Ｅ２−１）に示す。
【０２２８】
【化３１】
2015044800.tif 000032
【０２２９】
ＮＭＲによって、この化合物が目的物であるＲ−ＤＯＬ−ＰＰＯ６であることを確認した。
【０２３０】
得られた物質Ｒ−ＤＯＬ−ＰＰＯ６の１Ｈ  ＮＭＲデータを以下に示す。
１Ｈ  ＮＭＲ（ＴＣＥ、３００ＭＨｚ）：δ（ｐｐｍ）＝０．８８−０．９４（ｍ、１２Ｈ）、１．１６（ｓ、６Ｈ）、１．２４−１．４９（ｍ、１８Ｈ）、１．７４−１．８６（ｍ、８Ｈ）、３．９５−４．０３（ｍ、８Ｈ）、４．７１（ｓ、２Ｈ）、６．９０−６．９９（ｍ、８Ｈ）、７．３９−７．６４（ｍ、２４Ｈ）。
【０２３１】
また、１Ｈ  ＮＭＲチャートを図８（Ａ）、（Ｂ）、及び図９に示す。なお、図８（Ｂ）は、図８（Ａ）における０ｐｐｍから５ｐｐｍの範囲を拡大して表したチャートであり、図９は、図８（Ａ）における５ｐｐｍから１０ｐｐｍの範囲を拡大して表したチャートである。測定結果から、目的物であるＲ−ＤＯＬ−ＰＰＯ６が得られたことを確認した。
【０２３２】
また、本実施例において合成したＲ−ＤＯＬ−ＰＰＯ６とネマチック液晶とを混合した液晶組成物のＨＴＰを測定した。測定は室温下にて行い、測定方法はグランジャン−カノ−くさび法を用いた。なお、液晶組成物におけるネマチック液晶とＲ−ＤＯＬ−ＰＰＯ６の混合比は９９．９ｗｔ％：０．１ｗｔ％（＝ネマチック液晶：Ｒ−ＤＯＬ−ＰＰＯ６）とした。また、ネマチック液晶は、混合液晶Ｅ−８（株式会社ＬＣＣ製）、ＣＰＰ−３ＦＦ（大立高分子工業社製）、及びＰＥＰ−５ＣＮＦ（大立高分子工業社製）の混合液晶を用い、その混合比を、４０ｗｔ％：３０ｗｔ％：３０ｗｔ％（＝Ｅ−８：ＣＰＰ−３ＦＦ：ＰＥＰ−５ＣＮＦ）とした。
【０２３３】
測定の結果、Ｒ−ＤＯＬ−ＰＰＯ６を含有する液晶組成物のＨＴＰは、４３μｍ−１であり、Ｒ−ＤＯＬ−ＰＰＯ６を液晶組成物中に極少量添加することで、高いＨＴＰを有する液晶組成物が得られることが確認された。即ち、Ｒ−ＤＯＬ−ＰＰＯ６は捩れ力の強いカイラル剤であるため、液晶組成物中においてカイラル剤の割合を低減させることが可能となる。
【０２３４】
よって、本実施例で作製したＲ−ＤＯＬ−ＰＰＯ６は、液晶組成物のカイラル剤として好適に用いることが可能であることが示された。また、本発明の一態様を適用した液晶組成物はねじれ力の強い液晶組成物であり、該液晶組成物を用いることにより液晶表示装置の高コントラスト化が可能となる。
【実施例３】
【０２３５】
本実施例では、実施の形態１の構造式（１０２）で表されるジオキソラン誘導体である、（４Ｒ，５Ｒ）−２，２−ジメチル−α，α，α’，α’−テトラ［４’−（ｎ−ペンチル）−１，１’−ビフェニル−４−イル］−１，３−ジオキソラン−４，５−ジメタノール（略称：Ｒ−ＤＯＬ−ＰＰ５）を合成する例を示す。
【０２３６】
【化３２】
2015044800.tif 000033
【０２３７】
０．３４ｇ（１４ｍｍｏｌ）のマグネシウムを１００ｍＬの三口フラスコに入れ、フラスコ内を窒素置換した。ここに５．０ｍＬのテトラヒドロフランと数滴のジブロモエタンを加え、室温で攪拌した。この混合物に４．４ｇ（１５ｍｍｏｌ）の４−ブロモ−４’−（ｎ−ペンチル）−１，１’−ビフェニル／７．０ｍＬテトラヒドロフラン溶液を滴下漏斗より滴下し、窒素気流下、８０℃で１時間攪拌した。所定時間経過後、この混合物に０．６３ｇ（２．９ｍｍｏｌ）の（−）−２，３−Ｏ−イソプロピリデン−Ｌ−酒石酸ジメチル／２．０ｍＬテトラヒドロフラン溶液を滴下漏斗より滴下し、窒素気流下、８０℃で１時間攪拌した。所定時間経過後、得られた混合物にメタノールと水と塩酸を順に加え、水層をトルエンで抽出した。得られた抽出溶液と有機層を合わせ、水と、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液と、飽和食塩水で洗浄後、硫酸マグネシウムで乾燥した。
【０２３８】
この混合物を自然ろ過により濾別し、濾液を濃縮して黄色油状物を得た。得られた油状物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒：ヘキサン：酢酸エチル＝５：１）により精製した。得られたフラクションを濃縮し、黄色油状物を得た。得られた油状物をＨＰＬＣ（展開溶媒：クロロホルム）により精製した。得られたフラクションを濃縮し、真空乾燥して、目的物であるＲ−ＤＯＬ−ＰＰ５の淡黄色固体を、収量２．１ｇ、収率６８％で得た。上記の反応スキームを下記（Ｅ３−１）に示す。
【０２３９】
【化３３】
2015044800.tif 000034
【０２４０】
ＮＭＲによって、この化合物が目的物であるＲ−ＤＯＬ−ＰＰ５であることを確認した。
【０２４１】
得られた物質Ｒ−ＤＯＬ−ＰＰ５の１Ｈ  ＮＭＲデータを以下に示す。
１Ｈ  ＮＭＲ（ＴＣＥ、３００ＭＨｚ）：δ（ｐｐｍ）＝０．９０（ｓ、１２Ｈ）、１．１６（ｓ、６Ｈ）、１．２４−１．３６（ｍ、１６Ｈ）、１．６０−１．７１（ｍ、８Ｈ）、２．６１（ｓ、８Ｈ）、３．６９（ｓ、２Ｈ）、４．７６（ｓ、２Ｈ）、７．１６−７．２３（ｍ、８Ｈ）、７．４４−７．６１（ｍ、２４Ｈ）
【０２４２】
また、１Ｈ  ＮＭＲチャートを図１０（Ａ）、（Ｂ）、及び図１１に示す。なお、図１０（Ｂ）は、図１０（Ａ）における０ｐｐｍから５ｐｐｍの範囲を拡大して表したチャートであり、図１１は、図１０（Ａ）における５ｐｐｍから１０ｐｐｍの範囲を拡大して表したチャートである。測定結果から、目的物であるＲ−ＤＯＬ−ＰＰ５が得られたことを確認した。
【０２４３】
また、本実施例において合成したＲ−ＤＯＬ−ＰＰ５とネマチック液晶とを混合した液晶組成物のＨＴＰを測定した。測定は室温下にて行い、測定方法はグランジャン−カノ−くさび法を用いた。なお、液晶組成物におけるネマチック液晶とＲ−ＤＯＬ−ＰＰ５の混合比は９９．９ｗｔ％：０．１ｗｔ％（＝ネマチック液晶：Ｒ−ＤＯＬ−ＰＰ５）とした。また、ネマチック液晶は、混合液晶Ｅ−８（株式会社ＬＣＣ製）、ＣＰＰ−３ＦＦ（大立高分子工業社製）、及びＰＥＰ−５ＣＮＦ（大立高分子工業社製）の混合液晶を用い、その混合比を、４０ｗｔ％：３０ｗｔ％：３０ｗｔ％（＝Ｅ−８：ＣＰＰ−３ＦＦ：ＰＥＰ−５ＣＮＦ）とした。
【０２４４】
測定の結果、Ｒ−ＤＯＬ−ＰＰ５を含有する液晶組成物のＨＴＰは、５０μｍ−１であり、Ｒ−ＤＯＬ−ＰＰ５を液晶組成物中に極少量添加することで、高いＨＴＰを有する液晶組成物が得られることが確認された。即ち、Ｒ−ＤＯＬ−ＰＰ５は捩れ力の強いカイラル剤であるため、液晶組成物中においてカイラル剤の割合を低減させることが可能となる。
【０２４５】
よって、本実施例で作製したＲ−ＤＯＬ−ＰＰ５は、液晶組成物のカイラル剤として好適に用いることが可能であることが示された。また、本発明の一態様を適用した液晶組成物はねじれ力の強い液晶組成物であり、該液晶組成物を用いることにより液晶表示装置の高コントラスト化が可能となる。
【実施例４】
【０２４６】
本実施例では、本発明の一態様の液晶組成物、及び該液晶組成物を用いたＴＮモードの液晶素子を３種類作製し、特性の評価を行った。
【０２４７】
本実施例で作製した３種類の液晶組成物は、ネマチック液晶として、共通して混合液晶ＺＬＩ−４７９２（メルク株式会社製）、カイラル剤として、実施例１から３でそれぞれ示したＲ−ＤＯＬ−ＰＣ５、Ｒ−ＤＯＬ−ＰＰＯ６、Ｒ−ＤＯＬ−ＰＰ５を用いた。液晶組成物において、ネマチック液晶ＺＬＩ−４７９２に対するカイラル剤Ｒ−ＤＯＬ−ＰＣ５、Ｒ−ＤＯＬ−ＰＰＯ６、Ｒ−ＤＯＬ−ＰＰ５の割合は、それぞれ０．０３ｗｔ％、０．０４ｗｔ％、０．０３ｗｔ％である。
【０２４８】
本実施例で作製した３種類の液晶組成物について室温下にてグランジャン−カノーくさび法を用いて螺旋ピッチを測定したところ、それぞれ、４９．７μｍ、５５．２μｍ、１０３．７μｍであった。
【０２４９】
続いて透過型のＴＮセルを用いて電圧印加前後の配向観察を行った。使用したＴＮセルは、セル厚４μｍの縦電界印加用のセルである。画素電極層は、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）を用いて２枚のガラス基板上にそれぞれスパッタリング法にて形成した。その膜厚は１１０ｎｍである。このガラス基板２枚に水平配向膜であるＳＥ−６４１４（日産化学工業株式会社製）をスピンコーターにて塗布し、２３０℃にて焼成を行った。続いてラビング装置にてラビング処理を行い、一方の基板に直径４μｍのスペーサを散布した。そして、スペーサを散布した基板に熱硬化型のシールを塗布し、両方の基板のラビング方向が９０°を成すように貼り合わせを行った。そして、貼り合わせた基板を０．３ｋｇｆ／ｃｍ２の圧力で押しながら、１６０℃の温度で４時間の加熱処理を行った。
【０２５０】
このようにして作製した基板を分断し、毛細管現象を利用した注入法を用いて３種類の液晶組成物をそれぞれ注入し、３種類の液晶素子を作製した。この３種類の液晶素子を偏光顕微鏡（ＭＸ−６１Ｌ  オリンパス株式会社製）にてクロスニコル観察を行ったところ、すべての液晶素子においてリバースツイストによる線欠陥は全く発生しておらず、良好な配向が得られていた。
【０２５１】
続いて、この３種類の液晶素子の電圧−透過率特性をＲＥＴＳ＋ＶＴ測定システム（大塚電子社製）にて測定した。印加した電圧は０Ｖから１０Ｖで０．２Ｖ刻みである。測定後に偏光顕微鏡にて再度クロスニコル観察を行ったところ、３種類の液晶素子すべてにおいてリバースツイストによる線欠陥は全く発生しておらず、電圧印加後でも良好な配向が得られていた。
【０２５２】
以上の結果より本発明の一形態である液晶組成物は、一般式（Ｇ１）で表されるジオキソラン誘導体をカイラル剤として含有することで、ＴＮモードの素子としても使用することができることが示された。
【実施例５】
【０２５３】
本実施例では、実施例１で合成方法を示したＲ−ＤＯＬ−ＰＣ５とネマチック液晶を混合して液晶組成物を作製した。なお、該液晶組成物におけるネマチック液晶とＲ−ＤＯＬ−ＰＣ５の混合比は、８６．０ｗｔ％：１４．０ｗｔ％（＝ネマチック液晶：Ｒ−ＤＯＬ−ＰＣ５）とした。また、ネマチック液晶は、混合液晶Ｅ−８（株式会社ＬＣＣ製）、ＣＰＰ−３ＦＦ（大立高分子工業社製）、及びＰＥＰ−５ＣＮＦ（大立高分子工業社製）の混合液晶を用い、その混合比を、４０ｗｔ％：３０ｗｔ％：３０ｗｔ％（＝Ｅ−８：ＣＰＰ−３ＦＦ：ＰＥＰ−５ＣＮＦ）とした。
【０２５４】
本実施例においては、まず液晶素子の液晶組成物を等方相とした後、温調器によって毎分１．０℃で降温させながら偏光顕微鏡にて観察を行い、液晶組成物がブルー相を発現する温度の測定を行った。本実施例の液晶組成物において、４２．３℃でブルー相の発現を確認した。
【実施例６】
【０２５５】
本実施例では、実施例３で合成方法を示したＲ−ＤＯＬ−ＰＰ５とネマチック液晶を混合して液晶組成物を作製した。なお、該液晶組成物におけるネマチック液晶とＲ−ＤＯＬ−ＰＰ５の混合比は、８９．２ｗｔ％：１０．８ｗｔ％（＝ネマチック液晶：Ｒ−ＤＯＬ−ＰＰ５）とした。また、ネマチック液晶は、混合液晶Ｅ−８（株式会社ＬＣＣ製）、ＣＰＰ−３ＦＦ（大立高分子工業社製）、及びＰＥＰ−５ＣＮＦ（大立高分子工業社製）の混合液晶を用い、その混合比を、４０ｗｔ％：３０ｗｔ％：３０ｗｔ％（＝Ｅ−８：ＣＰＰ−３ＦＦ：ＰＥＰ−５ＣＮＦ）とした。
【０２５６】
本実施例においては、まず液晶素子の液晶組成物を等方相とした後、温調器によって毎分１．０℃で降温させながら偏光顕微鏡にて観察を行い、液晶組成物がブルー相を発現する温度範囲の測定を行った。本実施例の液晶組成物において、等方相とブルー相の相転移温度は４６．２℃であり、ブルー相とコレステリック相の相転移温度は４１．４℃であった。
【０２５７】
以上の結果より本発明の一形態である液晶組成物は、一般式（Ｇ１）で表されるジオキソラン誘導体をカイラル剤として含有することで、ブルー相を発現できることが示された。
【実施例７】
【０２５８】
本実施例では、実施の形態２の構造式（２００）で表されるジオキソラン誘導体である、（４Ｒ，５Ｒ）−２，２−ジメチル−α，α，α’，α’−テトラ（ナフタレン−１−イル）−１，３−ジオキソラン−４，５−ジメタノール（略称：Ｒ−ＤＯＬ−αＮｐ）を合成する例を示す。
【０２５９】
【化３４】
2015044800.tif 000035
【０２６０】
１．６ｇ（６４ｍｍｏｌ）のマグネシウムを３００ｍＬの三口フラスコに入れ、フラスコ内を窒素置換した。ここに１５ｍＬのテトラヒドロフランと数滴のジブロモエタンを加え、室温で攪拌した。この混合物に１１ｍＬ（７５ｍｍｏｌ）の１−ブロモナフタレン／３０ｍＬテトラヒドロフラン溶液を滴下漏斗より滴下し、窒素気流下、８０℃で１時間攪拌した。所定時間経過後、この混合物に２．７ｍＬ（１５ｍｍｏｌ）の（−）−２，３−Ｏ−イソプロピリデン−Ｌ−酒石酸ジメチル／１０ｍＬテトラヒドロフラン溶液を滴下漏斗より滴下し、窒素気流下、８０℃で１時間攪拌した。所定時間経過後、この混合物にメタノール、水、希塩酸を順に加え、水層を酢酸エチルで抽出した。得られた抽出溶液と有機層を合わせ、水と、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液と、飽和食塩水で洗浄後、硫酸マグネシウムで乾燥した。
【０２６１】
この混合物を自然濾過により濾別し、濾液を濃縮し赤色油状物を得た。得られた油状物をＨＰＬＣ（展開溶媒：クロロホルム）により精製した。得られたフラクションを濃縮して、淡黄色固体を得た。得られた固体をメタノールで洗浄し吸引ろ過により固体を濾取して、目的物であるＲ−ＤＯＬ−αＮｐの白色固体を収量１．２ｇ、収率１７％で得た。上記の反応スキームを下記（Ｅ４−１）に示す。
【０２６２】
【化３５】
2015044800.tif 000036
【０２６３】
ＮＭＲによって、この化合物が目的物であるＲ−ＤＯＬ−αＮｐであることを確認した。
【０２６４】
得られた物質Ｒ−ＤＯＬ−αＮｐの１Ｈ  ＮＭＲデータを以下に示す。
１Ｈ  ＮＭＲ（ＴＣＥ、３００ＭＨｚ）：δ（ｐｐｍ）＝０．５２（ｓ、２Ｈ）、１．３５（ｓ、６Ｈ）、３．４１（ｓ、２Ｈ）、６．８９−８．０８（ｍ、２８Ｈ）。
【０２６５】
また、１Ｈ  ＮＭＲチャートを図１２（Ａ）、（Ｂ）、及び、図１３に示す。なお、図１２（Ｂ）は、図１２（Ａ）における０ｐｐｍから５ｐｐｍの範囲を拡大して表したチャートであり、図１３は、図１２（Ａ）における５ｐｐｍから１０ｐｐｍの範囲を拡大して表したチャートである。測定結果から、目的物であるＲ−ＤＯＬ−αＮｐが得られたことを確認した。
【０２６６】
また、本実施例において合成したＲ−ＤＯＬ−αＮｐとネマチック液晶とを混合した液晶組成物のＨＴＰを測定した。測定は室温下にて行い、測定方法はグランジャン−カノ−くさび法を用いた。なお、液晶組成物におけるネマチック液晶とＲ−ＤＯＬ−αＮｐの混合比は９９．９ｗｔ％：０．１ｗｔ％（＝ネマチック液晶：Ｒ−ＤＯＬ−αＮｐ）とした。また、ネマチック液晶は、混合液晶Ｅ−８（株式会社ＬＣＣ製）、ＣＰＰ−３ＦＦ（大立高分子工業社製）、及びＰＥＰ−５ＣＮＦ（大立高分子工業社製）の混合液晶を用い、その混合比を、４０ｗｔ％：３０ｗｔ％：３０ｗｔ％（＝Ｅ−８：ＣＰＰ−３ＦＦ：ＰＥＰ−５ＣＮＦ）とした。
【０２６７】
測定の結果、Ｒ−ＤＯＬ−αＮｐを含有する液晶組成物のＨＴＰは、８８μｍ−１であり、Ｒ−ＤＯＬ−αＮｐを液晶組成物中に極少量添加することで、高いＨＴＰを有する液晶組成物が得られることが確認された。即ち、Ｒ−ＤＯＬ−αＮｐは捩れ力の強いカイラル剤であるため、液晶組成物中においてもカイラル剤の割合を低減させることが可能となる。
【０２６８】
よって、本実施例で作製したＲ−ＤＯＬ−αＮｐは、液晶組成物のカイラル剤として好適に用いることが可能であることが示された。また、本発明の一態様を適用した液晶組成物はねじれ力の強い液晶組成物であり、該液晶組成物を用いることにより液晶表示装置の高コントラスト化が可能となる。
【実施例８】
【０２６９】
本実施例では、実施の形態２の構造式（２０１）で表されるジオキソラン誘導体である、（４Ｒ，５Ｒ）−２，２−ジメチル−α，α，α’，α’−テトラ（ピレン−１−イル）−１，３−ジオキソラン−４，５−ジメタノール（略称：Ｒ−ＤＯＬ−Ｐｒｎａ）を合成する例を示す。
【０２７０】
【化３６】
2015044800.tif 000037
【０２７１】
０．３６ｇ（１５ｍｍｏｌ）のマグネシウムを１００ｍＬの三口フラスコに入れ、フラスコ内を窒素置換した。ここに５．０ｍＬのテトラヒドロフランと数滴のジブロモエタンを加え、室温で攪拌した。この混合物に４．８ｇ（１６ｍｍｏｌ）の１−ブロモピレン／１０ｍＬテトラヒドロフラン溶液を滴下漏斗より滴下し、窒素気流下、８０℃で１時間攪拌した。所定時間経過後、この混合物に０．６８ｇ（３．１ｍｍｏｌ）の（−）−２，３−Ｏ−イソプロピリデン−Ｌ−酒石酸ジメチル／５．０ｍＬテトラヒドロフラン溶液を滴下漏斗より滴下し、窒素気流下、８０℃で攪拌した。所定時間経過後、この混合物にメタノール、水、希塩酸を順に加え、水層を酢酸エチルで抽出した。得られた抽出溶液と有機層を合わせ、水と、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液と、飽和食塩水で洗浄後、硫酸マグネシウムで乾燥した。
【０２７２】
この混合物を自然濾過により濾別し、濾液を濃縮し褐色固体を得た。得られた固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒：ヘキサン：酢酸エチル＝５：１）により精製した。得られたフラクションを濃縮し真空乾燥して、褐色固体を得た。得られた固体をＨＰＬＣ（展開溶媒：クロロホルム）により精製した。得られたフラクションを濃縮し、真空乾燥して褐色油状物を得た。この油状物にヘキサンを加え超音波を照射した。得られた固体をトルエンにより再結晶した。得られた固体を吸引ろ過により濾別し真空乾燥して、フラッシュカラム（展開溶媒：クロロホルム）により精製した。得られたフラクションを濃縮し、黄色油状物を得た。得られた油状物にトルエン／ヘキサン混合溶媒を加え、析出した固体を吸引ろ過により濾別し、真空乾燥して、目的物であるＲ−ＤＯＬ−Ｐｒｎａの白色固体を収量５．０ｍｇ、収率０．１７％で得た。上記反応スキームを、下記（Ｅ５−１）に示す。
【０２７３】
【化３７】
2015044800.tif 000038
【０２７４】
ＮＭＲによって、この化合物が目的物であるＲ−ＤＯＬ−Ｐｒｎａであることを確認した。
【０２７５】
得られた物質Ｒ−ＤＯＬ−Ｐｒｎａの１Ｈ  ＮＭＲデータを以下に示す。
１Ｈ  ＮＭＲ（ＴＣＥ、３００ＭＨｚ）：δ（ｐｐｍ）＝１．１５（ｓ、２Ｈ）、１．３６（ｓ、６Ｈ）、６．５０（ｓ、２Ｈ）、７．２４−８．７９（ｍ、３６Ｈ）
【０２７６】
また、１Ｈ  ＮＭＲチャートを図１４（Ａ）、（Ｂ）、及び、図１５に示す。なお、図１４（Ｂ）は、図１４（Ａ）における０ｐｐｍから５ｐｐｍの範囲を拡大して表したチャートであり、図１５は、図１４（Ａ）における５ｐｐｍから１０ｐｐｍの範囲を拡大して表したチャートである。測定結果から、目的物であるＲ−ＤＯＬ−Ｐｒｎａが得られたことを確認した。
【０２７７】
また、本実施例において合成したＲ−ＤＯＬ−Ｐｒｎａとネマチック液晶とを混合した液晶組成物のＨＴＰを測定した。測定は室温下にて行い、測定方法はグランジャン−カノ−くさび法を用いた。なお、液晶組成物におけるネマチック液晶とＲ−ＤＯＬ−Ｐｒｎａの混合比は９９．９ｗｔ％：０．１ｗｔ％（＝ネマチック液晶：Ｒ−ＤＯＬ−Ｐｒｎａ）とした。また、ネマチック液晶は、混合液晶Ｅ−８（株式会社ＬＣＣ製）、ＣＰＰ−３ＦＦ（大立高分子工業社製）、及びＰＥＰ−５ＣＮＦ（大立高分子工業社製）の混合液晶を用い、その混合比を、４０ｗｔ％：３０ｗｔ％：３０ｗｔ％（＝Ｅ−８：ＣＰＰ−３ＦＦ：ＰＥＰ−５ＣＮＦ）とした。
【０２７８】
測定の結果、Ｒ−ＤＯＬ−Ｐｒｎａを含有する液晶組成物のＨＴＰは、１１０μｍ−１であり、Ｒ−ＤＯＬ−Ｐｒｎａを液晶組成物中に極少量添加することで、高いＨＴＰを有する液晶組成物が得られることが確認された。即ち、Ｒ−ＤＯＬ−Ｐｒｎａは捩れ力の強いカイラル剤であるため、液晶組成物中においてもカイラル剤の割合を低減させることが可能となる。
【０２７９】
よって、本実施例で作製したＲ−ＤＯＬ−Ｐｒｎａは、液晶組成物のカイラル剤として好適に用いることが可能であることが示された。また、本発明の一態様を適用した液晶組成物はねじれ力の強い液晶組成物であり、該液晶組成物を用いることにより液晶表示装置の高コントラスト化が可能となる。
【実施例９】
【０２８０】
本実施例では、本発明の一態様の液晶組成物、及び該液晶組成物を用いたＴＮモードの液晶素子を２種類作製し、特性の評価を行った。
【０２８１】
本実施例で作製した２種類の液晶組成物は、ネマチック液晶として、共通して混合液晶ＺＬＩ−４７９２（メルク株式会社製）、カイラル剤として、それぞれ、実施例７と５で示したＲ−ＤＯＬ−αＮｐ、Ｒ−ＤＯＬ−Ｐｒｎａを用いた。液晶組成物において、ネマチック液晶ＺＬＩ−４７９２に対するカイラル剤Ｒ−ＤＯＬ−αＮｐとＲ−ＤＯＬ−Ｐｒｎａの割合は、それぞれ０．０１ｗｔ％、０．０１ｗｔ％である。
【０２８２】
本実施例で作製した２種類の液晶組成物について室温下にてグランジャン−カノーくさび法を用いて螺旋ピッチを測定したところ、それぞれ、７２．８μｍ、５５．３μｍであった。
【０２８３】
続いて透過型のＴＮセルを用いて電圧印加前後の配向観察を行った。使用したＴＮセルは実施例４と同様に作製した。
【０２８４】
得られた２種類の液晶素子を偏光顕微鏡（ＭＸ−６１Ｌ  オリンパス株式会社製）にてクロスニコル観察を行ったところ、すべての液晶素子においてリバースツイストによる線欠陥は全く発生しておらず、良好な配向が得られていた。
【０２８５】
続いて、この２種類の液晶素子の電圧−透過率特性をＲＥＴＳ＋ＶＴ測定システム（大塚電子社製）にて測定した。印加した電圧は０Ｖから１０Ｖで０．２Ｖ刻みである。測定後に偏光顕微鏡にて再度クロスニコル観察を行ったところ、２種類の液晶素子すべてにおいてリバースツイストによる線欠陥は全く発生しておらず、電圧印加後でも良好な配向が得られていた。
【０２８６】
以上の結果より本発明の一形態である液晶組成物は、一般式（Ｇ２）で表されるジオキソラン誘導体をカイラル剤として含有することで、ＴＮモードの素子としても使用することができることが示された。
【実施例１０】
【０２８７】
本実施例では、実施例８で合成方法を示したＲ−ＤＯＬ−Ｐｒｎａとネマチック液晶を混合して液晶組成物を作製した。なお、該液晶組成物におけるネマチック液晶とＲ−ＤＯＬ−Ｐｒｎａの混合比は、９４．９ｗｔ％：５．１ｗｔ％（＝ネマチック液晶：Ｒ−ＤＯＬ−Ｐｒｎａ）とした。また、ネマチック液晶は、混合液晶Ｅ−８（株式会社ＬＣＣ製）、ＣＰＰ−３ＦＦ（大立高分子工業社製）、及びＰＥＰ−５ＣＮＦ（大立高分子工業社製）の混合液晶を用い、その混合比を、４０ｗｔ％：３０ｗｔ％：３０ｗｔ％（＝Ｅ−８：ＣＰＰ−３ＦＦ：ＰＥＰ−５ＣＮＦ）とした。
【０２８８】
本実施例においては、まず液晶素子の液晶組成物を等方相とした後、温調器によって毎分１．０℃で降温させながら偏光顕微鏡にて観察を行い、液晶組成物がブルー相を発現する温度の測定を行った。本実施例の液晶組成物において、５０．３℃でブルー相の発現を確認した。
【０２８９】
以上の結果より本発明の一形態である液晶組成物は、一般式（Ｇ２）で表されるジオキソラン誘導体をカイラル剤として含有することで、ブルー相を発現できることが示された。
【実施例１１】
【０２９０】
本実施例では、実施の形態３の構造式（３００）で表されるジオキソラン誘導体である、（４Ｒ，５Ｒ）−ビス｛４−［４−（ｎ−ヘキシル−１−オキシ）フェニル］安息香酸メチル｝−２，２’−ジメチル−１，３−ジオキソラン（略称：Ｒ−ＤＯＬ−１ＥＰＰＯ６）を合成する例を示す。
【０２９１】
【化３８】
2015044800.tif 000039
【０２９２】
０．３４ｇ（２．１ｍｍｏｌ）の（−）−２，３−Ｏ−イソプロピリデン−Ｄ−トレイトールと、１．３ｇ（４．２ｍｍｏｌ）の４−［４−（ｎ−ヘキシル−１−オキシ）フェニル］安息香酸と、０．２２ｇ（１．８ｍｍｏｌ）のＮ，Ｎ−ジメチル−４−アミノピリジン（ＤＭＡＰ）と、２．１ｍＬのジクロロメタンを５０ｍＬのナスフラスコに加え、攪拌した。この混合物に０．８８ｇ（４．６ｍｍｏｌ）の１−エチル−３−（３−ジメチルアミノプロピル）カルボジイミド塩酸塩（ＥＤＣ）を加え、大気下、室温で終夜攪拌した。所定時間経過後水を加え、得られた混合物の水層をジクロロメタンで抽出した。得られた抽出溶液と有機層を合わせ、水と、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液と、飽和食塩水で洗浄後、硫酸マグネシウムで乾燥した。
【０２９３】
この混合物を自然濾過により濾別し、濾液を濃縮して淡褐色固体を得た。この固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒：クロロホルム）により精製した。得られたフラクションを濃縮して白色固体を得た。この固体をＨＰＬＣ（展開溶媒：クロロホルム）により精製した。得られたフラクションを濃縮して白色固体を得た。この固体にヘキサンとメタノールを加え超音波を照射し、固体を吸引ろ過により濾取したところ、目的物であるＲ−ＤＯＬ−１ＥＰＰＯ６の白色固体を収量０．８７ｇ、収率５８％で得た。上記の反応スキームを下記（Ｅ６−１）に示す。
【０２９４】
【化３９】
2015044800.tif 000040
【０２９５】
ＮＭＲによって、この化合物が目的物であるＲ−ＤＯＬ−１ＥＰＰＯ６であることを確認した。
【０２９６】
得られた物質Ｒ−ＤＯＬ−１ＥＰＰＯ６の１Ｈ  ＮＭＲデータを以下に示す。
１Ｈ  ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３、３００ＭＨｚ）：δ（ｐｐｍ）＝０．９２（ｓ、６Ｈ）、１．３２−１．３８（ｍ、１２Ｈ）、１．４９（ｓ、６Ｈ）、１．７６−１．８６（ｍ、４Ｈ）、４．００（ｔ、４Ｈ）、４．３６（ｓ、２Ｈ）、４．４９−４．６２（ｍ、４Ｈ）、６．９７（ｄ、２Ｈ）、７．５４（ｄ、２Ｈ）、７．６１（ｄ、２Ｈ）、８．０８（ｄ、２Ｈ）。
【０２９７】
また、１Ｈ  ＮＭＲチャートを図１６（Ａ）、（Ｂ）、及び、図１７に示す。なお、図１６（Ｂ）は、図１６（Ａ）における０ｐｐｍから５ｐｐｍの範囲を拡大して表したチャートであり、図１７は、図１６（Ａ）における５ｐｐｍから１０ｐｐｍの範囲を拡大して表したチャートである。測定結果から、目的物であるＲ−ＤＯＬ−１ＥＰＰＯ６が得られたことを確認した。
【０２９８】
また、本実施例において合成したＲ−ＤＯＬ−１ＥＰＰＯ６とネマチック液晶とを混合した液晶組成物のＨＴＰを測定した。測定は室温下にて行い、測定方法はグランジャン−カノ−くさび法を用いた。なお、液晶組成物におけるネマチック液晶とＲ−ＤＯＬ−１ＥＰＰＯ６の混合比は９９．９ｗｔ％：０．１ｗｔ％（＝ネマチック液晶：Ｒ−ＤＯＬ−１ＥＰＰＯ６）とした。また、ネマチック液晶は、混合液晶Ｅ−８（株式会社ＬＣＣ製）、ＣＰＰ−３ＦＦ（大立高分子工業社製）、及びＰＥＰ−５ＣＮＦ（大立高分子工業社製）の混合液晶を用い、その混合比を、４０ｗｔ％：３０ｗｔ％：３０ｗｔ％（＝Ｅ−８：ＣＰＰ−３ＦＦ：ＰＥＰ−５ＣＮＦ）とした。
【０２９９】
測定の結果、Ｒ−ＤＯＬ−１ＥＰＰＯ６を含有する液晶組成物のＨＴＰは、８４μｍ−１であり、Ｒ−ＤＯＬ−１ＥＰＰＯ６を液晶組成物中に極少量添加することで、高いＨＴＰを有する液晶組成物が得られることが確認された。即ち、Ｒ−ＤＯＬ−１ＥＰＰＯ６は捩れ力の強いカイラル剤であるため、液晶組成物中においてカイラル剤の割合を低減させることが可能となる。
【０３００】
よって、本実施例で作製したＲ−ＤＯＬ−１ＥＰＰＯ６は、液晶組成物のカイラル剤として好適に用いることが可能であることが示された。また、本発明の一態様を適用した液晶組成物はねじれ力の強い液晶組成物であり、該液晶組成物を用いることにより液晶表示装置の高コントラスト化が可能となる。
【実施例１２】
【０３０１】
本実施例では、本発明の一態様の液晶組成物、及び該液晶組成物を用いたＴＮモードの液晶素子を作製し、特性の評価を行った。
【０３０２】
本実施例で作製した液晶組成物は、ネマチック液晶として混合液晶ＺＬＩ‐４７９２（メルク株式会社製）、カイラル剤として、実施例１１で示したＲ−ＤＯＬ−１ＥＰＰＯ６を用いた。液晶組成物において、ネマチック液晶ＺＬＩ‐４７９２に対するカイラル剤Ｒ−ＤＯＬ−１ＥＰＰＯ６の割合は０．０４ｗｔ％である。
【０３０３】
本実施例で作製した液晶組成物について室温下にてグランジャン−カノーくさび法を用いて螺旋ピッチを測定したところ、１８２．６μｍであった。
【０３０４】
続いて透過型のＴＮセルを用いて電圧印加前後の配向観察を行った。使用したＴＮセルは実施例４と同様に作製した。
【０３０５】
得られた液晶素子を偏光顕微鏡（ＭＸ−６１Ｌ  オリンパス株式会社製）にてクロスニコル観察を行ったところ、リバースツイストによる線欠陥は全く発生しておらず、良好な配向が得られていた。
【０３０６】
続いて、この液晶素子の電圧−透過率特性をＲＥＴＳ＋ＶＴ測定システム（大塚電子社製）にて測定した。印加した電圧は０Ｖから１０Ｖで０．２Ｖ刻みである。測定後に偏光顕微鏡にて再度クロスニコル観察を行ったところ、リバースツイストによる線欠陥は全く発生しておらず、電圧印加後でも良好な配向が得られていた。
【０３０７】
以上の結果より本発明の一形態である液晶組成物は、一般式（Ｇ４）で表されるジオキソラン誘導体をカイラル剤として含有することで、ＴＮモードの素子としても使用することができることが示された。
【実施例１３】
【０３０８】
本実施例では、実施例１１で合成方法を示したＲ−ＤＯＬ−１ＥＰＰＯ６とネマチック液晶を混合して液晶組成物を作製した。なお、該液晶組成物におけるネマチック液晶とＲ−ＤＯＬ−１ＥＰＰＯ６の混合比は、９３．３ｗｔ％：６．７ｗｔ％（＝ネマチック液晶：Ｒ−ＤＯＬ−１ＥＰＰＯ６）とした。また、ネマチック液晶は、混合液晶Ｅ−８（株式会社ＬＣＣ製）、ＣＰＰ−３ＦＦ（大立高分子工業社製）、及びＰＥＰ−５ＣＮＦ（大立高分子工業社製）の混合液晶を用い、その混合比を、４０ｗｔ％：３０ｗｔ％：３０ｗｔ％（＝Ｅ−８：ＣＰＰ−３ＦＦ：ＰＥＰ−５ＣＮＦ）とした。
【０３０９】
本実施例においては、まず液晶素子の液晶組成物を等方相とした後、温調器によって毎分１．０℃で降温させながら偏光顕微鏡にて観察を行い、液晶組成物がブルー相を発現する温度の測定を行った。本実施例の液晶組成物において、６２．４℃でブルー相の発現を確認した。
【０３１０】
以上の結果より本発明の一形態である液晶組成物は、一般式（Ｇ４）で表されるジオキソラン誘導体をカイラル剤として含有することで、ブルー相を発現できることが示された。
【符号の説明】
【０３１１】
２００    基板
２０１    基板
２０２ａ    配向膜
２０２ｂ    配向膜
２０８    液晶組成物
２３０    画素電極層
２３２    共通電極層
４０１    ゲート電極層
４０２    ゲート絶縁層
４０３    半導体層
４０５ａ    配線層
４０５ｂ    配線層
４０７    絶縁膜
４０８    共通配線層
４０９    絶縁膜
４１３    層間膜
４２０    トランジスタ
４４１    基板
４４２    基板
４４３ａ    偏光板
４４３ｂ    偏光板
４４４    液晶組成物
４４６    電極層
４４６ａ    電極層
４４６ｂ    電極層
４４６ｃ    電極層
４４６ｄ    電極層
４４７    電極層
４４７ａ    電極層
４４７ｂ    電極層
４４７ｃ    電極層
４４７ｄ    電極層
２７０１    筐体
２７０３    筐体
２７０５    表示部
２７０７    表示部
２７１１    軸部
２７２１    電源
２７２３    操作キー
２７２５    スピーカー
２８００    筐体
２８０１    筐体
２８０２    表示パネル
２８０３    スピーカー
２８０４    マイクロフォン
２８０５    操作キー
２８０６    ポインティングデバイス
２８０７    カメラ用レンズ
２８０８    外部接続端子
２８１０    太陽電池セル
２８１１    外部メモリスロット
３００１    本体
３００２    筐体
３００３    表示部
３００４    キーボード
３０２１    本体
３０２２    スタイラス
３０２３    表示部
３０２４    操作ボタン
３０２５    外部インターフェイス
３０５１    本体
３０５３    接眼部
３０５４    操作スイッチ
３０５５    表示部
３０５６    バッテリー
３０５７    表示部
４００１    基板
４００２    画素部
４００３    信号線駆動回路
４００３ａ    信号線駆動回路
４００３ｂ    信号線駆動回路
４００４    走査線駆動回路
４００５    シール材
４００６    基板
４００８    液晶組成物
４０１０    トランジスタ
４０１１    トランジスタ
４０１３    液晶素子
４０１５    接続端子電極
４０１６    端子電極
４０１８    ＦＰＣ
４０１９    異方性導電膜
４０２０    絶縁層
４０２１    層間膜
４０３０    画素電極層
４０３１    共通電極層
４０３２ａ    偏光板
４０３２ｂ    偏光板
４０３４    遮光層
４０３５    スペーサ
９６０１    筐体
９６０３    表示部
９６０５    スタンド
【図１】
2015044800.tif 000052
【図２】
2015044800.tif 000053
【図３】
2015044800.tif 000054
【図４】
2015044800.tif 000055
【図５】
2015044800.tif 000056
【図６】
2015044800.tif 000057
【図７】
2015044800.tif 000058
【図８】
2015044800.tif 000059
【図９】
2015044800.tif 000060
【図１０】
2015044800.tif 000061
【図１１】
2015044800.tif 000062
【図１２】
2015044800.tif 000063
【図１３】
2015044800.tif 000064
【図１４】
2015044800.tif 000065
【図１５】
2015044800.tif 000066
【図１６】
2015044800.tif 000067
【図１７】
2015044800.tif 000068