JP2013129825A - 液晶組成物及び液晶表示装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】より高コントラスト化を達成する、ブルー相を発現する液晶組成物及び該液晶組成物を用いた液晶表示装置を提供する。
【解決手段】少なくとも１つの芳香環を含む複数の環が直接又は連結基を介して連結した構造の末端基として、３つの電子吸引基を有する化合物を含む液晶及びカイラル剤を有し、３つの電子吸引基のうち少なくとも一つはトリフルオロメチル基を含み、反射スペクトルにおける最も長波長側の回折波長のピークが４５０ｎｍ以下、より好ましくは４２０ｎｍ以下である液晶組成物である。また、該液晶組成物を用いて液晶表示装置を提供することができる。
【選択図】なし

Description

液晶組成物、液晶表示装置及びその作製方法に関する。
薄型、軽量化を図った表示装置（所謂フラットパネルディスプレイ）には液晶素子を有する液晶表示装置、自発光素子を有する発光装置、フィールドエミッションディスプレイ（ＦＥＤ）などが競合し、開発されている。
液晶表示装置においては、液晶分子の応答速度の高速化が求められている。液晶の表示モードは種々あるが、中でも高速応答可能な液晶モードとしてＦＬＣ（Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ）モード、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ Ｂｅｎｄ）モード、ブルー相を発現する液晶を用いるモードがあげられる。
特にブルー相を発現する液晶を使用するモードは配向膜が不要であり、かつ広視野角化が可能なので、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１及び特許文献２参照）。
国際公開第２００５−０９０５２０号 特開２００８−３０３３８１号公報
より高コントラスト化を達成する、ブルー相を発現する液晶組成物及び該液晶組成物を用いた液晶表示装置を提供することを目的の一とする。
本明細書で開示する発明の構成の一形態は、少なくとも１つの芳香環を含む複数の環が直接又は連結基を介して連結した構造の末端基として、３つの電子吸引基を有する化合物を含む液晶及びカイラル剤を有し、３つの電子吸引基のうち少なくとも一つはトリフルオロメチル基を含み、反射スペクトルにおける最も長波長側の回折波長のピークが４５０ｎｍ以下、より好ましくは４２０ｎｍ以下であり、ブルー相を発現する液晶組成物である。
少なくとも１つの芳香環を含む複数の環が直接又は連結基を介して連結した構造の末端基として、３つの電子吸引基を有し、３つの電子吸引基のうち少なくとも一つはトリフルオロメチル基を含む化合物において、複数の環はシクロアルカンを含んでもよい。また、電子吸引基はベンゼン環に置換していることが好ましい。また、他のトリフルオロメチル基を含まない電子吸引基としては、シアノ基又はフッ素を用いることができる。
ブルー相は捩れ力の強い液晶組成物で発現し二重ねじれ構造を有する。該液晶組成物は、条件により、コレステリック相、コレステリックブルー相、等方相等を示す。
ブルー相であるコレステリックブルー相は、低温側からブルー相Ｉ、ブルー相ＩＩ、ブルー相ＩＩＩと３種類の構造を示す。ブルー相であるコレステリックブルー相は光学的に等方性であるが、ブルー相Ｉは体心立方、ブルー相ＩＩは単純立方の対称性を有する。ブルー相Ｉ及びブルー相ＩＩは、紫外〜可視光領域にブラッグ回折を示す。
捩れ力の強さの指標としては、螺旋ピッチ、選択反射波長、ＨＴＰ（Ｈｅｌｉｃａｌ Ｔｗｉｓｔｉｎｇ Ｐｏｗｅｒ）、回折波長が挙げられるが、このうち螺旋ピッチ、選択反射波長、ＨＴＰはコレステリック相での評価となる。一方、回折波長はブルー相でのみ評価可能であるため、ブルー相の捩れ力の評価に有効である。回折波長は、ブルー相を発現する温度にて液晶組成物の反射スペクトルを測定し、回折波長が短波長側にあるほど、ブルー相の結晶格子が小さく、捩れ力が強い液晶組成物という意味となる。
上記液晶組成物は反射スペクトルにおける最も長波長側の回折波長のピークが４５０ｎｍ以下、より好ましくは４２０ｎｍ以下であり、捩れ力が強い液晶組成物である。液晶組成物の捩れ力が強いと、電圧無印加時（印加電圧が０Ｖ時）における液晶組成物の透過率を低く抑えることができるため、該液晶組成物を用いた液晶表示装置の高コントラスト化が可能となる。
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。
上記液晶組成物は捩れ力の強い液晶組成物であるため、カイラル剤が液晶組成物中に含まれる割合は１０ｗｔ％以下とすることができる。液晶組成物の捩れ力を向上させるためにカイラル剤を多量に添加すると、液晶組成物を駆動するための駆動電圧が上昇してしまう。上記液晶組成物のように添加するカイラル剤の量が低減できると、駆動電圧を低く抑えることができるため、低消費電力化が可能となる。
ブルー相を呈する液晶組成物は光学的変調作用を有し、電圧無印加時には光学的に等方性であるが、電圧印加によって配向秩序が変化して光学的に異方性となる。上記ブルー相を発現する液晶組成物を液晶表示装置に用いることができる。本明細書で開示する発明の構成の一形態は、上記ブルー相を発現する液晶組成物を用いた液晶表示装置である。
上記液晶表示装置において、液晶組成物の反射スペクトルにおける最も長波長側の回折波長のピークが４５０ｎｍ以下、より好ましくは４２０ｎｍ以下であるとよい。
本明細書において、４５０ｎｍ以下（好ましくは４２０ｎｍ以下）とする液晶組成物の反射スペクトルにおける回折波長のピークとは、最も長波長側のピークの最大値（ピークの頂点における値）を指す。よって、反射スペクトルに複数のピークを有する場合は最も長波長側に出現するピークの最大値を回折波長のピークとし、肩（ショルダー）を有する（段差や小さなピークを有する）ピークであっても該ピークの最大値を回折波長のピークとする。
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モノマー、光により重合が進行する光重合性モノマー、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。
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。
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。
少なくとも１つの芳香環を含む複数の環が直接又は連結基を介して連結した構造の末端基として、３つの電子吸引基を有し、３つの電子吸引基のうち少なくとも一つはトリフルオロメチル基を含む化合物を含む液晶及びカイラル剤を有し、反射スペクトルにおける最も長波長側の回折波長のピークが４５０ｎｍ以下、より好ましくは４２０ｎｍ以下である、ブルー相を発現する液晶組成物は、捩れ力が強い液晶組成物であるため、電圧無印加時（印加電圧が０Ｖ時）における液晶組成物の透過率を低く抑えることができる。
該ブルー相を発現する液晶組成物を用いると、高いコントラストを付与することができるため、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。
液晶組成物を説明する概念図。 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。 液晶組成物の反射スペクトルを示す図。 液晶組成物の反射スペクトルを示す図。 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。 ＣＰＥＰ−５ＦＣＮＦの１Ｈ ＮＭＲチャート図。 ＰＥＰ−３ＦＣＦ３Ｆの１Ｈ ＮＭＲチャート図。 ＣＰＥＰ−５ＣＮＦの１Ｈ ＮＭＲチャート図。 ＰＥＰ−３ＣＮＦの１Ｈ ＮＭＲチャート図。
実施の形態について、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。
なお、本明細書中において半導体装置とは、半導体特性を利用することで機能しうる装置全般を指し、電気光学装置、半導体回路および電子機器は全て半導体装置である。
（実施の形態１）
本明細書で開示する発明の一形態である液晶組成物、及び該液晶組成物を用いた液晶表示装置を、図１を用いて説明する。図１は液晶表示装置の断面図である。
本実施の形態に係る液晶組成物は、少なくとも１つの芳香環を含む複数の環が直接又は連結基を介して連結した構造の末端基として、３つの電子吸引基を有し、３つの電子吸引基のうち少なくとも一つはトリフルオロメチル基を含む化合物を含む液晶及びカイラル剤を有し、反射スペクトルにおける最も長波長側の回折波長のピークが４５０ｎｍ以下、より好ましくは４２０ｎｍ以下であり、ブルー相を発現する液晶組成物である。
少なくとも１つの芳香環を含む複数の環が直接又は連結基を介して連結した構造の末端基として、３つの電子吸引基を有し、３つの電子吸引基のうち少なくとも一つはトリフルオロメチル基を含む化合物において、複数の環はシクロアルカンを含んでもよい。また、電子吸引基はベンゼン環に置換していることが好ましい。
トリフルオロメチル基を含む電子吸引基としては、トリフルオロメチル基、炭素と結合したトリフルオロメチル基、又は酸素と結合したトリフルオロメチル基を用いることができる。
また、３つの電子吸引基は、３つ全てトリフルオロメチル基を含む電子吸引基を用いてもよいし、２つトリフルオロメチル基を含む電子吸引基、又は１つトリフルオロメチル基を含む電子吸引基とし、他のトリフルオロメチル基を含まない電子吸引基と組み合わせて用いてもよい。
トリフルオロメチル基を含まない電子吸引基としては、フッ素（Ｆ）、臭素（Ｂｒ）、塩素（Ｃｌ）、ヨウ素（Ｉ）、シアノ基（ＣＮ）、トリフルオロメチルスルホニル基（ＳＯ２ＣＦ３）、ニトロ基（ＮＯ２）、イソチオシアネート基（ＮＣＳ）、チオシアネート基（ＳＣＮ）、及びペンタフルオロスルフラニル基（ＳＦ５）を用いることができる。トリフルオロメチル基を含む電子吸引基が１つの場合、他の２つのトリフルオロメチル基を含まない電子吸引基としては、これらのうち２つを組み合わせて用いてもよいし、あるいは同一の電子吸引基を用いてもよい。
液晶組成物において、少なくとも１つの芳香環を含む複数の環は、環同士が直接連結してもよいし、環と環との間に、連結基を介して連結してもよい。連結基とは、２価の基である。連結基の具体例としては、構造式（１）乃至（２４）で表される連結基などを挙げることができる。なお、上記連結基において、連結の向きは問わないものとする。
電子吸引基により３置換されたベンゼン環を含む化合物の具体例としては、構造式（１５０）乃至（１７０）で表される化合物などを挙げることができる。但し、本発明はこれらに限定されない。
上記液晶組成物は反射スペクトルにおける最も長波長側の回折波長のピークが４５０ｎｍ以下、より好ましくは４２０ｎｍ以下であり、捩れ力が強い液晶組成物である。液晶組成物の捩れ力が強いと、電圧無印加時（印加電圧が０Ｖ時）における液晶組成物の透過率を低く抑えることができるため、該液晶組成物を用いた液晶表示装置の高コントラスト化が可能となる。
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。
本実施の形態に係る液晶組成物は、反射スペクトルにおける最も長波長側の回折波長のピークが４５０ｎｍ以下、より好ましくは４２０ｎｍ以下と短波長であるように、捩れ力が強いため、添加するカイラル剤の量を低減することができる。例えば、カイラル剤が上記液晶組成物中に含まれる割合を１０ｗｔ％以下とすればよい。液晶組成物の捩れ力を向上させるためにカイラル剤を多量に添加すると、液晶組成物を駆動するための駆動電圧が上昇してしまう。添加するカイラル剤の量が低減できると、駆動電圧を低く抑えることができるため、低消費電力化が可能となる。
本明細書に開示するブルー相を発現する液晶組成物を液晶表示装置に用いることができる。
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。
本明細書に開示するブルー相を発現する液晶組成物を液晶表示装置に用いる例を図１に示す。
図１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表示装置である。第１の基板２００と液晶組成物２０８との間には画素電極層２３０と、共通電極層２３２が隣接して設けられている。
ブルー相を発現する液晶組成物を用いた液晶表示装置において、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。
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にそれぞれ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。
液晶組成物２０８に、少なくとも１つの芳香環を含む複数の環が直接又は連結基を介して連結した構造の末端基として、３つの電子吸引基を有し、３つの電子吸引基のうち少なくとも一つはトリフルオロメチル基を含む化合物を含む液晶及びカイラル剤を有し、反射スペクトルにおける最も長波長側の回折波長のピークが４５０ｎｍ以下、より好ましくは４２０ｎｍ以下であるブルー相を発現する液晶組成物を用いる。また、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。
本実施の形態で示す上記液晶組成物は反射スペクトルにおける最も長波長側の回折波長のピークが４５０ｎｍ以下、より好ましくは４２０ｎｍ以下であり、捩れ力が強い液晶組成物である。液晶組成物の捩れ力が強いと、電圧無印加時（印加電圧が０Ｖ時）における液晶組成物の透過率を低く抑えることができるため、該液晶組成物を用いた液晶表示装置は高コントラストとすることができる。高いコントラスト化により、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、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。
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。
また、図１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。
本明細書に開示するブルー相を発現する液晶組成物を液晶表示装置に用いて、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。画素電極層、共通電極層において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。
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、酸化インジウムに酸化シリコン（ＳｉＯ２）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。
本実施の形態で示す液晶組成物は反射スペクトルにおける最も長波長側の回折波長のピークが４５０ｎｍ以下、より好ましくは４２０ｎｍ以下であり、捩れ力が強い液晶組成物であるため、電圧無印加時（印加電圧が０Ｖ時）における液晶組成物の透過率を低く抑えることができる。
従って、該ブルー相を発現する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）
本発明の一形態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、本発明の一形態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の電極層の一方が絶縁膜上に形成されている。第１の電極層４４７及び第２の電極層４４６は、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、同形状で完全に重なる配置は避ける。
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、絶縁膜（又は層間絶縁層）の下方に形成され、かつ平板状であり、他方は絶縁膜（又は層間絶縁層）の上方に形成され、かつ様々な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、同形状で完全に重なる配置は避ける。
液晶組成物４４４に、実施の形態１で示した少なくとも１つの芳香環を含む複数の環が直接又は連結基を介して連結した構造の末端基として、３つの電子吸引基を有し、３つの電子吸引基のうち少なくとも一つはトリフルオロメチル基を含む化合物を含む液晶及びカイラル剤を有し、反射スペクトルにおける最も長波長側の回折波長のピークが４５０ｎｍ以下、より好ましくは４２０ｎｍ以下であり、ブルー相を発現する液晶組成物を用いる。また、液晶組成物４４４には、有機樹脂が含まれてもよい。本実施の形態では、液晶組成物４４４は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。
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、配線層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、紫外線硬化性又は熱硬化性の樹脂を用いるのが好ましい。代表的には、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、アミン樹脂などを用いることができる。また、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で示した少なくとも１つの芳香環を含む複数の環が直接又は連結基を介して連結した構造の末端基として、３つの電子吸引基を有し、３つの電子吸引基のうち少なくとも一つはトリフルオロメチル基を含む化合物を含む液晶及びカイラル剤を有し、反射スペクトルにおける最も長波長側の回折波長のピークが４５０ｎｍ以下、より好ましくは４２０ｎｍ以下である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。
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、ポリアニリン又はその誘導体、ポリピロール又はその誘導体、ポリチオフェン又はその誘導体、若しくはアニリン、ピロールおよびチオフェンの２種以上からなる共重合体若しく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。また、ゲート電極層４０１としてリン等の不純物元素をドーピングした多結晶シリコン膜に代表される半導体膜、ニッケルシリサイドなどのシリサイド膜を用いてもよい。ゲート電極層４０１に遮光性を有する導電膜を用いると、バックライトからの光（第１の基板４４１から入射する光）が、半導体層４０３へ入射することを防止することができる。
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、又は銅層上にモリブデン層を積層した２層構造、又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、タングステン層又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又はアルミニウムとチタンの合金層と、窒化チタン層又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、酸化シリコン膜、酸化ガリウム膜、酸化アルミニウム膜、窒化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、酸化窒化アルミニウム膜、又は窒化酸化シリコン膜等を用いて形成することができる。又は、ゲート絶縁層４０２の材料として酸化ハフニウム、酸化イットリウム、酸化ランタン、ハフニウムシリケート（ＨｆＳｉｘＯｙ（ｘ＞０、ｙ＞０））、ハフニウムアルミネート（ＨｆＡｌｘＯｙ（ｘ＞０、ｙ＞０））、窒素が添加されたハフニウムシリケート、窒素が添加されたハフニウムアルミネートなどのｈｉｇｈ−ｋ材料を用いてもよい。これらのｈｉｇｈ−ｋ材料を用いることでゲートリーク電流を低減できる。
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、テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ：化学式Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）４）、テトラメチルシラン（ＴＭＳ：化学式Ｓｉ（ＣＨ３）４）、テトラメチルシクロテトラシロキサン（ＴＭＣＴＳ）、オクタメチルシクロテトラシロキサン（ＯＭＣＴＳ）、ヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）、トリエトキシシラン（ＳｉＨ（ＯＣ２Ｈ５）３）、トリスジメチルアミノシラン（ＳｉＨ（Ｎ（ＣＨ３）２）３）等のシリコン含有化合物を用いることができる。なお、ゲート絶縁層４０２は、単層構造としてもよいし、積層構造としてもよい。
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た化学気相成長法やスパッタリング法等の物理気相成長法で作製される非晶質（アモルファスともいう。）半導体、該非晶質半導体を光エネルギーや熱エネルギーを利用して結晶化させた多結晶半導体、或いは微細な結晶相とアモルファス相が混在した微結晶半導体などを用いることができる。半導体層はスパッタリング法、ＬＰＣＶＤ法、又はプラズマ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、半導体層４０３として酸化物半導体膜を用いてもよく、酸化物半導体膜としては、少なくともインジウム（Ｉｎ）、特にＩｎと亜鉛（Ｚｎ）を含むことが好ましい。また、該酸化物半導体膜を用いたトランジスタの電気特性のばらつきを減らすためのスタビライザーとして、それらに加えてガリウム（Ｇａ）を有することが好ましい。また、スタビライザーとしてスズ（Ｓｎ）を有することが好ましい。また、スタビライザーとしてハフニウム（Ｈｆ）を有することが好ましい。また、スタビライザーとしてアルミニウム（Ａｌ）を有することが好ましい。また、スタビライザーとしてジルコニウム（Ｚｒ）を有することが好ましい。
また、他のスタビライザーとして、ランタノイドである、ランタン（Ｌａ）、セリウム（Ｃｅ）、プラセオジム（Ｐｒ）、ネオジム（Ｎｄ）、サマリウム（Ｓｍ）、ユウロピウム（Ｅｕ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、テルビウム（Ｔｂ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）、ホルミウム（Ｈｏ）、エルビウム（Ｅｒ）、ツリウム（Ｔｍ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、ルテチウム（Ｌｕ）のいずれか一種あるいは複数種を有してもよい。
例えば、酸化物半導体として、酸化インジウム、酸化スズ、酸化亜鉛、二元系金属の酸化物であるＩｎ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｍｇ系酸化物、Ｉｎ−Ｇａ系酸化物、三元系金属の酸化物であるＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物（ＩＧＺＯとも表記する）、Ｉｎ−Ａｌ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｈｆ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｌａ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｃｅ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｐｒ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｎｄ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｓｍ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｅｕ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｇｄ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｔｂ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｄｙ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｈｏ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｅｒ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｔｍ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｙｂ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｌｕ−Ｚｎ系酸化物、四元系金属の酸化物であるＩｎ−Ｓｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｈｆ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ａｌ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｓｎ−Ａｌ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｈｆ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｈｆ−Ａｌ−Ｚｎ系酸化物を用いることができる。
なお、ここで、例えば、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物とは、ＩｎとＧａとＺｎを主成分として有する酸化物という意味であり、ＩｎとＧａとＺｎの比率は問わない。また、ＩｎとＧａとＺｎ以外の金属元素が入っていてもよい。
また、酸化物半導体として、ＩｎＭＯ３（ＺｎＯ）ｍ（ｍ＞０、且つ、ｍは整数でない）で表記される材料を用いてもよい。なお、Ｍは、Ｇａ、Ｆｅ、Ｍｎ及びＣｏから選ばれた一の金属元素または複数の金属元素を示す。また、酸化物半導体として、Ｉｎ２ＳｎＯ５（ＺｎＯ）ｎ（ｎ＞０、且つ、ｎは整数）で表記される材料を用いてもよい。
例えば、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：１（＝１／３：１／３：１／３）、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝２：２：１（＝２／５：２／５：１／５）、あるいはＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝３：１：２（＝１／２：１／６：１／３）の原子数比のＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物やその組成の近傍の酸化物を用いることができる。あるいは、Ｉｎ：Ｓｎ：Ｚｎ＝１：１：１（＝１／３：１／３：１／３）、Ｉｎ：Ｓｎ：Ｚｎ＝２：１：３（＝１／３：１／６：１／２）あるいはＩｎ：Ｓｎ：Ｚｎ＝２：１：５（＝１／４：１／８：５／８）の原子数比のＩｎ−Ｓｎ−Ｚｎ系酸化物やその組成の近傍の酸化物を用いるとよい。
しかし、酸化物半導体は、これらに限られず、必要とする半導体特性（移動度、しきい値、ばらつき等）に応じて適切な組成のものを用いればよい。また、必要とする半導体特性を得るために、キャリア濃度や不純物濃度、欠陥密度、金属元素と酸素の原子数比、原子間距離、密度等を適切なものとすることが好ましい。
例えば、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｚｎ系酸化物では比較的容易に高い移動度が得られる。しかしながら、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物でも、バルク内欠陥密度を低くすることにより移動度を上げることができる。
なお、例えば、Ｉｎ、Ｇａ、Ｚｎの原子数比がＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝ａ：ｂ：ｃ（ａ＋ｂ＋ｃ＝１）である酸化物の組成が、原子数比がＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝Ａ：Ｂ：Ｃ（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＝１）の酸化物の組成の近傍であるとは、ａ、ｂ、ｃが、（ａ−Ａ）２＋（ｂ−Ｂ）２＋（ｃ−Ｃ）２≦ｒ２を満たすことをいう。ｒとしては、例えば、０．０５とすればよい。他の酸化物でも同様である。
酸化物半導体膜は、単結晶、多結晶（ポリクリスタルともいう。）または非晶質などの状態をとる。
好ましくは、酸化物半導体膜は、ＣＡＡＣ−ＯＳ（Ｃ Ａｘｉｓ Ａｌｉｇｎｅｄ Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）膜とする。
ＣＡＡＣ−ＯＳ膜は、完全な単結晶ではなく、完全な非晶質でもない。ＣＡＡＣ−ＯＳ膜は、非晶質相に結晶部を有する結晶−非晶質混相構造の酸化物半導体膜である。なお、当該結晶部は、一辺が１００ｎｍ未満の立方体内に収まる大きさであることが多い。また、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ：Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）による観察像では、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜に含まれる非晶質部と結晶部との境界は明確ではない。また、ＴＥＭによってＣＡＡＣ−ＯＳ膜には粒界（グレインバウンダリーともいう。）は確認できない。そのため、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜は、粒界に起因する電子移動度の低下が抑制される。
ＣＡＡＣ−ＯＳ膜に含まれる結晶部は、ｃ軸がＣＡＡＣ−ＯＳ膜の被形成面の法線ベクトルまたは表面の法線ベクトルに平行な方向に揃い、かつａｂ面に垂直な方向から見て三角形状または六角形状の原子配列を有し、ｃ軸に垂直な方向から見て金属原子が層状または金属原子と酸素原子とが層状に配列している。なお、異なる結晶部間で、それぞれａ軸およびｂ軸の向きが異なっていてもよい。本明細書において、単に垂直と記載する場合、８５°以上９５°以下の範囲も含まれることとする。また、単に平行と記載する場合、−５°以上５°以下の範囲も含まれることとする。
なお、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜において、結晶部の分布が一様でなくてもよい。例えば、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜の形成過程において、酸化物半導体膜の表面側から結晶成長させる場合、被形成面の近傍に対し表面の近傍では結晶部の占める割合が高くなることがある。また、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜へ不純物を添加することにより、当該不純物添加領域において結晶部が非晶質化することもある。
ＣＡＡＣ−ＯＳ膜に含まれる結晶部のｃ軸は、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜の被形成面の法線ベクトルまたは表面の法線ベクトルに平行な方向に揃うため、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜の形状（被形成面の断面形状または表面の断面形状）によっては互いに異なる方向を向くことがある。なお、結晶部のｃ軸の方向は、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜が形成されたときの被形成面の法線ベクトルまたは表面の法線方向に平行なベクトルとなる。結晶部は、成膜することにより、または成膜後に加熱処理などの結晶化処理を行うことにより形成される。
ＣＡＡＣ−ＯＳ膜を用いたトランジスタは、可視光や紫外光の照射による電気特性の変動が小さい。よって、当該トランジスタは、信頼性が高い。
なお、酸化物半導体膜を構成する酸素の一部は窒素で置換されてもよい。
また、ＣＡＡＣ−ＯＳのように結晶部を有する酸化物半導体では、よりバルク内欠陥を低減することができ、表面の平坦性を高めればアモルファス状態の酸化物半導体以上の移動度を得ることができる。表面の平坦性を高めるためには、平坦な表面上に酸化物半導体を形成することが好ましく、具体的には、平均面粗さ（Ｒａ）が１ｎｍ以下、好ましくは０．３ｎｍ以下、より好ましくは０．１ｎｍ以下の表面上に形成するとよい。
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、配線層４０５ｂの材料としては、Ａｌ、Ｃｒ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｗから選ばれた元素、又は上述した元素を成分とする合金か、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、又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、又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、配線層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（リンケイ酸ガラス）、ＢＰＳＧ（ボロンリンケイ酸ガラス）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、少なくとも１つの芳香環を含む複数の環が直接又は連結基を介して連結した構造の末端基として、３つの電子吸引基を有し、３つの電子吸引基のうち少なくとも一つはトリフルオロメチル基を含む化合物を含む液晶及びカイラル剤を有し、反射スペクトルにおける最も長波長側の回折波長のピークが４５０ｎｍ以下、より好ましくは４２０ｎｍ以下である、ブルー相を発現する液晶組成物を用いると、高いコントラストを付与することができるため、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、少なくとも１つの芳香環を含む複数の環が直接又は連結基を介して連結した構造の末端基として、３つの電子吸引基を有し、３つの電子吸引基のうち少なくとも一つはトリフルオロメチル基を含む化合物を含む液晶及びカイラル剤を有し、反射スペクトルにおける最も長波長側の回折波長のピークが４５０ｎｍ以下、より好ましくは４２０ｎｍ以下である、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又は全体を、画素部と同じ基板上に一体形成し、システムオンパネルを形成することができる。
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、又は表示素子に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４００３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、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、偏光板４０３２ｂが設けられている。
液晶組成物４００８に、実施の形態１で示した少なくとも１つの芳香環を含む複数の環が直接又は連結基を介して連結した構造の末端基として、３つの電子吸引基を有し、３つの電子吸引基のうち少なくとも一つはトリフルオロメチル基を含む化合物を含む液晶及びカイラル剤を有し、反射スペクトルにおける最も長波長側の回折波長のピークが４５０ｎｍ以下、より好ましくは４２０ｎｍ以下であり、ブルー相を発現する液晶組成物を用いる。また、液晶組成物４００８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は実施の形態１で示した少なくとも１つの芳香環を含む複数の環が直接又は連結基を介して連結した構造の末端基として、３つの電子吸引基を有し、３つの電子吸引基のうち少なくとも一つはトリフルオロメチル基を含む化合物を含む液晶及びカイラル剤を有し、反射スペクトルにおける最も長波長側の回折波長のピークが４５０ｎｍ以下、より好ましくは４２０ｎｍ以下であり、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、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。
実施の形態１で示した液晶組成物は反射スペクトルにおける最も長波長側の回折波長のピークが４５０ｎｍ以下、より好ましくは４２０ｎｍ以下であり、捩れ力が強い液晶組成物である。液晶組成物の捩れ力が強いと、電圧無印加時（印加電圧が０Ｖ時）における液晶組成物の透過率を低く抑えることができるため、該液晶組成物を液晶組成物４００８に用いた液晶表示装置の高コントラスト化が可能となる。
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、ＰＶＦ（ポリビニルフルオライド）フィルム、ポリエステルフィルム又はアクリル樹脂フィルムを用いることができる。また、アルミニウムホイルをＰＶＦフィルムやポリエステルフィルムで挟んだ構造のシートや、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒｇｌａｓｓ−Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ）板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、大気中の有機物や金属物、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（リンケイ酸ガラス）、ＢＰＳＧ（ボロンリンケイ酸ガラス）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）、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又は画素部４００２に与えられる各種信号及び電位は、ＦＰＣ４０１８から供給されている。
また、トランジスタは静電気などにより破壊されやすいため、ゲート線又はソース線に対して、駆動回路保護用の保護回路を同一基板上に設けることが好ましい。保護回路は、非線形素子を用いて構成することが好ましい。
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を別途形成し、第１の基板４００１に実装している例を示しているが、この構成に限定されない。走査線駆動回路を別途形成して実装しても良いし、信号線駆動回路の一部又は走査線駆動回路の一部のみを別途形成して実装しても良い。
以上のように、少なくとも１つの芳香環を含む複数の環が直接又は連結基を介して連結した構造の末端基として、３つの電子吸引基を有し、３つの電子吸引基のうち少なくとも一つはトリフルオロメチル基を含む化合物を含む液晶及びカイラル剤を有し、反射スペクトルにおける最も長波長側の回折波長のピークが４５０ｎｍ以下、より好ましくは４２０ｎｍ以下である、ブルー相を発現する液晶組成物を用いると、高いコントラストを付与することができるため、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、一般式（Ｇ１）で表されるジオキソラン化合物、及びネマティック液晶を含みブルー相を発現する液晶組成物は、高速応答が可能であるため、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、又はテレビジョン受信機ともいう）、コンピュータ用などのモニタ、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、デジタルフォトフレーム、携帯電話機（携帯電話、携帯電話装置ともいう）、携帯型ゲーム機、携帯情報端末、音響再生装置、パチンコ機などの大型ゲーム機などが挙げられる。
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又は無線による通信ネットワークに接続することにより、一方向（送信者から受信者）又は双方向（送信者と受信者間、あるいは受信者間同士など）の情報通信を行うことも可能である。
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、本発明の一形態の液晶組成物を用いた液晶素子（実施例試料１Ａ、２Ａ及び１Ｂ、２Ｂ）と、比較例として本発明を適用しない液晶組成物を用いた液晶素子（比較例試料Ａ、Ｂ）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（実施例試料１Ａ、２Ａ及び１Ｂ、２Ｂ、及び比較例試料Ａ、Ｂ）に用いた液晶組成物の構成を表１に示す。表１では、割合（混合比）は全て重量比で表している。実施例試料１Ａ、２Ａ、及び比較例試料Ａは、液晶及びカイラル剤を含む液晶組成物を用いた液晶素子であり、実施例試料１Ｂ、２Ｂ、及び比較例試料Ｂは、実施例試料１Ａ、２Ａ、及び比較例試料Ａに、重合性モノマー及び重合開始剤を添加した液晶組成物を用いた液晶素子である。
実施例試料１Ａ、２Ａ及び１Ｂ、２Ｂ、及び比較例試料Ａ、Ｂにおいて、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）、液晶として、混合液晶Ｅ−８（株式会社ＬＣＣ製）、構造式（１０３）で表される４−（ｔｒａｎｓ−４−ｎ−ペンチルシクロヘキシル）安息香酸４−シアノ−３，５−ジフルオロフェニル（略称：ＣＰＥＰ−５ＦＣＮＦ）、構造式（１１４）で表される４−ｎ−プロピル安息香酸４−シアノ−３−フルオロフェニル（略称：ＰＥＰ−３ＣＮＦ）を用いた。
さらに、実施例試料１Ａ及び１Ｂでは液晶として、構造式（１５０）で表される４−ｎ−プロピル安息香酸３，５−ジフルオロ−４−（トリフルオロメチル）フェニル（略称：ＰＥＰ−３ＦＣＦ３Ｆ）、及び構造式（１１３）で表される４−ｎ−（ｔｒａｎｓ＊−４−ｎ−ペンチルシクロヘキシル）安息香酸４−シアノ−３−フルオロフェニル（略称：ＣＰＥＰ−５ＣＮＦ）を、実施例試料２Ａ及び２ＢではＰＥＰ−３ＦＣＦ３Ｆ（略称）を、比較例試料Ａ、ＢではＣＰＥＰ−５ＣＮＦ（略称）をそれぞれ用いた。
構造式（１５０）で表されるＰＥＰ−３ＦＣＦ３Ｆ（略称）は、少なくとも１つの芳香環を含む複数の環が直接又は連結基を介して連結した構造の末端基として、３つの電子吸引基を有し、３つの電子吸引基のうち少なくとも一つはトリフルオロメチル基を含む化合物である。構造式（１５０）で表されるＰＥＰ−３ＦＣＦ３Ｆ（略称）化合物は、本明細書で開示する発明の構成の一形態であり、該化合物を含む液晶組成物、該液晶組成物を含む液晶表示装置も本明細書で開示する発明の構成の一形態である。ＰＥＰ−３ＦＣＦ３Ｆ（略称）の構造式を下記に示す。
実施例試料１Ｂ、２Ｂ、及び比較例試料Ｂにおいて、重合性モノマーとして非液晶性紫外線重合性であるメタクリル酸ドデシル（（ＤＭｅＡｃ）（略称）（東京化成工業株式会社製））、液晶性紫外線重合性である重合モノマーＲＭ２５７（シントンケミカルズ社製）、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。
実施例試料１Ｂ、２Ｂ、及び比較例試料Ｂにおいて、液晶組成物中の液晶及びカイラル剤の割合は液晶９０．５ｗｔ％、カイラル剤９．５ｗｔ％である。実施例試料１Ｂ、２Ｂ、及び比較例試料Ｂにおいて、液晶組成物中の液晶及びカイラル剤と重合性モノマーとの割合は、液晶及びカイラル剤９２ｗｔ％、重合性モノマー８ｗｔ％（ＤＭｅＡｃは４ｗｔ％、ＲＭ２５７は４ｗｔ％）である。また、実施例試料１Ｂ、２Ｂ、及び比較例試料Ｂにおいて、液晶組成物中の液晶、カイラル剤及び重合性モノマーと、重合開始剤との割合は、液晶、カイラル剤及び重合性モノマー９９．７ｗｔ％、重合開始剤０．３ｗｔ％である。
なお、実施例試料１Ａ、２Ａ及び１Ｂ、２Ｂ、及び比較例試料Ａ、Ｂにおいて、液晶中に含まれる少なくとも１つの芳香環を含む複数の環が直接又は連結基を介して連結した構造の末端基として、３つの電子吸引基を有し、３つの電子吸引基のうち少なくとも一つはトリフルオロメチル基を含む化合物（ＰＥＰ−３ＦＣＦ３Ｆ（略称））の割合は、実施例試料１Ａ、１Ｂでは１５ｗｔ％、実施例試料２Ａ、２Ｂでは２０ｗｔ％とした。なお、比較例試料Ａ、Ｂには、液晶中に含まれる少なくとも１つの芳香環を含む複数の環が直接又は連結基を介して連結した構造の末端基として、３つの電子吸引基を有し、３つの電子吸引基のうち少なくとも一つはトリフルオロメチル基を含む化合物（ＰＥＰ−３ＦＣＦ３Ｆ（略称））は含まなかった。
なお、本実施例で用いたＣＰＥＰ−５ＦＣＮＦ（略称）、ＣＰＥＰ−５ＣＮＦ（略称）、ＰＥＰ−３ＣＮＦ（略称）、ＲＭ２５７（シントンケミカルズ社製）、メタクリル酸ドデシル（（ＤＭｅＡｃ）（略称）（東京化成工業株式会社製））、ＤＭＰＡＰ（略称）（東京化成工業株式会社製）、及びＩＳＯ−（６ＯＢＡ）２（略称）（みどり化学株式会社製）の構造式を下記に示す。
実施例試料１Ａ、２Ａ及び１Ｂ、２Ｂ、及び比較例試料Ａ、Ｂの液晶素子は、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で示す材料及び割合で混合させた液晶組成物を基板間に注入して作製した。
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、放射照度１００ｍＷ／ｃｍ２の紫外線による９０秒間の照射処理を行い、その後１２０℃で１時間加熱処理を行った。
実施例試料１Ａ、２Ａ、及び比較例試料Ａの液晶素子の液晶組成物の反射スペクトルの評価を行った。評価には、偏光顕微鏡（ＭＸ−６１Ｌ オリンパス株式会社製）、温調器（ＨＣＳ３０２−ＭＫ１０００ ＩＮＳＴＥＣ社製）、及び顕微分光システム（ＬＶｍｉｃｒｏＵＶ／ＶＩＳ 株式会社ラムダビジョン製）を用いた。
まず、実施例試料１Ａ、２Ａ、及び比較例試料Ａの液晶素子の液晶組成物を等方相とした後、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。
偏光顕微鏡における上記観察の測定条件は、測定モードは反射、偏光子はクロスニコル、倍率は５０倍〜２００倍であった。
次に、実施例試料１Ａ、２Ａ、及び比較例試料Ａの液晶素子において、ブルー相を発現する温度範囲内の任意の温度で恒温とし、顕微分光システムにて液晶組成物の反射光強度のスペクトルを測定した。
顕微分光システムの測定モードは、反射、偏光子はクロスニコル、測定領域は１２μｍφ、測定波長は２５０ｎｍ〜８００ｎｍとした。測定領域が狭いため、顕微分光システムのモニタにてブルー相の色が長波長となる領域を選定し、測定を行った。なお、測定時に画素電極層及び共通電極層の影響を受けないように、電極層が形成されていない対向基板となるガラス基板側から測定を行った。
図６に実施例試料１Ａ、２Ａ、及び比較例試料Ａの各液晶素子の液晶組成物の反射光強度のスペクトル（実施例試料１Ａは太い点線、実施例試料２Ａは太い実線、比較例試料Ａは細い実線）を示す。実施例試料１Ａ、２Ａ、及び比較例試料Ａの各液晶素子の液晶組成物の反射スペクトルにおける最も長波長側の回折波長のピークを検出した。
本実施例においても検出した反射スペクトルにおける回折波長のピークは、最も長波長側に出現するピークの最大値である。
本発明の一形態である実施例試料１Ａ、２Ａの反射スペクトルにおける最も長波長側の回折波長のピークは、実施例試料１Ａでは３８３ｎｍ、実施例試料２Ａでは３６６ｎｍとなり、実施例試料１Ａ、２Ａの回折波長のピークは、４２０ｎｍ以下であった。よって、液晶中に含まれる少なくとも１つの芳香環を含む複数の環が直接又は連結基を介して連結した構造の末端基として、３つの電子吸引基を有し、３つの電子吸引基のうち少なくとも一つはトリフルオロメチル基を含む化合物であるＰＥＰ−３ＦＣＦ３Ｆ（略称）を含む実施例試料１Ａ、２Ａの液晶素子の液晶組成物の反射スペクトルにおける回折波長のピークが４２０ｎｍ以下であり、液晶組成物の捩れ力が強いことが確認できた。
一方、比較例試料Ａの反射スペクトルにおける最も長波長側の回折波長のピークは４５０ｎｍより長波長の４６９ｎｍであり、実施例試料よりも液晶組成物の捩れ力が弱いことを示す結果となった。
実施例試料１Ｂ、２Ｂ、及び比較例試料Ｂの各液晶素子は高分子安定化処理を行った。高分子安定化処理は、実施例試料１Ｂ、２Ｂ、及び比較例試料Ｂの各液晶素子の液晶組成物を、ブルー相を発現する温度範囲の任意の温度で恒温とし、紫外線（ピーク波長３６５ｎｍ、放射照度１．５ｍＷ／ｃｍ２）を、３０分間照射することにより行った。なお、高分子安定化処理によって、実施例試料１Ｂ、２Ｂ、及び比較例試料Ｂの液晶組成物中に含まれる重合性モノマーが重合し、実施例試料１Ｂ、２Ｂ、及び比較例試料Ｂは、有機樹脂を含む液晶組成物を有する液晶素子となる。
次に、高分子安定化処理を行った液晶組成物を有する実施例試料１Ｂ、２Ｂ、及び比較例試料Ｂの液晶素子において、室温にて顕微分光システムにより液晶組成物の反射光強度のスペクトルを測定した。
図７に実施例試料１Ｂ、２Ｂ、及び比較例試料Ｂの各液晶素子の液晶組成物の反射光強度のスペクトル（実施例試料１Ｂは太い点線、実施例試料２Ｂは太い実線、比較例試料Ｂは細い実線）を示す。実施例試料１Ｂ、２Ｂ、及び比較例試料Ｂの各液晶素子の液晶組成物の反射スペクトルにおける最も長波長側の回折波長のピークを検出した。
本発明の一形態である実施例試料１Ｂ、２Ｂの反射スペクトルにおける最も長波長側の回折波長のピークは、実施例試料１Ｂでは４１０ｎｍ、実施例試料２Ｂでは３８５ｎｍであり、実施例試料１Ｂ、２Ｂの回折波長のピークは４２０ｎｍ以下であった。よって、高分子安定化処理を行った液晶組成物を有する液晶素子においても反射スペクトルにおける回折波長のピークが４２０ｎｍ以下であり、液晶中に含まれる少なくとも１つの芳香環を含む複数の環が直接又は連結基を介して連結した構造の末端基として、３つの電子吸引基を有し、３つの電子吸引基のうち少なくとも一つはトリフルオロメチル基を含む化合物であるＰＥＰ−３ＦＣＦ３Ｆ（略称）を含む実施例試料１Ｂ、２Ｂの液晶組成物の捩れ力が強いことが確認できた。
一方、比較例試料Ｂの反射スペクトルにおける最も長波長側の回折波長のピークは４５０ｎｍより長波長の５２３ｎｍであり、高分子安定化処理を行った液晶組成物を有する液晶素子においても液晶組成物の捩れ力が弱いことを示す結果となった。
また、実施例試料１Ｂ、２Ｂ、及び比較例試料Ｂの各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（ＲＥＴＳ１００＋ＶＴ測定システム 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、実施例試料１Ｂ、２Ｂ、及び比較例試料Ｂの各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８（Ａ）（Ｂ）に実施例試料１Ｂ、２Ｂ、及び比較例試料Ｂの各液晶素子の印加電圧と透過率の関係を示し、図９に実施例試料１Ｂ、２Ｂ、及び比較例試料Ｂの各液晶素子の印加電圧とコントラスト比の関係を示す。図８における透過率は、光源のみの光を１００％とした時の液晶素子を介した時の光の強度の割合である。図９の印加電圧に対するコントラスト比は、図８（Ａ）の透過率より算出した。具体的には電圧無印加時（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８（Ａ）（Ｂ）及び図９において、実施例試料１Ｂ、２Ｂ、及び比較例試料Ｂの各液晶素子の特性は、実施例試料１Ｂは太い点線、実施例試料２Ｂは太い実線、比較例試料Ｂは細い実線で示している。なお、図８（Ｂ）は図８（Ａ）における印加電圧０Ｖ〜１０Ｖの範囲を拡大して示した図である。
図８（Ａ）（Ｂ）に示すように、実施例試料１Ｂ、２Ｂの液晶素子は比較例試料Ｂの液晶素子と比べて印加電圧０Ｖの透過率が低い。これは図９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、実施例試料１Ｂ、２Ｂの液晶素子は比較例試料Ｂの液晶素子より高いコントラスト比を示している。
以上のように、液晶組成物の捩れ力が強いと、電圧無印加時（印加電圧が０Ｖ時）における液晶組成物の透過率を低く抑えることができるため、該液晶組成物を用いた液晶表示装置の高コントラスト化が可能となる。
従って、本発明の一形態である本実施例のブルー相を発現する液晶組成物を用いると、より高いコントラスト化を達成する液晶表示装置を提供することができる。
実施例１で使用した、ＣＰＥＰ−５ＦＣＮＦ（略称）、ＰＥＰ−３ＦＣＦ３Ｆ（略称）、ＣＰＥＰ−５ＣＮＦ（略称）、及びＰＥＰ−３ＣＮＦ（略称）の合成方法を以下に記載する。
＜４−（ｔｒａｎｓ−４−ｎ−ペンチルシクロヘキシル）安息香酸４−シアノ−３，５−ジフルオロフェニル（略称：ＣＰＥＰ−５ＦＣＮＦ）の合成方法＞
構造式（１０３）で表されるＣＰＥＰ−５ＦＣＮＦの合成スキームを下記（Ａ−１）に示す。
１．９ｇ（６．９ｍｍｏｌ）の４−（ｔｒａｎｓ−４−ｎ−ペンチルシクロへキシル）安息香酸と、１．１ｇ（７．１ｍｍｏｌ）の２，６−ジフルオロ−４−ヒドロキシベンゾニトリルと、０．１３ｍｇ（１．１ｍｍｏｌ）の４−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ）ピリジン（ＤＭＡＰ）と、７．０ｍＬ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１．５ｇ（７．８ｍｍｏｌ）の１−エチル−３−（３−ジメチルアミノプロピル）カルボジイミド 塩酸塩（ＥＤＣ）を加え、大気下、室温で２８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、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することにより、目的物である白色固体を収量２．０ｇ、収率６９％で得た。得られた白色固体２．０ｇをトレインサブリメーション法により昇華精製した。昇華精製は、圧力２．７Ｐａ、アルゴン流量５ｍＬ／ｍｉｎの条件で、白色固体を１５５℃で加熱して行った。昇華精製後、白色固体を１．８ｇ、回収率９０％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−（ｔｒａｎｓ−４−ｎ−ペンチルシクロヘキシル）安息香酸４−シアノ−３，５−ジフルオロフェニル（略称：ＣＰＥＰ−５ＦＣＮＦ）であることを確認した。
得られた物質（ＣＰＥＰ−５ＦＣＮＦ）の１Ｈ ＮＭＲデータを以下に示す。１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，３００ＭＨｚ）：δ（ｐｐｍ）＝０．９０（ｔ，３Ｈ）、１．０２−１．１３（ｍ，２Ｈ）、１．２０−１．３５（ｍ，９Ｈ）、１．４３−１．５４（ｍ，２Ｈ）、１．８９−１．９３（ｍ，４Ｈ）、２．５４−２．６２（ｍ，１Ｈ）、７．０５（ｄ，２Ｈ）、７．３７（ｄ，２Ｈ）、８．０６（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。
＜４−ｎ−プロピル安息香酸３，５−ジフルオロ−４−（トリフルオロメチル）フェニル（略称：ＰＥＰ−３ＦＣＦ３Ｆ）の合成方法＞
構造式（１５０）で表されるＰＥＰ−３ＦＣＦ３Ｆの合成スキームを下記（Ｚ−１）に示す。
４．１５ｇ（２５．２ｍｍｏｌ）の４−ｎ−プロピル安息香酸と、５．００ｇ（２５．２ｍｍｏｌ）の３，５−ジフルオロ−４−（トリフルオロメチル）フェノールと、４６０ｍｇ（３．８０ｍｍｏｌ）の４−ジメチルアミノピリジンと、１００ｍＬのジクロロメタンを３００ｍＬのナスフラスコに加え、攪拌した。この混合物に５．３２ｇ（２７．７ｍｍｏｌ）の１−エチル−３−（３−ジメチルアミノプロピル）カルボジイミド塩酸塩（ＥＤＣ）を加え、大気下、室温で１５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７．１１ｇ、収率８２．０％で得た。
得られた白色固体をトレインサブリメーション法により昇華精製した。昇華精製は、圧力２．８Ｐａ、アルゴン流量１０ｍＬ／ｍｉｎの条件で、白色固体を７５℃で加熱して行った。昇華精製後、白色固体を収量２．０２ｇ、回収率２８％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−ｎ−プロピル安息香酸３，５−ジフルオロ−４−（トリフルオロメチル）フェニル（略称：ＰＥＰ−３ＦＣＦ３Ｆ）であることを確認した。
得られた物質（ＰＥＰ−３ＦＣＦ３Ｆ）の１Ｈ ＮＭＲデータを以下に示す。１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３、３００ＭＨｚ）：δ（ｐｐｍ）＝０．９５（ｔ、３Ｈ）、１．６８（ｓｅｘｔ、２Ｈ）、２．６８（ｔ、２Ｈ）、６．９７（ｄ、２Ｈ）、７．３２（ｄ、２Ｈ）、８．０５（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。
＜４−（ｔｒａｎｓ−４−ｎ−ペンチルシクロヘキシル）安息香酸４−シアノ−３−フルオロフェニル（略称：ＣＰＥＰ−５ＣＮＦ）合成方法＞
構造式（１１３）で表されるＣＰＥＰ−５ＣＮＦの合成スキームを下記（Ｆ−１）に示す。
２．２ｇ（８．０ｍｍｏｌ）の４−（ｔｒａｎｓ−４−ｎ−ペンチルシクロへキシル）安息香酸と、１．１ｇ（８．０ｍｍｏｌ）の２−フルオロ−４−ヒドロキシベンゾニトリルと、０．１５ｇ（１．２ｍｍｏｌ）の４−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ）ピリジン（ＤＭＡＰ）と、８．０ｍＬ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１．７ｇ（８．９ｍｍｏｌ）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２８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、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することにより、目的物の白色固体を収量２．５ｇ、収率８１％で得た。
得られた白色固体２．５ｇをトレインサブリメーション法により昇華精製した。昇華精製は、圧力２．５Ｐａ、アルゴン流量５ｍＬ／ｍｉｎの条件で、白色固体を１５５℃で加熱して行った。昇華精製後、白色固体を２．１ｇ、回収率８４％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−（ｔｒａｎｓ−４−ｎ−ペンチルシクロヘキシル）安息香酸４−シアノ−３−フルオロフェニル（略称：ＣＰＥＰ−５ＣＮＦ）であることを確認した。
得られた物質（ＣＰＥＰ−５ＣＮＦ）の１Ｈ ＮＭＲデータを以下に示す。１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，３００ＭＨｚ）：δ（ｐｐｍ）＝０．９０（ｔ，３Ｈ）、１．０２−１．１３（ｍ，２Ｈ）、１．２０−１．３５（ｍ，９Ｈ）、１．４３−１．５６（ｍ，２Ｈ）、１．８９−１．９３（ｍ，４Ｈ）、２．５４−２．６２（ｍ，１Ｈ）、７．１６−７．２２（ｍ，２Ｈ）、７．３７（ｄ，２Ｈ）、７．６６−７．７２（ｍ，１Ｈ）、８．０８（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。
＜４−ｎ−プロピル安息香酸４−シアノ−３−フルオロフェニル（略称：ＰＥＰ−３ＣＮＦ）の合成方法＞
構造式（１１４）で表されるＰＥＰ−３ＣＮＦの合成スキームを下記（Ｇ−１）に示す。
１．７ｇ（１０．６ｍｍｏｌ）の４−ｎ−プロピル安息香酸と、１．５ｇ（１０．６ｍｍｏｌ）の２−フルオロ−４−ヒドロキシベンゾニトリルと、１９５ｍｇ（１．６ｍｍｏｌ）の４−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ）ピリジン（ＤＭＡＰ）と、１０．６ｍＬ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２．２ｇ（１１．７ｍｍｏｌ）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）を加えた。この混合物を大気下、室温で１５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、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、濾液を濃縮して無色油状物を得た。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；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無色油状物を得た。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、目的物の無色油状物を２．４７ｇ、収率８２％で得た。
得られた無色油状物をトレインサブリメーション法により昇華精製した。昇華精製は、圧力２．０Ｐａ、アルゴン流量１０ｍＬ／ｍｉｎの条件で、無色油状物を１５０℃で加熱して行った。昇華精製後、無色油状物を収量０．７８ｇ、回収率２６％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−ｎ−プロピル安息香酸４−シアノ−３−フルオロフェニル（略称：ＰＥＰ−３ＣＮＦ）であることを確認した。
得られた物質（ＰＥＰ−３ＣＮＦ）の１Ｈ ＮＭＲデータを以下に示す。１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３、３００ＭＨｚ）：δ（ｐｐｍ）＝０．９７（ｔ、３Ｈ）、１．６３−１．７６（ｍ、２Ｈ）、２．７０（ｔ、２Ｈ）、７．１７−７．２３（ｍ、２Ｈ）、７．３４（ｄ、２Ｈ）、７．６７−７．７２（ｍ、１Ｈ）、８．０８（ｄ、２Ｈ）。また、１Ｈ ＮＭＲチャートを図１３に示す。なお、図１３（Ｂ）は、図１３（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１３（Ｃ）は、図１３（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。

Claims (11)

  1. 少なくとも１つの芳香環を含む複数の環が直接又は連結基を介して連結した構造の末端基として、３つの電子吸引基を有する化合物を含む液晶及びカイラル剤を有し、
    前記３つの電子吸引基のうち少なくとも一つはトリフルオロメチル基を含み、
    反射スペクトルにおける最も長波長側の回折波長のピークが４５０ｎｍ以下であり、
    ブルー相を発現することを特徴とする液晶組成物。
  2. 請求項１において、前記複数の環はシクロアルカンを含むことを特徴とする液晶組成物。
  3. 請求項１又は請求項２において、前記電子吸引基はベンゼン環に置換していることを特徴とする液晶組成物。
  4. 請求項１乃至３のいずれか一項において、前記前記３つの電子吸引基のうち少なくとも一つはフッ素であることを特徴とする液晶組成物。
  5. 請求項１乃至４のいずれか一項において、前記前記３つの電子吸引基のうち少なくとも一つはシアノ基であることを特徴とする液晶組成物。
  6. 請求項１乃至５のいずれか一項において、前記回折波長のピークが４２０ｎｍ以下であることを特徴とする液晶組成物。
  7. 請求項１乃至６のいずれか一項において、前記カイラル剤が液晶組成物中に含まれる割合は１０ｗｔ％以下であることを特徴とする液晶組成物。
  8. 請求項１乃至７いずれか一項に記載の液晶組成物を有することを特徴とする液晶表示装置。
  9. 請求項８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。
  10. 請求項９において、前記液晶組成物の反射スペクトルにおける最も長波長側の回折波長のピークが４５０ｎｍ以下であることを特徴とする液晶表示装置。
  11. 請求項９において、前記液晶組成物の反射スペクトルにおける最も長波長側の回折波長のピークが４２０ｎｍ以下であることを特徴とする液晶表示装置。
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