高分子安定化強誘電性液晶組成物、及び液晶素子及び当該表示素子の製造方法
【課題】中間調の表示を可能とするスメクチック液晶を用いた高分子安定液晶表示素子において、TFT駆動が可能レベルに駆動電圧を低減して、更に、一軸配向性を高め高コントラストでTFT駆動による安定した表示が得られ、フルカラー表示に適した大きさのチルト角を得ることが可能な高分子安定液晶組成物を提供する。
【解決手段】次の一般式で表される
（式中、ｎ３は３以上の整数を表す。）少なくとも五つの環を有する重合性化合物を含有する高分子安定化強誘電性液晶組成物を提供する。
【解決手段】次の一般式で表される
（式中、ｎ３は３以上の整数を表す。）少なくとも五つの環を有する重合性化合物を含有する高分子安定化強誘電性液晶組成物を提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はアクティブ素子にて駆動可能な高分子安定化液晶表示素子に有用な高分子安定化強誘電性液晶組成物、及び当該組成物を用いた高分子安定化液晶表示素子に於いて電界強度に依存して消光位を連続的に変化させることができる液晶素子及び液晶素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
クラークおよびラガウォールにより提案された強誘電性液晶材によれば、分子の長軸に対し永久双極子モーメントを分子の垂直方向に有することで自発分極を発現させ、自発分極の向きと逆極性電界により光スイッチングさせることができ、双安定性を有し、且つ電界の変化に対する応答が高速であることが記載されている（特許文献１参照）。この強誘電性液晶材を用いた液晶表示装置（ディスプレイ）は、単純マトリックス方式の駆動により大画面で高精細な液晶表示素子としての応用が期待されている。
２μｍ以下の薄厚にすると、強誘電性液晶は液晶セル基板表面の配向安定化（表面安定化）の作用により配向のメモリー性（双安定性）が発現してメモリー性を有する黒と白の二値表示のディスプレイが得られるが、フルカラーディスプレイへの応用に於いては、印加電圧に比例した連続階調表示が必須で、前記双安定性の二値表示のディスプレイでは印加電圧に比例した階調表示が不可能になりフルカラー表示のディスプレイへの応用を難しくしている。
【０００３】
更に、現在実用化されている強誘電性液晶を用いたディスプレイは、配向膜にSiO2の斜方蒸着膜を用いることにより配向欠陥を無くしてコントラストを高くして、セル厚２μｍ以下で、且つ２インチ以下の超小型LCDである。しかし、LCDのサイズを大きくするとSiO2の斜方蒸着膜を均一に蒸着させることは難しくなり、セル厚が２μ以下では歩留まりが悪化して、その大型化は制限されていた。
【０００４】
階調表示の課題を解消するために、ＦＬＣ材料と共にメソゲン基を有するモノマーを使用し、紫外線を照射することによりモノマーを重合させ高分子安定化を図り、これにより双安定性を消失させて中間階調表示を可能にする技術が提案されている（非特許文献１及び２参照）。
又、これらは、強誘電性液晶と単官能液晶性アクリレートモノマーを含有する液晶組成物を液晶セル中で、該組成物がスメクチックA相やスメクチックＣ*相等の所定の液晶相を示す温度において紫外線を照射して、単官能液晶性アクリレートモノマーを高分子化させることにより得られる高分子安定化強誘電性液晶表示素子が開示されている（特許文献２、３、４及び５参照）。更に、強誘電性液晶材と単官能液晶性アクリレートモノマーを含有する強誘電性液晶組成物の強誘電性を示す温度で紫外線を照射する場合は、該組成物を液晶セル中で、該液晶組成物が強誘電性を示す温度において直流電圧を印加しながら紫外線を照射する方法が開示されている（特許文献４参照）。
【０００５】
上述の方法で作製された高分子安定化強誘電性液晶性液晶素子は、紫外線照射の際に印加していた直流電圧に対し異極性の直流電圧を印加すると、配向膜の容易軸に対し直流電圧の絶対値に比例して、高分子安定化された傾き角の方向とは反対方向に強誘電性液晶材の配向方向が傾く。この場合でも双安定性は消失しているので、印加電圧を除去すれば、強誘電性液晶材は再び配向膜の容易軸に対して高分子安定化された傾き角を有する位置に配列する。このように紫外線照射時の印加直流電圧に対し異極性の電圧印加時における配向方向の変化を利用することで中間調表示が可能となる。しかし、印加電圧の極性に対して傾き角が配向膜の容易軸に対して対称にはならないため光学素子を直流電圧で駆動させるため焼付け等の素子の信頼性低下を招いていた。
【０００６】
この解決のために、一対の基板間に単官能液晶性アクリレートモノマーを含有した強誘電性液晶組成物を挟み、強誘電性液晶層に対し電圧印加しながらカイラルスメクチックＣ相を示す状態で、周波数２ｋＨｚ〜４ｋＨｚの交流電界を印加するとともに、紫外線もしくは電子線を照射することで上記液晶性アクリレートモノマーを高分子化させる手段を用いて、配向膜の容易軸に対して印加電圧の極性に関わらず対象な傾き角を有し、一軸配向及びV字型の透過率−電圧特性を有する高分子安定化強誘電性液晶性液晶素子が開示されている（特許文献６参照）。当該液晶素子は、素子の駆動を交流電圧で駆動できる点で有用であるが、液晶性単官能アクリレートを用いているため熱や外部からの力による変形等で配向が乱れ易く信頼性の低いものであった。
【０００７】
上述の何れの階調表示実現を目的として提案された技術は、強誘電性を示すスメクチックＣ*相に於いて高分子安定化により一軸配向が得られるように液晶分子の配向を安定化させるものであって、印加電圧に依存して液晶分子のチルト角が連続的に変化することで中間階調表示を可能にするものである。中間階調を得るためには表面安定化強誘電性液晶の双安定性（メモリー性）を消失させて課題を解決しているが、高分子安定化強誘電性液晶作製する際には、少なくとも一対の基板間（セル厚）が２μｍ以下の薄厚の液晶セルを用いて、双安定性の状態の二軸配向状態に電圧を印加しながら含有している重合性化合物を重合させて目的の一軸配向を高分子安定化させる必要があるため、セル厚３μｍ以上の光学素子の量産化を難しくしていた。更に、セル厚を１．５μｍ程度のセル厚にして基板界面との相互作用で螺旋を解くため電圧−透過率特性に於いて基板界面の影響を大きく受けて液晶分子が電界に対して動き難くなりチルト角の低下を引き起こし、透過率の低下、駆動電圧の増加等の問題を起こしていた。
【０００８】
セル厚を増し、セル厚２μｍより２〜３ミクロン厚くした範囲では、螺旋構造を示す縞模様は見られないが、基板の表面エネルギーと液晶の弾性エネルギーの作用に依存して液晶ダイレクターが捩れるような力が発生し、セルの厚さ方向で、強誘電性液晶分子のダイレクターがラビング配向方向から僅かにズレて捩れた状態の配向を示す。二軸配向状態に捩れ配向が加わり、偏光のクロスニコル下で偏光軸を回転させても一軸配向や二軸配向で見られるような暗視野に複屈折色が加わるようになり、この光漏れがディスプレイでは完全な黒が得られなくなる原因の一つでコントラスト低下を引き起こしていた。（非特許文献３、４参照）更に、セル厚を増していくと螺旋構造を発現する。（非特許文献５参照）このセル厚を臨界セル厚とすると、臨界セル厚以上で無電界では螺旋ピッチに対応した干渉色や螺旋構造に起因した光散乱が起こりノーマルブラックのディスプレイが得られなくなる。
【０００９】
以上より、強誘電性液晶表示素子において製造効率に有利なセル厚を有するものは知られておらず、表面安定化を使用せずTFT駆動が可能で高コントラスト、高速応答、高透過率、且つ電界強度に比例して連続的に透過率を制御できる強誘電性液晶表示素子の開発が望まれていた。
【００１０】
【特許文献１】特開昭５６−１０７２１６号公報
【特許文献２】特開平９−２１１４６２号公報
【特許文献３】特開平９−２１１４６３号公報
【特許文献４】特開平１１−２１５５４号公報
【特許文献５】特開平１１−３２６９０９号公報
【特許文献６】特開２００２−３１８２１号公報
【非特許文献１】古江（Ｈ．Ｆｕｒｕｅ），ジャパン・ジャーナル・オブ・アプライド・フィジックス（Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．），３６，Ｌ１５１７（１９９７）
【非特許文献２】古江（Ｈ．Ｆｕｒｕｅ），ジャパン・ジャーナル・オブ・アプライド・フィジックス（Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．），３７，３４１７（１９９８）
【非特許文献３】大内（Ｙ．Ｏｕｃｈｉ），ジャパン・ジャーナル・オブ・アプライド・フィジックス（Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．），２６，１（１９８７）
【非特許文献４】新宮（Ｔ．Ｓｈｉｎｇｕ），ジャパン・ジャーナル・オブ・アプライド・フィジックス（Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．），２５，Ｌ２０６（１９８６）
【非特許文献５】ペイベル（Ｊ．Ｐａｖｅｌ），ジャーナル・オブ・フィジックス（Ｊ．Ｐｈｙｓ．），４５，１３７（１９８４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の課題は、強誘電性液晶の重合性液晶を重合させて液晶の配向を高分子安定化させるとスイッチング角が下がり、最大透過率の低下、及び駆動電圧上昇が起こるためディスプレイの光利用効率が下がり表示を暗くしていた。また、最大透過率と一軸配向性（最小透過率）との間にはトレードオフの関係があり透過率が高く一軸配向性が良好な特性を得るのを難しくしていた。これを解決することにより、中間調の表示を可能とするスメクチック液晶を用いた高分子安定液晶表示素子において、TFT（薄膜トランジスター）駆動が可能レベルに駆動電圧を低減して、更に、一軸配向性を高め高コントラストでTFT駆動による安定した表示が得られ、フルカラー表示に適した大きさのチルト角を得ることが可能な高分子安定液晶組成物及びこれを用いて製造した高分子安定液晶表示素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
高分子安定化強誘電性液晶組成物において、液晶分子に高分子安定化の効果を強く与えるためには、重合性化合物としてメソゲン構造を有する液晶性アクリレートのような液晶性重合性化合物を用いればよい。これは、液晶性アクリレートがメソゲン構造を持つために、周囲の低分子液晶のメソゲン構造と強いアンカーリング力を持つことができ、そのため、高分子安定化した状態の熱的、力学的な安定性が向上するわけである。しかしながら、一方で、アンカーリング力が強くなるために駆動電圧が増大しアモルファスシリコン−ＴＦＴやポリシリコンＴＦＴで駆動が困難となる問題があった。また、アンカーリング力が強くなることにより、スメクチック層内で液晶分子が電界で傾きにくくなり、チルト角が小さくなるという欠点があった。そのため、ディスプレイの最大透過率が低くなり光の利用効率の低下を招いていた。これを改善するために、液晶性アクリレートのアンカーリング力を低くすれば良いが、低くすると同時に低分子液晶の高分子安定化による配向安定性が下がり低分子液晶の配向性が乱れる方向に作用して一軸配向性が低くなり僅かな光漏れによりコントラストの低下要因になっていた。
【００１３】
高分子安定化状態の安定性を向上させて一軸配向性を向上させるには、二官能液晶性アクリレート等を用いて架橋高分子を用いればよく、二官能液晶性アクリレートの使用により、メソゲン基が高分子主鎖に配置され該メソゲン基の両端が架橋により固定化されているため熱の揺らぎの影響が少なく低分子液晶の配向安定化の信頼性が向上する。しかし、その反面、熱の揺らぎが小さくなるため低分子液晶との相互作用が増大する、その結果低分子液晶の配向を固定化した際に起こる低分子液晶／高分子界面でのアンカーリング力がさらに高くなり、益々駆動電圧が増大するという弊害が生じる。さらに、スメクチック層内で液晶分子が益々傾きにくくなり、チルト角が小さくなるという欠点があった。
【００１４】
高分子安定化の信頼性を上げるのには、高分子鎖の架橋密度を高くしてガラス転移温度等を高くする方法があるが、同時に低分子液晶と該高分子とのアンカーリング力が増加して駆動電圧増加、及び、チルト角の減少を引き起こす。また、液晶中の高分子鎖の体積割合を増加すると該高分子鎖の熱的、機械的安定性は向上するが該高分子鎖の屈折率が表示素子中に低分子液晶の屈折率分布へ影響を強く及ぼすようになり低分子液晶との屈折率差から光散乱を起こして表示のコントラストを低下させていた。これらを解決するためアンカーリング力の低い高分子を導入すると駆動電圧を下げることは可能になるが、同時に配向規制力が下がり目的の一軸配向性が乱れコントラスト低下を招いていた。
【００１５】
このように液晶性重合性化合物を用いると、高分子安定化状態は安定化するが、同時にアンカーリング力が増大し、好ましくない駆動電圧の増加や、チルト角の減少を引き起こす。また、アンカーリング力を下げるような高分子を導入すると一軸配向が乱れて光シャッターの性能が低くなっていた。しかしながら、本願発明者らは、種々の重合性液晶化合物と液晶化合物の組成を検討した結果、液晶性重合性化合物と非液晶性重合性化合物の両方を同時に使用することを検討することにより、駆動電圧の増加、チルト角の減少を防ぎ、更には、一軸配向の乱れを抑制することを見出し、本願発明の完成に至った。
本願発明は、一般式（Ｉ−ａ）
【００１６】
【化１】
【００１７】
（式中、Ｒ１１及びＲ１２はそれぞれ独立して炭素原子数１から１８のアルキル基又は炭素原子数２から１８のアルケニル基（該アルキル基又はアルケニル基中に存在する１個又は２個以上のメチレン基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、それぞれ独立に酸素原子で置換されていても良い。）を表し、
Ｃ１１は１，４−フェニレン基、１，４−シクロへキシレン基又は１，３−ジオキサン−２，５−ジイル基（これらの基のうち１，４−フェニレン基は、非置換であるか又は置換基としてフッ素原子、塩素原子、メチル基、トリフルオロメチル基若しくはトリフルオロメトキシ基を１個若しくは２個以上有することができる。）を表し、
Ｃ１２及びＣ１３はそれぞれ独立して１，４−フェニレン基、１，４−シクロへキシレン基、ピリジン−２，５−ジイル基、ピリミジン−２，５−ジイル基、ピリダジン−３，６−ジイル基、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル基、シクロヘキセン−１，４−ジイル基、デカヒドロナフタレン−２，６−ジイル基、１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル基、２，６−ナフチレン基、１，３，４−チアジアゾール−２，５−ジイル又はインダン−２，５−ジイル基（これらの基のうち１，４−フェニレン基、１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル基、２，６−ナフチレン基及びインダン−２，５−ジイル基は、非置換であるか又は置換基としてフッ素原子、塩素原子、メチル基、トリフルオロメチル基若しくはトリフルオロメトキシ基を１個若しくは２個以上有することができる。）を表し、
Ｚ１１及びＺ１２はそれぞれ独立して、単結合、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｏ−、−ＣＯ−Ｓ−、−Ｓ−ＣＯ−、−ＯＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−を表し、
ｎ１は、０、１又は２を表す。ただし、ｎ１が２を表す場合、複数あるＣ１及びＺ１は同じであっても異なっていても良い。）
及び一般式（Ｉ−ｂ）
【００１８】
【化２】
【００１９】
（式中、Ｒ１１、Ｃ１１、Ｃ１２、Ｃ１３、Ｚ１１、Ｚ１２及びｎ１は、それぞれ独立して一般式（Ｉ−ａ）と同じ意味を表し、
Ｘ１１は、フッ素原子、塩素原子、トリフルオロメチル基、トリフルオロメトキシ基、ジフルオロメチル基、イソシアネート基、シアノ基又は以下の一般式（Ｉ−ｃ）を表し。
【００２０】
【化３】
【００２１】
（式中、Ｚ１３は単結合又は炭素原子数１〜１８の直鎖状又は分岐状のアルキレン基を表し、該アルキレン基中の１つ又は２つの隣接していない−ＣＨ２−基は−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｓ−、−Ｓ−ＣＯ−、−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、シクロプロピレン基又は−Ｓｉ（ＣＨ３）２−で置き換えられてもよく、さらにアルキレン基の１つ又はそれ以上の水素原子がフッ素原子あるいはＣＮ基で置き換えられていてもよい。）で表される化合物からなる化合物郡（Ｉ）から選ばれる少なくとも一種の液晶化合物を含有し、
一般式（ＩＩ−ａ）及び一般式（ＩＩ−ｂ）
【００２２】
【化４】
【００２３】
【化５】
【００２４】
（式中、、Ｒ２１は炭素原子数１から１８のアルキル基又は炭素原子数２から１８のアルケニル基（該アルキル基又はアルケニル基中に存在する１個又は２個以上のメチレン基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、それぞれ独立に酸素原子で置換されていても良い。）を表し、
Ｃ２１及びＣ２２はそれぞれ独立して１，４−フェニレン基、１，４−シクロへキシレン基、ピリミジン−２，５−ジイル基（これらの基のうち１，４−フェニレン基又は１，４−シクロへキシレン基は、非置換であるか又は置換基としてフッ素原子、塩素原子、メチル基、シアノ基、トリフルオロメチル基若しくはトリフルオロメトキシ基を１個若しくは２個以上有することができる。）を表し、
Ｚ２１は単結合、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｓ−、−Ｓ−ＣＯ−、−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−を表し、
Ｙ２１及びＹ２２はそれぞれ独立して単結合、酸素原子、炭素数１〜１４のアルキレン基、−ＯＣＨ２−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＯＣＨ２ＣＨ２−又は−ＯＣＯＣＨ２−を表し、
ｎ２は、０、１又は２を表す。ただし、ｎ２が２を表す場合、複数あるＣ２１及びＺ２１は同じであっても異なっていても良く、
Ｘ２１及びＸ２２はそれぞれ独立して、一般式（ＩＩ−ｃ）から一般式（ＩＩ−ｈ）
【００２５】
【化６】
【００２６】
（式中、＊は炭素原子が不斉炭素原子であることを表し、
Ｒｃ、Ｒｄ、Ｒｅ、Ｒｆ及びＲｇはそれぞれ独立して炭素原子数１〜１８の直鎖状又は分岐状のアルキル基を表し、該アルキル基中の１つ又は２つの隣接していない−ＣＨ２−基は−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｓ−、−Ｓ−ＣＯ−、−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、シクロプロピレン基又は−Ｓｉ（ＣＨ３）２−で置き換えられてもよく、該アルキレン基中の１つ以上の水素原子はフッ素原子あるいはＣＮ基で置き換えられていてもよく、）を表し、
Ｘｃ、Ｘｄ及びＹｄはそれぞれ独立してフッ素原子、塩素原子、メチル基又はシアノ基を表し、
Ｘｅ及びＹｅはそれぞれ独立して水素原子、フッ素原子、塩素原子、メチル基又はシアノ基を表し、
Ｘｈ及びＹｈはそれぞれ独立してフッ素原子、塩素原子、メチル基又はシアノ基を表し、
Ｚｄは単結合又はメチレン基を表し、
Ｚｅは酸素原子又は−ＯＣ（Ｒｅ１）（Ｒｅ２）Ｏ−で表される基（ただし、Ｒｅ１及びＲｅ２はそれぞれ独立して水素原子又は炭素原子数１から１０のアルキル基を表す。）を表し、
Ｚｆはカルボニル基又は−ＣＨ（Ｒｆ１）−で表される基（ただし、Ｒｆ１は水素原子又は炭素原子数１から１０のアルキル基を表す。）を表し、
Ｚｇは−ＯＣＯ−、−ＣＯＯ−、−ＣＨ２Ｏ−又は−ＯＣＨ２−を表す。）のいずれかの式で表される基を表す。）で表される化合物からなる化合物郡（ＩＩ）から選ばれる少なくとも一種のカイラル化合物を含有し、
一般式（ＩＩＩ）
【００２７】
【化７】
【００２８】
（式中、Ｒ３１及びＲ３２はそれぞれ独立して水素原子又はメチル基を表し、
Ｃ３１は１，４−フェニレン基、１，４−シクロへキシレン基、ピリジン−２，５−ジイル基、ピリミジン−２，５−ジイル基、ピリダジン−３，６−ジイル基、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル基、シクロヘキセン−１，４−ジイル基、デカヒドロナフタレン−２，６−ジイル基、１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル基、２，６−ナフチレン基又はインダン−２，５−ジイル基（これらの基のうち１，４−フェニレン基、１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル基、２，６−ナフチレン基及びインダン−２，５−ジイル基は、非置換であるか又は置換基としてフッ素原子、塩素原子、メチル基、トリフルオロメチル基若しくはトリフルオロメトキシ基を１個若しくは２個以上有することができる。）を表し、
Ｃ３２及びＣ３３はそれぞれ独立してベンゼン−１，２，４−トリイル基、ベンゼン−１，３，４−トリイル基、ベンゼン−１，３，５−トリイル基、シクロヘキサン−１，２，４−トリイル基、シクロヘキサン−１，３，４−トリイル基又はシクロヘキサン−１，３，５−トリイル基を表し、Ｚ３０及びＺ３２はそれぞれ独立して単結合又は炭素原子数１から１５のアルキレン基（該アルキレン基中に存在する１個又は２個以上のメチレン基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、それぞれ独立に酸素原子、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−で置換されていても良く、該アルキレン基中に存在する１個又は２個以上の水素原子はそれぞれ独立にフッ素原子、メチル基又はエチル基で置換されていても良い。）を表し、
Ｚ３１及びZ３３それぞれ独立して単結合、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２ＯＣＯ−、−ＣＯＯＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＯＯ−、−ＯＣＯＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−を表し、
ｎ３は、３、４、５又は６を表すが、複数あるＣ３１及びＺ３１は同じであっても異なっていても良く、ｎ４及びｎ５はそれぞれ独立して１、２又は３を表す。）で表される重合性化合物を少なくとも１種類以上含有することを特徴とする高分子安定化強誘電性液晶組成物を提供する。また、本願はこの高分子安定化強誘電性液晶組成物を用いた液晶表示素子を提供する。
【発明の効果】
【００２９】
本願発明の高分子安定化液晶組成物を構成部材とする高分子安定化強誘電性液晶表示素子は駆動電圧が低く、透過率が高いく、且つ一軸配向性の向上による高いコントラストの表示がTFT駆動による安定して得ることができ、強誘電性液晶単体の表示素子では不可能な中間調の表示を可能にして、熱的及び力学的安定性に優れる特徴を有する。更には、又、ＴＦＴ駆動も可能であることから、プラスチック液晶セル等の構成部材として有用である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下に本発明の一例について説明する。本発明の高分子安定化強誘電性液晶組成物は、その中に含まれるラジカル重合性化合物が熱、又は紫外線等の活性エネルギー線により重合し、それに伴い液晶組成物と相分離、又は液晶組成物中に分散した状態を引き起こし、透明性高分子物質と液晶組成物からなる高分子安定化液晶表示素子を得るのに使用される。この素子は、一対の電極層を有する基板間に配向制御膜と液晶層とを有する液晶素子において、液晶層が少なくとも液晶性高分子前駆体（重合性液晶）を含有する光硬化性組成物の光硬化物及び強誘電性液晶材料を含有しており、且つ一対の電極層間に電圧を印加していない状態における重合性液晶のメソゲン基の配向方向と、強誘電性液晶材料の配向方向が配向制御膜の配向方向に揃い一軸配向になるように高分子安定化させた液晶表示素子であって、液晶層中に重合性液晶とを含有する光硬化性組成物の光硬化物を分散させて含有させ、液晶性骨格を有する高分子鎖による強誘電性液晶材料の配向安定化効果により、電圧を印加していない状態では、液晶性モノマーの液晶骨格の長軸方向と強誘電性液晶材料の配向方向、あるいは強誘電性液晶分子の平均化された配向方向のなす方向が一様な方向の配向状態を実現させたものであり、電圧を印加すると強誘電性液晶の自発分極により強誘電性液晶材料の配向方向が液晶性高分子前駆体の液晶骨格の配向方向ではなくなり、電圧の変化によって 強誘電性液晶材料の配向方向、あるいは平均化された配向方向と液晶性モノマーの液晶骨格の配向方向のなす角度が連続的に変化する性質が付与されたものである。例えば、二枚の偏光板の間に該素子を配置して、印加する電圧を変化させることにより透過光量を連続的に制御することができ、強誘電性液晶単体の素子で行われる面積階調等の特別な手段を用いることなく印加電圧に比例した中間調の表示を可能にしたものである。上述の一軸配向は、一軸配向が得られるようにラビング配向処理したポリイミド等の高分子配向膜を用いる方法、無機配向膜を用いる方法、光配向膜による方法、電界や磁場等の外場により方法、配向膜と前記外場を併用した方法等によりメソゲン基や高分子主鎖の長軸を揃えて配向させた状態に紫外線を露光して高分子安定化させることにより得られる。
【００３１】
このようにして形成された高分子安定化液晶表示素子は、前記組成物に添加されたモノマーの含有量に比例して駆動電圧、及び光散乱が上昇する。該モノマーの含有量が微量である場合、駆動電圧の上昇度合いは低減されるが、熱的や機械的安定性に乏しい。信頼性を高くするためには、モノマーの含有量を増やす必要があるが、この時に駆動電圧の増加や液晶配向性の低下、及び散乱性の発現が問題になる。駆動電圧の増加は、例えば高分子分安定化液晶表示素子の駆動電圧に関する記述として、式２の関係を示す。高分子安定化液晶素子の駆動電圧に対する考え方は、高分子分散型液晶表示素子（式１）と類似で、式２の通りになる。
【００３２】
【数１】
【００３３】
（特開平６−２２２３２０号公報において式１により、しきい値電圧の関係が示されている。Ｖｔｈはしきい値電圧を表わし、１Ｋｉｉ及び２Ｋｉｉは弾性定数を表わし、ｉは１、２又は３を表わし、Δεは誘電率異方性を表わし、＜ｒ＞は透明性高分子物質界面の平均空隙間隔を表わし、Ａは液晶組成物に対する透明性高分子物質のアンカリングエネルギーを表わし、ｄは透明性電極を有する基板間の距離を表わす。）
【００３４】
【数２】
【００３５】
（Ｖ９０は駆動電圧を表し、Ｋｉｉは弾性定数を表し、ｉは１、２又は３を表し、Δεは誘電率異方性を表し、＜ｒ＞は重合性液晶架橋構造の平均空隙間隔を表し、Ｗｐｆは液晶組成物に対する重合性液晶架橋構造のアンカリングエネルギーを表し、ｄは透明性電極を有する基板間の距離を表わす。Ｐｓは強誘電性液晶の自発分極を表し、Ｔは温度でＷｐｆ及びＰｓは温度の関数になる。）
【００３６】
式２によると、高分子安定化液晶表示素子の駆動電圧は、透明性高分子物質界面の平均空隙間隔、基板間の距離、液晶組成物の弾性定数・自発分極、及び液晶組成物と重合性液晶架橋構造のアンカリングエネルギーによって決定される。このうち、一般の液晶表示素子では駆動電圧はセル厚、該誘電率異方性、及び該弾性定数で決まるが、高分子分散液晶と同様に高分子安定化強誘電性液晶表示素子において特有の要因がある。それは、自発分極と液晶組成物と透明性高分子物質間のアンカリングエネルギーである。そのため、高分子安定化液晶表示素子においてもポリマーと液晶との界面の面積が増加するとともに系のアンカリングエネルギーが増して駆動電圧が上がる。言い換えると、本発明の組成物中に液晶性モノマーの含有量が増加すると駆動電圧が上がりディスプレイの最大透過率が下がることを意味している。逆に、モノマー濃度を下げると駆動電圧は下がるが低分子液晶の高分子による配向安定化が弱まる方向に作用して好ましくない。他の手段で駆動電圧の上昇を低減し、低い駆動電圧を維持させるためには、強誘電性液晶の自発分極を高くする一方で、モノマー含有液晶組成物を構成する高分子のアンカリングエネルギーを低くすれば良いことになる。例えば、重合性液晶の効果は、低分子液晶の一軸配向を高分子安定化させることにあるが、メソゲン基の六員還は、低分子液晶と親和性が高くアンカーリング力が高い。特に、ターフェニル、ビフェニル等の単結合の六員還はアンカーリング力が高く駆動電圧上昇の原因になっている。そのため、これらの六員還やその他の還構造を結ぶ結合基を、例えば、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２ＯＣＯ−、−ＣＯＯＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＯＯ−、−ＯＣＯＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−等にするとアンカーリング力を弱めることができる。更に、六員還やその他還構造の一部に置換基としてフッ素原子、塩素原子、メチル基、トリフルオロメチル基若しくはトリフルオロメトキシ基を１個若しくは２個以上有することで置換基の立体障害の効果や異なる原子による相互作用の変化で低分子液晶との親和性を弱めてアンカーリング力を低減させることができる。更に、高分子の架橋間距離がアンカーリング力に対して重要な役割を果たす。アンカーリング力は重合性液晶のメソゲン基の熱運動性に影響を及ぼし、架橋間距離が短いと熱運動性が抑制される傾向があり低分子液晶に対する分子相互作用が強くなるように働きアンカリングエネルギーが高まる。架橋間距離が長くなると該メソゲン基の運動に対する自由度が増し熱による揺らぎが大きくなるため分子間相互作用を打ち消すように作用するためアンカリングエネルギーが小さくなる。しかし、架橋間距離が長くなると、架橋間にフレキシブル性の高い結合基、例えば、長鎖のアルキレン基等があると、架橋間に於ける高分子鎖自由運動が増して架橋間のメソゲン基が配向軸から大きくズレるようになり一軸配向性を乱す方向へ作用する。この点を改善するためには、メソゲン基の六員還等の還構造数を増やすことで架橋間距離が長い場合でもメソゲン基の硬直性を維持させて、且つ自由運動性が低減され配向軸からのズレが小さくなり一軸配向性を高めることができ好ましくなる。例えば、ベンゼン還の場合は４還以上のメソゲン基にすることで一軸配向が向上する。しかしながら、上で述べた通りにメソゲン基の自由運動を抑制するようにすると駆動電圧が上がり最大透過率が下がるため、駆動電圧を下げるためには置換基を有する重合性液晶を多還の重合性液晶に対して補助的に使用すると一軸配向性を維持して駆動電圧を下げることができるので好ましい。具体的には、六員還が４個以上の重合性液晶（ＩＩＩ−ａ）を用いて一軸配向性を高め、六員還に少なくとも１つの置換基を有した重合性液晶(ＩＩＩ−ｂ)でアンカーリング力を調整して駆動電圧を下げる。両重合性液晶化合物を組み合わせて共重合体を形成させることで高い一軸配向性を維持した状態で駆動電圧を低くしてディスプレイの最大透過率を向上させることができるので好ましい。また、置換基を有する重合性液晶の六員還の数は、一軸性を高める重合性液晶の六員還の数より少なくとも１つ少ないものを用いることで少量添加により電圧を下げられるので好ましい。これらの組み合わせは、必要に応じて所望の電圧−透過率特性が得られるよう重合性液晶の組成を調整すれば良い。
【００３７】
光散乱は、該平均空隙間隔が可視光の波長領域の範囲に入ると見られるようになり約500nm付近から１５００nm付近で散乱が最も強くなる。高分子安定化液晶の場合は、高分子架橋構造が示す空隙の大きさを上述の範囲から避けるように液晶中に形成させることが重要になる。500nm以下にするには、スピノーダル分解による相分離過程を利用する方法、UV重合速度を速くして作製する方法（UV重合プロセスによる方法や高分子前駆体組成の調整による方法）、低分子液晶と相溶した状態で相分離が殆ど起こらせないで重合させる方法等が挙げられ、これらの手法を有効に用いて光散乱が起こらない微細な網目状高分子を形成させることが好ましい。モノマーが、低分子液晶に相溶している場合は低分子液晶中に分散した状態で網目状高分子を形成させることが可能で分子レベルの微細な構造を得られることができより好ましい。しかしながら、本発明のモノマーを液晶相中で重合させると重合ミクロ相分離が極小的に起こる場合は、配向のオーダーは高くはないが液晶分子ダイレクターに沿うように網目状の高分子が形成されることが電子顕微鏡等で観察される。これは、モノマーが液晶に接すると液晶分子ダイレクター方向へ該モノマー分子長軸が揃う傾向があり、該モノマーの高分子化により液晶の配向が固定化される。しかし、該モノマーの濃度が高くなると重合ミクロ相分離で起こるスピノダル分解やバイノーダル分解による相分離構造が液晶の配向を無視して形成されるため目的の液晶の配向を固定化させることはできなくなる。上述の方法は低分子液晶の配向を乱す恐れがある場合があり、この場合は、所望の安定化させる配向が得られるように電界、配向膜の配向規制力、磁場外場などを活用して目的の高分子安定化液晶素子が得られるように前記外場を調整して作製することもできる。更には、複数の重合性液晶による共重合体でメソゲン基の自己組織化の性質や水素結合基等を基にした自己組織化を応用して規則性のある周期構造を形成させても良い。所望の特性を得るのに必要であれば微粒子状の高分子を低分子液晶中に分散させた構造であっても良い。
液晶が配向膜等で配向させた状態を配向欠陥無く固定化させるためには、少なくとも、ネマチック相から除冷してスメチック相へ相転移させることが好ましく、用いる液晶セルの基板面が平坦であることがより好ましい。また、ネマチック相やスメクチック相等の液晶相中で該モノマーを網目状、又は分散した状態に重合させる必要がある。更に、該相分離構造形成を避けるためには、モノマーの含有量を少なくして、液晶が配向している状態で液晶分子間に網目状高分子が形成できるよう該高分子前駆体含有量や該前駆体の組成を調整することが好ましく、さらに、光重合の場合は、ＵＶ露光時間、ＵＶ露光強度、及び温度を調整して網目状の高分子を形成させて液晶配向欠陥が無いようにすることが好ましい。また、組成物中のモノマーを重合させる際に、所望の液晶配向を得るためには、垂直配向、パラレル配向やアンチパラレル配向のラビング配向処理や光配向処理を施した配向膜、あるいは無機物の形状効果を利用した配向膜を有する液晶セルを用いたり、上下基板が垂直配向膜、又は垂直配向膜と平行配向との組み合わせた液晶セル等を用いたりすることができる。さらには、光、熱、電圧、磁場等の外場を印加して得られる捩れ配向、ベント配向やスプレイ配向、平行配向等や、配向膜単独だけでは得ることが難しい液晶配向状態を作り、該モノマーの高分子化により、それらの配向状態を固定化させて目的の高分子安定化液晶表示素子を得ることができる。例えば、スメクチック相では外場によりダイレクターを一定方向へ揃えた配向状態を高分子安定化させたり、スイッチングさせて過度的な配向状態を高分子化により固定化させ所望の高分子安定化液晶表示素子を得ることもできる。
【００３８】
本発明の高分子安定化強誘電性液晶組成物は、Ｖ字応答に基づく液晶表示素子、Half-V応答に基づく液晶表示素子、分極遮断効果に基づく液晶表示素子等に好適に用いることができる。
【００３９】
本発明に用いるモノマーは、上述のようなモノマーとしてより改善効果が大きい化合物の探索を行った結果、到達したものである。
【００４０】
本発明の高分子安定化強誘電性液晶組成物は、一般式（Ｉ−ａ）、及び（Ｉ−ｂ）で表される液晶化合物と、一般式（ＩＩ−ａ）、及び（ＩＩ−ｂ）で表せるカイラル液晶化合物と一般式（ＩＩＩ）で表される重合性液晶化合物からなる。一般式（ＩＩＩ）で表わされる重合性液晶は、一般式（ＩＩＩ−ａ）の郡と（ＩＩＩ−ｂ）の郡から必要に応じて選択すれば良く、一般式（ＩＩＩ−ａ）の郡と、（ＩＩＩ−ｂ）の郡の配合比率を調整して所望の電圧−透過率特性を得るられるようにすることが好ましい。
【００４１】
更に、強誘電性液晶組成物の成分として、必要に応じて一般式（Ｉ−ａ）、（Ｉ−ｂ）、（ＩＩ−ａ）、（ＩＩ−ｂ）で示される液晶性化合物以外の液晶性化合物を併用することができる。併用しうる化合物に特に限定はないが、強誘電性液晶相を安定化するためには、スメクチックＣ相、あるいはキラルスメクチックＣ相を示す液晶性化合物を用いることが好ましい。（本明細書中では、液晶相の名称を記載したときには特に断わりのない限り対応するキラルな液晶相も含むものとする。）また、強誘電性液晶相の相系列、あるいは各液晶相の温度範囲を調節するためには適宜液晶性化合物を選ぶのが良い。具体的には、ネマチック相を発現させたり、ネマチック相の温度範囲を広げたい場合には、ネマチック相を示す化合物を併用することが好ましく、また、スメクチックＡ相を発現させたり、スメクチックＡ相の温度範囲を広げたい場合には、スメクチックＡ相を示す化合物を併用することが好ましく、あるいは、Half-V用材料のように、スメクチックＡ相が不要な場合には、スメクチックＡ相を示さない化合物を併用することが好ましい。
【００４２】
コントラストの良い表示素子を得るためには、表示方式にあわせて傾き角を調整する必要がある。傾き角を大きくするためには、スメクチックＣ相の上限温度を高くしたり、スメクチックＡ相の温度幅を狭くするように、化合物を選ぶことが好ましく、傾き角を小さくするためには、スメクチックＣ相の上限温度を低くしたり、スメクチックＡ相の温度範囲を広くするような化合物を使用することが好ましい。
【００４３】
スメクチックの層構造を安定化するためには、一般式（Ｉ）の郡の化合物に、フェニルベンゾエート誘導体を併用するのが好ましい。これらフェニルベンゾエート誘導体あるいはビフェニルベンゾエート誘導体は組成物の粘度を上昇させるので、層構造は安定化することができ、配向乱れの抑制のために好ましい。またフェニルベンゾエート誘導体との混合により融点が低下する効果も得られ好ましい。しかし、フェニルベンゾエート誘導体の使用により粘度が上昇し応答速度も遅くなるので、所望の応答速度が得られる範囲内で使用するのがよい。
【００４４】
融点を低下し低温でも安定な強誘電性液晶相を得るためには、一般式（Ｉ−ｃ）の化合物、又は、化合物の末端に環構造を有する化合物、あるいは、環構造としてピリジン環、ピラジン環またはピリダジン環を有する化合物、あるいはその両構造を有する化合物を併用することが好ましい。環構造としてピリジン環、ピラジン環またはピリダジン環をもつ化合物は融点の低下には好ましいが、その構造が持つ極性の性質のため、素子として使用した場合のスイッチング挙動に悪影響を及ぼさないような使用量を選ぶことが好ましい。これら化合物の中では融点の低下の効果としてはピリジン環を持つ化合物が特にこのましい。これら化合物の環構造にフッ素が導入された化合物を併用すると融点の低下には好ましい。また、これら化合物のアルキル鎖に分岐構造が導入された化合物を併用すると融点の低下には好ましい。しかし、同時に液晶相の上限温度も変化するので、所望のスメクチックＣ相の温度範囲となるようにその使用量を調整するのがよい。
【００４５】
強誘電性液晶組成物の強誘電性を発現するためのキラル成分としては、公知慣用のキラル化合物を用いることができる。キラル化合物としては不整原子を持つ化合物、あるいは軸不整を持つ化合物を用いることが好ましく、さらに、不整炭素を持つ化合物、あるいは炭素−炭素結合を軸とした不整を持つ化合物を用いることが好ましい。不整炭素は鎖状構造の一部に導入されていても、環状構造の一部に導入されていても良い。不整炭素としては、炭素上にフッ素原子、メチル基、ＣＦ３基が導入されているのもがさらに好ましく、また特に、一般式（ＩＩ−ａ）、及び（ＩＩ−ｂ）で示されるキラル化合物（ＩＩ）の郡を用いることがなお好ましい。キラル化合物は１種用いても、あるいは、キラル構造、アルキル鎖長、アルキル鎖の構造、結合部分の構造、環構造、環数が異なるものを複数用いても良い。キラルな効果に基づき発生する液晶相での螺旋構造を抑制するためには、発生させるねじれの向きが異なる複数のキラル化合物を組合わせて用いることが好ましい。このとき、自発分極の向きは揃うようにキラル化合物の組み合わせを選ぶか、あるいは、十分大きな自発分極を発生させる化合物とねじれ構造は誘起するが自発分極値の小さな化合物の組み合わせを選ぶと自発分極の値はキャンセルされないので好ましい。キラルな効果に基づき液晶相でおこる螺旋構造の発生を抑制するために発生させるねじれの向きが異なる複数のキラル構造を同一の化合物の中に導入することも好ましく行われる。このとき、自発分極の向きは揃うようにキラル構造の組み合わせを選ぶか、あるいは、十分大きな自発分極を発生させる構造とねじれ構造は誘起するが自発分極値の小さな構造の組み合わせを選ぶと自発分極の値はキャンセルされないので好ましい。
【００４６】
液晶セルの２枚の基板はガラス、プラスチックの如き柔軟性をもつ透明な材料を用いることができ、一方はシリコン等の不透明な材料でも良い。透明電極層を有する透明基板は、例えば、ガラス板等の透明基板上にインジウムスズオキシド（ＩＴＯ）をスパッタリングすることにより得ることができる。
【００４７】
カラーフィルターは、例えば、顔料分散法、印刷法、電着法、又は、染色法等によって作成することができる。顔料分散法によるカラーフィルターの作成方法を一例に説明すると、カラーフィルター用の硬化性着色組成物を、該透明基板上に塗布し、パターニング処理を施し、そして加熱又は光照射により硬化させる。この工程を、赤、緑、青の３色についてそれぞれ行うことで、カラーフィルター用の画素部を作成することができる。その他、該基板上に、ＴＦＴ、薄膜ダイオード、金属絶縁体金属比抵抗素子等の能動素子を設けた画素電極を設置してもよい。
【００４８】
前記基板を、透明電極層が内側となるように対向させる。その際、スペーサーを介して、基板の間隔を調整してもよい。このときは、得られるセルの厚さが１〜１００μｍとなるように調整するのが好ましい。セル厚は、１から１０μｍが更に好ましく、１から３μｍがなお好ましい。偏光板を使用する場合は、コントラストが最大になるように液晶の屈折率異方性Δｎとセル厚ｄとの積を調整することが好ましい。又、二枚の偏光板がある場合は、各偏光板の偏光軸を調整して視野角やコントラトが良好になるように調整することもできる。更に、視野角を広げるための位相差フィルムも使用することもできる。スペーサーとしては、例えば、ガラス粒子、プラスチック粒子、アルミナ粒子、フォトレジスト材料等が挙げられる。その後、エポキシ系熱硬化性組成物等のシール剤を、液晶注入口を設けた形で該基板にスクリーン印刷し、該基板同士を貼り合わせ、加熱しシール剤を熱硬化させる。
【００４９】
２枚の基板間に高分子安定化強誘電性液晶組成物を狭持させるに方法は、通常の真空注入法、又はＯＤＦ法などを用いることができる。この時、高分子安定化強誘電性液晶組成物は、各種液晶化合物と本発明のモノマーが相溶していれば良く、均一なアイソトロピック状態か、又は（キラル）ネマチック相であることが好ましい。スメクチック相では、素子作製時の取り扱い方が難しくなる。
【００５０】
ラジカル重合性化合物を重合させる方法としては、紫外線照射が好適である。紫外線を発生させるランプとしては、メタルハライドランプ、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ等を用いることができる。また、照射する紫外線の波長としては、高分子安定化強誘電性液晶組成物に含有されている光重合開始剤の吸収波長領域であり、且つ含有されている液晶組成物の吸収波長域でない波長領域の紫外線を照射することが好ましく、具体的には、メタルハライドランプ、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプを使用して３３０ｎｍ以下の紫外線をカットして使用することが好ましく、３５０ｎｍ以下の紫外線をカットして使用することがより好ましい。
【００５１】
照射する紫外線の強度は、目的とする調光層を得るため適宜調整することができるが、使用するモノマーの反応性に依存するが１０から１００００ｍＪ／ｃｍ２が好ましく、５０から５０００ｍＪ／ｃｍ２がより好ましい。紫外線を照射する時間は照射する紫外線強度により適宜選択されるが、５から６００秒が好ましい。
【００５２】
また、紫外線照射の時の温度は、所望の液晶初期配向を調光層の特性を決めて安定化させるのに重要な要素となる。等方相状態を固定化させる場合は、高分子安定化液晶表示素子用組成物のアイソトロピック−ネマチック転移点よりわずかに高い温度が好ましく、具体的には転移点＋０．１から１０℃が好ましく、転移点＋０．１℃から３℃がより好ましい。また、ネマチック相やスメクチック相、コレステリック相を示す温度にして素子を作製することができる。
【００５３】
高分子安定化させる液晶の配向状態としては、スメクチック相やネマチック相で見られるベンド配向、捩れ配向、及びスプレイ配向等やそれらを複数組み合わせたマルチドメイン、及び一軸配向を持つモノドメインを複数方向に配置したマルチドメイン等、必要な配向状態が挙げられる。これらの配向状態は、温度を変えたり、外部電場を印加して電圧を変化させたり、基板界面に存在するポリイミド配向膜や光配向膜等の配向処理方向を一方向や複数方向に処理して液晶を配向させて、液晶の配向を様々な方法で目的の配向状態を作り、紫外線露光して高分子安定化させることが好ましい。
【００５４】
本発明の高分子安定化液晶表示素子は、本発明の高分子安定化強誘電性液晶組成物を重合させ、液晶相中に高分子鎖を形成させることにより低分子液晶の配向状態を安定化したものである。このような高分子安定化液晶表示素子は、高分子安定化強誘電性液晶組成物に外部電場を加え、または重合性液晶の配向を配向膜により制御することで、所望の配向状態を維持させながら紫外線露光して重合させることによって得ることができる。
【００５５】
本発明の高分子安定化強誘電性液晶組成物に使用する化合物の具体的な一例を以下に示す。
＜低分子液晶化合物（Ｉ）＞
本発明の高分子安定化液晶組成物に用いられる低分子液晶化合物（Ｉ）郡は、下記一般式（Ｉ−ａ）又は（Ｉ−ｂ）で示され、
【００５６】
【化８】
【００５７】
（式（Ｉ−ａ）及び（Ｉ−ｂ）中、Ｒ１1及びＲ12はそれぞれ独立して炭素原子数１から１８のアルキル基又は炭素原子数２から１８のアルケニル基（該アルキル基又はアルケニル基中に存在する１個又は２個以上のメチレン基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、それぞれ独立に酸素原子で置換されていても良い。）を表し、
Ｃ１1は１，４−フェニレン基、１，４−シクロへキシレン基又は１，３−ジオキサン−２，５−ジイル基（これらの基のうち１，４−フェニレン基は、非置換であるか又は置換基としてフッ素原子、塩素原子、メチル基、トリフルオロメチル基若しくはトリフルオロメトキシ基を１個若しくは２個以上有することができる。）を表し、
Ｃ12及びＣ13はそれぞれ独立して１，４−フェニレン基、１，４−シクロへキシレン基、ピリジン−２，５−ジイル基、ピリミジン−２，５−ジイル基、ピリダジン−３，６−ジイル基、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル基、シクロヘキセン−１，４−ジイル基、デカヒドロナフタレン−２，６−ジイル基、１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル基、２，６−ナフチレン基又はインダン−２，５−ジイル基（これらの基のうち１，４−フェニレン基、１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル基、２，６−ナフチレン基及びインダン−２，５−ジイル基は、非置換であるか又は置換基としてフッ素原子、塩素原子、メチル基、トリフルオロメチル基若しくはトリフルオロメトキシ基を１個若しくは２個以上有することができる。）を表し、
Ｚ１1及びＺ12はそれぞれ独立して、単結合、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−を表し、
Ｘ１１は、一般式（Ｉ−ｃ）、又はフッ素原子、塩素原子、トリフルオロメチル基、トリフルオロメトキシ基、ジフルオロメチル基、イソシアネート基、シアノ基を表し、
（ｎ１は、０、１又は２を表す。ただし、ｎ１が２を表す場合、複数あるＣ１及びＺ１は同じであっても異なっていても良い。）
一般式（Ｉ−ｃ）は、
【００５８】
【化９】
【００５９】
（式中、Ｚ１３は単結合又は炭素原子数１〜１８の直鎖状又は分岐状のアルキレン基を表し、該アルキレン基中の１つ又は２つの隣接していない−ＣＨ２−基は−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｓ−、−Ｓ−ＣＯ−、−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、シクロプロピレン基又は−Ｓｉ（ＣＨ３）２−で置き換えられてもよく、さらにアルキレン基の１つ又はそれ以上の水素原子がフッ素原子あるいはＣＮ基で置き換えられていてもよい。）
【００６０】
一般式（Ｉ−ａ）、及び一般式（Ｉ−ｂ）で表される化合物は、相系列が等方相-ネマチック相-スメクチックA相-スメクチックC相、等方相-ネマチック相-スメクチックC相、等方相-スメクチックA相、等方相-スメクチック相、及び等方相-ネマチック相を示し、これらを含有した組成物にすることにより幅広いスメクチックＣ相の液晶温度範囲、低温域でのスメクチックC相の安定性及び相溶性を示し、一般式（Ｉ−ａ）、一般式（Ｉ−ｂ）で具体的には次に記載する一般式（Ｖ−ａ）、一般式（ＶＩ−ａ）、一般式（ＶＩ−ｂ）、一般式（ＶＩＩ−ａ）、一般式（ＶＩＩ−ｂ）、一般式（ＶＩＩＩ−ａ）、一般式（ＩＸ−ａ）、及び一般式（Ｘ）で表される化合物が好ましい。
以下に、本発明の高分子安定化液晶組成物に用いられる低分子液晶化合物（Ｉ）郡の具体例を示す。
＜一般式（ＶＩ−ａ）及び一般式（ＶＩ−ｂ）で表される化合物＞
本発明の高分子安定化液晶組成物に用いられる低分子液晶化合物（Ｉ）の具体例を示すと（Ｉ）は、下記一般式（ＶＩ−ａ）、及び下記一般式（ＶＩ−ｂ）で表わされ、
一般式（ＶＩ−ａ）は、
【００６１】
【化１０】
【００６２】
（式（ＶＩ−ａ）中、Ｒ２１は、炭素原子数１から１８のアルキル基又は炭素原子数２から１８のアルケニル基（該アルキル基又はアルケニル基中に存在する１個又は２個以上のメチレン基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、酸素原子で置換されていてもよい。）を表し、
Ｃ２１は、１，４−フェニレン基又は１，４−シクロヘキシレン基（該１，４−フェニレン基は非置換であるか又は置換基として１個又は２個以上のフッ素原子、塩素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基又はトリフルオロメトキシ基を有することができる。）を表し、
【００６３】
六員環Ｙ２１はベンゼン環又はシクロヘキサン環を表し、 Ｘ２１は、フッ素原子、塩素原子、イソシアネート基、トリフルオロメチル基、トリフルオロメトキシ基又はジフルオロメトキシ基を表し、
Ｘ２２からＸ２６はそれぞれ独立して、水素原子、フッ素原子、塩素原子、トリフルオロメチル基又はトリフルオロメトキシ基を表し、
Ｚ２１は、単結合又は−ＣＨ２ＣＨ２−を表し、
Ｚ２２は、単結合、−ＣＨ２ＣＨ２−又は−ＣＦ２Ｏ−を表し、
ｎ２１は０又は１を表す。）
一般式（ＶＩ−ｂ）は、
【００６４】
【化１１】
【００６５】
（式（ＶＩ−ｂ）中、Ｒ３１は、炭素原子数１から１８のアルキル基又は炭素原子数２から１８のアルケニル基（該アルキル基又はアルケニル基中に存在する１個又は２個以上のメチレン基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、酸素原子で置換されていてもよい。）を表し、
Ｃ３１は、１，４−フェニレン基又は１，４−シクロヘキシレン基（該１，４−フェニレン基は非置換であるか又は置換基として１個又は２個以上のフッ素原子、塩素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基又はトリフルオロメトキシ基を有することができる。）を表し、
【００６６】
六員環Ｙ３１はベンゼン環又はシクロヘキサン環を表し、
Ｘ３１は、フッ素原子、塩素原子、イソシアネート基、トリフルオロメチル基、トリフルオロメトキシ基又はジフルオロメトキシ基を表し、
Ｘ３２からＸ３６はそれぞれ独立して、水素原子、フッ素原子、塩素原子、トリフルオロメチル基又はトリフルオロメトキシ基を表し、
Ｚ３１は、単結合又は−ＣＨ２ＣＨ２−を表し、
Ｚ３２は、単結合、−ＣＨ２ＣＨ２−又は−ＣＦ２Ｏ−を表し、
ｎ３１は０又は１を表す。）
【００６７】
一般式（ＶＩ−ａ）及び一般式（ＶＩ−ｂ）においてＲ２１及びＲ３１としては、炭素原子数１から１８のアルキル基又は炭素原子数２から１８のアルケニル基（該アルキル基又はアルケニル基中に存在する１個又は２個以上のメチレン基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、酸素原子で置換されていてもよい。）が好ましく、
該アルキル基又はアルケニル基は、式（ＶＩ−ｃ）
【００６８】
【化１２】
【００６９】
（式（ＶＩ−ｃ）中の各構造式は右端で直接もしくは酸素原子を介して環に連結しているものとする。）で表されるアルケニル基又は炭素原子数５から１２のアルキル基がより好ましい。
Ｃ２１及びＣ３１としては、１，４−シクロヘキシレン基が好ましい。
Ｚ２１及びＺ３１としては、単結合が好ましい。
Ｘ２１及びＸ３１としては、フッ素原子もしくはトリフルオロメトキシ基が好ましく、フッ素原子がより好ましい。
【００７０】
具体的には、一般式（ＶＩ−１）から一般式（ＶＩ−３３）で表される化合物が好ましい。
【００７１】
【化１３】
【００７２】
【化１４】
【００７３】
（式中、Ｒ２２及びＲ３２は炭素原子数１から１８のアルキル基を表す。）
＜一般式（ＶＩＩ−ａ）及び一般式（ＶＩＩ−ｂ）で表される化合物＞
本発明の高分子安定化液晶組成物に用いられる低分子液晶化合物（Ｉ）の具体例を示すと（Ｉ）は、下記一般式（ＶＩＩ−ａ）、及び一般式（ＶＩＩ−ｂ）で表わされ、
【００７４】
【化１５】
【００７５】
（式（ＶＩＩ−ａ）中、Ｒ４１は、炭素原子数１から１８のアルキル基又は炭素原子数２から１８のアルケニル基（該アルキル基又はアルケニル基中に存在する１個又は２個以上のメチレン基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、酸素原子で置換されていてもよい。）を表し、
Ｃ４１は、１，４−フェニレン基又は１，４−シクロヘキシレン基（該１，４−フェニレン基は非置換であるか又は置換基として１個又は２個以上のフッ素原子、塩素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基又はトリフルオロメトキシ基を有することができる。）を表し、
【００７６】
六員環Ｙ４１はベンゼン環又はシクロヘキサン環を表し、
Ｘ４１は、フッ素原子、塩素原子、イソシアネート基、トリフルオロメチル基、トリフルオロメトキシ基又はジフルオロメトキシ基を表し、
Ｘ４２からＸ４５は、それぞれ独立して、水素原子、フッ素原子、塩素原子、トリフルオロメチル基又はトリフルオロメトキシ基を表し、
Ｚ４１は、単結合又は−ＣＨ２ＣＨ２−を表し、
Ｚ４２は、単結合、−ＣＨ２ＣＨ２−又は−ＣＦ２Ｏ−を表し、
ｎ４１は０又は１を表す。）
【００７７】
【化１６】
【００７８】
（式（ＶＩＩ−ｂ）中、Ｒ５１は、炭素原子数１から１８のアルキル基又は炭素原子数２から１８のアルケニル基（該アルキル基又はアルケニル基中に存在する１個又は２個以上のメチレン基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、酸素原子で置換されていてもよい。）を表し、
Ｃ５１は、１，４−フェニレン基又は１，４−シクロヘキシレン基（該１，４−フェニレン基は非置換であるか又は置換基として１個又は２個以上のフッ素原子、塩素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基又はトリフルオロメトキシ基を有することができる。）を表し、
【００７９】
六員環Ｙ５１はベンゼン環又はシクロヘキサン環を表し、
Ｘ５１は、フッ素原子、塩素原子、イソシアネート基、トリフルオロメチル基、トリフルオロメトキシ基又はジフルオロメトキシ基を表し、
Ｘ５２からＸ５５は、それぞれ独立して、水素原子、フッ素原子、塩素原子、トリフルオロメチル基又はトリフルオロメトキシ基を表し、
Ｚ５１は、単結合又は−ＣＨ２ＣＨ２−を表し、
Ｚ５２は、単結合、−ＣＨ２ＣＨ２−又は−ＣＦ２Ｏ−を表し、
ｎ５１は０又は１を表す。）
【００８０】
一般式（ＶＩＩ−ａ）及び一般式（ＶＩＩ−ｂ）においてＲ４１及びＲ５１としては、炭素原子数１から１８のアルキル基又は炭素原子数２から６のアルケニル基（該アルキル基又はアルケニル基中に存在する１個又は２個以上のメチレン基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、酸素原子で置換されていてもよい。）が好ましく、
該アルキル基又はアルケニル基は、式（ＶＩＩ−ｃ）
【００８１】
【化１７】
【００８２】
（式（ＶＩＩ−ｃ）中の構造式は右端で直接もしくは酸素原子を介して環に連結しているものとする。）で表されるアルケニル基又は炭素原子数５から１２のアルキル基がより好ましい。
Ｃ４１及びＣ５１としては、１，４−シクロヘキシレン基が好ましい。
Ｚ４１及びＺ５１としては、単結合が好ましい。
Ｘ４１及びＸ５１としては、フッ素原子もしくはトリフルオロメトキシ基が好ましく、フッ素原子がより好ましい。
【００８３】
具体的には一般式（ＶＩＩ−１）から一般式（ＶＩＩ−４２）で表される化合物が好ましい。
【００８４】
【化１８】
【００８５】
【化１９】
【００８６】
【化２０】
【００８７】
【化２１】
【００８８】
（式中、Ｒ４２及びＲ５２は炭素原子数１から１８のアルキル基を表す。）
また、更なる液晶温度領域の拡大、高誘電率、又は低粘性を得るため、一般式（Ｖ−ａ）、一般式（ＶＩ−ａ）、一般式（ＶＩ−ｂ）、一般式（ＶＩＩ−ａ）、一般式（ＶＩＩ−ｂ）の化合物に加えて、一般式（ＶＩＩＩ−ａ）、一般式（ＩＸ−ａ）又は一般式（Ｘ）で表される化合物を含有することも好ましい。
＜一般式（ＶＩＩＩ−ａ）で表される化合物＞
本発明の高分子安定化液晶組成物に用いられる低分子液晶化合物（Ｉ）の具体例を示すと（Ｉ）は、下記一般式（ＶＩＩＩ−ａ）
【００８９】
【化２２】
【００９０】
（式（ＶＩＩＩ−ａ）中、Ｒ６１及びＲ６２はそれぞれ独立して、炭素原子数１から１８のアルキル基又は炭素原子数２から１８のアルケニル基（該アルキル基又はアルケニル基中に存在する１個又は２個以上のメチレン基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、酸素原子で置換されていてもよい。）を表し、
Ｃ６１、Ｃ６２及びＣ６３はそれぞれ独立して１，４−フェニレン基又は１，４−シクロヘキシレン基（該１，４−フェニレン基は非置換であるか又は置換基として１個又は２個以上のフッ素原子、塩素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基又はトリフルオロメトキシ基を有することができる。）を表し、
【００９１】
Ｚ６１及びＺ６２はそれぞれ独立して、単結合、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−又は−ＣＨ２ＣＨ２−を表し、
ｎ６１は、０、１又は２を表す。ただし、ｎ６１が２の場合、複数存在するＣ６１及びＺ６２は同一であっても異なっていても良い。
【００９２】
一般式（ＶＩＩＩ−ａ）においてＲ６１及びＲ６２としては、炭素原子数１から１８のアルキル基又は炭素原子数２から１８のアルケニル基（該アルキル基又はアルケニル基中に存在する１個又は２個以上のメチレン基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、酸素原子で置換されていてもよい。）が好ましく、式（ＶＩ−ｃ）で表されるアルケニル基もしくはアルケニルオキシ基（ただしそのアルケニル基が式（ＶＩ−ｃ）で表されるもの）又は炭素原子数１から５のアルキル基もしくはアルコキシ基が更により好ましい。
【００９３】
また、特に低粘性を得たい場合は、ｎ６１が０であり、Ｃ６２及びＣ６３が、１，４−シクロへキシレン基であり、Ｚ６２が単結合であることが好ましい。
【００９４】
特に液晶温度範囲を拡大するには、ｎ６１が０又は１であり、Ｃ６１及びＣ６２が、１，４−シクロへキシレン基であり、Ｃ６３が１，４−フェニレン基（該１，４−フェニレン基は非置換であるか又は置換基として１個又は２個以上のフッ素原子、メチル基を有することができる。）であり、Ｚ６１が単結合又は−ＣＨ２ＣＨ２−であり、Ｚ６２が単結合であることが好ましい。
【００９５】
特に高屈折率を得るためには、ｎ６１が１であり、Ｃ６１が１，４−シクロへキシレン基又は１，４−フェニレン基（該１，４−フェニレン基は非置換であるか又は置換基として１個又は２個以上のフッ素原子、メチル基を有することができる。）であり、Ｃ６２及びＣ６３が１，４−フェニレン基（該１，４−フェニレン基は非置換であるか又は置換基として１個又は２個以上のフッ素原子又はメチル基を有することができる。）であることが好ましい。
【００９６】
具体的には一般式（ＶＩＩＩ−１）から一般式（ＶＩＩＩ−５）で表される化合物が好ましい。
【００９７】
【化２３】
【００９８】
（式中、Ｒ６５及びＲ６６はそれぞれ独立して炭素原子数１から１８のアルキル基（該アルキル基中に存在する１個又は２個以上のメチレン基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、酸素原子で置換されていてもよい。）を表し、Ｘ６１からＸ６６はそれぞれ独立して水素原子、フッ素原子又はメチル基を表す。）
更に一般式（ＶＩＩＩ−ａ）の具体的な例は一般式（ＶＩＩＩ−６）から（ＶＩＩＩ−１５）が好ましい。
【００９９】
【化２４】
【０１００】
（式中、Ｒ６７及びＲ６８はそれぞれ独立して炭素原子数１から１８のアルキル基（該アルキル基中に存在する１個又は２個以上のメチレン基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、酸素原子で置換されていてもよい。）、アルコキシ基、炭素原子数２から１８のアルケニル基及びアルケニルオキシ基を表し、Ｘ及びYはそれぞれ独立して水素原子、フッ素原子又はメチル基を表す。Ｚ６３は、それぞれ独立して、単結合又は−Ｏ−を表し、Ｚ６４及びＺ６５はそれぞれ独立して、単結合、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−又は−ＣＨ２ＣＨ２−を表す。
【０１０１】
＜一般式（ＩＸ−ａ）で表される化合物＞
本発明の高分子安定化液晶組成物に用いられる低分子液晶化合物（Ｉ）の具体例を示すと（Ｉ）は、下記一般式（ＩＸ−ａ）
【０１０２】
【化２５】
【０１０３】
（式（ＩＸ−ａ）中、Ｒ７１は炭素原子数１から１８のアルキル基又は炭素原子数２から１８のアルケニル基（該アルキル基又はアルケニル基中に存在する１個又は２個以上のメチレン基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、酸素原子で置換されていてもよい。）を表し、
【０１０４】
Ｃ７１、Ｃ７２及びＣ７３はそれぞれ独立して１，４−フェニレン基、１，４−シクロヘキシレン基又はインダン−２，５−ジイル基（該１，４−フェニレン基及びインダン−２，５−ジイル基は非置換であるか又は置換基として１個又は２個以上のフッ素原子、塩素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基又はトリフルオロメトキシ基を有することができる。）を表し、
Ｚ７１及びＺ７２はそれぞれ独立して、単結合、−ＣＨ２ＣＨ２−又は−ＣＨ２Ｏ−を表し、
Ｘ７１はフッ素原子、塩素原子、トリフルオロメチル基又はトリフルオロメトキシ基、ジフルオロメチル基、イソシアネート基を表し、
ｎ７１は、０、１又は２を表す。ただし、ｎ７１が２の場合、複数存在するＣ７１及びＺ７１はそれぞれ同じあっても、異なっていても良い。）
【０１０５】
一般式（ＩＸ−ａ）のＲ７１としては、炭素原子数１から１８のアルキル基又は炭素原子数２から６のアルケニル基（該アルキル基又はアルケニル基中に存在する１個又は２個以上のメチレン基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、酸素原子で置換されていてもよい。）が好ましく、該アルケニル基は式（Ｖ−ｃ）で表されるものが好ましく、炭素原子数１から１８のアルキル基又は炭素原子数１から１８のアルコキシ基が更により好ましい。
【０１０６】
Ｘ７１としては、フッ素原子又はトリフルオロメトキシ基が好ましく、フッ素原子がより好ましい。
【０１０７】
また、特に高誘電率を得たい場合は、ｎ７１が０又は１であり、Ｃ７１が１，４−シクロへキシレン基であり、Ｃ７２が１，４−シクロへキシレン基又は１，４−フェニレン基（該１，４−フェニレン基は非置換であるか又は置換基として１個又は２個以上のフッ素原子、メチル基を有することができる。）であり、Ｃ７３が２−フルオロ−１，４−フェニレン基、３−フルオロ−１，４−フェニレン基、２，６−ジフルオロ−１，４−フェニレン基又は３，５−ジフルオロ−１，４−フェニレン基であり、Ｚ７１及びＺ７２が単結合であることが好ましい。
【０１０８】
特に液晶温度範囲を拡大するには、ｎ７１が２であり、Ｃ７１が１，４−シクロへキシレン基であり、Ｃ７２が、１，４−シクロへキシレン基又は１，４−フェニレン基であり、Ｃ７３が２−フルオロ−１，４−フェニレン基、３−フルオロ−１，４−フェニレン基、２，６−ジフルオロ−１，４−フェニレン基又は３，５−ジフルオロ−１，４−フェニレン基であり、Ｚ７１及びＺ７２が単結合又は−ＣＨ２ＣＨ２−であることが好ましい。
【０１０９】
具体的には一般式（ＩＸ−１）から一般式（ＩＸ−４）で表される化合物が好ましい。
【０１１０】
【化２６】
【０１１１】
（式中、Ｒ７２は炭素原子数１から１８のアルキル基又はアルコキシ基を表し、Ｘ７２からＸ７５はそれぞれ独立に水素原子又はフッ素原子を表し、Ｚ７３は単結合又は−ＣＨ２ＣＨ２−を表す。）
これら一般式（ＩＸ−１）から一般式（ＩＸ−４）の中でも、一般式（ＩＸ−５）から一般式（ＩＸ−７）で表される化合物がより好ましい。
【０１１２】
【化２７】
【０１１３】
【化２８】
（式中、Ｒ７７は炭素原子数１から１８のアルキル基を表し、Ｘ７７からＸ７９はそれぞれ独立して水素原子又はフッ素原子を表す。）、更に、一般式（ＩＸ−ａ）の好ましい化合物の具体例は、
【０１１４】
【化２９】
【０１１５】
【化３０】
【０１１６】
（式中、Ｙ２、Ｚ２は各々独立に直鎖あるいは分岐の炭素原子数１〜１８のアルキル基、ただし、アルキル基中のひとつの−ＣＨ２−基が−Ｏ−に置き換えられていてもよい、を示し、Ｕ２、Ｗ２は炭素原子数１〜１８のアルキル基を示す。）
【０１１７】
Ｙ２、Ｚ２、Ｕ２、Ｗ２の炭素原子数は６〜１２であることがさらに好ましく、スメクチックＣ相の安定性を保ち上限温度を高く保つため、あるいは、粘度を低く従って応答速度を早くするためにはアルキル部分は直鎖であることが好ましく、一方、融点を低下させるためにはアルキル部分に分岐構造があるのが好ましい。分岐構造としては液晶性を過度に低下させないため、エチル基あるいはメチル基分岐が好ましく、メチル分岐が特に好ましい。また、透過率の高い表示素子を得るためには、セル厚に依存して複屈折率（Δｎ）を調節しなければならない。表示素子の製造の点、及び、セル内での分子運動が容易なため高速応答が得られる点ではセル厚が厚い方が好ましいが、その場合にはΔｎが小さい液晶を使用する必要がある。Δｎが小さい液晶の具体例として、一般式（Ｉ）の環構造として、シクロヘキシル構造を持つものを挙げることができる。シクロヘキシル構造は、一つの分子中に一つ、あるいは２つ存在することが好ましい。あるいは、一般式（ＩＩ）で表される化合物ににシクロヘキシル、あるいは、１，３，４−チアジアゾール−２，５−ジイル構造を持つ化合物を混合することもΔｎを小さくするためには好ましい。この場合、添加する化合物としてシクロヘキシル構造は、一つの分子中に一つ、あるいは２つ存在する化合物が好ましく、１，３，４−チアジアゾール−２，５−ジイルは一つの分子中に一つ存在する化合物が好ましい。１，３，４−チアジアゾール−２，５−ジイル構造を持つ化合物は極性が高いのでＴＦＴ駆動に悪影響を与えない程度の量を使用することが望ましい。
【０１１８】
液晶相の安定性の面では、これら化合物の中でも、環に導入されたフッ素の総数が０〜３個のものが好ましく、特に０〜２個のものが好ましい。光学特性を向上するために負の誘電率の異方性が必要な場合はひとつのベンゼン環に隣り合う２つのフッ素原子が導入されている環構造（ジフロロフェニル構造）が分子構造の中にあることが好ましい。また、スメクティックC相の上限温度を高く保ったまま融点を低下する必要がある場合にもジフロロフェニル構造を持つ化合物が好ましい。また、融点を低く、また、粘度を低く従って応答速度を早く保つためには２環の化合物を使用することが好ましく、２環化合物の割合が強誘電性液晶組成物全体の２０％以上であることが好ましく、３０％以上であることがさらに好ましく、４０％以上であることが特に好ましい。一方、スメクチックＣ相の安定性を保ち上限温度を高く保つためには３環の化合物を用いることが好ましい。また、融点を低下させるためには異なる構造を持つ化合物を選んで混合するのが良い。
＜一般式（Ｘ）で表される化合物＞
本発明の高分子安定化液晶組成物に用いられる低分子液晶化合物（Ｉ）の具体例を示すと（Ｉ）は、下記一般式（Ｘ）
【０１１９】
【化３１】
【０１２０】
（式（Ｘ）中、Ｒ１０１及びＲ１０２は各々独立に炭素原子数１〜１８の直鎖状又は分岐状のアルキル基を示し、但し、１つ又は２つの隣接していない−ＣＨ２−基が−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｓ−、−Ｓ−ＣＯ−、−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、シクロプロピレン基又は−Ｓｉ（ＣＨ３）２−で置き換えられてもよく、さらにアルキル基の１つ又はそれ以上の水素原子がフッ素原子あるいはＣＮ基で置き換えられていてもよく、Ａ１０１は１，４−フェニレン基を表わし、Ｂ１０１及びＣ１０１は各々独立に１つ又は２つの水素原子がフッ素原子、ＣＦ３基、ＯＣＦ３基、あるいはＣＮ基、あるいはこれらの複数の基で置き換えられてもよい１，４−フェニレン基、又は、１，４−シクロヘキシレン基を表し、ａ１、ｂ１、及びｃ１は０又は１の整数を示し、（ａ１＋ｂ１＋ｃ１）＝１又は２である。）
一般式（Ｘ）で表される化合物は具体例的には、一般式（Ｘ−ａ）から（Ｘ−ｆ）で表される。
【０１２１】
【化３２】
【０１２２】
（一般式（Ｘ−ａ）から（Ｘ−ｆ）中、Ｙ１０１及びＸ４は、各々独立に炭素原子数１から１８のアルキル基、又はアルコキシ基、又は炭素原子数２から１８のアルケニル基（該アルキル基又はアルケニル基中に存在する１個又は２個以上のメチレン基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、酸素原子で置換されていてもよい。）を表し、Ｚ１０１は、炭素原子数１から１８のアルキル基、又はアルコキシ基、又は炭素原子数２から１８のアルケニル基（該アルキル基又はアルケニル基中に存在する１個又は２個以上のメチレン基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、酸素原子で置換されていてもよい。）、又は独立してフッ素原子、塩素原子、トリフルオロメチル基又はトリフル
オロメトキシ基、ジフルオロメチル基、イソシアネート基を表し、
Ｘ８１からＸ９６は、それぞれ独立して、水素原子、フッ素原子、又はメチル基を表す。
【０１２３】
一般式（Ｘ−ａ）から一般式（Ｘ−ｆ）で表される化合物の具体例を以下に挙げることができる。
【０１２４】
【化３３】
【０１２５】
【化３４】
【０１２６】
（式中、Ｙ１及びＺ１は各々独立に炭素原子数１〜１８の直鎖状又は分岐状のアルキル基を示し、但し、１つまたは２つの隣接していない−ＣＨ２−基が−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−で置き換えられてもよい。）
炭素原子数は５〜１２であることがさらに好ましく、スメクチックＣ相の安定性を保ち上限温度を高く保つため、あるいは、粘度を低く従って応答速度を早くするためにはアルキル部分は直鎖であることが好ましく、一方、融点を低下させるためにはアルキル部分に分岐構造があるのが好ましい。分岐構造としては液晶性を過度に低下させないため、エチル基あるいはメチル基分岐が好ましく、メチル分岐が特に好ましい。より具体的には次の構造を持つ化合物が好ましい。
【０１２７】
また、更なる温度範囲の拡大、特に、低温領域の拡大のため、一般式（Ｉ−ａ）の化合物に加えて一般式（Ｉ−ｂ）の化合物を含有することも好ましい。
より具体的には次の構造を持つ化合物が好ましい。
【０１２８】
【化３５】
【０１２９】
（式中、ｎとｍは、それぞれ独立に５〜１１を示す）
強誘電性液晶組成物の強誘電性を発現するためのキラル成分としては、公知慣用のキラル化合物を用いることができる。キラル化合物としては不斉原子を持つ化合物、あるいは軸不斉を持つ化合物を用いることが好ましく、さらに、不斉炭素を持つ化合物、あるいは炭素−炭素結合を軸とした不斉を持つ化合物を用いることが好ましい。不斉炭素は鎖状構造の一部に導入されていても、環状構造の一部に導入されていても良い。不斉炭素としては、炭素上にフッ素原子、メチル基、ＣＦ３基が導入されているのもが好ましく、また特に、一般式（Ｖ−ａ）、あるいは、一般式（Ｖ−ｅ）で表される化合物の環構造としては具体的には次の構造を持つことが好ましい。
＜一般式（ＸＩ）で表される化合物＞
本発明の高分子安定化液晶組成物に用いられる低分子液晶化合物（Ｉ）の具体例を示すと（Ｉ）は、下記一般式（ＸＩ）
【０１３０】
【化３６】
【０１３１】
（式（ＸＩ−ａ）から（ＸＩ−ｆ）中、Ｒ２０１及びＲ２０２は各々独立に炭素原子数１から１８のアルキル基、アルコシキル基又は炭素原子数２から１８のアルケニル基（該アルキル基又はアルケニル基中に存在する１個又は２個以上のメチレン基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、酸素原子で置換されていてもよい。）又はアルケニルオキシ基を表し、
Ｚ２０１は、単結合、−ＣＨ２ＣＨ２、−ＯＣＨ２−又は−ＣＨ２Ｏ−を表し、
【０１３２】
Ｘ２０１、Ｙ２０１及びＷ２０１は、フッ素原子、塩素原子、トリフルオロメチル基又はトリフルオロメトキシ基、ジフルオロメチル基、を表し、 一般式（ＸＩ−ｅ）及び（ＸＩ−ｆ）のＶとしては、−ＣＨ２−又は−Ｏ−を表す。
【０１３３】
一般式（XＩ−ａ）及び一般式（XＩ−ｆ）においてＲ２０１及びＲ２０２としては、炭素原子数１から１８のアルキル基又は炭素原子数２から６のアルケニル基（該アルキル基又はアルケニル基中に存在する１個又は２個以上のメチレン基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、酸素原子で置換されていてもよい。）が好ましく、
該アルキル基又はアルケニル基は、式（XＩ−ｇ）
【０１３４】
【化３７】
【０１３５】
（式（ＶＩＩ−ｃ）中の構造式は右端で直接もしくは酸素原子を介して環に連結しているものとする。）で表されるアルケニル基又は炭素原子数５から１２のアルキル基がより好ましい。
＜一般式（ＸＩＩ）で表される化合物＞
本発明の高分子安定化液晶組成物に用いられる低分子液晶化合物（ＩＩ）の具体例を示すと（ＩＩ）は、下記一般式（ＸＩＩ）
【０１３６】
【化３８】
【０１３７】
（式（ＸＩＩ−ａ）から（ＸＩＩ−ｃ）中、Ｒ３０１及びＲ３０２は各々独立に炭素原子数１から１８のアルキル基、アルコシキル基又は炭素原子数２から１８のアルケニル基（該アルキル基又はアルケニル基中に存在する１個又は２個以上のメチレン基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、酸素原子で置換されていてもよい。）又はアルケニルオキシ基を表し、
一般式（XＩＩ−ａ）及び一般式（XＩＩ−ｃ）においてＲ３０１及びＲ３０２としては、炭素原子数１から１８のアルキル基又は炭素原子数２から６のアルケニル基（該アルキル基又はアルケニル基中に存在する１個又は２個以上のメチレン基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、酸素原子で置換されていてもよい。）が好ましく、該アルキル基又はアルケニル基は、式（XＩＩ−ｄ）
【０１３８】
【化３９】
【０１３９】
（式（ＶＩＩ−ｃ）中の構造式は右端で直接もしくは酸素原子を介して環に連結しているものとする。）で表されるアルケニル基又は炭素原子数５から１２のアルキル基がより好ましい。
＜カイラル液晶化合物＞
本発明の高分子安定化液晶組成物に用いられるカイラル液晶化合物（ＩＩ）郡は、下記
一般式（ＩＩ−ａ）、又は（ＩＩ−ｂ）で示され、
【０１４０】
【化４０】
（式（ＩＩ−ａ）及び（ＩＩ−ｂ）中、Ｒ２１は炭素原子数１から１８のアルキル基又は炭素原子数２から１８のアルケニル基（該アルキル基又はアルケニル基中に存在する１個又は２個以上のメチレン基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、それぞれ独立に酸素原子で置換されていても良い。）を表し、
Ｃ２１及びＣ２２はそれぞれ独立して１，４−フェニレン基、１，４−シクロへキシレン基、ピリミジン−２，５−ジイル基（これらの基のうち１，４−フェニレン基又は１，４−シクロへキシレン基は、非置換であるか又は置換基としてフッ素原子、塩素原子、メチル基、シアノ基、トリフルオロメチル基若しくはトリフルオロメトキシ基を１個若しくは２個以上有することができる。）を表し、
Ｚ２１は単結合、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｓ−、−Ｓ−ＣＯ−、−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−を表し、
Ｙ２１及びＹ２２はそれぞれ独立して単結合、酸素原子、炭素数１〜１４のアルキレン基、−ＯＣＨ２−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＯＣＨ２ＣＨ２−又は−ＯＣＯＣＨ２−を表し、
ｎ２は、０、１又は２を表す。ただし、ｎ２が２を表す場合、複数あるＣ２１及びＺ２１は同じであっても異なっていても良い。
Ｘ２１及びＸ２２はそれぞれ独立して、一般式（ＩＩ−ｃ）から（ＩＩ−ｈ）
【０１４１】
【化４１】
【０１４２】
のいずれかの式で表される基を表す。ただし、
式（ＩＩ−ｃ）から（ＩＩ−ｈ）中、＊は炭素原子が不斉炭素原子であることを表し、
Ｒｃ、Ｒｄ、Ｒｅ、Ｒｆ及びＲｇはそれぞれ独立して炭素原子数１〜１８の直鎖状又は分岐状のアルキル基を表し、該アルキル基中の１つ又は２つの隣接していない−ＣＨ２−基は−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｓ−、−Ｓ−ＣＯ−、−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、シクロプロピレン基又は−Ｓｉ（ＣＨ３）２−で置き換えられてもよく、該アルキレン基中の１つ以上の水素原子はフッ素原子あるいはＣＮ基で置き換えられていてもよく、）を表し、
Ｘｃ、Ｘｄ及びＹｄはそれぞれ独立してフッ素原子、塩素原子、メチル基又はシアノ基を表し、
Ｘｅ及びＹｅはそれぞれ独立して水素原子、フッ素原子、塩素原子、メチル基又はシアノ基を表し、
Ｘｈ及びＹｈはそれぞれ独立してフッ素原子、塩素原子、メチル基又はシアノ基を表し、
Ｚｄは単結合又はメチレン基を表し、
Ｚｅは酸素原子又は−ＯＣ（Ｒｅ１）（Ｒｅ２）Ｏ−で表される基（ただし、Ｒｅ１及びＲｅ２はそれぞれ独立して水素原子又は炭素原子数１から１０のアルキル基を表す。）を表し、
Ｚｆはカルボニル基又は−ＣＨ（Ｒｆ１）−で表される基（ただし、Ｒｆ１は水素原子又は炭素原子数１から１０のアルキル基を表す。）を表し、
（Ｚｇは−ＯＣＯ−、−ＣＯＯ−、−ＣＨ２Ｏ−又は−ＯＣＨ２−を表す。）
で表されるカイラル化合物（ＩＩ）であって、
具体例としては下記構造のものが特に好ましく用いられる。
【０１４３】
【化４２】
【０１４４】
【化４３】
【０１４５】
【化４４】
【０１４６】
（式中、Ｒａａは炭素数１〜１８の直鎖状あるいは分岐状のアルキル基またはアルコキシ基、Ｒｂｂは炭素数１〜１８の直鎖状あるいは分岐状のアルキル基、Ｍａａは炭素数１〜３のメチレン基、Ｍｂｂは炭素数１〜２のメチレン基を表す。）
【０１４７】
大きな自発分極を得るためにはＭbb＝１〜３のものが好ましく、Ｍbb＝１のものが特に好ましい。また、結晶化を抑制するためには、環の数が２環の化合物を用いることが好ましく、強誘電性相の安定性（上限温度）を高めるためには、結晶化を抑制する効果を保つ範囲で環の数が３環の化合物を用いると良い。良い配向を得るためにはキラルネマティック相の螺旋ピッチを長くする、特に、ネマティック相とスメクティック相の転移の際のキラルネマティック相の螺旋ピッチを長くすることが重要である。そのため、（ＩＩ）郡の添加量が増え、ネマティック相とスメクティック相の転移の際のキラルネマティック相の螺旋ピッチが配向を乱す程度まで短くなった場合には、（ＩＩ）郡の化合物により誘起されるキラルネマティック相の螺旋の掌性（センス）と逆のセンスを誘起する効果のあるキラル化合物を（ＩＩ）郡に加えて用いてキラルネマティック相の螺旋ピッチを長くすることが好ましい。このときのキラル化合物の使用に特に制限はなく、公知慣用のキラル化合物を用いることができるが、使用した（ＩＩ）郡と自発分極の極性が同一の化合物、あるいは自発分極の値が使用した（ＩＩ）郡と比べて十分に小さい化合物が、自発分極のキャンセルによる減少を抑えることができるので好ましい。
【０１４８】
また、強誘電性相において、表面安定化効果を用いて配向を行う場合には、強誘電性相における螺旋ピッチが長いことが好ましく、この場合には、（ＩＩ）郡の化合物により誘起される強誘電性相の螺旋の掌性（センス）と逆のセンスを誘起する効果のあるキラル化合物を（ＩＩ）郡に加えて用いて強誘電性相の螺旋ピッチを長くすることが好ましい。このときのキラル化合物の使用に特に制限はなく、公知慣用のキラル化合物を用いることができるが、使用した（ＩＩ）郡と自発分極の極性が同一の化合物、あるいは自発分極の値が使用した（ＩＩ）郡と比べて十分に小さい化合物が、自発分極のキャンセルによる減少を抑えることができるので好ましい。表面安定化効果を用いず、単に、高分子安定化効果を用いる場合には、特に、このように逆のセンスを誘起する効果のあるキラル化合物を（ＩＩ）郡に加える必要はない。比較的厚セル厚（３μｍ以上）で使用する場合で、高分子安定化プロセス、あるいは、高分子安定化された後の状態で、液晶分子の運動性を高め、高分子安定化プロセスを容易に行わせたり、あるいは、高分子安定化後のグレースケールの発現を容易にするために、短い螺旋ピッチが必要な場合には、強誘電性相の螺旋ピッチが短いキラル化合物を添加することが好ましい。添加の際にもちいるキラル化合物の使用に特に制限はなく、公知慣用のキラル化合物を用いることができるが、使用した（ＩＩ）郡と自発分極の極性が同一の化合物、あるいは自発分極の値が使用した（ＩＩ）郡と比べて十分に小さい化合物が、自発分極のキャンセルによる減少を抑えることができるので好ましい。添加物としてはキラルネマティック液晶で誘起する螺旋ピッチが十分長いか、あるいは、（ＩＩ）郡で誘起される螺旋ピッチをキャンセルできるキラル化合物を選ぶことがさらに好ましい。
【０１４９】
＜重合性液晶化合物（ＩＩＩ）＞
本願の重合性液晶化合物は、一般式（ＩＩＩ）
【０１５０】
（式（ＩＩＩ）中、Ｒ３１及びＲ３２はそれぞれ独立して水素原子又はメチル基を表し、Ｃ３１は１，４−フェニレン基、１，４−シクロへキシレン基、ピリジン−２，５−ジイル基、ピリミジン−２，５−ジイル基、ピリダジン−３，６−ジイル基、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル基、シクロヘキセン−１，４−ジイル基、デカヒドロナフタレン−２，６−ジイル基、１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル基、２，６−ナフチレン基又はインダン−２，５−ジイル基（これらの基のうち１，４−フェニレン基、１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル基、２，６−ナフチレン基及びインダン−２，５−ジイル基は、非置換であるか又は置換基としてフッ素原子、塩素原子、メチル基、トリフルオロメチル基若しくはトリフルオロメトキシ基を１個若しくは２個以上有することができる。）を表し、
Ｃ３２及びＣ３３はそれぞれ独立してベンゼン−１，２，４−トリイル基、ベンゼン−１，３，４−トリイル基、ベンゼン−１，３，５−トリイル基、シクロヘキサン−１，２，４−トリイル基、シクロヘキサン−１，３，４−トリイル基又はシクロヘキサン−１，３，５−トリイル基を表し、Ｚ３０及びＺ３２はそれぞれ独立して単結合又は炭素原子数１から１５のアルキレン基（該アルキレン基中に存在する１個又は２個以上のメチレン基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、それぞれ独立に酸素原子、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−で置換されていても良く、該アルキレン基中に存在する１個又は２個以上の水素原子はそれぞれ独立にフッ素原子、メチル基又はエチル基で置換されていても良い。）を表し、
Ｚ３１及びZ３３それぞれ独立して単結合、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２ＯＣＯ−、−ＣＯＯＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＯＯ−、−ＯＣＯＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−を表し、
ｎ３は、３，４，５，６を表すが、複数あるＣ３１及びＺ３１は同じであっても異なっていても良く、ｎ４及びｎ５はそれぞれ独立して１、２及び３を表す。
一般式（ＩＩＩ）は、好ましくは一般式（ＩＩＩ−ａ）
【０１５１】
【化４５】
【０１５２】
（式（ＩＩＩ−ａ）中、Ｒ３３及びＲ３４はそれぞれ独立して水素原子又はメチル基を表し、
Ｃ３４及びＣ３５はそれぞれ独立して１，４−フェニレン基、１，４−シクロへキシレン基、ピリジン−２，５−ジイル基、ピリミジン−２，５−ジイル基、ピリダジン−３，６−ジイル基、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル基、シクロヘキセン−１，４−ジイル基、デカヒドロナフタレン−２，６−ジイル基、１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル基、２，６−ナフチレン基又はインダン−２，５−ジイル基を表し、
Ｚ３４及びＺ３６はそれぞれ独立して単結合又は炭素原子数１から１５のアルキレン基（該アルキレン基中に存在する１個又は２個以上のメチレン基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、それぞれ独立に酸素原子、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−で置換されていても良く、該アルキレン基中に存在する１個又は２個以上の水素原子はそれぞれ独立にフッ素原子、メチル基又はエチル基で置換されていても良い。）を表し、該アルキレン基は、炭素原子数はメソゲン基の運動性へ影響を及ぼし、数が小さいとアンカーリング力が大きくなる傾向があるため、特にアルキレン基の炭素原子数３から１２が好ましい。
Ｚ３５は、単結合、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２ＯＣＯ−、−ＣＯＯＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＯＯ−、−ＯＣＯＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−を表し、
ｎ６は、３、４、５、６を表す。ただし、複数あるＣ３４及びＺ３５は同じであっても異なっていても良い。）を表す
（式（ＩＩＩ）中、
６員環Ｃ３４、Ｃ３５及びＣ３６はそれぞれ独立的に、
【０１５３】
【化４６】
を表す。但し、ｎ６が４以上の場合は
６員環Ｃ３４、Ｃ３５及びＣ３６はそれぞれ独立的に、
【０１５４】
【化４７】
【０１５５】
のいずれか（ただしｍは１から４の整数を表す。）であっても良い。
【０１５６】
一般式（ＩＩＩ−ａ）で表される化合物の具体例を以下の（ＩＩＩ−ａ１）から（ＩＩＩ−ａ６）に挙げることができる。
（ＩＩＩ−ａ１）
【０１５７】
【化４８】
（ＩＩＩ−ａ２）
【０１５８】
【化４９】
（ＩＩＩ−ａ３）
【０１５９】
【化５０】
（ＩＩＩ−ａ４）
【０１６０】
【化５１】
（ＩＩＩ−ａ５）
【０１６１】
【化５２】
（ＩＩＩ−ａ６）
【０１６２】
【化５３】
（ＩＩＩ−ａ７）
【０１６３】
【化５４】
（ＩＩＩ−ａ８）
【０１６４】
【化５５】
（ＩＩＩ−ａ９）
【０１６５】
【化５６】
（ＩＩＩ−ａ１０）
【０１６６】
【化５７】
（ＩＩＩ−ａ１１）
【０１６７】
【化５８】
（ＩＩＩ−ａ１２）
【０１６８】
【化５９】
（ＩＩＩ−ａ１３）
【０１６９】
【化６０】
（ＩＩＩ−ａ１４）
【０１７０】
【化６１】
（ＩＩＩ−ａ１５）
【０１７１】
【化６２】
（ＩＩＩ−ａ１６）
【０１７２】
【化６３】
（ＩＩＩ−ａ１７）
【０１７３】
【化６４】
一般式（ＩＩＩ−ｂ）は、
【０１７４】
【化６５】
（式（ＩＩＩ−ａ）中、Ｒ３５及びＲ３６はそれぞれ独立して水素原子又はメチル基を表し、
Ｃ３７及びＣ３８はそれぞれ独立して１，４−フェニレン基、１，４−シクロへキシレン基、ピリジン−２，５−ジイル基、ピリミジン−２，５−ジイル基、ピリダジン−３，６−ジイル基、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル基、シクロヘキセン−１，４−ジイル基、デカヒドロナフタレン−２，６−ジイル基、１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル基、２，６−ナフチレン基又はインダン−２，５−ジイル基であって、（これらの基のうち１，４−フェニレン基、１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル基、２，６−ナフチレン基及びインダン−２，５−ジイル基は、置換基としてフッ素原子、塩素原子、メチル基、エチル基、トリフルオロメチル基若しくはトリフルオロメトキシ基を１個若しくは２個以上有することを表し、）
Ｚ３７及びＺ３９はそれぞれ独立して単結合又は炭素原子数１から１５のアルキレン基（該アルキレン基中に存在する１個又は２個以上のメチレン基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、それぞれ独立に酸素原子、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−で置換されていても良く、該アルキレン基中に存在する１個又は２個以上の水素原子はそれぞれ独立にフッ素原子、メチル基又はエチル基で置換されていても良い。）を表し、
【０１７５】
Ｚ３８は、単結合、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２ＯＣＯ−、−ＣＯＯＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＯＯ−、−ＯＣＯＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−を表し、
ｎ７は、２、３、４、５、６を表し、ｎ７＝ｎ６−１の関係を満たす。ただし、複数あるＣ３７及びＺ３８は同じであっても異なっていても良く、複数あるＣ３７の内少なくとも１つに置換基としてフッ素原子、塩素原子、メチル基、トリフルオロメチル基若しくはトリフルオロメトキシ基を１個若しくは２個以上有すること。）で表す。
式中
６員環Ｃ３７、Ｃ３８及びＣ３９はそれぞれ独立的に、
【０１７６】
【化６６】
【０１７７】
のいずれか（ただしｍは１から４の整数を表す。）を表す。
一般式（ＩＩＩ−ｂ）で表される化合物の具体例を以下の（ＩＩＩ−ｂ１）から（ＩＩＩ−ｂ２０）に挙げることができる。
（ＩＩＩ−ｂ１）
【０１７８】
【化６７】
（ＩＩＩ−ｂ２）
【０１７９】
【化６８】
（ＩＩＩ−ｂ３）
【０１８０】
【化６９】
（ＩＩＩ−ｂ４）
【０１８１】
【化７０】
（ＩＩＩ−ｂ５）
【０１８２】
【化７１】
（ＩＩＩ−ｂ６）
【０１８３】
【化７２】
（ＩＩＩ−ｂ７）
【０１８４】
【化７３】
【０１８５】
【化７４】
【０１８６】
【化７５】
【０１８７】
（式中、j及びkはそれぞれ独立的に２〜１４の整数を表す。）
【実施例】
【０１８８】
以下、実施例をもって本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。また、特に断りのない場合、「％」は「質量％」を意味する。
【０１８９】
（高分子安定化液晶表示素子の作製、及び評価法）
実施例中の高分子安定化液晶表示素子は以下の方法で作製した。
【０１９０】
高分子安定化液晶組成物のネマチック相転移以上に加熱して真空注入方で注入した。セルは、液晶は一軸配向（ホモジニアス配向）が得られるように、セルギャップ２μｍのポリイミド配向膜（日産化学社製、ＲＮ−１１９９）を塗布したＩＴＯ付きパラレルラビングの配向セルを用いた。
【０１９１】
液晶組成物、ラジカル重合性組成物、光重合開始剤及び微量の重合禁止剤からなる調光層形成材料を真空注入法でガラスセル内に注入した。真空度は２パスカルとなるよう設定した。注入後ガラスセルを取り出し、注入口を封口剤３０２６Ｅ（スリーボンド社製）で封止した。クロスニコルスの偏光顕微鏡で一軸配向であることを確認した後、周波数１ＫＨｚの場合に於ける電圧−透過率特性のＶ９０に対応する電圧の矩形波を印加してスイッチングさせながら、ＵＶ−ＬＥＤアレイを用いて３６５ｎｍの光を露光した。照射強度は、セルサンプル表面が５ｍＷ／ｃｍ２となるように調整して６００秒間露光して、高分子安定化液晶組成物の重合性化合物を重合させて高分子分安定化液晶表示素子を得た。
【０１９２】
先に紫外線露光で印加した電圧を切り、紫外線露光後の配向状態を偏光顕微鏡で一軸配向を顕微鏡試料ステージを回転させ観察して偏光の直交ニコスル下での暗視野方向を確認した。電圧−透過率特性は、暗視野が得られるように素子一軸方向と偏光方向を一致させ、６０Ｈｚの矩形波を印加して顕微鏡鏡筒に取り付けた光電子倍増管で透過光強度を測定した。透過率は、二枚の偏光板を直行した時を０％、平行にした時を１００％とした。電圧−透過率特性は、飽和電圧（10Ｖｏ−ｐ）を印加した場合の透過率に対して透過率が９０％変化させるのに必要な電圧をＶ９０と定義して駆動電圧を評価した。飽和電圧印加時の透過率を最大透過率Ｔ１００、電圧を０Ｖｏ−ｐにした場合の透過率を最小透過率Ｔ０とした。コントラストはＴ０／Ｔ１００と定義した。
【０１９３】
（高分子安定化液晶組成物の調整）
化合物郡（ＩＩ）のキラル液晶化合物とアキラル液晶化合物物郡（Ｉ）から成る強誘電性液晶組成物ＦＬＣ−１、又はＦＬＣ−２と化合物群（ＩＩＩ）をそれぞれ少なくとも一種含む光重合性アクリレート組成物、又はアルキル側鎖型アクリレートを配合して、高分子安定化液晶組成物を調整した。
【０１９４】
低分子液晶組成物（ＦＬＣ−１）の各成分の構造及び組成を次に示す。
ＦＬＣ−１の相系列、及び転移温度は次の通り、
Ｉｓｏ・８６℃・Ｎ・７９℃・ＳｍＡ・６９℃・Ｃｒｙ・−１１℃
スメクチックＣ*相のチルト角は、２３度
【０１９５】
【化７６】
【０１９６】
低分子液晶組成物ＦＬＣ−２の各成分の構造及び組成を次に示す。
ＦＬＣ−２の相系列、及び転移温度は次の通り、
Ｉｓｏ・102.6℃・Ｎ・88.1℃・ＳｍＡ・82.4℃・Ｃｒｙ・-27℃ スメクチックＣ*相のチルト角は、３３度
【０１９７】
【化７７】
【０１９８】
実施例に用いた重合性液晶化合物郡（ＩＩＩ−ａ）、及び（ＩＩＩ−ｂ）の構造式を（ＭＯＬ−１）から（ＭＯＬ−８）に示す。アクリレート化合物は、（ＭＯＮ−８）の構造式のアルキル側鎖型アクリレート化合物を用いた。
（ＭＯＬ−１）
【０１９９】
【化７８】
（ＭＯＬ−２）
【０２００】
【化７９】
（ＭＯＬ−３）
【０２０１】
【化８０】
（ＭＯＬ−４）
【０２０２】
【化８１】
（ＭＯＬ−５）
【０２０３】
【化８２】
（ＭＯＬ−６）
【０２０４】
【化８３】
（ＭＯＬ−７）
【０２０５】
【化８４】
（ＭＯＬ−８）
【０２０６】
【化８５】
（ＭＯＡ−１）
【０２０７】
【化８６】
【０２０８】
【化８７】
【０２０９】
（実施例１）
強誘電性液晶組成物ＦＬＣ−２を９８％、重合性液晶ＭＯＮ−１を１．５６８％、ＭＯＬ−５を０．３９２％、重合性液晶光開始剤イルガキュア６５１（Ｉｒｇ６５１）を０．０４％の比率で配合して高分子安定化液晶組成物を調製。上述の高分子安定化光学液晶素子の作製方法に於いて、セル厚１．８μｍの液晶セルに調整した液晶組成物を注入して、１０５℃で等方相にした後、徐冷してスメクチックA相にて配向欠陥の無いことを偏光顕微鏡で確認した。８２．４℃のスメクチックC＊相転移温度から２５℃でスメクチックC*相の配向状態を観察すると二軸性配向であった。これに、２５℃でスメクチックC＊相にて周波数１．７ｋHzの矩形波を印加しながら紫外線を露光して高分子安定化液晶組成物中の重合性液晶化合物を重合させて液晶光学素子を作製した。偏光顕微鏡で重合後の配向を観察した所、露光後、偏光顕微鏡で顕微鏡の試料台を回転させて配向状態を観察した。電極部分は、電圧を印加しない場合は、ラビング配向方向へ消光位を示し一軸配向を示した。電極周囲は、スメクチックC＊相の特徴である二軸配向を示し、二方向の配向状態である二つドメインが高分子安定化された。前記消光の位置にて電圧を０Vとから徐々に上げて印加すると暗視野から明視野へ電極部分全体が一様に変化して透過率が連続的に増加することから、連続階調表示が可能であることを確認した。６０Hzの矩形波を印加して電圧―透過率特性を測定した所、左右対称のV字型電圧―透過率特性を示し、応答は、立ち上がり時間が１９０μｓ、立下り時間が250μｓ、駆動電圧V90は６．１８Vｏ−ｐ、コントラストが１：７７１、最小透過率０．０７％、最大透過率５４％の特性が得られた。
【０２１０】
（実施例２）
液晶組成物ＦＬＣ−２を９８％、ＭＯＬ−１を１．５６８％、ＭＯＬ−６を０．３９２％、イルガキュア６５１（Ｉｒｇ６５１）を０.０４％の比率で配合して高分子安定化液晶組成物を調製し、上述の高分子安定化液晶表示素子の作製方法によって高分子安定化液晶組成物中の重合性液晶化合物を矩形波１ｋＨｚの電圧を印加させながら重合させて液晶表示素子を作製した。（実施例１）と同様の方法で素子の特性を評価した。電極部分は、電圧を印加しない場合は、ラビング配向方向へ消光位を示し一軸配向を示した。６０Hzの矩形波を印加して電圧―透過率特性を測定した所、左右対称のV字型電圧―透過率特性を示し、応答は、立ち上がり時間が１９０μｓ、立下り時間が250μｓ、駆動電圧V90は６．１０Vｏ−ｐ、コントラストが１：５７９、最小透過率０．０８％、最大透過率４６．３％の特性が得られた。
【０２１１】
（実施例３）
強誘電性液晶組成物ＦＬＣ−２を９８％、重合性液晶ＭＯＬ−１を１．９６％、光開始剤イルガキュア６５１（Ｉｒｇ６５１）を０．０４％の比率で配合して高分子安定化液晶組成物を調製。上述の高分子安定化液晶表示素子の作製方法によって高分子安定化液晶組成物中の重合性液晶化合物を矩形波１ｋＨｚの電圧を印加させながら重合させて液晶表示素子を作製した。（実施例１）と同様の方法で素子の特性を評価した。電極部分は、電圧を印加しない場合は、ラビング配向方向へ消光位を示し一軸配向を示した。前記消光の位置にて電圧を０Vとから徐々に上げて印加すると暗視野から明視野へ電極部分全体が一様に変化して透過率が連続的に増加することから、連続階調表示が可能であることを確認した。６０Hzの矩形波を印加して電圧―透過率特性を測定した所、左右対称のV字型電圧―透過率特性を示し、Ｖ９０の応答は、立ち上がり時間が１９０μｓ、立下り時間が250μｓ、駆動電圧V90は５．９８Vｏ−ｐ、コントラストが１：１０５７の特性が得られた。ここで実施例３の駆動電圧Ｖ９０が５．９８Ｖを示している理由は、電圧−透過率特性で飽和電圧を印加しても透過率が飽和していないため測定誤差が生じている。実際は透過率を飽和させるためには、Ｖ９０の約２倍の電圧になることが示唆された。
【０２１２】
（実施例４）
液晶組成物ＦＬＣ−２を９５％、ＭＯＬ−２を４．９％、イルガキュア６５１（Ｉｒｇ６５１）を０.１％の比率で配合して高分子安定化液晶組成物を調製し、上述の高分子安定化液晶表示素子の作製方法によって高分子安定化液晶組成物中の重合性液晶化合物を矩形波１ｋＨｚの電圧を印加させながら重合させて液晶表示素子を作製した。（実施例１）と同様の方法で素子の特性を評価した。電極部分は、電圧を印加しない場合は、ラビング配向方向へ消光位を示し一軸配向を示した。６０Hzの矩形波を印加して電圧―透過率特性を測定した所、左右対称のV字型電圧―透過率特性を示し、駆動電圧V90は８．２７Vｏ−ｐ、コントラストが１：３４４、最小透過率０．０９％、最大透過率３１％の特性が得られた。
【０２１３】
（実施例５）
液晶組成物ＦＬＣ−１を９７％、ＭＯＬ−２を２．９４％、イルガキュア６５１（Ｉｒｇ６５１）を０.０６％の比率で配合して高分子安定化液晶組成物を調製し、上述の高分子安定化液晶表示素子の作製方法によって高分子安定化液晶組成物中の重合性液晶化合物を矩形波１ｋＨｚの電圧を印加させながら重合させて液晶表示素子を作製した。（実施例１）と同様の方法で素子の特性を評価した。電極部分は、電圧を印加しない場合は、ラビング配向方向へ消光位を示し一軸配向を示した。６０Hzの矩形波を印加して電圧―透過率特性を測定した所、左右対称のV字型電圧―透過率特性を示し、駆動電圧V90は６．７Vｏ−ｐ、コントラストが１：２６３、最小透過率０．０９％、最大透過率２３．７％の特性が得られた。
【０２１４】
（実施例６）
液晶組成物ＦＬＣ−２を９８％、ＭＯＬ−８を１．５６８％、ＭＯＬ−５を０．３９２％、イルガキュア６５１（Ｉｒｇ６５１）を０.０４％の比率で配合して高分子安定化液晶組成物を調製し、上述の高分子安定化液晶表示素子の作製方法によって高分子安定化液晶組成物中の重合性液晶化合物を矩形波１ｋＨｚの電圧を印加させながら重合させて液晶表示素子を作製した。（実施例１）と同様の方法で素子の特性を評価した。電極部分は、電圧を印加しない場合は、ラビング配向方向へ消光位を示し一軸配向を示した。６０Hzの矩形波を印加して電圧―透過率特性を測定した所、左右対称のV字型電圧―透過率特性を示し、駆動電圧V90は６．１２Vｏ−ｐ、コントラストが１：５３６、最小透過率０．１１％、最大透過率５９．３％の特性が得られた。
【０２１５】
（比較例１）
液晶組成物ＦＬＣ−１を９８％、ＭＯＬ−７を１．９６％、イルガキュア６５１（Ｉｒｇ６５１）を０.０４％の比率で配合して高分子安定化液晶組成物を調製し、上述の高分子安定化液晶表示素子の作製方法によって高分子安定化液晶組成物中の重合性液晶化合物を矩形波１ｋＨｚの電圧を印加させながら重合させて液晶表示素子を作製した。（実施例１）と同様の方法で素子の特性を評価した。電極部分は、電圧を印加しない場合は、ラビング配向方向へ消光位を示し一軸配向を示した。６０Hzの矩形波を印加して電圧―透過率特性を測定した所、左右対称のV字型電圧―透過率特性を示し、駆動電圧V90は６．７Vｏ−ｐ、コントラストが１：２６３、最小透過率０．０９％、最大透過率２３．７％の特性が得られた。
【０２１６】
（比較例２）
液晶組成物ＦＬＣ−２を９８％、ＭＯＬ−５を１．９６％、イルガキュア６５１（Ｉｒｇ６５１）を０.０４％の比率で配合して高分子安定化液晶組成物を調製し、上述の高分子安定化液晶表示素子の作製方法によって高分子安定化液晶組成物中の重合性液晶化合物を矩形波１ｋＨｚの電圧を印加させながら重合させて液晶表示素子を作製した。（実施例１）と同様の方法で素子の特性を評価した。電極部分は、電圧を印加しない場合は、ラビング配向方向へ消光位を示し一軸配向を示した。６０Hzの矩形波を印加して電圧―透過率特性を測定した所、左右対称のV字型電圧―透過率特性を示し、駆動電圧V90は５．５Vｏ−ｐ、コントラストが１：１０２、最小透過率０．５％、最大透過率５０．８％の特性が得られた。
【０２１７】
（比較例３）
液晶組成物ＦＬＣ−２を９７％、ＭＯＬ−６を２．９４％、イルガキュア６５１（Ｉｒｇ６５１）を０.０６％の比率で配合して高分子安定化液晶組成物を調製し、上述の高分子安定化液晶表示素子の作製方法によって高分子安定化液晶組成物中の重合性液晶化合物を矩形波１ｋＨｚの電圧を印加させながら重合させて液晶表示素子を作製した。（実施例１）と同様の方法で素子の特性を評価した。電極部分は、電圧を印加しない場合は、ラビング配向方向へ消光位を示し一軸配向を示した。６０Hzの矩形波を印加して電圧―透過率特性を測定した所、左右対称のV字型電圧―透過率特性を示し、駆動電圧V90は７．１Vｏ−ｐ、コントラストが１：１０、最小透過率４．３％、最大透過率４１．８％の特性が得られた。
【０２１８】
（比較例４）
液晶組成物ＦＬＣ−１を９９％、ＭＯＬ−４を０．９８％、イルガキュア６５１（Ｉｒｇ６５１）を０.０２％の比率で配合して高分子安定化液晶組成物を調製し、上述の高分子安定化液晶表示素子の作製方法によって高分子安定化液晶組成物中の重合性液晶化合物を矩形波１ｋＨｚの電圧を印加させながら重合させて液晶表示素子を作製した。（実施例１）と同様の方法で素子の特性を評価した。電極部分は、電圧を印加しない場合は、ラビング配向方向へ消光位を示し一軸配向を示した。６０Hzの矩形波を印加して電圧―透過率特性を測定した所、左右対称のV字型電圧―透過率特性を示し、駆動電圧V90は９．３Vｏ−ｐ、コントラストが１：２３、最小透過率２．３％、最大透過率５２％の特性が得られた。
【０２１９】
（比較例５）
液晶組成物ＦＬＣ−１を９７％、ＭＯＬ−３を２．９４％、イルガキュア６５１（Ｉｒｇ６５１）を０.０６％の比率で配合して高分子安定化液晶組成物を調製し、上述の高分子安定化液晶表示素子の作製方法によって高分子安定化液晶組成物中の重合性液晶化合物を矩形波１ｋＨｚの電圧を印加させながら重合させて液晶表示素子を作製した。（実施例１）と同様の方法で素子の特性を評価した。電極部分は、電圧を印加しない場合は、ラビング配向方向へ消光位を示し一軸配向を示した。６０Hzの矩形波を印加して電圧―透過率特性を測定した所、左右対称のV字型電圧―透過率特性を示し、駆動電圧V90は７．２Vｏ−ｐ、コントラストが１：１１０、最小透過率０．２９％、最大透過率３２．０％の特性が得られた。
【０２２０】
（比較例６）
液晶組成物ＦＬＣ−１を９６％、ＭＯＬ−３を３．９２％、イルガキュア６５１（Ｉｒｇ６５１）を０.０８％の比率で配合して高分子安定化液晶組成物を調製し、上述の高分子安定化液晶表示素子の作製方法によって高分子安定化液晶組成物中の重合性液晶化合物を矩形波１ｋＨｚの電圧を印加させながら重合させて液晶表示素子を作製した。（実施例１）と同様の方法で素子の特性を評価した。電極部分は、電圧を印加しない場合は、ラビング配向方向へ消光位を示し一軸配向を示した。６０Hzの矩形波を印加して電圧―透過率特性を測定した所、左右対称のV字型電圧―透過率特性を示し、駆動電圧V90は７．９Vｏ−ｐ、コントラストが１：１３８、最小透過率０．１５％、最大透過率２０．７％の特性が得られた。
【０２２１】
（比較例７）
液晶組成物ＦＬＣ−１を９７％、ＭＯＬ−３を２．６４６％、イルガキュア６５１（Ｉｒｇ６５１）を０.０６％の比率で配合して高分子安定化液晶組成物を調製し、上述の高分子安定化液晶表示素子の作製方法によって高分子安定化液晶組成物中の重合性液晶化合物を矩形波１ｋＨｚの電圧を印加させながら重合させて液晶表示素子を作製した。（実施例１）と同様の方法で素子の特性を評価した。電極部分は、電圧を印加しない場合は、ラビング配向方向へ消光位を示し一軸配向を示した。６０Hzの矩形波を印加して電圧―透過率特性を測定した所、左右対称のV字型電圧―透過率特性を示し、駆動電圧V90は６．３Vｏ−ｐ、コントラストが１：４５、最小透過率０．４５％、最大透過率２０．１％の特性が得られた。
【０２２２】
（比較例８）
液晶組成物ＦＬＣ−２を９８％、ＭＯＡ−１を１．９６％、イルガキュア６５１（Ｉｒｇ６５１）を０.０４％の比率で配合して高分子安定化液晶組成物を調製し、上述の高分子安定化液晶表示素子の作製方法によって高分子安定化液晶組成物中の重合性液晶化合物を矩形波１ｋＨｚの電圧を印加させながら重合させて液晶表示素子を作製した。（実施例１）と同様の方法で素子の特性を評価した。電極部分は、電圧を印加しない場合は、ラビング配向方向へ消光位を示し一軸配向を示した。６０Hzの矩形波を印加して電圧―透過率特性を測定した所、左右対称のV字型電圧―透過率特性を示し、駆動電圧V90は５．１Vｏ−ｐ、コントラストが１：６５、最小透過率０．５１％、最大透過率３３．０％の特性が得られた。
【０２２３】
（比較例９）
液晶組成物ＦＬＣ−２を９７％、ＭＯＬ−４を２．９４％、イルガキュア６５１（Ｉｒｇ６５１）を０.０６％の比率で配合して高分子安定化液晶組成物を調製し、上述の高分子安定化液晶表示素子の作製方法によって高分子安定化液晶組成物中の重合性液晶化合物を矩形波１ｋＨｚの電圧を印加させながら重合させて液晶表示素子を作製した。（実施例１）と同様の方法で素子の特性を評価した。電極部分は、電圧を印加しない場合は、ラビング配向方向へ消光位を示し一軸配向を示した。６０Hzの矩形波を印加して電圧―透過率特性を測定した所、左右対称のV字型電圧―透過率特性を示し、駆動電圧V90は６．５８Vｏ−ｐ、コントラストが１：７０、最小透過率０．４３％、最大透過率３０．０％の特性が得られた。
【０２２４】
【表１】
実施例３に於いては、５還の重合性液晶を用いているためアンカーリング力は大きいが一軸配向性が高く最小透過率Ｔｏが一番小さく高コントラストが得られる。この組成に置換基を有する重合性液晶をそれぞれ添加すると実施例１、及び実施例２に示すようにアンカーリング力が低減され最大透過率が高くなる。実施例４は、４還の重合性液晶を用いた。実施例３と比較して最大透過率が高くなる傾向を示している。比較例では三還の重合性液晶を用いている。一軸配向性が低くいため最小透過率が上がりコントラストが低下する。また、最大透過率を上げるため液晶濃度を高くした場合と低アンカーリング力の三還重合性液晶のみを使用した比較例２、３、４、７、８ではメモリー性が見られた。これは、一軸配向方向が配向軸に対して常に一定ではない状態が現れ、この状態が長時間維持されディスプレイの応用上好ましくなくなる。
【技術分野】
【０００１】
本発明はアクティブ素子にて駆動可能な高分子安定化液晶表示素子に有用な高分子安定化強誘電性液晶組成物、及び当該組成物を用いた高分子安定化液晶表示素子に於いて電界強度に依存して消光位を連続的に変化させることができる液晶素子及び液晶素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
クラークおよびラガウォールにより提案された強誘電性液晶材によれば、分子の長軸に対し永久双極子モーメントを分子の垂直方向に有することで自発分極を発現させ、自発分極の向きと逆極性電界により光スイッチングさせることができ、双安定性を有し、且つ電界の変化に対する応答が高速であることが記載されている（特許文献１参照）。この強誘電性液晶材を用いた液晶表示装置（ディスプレイ）は、単純マトリックス方式の駆動により大画面で高精細な液晶表示素子としての応用が期待されている。
２μｍ以下の薄厚にすると、強誘電性液晶は液晶セル基板表面の配向安定化（表面安定化）の作用により配向のメモリー性（双安定性）が発現してメモリー性を有する黒と白の二値表示のディスプレイが得られるが、フルカラーディスプレイへの応用に於いては、印加電圧に比例した連続階調表示が必須で、前記双安定性の二値表示のディスプレイでは印加電圧に比例した階調表示が不可能になりフルカラー表示のディスプレイへの応用を難しくしている。
【０００３】
更に、現在実用化されている強誘電性液晶を用いたディスプレイは、配向膜にSiO2の斜方蒸着膜を用いることにより配向欠陥を無くしてコントラストを高くして、セル厚２μｍ以下で、且つ２インチ以下の超小型LCDである。しかし、LCDのサイズを大きくするとSiO2の斜方蒸着膜を均一に蒸着させることは難しくなり、セル厚が２μ以下では歩留まりが悪化して、その大型化は制限されていた。
【０００４】
階調表示の課題を解消するために、ＦＬＣ材料と共にメソゲン基を有するモノマーを使用し、紫外線を照射することによりモノマーを重合させ高分子安定化を図り、これにより双安定性を消失させて中間階調表示を可能にする技術が提案されている（非特許文献１及び２参照）。
又、これらは、強誘電性液晶と単官能液晶性アクリレートモノマーを含有する液晶組成物を液晶セル中で、該組成物がスメクチックA相やスメクチックＣ*相等の所定の液晶相を示す温度において紫外線を照射して、単官能液晶性アクリレートモノマーを高分子化させることにより得られる高分子安定化強誘電性液晶表示素子が開示されている（特許文献２、３、４及び５参照）。更に、強誘電性液晶材と単官能液晶性アクリレートモノマーを含有する強誘電性液晶組成物の強誘電性を示す温度で紫外線を照射する場合は、該組成物を液晶セル中で、該液晶組成物が強誘電性を示す温度において直流電圧を印加しながら紫外線を照射する方法が開示されている（特許文献４参照）。
【０００５】
上述の方法で作製された高分子安定化強誘電性液晶性液晶素子は、紫外線照射の際に印加していた直流電圧に対し異極性の直流電圧を印加すると、配向膜の容易軸に対し直流電圧の絶対値に比例して、高分子安定化された傾き角の方向とは反対方向に強誘電性液晶材の配向方向が傾く。この場合でも双安定性は消失しているので、印加電圧を除去すれば、強誘電性液晶材は再び配向膜の容易軸に対して高分子安定化された傾き角を有する位置に配列する。このように紫外線照射時の印加直流電圧に対し異極性の電圧印加時における配向方向の変化を利用することで中間調表示が可能となる。しかし、印加電圧の極性に対して傾き角が配向膜の容易軸に対して対称にはならないため光学素子を直流電圧で駆動させるため焼付け等の素子の信頼性低下を招いていた。
【０００６】
この解決のために、一対の基板間に単官能液晶性アクリレートモノマーを含有した強誘電性液晶組成物を挟み、強誘電性液晶層に対し電圧印加しながらカイラルスメクチックＣ相を示す状態で、周波数２ｋＨｚ〜４ｋＨｚの交流電界を印加するとともに、紫外線もしくは電子線を照射することで上記液晶性アクリレートモノマーを高分子化させる手段を用いて、配向膜の容易軸に対して印加電圧の極性に関わらず対象な傾き角を有し、一軸配向及びV字型の透過率−電圧特性を有する高分子安定化強誘電性液晶性液晶素子が開示されている（特許文献６参照）。当該液晶素子は、素子の駆動を交流電圧で駆動できる点で有用であるが、液晶性単官能アクリレートを用いているため熱や外部からの力による変形等で配向が乱れ易く信頼性の低いものであった。
【０００７】
上述の何れの階調表示実現を目的として提案された技術は、強誘電性を示すスメクチックＣ*相に於いて高分子安定化により一軸配向が得られるように液晶分子の配向を安定化させるものであって、印加電圧に依存して液晶分子のチルト角が連続的に変化することで中間階調表示を可能にするものである。中間階調を得るためには表面安定化強誘電性液晶の双安定性（メモリー性）を消失させて課題を解決しているが、高分子安定化強誘電性液晶作製する際には、少なくとも一対の基板間（セル厚）が２μｍ以下の薄厚の液晶セルを用いて、双安定性の状態の二軸配向状態に電圧を印加しながら含有している重合性化合物を重合させて目的の一軸配向を高分子安定化させる必要があるため、セル厚３μｍ以上の光学素子の量産化を難しくしていた。更に、セル厚を１．５μｍ程度のセル厚にして基板界面との相互作用で螺旋を解くため電圧−透過率特性に於いて基板界面の影響を大きく受けて液晶分子が電界に対して動き難くなりチルト角の低下を引き起こし、透過率の低下、駆動電圧の増加等の問題を起こしていた。
【０００８】
セル厚を増し、セル厚２μｍより２〜３ミクロン厚くした範囲では、螺旋構造を示す縞模様は見られないが、基板の表面エネルギーと液晶の弾性エネルギーの作用に依存して液晶ダイレクターが捩れるような力が発生し、セルの厚さ方向で、強誘電性液晶分子のダイレクターがラビング配向方向から僅かにズレて捩れた状態の配向を示す。二軸配向状態に捩れ配向が加わり、偏光のクロスニコル下で偏光軸を回転させても一軸配向や二軸配向で見られるような暗視野に複屈折色が加わるようになり、この光漏れがディスプレイでは完全な黒が得られなくなる原因の一つでコントラスト低下を引き起こしていた。（非特許文献３、４参照）更に、セル厚を増していくと螺旋構造を発現する。（非特許文献５参照）このセル厚を臨界セル厚とすると、臨界セル厚以上で無電界では螺旋ピッチに対応した干渉色や螺旋構造に起因した光散乱が起こりノーマルブラックのディスプレイが得られなくなる。
【０００９】
以上より、強誘電性液晶表示素子において製造効率に有利なセル厚を有するものは知られておらず、表面安定化を使用せずTFT駆動が可能で高コントラスト、高速応答、高透過率、且つ電界強度に比例して連続的に透過率を制御できる強誘電性液晶表示素子の開発が望まれていた。
【００１０】
【特許文献１】特開昭５６−１０７２１６号公報
【特許文献２】特開平９−２１１４６２号公報
【特許文献３】特開平９−２１１４６３号公報
【特許文献４】特開平１１−２１５５４号公報
【特許文献５】特開平１１−３２６９０９号公報
【特許文献６】特開２００２−３１８２１号公報
【非特許文献１】古江（Ｈ．Ｆｕｒｕｅ），ジャパン・ジャーナル・オブ・アプライド・フィジックス（Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．），３６，Ｌ１５１７（１９９７）
【非特許文献２】古江（Ｈ．Ｆｕｒｕｅ），ジャパン・ジャーナル・オブ・アプライド・フィジックス（Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．），３７，３４１７（１９９８）
【非特許文献３】大内（Ｙ．Ｏｕｃｈｉ），ジャパン・ジャーナル・オブ・アプライド・フィジックス（Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．），２６，１（１９８７）
【非特許文献４】新宮（Ｔ．Ｓｈｉｎｇｕ），ジャパン・ジャーナル・オブ・アプライド・フィジックス（Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．），２５，Ｌ２０６（１９８６）
【非特許文献５】ペイベル（Ｊ．Ｐａｖｅｌ），ジャーナル・オブ・フィジックス（Ｊ．Ｐｈｙｓ．），４５，１３７（１９８４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の課題は、強誘電性液晶の重合性液晶を重合させて液晶の配向を高分子安定化させるとスイッチング角が下がり、最大透過率の低下、及び駆動電圧上昇が起こるためディスプレイの光利用効率が下がり表示を暗くしていた。また、最大透過率と一軸配向性（最小透過率）との間にはトレードオフの関係があり透過率が高く一軸配向性が良好な特性を得るのを難しくしていた。これを解決することにより、中間調の表示を可能とするスメクチック液晶を用いた高分子安定液晶表示素子において、TFT（薄膜トランジスター）駆動が可能レベルに駆動電圧を低減して、更に、一軸配向性を高め高コントラストでTFT駆動による安定した表示が得られ、フルカラー表示に適した大きさのチルト角を得ることが可能な高分子安定液晶組成物及びこれを用いて製造した高分子安定液晶表示素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
高分子安定化強誘電性液晶組成物において、液晶分子に高分子安定化の効果を強く与えるためには、重合性化合物としてメソゲン構造を有する液晶性アクリレートのような液晶性重合性化合物を用いればよい。これは、液晶性アクリレートがメソゲン構造を持つために、周囲の低分子液晶のメソゲン構造と強いアンカーリング力を持つことができ、そのため、高分子安定化した状態の熱的、力学的な安定性が向上するわけである。しかしながら、一方で、アンカーリング力が強くなるために駆動電圧が増大しアモルファスシリコン−ＴＦＴやポリシリコンＴＦＴで駆動が困難となる問題があった。また、アンカーリング力が強くなることにより、スメクチック層内で液晶分子が電界で傾きにくくなり、チルト角が小さくなるという欠点があった。そのため、ディスプレイの最大透過率が低くなり光の利用効率の低下を招いていた。これを改善するために、液晶性アクリレートのアンカーリング力を低くすれば良いが、低くすると同時に低分子液晶の高分子安定化による配向安定性が下がり低分子液晶の配向性が乱れる方向に作用して一軸配向性が低くなり僅かな光漏れによりコントラストの低下要因になっていた。
【００１３】
高分子安定化状態の安定性を向上させて一軸配向性を向上させるには、二官能液晶性アクリレート等を用いて架橋高分子を用いればよく、二官能液晶性アクリレートの使用により、メソゲン基が高分子主鎖に配置され該メソゲン基の両端が架橋により固定化されているため熱の揺らぎの影響が少なく低分子液晶の配向安定化の信頼性が向上する。しかし、その反面、熱の揺らぎが小さくなるため低分子液晶との相互作用が増大する、その結果低分子液晶の配向を固定化した際に起こる低分子液晶／高分子界面でのアンカーリング力がさらに高くなり、益々駆動電圧が増大するという弊害が生じる。さらに、スメクチック層内で液晶分子が益々傾きにくくなり、チルト角が小さくなるという欠点があった。
【００１４】
高分子安定化の信頼性を上げるのには、高分子鎖の架橋密度を高くしてガラス転移温度等を高くする方法があるが、同時に低分子液晶と該高分子とのアンカーリング力が増加して駆動電圧増加、及び、チルト角の減少を引き起こす。また、液晶中の高分子鎖の体積割合を増加すると該高分子鎖の熱的、機械的安定性は向上するが該高分子鎖の屈折率が表示素子中に低分子液晶の屈折率分布へ影響を強く及ぼすようになり低分子液晶との屈折率差から光散乱を起こして表示のコントラストを低下させていた。これらを解決するためアンカーリング力の低い高分子を導入すると駆動電圧を下げることは可能になるが、同時に配向規制力が下がり目的の一軸配向性が乱れコントラスト低下を招いていた。
【００１５】
このように液晶性重合性化合物を用いると、高分子安定化状態は安定化するが、同時にアンカーリング力が増大し、好ましくない駆動電圧の増加や、チルト角の減少を引き起こす。また、アンカーリング力を下げるような高分子を導入すると一軸配向が乱れて光シャッターの性能が低くなっていた。しかしながら、本願発明者らは、種々の重合性液晶化合物と液晶化合物の組成を検討した結果、液晶性重合性化合物と非液晶性重合性化合物の両方を同時に使用することを検討することにより、駆動電圧の増加、チルト角の減少を防ぎ、更には、一軸配向の乱れを抑制することを見出し、本願発明の完成に至った。
本願発明は、一般式（Ｉ−ａ）
【００１６】
【化１】
【００１７】
（式中、Ｒ１１及びＲ１２はそれぞれ独立して炭素原子数１から１８のアルキル基又は炭素原子数２から１８のアルケニル基（該アルキル基又はアルケニル基中に存在する１個又は２個以上のメチレン基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、それぞれ独立に酸素原子で置換されていても良い。）を表し、
Ｃ１１は１，４−フェニレン基、１，４−シクロへキシレン基又は１，３−ジオキサン−２，５−ジイル基（これらの基のうち１，４−フェニレン基は、非置換であるか又は置換基としてフッ素原子、塩素原子、メチル基、トリフルオロメチル基若しくはトリフルオロメトキシ基を１個若しくは２個以上有することができる。）を表し、
Ｃ１２及びＣ１３はそれぞれ独立して１，４−フェニレン基、１，４−シクロへキシレン基、ピリジン−２，５−ジイル基、ピリミジン−２，５−ジイル基、ピリダジン−３，６−ジイル基、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル基、シクロヘキセン−１，４−ジイル基、デカヒドロナフタレン−２，６−ジイル基、１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル基、２，６−ナフチレン基、１，３，４−チアジアゾール−２，５−ジイル又はインダン−２，５−ジイル基（これらの基のうち１，４−フェニレン基、１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル基、２，６−ナフチレン基及びインダン−２，５−ジイル基は、非置換であるか又は置換基としてフッ素原子、塩素原子、メチル基、トリフルオロメチル基若しくはトリフルオロメトキシ基を１個若しくは２個以上有することができる。）を表し、
Ｚ１１及びＺ１２はそれぞれ独立して、単結合、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｏ−、−ＣＯ−Ｓ−、−Ｓ−ＣＯ−、−ＯＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−を表し、
ｎ１は、０、１又は２を表す。ただし、ｎ１が２を表す場合、複数あるＣ１及びＺ１は同じであっても異なっていても良い。）
及び一般式（Ｉ−ｂ）
【００１８】
【化２】
【００１９】
（式中、Ｒ１１、Ｃ１１、Ｃ１２、Ｃ１３、Ｚ１１、Ｚ１２及びｎ１は、それぞれ独立して一般式（Ｉ−ａ）と同じ意味を表し、
Ｘ１１は、フッ素原子、塩素原子、トリフルオロメチル基、トリフルオロメトキシ基、ジフルオロメチル基、イソシアネート基、シアノ基又は以下の一般式（Ｉ−ｃ）を表し。
【００２０】
【化３】
【００２１】
（式中、Ｚ１３は単結合又は炭素原子数１〜１８の直鎖状又は分岐状のアルキレン基を表し、該アルキレン基中の１つ又は２つの隣接していない−ＣＨ２−基は−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｓ−、−Ｓ−ＣＯ−、−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、シクロプロピレン基又は−Ｓｉ（ＣＨ３）２−で置き換えられてもよく、さらにアルキレン基の１つ又はそれ以上の水素原子がフッ素原子あるいはＣＮ基で置き換えられていてもよい。）で表される化合物からなる化合物郡（Ｉ）から選ばれる少なくとも一種の液晶化合物を含有し、
一般式（ＩＩ−ａ）及び一般式（ＩＩ−ｂ）
【００２２】
【化４】
【００２３】
【化５】
【００２４】
（式中、、Ｒ２１は炭素原子数１から１８のアルキル基又は炭素原子数２から１８のアルケニル基（該アルキル基又はアルケニル基中に存在する１個又は２個以上のメチレン基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、それぞれ独立に酸素原子で置換されていても良い。）を表し、
Ｃ２１及びＣ２２はそれぞれ独立して１，４−フェニレン基、１，４−シクロへキシレン基、ピリミジン−２，５−ジイル基（これらの基のうち１，４−フェニレン基又は１，４−シクロへキシレン基は、非置換であるか又は置換基としてフッ素原子、塩素原子、メチル基、シアノ基、トリフルオロメチル基若しくはトリフルオロメトキシ基を１個若しくは２個以上有することができる。）を表し、
Ｚ２１は単結合、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｓ−、−Ｓ−ＣＯ−、−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−を表し、
Ｙ２１及びＹ２２はそれぞれ独立して単結合、酸素原子、炭素数１〜１４のアルキレン基、−ＯＣＨ２−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＯＣＨ２ＣＨ２−又は−ＯＣＯＣＨ２−を表し、
ｎ２は、０、１又は２を表す。ただし、ｎ２が２を表す場合、複数あるＣ２１及びＺ２１は同じであっても異なっていても良く、
Ｘ２１及びＸ２２はそれぞれ独立して、一般式（ＩＩ−ｃ）から一般式（ＩＩ−ｈ）
【００２５】
【化６】
【００２６】
（式中、＊は炭素原子が不斉炭素原子であることを表し、
Ｒｃ、Ｒｄ、Ｒｅ、Ｒｆ及びＲｇはそれぞれ独立して炭素原子数１〜１８の直鎖状又は分岐状のアルキル基を表し、該アルキル基中の１つ又は２つの隣接していない−ＣＨ２−基は−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｓ−、−Ｓ−ＣＯ−、−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、シクロプロピレン基又は−Ｓｉ（ＣＨ３）２−で置き換えられてもよく、該アルキレン基中の１つ以上の水素原子はフッ素原子あるいはＣＮ基で置き換えられていてもよく、）を表し、
Ｘｃ、Ｘｄ及びＹｄはそれぞれ独立してフッ素原子、塩素原子、メチル基又はシアノ基を表し、
Ｘｅ及びＹｅはそれぞれ独立して水素原子、フッ素原子、塩素原子、メチル基又はシアノ基を表し、
Ｘｈ及びＹｈはそれぞれ独立してフッ素原子、塩素原子、メチル基又はシアノ基を表し、
Ｚｄは単結合又はメチレン基を表し、
Ｚｅは酸素原子又は−ＯＣ（Ｒｅ１）（Ｒｅ２）Ｏ−で表される基（ただし、Ｒｅ１及びＲｅ２はそれぞれ独立して水素原子又は炭素原子数１から１０のアルキル基を表す。）を表し、
Ｚｆはカルボニル基又は−ＣＨ（Ｒｆ１）−で表される基（ただし、Ｒｆ１は水素原子又は炭素原子数１から１０のアルキル基を表す。）を表し、
Ｚｇは−ＯＣＯ−、−ＣＯＯ−、−ＣＨ２Ｏ−又は−ＯＣＨ２−を表す。）のいずれかの式で表される基を表す。）で表される化合物からなる化合物郡（ＩＩ）から選ばれる少なくとも一種のカイラル化合物を含有し、
一般式（ＩＩＩ）
【００２７】
【化７】
【００２８】
（式中、Ｒ３１及びＲ３２はそれぞれ独立して水素原子又はメチル基を表し、
Ｃ３１は１，４−フェニレン基、１，４−シクロへキシレン基、ピリジン−２，５−ジイル基、ピリミジン−２，５−ジイル基、ピリダジン−３，６−ジイル基、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル基、シクロヘキセン−１，４−ジイル基、デカヒドロナフタレン−２，６−ジイル基、１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル基、２，６−ナフチレン基又はインダン−２，５−ジイル基（これらの基のうち１，４−フェニレン基、１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル基、２，６−ナフチレン基及びインダン−２，５−ジイル基は、非置換であるか又は置換基としてフッ素原子、塩素原子、メチル基、トリフルオロメチル基若しくはトリフルオロメトキシ基を１個若しくは２個以上有することができる。）を表し、
Ｃ３２及びＣ３３はそれぞれ独立してベンゼン−１，２，４−トリイル基、ベンゼン−１，３，４−トリイル基、ベンゼン−１，３，５−トリイル基、シクロヘキサン−１，２，４−トリイル基、シクロヘキサン−１，３，４−トリイル基又はシクロヘキサン−１，３，５−トリイル基を表し、Ｚ３０及びＺ３２はそれぞれ独立して単結合又は炭素原子数１から１５のアルキレン基（該アルキレン基中に存在する１個又は２個以上のメチレン基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、それぞれ独立に酸素原子、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−で置換されていても良く、該アルキレン基中に存在する１個又は２個以上の水素原子はそれぞれ独立にフッ素原子、メチル基又はエチル基で置換されていても良い。）を表し、
Ｚ３１及びZ３３それぞれ独立して単結合、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２ＯＣＯ−、−ＣＯＯＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＯＯ−、−ＯＣＯＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−を表し、
ｎ３は、３、４、５又は６を表すが、複数あるＣ３１及びＺ３１は同じであっても異なっていても良く、ｎ４及びｎ５はそれぞれ独立して１、２又は３を表す。）で表される重合性化合物を少なくとも１種類以上含有することを特徴とする高分子安定化強誘電性液晶組成物を提供する。また、本願はこの高分子安定化強誘電性液晶組成物を用いた液晶表示素子を提供する。
【発明の効果】
【００２９】
本願発明の高分子安定化液晶組成物を構成部材とする高分子安定化強誘電性液晶表示素子は駆動電圧が低く、透過率が高いく、且つ一軸配向性の向上による高いコントラストの表示がTFT駆動による安定して得ることができ、強誘電性液晶単体の表示素子では不可能な中間調の表示を可能にして、熱的及び力学的安定性に優れる特徴を有する。更には、又、ＴＦＴ駆動も可能であることから、プラスチック液晶セル等の構成部材として有用である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下に本発明の一例について説明する。本発明の高分子安定化強誘電性液晶組成物は、その中に含まれるラジカル重合性化合物が熱、又は紫外線等の活性エネルギー線により重合し、それに伴い液晶組成物と相分離、又は液晶組成物中に分散した状態を引き起こし、透明性高分子物質と液晶組成物からなる高分子安定化液晶表示素子を得るのに使用される。この素子は、一対の電極層を有する基板間に配向制御膜と液晶層とを有する液晶素子において、液晶層が少なくとも液晶性高分子前駆体（重合性液晶）を含有する光硬化性組成物の光硬化物及び強誘電性液晶材料を含有しており、且つ一対の電極層間に電圧を印加していない状態における重合性液晶のメソゲン基の配向方向と、強誘電性液晶材料の配向方向が配向制御膜の配向方向に揃い一軸配向になるように高分子安定化させた液晶表示素子であって、液晶層中に重合性液晶とを含有する光硬化性組成物の光硬化物を分散させて含有させ、液晶性骨格を有する高分子鎖による強誘電性液晶材料の配向安定化効果により、電圧を印加していない状態では、液晶性モノマーの液晶骨格の長軸方向と強誘電性液晶材料の配向方向、あるいは強誘電性液晶分子の平均化された配向方向のなす方向が一様な方向の配向状態を実現させたものであり、電圧を印加すると強誘電性液晶の自発分極により強誘電性液晶材料の配向方向が液晶性高分子前駆体の液晶骨格の配向方向ではなくなり、電圧の変化によって 強誘電性液晶材料の配向方向、あるいは平均化された配向方向と液晶性モノマーの液晶骨格の配向方向のなす角度が連続的に変化する性質が付与されたものである。例えば、二枚の偏光板の間に該素子を配置して、印加する電圧を変化させることにより透過光量を連続的に制御することができ、強誘電性液晶単体の素子で行われる面積階調等の特別な手段を用いることなく印加電圧に比例した中間調の表示を可能にしたものである。上述の一軸配向は、一軸配向が得られるようにラビング配向処理したポリイミド等の高分子配向膜を用いる方法、無機配向膜を用いる方法、光配向膜による方法、電界や磁場等の外場により方法、配向膜と前記外場を併用した方法等によりメソゲン基や高分子主鎖の長軸を揃えて配向させた状態に紫外線を露光して高分子安定化させることにより得られる。
【００３１】
このようにして形成された高分子安定化液晶表示素子は、前記組成物に添加されたモノマーの含有量に比例して駆動電圧、及び光散乱が上昇する。該モノマーの含有量が微量である場合、駆動電圧の上昇度合いは低減されるが、熱的や機械的安定性に乏しい。信頼性を高くするためには、モノマーの含有量を増やす必要があるが、この時に駆動電圧の増加や液晶配向性の低下、及び散乱性の発現が問題になる。駆動電圧の増加は、例えば高分子分安定化液晶表示素子の駆動電圧に関する記述として、式２の関係を示す。高分子安定化液晶素子の駆動電圧に対する考え方は、高分子分散型液晶表示素子（式１）と類似で、式２の通りになる。
【００３２】
【数１】
【００３３】
（特開平６−２２２３２０号公報において式１により、しきい値電圧の関係が示されている。Ｖｔｈはしきい値電圧を表わし、１Ｋｉｉ及び２Ｋｉｉは弾性定数を表わし、ｉは１、２又は３を表わし、Δεは誘電率異方性を表わし、＜ｒ＞は透明性高分子物質界面の平均空隙間隔を表わし、Ａは液晶組成物に対する透明性高分子物質のアンカリングエネルギーを表わし、ｄは透明性電極を有する基板間の距離を表わす。）
【００３４】
【数２】
【００３５】
（Ｖ９０は駆動電圧を表し、Ｋｉｉは弾性定数を表し、ｉは１、２又は３を表し、Δεは誘電率異方性を表し、＜ｒ＞は重合性液晶架橋構造の平均空隙間隔を表し、Ｗｐｆは液晶組成物に対する重合性液晶架橋構造のアンカリングエネルギーを表し、ｄは透明性電極を有する基板間の距離を表わす。Ｐｓは強誘電性液晶の自発分極を表し、Ｔは温度でＷｐｆ及びＰｓは温度の関数になる。）
【００３６】
式２によると、高分子安定化液晶表示素子の駆動電圧は、透明性高分子物質界面の平均空隙間隔、基板間の距離、液晶組成物の弾性定数・自発分極、及び液晶組成物と重合性液晶架橋構造のアンカリングエネルギーによって決定される。このうち、一般の液晶表示素子では駆動電圧はセル厚、該誘電率異方性、及び該弾性定数で決まるが、高分子分散液晶と同様に高分子安定化強誘電性液晶表示素子において特有の要因がある。それは、自発分極と液晶組成物と透明性高分子物質間のアンカリングエネルギーである。そのため、高分子安定化液晶表示素子においてもポリマーと液晶との界面の面積が増加するとともに系のアンカリングエネルギーが増して駆動電圧が上がる。言い換えると、本発明の組成物中に液晶性モノマーの含有量が増加すると駆動電圧が上がりディスプレイの最大透過率が下がることを意味している。逆に、モノマー濃度を下げると駆動電圧は下がるが低分子液晶の高分子による配向安定化が弱まる方向に作用して好ましくない。他の手段で駆動電圧の上昇を低減し、低い駆動電圧を維持させるためには、強誘電性液晶の自発分極を高くする一方で、モノマー含有液晶組成物を構成する高分子のアンカリングエネルギーを低くすれば良いことになる。例えば、重合性液晶の効果は、低分子液晶の一軸配向を高分子安定化させることにあるが、メソゲン基の六員還は、低分子液晶と親和性が高くアンカーリング力が高い。特に、ターフェニル、ビフェニル等の単結合の六員還はアンカーリング力が高く駆動電圧上昇の原因になっている。そのため、これらの六員還やその他の還構造を結ぶ結合基を、例えば、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２ＯＣＯ−、−ＣＯＯＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＯＯ−、−ＯＣＯＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−等にするとアンカーリング力を弱めることができる。更に、六員還やその他還構造の一部に置換基としてフッ素原子、塩素原子、メチル基、トリフルオロメチル基若しくはトリフルオロメトキシ基を１個若しくは２個以上有することで置換基の立体障害の効果や異なる原子による相互作用の変化で低分子液晶との親和性を弱めてアンカーリング力を低減させることができる。更に、高分子の架橋間距離がアンカーリング力に対して重要な役割を果たす。アンカーリング力は重合性液晶のメソゲン基の熱運動性に影響を及ぼし、架橋間距離が短いと熱運動性が抑制される傾向があり低分子液晶に対する分子相互作用が強くなるように働きアンカリングエネルギーが高まる。架橋間距離が長くなると該メソゲン基の運動に対する自由度が増し熱による揺らぎが大きくなるため分子間相互作用を打ち消すように作用するためアンカリングエネルギーが小さくなる。しかし、架橋間距離が長くなると、架橋間にフレキシブル性の高い結合基、例えば、長鎖のアルキレン基等があると、架橋間に於ける高分子鎖自由運動が増して架橋間のメソゲン基が配向軸から大きくズレるようになり一軸配向性を乱す方向へ作用する。この点を改善するためには、メソゲン基の六員還等の還構造数を増やすことで架橋間距離が長い場合でもメソゲン基の硬直性を維持させて、且つ自由運動性が低減され配向軸からのズレが小さくなり一軸配向性を高めることができ好ましくなる。例えば、ベンゼン還の場合は４還以上のメソゲン基にすることで一軸配向が向上する。しかしながら、上で述べた通りにメソゲン基の自由運動を抑制するようにすると駆動電圧が上がり最大透過率が下がるため、駆動電圧を下げるためには置換基を有する重合性液晶を多還の重合性液晶に対して補助的に使用すると一軸配向性を維持して駆動電圧を下げることができるので好ましい。具体的には、六員還が４個以上の重合性液晶（ＩＩＩ−ａ）を用いて一軸配向性を高め、六員還に少なくとも１つの置換基を有した重合性液晶(ＩＩＩ−ｂ)でアンカーリング力を調整して駆動電圧を下げる。両重合性液晶化合物を組み合わせて共重合体を形成させることで高い一軸配向性を維持した状態で駆動電圧を低くしてディスプレイの最大透過率を向上させることができるので好ましい。また、置換基を有する重合性液晶の六員還の数は、一軸性を高める重合性液晶の六員還の数より少なくとも１つ少ないものを用いることで少量添加により電圧を下げられるので好ましい。これらの組み合わせは、必要に応じて所望の電圧−透過率特性が得られるよう重合性液晶の組成を調整すれば良い。
【００３７】
光散乱は、該平均空隙間隔が可視光の波長領域の範囲に入ると見られるようになり約500nm付近から１５００nm付近で散乱が最も強くなる。高分子安定化液晶の場合は、高分子架橋構造が示す空隙の大きさを上述の範囲から避けるように液晶中に形成させることが重要になる。500nm以下にするには、スピノーダル分解による相分離過程を利用する方法、UV重合速度を速くして作製する方法（UV重合プロセスによる方法や高分子前駆体組成の調整による方法）、低分子液晶と相溶した状態で相分離が殆ど起こらせないで重合させる方法等が挙げられ、これらの手法を有効に用いて光散乱が起こらない微細な網目状高分子を形成させることが好ましい。モノマーが、低分子液晶に相溶している場合は低分子液晶中に分散した状態で網目状高分子を形成させることが可能で分子レベルの微細な構造を得られることができより好ましい。しかしながら、本発明のモノマーを液晶相中で重合させると重合ミクロ相分離が極小的に起こる場合は、配向のオーダーは高くはないが液晶分子ダイレクターに沿うように網目状の高分子が形成されることが電子顕微鏡等で観察される。これは、モノマーが液晶に接すると液晶分子ダイレクター方向へ該モノマー分子長軸が揃う傾向があり、該モノマーの高分子化により液晶の配向が固定化される。しかし、該モノマーの濃度が高くなると重合ミクロ相分離で起こるスピノダル分解やバイノーダル分解による相分離構造が液晶の配向を無視して形成されるため目的の液晶の配向を固定化させることはできなくなる。上述の方法は低分子液晶の配向を乱す恐れがある場合があり、この場合は、所望の安定化させる配向が得られるように電界、配向膜の配向規制力、磁場外場などを活用して目的の高分子安定化液晶素子が得られるように前記外場を調整して作製することもできる。更には、複数の重合性液晶による共重合体でメソゲン基の自己組織化の性質や水素結合基等を基にした自己組織化を応用して規則性のある周期構造を形成させても良い。所望の特性を得るのに必要であれば微粒子状の高分子を低分子液晶中に分散させた構造であっても良い。
液晶が配向膜等で配向させた状態を配向欠陥無く固定化させるためには、少なくとも、ネマチック相から除冷してスメチック相へ相転移させることが好ましく、用いる液晶セルの基板面が平坦であることがより好ましい。また、ネマチック相やスメクチック相等の液晶相中で該モノマーを網目状、又は分散した状態に重合させる必要がある。更に、該相分離構造形成を避けるためには、モノマーの含有量を少なくして、液晶が配向している状態で液晶分子間に網目状高分子が形成できるよう該高分子前駆体含有量や該前駆体の組成を調整することが好ましく、さらに、光重合の場合は、ＵＶ露光時間、ＵＶ露光強度、及び温度を調整して網目状の高分子を形成させて液晶配向欠陥が無いようにすることが好ましい。また、組成物中のモノマーを重合させる際に、所望の液晶配向を得るためには、垂直配向、パラレル配向やアンチパラレル配向のラビング配向処理や光配向処理を施した配向膜、あるいは無機物の形状効果を利用した配向膜を有する液晶セルを用いたり、上下基板が垂直配向膜、又は垂直配向膜と平行配向との組み合わせた液晶セル等を用いたりすることができる。さらには、光、熱、電圧、磁場等の外場を印加して得られる捩れ配向、ベント配向やスプレイ配向、平行配向等や、配向膜単独だけでは得ることが難しい液晶配向状態を作り、該モノマーの高分子化により、それらの配向状態を固定化させて目的の高分子安定化液晶表示素子を得ることができる。例えば、スメクチック相では外場によりダイレクターを一定方向へ揃えた配向状態を高分子安定化させたり、スイッチングさせて過度的な配向状態を高分子化により固定化させ所望の高分子安定化液晶表示素子を得ることもできる。
【００３８】
本発明の高分子安定化強誘電性液晶組成物は、Ｖ字応答に基づく液晶表示素子、Half-V応答に基づく液晶表示素子、分極遮断効果に基づく液晶表示素子等に好適に用いることができる。
【００３９】
本発明に用いるモノマーは、上述のようなモノマーとしてより改善効果が大きい化合物の探索を行った結果、到達したものである。
【００４０】
本発明の高分子安定化強誘電性液晶組成物は、一般式（Ｉ−ａ）、及び（Ｉ−ｂ）で表される液晶化合物と、一般式（ＩＩ−ａ）、及び（ＩＩ−ｂ）で表せるカイラル液晶化合物と一般式（ＩＩＩ）で表される重合性液晶化合物からなる。一般式（ＩＩＩ）で表わされる重合性液晶は、一般式（ＩＩＩ−ａ）の郡と（ＩＩＩ−ｂ）の郡から必要に応じて選択すれば良く、一般式（ＩＩＩ−ａ）の郡と、（ＩＩＩ−ｂ）の郡の配合比率を調整して所望の電圧−透過率特性を得るられるようにすることが好ましい。
【００４１】
更に、強誘電性液晶組成物の成分として、必要に応じて一般式（Ｉ−ａ）、（Ｉ−ｂ）、（ＩＩ−ａ）、（ＩＩ−ｂ）で示される液晶性化合物以外の液晶性化合物を併用することができる。併用しうる化合物に特に限定はないが、強誘電性液晶相を安定化するためには、スメクチックＣ相、あるいはキラルスメクチックＣ相を示す液晶性化合物を用いることが好ましい。（本明細書中では、液晶相の名称を記載したときには特に断わりのない限り対応するキラルな液晶相も含むものとする。）また、強誘電性液晶相の相系列、あるいは各液晶相の温度範囲を調節するためには適宜液晶性化合物を選ぶのが良い。具体的には、ネマチック相を発現させたり、ネマチック相の温度範囲を広げたい場合には、ネマチック相を示す化合物を併用することが好ましく、また、スメクチックＡ相を発現させたり、スメクチックＡ相の温度範囲を広げたい場合には、スメクチックＡ相を示す化合物を併用することが好ましく、あるいは、Half-V用材料のように、スメクチックＡ相が不要な場合には、スメクチックＡ相を示さない化合物を併用することが好ましい。
【００４２】
コントラストの良い表示素子を得るためには、表示方式にあわせて傾き角を調整する必要がある。傾き角を大きくするためには、スメクチックＣ相の上限温度を高くしたり、スメクチックＡ相の温度幅を狭くするように、化合物を選ぶことが好ましく、傾き角を小さくするためには、スメクチックＣ相の上限温度を低くしたり、スメクチックＡ相の温度範囲を広くするような化合物を使用することが好ましい。
【００４３】
スメクチックの層構造を安定化するためには、一般式（Ｉ）の郡の化合物に、フェニルベンゾエート誘導体を併用するのが好ましい。これらフェニルベンゾエート誘導体あるいはビフェニルベンゾエート誘導体は組成物の粘度を上昇させるので、層構造は安定化することができ、配向乱れの抑制のために好ましい。またフェニルベンゾエート誘導体との混合により融点が低下する効果も得られ好ましい。しかし、フェニルベンゾエート誘導体の使用により粘度が上昇し応答速度も遅くなるので、所望の応答速度が得られる範囲内で使用するのがよい。
【００４４】
融点を低下し低温でも安定な強誘電性液晶相を得るためには、一般式（Ｉ−ｃ）の化合物、又は、化合物の末端に環構造を有する化合物、あるいは、環構造としてピリジン環、ピラジン環またはピリダジン環を有する化合物、あるいはその両構造を有する化合物を併用することが好ましい。環構造としてピリジン環、ピラジン環またはピリダジン環をもつ化合物は融点の低下には好ましいが、その構造が持つ極性の性質のため、素子として使用した場合のスイッチング挙動に悪影響を及ぼさないような使用量を選ぶことが好ましい。これら化合物の中では融点の低下の効果としてはピリジン環を持つ化合物が特にこのましい。これら化合物の環構造にフッ素が導入された化合物を併用すると融点の低下には好ましい。また、これら化合物のアルキル鎖に分岐構造が導入された化合物を併用すると融点の低下には好ましい。しかし、同時に液晶相の上限温度も変化するので、所望のスメクチックＣ相の温度範囲となるようにその使用量を調整するのがよい。
【００４５】
強誘電性液晶組成物の強誘電性を発現するためのキラル成分としては、公知慣用のキラル化合物を用いることができる。キラル化合物としては不整原子を持つ化合物、あるいは軸不整を持つ化合物を用いることが好ましく、さらに、不整炭素を持つ化合物、あるいは炭素−炭素結合を軸とした不整を持つ化合物を用いることが好ましい。不整炭素は鎖状構造の一部に導入されていても、環状構造の一部に導入されていても良い。不整炭素としては、炭素上にフッ素原子、メチル基、ＣＦ３基が導入されているのもがさらに好ましく、また特に、一般式（ＩＩ−ａ）、及び（ＩＩ−ｂ）で示されるキラル化合物（ＩＩ）の郡を用いることがなお好ましい。キラル化合物は１種用いても、あるいは、キラル構造、アルキル鎖長、アルキル鎖の構造、結合部分の構造、環構造、環数が異なるものを複数用いても良い。キラルな効果に基づき発生する液晶相での螺旋構造を抑制するためには、発生させるねじれの向きが異なる複数のキラル化合物を組合わせて用いることが好ましい。このとき、自発分極の向きは揃うようにキラル化合物の組み合わせを選ぶか、あるいは、十分大きな自発分極を発生させる化合物とねじれ構造は誘起するが自発分極値の小さな化合物の組み合わせを選ぶと自発分極の値はキャンセルされないので好ましい。キラルな効果に基づき液晶相でおこる螺旋構造の発生を抑制するために発生させるねじれの向きが異なる複数のキラル構造を同一の化合物の中に導入することも好ましく行われる。このとき、自発分極の向きは揃うようにキラル構造の組み合わせを選ぶか、あるいは、十分大きな自発分極を発生させる構造とねじれ構造は誘起するが自発分極値の小さな構造の組み合わせを選ぶと自発分極の値はキャンセルされないので好ましい。
【００４６】
液晶セルの２枚の基板はガラス、プラスチックの如き柔軟性をもつ透明な材料を用いることができ、一方はシリコン等の不透明な材料でも良い。透明電極層を有する透明基板は、例えば、ガラス板等の透明基板上にインジウムスズオキシド（ＩＴＯ）をスパッタリングすることにより得ることができる。
【００４７】
カラーフィルターは、例えば、顔料分散法、印刷法、電着法、又は、染色法等によって作成することができる。顔料分散法によるカラーフィルターの作成方法を一例に説明すると、カラーフィルター用の硬化性着色組成物を、該透明基板上に塗布し、パターニング処理を施し、そして加熱又は光照射により硬化させる。この工程を、赤、緑、青の３色についてそれぞれ行うことで、カラーフィルター用の画素部を作成することができる。その他、該基板上に、ＴＦＴ、薄膜ダイオード、金属絶縁体金属比抵抗素子等の能動素子を設けた画素電極を設置してもよい。
【００４８】
前記基板を、透明電極層が内側となるように対向させる。その際、スペーサーを介して、基板の間隔を調整してもよい。このときは、得られるセルの厚さが１〜１００μｍとなるように調整するのが好ましい。セル厚は、１から１０μｍが更に好ましく、１から３μｍがなお好ましい。偏光板を使用する場合は、コントラストが最大になるように液晶の屈折率異方性Δｎとセル厚ｄとの積を調整することが好ましい。又、二枚の偏光板がある場合は、各偏光板の偏光軸を調整して視野角やコントラトが良好になるように調整することもできる。更に、視野角を広げるための位相差フィルムも使用することもできる。スペーサーとしては、例えば、ガラス粒子、プラスチック粒子、アルミナ粒子、フォトレジスト材料等が挙げられる。その後、エポキシ系熱硬化性組成物等のシール剤を、液晶注入口を設けた形で該基板にスクリーン印刷し、該基板同士を貼り合わせ、加熱しシール剤を熱硬化させる。
【００４９】
２枚の基板間に高分子安定化強誘電性液晶組成物を狭持させるに方法は、通常の真空注入法、又はＯＤＦ法などを用いることができる。この時、高分子安定化強誘電性液晶組成物は、各種液晶化合物と本発明のモノマーが相溶していれば良く、均一なアイソトロピック状態か、又は（キラル）ネマチック相であることが好ましい。スメクチック相では、素子作製時の取り扱い方が難しくなる。
【００５０】
ラジカル重合性化合物を重合させる方法としては、紫外線照射が好適である。紫外線を発生させるランプとしては、メタルハライドランプ、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ等を用いることができる。また、照射する紫外線の波長としては、高分子安定化強誘電性液晶組成物に含有されている光重合開始剤の吸収波長領域であり、且つ含有されている液晶組成物の吸収波長域でない波長領域の紫外線を照射することが好ましく、具体的には、メタルハライドランプ、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプを使用して３３０ｎｍ以下の紫外線をカットして使用することが好ましく、３５０ｎｍ以下の紫外線をカットして使用することがより好ましい。
【００５１】
照射する紫外線の強度は、目的とする調光層を得るため適宜調整することができるが、使用するモノマーの反応性に依存するが１０から１００００ｍＪ／ｃｍ２が好ましく、５０から５０００ｍＪ／ｃｍ２がより好ましい。紫外線を照射する時間は照射する紫外線強度により適宜選択されるが、５から６００秒が好ましい。
【００５２】
また、紫外線照射の時の温度は、所望の液晶初期配向を調光層の特性を決めて安定化させるのに重要な要素となる。等方相状態を固定化させる場合は、高分子安定化液晶表示素子用組成物のアイソトロピック−ネマチック転移点よりわずかに高い温度が好ましく、具体的には転移点＋０．１から１０℃が好ましく、転移点＋０．１℃から３℃がより好ましい。また、ネマチック相やスメクチック相、コレステリック相を示す温度にして素子を作製することができる。
【００５３】
高分子安定化させる液晶の配向状態としては、スメクチック相やネマチック相で見られるベンド配向、捩れ配向、及びスプレイ配向等やそれらを複数組み合わせたマルチドメイン、及び一軸配向を持つモノドメインを複数方向に配置したマルチドメイン等、必要な配向状態が挙げられる。これらの配向状態は、温度を変えたり、外部電場を印加して電圧を変化させたり、基板界面に存在するポリイミド配向膜や光配向膜等の配向処理方向を一方向や複数方向に処理して液晶を配向させて、液晶の配向を様々な方法で目的の配向状態を作り、紫外線露光して高分子安定化させることが好ましい。
【００５４】
本発明の高分子安定化液晶表示素子は、本発明の高分子安定化強誘電性液晶組成物を重合させ、液晶相中に高分子鎖を形成させることにより低分子液晶の配向状態を安定化したものである。このような高分子安定化液晶表示素子は、高分子安定化強誘電性液晶組成物に外部電場を加え、または重合性液晶の配向を配向膜により制御することで、所望の配向状態を維持させながら紫外線露光して重合させることによって得ることができる。
【００５５】
本発明の高分子安定化強誘電性液晶組成物に使用する化合物の具体的な一例を以下に示す。
＜低分子液晶化合物（Ｉ）＞
本発明の高分子安定化液晶組成物に用いられる低分子液晶化合物（Ｉ）郡は、下記一般式（Ｉ−ａ）又は（Ｉ−ｂ）で示され、
【００５６】
【化８】
【００５７】
（式（Ｉ−ａ）及び（Ｉ−ｂ）中、Ｒ１1及びＲ12はそれぞれ独立して炭素原子数１から１８のアルキル基又は炭素原子数２から１８のアルケニル基（該アルキル基又はアルケニル基中に存在する１個又は２個以上のメチレン基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、それぞれ独立に酸素原子で置換されていても良い。）を表し、
Ｃ１1は１，４−フェニレン基、１，４−シクロへキシレン基又は１，３−ジオキサン−２，５−ジイル基（これらの基のうち１，４−フェニレン基は、非置換であるか又は置換基としてフッ素原子、塩素原子、メチル基、トリフルオロメチル基若しくはトリフルオロメトキシ基を１個若しくは２個以上有することができる。）を表し、
Ｃ12及びＣ13はそれぞれ独立して１，４−フェニレン基、１，４−シクロへキシレン基、ピリジン−２，５−ジイル基、ピリミジン−２，５−ジイル基、ピリダジン−３，６−ジイル基、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル基、シクロヘキセン−１，４−ジイル基、デカヒドロナフタレン−２，６−ジイル基、１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル基、２，６−ナフチレン基又はインダン−２，５−ジイル基（これらの基のうち１，４−フェニレン基、１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル基、２，６−ナフチレン基及びインダン−２，５−ジイル基は、非置換であるか又は置換基としてフッ素原子、塩素原子、メチル基、トリフルオロメチル基若しくはトリフルオロメトキシ基を１個若しくは２個以上有することができる。）を表し、
Ｚ１1及びＺ12はそれぞれ独立して、単結合、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−を表し、
Ｘ１１は、一般式（Ｉ−ｃ）、又はフッ素原子、塩素原子、トリフルオロメチル基、トリフルオロメトキシ基、ジフルオロメチル基、イソシアネート基、シアノ基を表し、
（ｎ１は、０、１又は２を表す。ただし、ｎ１が２を表す場合、複数あるＣ１及びＺ１は同じであっても異なっていても良い。）
一般式（Ｉ−ｃ）は、
【００５８】
【化９】
【００５９】
（式中、Ｚ１３は単結合又は炭素原子数１〜１８の直鎖状又は分岐状のアルキレン基を表し、該アルキレン基中の１つ又は２つの隣接していない−ＣＨ２−基は−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｓ−、−Ｓ−ＣＯ−、−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、シクロプロピレン基又は−Ｓｉ（ＣＨ３）２−で置き換えられてもよく、さらにアルキレン基の１つ又はそれ以上の水素原子がフッ素原子あるいはＣＮ基で置き換えられていてもよい。）
【００６０】
一般式（Ｉ−ａ）、及び一般式（Ｉ−ｂ）で表される化合物は、相系列が等方相-ネマチック相-スメクチックA相-スメクチックC相、等方相-ネマチック相-スメクチックC相、等方相-スメクチックA相、等方相-スメクチック相、及び等方相-ネマチック相を示し、これらを含有した組成物にすることにより幅広いスメクチックＣ相の液晶温度範囲、低温域でのスメクチックC相の安定性及び相溶性を示し、一般式（Ｉ−ａ）、一般式（Ｉ−ｂ）で具体的には次に記載する一般式（Ｖ−ａ）、一般式（ＶＩ−ａ）、一般式（ＶＩ−ｂ）、一般式（ＶＩＩ−ａ）、一般式（ＶＩＩ−ｂ）、一般式（ＶＩＩＩ−ａ）、一般式（ＩＸ−ａ）、及び一般式（Ｘ）で表される化合物が好ましい。
以下に、本発明の高分子安定化液晶組成物に用いられる低分子液晶化合物（Ｉ）郡の具体例を示す。
＜一般式（ＶＩ−ａ）及び一般式（ＶＩ−ｂ）で表される化合物＞
本発明の高分子安定化液晶組成物に用いられる低分子液晶化合物（Ｉ）の具体例を示すと（Ｉ）は、下記一般式（ＶＩ−ａ）、及び下記一般式（ＶＩ−ｂ）で表わされ、
一般式（ＶＩ−ａ）は、
【００６１】
【化１０】
【００６２】
（式（ＶＩ−ａ）中、Ｒ２１は、炭素原子数１から１８のアルキル基又は炭素原子数２から１８のアルケニル基（該アルキル基又はアルケニル基中に存在する１個又は２個以上のメチレン基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、酸素原子で置換されていてもよい。）を表し、
Ｃ２１は、１，４−フェニレン基又は１，４−シクロヘキシレン基（該１，４−フェニレン基は非置換であるか又は置換基として１個又は２個以上のフッ素原子、塩素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基又はトリフルオロメトキシ基を有することができる。）を表し、
【００６３】
六員環Ｙ２１はベンゼン環又はシクロヘキサン環を表し、 Ｘ２１は、フッ素原子、塩素原子、イソシアネート基、トリフルオロメチル基、トリフルオロメトキシ基又はジフルオロメトキシ基を表し、
Ｘ２２からＸ２６はそれぞれ独立して、水素原子、フッ素原子、塩素原子、トリフルオロメチル基又はトリフルオロメトキシ基を表し、
Ｚ２１は、単結合又は−ＣＨ２ＣＨ２−を表し、
Ｚ２２は、単結合、−ＣＨ２ＣＨ２−又は−ＣＦ２Ｏ−を表し、
ｎ２１は０又は１を表す。）
一般式（ＶＩ−ｂ）は、
【００６４】
【化１１】
【００６５】
（式（ＶＩ−ｂ）中、Ｒ３１は、炭素原子数１から１８のアルキル基又は炭素原子数２から１８のアルケニル基（該アルキル基又はアルケニル基中に存在する１個又は２個以上のメチレン基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、酸素原子で置換されていてもよい。）を表し、
Ｃ３１は、１，４−フェニレン基又は１，４−シクロヘキシレン基（該１，４−フェニレン基は非置換であるか又は置換基として１個又は２個以上のフッ素原子、塩素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基又はトリフルオロメトキシ基を有することができる。）を表し、
【００６６】
六員環Ｙ３１はベンゼン環又はシクロヘキサン環を表し、
Ｘ３１は、フッ素原子、塩素原子、イソシアネート基、トリフルオロメチル基、トリフルオロメトキシ基又はジフルオロメトキシ基を表し、
Ｘ３２からＸ３６はそれぞれ独立して、水素原子、フッ素原子、塩素原子、トリフルオロメチル基又はトリフルオロメトキシ基を表し、
Ｚ３１は、単結合又は−ＣＨ２ＣＨ２−を表し、
Ｚ３２は、単結合、−ＣＨ２ＣＨ２−又は−ＣＦ２Ｏ−を表し、
ｎ３１は０又は１を表す。）
【００６７】
一般式（ＶＩ−ａ）及び一般式（ＶＩ−ｂ）においてＲ２１及びＲ３１としては、炭素原子数１から１８のアルキル基又は炭素原子数２から１８のアルケニル基（該アルキル基又はアルケニル基中に存在する１個又は２個以上のメチレン基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、酸素原子で置換されていてもよい。）が好ましく、
該アルキル基又はアルケニル基は、式（ＶＩ−ｃ）
【００６８】
【化１２】
【００６９】
（式（ＶＩ−ｃ）中の各構造式は右端で直接もしくは酸素原子を介して環に連結しているものとする。）で表されるアルケニル基又は炭素原子数５から１２のアルキル基がより好ましい。
Ｃ２１及びＣ３１としては、１，４−シクロヘキシレン基が好ましい。
Ｚ２１及びＺ３１としては、単結合が好ましい。
Ｘ２１及びＸ３１としては、フッ素原子もしくはトリフルオロメトキシ基が好ましく、フッ素原子がより好ましい。
【００７０】
具体的には、一般式（ＶＩ−１）から一般式（ＶＩ−３３）で表される化合物が好ましい。
【００７１】
【化１３】
【００７２】
【化１４】
【００７３】
（式中、Ｒ２２及びＲ３２は炭素原子数１から１８のアルキル基を表す。）
＜一般式（ＶＩＩ−ａ）及び一般式（ＶＩＩ−ｂ）で表される化合物＞
本発明の高分子安定化液晶組成物に用いられる低分子液晶化合物（Ｉ）の具体例を示すと（Ｉ）は、下記一般式（ＶＩＩ−ａ）、及び一般式（ＶＩＩ−ｂ）で表わされ、
【００７４】
【化１５】
【００７５】
（式（ＶＩＩ−ａ）中、Ｒ４１は、炭素原子数１から１８のアルキル基又は炭素原子数２から１８のアルケニル基（該アルキル基又はアルケニル基中に存在する１個又は２個以上のメチレン基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、酸素原子で置換されていてもよい。）を表し、
Ｃ４１は、１，４−フェニレン基又は１，４−シクロヘキシレン基（該１，４−フェニレン基は非置換であるか又は置換基として１個又は２個以上のフッ素原子、塩素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基又はトリフルオロメトキシ基を有することができる。）を表し、
【００７６】
六員環Ｙ４１はベンゼン環又はシクロヘキサン環を表し、
Ｘ４１は、フッ素原子、塩素原子、イソシアネート基、トリフルオロメチル基、トリフルオロメトキシ基又はジフルオロメトキシ基を表し、
Ｘ４２からＸ４５は、それぞれ独立して、水素原子、フッ素原子、塩素原子、トリフルオロメチル基又はトリフルオロメトキシ基を表し、
Ｚ４１は、単結合又は−ＣＨ２ＣＨ２−を表し、
Ｚ４２は、単結合、−ＣＨ２ＣＨ２−又は−ＣＦ２Ｏ−を表し、
ｎ４１は０又は１を表す。）
【００７７】
【化１６】
【００７８】
（式（ＶＩＩ−ｂ）中、Ｒ５１は、炭素原子数１から１８のアルキル基又は炭素原子数２から１８のアルケニル基（該アルキル基又はアルケニル基中に存在する１個又は２個以上のメチレン基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、酸素原子で置換されていてもよい。）を表し、
Ｃ５１は、１，４−フェニレン基又は１，４−シクロヘキシレン基（該１，４−フェニレン基は非置換であるか又は置換基として１個又は２個以上のフッ素原子、塩素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基又はトリフルオロメトキシ基を有することができる。）を表し、
【００７９】
六員環Ｙ５１はベンゼン環又はシクロヘキサン環を表し、
Ｘ５１は、フッ素原子、塩素原子、イソシアネート基、トリフルオロメチル基、トリフルオロメトキシ基又はジフルオロメトキシ基を表し、
Ｘ５２からＸ５５は、それぞれ独立して、水素原子、フッ素原子、塩素原子、トリフルオロメチル基又はトリフルオロメトキシ基を表し、
Ｚ５１は、単結合又は−ＣＨ２ＣＨ２−を表し、
Ｚ５２は、単結合、−ＣＨ２ＣＨ２−又は−ＣＦ２Ｏ−を表し、
ｎ５１は０又は１を表す。）
【００８０】
一般式（ＶＩＩ−ａ）及び一般式（ＶＩＩ−ｂ）においてＲ４１及びＲ５１としては、炭素原子数１から１８のアルキル基又は炭素原子数２から６のアルケニル基（該アルキル基又はアルケニル基中に存在する１個又は２個以上のメチレン基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、酸素原子で置換されていてもよい。）が好ましく、
該アルキル基又はアルケニル基は、式（ＶＩＩ−ｃ）
【００８１】
【化１７】
【００８２】
（式（ＶＩＩ−ｃ）中の構造式は右端で直接もしくは酸素原子を介して環に連結しているものとする。）で表されるアルケニル基又は炭素原子数５から１２のアルキル基がより好ましい。
Ｃ４１及びＣ５１としては、１，４−シクロヘキシレン基が好ましい。
Ｚ４１及びＺ５１としては、単結合が好ましい。
Ｘ４１及びＸ５１としては、フッ素原子もしくはトリフルオロメトキシ基が好ましく、フッ素原子がより好ましい。
【００８３】
具体的には一般式（ＶＩＩ−１）から一般式（ＶＩＩ−４２）で表される化合物が好ましい。
【００８４】
【化１８】
【００８５】
【化１９】
【００８６】
【化２０】
【００８７】
【化２１】
【００８８】
（式中、Ｒ４２及びＲ５２は炭素原子数１から１８のアルキル基を表す。）
また、更なる液晶温度領域の拡大、高誘電率、又は低粘性を得るため、一般式（Ｖ−ａ）、一般式（ＶＩ−ａ）、一般式（ＶＩ−ｂ）、一般式（ＶＩＩ−ａ）、一般式（ＶＩＩ−ｂ）の化合物に加えて、一般式（ＶＩＩＩ−ａ）、一般式（ＩＸ−ａ）又は一般式（Ｘ）で表される化合物を含有することも好ましい。
＜一般式（ＶＩＩＩ−ａ）で表される化合物＞
本発明の高分子安定化液晶組成物に用いられる低分子液晶化合物（Ｉ）の具体例を示すと（Ｉ）は、下記一般式（ＶＩＩＩ−ａ）
【００８９】
【化２２】
【００９０】
（式（ＶＩＩＩ−ａ）中、Ｒ６１及びＲ６２はそれぞれ独立して、炭素原子数１から１８のアルキル基又は炭素原子数２から１８のアルケニル基（該アルキル基又はアルケニル基中に存在する１個又は２個以上のメチレン基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、酸素原子で置換されていてもよい。）を表し、
Ｃ６１、Ｃ６２及びＣ６３はそれぞれ独立して１，４−フェニレン基又は１，４−シクロヘキシレン基（該１，４−フェニレン基は非置換であるか又は置換基として１個又は２個以上のフッ素原子、塩素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基又はトリフルオロメトキシ基を有することができる。）を表し、
【００９１】
Ｚ６１及びＺ６２はそれぞれ独立して、単結合、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−又は−ＣＨ２ＣＨ２−を表し、
ｎ６１は、０、１又は２を表す。ただし、ｎ６１が２の場合、複数存在するＣ６１及びＺ６２は同一であっても異なっていても良い。
【００９２】
一般式（ＶＩＩＩ−ａ）においてＲ６１及びＲ６２としては、炭素原子数１から１８のアルキル基又は炭素原子数２から１８のアルケニル基（該アルキル基又はアルケニル基中に存在する１個又は２個以上のメチレン基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、酸素原子で置換されていてもよい。）が好ましく、式（ＶＩ−ｃ）で表されるアルケニル基もしくはアルケニルオキシ基（ただしそのアルケニル基が式（ＶＩ−ｃ）で表されるもの）又は炭素原子数１から５のアルキル基もしくはアルコキシ基が更により好ましい。
【００９３】
また、特に低粘性を得たい場合は、ｎ６１が０であり、Ｃ６２及びＣ６３が、１，４−シクロへキシレン基であり、Ｚ６２が単結合であることが好ましい。
【００９４】
特に液晶温度範囲を拡大するには、ｎ６１が０又は１であり、Ｃ６１及びＣ６２が、１，４−シクロへキシレン基であり、Ｃ６３が１，４−フェニレン基（該１，４−フェニレン基は非置換であるか又は置換基として１個又は２個以上のフッ素原子、メチル基を有することができる。）であり、Ｚ６１が単結合又は−ＣＨ２ＣＨ２−であり、Ｚ６２が単結合であることが好ましい。
【００９５】
特に高屈折率を得るためには、ｎ６１が１であり、Ｃ６１が１，４−シクロへキシレン基又は１，４−フェニレン基（該１，４−フェニレン基は非置換であるか又は置換基として１個又は２個以上のフッ素原子、メチル基を有することができる。）であり、Ｃ６２及びＣ６３が１，４−フェニレン基（該１，４−フェニレン基は非置換であるか又は置換基として１個又は２個以上のフッ素原子又はメチル基を有することができる。）であることが好ましい。
【００９６】
具体的には一般式（ＶＩＩＩ−１）から一般式（ＶＩＩＩ−５）で表される化合物が好ましい。
【００９７】
【化２３】
【００９８】
（式中、Ｒ６５及びＲ６６はそれぞれ独立して炭素原子数１から１８のアルキル基（該アルキル基中に存在する１個又は２個以上のメチレン基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、酸素原子で置換されていてもよい。）を表し、Ｘ６１からＸ６６はそれぞれ独立して水素原子、フッ素原子又はメチル基を表す。）
更に一般式（ＶＩＩＩ−ａ）の具体的な例は一般式（ＶＩＩＩ−６）から（ＶＩＩＩ−１５）が好ましい。
【００９９】
【化２４】
【０１００】
（式中、Ｒ６７及びＲ６８はそれぞれ独立して炭素原子数１から１８のアルキル基（該アルキル基中に存在する１個又は２個以上のメチレン基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、酸素原子で置換されていてもよい。）、アルコキシ基、炭素原子数２から１８のアルケニル基及びアルケニルオキシ基を表し、Ｘ及びYはそれぞれ独立して水素原子、フッ素原子又はメチル基を表す。Ｚ６３は、それぞれ独立して、単結合又は−Ｏ−を表し、Ｚ６４及びＺ６５はそれぞれ独立して、単結合、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−又は−ＣＨ２ＣＨ２−を表す。
【０１０１】
＜一般式（ＩＸ−ａ）で表される化合物＞
本発明の高分子安定化液晶組成物に用いられる低分子液晶化合物（Ｉ）の具体例を示すと（Ｉ）は、下記一般式（ＩＸ−ａ）
【０１０２】
【化２５】
【０１０３】
（式（ＩＸ−ａ）中、Ｒ７１は炭素原子数１から１８のアルキル基又は炭素原子数２から１８のアルケニル基（該アルキル基又はアルケニル基中に存在する１個又は２個以上のメチレン基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、酸素原子で置換されていてもよい。）を表し、
【０１０４】
Ｃ７１、Ｃ７２及びＣ７３はそれぞれ独立して１，４−フェニレン基、１，４−シクロヘキシレン基又はインダン−２，５−ジイル基（該１，４−フェニレン基及びインダン−２，５−ジイル基は非置換であるか又は置換基として１個又は２個以上のフッ素原子、塩素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基又はトリフルオロメトキシ基を有することができる。）を表し、
Ｚ７１及びＺ７２はそれぞれ独立して、単結合、−ＣＨ２ＣＨ２−又は−ＣＨ２Ｏ−を表し、
Ｘ７１はフッ素原子、塩素原子、トリフルオロメチル基又はトリフルオロメトキシ基、ジフルオロメチル基、イソシアネート基を表し、
ｎ７１は、０、１又は２を表す。ただし、ｎ７１が２の場合、複数存在するＣ７１及びＺ７１はそれぞれ同じあっても、異なっていても良い。）
【０１０５】
一般式（ＩＸ−ａ）のＲ７１としては、炭素原子数１から１８のアルキル基又は炭素原子数２から６のアルケニル基（該アルキル基又はアルケニル基中に存在する１個又は２個以上のメチレン基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、酸素原子で置換されていてもよい。）が好ましく、該アルケニル基は式（Ｖ−ｃ）で表されるものが好ましく、炭素原子数１から１８のアルキル基又は炭素原子数１から１８のアルコキシ基が更により好ましい。
【０１０６】
Ｘ７１としては、フッ素原子又はトリフルオロメトキシ基が好ましく、フッ素原子がより好ましい。
【０１０７】
また、特に高誘電率を得たい場合は、ｎ７１が０又は１であり、Ｃ７１が１，４−シクロへキシレン基であり、Ｃ７２が１，４−シクロへキシレン基又は１，４−フェニレン基（該１，４−フェニレン基は非置換であるか又は置換基として１個又は２個以上のフッ素原子、メチル基を有することができる。）であり、Ｃ７３が２−フルオロ−１，４−フェニレン基、３−フルオロ−１，４−フェニレン基、２，６−ジフルオロ−１，４−フェニレン基又は３，５−ジフルオロ−１，４−フェニレン基であり、Ｚ７１及びＺ７２が単結合であることが好ましい。
【０１０８】
特に液晶温度範囲を拡大するには、ｎ７１が２であり、Ｃ７１が１，４−シクロへキシレン基であり、Ｃ７２が、１，４−シクロへキシレン基又は１，４−フェニレン基であり、Ｃ７３が２−フルオロ−１，４−フェニレン基、３−フルオロ−１，４−フェニレン基、２，６−ジフルオロ−１，４−フェニレン基又は３，５−ジフルオロ−１，４−フェニレン基であり、Ｚ７１及びＺ７２が単結合又は−ＣＨ２ＣＨ２−であることが好ましい。
【０１０９】
具体的には一般式（ＩＸ−１）から一般式（ＩＸ−４）で表される化合物が好ましい。
【０１１０】
【化２６】
【０１１１】
（式中、Ｒ７２は炭素原子数１から１８のアルキル基又はアルコキシ基を表し、Ｘ７２からＸ７５はそれぞれ独立に水素原子又はフッ素原子を表し、Ｚ７３は単結合又は−ＣＨ２ＣＨ２−を表す。）
これら一般式（ＩＸ−１）から一般式（ＩＸ−４）の中でも、一般式（ＩＸ−５）から一般式（ＩＸ−７）で表される化合物がより好ましい。
【０１１２】
【化２７】
【０１１３】
【化２８】
（式中、Ｒ７７は炭素原子数１から１８のアルキル基を表し、Ｘ７７からＸ７９はそれぞれ独立して水素原子又はフッ素原子を表す。）、更に、一般式（ＩＸ−ａ）の好ましい化合物の具体例は、
【０１１４】
【化２９】
【０１１５】
【化３０】
【０１１６】
（式中、Ｙ２、Ｚ２は各々独立に直鎖あるいは分岐の炭素原子数１〜１８のアルキル基、ただし、アルキル基中のひとつの−ＣＨ２−基が−Ｏ−に置き換えられていてもよい、を示し、Ｕ２、Ｗ２は炭素原子数１〜１８のアルキル基を示す。）
【０１１７】
Ｙ２、Ｚ２、Ｕ２、Ｗ２の炭素原子数は６〜１２であることがさらに好ましく、スメクチックＣ相の安定性を保ち上限温度を高く保つため、あるいは、粘度を低く従って応答速度を早くするためにはアルキル部分は直鎖であることが好ましく、一方、融点を低下させるためにはアルキル部分に分岐構造があるのが好ましい。分岐構造としては液晶性を過度に低下させないため、エチル基あるいはメチル基分岐が好ましく、メチル分岐が特に好ましい。また、透過率の高い表示素子を得るためには、セル厚に依存して複屈折率（Δｎ）を調節しなければならない。表示素子の製造の点、及び、セル内での分子運動が容易なため高速応答が得られる点ではセル厚が厚い方が好ましいが、その場合にはΔｎが小さい液晶を使用する必要がある。Δｎが小さい液晶の具体例として、一般式（Ｉ）の環構造として、シクロヘキシル構造を持つものを挙げることができる。シクロヘキシル構造は、一つの分子中に一つ、あるいは２つ存在することが好ましい。あるいは、一般式（ＩＩ）で表される化合物ににシクロヘキシル、あるいは、１，３，４−チアジアゾール−２，５−ジイル構造を持つ化合物を混合することもΔｎを小さくするためには好ましい。この場合、添加する化合物としてシクロヘキシル構造は、一つの分子中に一つ、あるいは２つ存在する化合物が好ましく、１，３，４−チアジアゾール−２，５−ジイルは一つの分子中に一つ存在する化合物が好ましい。１，３，４−チアジアゾール−２，５−ジイル構造を持つ化合物は極性が高いのでＴＦＴ駆動に悪影響を与えない程度の量を使用することが望ましい。
【０１１８】
液晶相の安定性の面では、これら化合物の中でも、環に導入されたフッ素の総数が０〜３個のものが好ましく、特に０〜２個のものが好ましい。光学特性を向上するために負の誘電率の異方性が必要な場合はひとつのベンゼン環に隣り合う２つのフッ素原子が導入されている環構造（ジフロロフェニル構造）が分子構造の中にあることが好ましい。また、スメクティックC相の上限温度を高く保ったまま融点を低下する必要がある場合にもジフロロフェニル構造を持つ化合物が好ましい。また、融点を低く、また、粘度を低く従って応答速度を早く保つためには２環の化合物を使用することが好ましく、２環化合物の割合が強誘電性液晶組成物全体の２０％以上であることが好ましく、３０％以上であることがさらに好ましく、４０％以上であることが特に好ましい。一方、スメクチックＣ相の安定性を保ち上限温度を高く保つためには３環の化合物を用いることが好ましい。また、融点を低下させるためには異なる構造を持つ化合物を選んで混合するのが良い。
＜一般式（Ｘ）で表される化合物＞
本発明の高分子安定化液晶組成物に用いられる低分子液晶化合物（Ｉ）の具体例を示すと（Ｉ）は、下記一般式（Ｘ）
【０１１９】
【化３１】
【０１２０】
（式（Ｘ）中、Ｒ１０１及びＲ１０２は各々独立に炭素原子数１〜１８の直鎖状又は分岐状のアルキル基を示し、但し、１つ又は２つの隣接していない−ＣＨ２−基が−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｓ−、−Ｓ−ＣＯ−、−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、シクロプロピレン基又は−Ｓｉ（ＣＨ３）２−で置き換えられてもよく、さらにアルキル基の１つ又はそれ以上の水素原子がフッ素原子あるいはＣＮ基で置き換えられていてもよく、Ａ１０１は１，４−フェニレン基を表わし、Ｂ１０１及びＣ１０１は各々独立に１つ又は２つの水素原子がフッ素原子、ＣＦ３基、ＯＣＦ３基、あるいはＣＮ基、あるいはこれらの複数の基で置き換えられてもよい１，４−フェニレン基、又は、１，４−シクロヘキシレン基を表し、ａ１、ｂ１、及びｃ１は０又は１の整数を示し、（ａ１＋ｂ１＋ｃ１）＝１又は２である。）
一般式（Ｘ）で表される化合物は具体例的には、一般式（Ｘ−ａ）から（Ｘ−ｆ）で表される。
【０１２１】
【化３２】
【０１２２】
（一般式（Ｘ−ａ）から（Ｘ−ｆ）中、Ｙ１０１及びＸ４は、各々独立に炭素原子数１から１８のアルキル基、又はアルコキシ基、又は炭素原子数２から１８のアルケニル基（該アルキル基又はアルケニル基中に存在する１個又は２個以上のメチレン基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、酸素原子で置換されていてもよい。）を表し、Ｚ１０１は、炭素原子数１から１８のアルキル基、又はアルコキシ基、又は炭素原子数２から１８のアルケニル基（該アルキル基又はアルケニル基中に存在する１個又は２個以上のメチレン基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、酸素原子で置換されていてもよい。）、又は独立してフッ素原子、塩素原子、トリフルオロメチル基又はトリフル
オロメトキシ基、ジフルオロメチル基、イソシアネート基を表し、
Ｘ８１からＸ９６は、それぞれ独立して、水素原子、フッ素原子、又はメチル基を表す。
【０１２３】
一般式（Ｘ−ａ）から一般式（Ｘ−ｆ）で表される化合物の具体例を以下に挙げることができる。
【０１２４】
【化３３】
【０１２５】
【化３４】
【０１２６】
（式中、Ｙ１及びＺ１は各々独立に炭素原子数１〜１８の直鎖状又は分岐状のアルキル基を示し、但し、１つまたは２つの隣接していない−ＣＨ２−基が−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−で置き換えられてもよい。）
炭素原子数は５〜１２であることがさらに好ましく、スメクチックＣ相の安定性を保ち上限温度を高く保つため、あるいは、粘度を低く従って応答速度を早くするためにはアルキル部分は直鎖であることが好ましく、一方、融点を低下させるためにはアルキル部分に分岐構造があるのが好ましい。分岐構造としては液晶性を過度に低下させないため、エチル基あるいはメチル基分岐が好ましく、メチル分岐が特に好ましい。より具体的には次の構造を持つ化合物が好ましい。
【０１２７】
また、更なる温度範囲の拡大、特に、低温領域の拡大のため、一般式（Ｉ−ａ）の化合物に加えて一般式（Ｉ−ｂ）の化合物を含有することも好ましい。
より具体的には次の構造を持つ化合物が好ましい。
【０１２８】
【化３５】
【０１２９】
（式中、ｎとｍは、それぞれ独立に５〜１１を示す）
強誘電性液晶組成物の強誘電性を発現するためのキラル成分としては、公知慣用のキラル化合物を用いることができる。キラル化合物としては不斉原子を持つ化合物、あるいは軸不斉を持つ化合物を用いることが好ましく、さらに、不斉炭素を持つ化合物、あるいは炭素−炭素結合を軸とした不斉を持つ化合物を用いることが好ましい。不斉炭素は鎖状構造の一部に導入されていても、環状構造の一部に導入されていても良い。不斉炭素としては、炭素上にフッ素原子、メチル基、ＣＦ３基が導入されているのもが好ましく、また特に、一般式（Ｖ−ａ）、あるいは、一般式（Ｖ−ｅ）で表される化合物の環構造としては具体的には次の構造を持つことが好ましい。
＜一般式（ＸＩ）で表される化合物＞
本発明の高分子安定化液晶組成物に用いられる低分子液晶化合物（Ｉ）の具体例を示すと（Ｉ）は、下記一般式（ＸＩ）
【０１３０】
【化３６】
【０１３１】
（式（ＸＩ−ａ）から（ＸＩ−ｆ）中、Ｒ２０１及びＲ２０２は各々独立に炭素原子数１から１８のアルキル基、アルコシキル基又は炭素原子数２から１８のアルケニル基（該アルキル基又はアルケニル基中に存在する１個又は２個以上のメチレン基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、酸素原子で置換されていてもよい。）又はアルケニルオキシ基を表し、
Ｚ２０１は、単結合、−ＣＨ２ＣＨ２、−ＯＣＨ２−又は−ＣＨ２Ｏ−を表し、
【０１３２】
Ｘ２０１、Ｙ２０１及びＷ２０１は、フッ素原子、塩素原子、トリフルオロメチル基又はトリフルオロメトキシ基、ジフルオロメチル基、を表し、 一般式（ＸＩ−ｅ）及び（ＸＩ−ｆ）のＶとしては、−ＣＨ２−又は−Ｏ−を表す。
【０１３３】
一般式（XＩ−ａ）及び一般式（XＩ−ｆ）においてＲ２０１及びＲ２０２としては、炭素原子数１から１８のアルキル基又は炭素原子数２から６のアルケニル基（該アルキル基又はアルケニル基中に存在する１個又は２個以上のメチレン基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、酸素原子で置換されていてもよい。）が好ましく、
該アルキル基又はアルケニル基は、式（XＩ−ｇ）
【０１３４】
【化３７】
【０１３５】
（式（ＶＩＩ−ｃ）中の構造式は右端で直接もしくは酸素原子を介して環に連結しているものとする。）で表されるアルケニル基又は炭素原子数５から１２のアルキル基がより好ましい。
＜一般式（ＸＩＩ）で表される化合物＞
本発明の高分子安定化液晶組成物に用いられる低分子液晶化合物（ＩＩ）の具体例を示すと（ＩＩ）は、下記一般式（ＸＩＩ）
【０１３６】
【化３８】
【０１３７】
（式（ＸＩＩ−ａ）から（ＸＩＩ−ｃ）中、Ｒ３０１及びＲ３０２は各々独立に炭素原子数１から１８のアルキル基、アルコシキル基又は炭素原子数２から１８のアルケニル基（該アルキル基又はアルケニル基中に存在する１個又は２個以上のメチレン基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、酸素原子で置換されていてもよい。）又はアルケニルオキシ基を表し、
一般式（XＩＩ−ａ）及び一般式（XＩＩ−ｃ）においてＲ３０１及びＲ３０２としては、炭素原子数１から１８のアルキル基又は炭素原子数２から６のアルケニル基（該アルキル基又はアルケニル基中に存在する１個又は２個以上のメチレン基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、酸素原子で置換されていてもよい。）が好ましく、該アルキル基又はアルケニル基は、式（XＩＩ−ｄ）
【０１３８】
【化３９】
【０１３９】
（式（ＶＩＩ−ｃ）中の構造式は右端で直接もしくは酸素原子を介して環に連結しているものとする。）で表されるアルケニル基又は炭素原子数５から１２のアルキル基がより好ましい。
＜カイラル液晶化合物＞
本発明の高分子安定化液晶組成物に用いられるカイラル液晶化合物（ＩＩ）郡は、下記
一般式（ＩＩ−ａ）、又は（ＩＩ−ｂ）で示され、
【０１４０】
【化４０】
（式（ＩＩ−ａ）及び（ＩＩ−ｂ）中、Ｒ２１は炭素原子数１から１８のアルキル基又は炭素原子数２から１８のアルケニル基（該アルキル基又はアルケニル基中に存在する１個又は２個以上のメチレン基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、それぞれ独立に酸素原子で置換されていても良い。）を表し、
Ｃ２１及びＣ２２はそれぞれ独立して１，４−フェニレン基、１，４−シクロへキシレン基、ピリミジン−２，５−ジイル基（これらの基のうち１，４−フェニレン基又は１，４−シクロへキシレン基は、非置換であるか又は置換基としてフッ素原子、塩素原子、メチル基、シアノ基、トリフルオロメチル基若しくはトリフルオロメトキシ基を１個若しくは２個以上有することができる。）を表し、
Ｚ２１は単結合、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｓ−、−Ｓ−ＣＯ−、−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−を表し、
Ｙ２１及びＹ２２はそれぞれ独立して単結合、酸素原子、炭素数１〜１４のアルキレン基、−ＯＣＨ２−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＯＣＨ２ＣＨ２−又は−ＯＣＯＣＨ２−を表し、
ｎ２は、０、１又は２を表す。ただし、ｎ２が２を表す場合、複数あるＣ２１及びＺ２１は同じであっても異なっていても良い。
Ｘ２１及びＸ２２はそれぞれ独立して、一般式（ＩＩ−ｃ）から（ＩＩ−ｈ）
【０１４１】
【化４１】
【０１４２】
のいずれかの式で表される基を表す。ただし、
式（ＩＩ−ｃ）から（ＩＩ−ｈ）中、＊は炭素原子が不斉炭素原子であることを表し、
Ｒｃ、Ｒｄ、Ｒｅ、Ｒｆ及びＲｇはそれぞれ独立して炭素原子数１〜１８の直鎖状又は分岐状のアルキル基を表し、該アルキル基中の１つ又は２つの隣接していない−ＣＨ２−基は−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｓ−、−Ｓ−ＣＯ−、−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、シクロプロピレン基又は−Ｓｉ（ＣＨ３）２−で置き換えられてもよく、該アルキレン基中の１つ以上の水素原子はフッ素原子あるいはＣＮ基で置き換えられていてもよく、）を表し、
Ｘｃ、Ｘｄ及びＹｄはそれぞれ独立してフッ素原子、塩素原子、メチル基又はシアノ基を表し、
Ｘｅ及びＹｅはそれぞれ独立して水素原子、フッ素原子、塩素原子、メチル基又はシアノ基を表し、
Ｘｈ及びＹｈはそれぞれ独立してフッ素原子、塩素原子、メチル基又はシアノ基を表し、
Ｚｄは単結合又はメチレン基を表し、
Ｚｅは酸素原子又は−ＯＣ（Ｒｅ１）（Ｒｅ２）Ｏ−で表される基（ただし、Ｒｅ１及びＲｅ２はそれぞれ独立して水素原子又は炭素原子数１から１０のアルキル基を表す。）を表し、
Ｚｆはカルボニル基又は−ＣＨ（Ｒｆ１）−で表される基（ただし、Ｒｆ１は水素原子又は炭素原子数１から１０のアルキル基を表す。）を表し、
（Ｚｇは−ＯＣＯ−、−ＣＯＯ−、−ＣＨ２Ｏ−又は−ＯＣＨ２−を表す。）
で表されるカイラル化合物（ＩＩ）であって、
具体例としては下記構造のものが特に好ましく用いられる。
【０１４３】
【化４２】
【０１４４】
【化４３】
【０１４５】
【化４４】
【０１４６】
（式中、Ｒａａは炭素数１〜１８の直鎖状あるいは分岐状のアルキル基またはアルコキシ基、Ｒｂｂは炭素数１〜１８の直鎖状あるいは分岐状のアルキル基、Ｍａａは炭素数１〜３のメチレン基、Ｍｂｂは炭素数１〜２のメチレン基を表す。）
【０１４７】
大きな自発分極を得るためにはＭbb＝１〜３のものが好ましく、Ｍbb＝１のものが特に好ましい。また、結晶化を抑制するためには、環の数が２環の化合物を用いることが好ましく、強誘電性相の安定性（上限温度）を高めるためには、結晶化を抑制する効果を保つ範囲で環の数が３環の化合物を用いると良い。良い配向を得るためにはキラルネマティック相の螺旋ピッチを長くする、特に、ネマティック相とスメクティック相の転移の際のキラルネマティック相の螺旋ピッチを長くすることが重要である。そのため、（ＩＩ）郡の添加量が増え、ネマティック相とスメクティック相の転移の際のキラルネマティック相の螺旋ピッチが配向を乱す程度まで短くなった場合には、（ＩＩ）郡の化合物により誘起されるキラルネマティック相の螺旋の掌性（センス）と逆のセンスを誘起する効果のあるキラル化合物を（ＩＩ）郡に加えて用いてキラルネマティック相の螺旋ピッチを長くすることが好ましい。このときのキラル化合物の使用に特に制限はなく、公知慣用のキラル化合物を用いることができるが、使用した（ＩＩ）郡と自発分極の極性が同一の化合物、あるいは自発分極の値が使用した（ＩＩ）郡と比べて十分に小さい化合物が、自発分極のキャンセルによる減少を抑えることができるので好ましい。
【０１４８】
また、強誘電性相において、表面安定化効果を用いて配向を行う場合には、強誘電性相における螺旋ピッチが長いことが好ましく、この場合には、（ＩＩ）郡の化合物により誘起される強誘電性相の螺旋の掌性（センス）と逆のセンスを誘起する効果のあるキラル化合物を（ＩＩ）郡に加えて用いて強誘電性相の螺旋ピッチを長くすることが好ましい。このときのキラル化合物の使用に特に制限はなく、公知慣用のキラル化合物を用いることができるが、使用した（ＩＩ）郡と自発分極の極性が同一の化合物、あるいは自発分極の値が使用した（ＩＩ）郡と比べて十分に小さい化合物が、自発分極のキャンセルによる減少を抑えることができるので好ましい。表面安定化効果を用いず、単に、高分子安定化効果を用いる場合には、特に、このように逆のセンスを誘起する効果のあるキラル化合物を（ＩＩ）郡に加える必要はない。比較的厚セル厚（３μｍ以上）で使用する場合で、高分子安定化プロセス、あるいは、高分子安定化された後の状態で、液晶分子の運動性を高め、高分子安定化プロセスを容易に行わせたり、あるいは、高分子安定化後のグレースケールの発現を容易にするために、短い螺旋ピッチが必要な場合には、強誘電性相の螺旋ピッチが短いキラル化合物を添加することが好ましい。添加の際にもちいるキラル化合物の使用に特に制限はなく、公知慣用のキラル化合物を用いることができるが、使用した（ＩＩ）郡と自発分極の極性が同一の化合物、あるいは自発分極の値が使用した（ＩＩ）郡と比べて十分に小さい化合物が、自発分極のキャンセルによる減少を抑えることができるので好ましい。添加物としてはキラルネマティック液晶で誘起する螺旋ピッチが十分長いか、あるいは、（ＩＩ）郡で誘起される螺旋ピッチをキャンセルできるキラル化合物を選ぶことがさらに好ましい。
【０１４９】
＜重合性液晶化合物（ＩＩＩ）＞
本願の重合性液晶化合物は、一般式（ＩＩＩ）
【０１５０】
（式（ＩＩＩ）中、Ｒ３１及びＲ３２はそれぞれ独立して水素原子又はメチル基を表し、Ｃ３１は１，４−フェニレン基、１，４−シクロへキシレン基、ピリジン−２，５−ジイル基、ピリミジン−２，５−ジイル基、ピリダジン−３，６−ジイル基、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル基、シクロヘキセン−１，４−ジイル基、デカヒドロナフタレン−２，６−ジイル基、１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル基、２，６−ナフチレン基又はインダン−２，５−ジイル基（これらの基のうち１，４−フェニレン基、１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル基、２，６−ナフチレン基及びインダン−２，５−ジイル基は、非置換であるか又は置換基としてフッ素原子、塩素原子、メチル基、トリフルオロメチル基若しくはトリフルオロメトキシ基を１個若しくは２個以上有することができる。）を表し、
Ｃ３２及びＣ３３はそれぞれ独立してベンゼン−１，２，４−トリイル基、ベンゼン−１，３，４−トリイル基、ベンゼン−１，３，５−トリイル基、シクロヘキサン−１，２，４−トリイル基、シクロヘキサン−１，３，４−トリイル基又はシクロヘキサン−１，３，５−トリイル基を表し、Ｚ３０及びＺ３２はそれぞれ独立して単結合又は炭素原子数１から１５のアルキレン基（該アルキレン基中に存在する１個又は２個以上のメチレン基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、それぞれ独立に酸素原子、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−で置換されていても良く、該アルキレン基中に存在する１個又は２個以上の水素原子はそれぞれ独立にフッ素原子、メチル基又はエチル基で置換されていても良い。）を表し、
Ｚ３１及びZ３３それぞれ独立して単結合、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２ＯＣＯ−、−ＣＯＯＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＯＯ−、−ＯＣＯＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−を表し、
ｎ３は、３，４，５，６を表すが、複数あるＣ３１及びＺ３１は同じであっても異なっていても良く、ｎ４及びｎ５はそれぞれ独立して１、２及び３を表す。
一般式（ＩＩＩ）は、好ましくは一般式（ＩＩＩ−ａ）
【０１５１】
【化４５】
【０１５２】
（式（ＩＩＩ−ａ）中、Ｒ３３及びＲ３４はそれぞれ独立して水素原子又はメチル基を表し、
Ｃ３４及びＣ３５はそれぞれ独立して１，４−フェニレン基、１，４−シクロへキシレン基、ピリジン−２，５−ジイル基、ピリミジン−２，５−ジイル基、ピリダジン−３，６−ジイル基、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル基、シクロヘキセン−１，４−ジイル基、デカヒドロナフタレン−２，６−ジイル基、１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル基、２，６−ナフチレン基又はインダン−２，５−ジイル基を表し、
Ｚ３４及びＺ３６はそれぞれ独立して単結合又は炭素原子数１から１５のアルキレン基（該アルキレン基中に存在する１個又は２個以上のメチレン基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、それぞれ独立に酸素原子、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−で置換されていても良く、該アルキレン基中に存在する１個又は２個以上の水素原子はそれぞれ独立にフッ素原子、メチル基又はエチル基で置換されていても良い。）を表し、該アルキレン基は、炭素原子数はメソゲン基の運動性へ影響を及ぼし、数が小さいとアンカーリング力が大きくなる傾向があるため、特にアルキレン基の炭素原子数３から１２が好ましい。
Ｚ３５は、単結合、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２ＯＣＯ−、−ＣＯＯＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＯＯ−、−ＯＣＯＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−を表し、
ｎ６は、３、４、５、６を表す。ただし、複数あるＣ３４及びＺ３５は同じであっても異なっていても良い。）を表す
（式（ＩＩＩ）中、
６員環Ｃ３４、Ｃ３５及びＣ３６はそれぞれ独立的に、
【０１５３】
【化４６】
を表す。但し、ｎ６が４以上の場合は
６員環Ｃ３４、Ｃ３５及びＣ３６はそれぞれ独立的に、
【０１５４】
【化４７】
【０１５５】
のいずれか（ただしｍは１から４の整数を表す。）であっても良い。
【０１５６】
一般式（ＩＩＩ−ａ）で表される化合物の具体例を以下の（ＩＩＩ−ａ１）から（ＩＩＩ−ａ６）に挙げることができる。
（ＩＩＩ−ａ１）
【０１５７】
【化４８】
（ＩＩＩ−ａ２）
【０１５８】
【化４９】
（ＩＩＩ−ａ３）
【０１５９】
【化５０】
（ＩＩＩ−ａ４）
【０１６０】
【化５１】
（ＩＩＩ−ａ５）
【０１６１】
【化５２】
（ＩＩＩ−ａ６）
【０１６２】
【化５３】
（ＩＩＩ−ａ７）
【０１６３】
【化５４】
（ＩＩＩ−ａ８）
【０１６４】
【化５５】
（ＩＩＩ−ａ９）
【０１６５】
【化５６】
（ＩＩＩ−ａ１０）
【０１６６】
【化５７】
（ＩＩＩ−ａ１１）
【０１６７】
【化５８】
（ＩＩＩ−ａ１２）
【０１６８】
【化５９】
（ＩＩＩ−ａ１３）
【０１６９】
【化６０】
（ＩＩＩ−ａ１４）
【０１７０】
【化６１】
（ＩＩＩ−ａ１５）
【０１７１】
【化６２】
（ＩＩＩ−ａ１６）
【０１７２】
【化６３】
（ＩＩＩ−ａ１７）
【０１７３】
【化６４】
一般式（ＩＩＩ−ｂ）は、
【０１７４】
【化６５】
（式（ＩＩＩ−ａ）中、Ｒ３５及びＲ３６はそれぞれ独立して水素原子又はメチル基を表し、
Ｃ３７及びＣ３８はそれぞれ独立して１，４−フェニレン基、１，４−シクロへキシレン基、ピリジン−２，５−ジイル基、ピリミジン−２，５−ジイル基、ピリダジン−３，６−ジイル基、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル基、シクロヘキセン−１，４−ジイル基、デカヒドロナフタレン−２，６−ジイル基、１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル基、２，６−ナフチレン基又はインダン−２，５−ジイル基であって、（これらの基のうち１，４−フェニレン基、１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル基、２，６−ナフチレン基及びインダン−２，５−ジイル基は、置換基としてフッ素原子、塩素原子、メチル基、エチル基、トリフルオロメチル基若しくはトリフルオロメトキシ基を１個若しくは２個以上有することを表し、）
Ｚ３７及びＺ３９はそれぞれ独立して単結合又は炭素原子数１から１５のアルキレン基（該アルキレン基中に存在する１個又は２個以上のメチレン基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、それぞれ独立に酸素原子、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−で置換されていても良く、該アルキレン基中に存在する１個又は２個以上の水素原子はそれぞれ独立にフッ素原子、メチル基又はエチル基で置換されていても良い。）を表し、
【０１７５】
Ｚ３８は、単結合、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２ＯＣＯ−、−ＣＯＯＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＯＯ−、−ＯＣＯＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−を表し、
ｎ７は、２、３、４、５、６を表し、ｎ７＝ｎ６−１の関係を満たす。ただし、複数あるＣ３７及びＺ３８は同じであっても異なっていても良く、複数あるＣ３７の内少なくとも１つに置換基としてフッ素原子、塩素原子、メチル基、トリフルオロメチル基若しくはトリフルオロメトキシ基を１個若しくは２個以上有すること。）で表す。
式中
６員環Ｃ３７、Ｃ３８及びＣ３９はそれぞれ独立的に、
【０１７６】
【化６６】
【０１７７】
のいずれか（ただしｍは１から４の整数を表す。）を表す。
一般式（ＩＩＩ−ｂ）で表される化合物の具体例を以下の（ＩＩＩ−ｂ１）から（ＩＩＩ−ｂ２０）に挙げることができる。
（ＩＩＩ−ｂ１）
【０１７８】
【化６７】
（ＩＩＩ−ｂ２）
【０１７９】
【化６８】
（ＩＩＩ−ｂ３）
【０１８０】
【化６９】
（ＩＩＩ−ｂ４）
【０１８１】
【化７０】
（ＩＩＩ−ｂ５）
【０１８２】
【化７１】
（ＩＩＩ−ｂ６）
【０１８３】
【化７２】
（ＩＩＩ−ｂ７）
【０１８４】
【化７３】
【０１８５】
【化７４】
【０１８６】
【化７５】
【０１８７】
（式中、j及びkはそれぞれ独立的に２〜１４の整数を表す。）
【実施例】
【０１８８】
以下、実施例をもって本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。また、特に断りのない場合、「％」は「質量％」を意味する。
【０１８９】
（高分子安定化液晶表示素子の作製、及び評価法）
実施例中の高分子安定化液晶表示素子は以下の方法で作製した。
【０１９０】
高分子安定化液晶組成物のネマチック相転移以上に加熱して真空注入方で注入した。セルは、液晶は一軸配向（ホモジニアス配向）が得られるように、セルギャップ２μｍのポリイミド配向膜（日産化学社製、ＲＮ−１１９９）を塗布したＩＴＯ付きパラレルラビングの配向セルを用いた。
【０１９１】
液晶組成物、ラジカル重合性組成物、光重合開始剤及び微量の重合禁止剤からなる調光層形成材料を真空注入法でガラスセル内に注入した。真空度は２パスカルとなるよう設定した。注入後ガラスセルを取り出し、注入口を封口剤３０２６Ｅ（スリーボンド社製）で封止した。クロスニコルスの偏光顕微鏡で一軸配向であることを確認した後、周波数１ＫＨｚの場合に於ける電圧−透過率特性のＶ９０に対応する電圧の矩形波を印加してスイッチングさせながら、ＵＶ−ＬＥＤアレイを用いて３６５ｎｍの光を露光した。照射強度は、セルサンプル表面が５ｍＷ／ｃｍ２となるように調整して６００秒間露光して、高分子安定化液晶組成物の重合性化合物を重合させて高分子分安定化液晶表示素子を得た。
【０１９２】
先に紫外線露光で印加した電圧を切り、紫外線露光後の配向状態を偏光顕微鏡で一軸配向を顕微鏡試料ステージを回転させ観察して偏光の直交ニコスル下での暗視野方向を確認した。電圧−透過率特性は、暗視野が得られるように素子一軸方向と偏光方向を一致させ、６０Ｈｚの矩形波を印加して顕微鏡鏡筒に取り付けた光電子倍増管で透過光強度を測定した。透過率は、二枚の偏光板を直行した時を０％、平行にした時を１００％とした。電圧−透過率特性は、飽和電圧（10Ｖｏ−ｐ）を印加した場合の透過率に対して透過率が９０％変化させるのに必要な電圧をＶ９０と定義して駆動電圧を評価した。飽和電圧印加時の透過率を最大透過率Ｔ１００、電圧を０Ｖｏ−ｐにした場合の透過率を最小透過率Ｔ０とした。コントラストはＴ０／Ｔ１００と定義した。
【０１９３】
（高分子安定化液晶組成物の調整）
化合物郡（ＩＩ）のキラル液晶化合物とアキラル液晶化合物物郡（Ｉ）から成る強誘電性液晶組成物ＦＬＣ−１、又はＦＬＣ−２と化合物群（ＩＩＩ）をそれぞれ少なくとも一種含む光重合性アクリレート組成物、又はアルキル側鎖型アクリレートを配合して、高分子安定化液晶組成物を調整した。
【０１９４】
低分子液晶組成物（ＦＬＣ−１）の各成分の構造及び組成を次に示す。
ＦＬＣ−１の相系列、及び転移温度は次の通り、
Ｉｓｏ・８６℃・Ｎ・７９℃・ＳｍＡ・６９℃・Ｃｒｙ・−１１℃
スメクチックＣ*相のチルト角は、２３度
【０１９５】
【化７６】
【０１９６】
低分子液晶組成物ＦＬＣ−２の各成分の構造及び組成を次に示す。
ＦＬＣ−２の相系列、及び転移温度は次の通り、
Ｉｓｏ・102.6℃・Ｎ・88.1℃・ＳｍＡ・82.4℃・Ｃｒｙ・-27℃ スメクチックＣ*相のチルト角は、３３度
【０１９７】
【化７７】
【０１９８】
実施例に用いた重合性液晶化合物郡（ＩＩＩ−ａ）、及び（ＩＩＩ−ｂ）の構造式を（ＭＯＬ−１）から（ＭＯＬ−８）に示す。アクリレート化合物は、（ＭＯＮ−８）の構造式のアルキル側鎖型アクリレート化合物を用いた。
（ＭＯＬ−１）
【０１９９】
【化７８】
（ＭＯＬ−２）
【０２００】
【化７９】
（ＭＯＬ−３）
【０２０１】
【化８０】
（ＭＯＬ−４）
【０２０２】
【化８１】
（ＭＯＬ−５）
【０２０３】
【化８２】
（ＭＯＬ−６）
【０２０４】
【化８３】
（ＭＯＬ−７）
【０２０５】
【化８４】
（ＭＯＬ−８）
【０２０６】
【化８５】
（ＭＯＡ−１）
【０２０７】
【化８６】
【０２０８】
【化８７】
【０２０９】
（実施例１）
強誘電性液晶組成物ＦＬＣ−２を９８％、重合性液晶ＭＯＮ−１を１．５６８％、ＭＯＬ−５を０．３９２％、重合性液晶光開始剤イルガキュア６５１（Ｉｒｇ６５１）を０．０４％の比率で配合して高分子安定化液晶組成物を調製。上述の高分子安定化光学液晶素子の作製方法に於いて、セル厚１．８μｍの液晶セルに調整した液晶組成物を注入して、１０５℃で等方相にした後、徐冷してスメクチックA相にて配向欠陥の無いことを偏光顕微鏡で確認した。８２．４℃のスメクチックC＊相転移温度から２５℃でスメクチックC*相の配向状態を観察すると二軸性配向であった。これに、２５℃でスメクチックC＊相にて周波数１．７ｋHzの矩形波を印加しながら紫外線を露光して高分子安定化液晶組成物中の重合性液晶化合物を重合させて液晶光学素子を作製した。偏光顕微鏡で重合後の配向を観察した所、露光後、偏光顕微鏡で顕微鏡の試料台を回転させて配向状態を観察した。電極部分は、電圧を印加しない場合は、ラビング配向方向へ消光位を示し一軸配向を示した。電極周囲は、スメクチックC＊相の特徴である二軸配向を示し、二方向の配向状態である二つドメインが高分子安定化された。前記消光の位置にて電圧を０Vとから徐々に上げて印加すると暗視野から明視野へ電極部分全体が一様に変化して透過率が連続的に増加することから、連続階調表示が可能であることを確認した。６０Hzの矩形波を印加して電圧―透過率特性を測定した所、左右対称のV字型電圧―透過率特性を示し、応答は、立ち上がり時間が１９０μｓ、立下り時間が250μｓ、駆動電圧V90は６．１８Vｏ−ｐ、コントラストが１：７７１、最小透過率０．０７％、最大透過率５４％の特性が得られた。
【０２１０】
（実施例２）
液晶組成物ＦＬＣ−２を９８％、ＭＯＬ−１を１．５６８％、ＭＯＬ−６を０．３９２％、イルガキュア６５１（Ｉｒｇ６５１）を０.０４％の比率で配合して高分子安定化液晶組成物を調製し、上述の高分子安定化液晶表示素子の作製方法によって高分子安定化液晶組成物中の重合性液晶化合物を矩形波１ｋＨｚの電圧を印加させながら重合させて液晶表示素子を作製した。（実施例１）と同様の方法で素子の特性を評価した。電極部分は、電圧を印加しない場合は、ラビング配向方向へ消光位を示し一軸配向を示した。６０Hzの矩形波を印加して電圧―透過率特性を測定した所、左右対称のV字型電圧―透過率特性を示し、応答は、立ち上がり時間が１９０μｓ、立下り時間が250μｓ、駆動電圧V90は６．１０Vｏ−ｐ、コントラストが１：５７９、最小透過率０．０８％、最大透過率４６．３％の特性が得られた。
【０２１１】
（実施例３）
強誘電性液晶組成物ＦＬＣ−２を９８％、重合性液晶ＭＯＬ−１を１．９６％、光開始剤イルガキュア６５１（Ｉｒｇ６５１）を０．０４％の比率で配合して高分子安定化液晶組成物を調製。上述の高分子安定化液晶表示素子の作製方法によって高分子安定化液晶組成物中の重合性液晶化合物を矩形波１ｋＨｚの電圧を印加させながら重合させて液晶表示素子を作製した。（実施例１）と同様の方法で素子の特性を評価した。電極部分は、電圧を印加しない場合は、ラビング配向方向へ消光位を示し一軸配向を示した。前記消光の位置にて電圧を０Vとから徐々に上げて印加すると暗視野から明視野へ電極部分全体が一様に変化して透過率が連続的に増加することから、連続階調表示が可能であることを確認した。６０Hzの矩形波を印加して電圧―透過率特性を測定した所、左右対称のV字型電圧―透過率特性を示し、Ｖ９０の応答は、立ち上がり時間が１９０μｓ、立下り時間が250μｓ、駆動電圧V90は５．９８Vｏ−ｐ、コントラストが１：１０５７の特性が得られた。ここで実施例３の駆動電圧Ｖ９０が５．９８Ｖを示している理由は、電圧−透過率特性で飽和電圧を印加しても透過率が飽和していないため測定誤差が生じている。実際は透過率を飽和させるためには、Ｖ９０の約２倍の電圧になることが示唆された。
【０２１２】
（実施例４）
液晶組成物ＦＬＣ−２を９５％、ＭＯＬ−２を４．９％、イルガキュア６５１（Ｉｒｇ６５１）を０.１％の比率で配合して高分子安定化液晶組成物を調製し、上述の高分子安定化液晶表示素子の作製方法によって高分子安定化液晶組成物中の重合性液晶化合物を矩形波１ｋＨｚの電圧を印加させながら重合させて液晶表示素子を作製した。（実施例１）と同様の方法で素子の特性を評価した。電極部分は、電圧を印加しない場合は、ラビング配向方向へ消光位を示し一軸配向を示した。６０Hzの矩形波を印加して電圧―透過率特性を測定した所、左右対称のV字型電圧―透過率特性を示し、駆動電圧V90は８．２７Vｏ−ｐ、コントラストが１：３４４、最小透過率０．０９％、最大透過率３１％の特性が得られた。
【０２１３】
（実施例５）
液晶組成物ＦＬＣ−１を９７％、ＭＯＬ−２を２．９４％、イルガキュア６５１（Ｉｒｇ６５１）を０.０６％の比率で配合して高分子安定化液晶組成物を調製し、上述の高分子安定化液晶表示素子の作製方法によって高分子安定化液晶組成物中の重合性液晶化合物を矩形波１ｋＨｚの電圧を印加させながら重合させて液晶表示素子を作製した。（実施例１）と同様の方法で素子の特性を評価した。電極部分は、電圧を印加しない場合は、ラビング配向方向へ消光位を示し一軸配向を示した。６０Hzの矩形波を印加して電圧―透過率特性を測定した所、左右対称のV字型電圧―透過率特性を示し、駆動電圧V90は６．７Vｏ−ｐ、コントラストが１：２６３、最小透過率０．０９％、最大透過率２３．７％の特性が得られた。
【０２１４】
（実施例６）
液晶組成物ＦＬＣ−２を９８％、ＭＯＬ−８を１．５６８％、ＭＯＬ−５を０．３９２％、イルガキュア６５１（Ｉｒｇ６５１）を０.０４％の比率で配合して高分子安定化液晶組成物を調製し、上述の高分子安定化液晶表示素子の作製方法によって高分子安定化液晶組成物中の重合性液晶化合物を矩形波１ｋＨｚの電圧を印加させながら重合させて液晶表示素子を作製した。（実施例１）と同様の方法で素子の特性を評価した。電極部分は、電圧を印加しない場合は、ラビング配向方向へ消光位を示し一軸配向を示した。６０Hzの矩形波を印加して電圧―透過率特性を測定した所、左右対称のV字型電圧―透過率特性を示し、駆動電圧V90は６．１２Vｏ−ｐ、コントラストが１：５３６、最小透過率０．１１％、最大透過率５９．３％の特性が得られた。
【０２１５】
（比較例１）
液晶組成物ＦＬＣ−１を９８％、ＭＯＬ−７を１．９６％、イルガキュア６５１（Ｉｒｇ６５１）を０.０４％の比率で配合して高分子安定化液晶組成物を調製し、上述の高分子安定化液晶表示素子の作製方法によって高分子安定化液晶組成物中の重合性液晶化合物を矩形波１ｋＨｚの電圧を印加させながら重合させて液晶表示素子を作製した。（実施例１）と同様の方法で素子の特性を評価した。電極部分は、電圧を印加しない場合は、ラビング配向方向へ消光位を示し一軸配向を示した。６０Hzの矩形波を印加して電圧―透過率特性を測定した所、左右対称のV字型電圧―透過率特性を示し、駆動電圧V90は６．７Vｏ−ｐ、コントラストが１：２６３、最小透過率０．０９％、最大透過率２３．７％の特性が得られた。
【０２１６】
（比較例２）
液晶組成物ＦＬＣ−２を９８％、ＭＯＬ−５を１．９６％、イルガキュア６５１（Ｉｒｇ６５１）を０.０４％の比率で配合して高分子安定化液晶組成物を調製し、上述の高分子安定化液晶表示素子の作製方法によって高分子安定化液晶組成物中の重合性液晶化合物を矩形波１ｋＨｚの電圧を印加させながら重合させて液晶表示素子を作製した。（実施例１）と同様の方法で素子の特性を評価した。電極部分は、電圧を印加しない場合は、ラビング配向方向へ消光位を示し一軸配向を示した。６０Hzの矩形波を印加して電圧―透過率特性を測定した所、左右対称のV字型電圧―透過率特性を示し、駆動電圧V90は５．５Vｏ−ｐ、コントラストが１：１０２、最小透過率０．５％、最大透過率５０．８％の特性が得られた。
【０２１７】
（比較例３）
液晶組成物ＦＬＣ−２を９７％、ＭＯＬ−６を２．９４％、イルガキュア６５１（Ｉｒｇ６５１）を０.０６％の比率で配合して高分子安定化液晶組成物を調製し、上述の高分子安定化液晶表示素子の作製方法によって高分子安定化液晶組成物中の重合性液晶化合物を矩形波１ｋＨｚの電圧を印加させながら重合させて液晶表示素子を作製した。（実施例１）と同様の方法で素子の特性を評価した。電極部分は、電圧を印加しない場合は、ラビング配向方向へ消光位を示し一軸配向を示した。６０Hzの矩形波を印加して電圧―透過率特性を測定した所、左右対称のV字型電圧―透過率特性を示し、駆動電圧V90は７．１Vｏ−ｐ、コントラストが１：１０、最小透過率４．３％、最大透過率４１．８％の特性が得られた。
【０２１８】
（比較例４）
液晶組成物ＦＬＣ−１を９９％、ＭＯＬ−４を０．９８％、イルガキュア６５１（Ｉｒｇ６５１）を０.０２％の比率で配合して高分子安定化液晶組成物を調製し、上述の高分子安定化液晶表示素子の作製方法によって高分子安定化液晶組成物中の重合性液晶化合物を矩形波１ｋＨｚの電圧を印加させながら重合させて液晶表示素子を作製した。（実施例１）と同様の方法で素子の特性を評価した。電極部分は、電圧を印加しない場合は、ラビング配向方向へ消光位を示し一軸配向を示した。６０Hzの矩形波を印加して電圧―透過率特性を測定した所、左右対称のV字型電圧―透過率特性を示し、駆動電圧V90は９．３Vｏ−ｐ、コントラストが１：２３、最小透過率２．３％、最大透過率５２％の特性が得られた。
【０２１９】
（比較例５）
液晶組成物ＦＬＣ−１を９７％、ＭＯＬ−３を２．９４％、イルガキュア６５１（Ｉｒｇ６５１）を０.０６％の比率で配合して高分子安定化液晶組成物を調製し、上述の高分子安定化液晶表示素子の作製方法によって高分子安定化液晶組成物中の重合性液晶化合物を矩形波１ｋＨｚの電圧を印加させながら重合させて液晶表示素子を作製した。（実施例１）と同様の方法で素子の特性を評価した。電極部分は、電圧を印加しない場合は、ラビング配向方向へ消光位を示し一軸配向を示した。６０Hzの矩形波を印加して電圧―透過率特性を測定した所、左右対称のV字型電圧―透過率特性を示し、駆動電圧V90は７．２Vｏ−ｐ、コントラストが１：１１０、最小透過率０．２９％、最大透過率３２．０％の特性が得られた。
【０２２０】
（比較例６）
液晶組成物ＦＬＣ−１を９６％、ＭＯＬ−３を３．９２％、イルガキュア６５１（Ｉｒｇ６５１）を０.０８％の比率で配合して高分子安定化液晶組成物を調製し、上述の高分子安定化液晶表示素子の作製方法によって高分子安定化液晶組成物中の重合性液晶化合物を矩形波１ｋＨｚの電圧を印加させながら重合させて液晶表示素子を作製した。（実施例１）と同様の方法で素子の特性を評価した。電極部分は、電圧を印加しない場合は、ラビング配向方向へ消光位を示し一軸配向を示した。６０Hzの矩形波を印加して電圧―透過率特性を測定した所、左右対称のV字型電圧―透過率特性を示し、駆動電圧V90は７．９Vｏ−ｐ、コントラストが１：１３８、最小透過率０．１５％、最大透過率２０．７％の特性が得られた。
【０２２１】
（比較例７）
液晶組成物ＦＬＣ−１を９７％、ＭＯＬ−３を２．６４６％、イルガキュア６５１（Ｉｒｇ６５１）を０.０６％の比率で配合して高分子安定化液晶組成物を調製し、上述の高分子安定化液晶表示素子の作製方法によって高分子安定化液晶組成物中の重合性液晶化合物を矩形波１ｋＨｚの電圧を印加させながら重合させて液晶表示素子を作製した。（実施例１）と同様の方法で素子の特性を評価した。電極部分は、電圧を印加しない場合は、ラビング配向方向へ消光位を示し一軸配向を示した。６０Hzの矩形波を印加して電圧―透過率特性を測定した所、左右対称のV字型電圧―透過率特性を示し、駆動電圧V90は６．３Vｏ−ｐ、コントラストが１：４５、最小透過率０．４５％、最大透過率２０．１％の特性が得られた。
【０２２２】
（比較例８）
液晶組成物ＦＬＣ−２を９８％、ＭＯＡ−１を１．９６％、イルガキュア６５１（Ｉｒｇ６５１）を０.０４％の比率で配合して高分子安定化液晶組成物を調製し、上述の高分子安定化液晶表示素子の作製方法によって高分子安定化液晶組成物中の重合性液晶化合物を矩形波１ｋＨｚの電圧を印加させながら重合させて液晶表示素子を作製した。（実施例１）と同様の方法で素子の特性を評価した。電極部分は、電圧を印加しない場合は、ラビング配向方向へ消光位を示し一軸配向を示した。６０Hzの矩形波を印加して電圧―透過率特性を測定した所、左右対称のV字型電圧―透過率特性を示し、駆動電圧V90は５．１Vｏ−ｐ、コントラストが１：６５、最小透過率０．５１％、最大透過率３３．０％の特性が得られた。
【０２２３】
（比較例９）
液晶組成物ＦＬＣ−２を９７％、ＭＯＬ−４を２．９４％、イルガキュア６５１（Ｉｒｇ６５１）を０.０６％の比率で配合して高分子安定化液晶組成物を調製し、上述の高分子安定化液晶表示素子の作製方法によって高分子安定化液晶組成物中の重合性液晶化合物を矩形波１ｋＨｚの電圧を印加させながら重合させて液晶表示素子を作製した。（実施例１）と同様の方法で素子の特性を評価した。電極部分は、電圧を印加しない場合は、ラビング配向方向へ消光位を示し一軸配向を示した。６０Hzの矩形波を印加して電圧―透過率特性を測定した所、左右対称のV字型電圧―透過率特性を示し、駆動電圧V90は６．５８Vｏ−ｐ、コントラストが１：７０、最小透過率０．４３％、最大透過率３０．０％の特性が得られた。
【０２２４】
【表１】
実施例３に於いては、５還の重合性液晶を用いているためアンカーリング力は大きいが一軸配向性が高く最小透過率Ｔｏが一番小さく高コントラストが得られる。この組成に置換基を有する重合性液晶をそれぞれ添加すると実施例１、及び実施例２に示すようにアンカーリング力が低減され最大透過率が高くなる。実施例４は、４還の重合性液晶を用いた。実施例３と比較して最大透過率が高くなる傾向を示している。比較例では三還の重合性液晶を用いている。一軸配向性が低くいため最小透過率が上がりコントラストが低下する。また、最大透過率を上げるため液晶濃度を高くした場合と低アンカーリング力の三還重合性液晶のみを使用した比較例２、３、４、７、８ではメモリー性が見られた。これは、一軸配向方向が配向軸に対して常に一定ではない状態が現れ、この状態が長時間維持されディスプレイの応用上好ましくなくなる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一般式（Ｉ−ａ）
【化１】
（式中、Ｒ１１及びＲ１２はそれぞれ独立して炭素原子数１から１８のアルキル基又は炭素原子数２から１８のアルケニル基（該アルキル基又はアルケニル基中に存在する１個又は２個以上のメチレン基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、それぞれ独立に酸素原子で置換されていても良い。）を表し、
Ｃ１１は１，４−フェニレン基、１，４−シクロへキシレン基又は１，３−ジオキサン−２，５−ジイル基（これらの基のうち１，４−フェニレン基は、非置換であるか又は置換基としてフッ素原子、塩素原子、メチル基、トリフルオロメチル基若しくはトリフルオロメトキシ基を１個若しくは２個以上有することができる。）を表し、
Ｃ１２及びＣ１３はそれぞれ独立して１，４−フェニレン基、１，４−シクロへキシレン基、ピリジン−２，５−ジイル基、ピリミジン−２，５−ジイル基、ピリダジン−３，６−ジイル基、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル基、シクロヘキセン−１，４−ジイル基、デカヒドロナフタレン−２，６−ジイル基、１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル基、２，６−ナフチレン基、１，３，４−チアジアゾール−２，５−ジイル又はインダン−２，５−ジイル基（これらの基のうち１，４−フェニレン基、１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル基、２，６−ナフチレン基及びインダン−２，５−ジイル基は、非置換であるか又は置換基としてフッ素原子、塩素原子、メチル基、トリフルオロメチル基若しくはトリフルオロメトキシ基を１個若しくは２個以上有することができる。）を表し、
Ｚ１１及びＺ１２はそれぞれ独立して、単結合、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｏ−、−ＣＯ−Ｓ−、−Ｓ−ＣＯ−、−ＯＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−を表し、
ｎ１は、０、１又は２を表す。ただし、ｎ１が２を表す場合、複数あるＣ１及びＺ１は同じであっても異なっていても良い。）
及び一般式（Ｉ−ｂ）
【化２】
（式中、Ｒ１１、Ｃ１１、Ｃ１２、Ｃ１３、Ｚ１１、Ｚ１２及びｎ１は、それぞれ独立して一般式（Ｉ−ａ）と同じ意味を表し、
Ｘ１１は、フッ素原子、塩素原子、トリフルオロメチル基、トリフルオロメトキシ基、ジフルオロメチル基、イソシアネート基、シアノ基又は以下の一般式（Ｉ−ｃ）を表し。
【化３】
（式中、Ｚ１３は単結合又は炭素原子数１〜１８の直鎖状又は分岐状のアルキレン基を表し、該アルキレン基中の１つ又は２つの隣接していない−ＣＨ２−基は−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｓ−、−Ｓ−ＣＯ−、−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、シクロプロピレン基又は−Ｓｉ（ＣＨ３）２−で置き換えられてもよく、さらにアルキレン基の１つ又はそれ以上の水素原子がフッ素原子あるいはＣＮ基で置き換えられていてもよい。）で表される化合物からなる化合物郡（Ｉ）から選ばれる少なくとも一種の液晶化合物を含有し、
一般式（ＩＩ−ａ）及び一般式（ＩＩ−ｂ）
【化４】
【化５】
（式中、、Ｒ２１は炭素原子数１から１８のアルキル基又は炭素原子数２から１８のアルケニル基（該アルキル基又はアルケニル基中に存在する１個又は２個以上のメチレン基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、それぞれ独立に酸素原子で置換されていても良い。）を表し、
Ｃ２１及びＣ２２はそれぞれ独立して１，４−フェニレン基、１，４−シクロへキシレン基、ピリミジン−２，５−ジイル基（これらの基のうち１，４−フェニレン基又は１，４−シクロへキシレン基は、非置換であるか又は置換基としてフッ素原子、塩素原子、メチル基、シアノ基、トリフルオロメチル基若しくはトリフルオロメトキシ基を１個若しくは２個以上有することができる。）を表し、
Ｚ２１は単結合、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｓ−、−Ｓ−ＣＯ−、−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−を表し、
Ｙ２１及びＹ２２はそれぞれ独立して単結合、酸素原子、炭素数１〜１４のアルキレン基、−ＯＣＨ２−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＯＣＨ２ＣＨ２−又は−ＯＣＯＣＨ２−を表し、
ｎ２は、０、１又は２を表す。ただし、ｎ２が２を表す場合、複数あるＣ２１及びＺ２１は同じであっても異なっていても良く、
Ｘ２１及びＸ２２はそれぞれ独立して、一般式（ＩＩ−ｃ）から一般式（ＩＩ−ｈ）
【化６】
（式中、＊は炭素原子が不斉炭素原子であることを表し、
Ｒｃ、Ｒｄ、Ｒｅ、Ｒｆ及びＲｇはそれぞれ独立して炭素原子数１〜１８の直鎖状又は分岐状のアルキル基を表し、該アルキル基中の１つ又は２つの隣接していない−ＣＨ２−基は−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｓ−、−Ｓ−ＣＯ−、−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、シクロプロピレン基又は−Ｓｉ（ＣＨ３）２−で置き換えられてもよく、該アルキレン基中の１つ以上の水素原子はフッ素原子あるいはＣＮ基で置き換えられていてもよく、）を表し、
Ｘｃ、Ｘｄ及びＹｄはそれぞれ独立してフッ素原子、塩素原子、メチル基又はシアノ基を表し、
Ｘｅ及びＹｅはそれぞれ独立して水素原子、フッ素原子、塩素原子、メチル基又はシアノ基を表し、
Ｘｈ及びＹｈはそれぞれ独立してフッ素原子、塩素原子、メチル基又はシアノ基を表し、
Ｚｄは単結合又はメチレン基を表し、
Ｚｅは酸素原子又は−ＯＣ（Ｒｅ１）（Ｒｅ２）Ｏ−で表される基（ただし、Ｒｅ１及びＲｅ２はそれぞれ独立して水素原子又は炭素原子数１から１０のアルキル基を表す。）を表し、
Ｚｆはカルボニル基又は−ＣＨ（Ｒｆ１）−で表される基（ただし、Ｒｆ１は水素原子又は炭素原子数１から１０のアルキル基を表す。）を表し、
Ｚｇは−ＯＣＯ−、−ＣＯＯ−、−ＣＨ２Ｏ−又は−ＯＣＨ２−を表す。）のいずれかの式で表される基を表す。）で表される化合物からなる化合物郡（ＩＩ）から選ばれる少なくとも一種のカイラル化合物を含有し、
一般式（ＩＩＩ）
【化７】
（式中、Ｒ３１及びＲ３２はそれぞれ独立して水素原子又はメチル基を表し、
Ｃ３１は１，４−フェニレン基、１，４−シクロへキシレン基、ピリジン−２，５−ジイル基、ピリミジン−２，５−ジイル基、ピリダジン−３，６−ジイル基、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル基、シクロヘキセン−１，４−ジイル基、デカヒドロナフタレン−２，６−ジイル基、１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル基、２，６−ナフチレン基又はインダン−２，５−ジイル基（これらの基のうち１，４−フェニレン基、１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル基、２，６−ナフチレン基及びインダン−２，５−ジイル基は、非置換であるか又は置換基としてフッ素原子、塩素原子、メチル基、トリフルオロメチル基若しくはトリフルオロメトキシ基を１個若しくは２個以上有することができる。）を表し、
Ｃ３２及びＣ３３はそれぞれ独立してベンゼン−１，２，４−トリイル基、ベンゼン−１，３，４−トリイル基、ベンゼン−１，３，５−トリイル基、シクロヘキサン−１，２，４−トリイル基、シクロヘキサン−１，３，４−トリイル基又はシクロヘキサン−１，３，５−トリイル基を表し、Ｚ３０及びＺ３２はそれぞれ独立して単結合又は炭素原子数１から１５のアルキレン基（該アルキレン基中に存在する１個又は２個以上のメチレン基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、それぞれ独立に酸素原子、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−で置換されていても良く、該アルキレン基中に存在する１個又は２個以上の水素原子はそれぞれ独立にフッ素原子、メチル基又はエチル基で置換されていても良い。）を表し、
Ｚ３１及びZ３３それぞれ独立して単結合、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２ＯＣＯ−、−ＣＯＯＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＯＯ−、−ＯＣＯＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−を表し、
ｎ３は、３、４、５又は６を表すが、複数あるＣ３１及びＺ３１は同じであっても異なっていても良く、ｎ４及びｎ５はそれぞれ独立して１、２又は３を表す。）で表される重合性化合物を少なくとも１種類以上含有することを特徴とする高分子安定化強誘電性液晶組成物。
【請求項２】
一般式（ＩＩＩ）で表される重合性化合物として一般式（ＩＩＩ−ａ）
【化８】
（式（ＩＩＩ−ａ）中、Ｒ３３及びＲ３４はそれぞれ独立して水素原子又はメチル基を表し、
Ｃ３４及びＣ３５はそれぞれ独立して１，４−フェニレン基、１，４−シクロへキシレン基、ピリジン−２，５−ジイル基、ピリミジン−２，５−ジイル基、ピリダジン−３，６−ジイル基、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル基、シクロヘキセン−１，４−ジイル基、デカヒドロナフタレン−２，６−ジイル基、１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル基、２，６−ナフチレン基又はインダン−２，５−ジイル基を表し、
Ｚ３４及びＺ３６はそれぞれ独立して単結合又は炭素原子数１から１５のアルキレン基（該アルキレン基中に存在する１個又は２個以上のメチレン基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、それぞれ独立に酸素原子、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−で置換されていても良く、該アルキレン基中に存在する１個又は２個以上の水素原子はそれぞれ独立にフッ素原子、メチル基又はエチル基で置換されていても良い。）を表し、
Ｚ３５は、単結合、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２ＯＣＯ−、−ＣＯＯＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＯＯ−、−ＯＣＯＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−を表し、
ｎ６は、３、４、５、６を表す。ただし、複数あるＣ３４及びＺ３５は同じであっても異なっていても良く、ｎ６が４以上の場合は、Ｃ３４及びＣ３５はそれぞれ独立して、これらの基のうち１，４−フェニレン基、１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル基、２，６−ナフチレン基及びインダン−２，５−ジイル基は、置換基としてフッ素原子、塩素原子、メチル基、エチル基、トリフルオロメチル基若しくはトリフルオロメトキシ基を１個若しくは２個以上有しても良い）で表される重合性化合物を５０％以上含有し一般式（ＩＩＩ−ｂ）
【化９】
（式（ＩＩＩ−ａ）中、Ｒ３５及びＲ３６はそれぞれ独立して水素原子又はメチル基を表し、
Ｃ３７及びＣ３８はそれぞれ独立して１，４−フェニレン基、１，４−シクロへキシレン基、ピリジン−２，５−ジイル基、ピリミジン−２，５−ジイル基、ピリダジン−３，６−ジイル基、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル基、シクロヘキセン−１，４−ジイル基、デカヒドロナフタレン−２，６−ジイル基、１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル基、２，６−ナフチレン基又はインダン−２，５−ジイル基であって、（これらの基のうち１，４−フェニレン基、１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル基、２，６−ナフチレン基及びインダン−２，５−ジイル基は、置換基としてフッ素原子、塩素原子、メチル基、エチル基、トリフルオロメチル基若しくはトリフルオロメトキシ基を１個若しくは２個以上有することを表し、）
Ｚ３７及びＺ３９はそれぞれ独立して単結合又は炭素原子数１から１５のアルキレン基（該アルキレン基中に存在する１個又は２個以上のメチレン基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、それぞれ独立に酸素原子、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−で置換されていても良く、該アルキレン基中に存在する１個又は２個以上の水素原子はそれぞれ独立にフッ素原子、メチル基又はエチル基で置換されていても良い。）を表し、
Ｚ３８は、単結合、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２ＯＣＯ−、−ＣＯＯＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＯＯ−、−ＯＣＯＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−を表し、
ｎ７は、２、３、４、５、６を表し、ｎ７＝ｎ６−１の関係を満たす。ただし、複数あるＣ３７及びＺ３８は同じであっても異なっていても良く、複数あるＣ３７の内少なくとも１つに置換基としてフッ素原子、塩素原子、メチル基、トリフルオロメチル基若しくはトリフルオロメトキシ基を１個若しくは２個以上有すること。）で表される重合性化合物を５０％以下含有する請求項１記載の高分子安定化強誘電性液晶組成物。
【請求項３】
一般式（ＩＩＩ）で表される重合性化合物の含有率が０．１％から８％である請求項１又は２記載の高分子安定化強誘電性液晶組成物。
【請求項４】
液晶相の相系列が高温側から順に、等方相、ネマチック相、スメクチックＡ相、スメクチックＣ*相であることを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の高分子安定化強誘電性液晶組成物。
【請求項５】
請求項１から４の何れかに記載の高分子安定化強誘電性液晶組成物を用いた液晶表示素子。
【請求項６】
請求項１から４の何れかに記載の高分子安定化液晶組成物に交流を印加しながら紫外線露光して得られる液晶表示素子の製造方法であって、低分子液晶の液晶相がキラルスメクチックＣ相を示す温度で周波数１００Ｈｚから１０ｋＨｚの矩形波を該高分子安定化強誘電性液晶組成物が示す電圧−透過率特性の飽和電圧以下で印加しながら紫外線露光することで重合性化合物（ＩＩＩ）郡が架橋することにより低分子液晶の配向を高分子安定化させ、液晶中にナノ粒子状又は三次元網目状高分子鎖を形成させて低分子液晶の配向を安定化させた液晶表示素子の製造方法であり、得られる液晶素子が無電界状態に於いて一軸配向状態を示し、これに電界を印加することにより電界強度に依存して消光位が連続的に変化することを特徴とする液晶表示素子の製造方法。
【請求項１】
一般式（Ｉ−ａ）
【化１】
（式中、Ｒ１１及びＲ１２はそれぞれ独立して炭素原子数１から１８のアルキル基又は炭素原子数２から１８のアルケニル基（該アルキル基又はアルケニル基中に存在する１個又は２個以上のメチレン基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、それぞれ独立に酸素原子で置換されていても良い。）を表し、
Ｃ１１は１，４−フェニレン基、１，４−シクロへキシレン基又は１，３−ジオキサン−２，５−ジイル基（これらの基のうち１，４−フェニレン基は、非置換であるか又は置換基としてフッ素原子、塩素原子、メチル基、トリフルオロメチル基若しくはトリフルオロメトキシ基を１個若しくは２個以上有することができる。）を表し、
Ｃ１２及びＣ１３はそれぞれ独立して１，４−フェニレン基、１，４−シクロへキシレン基、ピリジン−２，５−ジイル基、ピリミジン−２，５−ジイル基、ピリダジン−３，６−ジイル基、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル基、シクロヘキセン−１，４−ジイル基、デカヒドロナフタレン−２，６−ジイル基、１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル基、２，６−ナフチレン基、１，３，４−チアジアゾール−２，５−ジイル又はインダン−２，５−ジイル基（これらの基のうち１，４−フェニレン基、１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル基、２，６−ナフチレン基及びインダン−２，５−ジイル基は、非置換であるか又は置換基としてフッ素原子、塩素原子、メチル基、トリフルオロメチル基若しくはトリフルオロメトキシ基を１個若しくは２個以上有することができる。）を表し、
Ｚ１１及びＺ１２はそれぞれ独立して、単結合、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｏ−、−ＣＯ−Ｓ−、−Ｓ−ＣＯ−、−ＯＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−を表し、
ｎ１は、０、１又は２を表す。ただし、ｎ１が２を表す場合、複数あるＣ１及びＺ１は同じであっても異なっていても良い。）
及び一般式（Ｉ−ｂ）
【化２】
（式中、Ｒ１１、Ｃ１１、Ｃ１２、Ｃ１３、Ｚ１１、Ｚ１２及びｎ１は、それぞれ独立して一般式（Ｉ−ａ）と同じ意味を表し、
Ｘ１１は、フッ素原子、塩素原子、トリフルオロメチル基、トリフルオロメトキシ基、ジフルオロメチル基、イソシアネート基、シアノ基又は以下の一般式（Ｉ−ｃ）を表し。
【化３】
（式中、Ｚ１３は単結合又は炭素原子数１〜１８の直鎖状又は分岐状のアルキレン基を表し、該アルキレン基中の１つ又は２つの隣接していない−ＣＨ２−基は−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｓ−、−Ｓ−ＣＯ−、−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、シクロプロピレン基又は−Ｓｉ（ＣＨ３）２−で置き換えられてもよく、さらにアルキレン基の１つ又はそれ以上の水素原子がフッ素原子あるいはＣＮ基で置き換えられていてもよい。）で表される化合物からなる化合物郡（Ｉ）から選ばれる少なくとも一種の液晶化合物を含有し、
一般式（ＩＩ−ａ）及び一般式（ＩＩ−ｂ）
【化４】
【化５】
（式中、、Ｒ２１は炭素原子数１から１８のアルキル基又は炭素原子数２から１８のアルケニル基（該アルキル基又はアルケニル基中に存在する１個又は２個以上のメチレン基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、それぞれ独立に酸素原子で置換されていても良い。）を表し、
Ｃ２１及びＣ２２はそれぞれ独立して１，４−フェニレン基、１，４−シクロへキシレン基、ピリミジン−２，５−ジイル基（これらの基のうち１，４−フェニレン基又は１，４−シクロへキシレン基は、非置換であるか又は置換基としてフッ素原子、塩素原子、メチル基、シアノ基、トリフルオロメチル基若しくはトリフルオロメトキシ基を１個若しくは２個以上有することができる。）を表し、
Ｚ２１は単結合、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｓ−、−Ｓ−ＣＯ−、−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−を表し、
Ｙ２１及びＹ２２はそれぞれ独立して単結合、酸素原子、炭素数１〜１４のアルキレン基、−ＯＣＨ２−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＯＣＨ２ＣＨ２−又は−ＯＣＯＣＨ２−を表し、
ｎ２は、０、１又は２を表す。ただし、ｎ２が２を表す場合、複数あるＣ２１及びＺ２１は同じであっても異なっていても良く、
Ｘ２１及びＸ２２はそれぞれ独立して、一般式（ＩＩ−ｃ）から一般式（ＩＩ−ｈ）
【化６】
（式中、＊は炭素原子が不斉炭素原子であることを表し、
Ｒｃ、Ｒｄ、Ｒｅ、Ｒｆ及びＲｇはそれぞれ独立して炭素原子数１〜１８の直鎖状又は分岐状のアルキル基を表し、該アルキル基中の１つ又は２つの隣接していない−ＣＨ２−基は−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｓ−、−Ｓ−ＣＯ−、−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、シクロプロピレン基又は−Ｓｉ（ＣＨ３）２−で置き換えられてもよく、該アルキレン基中の１つ以上の水素原子はフッ素原子あるいはＣＮ基で置き換えられていてもよく、）を表し、
Ｘｃ、Ｘｄ及びＹｄはそれぞれ独立してフッ素原子、塩素原子、メチル基又はシアノ基を表し、
Ｘｅ及びＹｅはそれぞれ独立して水素原子、フッ素原子、塩素原子、メチル基又はシアノ基を表し、
Ｘｈ及びＹｈはそれぞれ独立してフッ素原子、塩素原子、メチル基又はシアノ基を表し、
Ｚｄは単結合又はメチレン基を表し、
Ｚｅは酸素原子又は−ＯＣ（Ｒｅ１）（Ｒｅ２）Ｏ−で表される基（ただし、Ｒｅ１及びＲｅ２はそれぞれ独立して水素原子又は炭素原子数１から１０のアルキル基を表す。）を表し、
Ｚｆはカルボニル基又は−ＣＨ（Ｒｆ１）−で表される基（ただし、Ｒｆ１は水素原子又は炭素原子数１から１０のアルキル基を表す。）を表し、
Ｚｇは−ＯＣＯ−、−ＣＯＯ−、−ＣＨ２Ｏ−又は−ＯＣＨ２−を表す。）のいずれかの式で表される基を表す。）で表される化合物からなる化合物郡（ＩＩ）から選ばれる少なくとも一種のカイラル化合物を含有し、
一般式（ＩＩＩ）
【化７】
（式中、Ｒ３１及びＲ３２はそれぞれ独立して水素原子又はメチル基を表し、
Ｃ３１は１，４−フェニレン基、１，４−シクロへキシレン基、ピリジン−２，５−ジイル基、ピリミジン−２，５−ジイル基、ピリダジン−３，６−ジイル基、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル基、シクロヘキセン−１，４−ジイル基、デカヒドロナフタレン−２，６−ジイル基、１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル基、２，６−ナフチレン基又はインダン−２，５−ジイル基（これらの基のうち１，４−フェニレン基、１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル基、２，６−ナフチレン基及びインダン−２，５−ジイル基は、非置換であるか又は置換基としてフッ素原子、塩素原子、メチル基、トリフルオロメチル基若しくはトリフルオロメトキシ基を１個若しくは２個以上有することができる。）を表し、
Ｃ３２及びＣ３３はそれぞれ独立してベンゼン−１，２，４−トリイル基、ベンゼン−１，３，４−トリイル基、ベンゼン−１，３，５−トリイル基、シクロヘキサン−１，２，４−トリイル基、シクロヘキサン−１，３，４−トリイル基又はシクロヘキサン−１，３，５−トリイル基を表し、Ｚ３０及びＺ３２はそれぞれ独立して単結合又は炭素原子数１から１５のアルキレン基（該アルキレン基中に存在する１個又は２個以上のメチレン基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、それぞれ独立に酸素原子、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−で置換されていても良く、該アルキレン基中に存在する１個又は２個以上の水素原子はそれぞれ独立にフッ素原子、メチル基又はエチル基で置換されていても良い。）を表し、
Ｚ３１及びZ３３それぞれ独立して単結合、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２ＯＣＯ−、−ＣＯＯＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＯＯ−、−ＯＣＯＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−を表し、
ｎ３は、３、４、５又は６を表すが、複数あるＣ３１及びＺ３１は同じであっても異なっていても良く、ｎ４及びｎ５はそれぞれ独立して１、２又は３を表す。）で表される重合性化合物を少なくとも１種類以上含有することを特徴とする高分子安定化強誘電性液晶組成物。
【請求項２】
一般式（ＩＩＩ）で表される重合性化合物として一般式（ＩＩＩ−ａ）
【化８】
（式（ＩＩＩ−ａ）中、Ｒ３３及びＲ３４はそれぞれ独立して水素原子又はメチル基を表し、
Ｃ３４及びＣ３５はそれぞれ独立して１，４−フェニレン基、１，４−シクロへキシレン基、ピリジン−２，５−ジイル基、ピリミジン−２，５−ジイル基、ピリダジン−３，６−ジイル基、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル基、シクロヘキセン−１，４−ジイル基、デカヒドロナフタレン−２，６−ジイル基、１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル基、２，６−ナフチレン基又はインダン−２，５−ジイル基を表し、
Ｚ３４及びＺ３６はそれぞれ独立して単結合又は炭素原子数１から１５のアルキレン基（該アルキレン基中に存在する１個又は２個以上のメチレン基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、それぞれ独立に酸素原子、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−で置換されていても良く、該アルキレン基中に存在する１個又は２個以上の水素原子はそれぞれ独立にフッ素原子、メチル基又はエチル基で置換されていても良い。）を表し、
Ｚ３５は、単結合、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２ＯＣＯ−、−ＣＯＯＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＯＯ−、−ＯＣＯＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−を表し、
ｎ６は、３、４、５、６を表す。ただし、複数あるＣ３４及びＺ３５は同じであっても異なっていても良く、ｎ６が４以上の場合は、Ｃ３４及びＣ３５はそれぞれ独立して、これらの基のうち１，４−フェニレン基、１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル基、２，６−ナフチレン基及びインダン−２，５−ジイル基は、置換基としてフッ素原子、塩素原子、メチル基、エチル基、トリフルオロメチル基若しくはトリフルオロメトキシ基を１個若しくは２個以上有しても良い）で表される重合性化合物を５０％以上含有し一般式（ＩＩＩ−ｂ）
【化９】
（式（ＩＩＩ−ａ）中、Ｒ３５及びＲ３６はそれぞれ独立して水素原子又はメチル基を表し、
Ｃ３７及びＣ３８はそれぞれ独立して１，４−フェニレン基、１，４−シクロへキシレン基、ピリジン−２，５−ジイル基、ピリミジン−２，５−ジイル基、ピリダジン−３，６−ジイル基、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル基、シクロヘキセン−１，４−ジイル基、デカヒドロナフタレン−２，６−ジイル基、１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル基、２，６−ナフチレン基又はインダン−２，５−ジイル基であって、（これらの基のうち１，４−フェニレン基、１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル基、２，６−ナフチレン基及びインダン−２，５−ジイル基は、置換基としてフッ素原子、塩素原子、メチル基、エチル基、トリフルオロメチル基若しくはトリフルオロメトキシ基を１個若しくは２個以上有することを表し、）
Ｚ３７及びＺ３９はそれぞれ独立して単結合又は炭素原子数１から１５のアルキレン基（該アルキレン基中に存在する１個又は２個以上のメチレン基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、それぞれ独立に酸素原子、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−で置換されていても良く、該アルキレン基中に存在する１個又は２個以上の水素原子はそれぞれ独立にフッ素原子、メチル基又はエチル基で置換されていても良い。）を表し、
Ｚ３８は、単結合、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２ＯＣＯ−、−ＣＯＯＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＯＯ−、−ＯＣＯＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−を表し、
ｎ７は、２、３、４、５、６を表し、ｎ７＝ｎ６−１の関係を満たす。ただし、複数あるＣ３７及びＺ３８は同じであっても異なっていても良く、複数あるＣ３７の内少なくとも１つに置換基としてフッ素原子、塩素原子、メチル基、トリフルオロメチル基若しくはトリフルオロメトキシ基を１個若しくは２個以上有すること。）で表される重合性化合物を５０％以下含有する請求項１記載の高分子安定化強誘電性液晶組成物。
【請求項３】
一般式（ＩＩＩ）で表される重合性化合物の含有率が０．１％から８％である請求項１又は２記載の高分子安定化強誘電性液晶組成物。
【請求項４】
液晶相の相系列が高温側から順に、等方相、ネマチック相、スメクチックＡ相、スメクチックＣ*相であることを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の高分子安定化強誘電性液晶組成物。
【請求項５】
請求項１から４の何れかに記載の高分子安定化強誘電性液晶組成物を用いた液晶表示素子。
【請求項６】
請求項１から４の何れかに記載の高分子安定化液晶組成物に交流を印加しながら紫外線露光して得られる液晶表示素子の製造方法であって、低分子液晶の液晶相がキラルスメクチックＣ相を示す温度で周波数１００Ｈｚから１０ｋＨｚの矩形波を該高分子安定化強誘電性液晶組成物が示す電圧−透過率特性の飽和電圧以下で印加しながら紫外線露光することで重合性化合物（ＩＩＩ）郡が架橋することにより低分子液晶の配向を高分子安定化させ、液晶中にナノ粒子状又は三次元網目状高分子鎖を形成させて低分子液晶の配向を安定化させた液晶表示素子の製造方法であり、得られる液晶素子が無電界状態に於いて一軸配向状態を示し、これに電界を印加することにより電界強度に依存して消光位が連続的に変化することを特徴とする液晶表示素子の製造方法。
【公開番号】特開２０１０−９０２７７（Ｐ２０１０−９０２７７Ａ）
【公開日】平成２２年４月２２日（２０１０．４．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２６１７２０（Ｐ２００８−２６１７２０）
【出願日】平成２０年１０月８日（２００８．１０．８）
【出願人】（０００００２８８６）ＤＩＣ株式会社 (2,597)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月２２日（２０１０．４．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１０月８日（２００８．１０．８）
【出願人】（０００００２８８６）ＤＩＣ株式会社 (2,597)
【Ｆターム（参考）】
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