JP2012176937A - 液晶性化合物、液晶組成物、液晶素子、及び液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】多様な液晶デバイスに用いることができる新規な液晶性化合物、該液晶性化合物を含有しブルー相を発現する温度範囲の広い液晶組成物、及び上記液晶性化合物又は液晶組成物を用いた液晶素子並びに液晶表示装置を提供する。
【解決手段】下式（Ｇ１）で表される新規な液晶性化合物。

［式中、ｎは２〜１０の整数を表す。］
【選択図】なし

Description

液晶性化合物、液晶組成物、液晶素子、及び液晶表示装置、並びにそれらの作製方法に関する。

近年、液晶は多様なデバイスに応用されており、特に薄型、軽量の特徴を持つ液晶表示装置（液晶ディスプレイ）は幅広い分野のディスプレイにおいて用いられている。

より大型、高繊細な表示画面を可能とするため、液晶の応答速度の高速化が求められており、開発が進められている（例えば特許文献１参照）。

高速応答可能な液晶の表示モードとしてブルー相を発現する液晶を用いる表示モードがあげられる。ブルー相を発現する液晶を使用するモードは、高速応答が図れるうえ、配向膜が不要であり、かつ広視野角化が得られるので、実用化に向けてより研究が行われている（例えば特許文献２参照）。

特開２００８−３０３３８１号公報 国際公開第２００５−０９０５２０号

多様な液晶デバイスに用いることができる新規な液晶性化合物を提供することを目的の一とする。

特に、該新規な液晶性化合物を提供することにより、ブルー相の発現する温度範囲の広い液晶組成物を提供することを目的の一とする。

また、上記液晶性化合物、又は上記液晶組成物を用いることにより液晶素子及び液晶表示装置の高コントラスト化を達成することを目的の一とする。

本発明の一は、一般式（Ｇ１）（４−（４−ｎ−アルキルフェニル）安息香酸４−シアノ−３，５−ジフルオロフェニル（略称：ＰＰＥＰ−ｎＦＣＮＦ））で表される液晶性化合物を提供するものである。

一般式（Ｇ１）中、ｎは２〜１０の整数である。

本発明の一は、上記液晶性化合物（ＰＰＥＰ−ｎＦＣＮＦ（ｎは２〜１０の整数）（略称））を含有してなる液晶組成物を提供するものである。

本発明の一は、上記液晶性化合物（ＰＰＥＰ−ｎＦＣＮＦ（ｎは２〜１０の整数）（略称））と他の液晶性化合物、及び／又はカイラル剤とを含有してなる液晶組成物を提供するものである。

本発明の一は、上記液晶組成物はブルー相を発現する液晶組成物である。

本発明の一は、上記液晶性化合物、又は上記液晶組成物を用いる液晶素子又は液晶装置を提供するものである。

新規な液晶性化合物（ＰＰＥＰ−ｎＦＣＮＦ（ｎは２〜１０の整数）（略称））を提供することができる。液晶性化合物（ＰＰＥＰ−ｎＦＣＮＦ（ｎは２〜１０の整数）（略称））を含有し、よりブルー相の発現する温度範囲の広い液晶組成物を提供することができる。

該液晶性化合物（ＰＰＥＰ−ｎＦＣＮＦ（ｎは２〜１０の整数）（略称））、又は液晶組成物を用いて、より高いコントラスト化を達成する液晶素子、又は液晶表示装置を提供することができる。よって、視認性のよい高画質な液晶表示装置を提供することができる。

液晶性化合物及び液晶組成物を有する液晶素子又は液晶表示装置を説明する概念図。 液晶表示装置の一形態を説明する図。 液晶表示装置の電極構成の一形態を説明する図。 液晶表示モジュールを説明する図。 電子機器を説明する図。 液晶素子１乃至５及び比較液晶素子における印加電圧と透過率の関係を説明する図。 液晶素子１乃至５及び比較液晶素子における印加電圧とコントラスト比の関係を説明する図。 ＰＰＥＰ−３ＦＣＮＦの^１Ｈ ＮＭＲチャート図。 ＰＰＥＰ−５ＦＣＮＦの^１Ｈ ＮＭＲチャート図。 ＰＰＥＰ−７ＦＣＮＦの^１Ｈ ＮＭＲチャート図。 ＰＰＥＰ−９ＦＣＮＦの^１Ｈ ＮＭＲチャート図。 ＰＰＥＰ−１１ＦＣＮＦの^１Ｈ ＮＭＲチャート図。

実施の形態及び実施例について、図面を用いて詳細に説明する。但し、以下の説明に限定されず、趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、以下に説明する構成において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を異なる図面間で共通して用い、その繰り返しの説明は省略する。

なお、第１、第２、又は第３として付される序数詞は便宜上用いるものであり、工程順又は積層順を示すものではない。また、本明細書において発明を特定するための事項として固有の名称を示すものではない。

（実施の形態１）
本発明の一に係る液晶性化合物、液晶組成物、及び該液晶性化合物、又は該液晶組成物を用いた液晶素子、又は液晶表示装置について、図１（Ａ）（Ｂ）を用いて説明する。図１（Ａ）（Ｂ）は液晶素子又は液晶表示装置の断面図である。

本発明の一に係る液晶性化合物は、一般式（Ｇ１）で表される液晶性化合物（ＰＰＥＰ−ｎＦＣＮＦ（ｎは２〜１０の整数）（略称））である。

一般式（Ｇ１）中、ｎは２〜１０の整数である。

上記液晶性化合物（ＰＰＥＰ−ｎＦＣＮＦ（ｎは２〜１０の整数）（略称））の具体例としては、構造式（１０３）で表される４−（４−ｎ−プロピルフェニル）安息香酸４−シアノ−３，５−ジフルオロフェニル（略称：ＰＰＥＰ−３ＦＣＮＦ）、構造式（１０４）で表される４−（４−ｎ−ブチルフェニル）安息香酸４−シアノ−３，５−ジフルオロフェニル（略称：ＰＰＥＰ−４ＦＣＮＦ）、構造式（１０５）で表される４−（４−ｎ−ペンチルフェニル）安息香酸４−シアノ−３，５−ジフルオロフェニル（略称：ＰＰＥＰ−５ＦＣＮＦ）、構造式（１０６）で表される４−（４−ｎ−ヘキシルフェニル）安息香酸４−シアノ−３，５−ジフルオロフェニル（略称：ＰＰＥＰ−６ＦＣＮＦ）、構造式（１０７）で表される４−（４−ｎ−ヘプチルフェニル）安息香酸４−シアノ−３，５−ジフルオロフェニル（略称：ＰＰＥＰ−７ＦＣＮＦ）、構造式（１０８）で表される４−（４−ｎ−オクチルフェニル）安息香酸４−シアノ−３，５−ジフルオロフェニル（略称：ＰＰＥＰ−８ＦＣＮＦ）、構造式（１０９）で表される４−（４−ｎ−ノニルフェニル）安息香酸４−シアノ−３，５−ジフルオロフェニル（略称：ＰＰＥＰ−９ＦＣＮＦ）、構造式（１１０）で表される４−（４−ｎ−デシルフェニル）安息香酸４−シアノ−３，５−ジフルオロフェニル（略称：ＰＰＥＰ−１０ＦＣＮＦ）、構造式（１１１）で表される４−（４−ｎ−ウンデシルフェニル）安息香酸４−シアノ−３，５−ジフルオロフェニル（略称：ＰＰＥＰ−１１ＦＣＮＦ）を挙げることができる。

本発明の一に係る液晶性化合物（ＰＰＥＰ−ｎＦＣＮＦ（ｎは２〜１０の整数）（略称））の合成方法としては種々の反応を適用することができる。例えば、下記の合成スキーム（Ａ−１）に示す合成反応を行うことによって、一般式（Ｇ１）で表される本発明の一態様の液晶性化合物（ＰＰＥＰ−ｎＦＣＮＦ（ｎは２〜１０の整数）（略称））を合成することができる。なお、本発明の一に係る液晶性化合物（ＰＰＥＰ−ｎＦＣＮＦ（ｎは２〜１０の整数）（略称））の合成方法は、以下の合成方法に限定されない。

下記一般式（Ｇ１）の合成法を説明する。

上記一般式（Ｇ１）において、ｎは２〜１０の整数を表す。まず、下記反応式（Ｇ−１）による一般式（Ｇ１）の合成法を説明する。

４−（ｎ−アルキルフェニル）安息香酸（化合物１）と、４−ヒドロキシ−２，６−ジフルオロベンゾニトリル（化合物２）との、エステル化反応を行うことにより、目的の４−（４−ｎ−アルキルフェニル）安息香酸４−シアノ−３，５−ジフルオロフェニル（Ｇ１）を得ることが出来る（反応式（Ｇ−１））。反応式（Ｇ−１）において、ｎは２〜１０の整数を表し、Ｘ１は、塩素又は水酸基を表す。

Ｘ１が水酸基の場合、エステル化反応としては、酸触媒を用いた脱水縮合によるエステル化反応（付加脱離反応）が挙げられる。脱水縮合反応を行う場合、濃硫酸やパラ−トルエンスルホン酸等の酸触媒や、１−エチル−３−（３−ジメチルアミノプロピル）カルボジイミド・塩酸塩（略称：ＥＤＣ）や、ジシクロヘキシルカルボジイミド（略称：ＤＣＣ）を用いることが出来る。ＥＤＣ又はＤＣＣを用いる場合、副生成物の除去が容易なためＥＤＣを用いる方が好ましい。また、目的物（Ｇ１）の合成はこれらの反応に限られるものではない。

次に、下記反応式（Ｇ−２）による一般式（Ｇ１）の合成法を説明する。

ｎ−アルキルフェニル化合物（化合物３）と、安息香酸４−シアノ−２，６−ジフルオロフェニル化合物（化合物４）とのカップリング反応を行うことにより、目的の４−（４−ｎ−アルキルフェニル）安息香酸４−シアノ−３，５−ジフルオロフェニル（Ｇ１）を得ることが出来る（反応式（Ｇ−２））。反応式（Ｇ−２）において、ｎは２〜１０の整数を表し、Ｘ２はボロン酸、又は、有機ホウ素基、又は、ハロゲン化亜鉛基、又は、有機錫基、又はハロゲン化マグネシウム基等を表し、Ｘ３は塩素、又は臭素、又はヨウ素、又はトリフルオロメタンスルホナート基等を表す。

前記反応としては、鈴木・宮浦カップリング反応、根岸カップリング反応、熊田・玉尾・コリューカップリング反応、右田・小杉・スティルカップリング反応等が挙げられる。これらの反応を行う場合、用いることが出来る触媒としては、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）や、塩化パラジウム（ＩＩ）や、ビス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（ＩＩ）ジクロライドや、酢酸パラジウム（ＩＩ）や、［１，２−ビス（ジフェニルホスフィノ）エタン］ニッケル（ＩＩ）ジクロライド等が挙げられる。また、これらの反応には、副生成物を抑制するために溶媒として水やアルコールを用いない方が好ましい。また、目的物（Ｇ１）の合成はこれらの反応に限られるものではない。

以上によって、本発明の一に係る液晶性化合物（ＰＰＥＰ−ｎＦＣＮＦ（ｎは２〜１０の整数）（略称））を合成することができる。

本発明の一に係る液晶組成物は、上記液晶性化合物（ＰＰＥＰ−ｎＦＣＮＦ（ｎは２〜１０の整数）（略称））を含有してなる液晶組成物である。

本発明の一に係る液晶素子及び液晶表示装置は、液晶性化合物（ＰＰＥＰ−ｎＦＣＮＦ（略称））、又は液晶性化合物（ＰＰＥＰ−ｎＦＣＮＦ（略称））を含む液晶組成物を用いるものである。

また、本発明の一に係る液晶組成物は、液晶性化合物（ＰＰＥＰ−ｎＦＣＮＦ（ｎは２〜１０の整数）（略称））に加え、他の液晶性化合物、非液晶性化合物、及び／又はカイラル剤とを含有してなるものである。少なくとも液晶性化合物（ＰＰＥＰ−ｎＦＣＮＦ（ｎは２〜１０の整数）（略称））及びカイラル剤を含有する液晶組成物は、ブルー相を発現する液晶組成物として用いることができる。

液晶性化合物（ＰＰＥＰ−ｎＦＣＮＦ（ｎは２〜１０の整数）（略称））及びカイラル剤を含有する液晶組成物は、ブルー相の発現する温度範囲の広い液晶組成物である。よって、該液晶組成物は温度変化の伴う多様な用途に用いても、特性変化が生じにくく安定であるため、信頼性も高い。

本発明の一に係る液晶組成物は、液晶性化合物（ＰＰＥＰ−ｎＦＣＮＦ（ｎは２〜１０の整数）（略称））を含んでおり、含まれる液晶性化合物（ＰＰＥＰ−ｎＦＣＮＦ（ｎは２〜１０の整数）（略称））は１種、又は２種以上用いてもよい。また、他の液晶性化合物又は非液晶性化合物を含んでもよく、例えば、構造式（１０１）で表される４−（４−ｎ−メチルフェニル）安息香酸４−シアノ−３，５−ジフルオロフェニル（略称：ＰＰＥＰ−１ＦＣＮＦ）、構造式（１０２）で表される４−（４−ｎ−エチルフェニル）安息香酸４−シアノ−３，５−ジフルオロフェニル（略称：ＰＰＥＰ−２ＦＣＮＦ）、４−（ｔｒａｎｓ−４−ｎ−プロピルシクロヘキシル）−３’，４’−ジフルオロ−１，１’−ビフェニル（略称：ＣＰＰ−３ＦＦ）、４−ｎ−ペンチル安息香酸４−シアノ−３−フルオロフェニル（略称：ＰＥＰ−５ＣＮＦ）などを用いることができる。

カイラル剤は、液晶組成物の捩れを誘起し、液晶組成物を螺旋構造に配向させブルー相を発現させるために用いる。カイラル剤は、不斉中心を有する化合物であり、液晶組成物に対する相溶性が良く、かつ捩れ力の強い化合物を用いる。また、カイラル剤は光学活性体であり、光学純度が高いほど好ましく９９％以上が最も好ましい。

ブルー相は光学的に等方であるため視野角依存性がなく、配向膜を形成しなくとも良いため、表示画像の質の向上及びコスト削減が可能である。

液晶表示装置において、ブルー相の発現する温度範囲を広くするために、液晶組成物に、重合性モノマーを添加し、高分子安定化処理を行うことが好ましい。重合性モノマーとしては、例えば、熱により重合が進行する熱重合性（熱硬化性）モノマー、光により重合が進行する光重合性（光硬化性）モノマー、又は熱及び光により重合が進行する重合性モノマーなどを用いることができる。また、液晶組成物へ重合開始剤を添加してもよい。

重合性モノマーは、アクリレート、メタクリレートなどの単官能モノマーでもよく、ジアクリレート、トリアクリレート、ジメタクリレート、トリメタクリレートなどの多官能モノマーでもよく、これらを混合させたものでもよい。また、液晶性のものでも非液晶性のものでもよく、両者を混合させてもよい。

重合開始剤は、光照射によってラジカルを発生させるラジカル重合開始剤でもよく、酸を発生させる酸発生剤でもよく、塩基を発生させる塩基発生剤でもよい。

例えば、上記液晶組成物に、光重合性モノマー、及び光重合開始剤を添加し、光重合性モノマー、及び光重合開始剤が反応する波長の光を照射して高分子安定化処理を行うことができる。光重合性モノマーとして、代表的には紫外線重合性モノマーを用いることができる。光重合性モノマーとして紫外線重合性モノマーを用いる場合、液晶組成物に紫外線を照射すればよい。

高分子安定化処理は、等方相を示す液晶組成物に行っても良いし、温度制御してブルー相を発現した液晶組成物に行ってもよい。なお、昇温時にブルー相から等方相に転移する温度又は降温時に等方相からブルー相に相転移する温度をブルー相と等方相間の相転移温度という。高分子安定化処理の一例としては、光重合性モノマーを添加した液晶組成物を等方相まで加熱した後、徐々に降温させてブルー相にまで相転移させ、ブルー相が発現する温度を保持した状態で光を照射して行うことができる。

本発明の一に係る液晶素子及び液晶表示装置の例を図１（Ａ）（Ｂ）に示す。

本発明の一に係る液晶素子は、少なくとも一対の電極層（電位の異なる画素電極層２３０及び共通電極層２３２）の間に液晶性化合物（ＰＰＥＰ−ｎＦＣＮＦ（ｎは２〜１０の整数）（略称））、又は液晶性化合物（ＰＰＥＰ−ｎＦＣＮＦ（ｎは２〜１０の整数）（略称））を含む液晶組成物２０８を有する。

図１（Ａ）（Ｂ）は、第１の基板２００と第２の基板２０１とが、ブルー相を発現する液晶組成物を用いた液晶組成物２０８を間に挟持して対向するように配置された液晶素子及び液晶表示装置である。図１（Ａ）（Ｂ）の液晶素子及び液晶表示装置は、液晶組成物２０８に対する画素電極層２３０及び共通電極層２３２の配置が異なる例である。

図１（Ａ）の液晶素子及び液晶表示装置は、第１の基板２００と液晶組成物２０８との間に画素電極層２３０と、共通電極層２３２が隣接して設けられている。図１（Ａ）の構成であると、基板に概略平行（すなわち水平な方向）な電界を生じさせて、基板と平行な面内で液晶分子を動かして、階調を制御する方式を用いることができる。

このような図１（Ａ）の構成は、本発明の一に係る液晶組成物である上述のブルー相を発現する液晶性化合物を含む液晶組成物を液晶組成物２０８に用いる場合に好適に適用することができる。液晶組成物２０８として設けられる該液晶組成物には、有機樹脂が含まれてもよい。

画素電極層２３０と共通電極層２３２との間に電界を形成することで、液晶を制御する。液晶には水平方向の電界が形成されるため、その電界を用いて液晶分子を制御できる。ブルー相を発現する液晶組成物は、高速応答が可能であるため、液晶素子及び液晶表示装置の高性能化が可能になる。また、ブルー相を呈するように配向している液晶分子を、基板と平行な方向で制御できるため、視野角が広くなる。

例えば、高速応答が可能であるため、バックライト装置にＲＧＢの発光ダイオード（ＬＥＤ）等を配置し、時分割によりカラー表示する継時加法混色法（フィールドシーケンシャル法）や、時分割により左目用の映像と右目用の映像を交互に見るシャッター眼鏡方式による３次元表示方式に好適に採用できる。

図１（Ｂ）の液晶素子及び液晶表示装置は、液晶組成物２０８を挟持して第１の基板２００側に画素電極層２３０、第２の基板２０１側に共通電極層２３２が設けられている。図１（Ｂ）の構成であると、基板に概略垂直な電界を生じさせて、基板と垂直な面内で液晶分子を動かして、階調を制御する方式を用いることができる。また、液晶組成物２０８と、画素電極層２３０及び共通電極層２３２との間に配向膜２０２ａ、配向膜２０２ｂを設けてもよい。本発明の一に係る液晶組成物は、様々な構成の液晶素子、及び様々な表示モードの液晶表示装置に用いることができる。

液晶組成物２０８を介して隣接する画素電極層２３０と、共通電極層２３２との距離は、画素電極層２３０及び共通電極層２３２の間に所定の電圧を印加した時、画素電極層２３０及び共通電極層２３２間に介在する液晶組成物２０８の液晶が応答する距離とする。該距離に応じて印加する電圧を適宜制御する。

液晶組成物２０８の厚さ（膜厚）の最大値は１μｍ以上２０μｍ以下とすることが好ましい。

液晶組成物２０８を形成する方法として、ディスペンサ法（滴下法）や、第１の基板２００と第２の基板２０１とを貼り合わせてから毛細管現象等を用いて液晶を注入する注入法を用いることができる。

また、図１（Ａ）（Ｂ）では図示しないが、偏光板、位相差板、反射防止膜などの光学フィルムなどは適宜設ける。例えば、偏光板及び位相差板による円偏光を用いてもよい。また、光源としてバックライトなどを用いることができる。

本明細書では、半導体素子（例えばトランジスタ）、画素電極層、及び共通電極層が形成されている基板を素子基板（第１の基板）といい、該素子基板と液晶組成物を介して対向する基板を対向基板（第２の基板）という。

本発明の一に係る液晶表示装置として、光源の光を透過することによって表示を行う透過型の液晶表示装置、入射する光を反射することによって表示を行う反射型の液晶表示装置、又は透過型と反射型を両方有する半透過型の液晶表示装置を提供することができる。

透過型の液晶表示装置の場合、光が透過する画素領域に存在する画素電極層、共通電極層、第１の基板、第２の基板、その他の絶縁膜、導電膜などは可視光の波長領域の光に対して透光性とする。図１（Ａ）の構成の液晶表示装置においては、画素電極層、共通電極層は透光性が好ましいが、開口パターンを有する場合は形状によっては金属膜などの非透光性材料を用いてもよい。

一方反射型の液晶表示装置の場合、液晶組成物に対して視認側と反対側には液晶組成物を透過した光を反射する反射性の部材（反射性を有する膜や基板など）を設ければよい。よって、視認側より反射性の部材までに設けられ、光が透過する基板、絶縁膜、導電膜は可視光の波長領域の光に対して透光性とする。なお、本明細書で透光性とは少なくとも可視光の波長領域の光を透過する性質をいう。図１（Ｂ）の構成の液晶表示装置においては、視認側と反対側の画素電極層又は共通電極層を反射性とし、反射性の部材として用いることができる。

画素電極層２３０、共通電極層２３２は、インジウム錫酸化物、酸化インジウムに酸化亜鉛（ＺｎＯ）を混合した導電材料（ｉｎｄｉｕｍ ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ）、酸化インジウムに酸化シリコン（ＳｉＯ_２）を混合した導電材料、有機インジウム、有機スズ、酸化タングステンを含むインジウム酸化物、酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、酸化チタンを含むインジウム酸化物、酸化チタンを含むインジウム錫酸化物、グラフェン、またはタングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）、バナジウム（Ｖ）、ニオブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）、クロム（Ｃｒ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）、白金（Ｐｔ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）等の金属、又はその合金、若しくはその金属窒化物から一つ、又は複数種を用いて形成することができる。

第１の基板２００、第２の基板２０１にはバリウムホウケイ酸ガラスやアルミノホウケイ酸ガラスなどのガラス基板、石英基板、プラスチック基板などを用いることができる。

従って、新規な液晶性化合物（ＰＰＥＰ−ｎＦＣＮＦ（ｎは２〜１０の整数）（略称））を提供することができる。液晶性化合物（ＰＰＥＰ−ｎＦＣＮＦ（ｎは２〜１０の整数）（略称））を含有し、よりブルー相の発現する温度範囲の広い液晶組成物を提供することができる。

該液晶性化合物（ＰＰＥＰ−ｎＦＣＮＦ（ｎは２〜１０の整数）（略称））、又は液晶性化合物（ＰＰＥＰ−ｎＦＣＮＦ（ｎは２〜１０の整数）（略称））を含む液晶組成物を用いて、より高いコントラスト化を達成する液晶素子、又は液晶表示装置を提供することができる。よって、視認性のよい高画質な液晶表示装置を提供することができる。

本実施の形態は、他の実施の形態に記載した構成と適宜組み合わせて実施することが可能である。

（実施の形態２）
本発明の一に係る液晶表示装置として、パッシブマトリクス型の液晶表示装置、アクティブマトリクス型の液晶表示装置を提供することができる。本実施の形態は、本発明の一に係るアクティブマトリクス型の液晶表示装置の例を、図２及び図３を用いて説明する。

図２（Ａ）は液晶表示装置の平面図であり１画素分の画素を示している。図２（Ｂ）は図２（Ａ）の線Ｘ１−Ｘ２における断面図である。

図２（Ａ）において、複数のソース配線層（配線層４０５ａを含む）が互いに平行（図中上下方向に延伸）かつ互いに離間した状態で配置されている。複数のゲート配線層（ゲート電極層４０１を含む）は、ソース配線層に略直交する方向（図中左右方向）に延伸し、かつ互いに離間するように配置されている。共通配線層４０８は、複数のゲート配線層それぞれに隣接する位置に配置されており、ゲート配線層に概略平行な方向、つまり、ソース配線層に概略直交する方向（図中左右方向）に延伸している。ソース配線層と、共通配線層４０８及びゲート配線層とによって、略長方形の空間が囲まれているが、この空間に液晶表示装置の画素電極層及び共通電極層が配置されている。画素電極層を駆動するトランジスタ４２０は、図中左上の角に配置されている。画素電極層及びトランジスタは、マトリクス状に複数配置されている。

図２の液晶表示装置において、トランジスタ４２０に電気的に接続する第１の電極層４４７が画素電極層として機能し、共通配線層４０８と電気的に接続する第２の電極層４４６が共通電極層として機能する。なお、第１の電極層と共通配線層によって容量が形成されている。共通電極層はフローティング状態（電気的に孤立した状態）として動作させることも可能だが、固定電位、好ましくはコモン電位（データとして送られる画像信号の中間電位）近傍でフリッカーの生じないレベルに設定してもよい。

基板に概略平行（すなわち水平な方向）な電界を生じさせて、基板と平行な面内で液晶分子を動かして、階調を制御する方式を用いることができる。このような方式として、図２及び図３に示すようなＩＰＳモードで用いる電極構成が適用できる。

ＩＰＳモードなどに示される横電界モードは、液晶組成物の下方に開口パターンを有する第１の電極層（例えば各画素別に電圧が制御される画素電極層）及び第２の電極層（例えば全画素に共通の電圧が供給される共通電極層）を配置する。よって第１の基板４４１上には、一方が画素電極層であり、他方が共通電極層である第１の電極層４４７及び第２の電極層４４６が形成され、少なくとも第１の電極層及び第２の電極層の一方が層間膜上に形成されている。第１の電極層４４７及び第２の電極層４４６は、平面形状でなく、様々な開口パターンを有し、屈曲部や枝分かれした櫛歯状を含む。第１の電極層４４７及び第２の電極層４４６はその電極間に電界を発生させるため、同形状で重ならない配置とする。

また、第１の電極層４４７及び第２の電極層４４６としてＦＦＳモードで用いる電極構成を適用してもよい。ＦＦＳモードに示される横電界モードは、液晶組成物の下方に開口パターンを有する第１の電極層（例えば各画素別に電圧が制御される画素電極層）及びさらにその開口パターンの下方に平板状の第２の電極層（例えば全画素に共通の電圧が供給される共通電極層）を配置する。この場合、第１の基板４４１上には、一方が画素電極層であり、他方が共通電極層である第１の電極層及び第２の電極層が形成され、画素電極層と共通電極層とは絶縁膜（又は層間絶縁層）を介して積層するように配置される。画素電極層及び共通電極層のいずれか一方は、下方に形成され、かつ平板状であり、他方は上方に形成され、かつ様々な開口パターンを有し、屈曲部や枝分かれした櫛歯状を含む形状とする。第１の電極層４４７及び第２の電極層４４６はその電極間に電界を発生させるため、同形状で重ならない配置とする。

液晶組成物４４４に、実施の形態１で示した液晶性化合物（ＰＰＥＰ−ｎＦＣＮＦ（ｎは２〜１０の整数）（略称））、又は液晶性化合物（ＰＰＥＰ−ｎＦＣＮＦ（ｎは２〜１０の整数）（略称））を含む液晶組成物を用いる。また、液晶組成物４４４には、有機樹脂が含まれてもよい。本実施の形態では、液晶組成物４４４は液晶性化合物（ＰＰＥＰ−ｎＦＣＮＦ（ｎは２〜１０の整数）（略称））を含み、ブルー相を発現する液晶組成物を用い、高分子安定化処理によって、ブルー相を発現している状態（ブルー相を呈す状態、又はブルー相を示す状態ともいう）で液晶表示装置に設けられる。

画素電極層である第１の電極層４４７と共通電極層である第２の電極層４４６との間に電界を形成することで、液晶組成物４４４の液晶を制御する。液晶には水平方向の電界が形成されるため、その電界を用いて液晶分子を制御できる。ブルー相を呈するように配向している液晶分子を、基板と平行な方向で制御できるため、視野角が広くなる。

第１の電極層４４７及び第２の電極層４４６の他の例を図３に示す。図３（Ａ）乃至（Ｄ）の上面図に示すように、第１の電極層４４７ａ乃至４４７ｄ及び第２の電極層４４６ａ乃至４４６ｄが互い違いとなるように形成されており、図３（Ａ）では第１の電極層４４７ａ及び第２の電極層４４６ａはうねりを有する波状形状であり、図３（Ｂ）では第１の電極層４４７ｂ及び第２の電極層４４６ｂは同心円状の開口部を有する形状であり、図３（Ｃ）では第１の電極層４４７ｃ及び第２の電極層４４６ｃは櫛歯状であり一部重なっている形状であり、図３（Ｄ）では第１の電極層４４７ｄ及び第２の電極層４４６ｄは櫛歯状であり電極同士がかみ合うような形状である。なお、図３（Ａ）乃至（Ｃ）のように、第１の電極層４４７ａ、４４７ｂ、４４７ｃ、と第２の電極層４４６ａ、４４６ｂ、４４６ｃとが重なる場合は、第１の電極層４４７と第２の電極層４４６との間には絶縁膜を形成し、異なる膜上に第１の電極層４４７と第２の電極層４４６とをそれぞれ形成する。

なお、第１の電極層４４７、第２の電極層４４６は、開口パターンを有する形状であるために、図２（Ｂ）の断面図においては分断された複数の電極層として示されている。これは本明細書の他の図面においても同様である。

トランジスタ４２０は逆スタガ型の薄膜トランジスタであり、絶縁表面を有する基板である第１の基板４４１上に形成され、ゲート電極層４０１、ゲート絶縁層４０２、半導体層４０３、ソース電極層又はドレイン電極層として機能する配線層４０５ａ、４０５ｂを含む。

本明細書に開示する液晶表示装置に適用できるトランジスタの構造は特に限定されず、例えばトップゲート構造、又はボトムゲート構造のスタガ型及びプレーナ型などを用いることができる。また、トランジスタはチャネル形成領域が一つ形成されるシングルゲート構造でも、２つ形成されるダブルゲート構造もしくは３つ形成されるトリプルゲート構造であっても良い。また、チャネル領域の上下にゲート絶縁層を介して配置された２つのゲート電極層を有する、デュアルゲート型でもよい。

トランジスタ４２０を覆い、半導体層４０３に接する絶縁膜４０７、絶縁膜４０９が設けられ、絶縁膜４０９上に層間膜４１３が積層されている。

層間膜４１３の形成法は、特に限定されず、その材料に応じて、スピンコート、ディップ、スプレー塗布、液滴吐出法（インクジェット等法）、印刷法（スクリーン印刷、オフセット印刷等）、ロールコート、カーテンコート、ナイフコート等を用いることができる。

第１の基板４４１と対向基板である第２の基板４４２とを、液晶組成物４４４を間に挟持させてシール材で固着する。液晶組成物４４４を形成する方法として、ディスペンサ法（滴下法）や、第１の基板４４１と第２の基板４４２とを貼り合わせてから毛細管現象等を用いて液晶を注入する注入法を用いることができる。

シール材としては、代表的には可視光硬化性、紫外線硬化性または熱硬化性の樹脂を用いるのが好ましい。代表的には、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、アミン樹脂などを用いることができる。また、光（代表的には紫外線）重合開始剤、熱硬化剤、フィラー、カップリング剤を含んでもよい。

本実施の形態では、液晶組成物４４４に光照射により高分子安定化処理を行うため、実施の形態１で示した液晶性化合物（ＰＰＥＰ−ｎＦＣＮＦ（ｎは２〜１０の整数）（略称））及びカイラル剤を含み、ブルー相を発現する液晶組成物に、光重合性モノマー及び光重合開始剤を添加した液晶組成物を用いる。

該液晶組成物を第１の基板４４１と第２の基板４４２の間の間隙に充填後、光を照射して高分子安定化処理を行い、液晶組成物４４４を形成する。光は、液晶組成物４４４として用いられる液晶組成物に含まれる光重合性モノマー、及び光重合開始剤が反応する波長の光とする。この光照射による高分子安定化処理により、液晶組成物４４４がブルー相を発現する温度範囲を広く改善することができる。

さらに、液晶性化合物（ＰＰＥＰ−ｎＦＣＮＦ（ｎは２〜１０の整数）（略称））及びカイラル剤を含みブルー相を発現する液晶組成物は、よりブルー相の発現する温度範囲の広い液晶組成物である。よって、該液晶組成物は温度変化の伴う多様な用途に用いても、特性変化が生じにくく安定であるため、該液晶組成物を用いた液晶素子及び液晶表示装置は高信頼性とすることができる。

シール材に紫外線などの光硬化樹脂を用い、滴下法で液晶組成物を形成する場合など、高分子安定化処理の光照射工程によってシール材の硬化も行ってもよい。

本実施の形態では、第１の基板４４１の外側（液晶組成物４４４と反対側）に偏光板４４３ａを、第２の基板４４２の外側（液晶組成物４４４と反対側）に偏光板４４３ｂを設ける。また、偏光板の他、位相差板、反射防止膜などの光学フィルムなどを設けてもよい。例えば、偏光板及び位相差板による円偏光を用いてもよい。以上の工程で、液晶表示装置を完成させることができる。

また、大型の基板を用いて複数の液晶表示装置を作製する場合（所謂多面取り）、その分断工程は、高分子安定化処理の前か、偏光板を設ける前に行うことができる。分断工程による液晶組成物への影響（分断工程時にかかる力などによる配向乱れなど）を考慮すると、第１の基板と第２の基板とを貼り合わせた後、高分子安定化処理の前が好ましい。

図示しないが、光源としてバックライト、サイドライトなどを用いればよい。光源は素子基板である第１の基板４４１側から、視認側である第２の基板４４２へと透過するように照射される。

第１の電極層４４７、及び第２の電極層４４６は、酸化タングステンを含むインジウム酸化物、酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、酸化チタンを含むインジウム酸化物、酸化チタンを含むインジウム錫酸化物、インジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化ケイ素を添加したインジウム錫酸化物、グラフェンなどの透光性を有する導電性材料を用いることができる。

また、第１の電極層４４７、及び第２の電極層４４６はタングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）、バナジウム（Ｖ）、ニオブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）、クロム（Ｃｒ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）、白金（Ｐｔ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）等の金属、又はその合金、若しくはその金属窒化物から一つ、又は複数種を用いて形成することができる。

また、第１の電極層４４７、及び第２の電極層４４６として、導電性高分子（導電性ポリマーともいう）を含む導電性組成物を用いて形成することができる。導電性組成物を用いて形成した画素電極は、シート抵抗が１００００Ω／□以下、波長５５０ｎｍにおける透光率が７０％以上であることが好ましい。また、導電性組成物に含まれる導電性高分子の抵抗率が０．１Ω・ｃｍ以下であることが好ましい。

導電性高分子としては、いわゆるπ電子共役系導電性高分子が用いることができる。例えば、ポリアニリンまたはその誘導体、ポリピロールまたはその誘導体、ポリチオフェンまたはその誘導体、若しくはアニリン、ピロールおよびチオフェンの２種以上からなる共重合体またはその誘導体などがあげられる。

下地膜となる絶縁膜を第１の基板４４１とゲート電極層４０１の間に設けてもよい。下地膜は、第１の基板４４１からの不純物元素の拡散を防止する機能があり、窒化シリコン膜、酸化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜、又は酸化窒化シリコン膜から選ばれた一又は複数の膜による単層、又は積層構造により形成することができる。ゲート電極層４０１の材料は、モリブデン、チタン、クロム、タンタル、タングステン、アルミニウム、銅、ネオジム、スカンジウム等の金属材料又はこれらを主成分とする合金材料を用いて、単層で又は積層して形成することができる。ゲート電極層４０１に遮光性を有する導電膜を用いると、バックライトからの光（第１の基板４４１から入射する光）が、半導体層４０３へ入射することを防止することができる。

例えば、ゲート電極層４０１の２層の積層構造としては、アルミニウム層上にモリブデン層が積層された２層の積層構造、または銅層上にモリブデン層を積層した２層構造、または銅層上に窒化チタン層若しくは窒化タンタル層を積層した２層構造、窒化チタン層とモリブデン層とを積層した２層構造とすることが好ましい。３層の積層構造としては、タングステン層または窒化タングステン層と、アルミニウムとシリコンの合金層またはアルミニウムとチタンの合金層と、窒化チタン層またはチタン層とを積層した積層構造とすることが好ましい。

ゲート絶縁層４０２は、プラズマＣＶＤ法又はスパッタリング法等を用いて、酸化シリコン層、窒化シリコン層、酸化窒化シリコン層又は窒化酸化シリコン層を単層で又は積層して形成することができる。また、ゲート絶縁層４０２として、有機シランガスを用いたＣＶＤ法により酸化シリコン層を形成することも可能である。有機シランガスとしては、珪酸エチル（ＴＥＯＳ：化学式Ｓｉ（ＯＣ_２Ｈ_５）_４）、テトラメチルシラン（ＴＭＳ：化学式Ｓｉ（ＣＨ_３）_４）、テトラメチルシクロテトラシロキサン（ＴＭＣＴＳ）、オクタメチルシクロテトラシロキサン（ＯＭＣＴＳ）、ヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）、トリエトキシシラン（ＳｉＨ（ＯＣ_２Ｈ_５）_３）、トリスジメチルアミノシラン（ＳｉＨ（Ｎ（ＣＨ_３）_２）_３）等のシリコン含有化合物を用いることができる。

半導体層４０３に用いる材料は特に限定されず、トランジスタ４２０に要求される特性に応じて適宜設定すればよい。半導体層４０３に用いることのできる材料の例を説明する。

半導体層４０３を形成する材料としては、シランやゲルマンに代表される半導体材料ガスを用いて気相成長法やスパッタリング法で作製される非晶質（アモルファスともいう。）半導体、該非晶質半導体を光エネルギーや熱エネルギーを利用して結晶化させた多結晶半導体、或いは微結晶半導体などを用いることができる。半導体層はスパッタリング法、ＬＰＣＶＤ法、またはプラズマＣＶＤ法等により成膜することができる。

アモルファス半導体としては、代表的には水素化アモルファスシリコン、結晶性半導体としては代表的にはポリシリコンなどがあげられる。ポリシリコン（多結晶シリコン）には、８００℃以上のプロセス温度を経て形成されるポリシリコンを主材料として用いた所謂高温ポリシリコンや、６００℃以下のプロセス温度で形成されるポリシリコンを主材料として用いた所謂低温ポリシリコン、また結晶化を促進する元素などを用いて、非晶質シリコンを結晶化させたポリシリコンなどを含んでいる。もちろん、前述したように、微結晶半導体又は半導体層の一部に結晶相を含む半導体を用いることもできる。

また、酸化物半導体を用いてもよく、酸化物半導体としては、四元系金属酸化物であるＩｎ−Ｓｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系や、三元系金属酸化物であるＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｚｎ−Ｏ系、Ｉｎ−Ａｌ−Ｚｎ−Ｏ系、Ｓｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系、Ａｌ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系、Ｓｎ−Ａｌ−Ｚｎ−Ｏ系や、二元系金属酸化物であるＩｎ−Ｚｎ−Ｏ系、Ｓｎ−Ｚｎ−Ｏ系、Ａｌ−Ｚｎ−Ｏ系、Ｚｎ−Ｍｇ−Ｏ系、Ｓｎ−Ｍｇ−Ｏ系、Ｉｎ−Ｍｇ−Ｏ、Ｉｎ−Ｇａ−Ｏ系や、Ｉｎ−Ｏ系、Ｓｎ−Ｏ系、Ｚｎ−Ｏ系などを用いることができる。また、上記酸化物半導体にＳｉＯ_２を含んでもよい。ここで、例えば、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系酸化物半導体とは、少なくともＩｎとＧａとＺｎを含む酸化物であり、その組成比に特に制限はない。また、ＩｎとＧａとＺｎ以外の元素を含んでもよい。

また、酸化物半導体層は、化学式ＩｎＭＯ_３（ＺｎＯ）_ｍ（ｍ＞０）で表記される薄膜を用いることができる。ここで、Ｍは、Ｇａ、Ａｌ、ＭｎおよびＣｏから選ばれた一または複数の金属元素を示す。例えばＭとして、Ｇａ、Ｇａ及びＡｌ、Ｇａ及びＭｎ、またはＧａ及びＣｏなどがある。

また、酸化物半導体としてＩｎ−Ｚｎ−Ｏ系の材料を用いる場合、原子数比で、Ｉｎ／Ｚｎ＝０．５〜５０、好ましくはＩｎ／Ｚｎ＝１〜２０、さらに好ましくはＩｎ／Ｚｎ＝１．５〜１５とする。Ｚｎの原子数比を好ましい前記範囲とすることで、トランジスタの電界効果移動度を向上させることができる。ここで、化合物の原子数比がＩｎ：Ｚｎ：Ｏ＝Ｘ：Ｙ：Ｚのとき、Ｚ＞１．５Ｘ＋Ｙとする。

酸化物半導体層として、単結晶構造ではなく、非晶質構造でもない構造であり、Ｃ軸配向を有した結晶（Ｃ Ａｘｉｓ Ａｌｉｇｎｅｄ Ｃｒｙｓｔａｌ； ＣＡＡＣとも呼ぶ）を含む酸化物を用いることができる。

半導体層、配線層の作製工程において、薄膜を所望の形状に加工するためにエッチング工程を用いる。エッチング工程は、ドライエッチングやウエットエッチングを用いることができる。

所望の加工形状にエッチングできるように、材料に合わせてエッチング条件（エッチング液、エッチング時間、温度等）を適宜調節する。

ソース電極層又はドレイン電極層として機能する配線層４０５ａ、４０５ｂの材料としては、Ａｌ、Ｃｒ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｗから選ばれた元素、または上述した元素を成分とする合金か、上述した元素を組み合わせた合金膜等が挙げられる。また、熱処理を行う場合には、この熱処理に耐える耐熱性を導電膜に持たせることが好ましい。例えば、Ａｌ単体では耐熱性が劣り、また腐蝕しやすい等の問題点があるので耐熱性導電性材料と組み合わせて形成する。Ａｌと組み合わせる耐熱性導電性材料としては、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、クロム（Ｃｒ）、ネオジム（Ｎｄ）、スカンジウム（Ｓｃ）から選ばれた元素、または上述した元素を成分とする合金か、上述した元素を組み合わせた合金膜、または上述した元素を成分とする窒化物で形成する。

ゲート絶縁層４０２、半導体層４０３、ソース電極層又はドレイン電極層として機能する配線層４０５ａ、４０５ｂを大気に触れさせることなく連続的に形成してもよい。大気に触れさせることなく連続成膜することで、大気成分や大気中に浮遊する汚染不純物元素に汚染されることなく各積層界面を形成することができるので、トランジスタ特性のばらつきを低減することができる。

なお、半導体層４０３は一部のみがエッチングされ、溝部（凹部）を有する半導体層である。

トランジスタ４２０を覆う絶縁膜４０７、絶縁膜４０９は、乾式法や湿式法で形成される無機絶縁膜、有機絶縁膜を用いることができる。例えば、ＣＶＤ法やスパッタリング法などを用いて得られる窒化シリコン膜、酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、酸化アルミニウム膜、酸化タンタル膜などを用いることができる。また、ポリイミド、アクリル、ベンゾシクロブテン系樹脂、ポリアミド、エポキシ等の有機材料を用いることができる。また上記有機材料の他に、低誘電率材料（ｌｏｗ−ｋ材料）、シロキサン系樹脂、ＰＳＧ（リンガラス）、ＢＰＳＧ（リンボロンガラス）等を用いることができる。また、絶縁膜４０７として酸化ガリウム膜を用いてもよい。

なおシロキサン系樹脂とは、シロキサン系材料を出発材料として形成されたＳｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を含む樹脂に相当する。シロキサン系樹脂は置換基としては有機基（例えばアルキル基やアリール基）やフルオロ基を用いても良い。また、有機基はフルオロ基を有していても良い。シロキサン系樹脂は塗布法により成膜し、焼成することによって絶縁膜４０７として用いることができる。

なお、これらの材料で形成される絶縁膜を複数積層させることで、絶縁膜４０７、絶縁膜４０９を形成してもよい。例えば、無機絶縁膜上に有機樹脂膜を積層する構造としてもよい。

また、多階調マスクにより形成した複数（代表的には二種類）の厚さの領域を有するレジストマスクを用いると、レジストマスクの数を減らすことができるため、工程簡略化、低コスト化が図れる。

以上のように、該液晶性化合物（ＰＰＥＰ−ｎＦＣＮＦ（ｎは２〜１０の整数）（略称））、又は該液晶組成物を用いて、より高いコントラスト化を達成する液晶素子、又は液晶表示装置を提供することができる。よって、視認性のよい高画質な液晶表示装置を提供することができる。

また、液晶性化合物（ＰＰＥＰ−ｎＦＣＮＦ（ｎは２〜１０の整数）（略称））を含みブルー相を発現する液晶組成物は、高速応答が可能であるため、液晶表示装置の高性能化が可能になる。

本実施の形態は、他の実施の形態に記載した構成と適宜組み合わせて実施することが可能である。

（実施の形態３）
トランジスタを作製し、該トランジスタを画素部、さらには駆動回路に用いて表示機能を有する液晶表示装置を作製することができる。また、トランジスタを用いて駆動回路の一部または全体を、画素部と同じ基板上に一体形成し、システムオンパネルを形成することができる。

液晶表示装置は表示素子として液晶素子（液晶表示素子ともいう）を含む。

また、液晶表示装置は、表示素子が封止された状態にあるパネルと、該パネルにコントローラを含むＩＣ等を実装した状態にあるモジュールとを含む。さらに、該液晶表示装置を作製する過程における、表示素子が完成する前の一形態に相当する素子基板に関し、該素子基板は、電流を表示素子に供給するための手段を複数の各画素に備える。素子基板は、具体的には、表示素子の画素電極のみが形成された状態であっても良いし、画素電極となる導電膜を成膜した後であって、エッチングして画素電極を形成する前の状態であっても良いし、あらゆる形態があてはまる。

なお、本明細書中における液晶表示装置とは、画像表示デバイス、表示デバイス、もしくは光源（照明装置含む）を指す。また、コネクター、例えばＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）もしくはＴＡＢ（Ｔａｐｅ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｂｏｎｄｉｎｇ）テープもしくはＴＣＰ（Ｔａｐｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｐａｃｋａｇｅ）が取り付けられたモジュール、ＴＡＢテープやＴＣＰの先にプリント配線板が設けられたモジュール、または表示素子にＣＯＧ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）方式によりＩＣ（集積回路）が直接実装されたモジュールも全て液晶表示装置に含むものとする。

液晶表示装置の一形態に相当する液晶表示パネルの外観及び断面について、図４を用いて説明する。図４（Ａ１）（Ａ２）は、第１の基板４００１上に形成されたトランジスタ４０１０、４０１１、及び液晶素子４０１３を、第２の基板４００６との間にシール材４００５によって封止した、パネルの上面図であり、図４（Ｂ）は、図４（Ａ１）（Ａ２）のＭ−Ｎにおける断面図に相当する。

第１の基板４００１上に設けられた画素部４００２と、走査線駆動回路４００４とを囲むようにして、シール材４００５が設けられている。また画素部４００２と、走査線駆動回路４００４の上に第２の基板４００６が設けられている。よって画素部４００２と、走査線駆動回路４００４とは、第１の基板４００１とシール材４００５と第２の基板４００６とによって、液晶組成物４００８と共に封止されている。

また、図４（Ａ１）は第１の基板４００１上のシール材４００５によって囲まれている領域とは異なる領域に、別途用意された基板上に単結晶半導体膜又は多結晶半導体膜で形成された信号線駆動回路４００３が実装されている。なお、図４（Ａ２）は信号線駆動回路の一部を第１の基板４００１上に設けられたトランジスタで形成する例であり、第１の基板４００１上に信号線駆動回路４００３ｂが形成され、かつ別途用意された基板上に単結晶半導体膜又は多結晶半導体膜で形成された信号線駆動回路４００３ａが実装されている。

なお、別途形成した駆動回路の接続方法は、特に限定されるものではなく、ＣＯＧ方法、ワイヤボンディング方法、或いはＴＡＢ方法などを用いることができる。図４（Ａ１）は、ＣＯＧ方法により信号線駆動回路４００３を実装する例であり、図４（Ａ２）は、ＴＡＢ方法により信号線駆動回路４００３ａを実装する例である。

また第１の基板４００１上に設けられた画素部４００２と、走査線駆動回路４００４は、トランジスタを複数有しており、図４（Ｂ）では、画素部４００２に含まれるトランジスタ４０１０と、走査線駆動回路４００４に含まれるトランジスタ４０１１とを例示している。トランジスタ４０１０、４０１１上には絶縁層４０２０、層間膜４０２１が設けられている。

トランジスタ４０１０、４０１１は、実施の形態２又は実施の形態３のいずれかに示すトランジスタを適用することができる。

また、層間膜４０２１、又は絶縁層４０２０上において、駆動回路用のトランジスタ４０１１の半導体層のチャネル形成領域と重なる位置に導電層を設けてもよい。導電層は、電位がトランジスタ４０１１のゲート電極層と同じでもよいし、異なっていても良く、第２のゲート電極層として機能させることもできる。また、導電層の電位がＧＮＤ、０Ｖ、或いは導電層はフローティング状態であってもよい。

また、層間膜４０２１上に画素電極層４０３０及び共通電極層４０３１が形成され、画素電極層４０３０はトランジスタ４０１０と電気的に接続されている。液晶素子４０１３は、画素電極層４０３０、共通電極層４０３１及び液晶組成物４００８を含む。なお、第１の基板４００１、第２の基板４００６の外側にはそれぞれ偏光板４０３２ａ、４０３２ｂが設けられている。

液晶組成物４００８に、実施の形態１で示した液晶性化合物（ＰＰＥＰ−ｎＦＣＮＦ（ｎは２〜１０の整数）（略称））、又は液晶性化合物（ＰＰＥＰ−ｎＦＣＮＦ（ｎは２〜１０の整数）（略称））を含む液晶組成物を用いる。画素電極層４０３０及び共通電極層４０３１には、実施の形態１又は実施の形態２で示したような画素電極層及び共通電極層の構成を適用することができる。

本実施の形態では、液晶組成物４００８は液晶性化合物（ＰＰＥＰ−ｎＦＣＮＦ（ｎは２〜１０の整数）（略称））及びカイラル剤を含み、ブルー相を発現する液晶組成物を用い高分子安定化処理によって、ブルー相を発現している状態（ブルー相を呈す状態、又はブルー相を示す状態ともいう）で液晶表示装置に設けられる。よって、本実施の形態では、実施の形態１の図１（Ａ）、実施の形態２の図３で示したような画素電極層４０３０及び共通電極層４０３１が開口パターンを有する形状である。

画素電極層４０３０と共通電極層４０３１との間に電界を形成することで、液晶組成物４００８の液晶を制御する。液晶には水平方向の電界が形成されるため、その電界を用いて液晶分子を制御できる。ブルー相を呈するように配向している液晶分子を、基板と平行な方向で制御できるため、視野角が広くなる。

さらに、液晶性化合物（ＰＰＥＰ−ｎＦＣＮＦ（ｎは２〜１０の整数）（略称））及びカイラル剤を含みブルー相を発現する液晶組成物は、よりブルー相の発現する温度範囲の広い液晶組成物である。よって、該液晶組成物は温度変化の伴う多様な用途に用いても、特性変化が生じにくく安定であるため、該液晶組成物を用いた液晶素子及び液晶表示装置は高信頼性とすることができる。

なお、第１の基板４００１、第２の基板４００６としては、透光性を有するガラス、プラスチックなどを用いることができる。プラスチックとしては、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒｇｌａｓｓ−Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ）板、ＰＶＦ（ポリビニルフルオライド）フィルム、ポリエステルフィルムまたはアクリル樹脂フィルムを用いることができる。また、アルミニウムホイルをＰＶＦフィルムやポリエステルフィルムで挟んだ構造のシートを用いることもできる。

また４０３５は絶縁膜を選択的にエッチングすることで得られる柱状のスペーサであり、液晶組成物４００８の膜厚（セルギャップ）を制御するために設けられている。なお球状のスペーサを用いていても良い。液晶組成物４００８を用いる液晶表示装置において液晶組成物の厚さであるセルギャップは１μｍ以上２０μｍ以下とすることが好ましい。なお、本明細書においてセルギャップの厚さとは、液晶組成物の厚さ（膜厚）の最大値とする。

なお図４は透過型液晶表示装置の例であるが、本発明は半透過型液晶表示装置でも、反射型液晶表示装置でも適用できる。

また、図４の液晶表示装置では、基板の外側（視認側）に偏光板を設ける例を示すが、偏光板は基板の内側に設けてもよい。偏光板の材料や作製工程条件によって適宜設定すればよい。また、ブラックマトリクスとして機能する遮光層を設けてもよい。

層間膜４０２１の一部としてカラーフィルタ層や遮光層を形成してもよい。図４においては、トランジスタ４０１０、４０１１上方を覆うように遮光層４０３４が第２の基板４００６側に設けられている例である。遮光層４０３４を設けることにより、さらにコントラスト向上やトランジスタの安定化の効果を高めることができる。

トランジスタの保護膜として機能する絶縁層４０２０で覆う構成としてもよいが、特に限定されない。

なお、保護膜は、大気中に浮遊する有機物や金属物、水蒸気などの汚染不純物の侵入を防ぐためのものであり、緻密な膜が好ましい。保護膜は、スパッタリング法を用いて、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜、酸化アルミニウム膜、窒化アルミニウム膜、酸化窒化アルミニウム膜、又は窒化酸化アルミニウム膜の単層、又は積層で形成すればよい。

また、平坦化絶縁膜として透光性の絶縁層をさらに形成する場合、ポリイミド、アクリル、ベンゾシクロブテン系樹脂、ポリアミド、エポキシ等の、耐熱性を有する有機材料を用いることができる。また上記有機材料の他に、低誘電率材料（ｌｏｗ−ｋ材料）、シロキサン系樹脂、ＰＳＧ（リンガラス）、ＢＰＳＧ（リンボロンガラス）等を用いることができる。なお、これらの材料で形成される絶縁膜を複数積層させることで、絶縁層を形成してもよい。

積層する絶縁層の形成法は、特に限定されず、その材料に応じて、スパッタリング法、スピンコート、ディップ法、スプレー塗布法、液滴吐出法（インクジェット法等）、印刷法（スクリーン印刷、オフセット印刷等）、ロールコート、カーテンコート、ナイフコート等を用いることができる。

画素電極層４０３０及び共通電極層４０３１は、酸化タングステンを含むインジウム酸化物、酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、酸化チタンを含むインジウム酸化物、酸化チタンを含むインジウム錫酸化物、インジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化ケイ素を添加したインジウム錫酸化物、グラフェンなどの透光性を有する導電性材料を用いることができる。

また、画素電極層４０３０及び共通電極層４０３１はタングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）、バナジウム（Ｖ）、ニオブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）、クロム（Ｃｒ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）、白金（Ｐｔ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）等の金属、又はその合金、若しくはその金属窒化物から一つ、又は複数種を用いて形成することができる。

また、画素電極層４０３０及び共通電極層４０３１として、導電性高分子（導電性ポリマーともいう）を含む導電性組成物を用いて形成することができる。

また別途形成された信号線駆動回路４００３と、走査線駆動回路４００４または画素部４００２に与えられる各種信号及び電位は、ＦＰＣ４０１８から供給されている。

また、トランジスタは静電気などにより破壊されやすいため、ゲート線またはソース線に対して、駆動回路保護用の保護回路を同一基板上に設けることが好ましい。保護回路は、非線形素子を用いて構成することが好ましい。

図４では、接続端子電極４０１５が、画素電極層４０３０と同じ導電膜から形成され、端子電極４０１６は、トランジスタ４０１０、４０１１のソース電極層及びドレイン電極層と同じ導電膜で形成されている。

接続端子電極４０１５は、ＦＰＣ４０１８が有する端子と、異方性導電膜４０１９を介して電気的に接続されている。

また図４においては、信号線駆動回路４００３あるいは４００３ａを別途形成し、第１の基板４００１に実装している例を示しているが、この構成に限定されない。走査線駆動回路を別途形成して実装しても良いし、信号線駆動回路の一部または走査線駆動回路の一部のみを別途形成して実装しても良い。

以上のように、該液晶性化合物（ＰＰＥＰ−ｎＦＣＮＦ（ｎは２〜１０の整数）（略称））、又は該液晶組成物を用いて、より高いコントラスト化を達成する液晶素子、又は液晶表示装置を提供することができる。よって、視認性のよい高画質な液晶表示装置を提供することができる。

また、液晶性化合物（ＰＰＥＰ−ｎＦＣＮＦ（ｎは２〜１０の整数）（略称））を含みブルー相を発現する液晶組成物は、高速応答が可能であるため、液晶表示装置の高性能化が可能になる。

本実施の形態は、他の実施の形態に記載した構成と適宜組み合わせて実施することが可能である。

（実施の形態４）
本明細書に開示する液晶表示装置は、さまざまな電子機器（遊技機も含む）に適用することができる。電子機器としては、例えば、テレビジョン装置（テレビ、またはテレビジョン受信機ともいう）、コンピュータ用などのモニタ、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、デジタルフォトフレーム、携帯電話機（携帯電話、携帯電話装置ともいう）、携帯型ゲーム機、携帯情報端末、音響再生装置、パチンコ機などの大型ゲーム機などが挙げられる。

図５（Ａ）は、ノート型のパーソナルコンピュータであり、本体３００１、筐体３００２、表示部３００３、キーボード３００４などによって構成されている。実施の形態１乃至３のいずれかで示した液晶表示装置を表示部３００３に適用することにより、高コントラストで視認性がよく、信頼性の高いノート型のパーソナルコンピュータとすることができる。

図５（Ｂ）は、携帯情報端末（ＰＤＡ）であり、本体３０２１には表示部３０２３と、外部インターフェイス３０２５と、操作ボタン３０２４等が設けられている。また操作用の付属品としてスタイラス３０２２がある。実施の形態１乃至３のいずれかで示した液晶表示装置を表示部３０２３に適用することにより、高コントラストで視認性がよく、信頼性の高い携帯情報端末（ＰＤＡ）とすることができる。

図５（Ｃ）は、電子書籍であり、筐体２７０１および筐体２７０３の２つの筐体で構成されている。筐体２７０１および筐体２７０３は、軸部２７１１により一体とされており、該軸部２７１１を軸として開閉動作を行うことができる。このような構成により、紙の書籍のような動作を行うことが可能となる。

筐体２７０１には表示部２７０５が組み込まれ、筐体２７０３には表示部２７０７が組み込まれている。表示部２７０５および表示部２７０７は、続き画面を表示する構成としてもよいし、異なる画面を表示する構成としてもよい。異なる画面を表示する構成とすることで、例えば右側の表示部（図５（Ｃ）では表示部２７０５）に文章を表示し、左側の表示部（図５（Ｃ）では表示部２７０７）に画像を表示することができる。実施の形態１乃至３のいずれかで示した液晶表示装置を表示部２７０５、表示部２７０７に適用することにより、高コントラストで視認性がよく、信頼性の高い電子書籍とすることができる。表示部２７０５として半透過型、又は反射型の液晶表示装置を用いる場合、比較的明るい状況下での使用も予想されるため、太陽電池を設け、太陽電池による発電、及びバッテリーでの充電を行えるようにしてもよい。なおバッテリーとしては、リチウムイオン電池を用いると、小型化を図れる等の利点がある。

また、図５（Ｃ）では、筐体２７０１に操作部などを備えた例を示している。例えば、筐体２７０１において、電源２７２１、操作キー２７２３、スピーカー２７２５などを備えている。操作キー２７２３により、頁を送ることができる。なお、筐体の表示部と同一面にキーボードやポインティングデバイスなどを備える構成としてもよい。また、筐体の裏面や側面に、外部接続用端子（イヤホン端子、ＵＳＢ端子など）、記録媒体挿入部などを備える構成としてもよい。さらに、電子書籍は、電子辞書としての機能を持たせた構成としてもよい。

また、電子書籍は、無線で情報を送受信できる構成としてもよい。無線により、電子書籍サーバから、所望の書籍データなどを購入し、ダウンロードする構成とすることも可能である。

図５（Ｄ）は、携帯電話であり、筐体２８００及び筐体２８０１の二つの筐体で構成されている。筐体２８０１には、表示パネル２８０２、スピーカー２８０３、マイクロフォン２８０４、ポインティングデバイス２８０６、カメラ用レンズ２８０７、外部接続端子２８０８などを備えている。また、筐体２８００には、携帯電話の充電を行う太陽電池セル２８１０、外部メモリスロット２８１１などを備えている。また、アンテナは筐体２８０１内部に内蔵されている。実施の形態１乃至３のいずれかで示した液晶表示装置を表示パネル２８０２に適用することにより、高コントラストで視認性がよく、信頼性の高い携帯電話とすることができる。

また、表示パネル２８０２はタッチパネルを備えており、図５（Ｄ）には映像表示されている複数の操作キー２８０５を点線で示している。なお、太陽電池セル２８１０で出力される電圧を各回路に必要な電圧に昇圧するための昇圧回路も実装している。

表示パネル２８０２は、使用形態に応じて表示の方向が適宜変化する。また、表示パネル２８０２と同一面上にカメラ用レンズ２８０７を備えているため、テレビ電話が可能である。スピーカー２８０３及びマイクロフォン２８０４は音声通話に限らず、テレビ電話、録音、再生などが可能である。さらに、筐体２８００と筐体２８０１は、スライドし、図５（Ｄ）のように展開している状態から重なり合った状態とすることができ、携帯に適した小型化が可能である。

外部接続端子２８０８はＡＣアダプタ及びＵＳＢケーブルなどの各種ケーブルと接続可能であり、充電及びパーソナルコンピュータなどとのデータ通信が可能である。また、外部メモリスロット２８１１に記録媒体を挿入し、より大量のデータ保存及び移動に対応できる。

また、上記機能に加えて、赤外線通信機能、テレビ受信機能などを備えたものであってもよい。

図５（Ｅ）は、デジタルビデオカメラであり、本体３０５１、表示部（Ａ）３０５７、接眼部３０５３、操作スイッチ３０５４、表示部（Ｂ）３０５５、バッテリー３０５６などによって構成されている。実施の形態１乃至３のいずれかで示した液晶表示装置を表示部（Ａ）３０５７、表示部（Ｂ）３０５５に適用することにより、高コントラストで視認性がよく、信頼性の高いデジタルビデオカメラとすることができる。

図５（Ｆ）は、テレビジョン装置であり、筐体９６０１や表示部９６０３などによって構成されている。表示部９６０３により、映像を表示することが可能である。また、ここでは、スタンド９６０５により筐体９６０１を支持した構成を示している。実施の形態１乃至３のいずれかで示した液晶表示装置を表示部９６０３に適用することにより、高コントラストで視認性がよく、信頼性の高いテレビジョン装置とすることができる。

テレビジョン装置の操作は、筐体９６０１が備える操作スイッチや、別体のリモコン操作機により行うことができる。また、リモコン操作機に、当該リモコン操作機から出力する情報を表示する表示部を設ける構成としてもよい。

なお、テレビジョン装置は、受信機やモデムなどを備えた構成とする。受信機により一般のテレビ放送の受信を行うことができ、さらにモデムを介して有線または無線による通信ネットワークに接続することにより、一方向（送信者から受信者）または双方向（送信者と受信者間、あるいは受信者間同士など）の情報通信を行うことも可能である。

本実施の形態は、他の実施の形態に記載した構成と適宜組み合わせて実施することが可能である。

本実施例では、実施の形態１において構造式（１０３）で表される４−（４−ｎ−プロピルフェニル）安息香酸４−シアノ−３，５−ジフルオロフェニル（略称：ＰＰＥＰ−３ＦＣＮＦ）を合成する例を示す。

（４−（４−ｎ−プロピルフェニル）安息香酸４−シアノ−３，５−ジフルオロフェニル（略称：ＰＰＥＰ−３ＦＣＮＦ）の合成方法）

構造式（１０３）で表されるＰＰＥＰ−３ＦＣＮＦ（略称）の合成スキームを下記（Ｂ−１）に示す。

２．４ｇ（１０ｍｍｏｌ）の４−（４−ｎ−プロピルフェニル）安息香酸と、１．６ｇ（１０ｍｍｏｌ）の２，６−ジフルオロ−４−ヒドロキシベンゾニトリルと、０．１８ｇ（１．５ｍｍｏｌ）の４−ジメチルアミノピリジンと、１０ｍＬのジクロロメタンを５０ｍＬのナスフラスコに加え、攪拌した。この混合物に２．２ｇ（１１ｍｍｏｌ）の１−エチル−３−（３−ジメチルアミノプロピル）カルボジイミド塩酸塩（ＥＤＣ）を加え、この混合物を大気下、室温で２４時間攪拌した。所定時間経過後、得られた混合物へ水を加え、この混合物の水層をジクロロメタンで抽出した。得られた抽出溶液と有機層を合わせ、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液と、飽和食塩水で洗浄後、硫酸マグネシウムで乾燥した。この混合物を自然濾過し、濾液を濃縮して黄色固体を得た。この固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒；クロロホルム）により精製した。得られたフラクションを濃縮して黄色固体を得た。この固体を高速液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）（展開溶媒；クロロホルム）により精製した。得られたフラクションを濃縮して、目的物である白色固体を３．５ｇ、収率９３％で得た。

得られた白色固体１．６ｇを蒸留により精製した所、目的物の白色固体を収量１．５ｇ、回収率９４％で得た。

核磁気共鳴法（ＮＭＲ）によって、この化合物が目的物である４−（４−ｎ−プロピルフェニル）安息香酸４−シアノ−３，５−ジフルオロフェニル（ＰＰＥＰ−３ＦＣＮＦ）であることを確認した。

得られた物質（ＰＰＥＰ−３ＦＣＮＦ）の^１Ｈ ＮＭＲデータを以下に示す。
^１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ_３、３００ＭＨｚ）：δ（ｐｐｍ）＝０．９６（ｔ、３Ｈ）、１．６２−１．７４（ｍ、２Ｈ）、２．６４（ｔ、２Ｈ）、７．０７（ｄ、２Ｈ）、７．２９（ｄ、２Ｈ）、７．５６（ｄ、２Ｈ）、７．７３（ｄ、２Ｈ）、８．１８（ｄ、２Ｈ）。また、^１Ｈ ＮＭＲチャートを図８に示す。なお、図８（Ｂ）は、図８（Ａ）における６．５ｐｐｍ〜８．５ｐｐｍの範囲を拡大して表したチャートである。なお、図８（Ｃ）は、図８（Ａ）における０．０ｐｐｍ〜３．０ｐｐｍの範囲を拡大して表したチャートである。

本実施例では、実施の形態１において構造式（１０５）で表される４−（４−ｎ−ペンチルフェニル）安息香酸４−シアノ−３，５−ジフルオロフェニル（略称：ＰＰＥＰ−５ＦＣＮＦ）を合成する例を示す。

（４−（４−ｎ−ペンチルフェニル）安息香酸４−シアノ−３，５−ジフルオロフェニル（略称：ＰＰＥＰ−５ＦＣＮＦ）の合成方法）

構造式（１０５）で表されるＰＰＥＰ−５ＦＣＮＦ（略称）の合成スキームを下記（Ａ−１）に示す。

２．３ｇ（８．６ｍｍｏｌ）の４−（４−ｎ−ペンチルフェニル）安息香酸と、１．３ｇ（８．４ｍｍｏｌ）の２，６−ジフルオロ−４−ヒドロキシベンゾニトリルと、０．１６ｇ（１．３ｍｍｏｌ）の４−ジメチルアミノピリジンと、８．６ｍＬのジクロロメタンを５０ｍＬのナスフラスコに加え、攪拌した。この混合物に１．８ｇ（９．４ｍｍｏｌ）の１−エチル−３−（３−ジメチルアミノプロピル）カルボジイミド塩酸塩（ＥＤＣ）を加え、この混合物を大気下、室温で１８時間攪拌した。所定時間経過後、得られた混合物に水を加え、水層をジクロロメタンで抽出した。得られた抽出溶液と有機層を合わせ、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液と、飽和食塩水で洗浄後、硫酸マグネシウムで乾燥した。この混合物を自然濾過し、濾液を濃縮して淡褐色固体を得た。この固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒；トルエン）により精製した。得られたフラクションを濃縮して白色固体を得た。この固体を高速液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）（展開溶媒；クロロホルム）により精製した。得られたフラクションを濃縮して、目的物である白色固体を２．７ｇ、収率７９％で得た。

得られた白色固体２．７ｇを蒸留により精製したところ、目的物の白色固体を収量２．５ｇ、回収率９３％で得た。

核磁気共鳴法（ＮＭＲ）によって、この化合物が目的物である４−（４−ｎ−ペンチルフェニル）安息香酸４−シアノ−３，５−ジフルオロフェニル（ＰＰＥＰ−５ＦＣＮＦ）であることを確認した。

得られた物質の^１Ｈ ＮＭＲデータを以下に示す。
^１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ_３，３００ＭＨｚ）：δ（ｐｐｍ）＝０．９１（ｔ，３Ｈ）、１．３１−１．４０（ｍ，４Ｈ）、１．６２−１．７２（ｍ，２Ｈ）、２．６７（ｔ，２Ｈ）、７．０９（ｄ，２Ｈ）、７．３１（ｄ，２Ｈ）、７．５８（ｄ，２Ｈ）、７．７５（ｄ，２Ｈ）、８．２０（ｄ，２Ｈ）。また、^１Ｈ ＮＭＲチャートを図９に示す。なお、図９（Ｂ）は、図９（Ａ）における６．５ｐｐｍ〜８．５ｐｐｍの範囲を拡大して表したチャートである。なお、図９（Ｃ）は、図９（Ａ）における０．０ｐｐｍ〜３．０ｐｐｍの範囲を拡大して表したチャートである。

本実施例では、実施の形態１において構造式（１０７）で表される４−（４−ｎ−ヘプチルフェニル）安息香酸４−シアノ−３，５−ジフルオロフェニル（略称：ＰＰＥＰ−７ＦＣＮＦ）を合成する例を示す。

（４−（４−ｎ−ヘプチルフェニル）安息香酸４−シアノ−３，５−ジフルオロフェニル（略称：ＰＰＥＰ−７ＦＣＮＦ）の合成方法）

構造式（１０７）で表されるＰＰＥＰ−７ＦＣＮＦ（略称）の合成スキームを下記（Ｃ−１）に示す。

２．０ｇ（６．７ｍｍｏｌ）の４−（４−ｎ−ヘプチルフェニル）安息香酸と、１．０ｇ（６．４ｍｍｏｌ）の２，６−ジフルオロ−４−ヒドロキシベンゾニトリルと、０．１２ｇ（０．９８ｍｍｏｌ）の４−ジメチルアミノピリジンと、６．７ｍＬのジクロロメタンを５０ｍＬのナスフラスコに加え、攪拌した。この混合物に１．４ｇ（７．３ｍｍｏｌ）の１−エチル−３−（３−ジメチルアミノプロピル）カルボジイミド塩酸塩（ＥＤＣ）を加え、この混合物を大気下、室温で２４時間攪拌した。所定時間経過後、得られた混合物へ水を加え、この混合物の水層をジクロロメタンで抽出した。得られた抽出溶液と有機層を合わせ、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液と、飽和食塩水で洗浄後、硫酸マグネシウムで乾燥した。この混合物を自然濾過し、濾液を濃縮して白色固体を得た。この固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒；トルエン）により精製した。得られたフラクションを濃縮して白色固体を得た。この固体を高速液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）（展開溶媒；クロロホルム）により精製した。得られたフラクションを濃縮して、目的物である白色固体を２．３ｇ、収率７９％で得た。

得られた白色固体１．４ｇを蒸留により精製したところ、目的物の白色固体を収量１．２ｇ、回収率８６％で得た。

核磁気共鳴法（ＮＭＲ）によって、この化合物が目的物である４−（４−ｎ−ヘプチルフェニル）安息香酸４−シアノ−３，５−ジフルオロフェニル（ＰＰＥＰ−７ＦＣＮＦ）であることを確認した。

得られた物質（ＰＰＥＰ−７ＦＣＮＦ）の^１Ｈ ＮＭＲデータを以下に示す。
^１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ_３、３００ＭＨｚ）：δ（ｐｐｍ）＝０．８９（ｔ、３Ｈ）、１．３０−１．３４（ｍ、８Ｈ）、１．６３−１．６９（ｍ、２Ｈ）、２．６７（ｔ、２Ｈ）、７．０９（ｄ、２Ｈ）、７．３１（ｄ、２Ｈ）、７．５８（ｄ、２Ｈ）、７．７５（ｄ、２Ｈ）、８．２０（ｄ、２Ｈ）。また、^１Ｈ ＮＭＲチャートを図１０に示す。なお、図１０（Ｂ）は、図１０（Ａ）における６．５ｐｐｍ〜８．５ｐｐｍの範囲を拡大して表したチャートである。なお、図１０（Ｃ）は、図１０（Ａ）における０．０ｐｐｍ〜３．０ｐｐｍの範囲を拡大して表したチャートである。

本実施例では、実施の形態１において構造式（１０９）で表される４−（４−ｎ−ノニルフェニル）安息香酸４−シアノ−３，５−ジフルオロフェニル（略称：ＰＰＥＰ−９ＦＣＮＦ）を合成する例を示す。

（４−（４−ｎ−ノニルフェニル）安息香酸４−シアノ−３，５−ジフルオロフェニル（略称：ＰＰＥＰ−９ＦＣＮＦ）の合成方法）

構造式（１０９）で表されるＰＰＥＰ−９ＦＣＮＦ（略称）の合成スキームを下記（Ｄ−１）に示す。

１．３ｇ（５．２ｍｍｏｌ）の（４−ｎ−ノニルフェニル）ボロン酸と、１．７ｇ（５．０ｍｍｏｌ）の４−ブロモ安息香酸４−シアノ−３，５−ジフルオロフェニルと、７７ｍｇ（０．２５ｍｍｏｌ）のトリス（２−メチルフェニル）ホスフィンと、１．４ｇ（０．０１０ｍｏｌ）の炭酸カリウムを５０ｍＬの三口フラスコに入れ、フラスコ内を窒素置換した。この混合物に、５．１ｍＬのトルエンを加えてから、減圧下で攪拌することにより脱気した。この混合物に１１ｍｇ（０．０５０ｍｍｏｌ）の酢酸パラジウム（ＩＩ）を加え、９０℃で２４時間攪拌した。所定時間経過後、得られた混合物の水層をトルエンで抽出した。得られた抽出溶液と有機層を合わせ、飽和食塩水で洗浄後、硫酸マグネシウムで乾燥した。この混合物を自然濾過により濾別し、濾液を濃縮して黄色油状物を得た。この油状物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒；ヘキサン：酢酸エチル＝５：１）により精製した。得られたフラクションを濃縮して、黄色油状物を得た。この油状物を高速液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）（展開溶媒；クロロホルム）により精製した。得られたフラクションを濃縮して、目的物である黄色油状物を０．８８ｇ、収率３８％で得た。

核磁気共鳴法（ＮＭＲ）によって、この化合物が目的物である４−（４−ｎ−ノニルフェニル）安息香酸４−シアノ−３，５−ジフルオロフェニル（ＰＰＥＰ−９ＦＣＮＦ）であることを確認した。

得られた物質（ＰＰＥＰ−９ＦＣＮＦ）の^１Ｈ ＮＭＲデータを以下に示す。
^１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ_３、３００ＭＨｚ）：δ（ｐｐｍ）＝０．８８（ｔ、３Ｈ）、１．２４−１．３３（ｍ、１２Ｈ）、１．６０−１．６８（ｍ、２Ｈ）、２．６７（ｔ、２Ｈ）、７．０８（ｄ、２Ｈ）、７．３１（ｄ、２Ｈ）、７．５８（ｄ、２Ｈ）、７．７５（ｄ、２Ｈ）、８．２０（ｄ、２Ｈ）。また、^１Ｈ ＮＭＲチャートを図１１に示す。なお、図１１（Ｂ）は、図１１（Ａ）における６．５ｐｐｍ〜８．５ｐｐｍの範囲を拡大して表したチャートである。なお、図１１（Ｃ）は、図１１（Ａ）における０．０ｐｐｍ〜３．０ｐｐｍの範囲を拡大して表したチャートである。

本実施例では、実施の形態１において構造式（１１１）で表される４−（４−ｎ−ウンデシルフェニル）安息香酸４−シアノ−３，５−ジフルオロフェニル（略称：ＰＰＥＰ−１１ＦＣＮＦ）
を合成する例を示す。

（４−（４−ｎ−ウンデシルフェニル）安息香酸４−シアノ−３，５−ジフルオロフェニル（略称：ＰＰＥＰ−１１ＦＣＮＦ）の合成方法）

構造式（１１１）で表されるＰＰＥＰ−１１ＦＣＮＦ（略称）の合成スキームを下記（Ｅ−１）に示す。

２．０ｇ（５．７ｍｍｏｌ）の４−（４−ｎ−ウンデシルフェニル）安息香酸と、０．８８ｇ（５．７ｍｍｏｌ）の２，６−ジフルオロ−４−ヒドロキシベンゾニトリルと、０．１１ｇ（０．９０ｍｍｏｌ）の４−（Ｎ，Ｎ−ジメチル）アミノピリジンと、５．７ｍＬのジクロロメタンを５０ｍＬのナスフラスコに加え、攪拌した。この混合物に１．２ｇ（６．３ｍｍｏｌ）の１−エチル−３−（３−ジメチルアミノプロピル）カルボジイミド塩酸塩（ＥＤＣ）を加え、この混合物を大気下、室温で２４時間攪拌した。所定時間経過後、得られた混合物へ水を加え、この混合物の水層をジクロロメタンで抽出した。得られた抽出溶液と有機層を合わせ、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液と、飽和食塩水で洗浄後、硫酸マグネシウムで乾燥した。この混合物を自然濾過し、濾液を濃縮して白色固体を得た。この固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒；トルエン）により精製した。得られたフラクションを濃縮して白色固体を得た。この固体を高速液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）（展開溶媒；クロロホルム）により精製した。得られたフラクションを濃縮して、目的物である白色固体を１．７ｇ、収率６１％で得た。

核磁気共鳴法（ＮＭＲ）によって、この化合物が目的物である４−（４−ｎ−ウンデシルフェニル）安息香酸４−シアノ−３，５−ジフルオロフェニル（ＰＰＥＰ−１１ＦＣＮＦ）であることを確認した。

得られた物質（ＰＰＥＰ−１１ＦＣＮＦ）の^１Ｈ ＮＭＲデータを以下に示す。
^１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ_３、３００ＭＨｚ）：δ（ｐｐｍ）＝０．８８（ｔ、３Ｈ）、１．２７−１．３３（ｍ、１６Ｈ）、１．６３−１．６８（ｍ、２Ｈ）、２．６７（ｔ、２Ｈ）、７．０８（ｄ、２Ｈ）、７．３１（ｄ、２Ｈ）、７．５８（ｄ、２Ｈ）、７．７５（ｄ、２Ｈ）、８．２０（ｄ、２Ｈ）。また、^１Ｈ ＮＭＲチャートを図１２に示す。なお、図１２（Ｂ）は、図１２（Ａ）における７．０ｐｐｍ〜８．５ｐｐｍの範囲を拡大して表したチャートである。なお、図１２（Ｃ）は、図１２（Ａ）における０．０ｐｐｍ〜３．０ｐｐｍの範囲を拡大して表したチャートである。

本実施例では、実施例１乃至５で示した本発明の一形態の液晶性化合物を含む液晶組成物を用いた液晶素子（液晶素子１乃至５）と、比較例として本発明の液晶性化合物を適用しない比較液晶素子とを作製し、それぞれの特性の評価を行った。

本実施例で作製した液晶素子１乃至５に用いた液晶組成物の構成を表１乃至５に示す。また、比較液晶素子に用いた液晶組成物の構成を表６に示す。表１乃至６では、混合比は全て重量比で表している。

液晶素子１乃至５及び比較液晶素子では、液晶１としてＭＤＡ−００−３５０６（メルク株式会社製）、液晶２としてＮＥＤＯ ＬＣ−Ｃ（メルク株式会社製）、液晶３として４−（ｔｒａｎｓ−４−ｎ−プロピルシクロヘキシル）−３’，４’−ジフルオロ−１，１’−ビフェニル（略称：ＣＰＰ−３ＦＦ）（大立高分子工業社製）、液晶４として４−ｎ−ペンチル安息香酸４−シアノ−３−フルオロフェニル（略称：ＰＥＰ−５ＣＮＦ）（大立高分子工業社製）、カイラル剤として１，４：３，６−ジアンヒドロ−２，５−ビス［４−（ｎ−ヘキシル−１−オキシ）安息香酸］ソルビトール（略称：ＩＳＯ−（６ＯＢＡ）_２）（みどり化学株式会社製）、重合性モノマーとして非液晶性紫外線重合性の重合モノマーであるメタクリル酸ドデシル（略称：ＤＭｅＡｃ）（東京化成工業株式会社製）、液晶性紫外線重合性の重合モノマーＲＭ２５７（メルク株式会社製）、及び重合開始剤としてＤＭＰＡＰ（略称）（東京化成工業株式会社製）を用いた。

なお、本実施例で用いた液晶３：ＣＰＰ−３ＦＦ（略称）、液晶４：ＰＥＰ−５ＣＮＦ（略称）、カイラル剤：ＩＳＯ−（６ＯＢＡ）_２（略称）、重合性モノマー：ＲＭ２５７（メルク株式会社製）、メタクリル酸ドデシル（ＤＭｅＡｃ）（略称）、及び重合開始剤：ＤＭＰＡＰ（略称）の構造式を下記に示す。

また、表１乃至５に示す液晶素子１乃至５においては、さらに液晶５としてそれぞれ、液晶素子１は下記構造式（１０３）で表される液晶性化合物であるＰＰＥＰ−３ＦＣＮＦ（略称）を、液晶素子２は下記構造式（１０５）で表される液晶性化合物であるＰＰＥＰ−５ＦＣＮＦ（略称）を、液晶素子３は下記構造式（１０７）で表される液晶性化合物であるＰＰＥＰ−７ＦＣＮＦ（略称）を、液晶素子４は下記構造式（１０９）で表される液晶性化合物であるＰＰＥＰ−９ＦＣＮＦ（略称）を、液晶素子５は下記構造式（１１１）で表される液晶性化合物であるＰＰＥＰ−１１ＦＣＮＦ（略称）を含む液晶組成物を用いた。

液晶素子１乃至５及び比較液晶素子は、画素電極層及び共通電極層が図３（Ｄ）のように櫛歯状に形成されたガラス基板と、対向基板となるガラス基板とを間に空隙（４μｍ）を有してシール材によって貼り合わせた後、注入法によって等方相の状態で攪拌した表１乃至５で示す材料及び割合で混合させた各液晶組成物を基板間に注入し作製した。

画素電極層及び共通電極層は酸化珪素を含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）を用いてスパッタリング法にて形成した。なお、その膜厚は１１０ｎｍとし、画素電極層と共通電極層の各幅、及び画素電極層と共通電極層との間隔は２μｍとした。また、シール材は紫外線及び熱硬化型シール材を用い、硬化処理として、９０秒間の紫外線（放射照度１００ｍＷ／ｃｍ^２）照射処理を行い、その後１２０℃で１時間加熱処理を行った。

高分子安定化処理前において、液晶素子１乃至５及び比較液晶素子の液晶組成物に加熱処理を行い等方相とした後、温調機によって毎分１．０℃で降温させながら偏光顕微鏡にて観察を行い、液晶組成物がブルー相を発現する温度範囲の測定を行った。測定には、偏光顕微鏡（ＭＸ−５０ オリンパス株式会社製（液晶素子２、５及び比較液晶素子）、ＭＸ６１Ｌ オリンパス株式会社製（液晶素子１、３、４））及び温調器（ＨＣＳ３０２−ＭＫ１０００ ＩＮＳＴＥＣ社製）を用いた。

また、液晶素子１乃至５及び比較液晶素子それぞれにおいて、ブルー相を発現する温度範囲の任意の温度において恒温とし、紫外線（波長３６５ｎｍ、放射照度１．５ｍＷ／ｃｍ^２（液晶素子１乃至４及び比較液晶素子）、放射照度１０ｍＷ／ｃｍ^２（液晶素子５））を、３０分間照射することによって高分子安定化処理を行った。

高分子安定化処理後においても、高分子安定化処理前と同様に液晶素子１乃至５及び比較液晶素子の液晶組成物に加熱処理を行い等方相とした後、温調機によって毎分１．０℃で降温させながら偏光顕微鏡にて観察を行い、液晶組成物がブルー相を発現する温度範囲の測定を行った。

上記観察の測定条件は、偏光顕微鏡において、測定モードは反射、偏光子はクロスニコル、倍率は２００倍であった。

液晶素子１乃至５、及び比較液晶素子における高分子安定化処理前のブルー相の発現する温度範囲、及び高分子安定化処理後のブルー相の発現する温度範囲の測定結果を表７に示す。

高分子安定化処理前のブルー相の発現する温度範囲は、液晶素子１においては上限５０．２℃、下限４２．４℃であったが、高分子安定化処理後のブルー相の発現する温度範囲は、上限が５６．８℃まで上昇しており、かつ０℃においてもブルー相が確認できた。

高分子安定化処理前のブルー相の発現する温度範囲は、液晶素子２においては上限４９．６℃、下限４１．８℃であったが、高分子安定化処理後のブルー相の発現する温度範囲は、上限が６５．２℃まで上昇しており、かつ０℃においてもブルー相が確認できた。

高分子安定化処理前のブルー相の発現する温度範囲は、液晶素子３においては上限５０．２℃、下限４１．７℃であったが、高分子安定化処理後のブルー相の発現する温度範囲は、上限が５９．３℃まで上昇しており、かつ０℃においてもブルー相が確認できた。

高分子安定化処理前のブルー相の発現する温度範囲は、液晶素子４においては上限４９．０℃、下限３９．１℃であったが、高分子安定化処理後のブルー相の発現する温度範囲は、上限が５８．９℃まで上昇しており、かつ０℃においてもブルー相が確認できた。

高分子安定化処理前のブルー相の発現する温度範囲は、液晶素子５においては上限５１．１℃、下限４４．３℃であったが、高分子安定化処理後のブルー相の発現する温度範囲は、上限が６２．４℃まで上昇しており、かつ０℃においてもブルー相が確認できた。

よって、液晶素子１乃至５では高分子安定化処理によって、大きくブルー相の発現する温度範囲が拡大できることが確認できた。

一方比較液晶素子においては、高分子安定化処理前のブルー相の発現する温度範囲は、上限３４．０℃、下限２６．３℃であり、高分子安定化処理後のブルー相の発現する温度範囲は、ブルー相が確認できた下限は３．３℃であり０℃より高く、上限も４２．５℃とあまり上昇せず、ブルー相の発現する温度範囲は液晶素子１乃至５より拡大されなかった。

よって、本発明の一形態である本実施例の新規液晶性化合物を用いた液晶素子は、広いブルー相の発現する温度範囲を付与されていることがわかる。

また、液晶素子１乃至５及び比較液晶素子に電圧を印加し、印加電圧に対する透過率、及びコントラストの特性評価を行った。特性評価は、液晶評価装置（ＬＣＤ−７２００ 大塚電子株式会社製）を用い、光源はハロゲンランプ、温度は室温の測定条件で、液晶素子１乃至５及び比較液晶素子をクロスニコルの偏光子で挟んだ状態で行った。

図６に液晶素子１乃至５及び比較液晶素子の印加電圧と透過率の関係を示し、図７に液晶素子１乃至５及び比較液晶素子の印加電圧とコントラスト比の関係を示す。図７の印加電圧に対するコントラスト比は、図６の透過率より算出した。具体的には印加電圧０Ｖのコントラスト比を１とし、各印加電圧における透過率を印加電圧０Ｖの透過率で割ることによってコントラスト比を算出した。なお、図６及び図７において液晶素子１は菱形のドット、液晶素子２は四角形のドット、液晶素子３は三角形のドット、液晶素子４はバツ印のドット、液晶素子５は丸形のドット、比較液晶素子は米印のドットで示している。

図６に示すように、特に印加電圧が高い場合液晶素子１乃至５は比較液晶素子と比べて印加電圧に対する透過率が高い。さらに、液晶素子１乃至５は比較液晶素子と比べて印加電圧０Ｖの透過率が低い。これは図７のコントラスト比においてさらに顕著な違いとなって現れており、同印加電圧において、液晶素子１乃至５は比較液晶素子より高いコントラスト比を示している。

以上より、本実施例の新規液晶性化合物を含有してなる液晶組成物は、より広いブルー相の発現する温度範囲を有することが確認できた。

また、本実施例の新規液晶性化合物を含有してなる液晶組成物を用いた液晶素子は高いコントラスト化を有しており、該液晶素子を用いた液晶表示装置も、より高コントラスト化を達成できる。

Claims (7)

1. 下記一般式（Ｇ１）で表される液晶性化合物。
   
   （一般式（Ｇ１）中、ｎは２〜１０の整数である。）
2. 請求項１に記載の液晶性化合物を含有してなる液晶組成物。
3. 請求項１に記載の液晶性化合物と他の液晶性化合物又は非液晶性化合物、及び／又はカイラル剤とを含有してなる液晶組成物。
4. 前記液晶組成物が、ブルー相を発現するものである請求項３に記載の液晶組成物。
5. 請求項１に記載の液晶性化合物、又は請求項２乃至４のいずれか一項に記載の液晶組成物を用いることを特徴とする液晶素子。
6. 請求項１に記載の液晶性化合物、又は請求項２乃至４のいずれか一項に記載の液晶組成物を用いることを特徴とする液晶表示装置。
7. 請求項６において、前記液晶組成物は有機樹脂を含むことを特徴とする液晶表示装置。