JP6683253B2 - 液晶媒体をホモジニアス配向させる低分子極性化合物、およびそれを含有する液晶媒体 - Google Patents

Description

本発明は、液晶媒体を基板に対してホモジニアス配向させる低分子極性化合物（以下、単に「極性化合物」ともいう）、それを含有する液晶媒体に関する。

液晶表示素子では基板に配向膜を設けたり配向処理（偏光ＵＶ照射やラビングなど）を施したりすることによって、液晶セル中の液晶媒体を配向させる。

これに対して、このような配向処理を施さなくても液晶媒体に極性化合物等を添加することによって液晶媒体を配向させる技術は報告されている（特許文献１）。ここで報告されているのはホメオトロピック配向（垂直配向）させる技術である。

一方、液晶媒体をホモジニアス配向させる技術としては、アゾベンゼン骨格をもつ重合性デンドリマーを用いる技術（非特許文献１）や重合性化合物を用いる技術（非特許文献２）があり、これらは配向膜を用いていないが偏光ＵＶ照射やラビングなどの配向処理が必要である。

特表２０１３−５４３５２６号公報 特開２００３−２８７７５５号公報

Mol. Cryst. Liq. Cryst., Volume 610, Issue 1, 2015, Page 201-209 Society for Information Display International Symposium (2014), 45(1), 1418-1420

本発明は上記状況に鑑みてなされたものであり、従来用いられてきた液晶媒体を配向させるための配向膜または偏光ＵＶ照射やラビング等の配向処理を必要とすることなく、液晶媒体を基板に対してホモジニアス配向させることができる低分子極性化合物、それを含有する液晶媒体を提供することを目的とする。

本発明者らは、上記課題を解決すべく種々検討した結果、好ましくは特定構造の無極性基と極性基とからなる低分子極性化合物により、上記目的を達することができることを見いだし、本発明を完成するに至った。

項１． 配向処理または配向膜が施されておらず、かつ少なくとも一方に透明電極が形成された一対の基板の間に封入される液晶媒体であって、当該液晶媒体を基板に対してホモジニアス配向させる低分子極性化合物を含有し、基板に対して自発的にホモジニアス配向する、液晶媒体。

項２． 液晶媒体を基板に対してホモジニアス配向させる低分子極性化合物。

項３． １．３以上の順相逆相ＣＶ積を有することを特徴とする、項２に記載の低分子極性化合物。

項４． 下記一般式（２）または一般式（３）で表されることを特徴とする、項２または３に記載の低分子極性化合物。
上記式（２）および式（３）中、
Ｒ^４は水素、ハロゲンまたは炭素数１〜２０のアルキルであり、このＲ^４において、少なくとも１つの−ＣＨ_２−は独立して−Ｏ−または−Ｓ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの−（ＣＨ_２）_２−は−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられてもよく、これらの基において少なくとも１つの水素はハロゲンで置き換えられてもよく、
Ｐ^１、Ｐ^２、Ｐ^３およびＰ^４は、独立して、上記一般式（Ｑ−０）で表される基、または、炭素数１〜２５の直鎖状、分岐状または環状のアルキルであり、このＰ^１、Ｐ^２、Ｐ^３およびＰ^４において、少なくとも１つの隣接していない−ＣＨ_２−は、独立して、Ｎ、Ｏおよび／またはＳ原子が互いに直接連結しないようにして、−Ｎ（−Ｐ^０）−、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−または−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの第３級炭素（ＣＨ基）はＮで置き換えられてもよく、少なくとも１つの水素は独立してＦまたはＣｌで置き換えられてもよく、少なくとも１つの−（ＣＨ_２）_２−は独立して−ＣＨ＝ＣＨ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、ただし、Ｐ^１、Ｐ^２、Ｐ^３およびＰ^４はＮ、Ｓおよび／またはＯより選択される１個以上のヘテロ原子を含有し、
Ｐ^０は、独立して炭素数１〜２５の直鎖状、分岐状または環状のアルキルであり、このＰ^０において、少なくとも１つの隣接していない−ＣＨ_２−は、独立して、Ｎ、Ｏおよび／またはＳ原子が互いに直接連結しないようにして、−Ｎ（−Ｐ^０）−、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−または−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの第３級炭素（ＣＨ基）はＮで置き換えられてもよく、少なくとも１つの水素は独立してＦまたはＣｌで置き換えられてもよく、少なくとも１つの−（ＣＨ_２）_２−は独立して−ＣＨ＝ＣＨ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、ただし、Ｐ^０はＮ、Ｓおよび／またはＯより選択される１個以上のヘテロ原子を含有し、
上記式（Ｑ−０）中、Ｒ^１、Ｒ^２およびＲ^３は、独立して、水素、ハロゲンまたは炭素数１〜２０のアルキルであり、このＲ^１、Ｒ^２およびＲ^３において、少なくとも１つの−ＣＨ_２−は独立して−Ｏ−または−Ｓ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの−（ＣＨ_２）_２−は−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられてもよく、これらの基において少なくとも１つの水素はハロゲンで置き換えられてもよい。

項５． 項２〜４のいずれかに記載の低分子極性化合物の少なくとも１つを含有することを特徴とする、液晶組成物。

項６． 前記低分子極性化合物の順相逆相ＣＶ積とその含有量との積である総順相逆相ＣＶ積が０．０１以上であることを特徴とする、項５に記載の液晶組成物。

項７． 前記総順相逆相ＣＶ積と前記基板の表面自由エネルギーとの比（総順相逆相ＣＶ積／表面自由エネルギー（Ｎ/ｍ））が０．０２５〜１であることを特徴とする、項６に記載の液晶組成物。

項８． さらに下記一般式（５）〜（７）のいずれかで表される液晶性化合物の少なくとも１つを含有する、項５〜７のいずれかに記載の液晶組成物。
上記式（５）〜式（７）中、
Ｒ^１３は炭素数１〜１０のアルキルまたは炭素数２〜１０のアルケニルであり、このＲ^１３において、少なくとも１つの−ＣＨ_２−は−Ｏ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの水素はフッ素で置き換えられてもよく；
Ｘ^１１は、フッ素、塩素、−ＯＣＦ_３、−ＯＣＨＦ_２、−ＣＦ_３、−ＣＨＦ_２、−ＣＨ_２Ｆ、−ＯＣＦ_２ＣＨＦ_２、または−ＯＣＦ_２ＣＨＦＣＦ_３であり；
環Ｃ^１、環Ｃ^２および環Ｃ^３は独立して、１，４−シクロヘキシレン、少なくとも１つの水素がフッ素で置き換えられてもよい１，４−フェニレン、テトラヒドロピラン−２，５−ジイル、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、またはピリミジン−２，５−ジイルであり；
Ｚ^１４、Ｚ^１５およびＺ^１６は独立して、単結合、−（ＣＨ_２）_２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯＯ−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、または−（ＣＨ_２）_４−であり；
Ｌ^１１およびＬ^１２は独立して水素またはフッ素である。

項９． さらに下記一般式（８）で表される液晶性化合物を含有する、項５〜８のいずれかに記載の液晶組成物。
上記式（８）中、
Ｒ^１４は炭素数１〜１０のアルキルまたは炭素数２〜１０のアルケニルであり、このＲ^１４において、少なくとも１つの−ＣＨ_２−は−Ｏ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの水素はフッ素で置き換えられてもよく；
Ｘ^１２は−Ｃ≡Ｎまたは−Ｃ≡Ｃ−Ｃ≡Ｎであり；
環Ｄ^１は、１，４−シクロヘキシレン、少なくとも１つの水素がフッ素で置き換えられてもよい１，４−フェニレン、テトラヒドロピラン−２，５−ジイル、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、またはピリミジン−２，５−ジイルであり；
Ｚ^１７は、単結合、−（ＣＨ_２）_２−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯＯ−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−、または−ＣＨ_２Ｏ−であり；
Ｌ^１３およびＬ^１４は独立して水素またはフッ素であり；
ｉは、１、２、３、または４である。

項１０． さらに下記一般式（１６）〜（１８）のいずれかで表される液晶性化合物の少なくとも１つを含有する、項５〜９のいずれかに記載の液晶組成物。
上記式（１６）〜式（１８）中、
Ｒ^１１およびＲ^１２は独立して炭素数１〜１０のアルキル、炭素数１〜１０のアルコキシ、炭素数２〜１０のアルコキシアルキル、炭素数２〜１０のアルケニルまたはジフルオロビニルであり；
環Ｂ^１、環Ｂ^２、環Ｂ^３および環Ｂ^４は独立して、１，４−シクロヘキシレン、１，４−フェニレン、２−フルオロ−１，４−フェニレン、２，５−ジフルオロ−１，４−フェニレン、またはピリミジン−２，５−ジイルであり；
Ｚ^１１、Ｚ^１２およびＺ^１３は独立して、単結合、−（ＣＨ_２）_２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、または−ＣＯＯ−である。

項１１． さらに下記一般式（１９）で表される重合性化合物を含有する、項５〜１０のいずれかに記載の液晶組成物。
上記式（１９）中、
環Ｆおよび環Ｉは独立して、シクロヘキシル、シクロヘキセニル、フェニル、１−ナフチル、２−ナフチル、テトラヒドロピラン−２−イル、１，３−ジオキサン−２−イル、ピリミジン−２−イル、またはピリジン−２−イルであり、これらの環において、少なくとも１つの水素は、独立して、ハロゲン、炭素数１〜１２のアルキル、炭素数１〜１２のアルコキシ、または少なくとも１つの水素がハロゲンで置き換えられた炭素数１〜１２のアルキルで置き換えられてもよく；
環Ｇは、１，４−シクロへキシレン、１，４−シクロヘキセニレン、１，４−フェニレン、ナフタレン−１，２−ジイル、ナフタレン−１，３−ジイル、ナフタレン−１，４−ジイル、ナフタレン−１，５−ジイル、ナフタレン−１，６−ジイル、ナフタレン−１，７−ジイル、ナフタレン−１，８−ジイル、ナフタレン−２，３−ジイル、ナフタレン−２，６−ジイル、ナフタレン−２，７−ジイル、テトラヒドロピラン−２，５−ジイル、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、ピリミジン−２，５−ジイル、またはピリジン−２，５−ジイルであり、これらの環において、少なくとも１つの水素は、独立して、ハロゲン、炭素数１〜１２のアルキル、炭素数１〜１２のアルコキシ、または少なくとも１つの水素がハロゲンで置き換えられた炭素数１〜１２のアルキルで置き換えられてもよく；
Ｚ^２２およびＺ^２３は独立して単結合または炭素数１〜１０のアルキレンであり、このＺ^２２およびＺ^２３において、少なくとも１つの−ＣＨ_２−は、独立して、−Ｏ−、−ＣＯ−、または−ＣＯＯ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの−ＣＨ_２ＣＨ_２−は、独立して、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ（ＣＨ_３）＝ＣＨ−、または−Ｃ（ＣＨ_３）＝Ｃ（ＣＨ_３）−で置き換えられてもよく、これらの基において少なくとも１つの水素はフッ素または塩素で置き換えられてもよく；
Ｑ^１、Ｑ^２およびＱ^３は独立して重合性基であり；
Ｓｐ^１、Ｓｐ^２およびＳｐ^３は独立して単結合または炭素数１〜１０のアルキレンであり、このＳｐ^１、Ｓｐ^２およびＳｐ^３において、少なくとも１つの−ＣＨ_２−は、独立して、−Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、または−ＯＣＯＯ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの−ＣＨ_２ＣＨ_２−は、独立して、−ＣＨ＝ＣＨ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、これらの基において少なくとも１つの水素は独立してフッ素または塩素で置き換えられてもよく；
ｄは０、１、または２であり；
ｅ、ｆ、およびｇは独立して０、１、２、３、または４であり、そしてｅ、ｆ、およびｇの和は１以上である。

項１２． 上記一般式（１９）において、Ｑ^１、Ｑ^２およびＱ^３が独立して下記一般式（Ｑ−１）〜（Ｑ−５）のいずれかで表される重合性基である、項１１に記載の液晶組成物。
上記式（Ｑ−１）〜式（Ｑ−５）において、Ｍ^１、Ｍ^２およびＭ^３は独立して、水素、フッ素、炭素数１〜５のアルキル、または少なくとも１つの水素がハロゲンで置き換えられた炭素数１〜５のアルキルである。

項１３． 前記一般式（１９）で表される重合性化合物が、下記一般式（１９−１）〜（１９−７）のいずれかで表される重合性化合物である、項１１に記載の液晶組成物。
上記式（１９−１）〜式（１９−７）中、
Ｌ^２１、Ｌ^２２、Ｌ^２３、Ｌ^２４、Ｌ^２５、Ｌ^２６、Ｌ^２７およびＬ^２８は独立して、水素、フッ素、またはメチルであり；
Ｓｐ^１、Ｓｐ^２およびＳｐ^３は独立して単結合または炭素数１〜１０のアルキレンであり、このＳｐ^１、Ｓｐ^２およびＳｐ^３において、少なくとも１つの−ＣＨ_２−は、独立して、−Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、または−ＯＣＯＯ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの−（ＣＨ_２）_２−は独立して−ＣＨ＝ＣＨ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、これらの基において少なくとも１つの水素は独立してフッ素または塩素で置き換えられてもよく；
Ｑ^４、Ｑ^５およびＱ^６は独立して、下記一般式（Ｑ−１）〜式（Ｑ−３）のいずれかで表される重合性基であり、ここでＭ^１、Ｍ^２およびＭ^３は独立して、水素、フッ素、炭素数１〜５のアルキル、または少なくとも１つの水素がハロゲンで置き換えられた炭素数１〜５のアルキルである。

項１４． さらに、重合開始剤、重合禁止剤、光学活性化合物、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、熱安定剤および消泡剤から選択される少なくとも１つを含有する、項５〜１３のいずれかに記載の液晶組成物。

低分子の添加剤により液晶媒体をホモジニアス配向させることができる技術はこれまでになく、本願発明の好ましい態様によれば特定の低分子極性化合物を添加するだけで液晶媒体をホモジニアス配向させることができ、従来の液晶を配向させるための配向膜や配向処理を不要とすることができる。この結果、例えばＦＦＳなどの横電界を用いるモードのポリイミドレス化が可能となる。

実施例１の電圧−透過率曲線である。

この明細書における用語の使い方は次のとおりである。「液晶媒体」とは、液晶表示素子または装置に用いられる液晶または液晶性のものであり、以下に限定されるわけではないが、例えば液晶性化合物、液晶組成物、高分子液晶等である。「液晶組成物」および「液晶表示素子」の用語をそれぞれ「組成物」および「素子」と略すことがある。「液晶表示素子」は液晶表示パネルおよび液晶表示モジュールの総称である。「液晶性化合物」は、ネマチック相、スメクチック相などの液晶相を有する化合物および液晶相を有しないが、ネマチック相の温度範囲、粘度、誘電率異方性のような特性を調節する目的で組成物に混合される化合物の総称である。この化合物は、例えば１，４−シクロヘキシレンや１，４−フェニレンのような六員環を有し、その分子構造は棒状（rod like）である。「重合性化合物」は、組成物中に重合体を生成させる目的で添加する化合物である。「低分子」とは、「高分子」でないものをいう。「高分子」とは、重合反応が可能な構造を持つ化合物が、重合反応によって生成したモノマー単位の繰り返し構造を持つものである。重合反応ではない反応で合成され、モノマー単位の繰り返し構造を待たない高分子量の化合物は低分子である。また、重合反応が可能な構造を持つ化合物であって、重合前の化合物は低分子である。

液晶組成物は、複数の液晶性化合物を混合することによって調製される。液晶性化合物の割合（含有量）は、この液晶組成物の重量に基づいた重量百分率（重量％）で表される。この液晶組成物に、重合性化合物、重合開始剤、重合禁止剤、光学活性化合物、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、熱安定剤、消泡剤、色素のような添加物が必要に応じて添加される。添加物の割合（添加量）は、液晶性化合物の割合と同様に、液晶組成物の重量に基づいた重量百分率（重量％）で表される。重量百万分率（ｐｐｍ）が用いられることもある。重合開始剤および重合禁止剤の割合は、例外的に重合性化合物の重量に基づいて表される。

例として式（Ｘ）で表される化合物は、式（Ｘ）で表される１つの化合物、２つの化合物の混合物、または３つ以上の化合物の混合物を意味する。六角形で囲んだＢ^１、Ｃ^１、Ｆなどの記号はそれぞれ環Ｂ^１、環Ｃ^１、環Ｆなどに対応する。六角形は、シクロヘキサン環やベンゼン環のような六員環またはナフタレン環のような縮合環を表す。この六角形を横切る斜線は、環上の任意の水素が−Ｓｐ^１−Ｑ^１などの基で置き換えられてもよいことを表す。ｅなどの添え字は、置き換えられた基の数を示す。添え字が０のとき、そのような置き換えはない。

末端基の記号（例えばＲに上付き添え字）を複数の成分化合物に用いた。これらの化合物において、任意の２つの同記号の末端基が表す２つの基は、同一であってもよいし、または異なってもよい。例えば、化合物（Ｙ）の末端基がエチルであり、化合物（Ｚ）の同記号の末端基がエチルであるケースがある。化合物（Ｙ）の末端基がエチルであり、化合物（Ｚ）の同記号の末端基がプロピルであるケースもある。このルールは、他の末端基、環、結合基などの記号にも適用される。式（８）において、ｉが２のとき、２つの環Ｄ^１が存在する。この化合物において、２つの環Ｄ^１が表す２つの基は、同一であってもよいし、または異なってもよい。このルールは、ｉが２より大きいときの任意の２つの環Ｄ^１にも適用される。このルールは、他の環、結合基などの記号にも適用される。

「少なくとも１つの‘Ｘ’」の表現は、‘Ｘ’の数は任意であることを意味する。「少なくとも１つの‘Ｘ’は、‘Ｙ’で置き換えられてもよい」の表現は、‘Ｘ’の数が１つのとき、‘Ｘ’の位置は任意であり、‘Ｘ’の数が２つ以上のときも、それらの位置は制限なく選択できる。このルールは、「少なくとも１つの‘Ｘ’が、‘Ｙ’で置き換えられた」の表現にも適用される。「少なくとも１つのＸが、Ｙ、Ｚ、またはＷで置き換えられてもよい」という表現は、少なくとも１つのＸがＹで置き換えられた場合、少なくとも１つのＸがＺで置き換えられた場合、および少なくとも１つのＸがＷで置き換えられた場合、さらに複数のＸがＹ、Ｚ、Ｗの少なくとも２つで置き換えられた場合を含むことを意味する。例えば、少なくとも１つの−ＣＨ_２−（または、−（ＣＨ_２）_２−）が−Ｏ−（または、−ＣＨ＝ＣＨ−）で置き換えられてもよいアルキルには、アルキル、アルケニル、アルコキシ、アルコキシアルキル、アルコキシアルケニル、アルケニルオキシアルキルが含まれる。なお、連続する２つの−ＣＨ_２−が−Ｏ−で置き換えられて、−Ｏ−Ｏ−のようになることは好ましくない。液晶性化合物においては、アルキルなどにおいて、メチル部分（−ＣＨ_２−Ｈ）の−ＣＨ_２−が−Ｏ−で置き換えられて−Ｏ−Ｈになることは好ましくない。

ハロゲンはフッ素、塩素、臭素、またはヨウ素を意味する。好ましいハロゲンは、フッ素または塩素である。さらに好ましいハロゲンはフッ素である。アルキルは、直鎖状または分岐状であり、断りがない限りは環状アルキルを含まない。直鎖状アルキルは、一般的に分岐状アルキルよりも好ましい。これらのことは、アルコキシ、アルケニルなどの末端基についても同様である。１，４−シクロヘキシレンに関する立体配置は、ネマチック相の上限温度を上げるためにシスよりもトランスが好ましい。２−フルオロ−１，４−フェニレンは、下記の２つの二価基を意味する。化学式において、フッ素は左向き（Ｌ）であってもよいし、右向き（Ｒ）であってもよい。このルールは、テトラヒドロピラン−２，５−ジイルのような、環から水素を２つ除くことによって生成した非対称な二価基にも適用される。

本発明は、配向処理または配向膜が施されておらず、かつ少なくとも一方に透明電極が形成された一対の基板の間に封入される液晶媒体であって、当該液晶媒体を基板に対してホモジニアス配向させる低分子極性化合物を含有し、基板に対して自発的にホモジニアス配向する液晶媒体に関する。すなわち、本発明は、基板に対して自発的にホモジニアス配向する液晶または液晶性のもの、例えば基板に対して自発的にホモジニアス配向する液晶性化合物、液晶組成物、高分子液晶等に関する。以下、本発明を構成する各要素について詳細に説明する。

１．低分子極性化合物
本発明の極性化合物は、液晶媒体を基板に対してホモジニアス配向させる極性化合物であり、低分子である。ここで液晶セルは液晶媒体を配向させるための配向処理または配向膜を施していない２枚の基板（少なくとも一方の基板には透明電極が形成されている）とその間に挟持された液晶媒体とから構成され、液晶媒体に添加された極性化合物により当該液晶媒体は当該基板に対してホモジニアス配向する。ホモジニアス配向とは、液晶媒体が基板面と平行に配向することに加えて、基板面と平行な面内においても液晶媒体が配向していることを意味する。本発明の極性化合物の化学構造は好ましくは無極性基と極性基とから構成され、本発明は特定の原理に拘束されるわけではないが、当該極性基は基板や基板上に形成された電極と相互作用し、当該無極性基は液晶媒体と相互作用することで、液晶媒体を基板に対してホモジニアス配向させるものと考えられる。極性化合物は重合性基を有していてもよく、重合性基を有する極性化合物は液晶媒体を配向させると共に、紫外線照射等により重合および他の重合性化合物と共重合する。これによって、重合前の配向を安定化することができる。

１．１ 低分子極性化合物の順相逆相ＣＶ積
順相逆相ＣＶ積とは、ある１つの分子内にどの程度の極性基および無極性基が存在しているかを数値化したものであり、より電気的な偏りが大きい極性基およびより電気的な偏りが小さい無極性基が共存した化学構造を有する化合物はこの値が大きくなり、分子全体が中性的な化学構造を有する化合物は低くなる。

順相逆相ＣＶ積は、当該化合物を順相および逆相のＴＬＣで展開し、それぞれのＲｆ値（試料の展開距離／移動層の展開距離）の逆数ＣＶ値（１／Ｒｆ）の積として測定される。順相のＴＬＣで測定した際にＲｆ値が小さい化合物は極性基を有しており、逆相のＴＬＣで測定した際にＲｆ値が小さい化合物は無極性基を有している。この２つの特性は１つの化合物で同時に満たされることもあり、どちらも満たさないこともある。標準の測定方法として、順相のＴＬＣ測定では、メルク社製のＴＬＣ（シリカゲル ６０ Ｆ２５４）を用い、トルエンと酢酸エチルの混合溶媒（容積比で４：１）で展開させ、逆相のＴＬＣ測定では、メルク社製のＴＬＣ（シリカゲル ６０ ＲＰ−１８ Ｆ２５４ｓ）を用い、メタノールで展開させる。
順相逆相ＣＶ積＝１／Ｒｆ（ｐ）×１／Ｒｆ（ｎ）
Ｒｆ（ｐ）：順相でのＲｆ値
Ｒｆ（ｎ）：逆相でのＲｆ値

本発明の低分子極性化合物は１．３以上の順相逆相ＣＶ積を有することを特徴とし、好ましくは１．３〜５０．０の順相逆相ＣＶ積を有し、より好ましくは１．４〜１５．０の順相逆相ＣＶ積を有し、さらに好ましくは１．５〜６．０の順相逆相ＣＶ積を有する。順相逆相ＣＶ積をこれらの範囲内にすると、好ましい配向状態を得ることができ、添加量を抑制して液晶媒体の他の成分に由来する物性値に与える影響を小さくすることができ、またホモジニアス配向が得られる温度範囲等の条件範囲を広くすることができる。

本発明の低分子極性化合物は、液晶媒体を基板に対してホモジニアス配向させることができればその構造は特に限定されないが、具体的な構造を以下に例示する。

１．２ 一般式（１）で表される低分子極性化合物。
上記式（１）中、Ｍは炭素数１以上の無極性基であり、Ｐは極性基である。

上記一般式（１）において、Ｍは好ましくは炭素数１〜５０の無極性基であり、より好ましくは炭素数３〜３５の無極性基であり、さらに好ましくは炭素数４〜２５の無極性基であり、アルキル鎖、シクロへキシレンおよびフェニレンなどを組み合わせた基であることが特に好ましい。

上記一般式（１）において、Ｐは、好ましくは、独立して炭素数１〜２５の直鎖状、分岐状または環状のアルキルであり、このＰにおいて、少なくとも１つの隣接していない−ＣＨ_２−は、独立して、Ｎ、Ｏおよび／またはＳ原子が互いに直接連結しないようにして、−Ｎ（−Ｐ^０）−、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−または−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの第３級炭素（ＣＨ基）はＮで置き換えられてもよく、少なくとも１つの水素は独立してＦまたはＣｌで置き換えられてもよく、少なくとも１つの−（ＣＨ_２）_２−は独立して−ＣＨ＝ＣＨ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、ただしＰはＮ、Ｓおよび／またはＯより選択される１個以上のヘテロ原子を含有する。Ｐは、より好ましくは、水酸基、アミノ基、カルボキシル基、スルホン基、エステル結合、アクリレート、メタクリレートなどである。

なお、「−Ｎ（−Ｐ^０）−」におけるＰ^０は、独立して炭素数１〜２５の直鎖状、分岐状または環状のアルキルであり、このＰ^０において、少なくとも１つの隣接していない−ＣＨ_２−は、独立して、Ｎ、Ｏおよび／またはＳ原子が互いに直接連結しないようにして、−Ｎ（−Ｐ^０）−、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−または−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの第３級炭素（ＣＨ基）はＮで置き換えられてもよく、少なくとも１つの水素は独立してＦまたはＣｌで置き換えられてもよく、少なくとも１つの−（ＣＨ_２）_２−は独立して−ＣＨ＝ＣＨ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、ただし、Ｐ^０はＮ、Ｓおよび／またはＯより選択される１個以上のヘテロ原子を含有する。

１．３ 一般式（２）または（３）で表される低分子極性化合物
上記一般式（１）の極性化合物の中でも以下の一般式（２）または（３）の極性化合物が好ましい。

上記式（２）および式（３）中、
Ｒ^４は水素、ハロゲンまたは炭素数１〜２０のアルキルであり、このＲ^４において、少なくとも１つの−ＣＨ_２−は独立して−Ｏ−または−Ｓ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの−（ＣＨ_２）_２−は−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられてもよく、これらの基において少なくとも１つの水素はハロゲンで置き換えられてもよく、
Ｐ^１、Ｐ^２、Ｐ^３およびＰ^４は、独立して、上記一般式（Ｑ−０）で表される基、または、炭素数１〜２５の直鎖状、分岐状または環状のアルキルであり、このＰ^１、Ｐ^２、Ｐ^３およびＰ^４において、少なくとも１つの隣接していない−ＣＨ_２−は、独立して、Ｎ、Ｏおよび／またはＳ原子が互いに直接連結しないようにして、−Ｎ（−Ｐ^０）−、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−または−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの第３級炭素（ＣＨ基）はＮで置き換えられてもよく、少なくとも１つの水素は独立してＦまたはＣｌで置き換えられてもよく、少なくとも１つの−（ＣＨ_２）_２−は独立して−ＣＨ＝ＣＨ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、ただし、Ｐ^１、Ｐ^２、Ｐ^３およびＰ^４はＮ、Ｓおよび／またはＯより選択される１個以上のヘテロ原子を含有し、
Ｐ^０は、独立して炭素数１〜２５の直鎖状、分岐状または環状のアルキルであり、このＰ^０において、少なくとも１つの隣接していない−ＣＨ_２−は、独立して、Ｎ、Ｏおよび／またはＳ原子が互いに直接連結しないようにして、−Ｎ（−Ｐ^０）−、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−または−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの第３級炭素（ＣＨ基）はＮで置き換えられてもよく、少なくとも１つの水素は独立してＦまたはＣｌで置き換えられてもよく、少なくとも１つの−（ＣＨ_２）_２−は独立して−ＣＨ＝ＣＨ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、ただし、Ｐ^０はＮ、Ｓおよび／またはＯより選択される１個以上のヘテロ原子を含有し、
上記式（Ｑ−０）中、Ｒ^１、Ｒ^２およびＲ^３は、独立して、水素、ハロゲンまたは炭素数１〜２０のアルキルであり、このＲ^１、Ｒ^２およびＲ^３において、少なくとも１つの−ＣＨ_２−は独立して−Ｏ−または−Ｓ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの−（ＣＨ_２）_２−は−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられてもよく、これらの基において少なくとも１つの水素はハロゲンで置き換えられてもよい。

上記式（２）におけるＰ^１〜Ｐ^４、上記式（３）におけるＰ^１〜Ｐ^３は、好ましくは、アクリレートまたはメタクリレートであり、上記式（３）におけるＲ^１は、好ましくはアルキル、炭素数１〜３０のアルキル、炭素数１〜２０のアルキル、炭素数２〜１０のアルキルである。

上記式（２）または（３）の極性化合物の中でも以下の化学構造を有する極性化合物が好ましい。
上記一般式（２−１）におけるＲ^１は炭素数１〜４の直鎖状または環状のアルキルであり；
上記一般式（２−２）および式（３−１）におけるＲ^１、Ｒ^２、Ｒ^３およびＲ^４は、独立して、水素、ハロゲンまたは炭素数１〜２０のアルキルであり、このＲ^１、Ｒ^２、Ｒ^３およびＲ^４において、少なくとも１つの−ＣＨ_２−は独立して−Ｏ−または−Ｓ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの−（ＣＨ_２）_２−は−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられてもよく、これらの基において少なくとも１つの水素はハロゲンで置き換えられてもよい。

さらに好ましくは以下の化学構造を有する極性化合物である。

１．４ 一般式（４）で表される低分子極性化合物
上記一般式（１）の極性化合物の中でも以下の一般式（４）の極性化合物が好ましい。

上記式（４）中、
Ｒ^１は炭素数１〜１５のアルキルであり、このＲ^１において、少なくとも１つの−ＣＨ_２−は独立して−Ｏ−または−Ｓ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの−（ＣＨ_２）_２−は独立して−ＣＨ＝ＣＨ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、これらの基において少なくとも１つの水素はハロゲンで置き換えられてもよく；
環Ａ^１および環Ａ^４は、独立して、１，４−シクロへキシレン、１，４−シクロヘキセニレン、１，４−フェニレン、ナフタレン−２，６−ジイル、デカヒドロナフタレン−２，６−ジイル、１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル、テトラヒドロピラン−２，５−ジイル、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、ピリミジン−２，５−ジイル、ピリジン−２，５−ジイル、フルオレン−２，７−ジイル、フェナントレン−２，７−ジイル、アントラセン−２，６−ジイル、ペルヒドロシクロペンタ［ａ］フェナントレン−３，１７−ジイル、または２，３，４，７，８，９，１０，１１，１２，１３，１４，１５，１６，１７−テトラデカヒドロシクロペンタ［ａ］フェナントレン−３，１７−ジイルであり、これらの環において、少なくとも１つの水素は、独立して、フッ素、塩素、炭素数１〜１２のアルキル、炭素数２〜１２のアルケニル、炭素数１〜１１のアルコキシ、または炭素数２〜１１のアルケニルオキシで置き換えられてもよく、これらの基において少なくとも１つの水素は独立してフッ素または塩素で置き換えられてもよく；
Ｚ^１は単結合または炭素数１〜１０のアルキレンであり、このＺ^１において、少なくとも１つの−ＣＨ_２−は、独立して、−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、または−ＯＣＯＯ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの−（ＣＨ_２）_２−は独立して−ＣＨ＝ＣＨ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、これらの基において少なくとも１つの水素はハロゲンで置き換えられてもよく；
Ｓｐ^１は単結合または炭素数１〜１０のアルキレンであり、このＳｐ^１において、少なくとも１つの−ＣＨ_２−は、独立して、−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、または−ＯＣＯＯ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの−（ＣＨ_２）_２−は独立して−ＣＨ＝ＣＨ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、これらの基において少なくとも１つの水素はハロゲンで置き換えられてもよく；
Ｍ^１およびＭ^２は独立して、水素、ハロゲン、炭素数１〜５のアルキル、または少なくとも１つの水素がハロゲンで置き換えられた炭素数１〜５のアルキルであり；
ａは０、１、２、３、または４であり；
Ｒ^２は、下記一般式（１ａ）または一般式（１ｂ）で表される基であり：
上記式（１ａ）および式（１ｂ）中、
Ｓｐ^２およびＳｐ^３は独立して単結合または炭素数１〜１０のアルキレンであり、このＳｐ^２およびＳｐ^３において、少なくとも１つの−ＣＨ_２−は、独立して、−Ｏ−、−ＮＨ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、または−ＯＣＯＯ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの−（ＣＨ_２）_２−は独立して−ＣＨ＝ＣＨ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、これらの基において少なくとも１つの水素はハロゲンで置き換えられてもよく；
Ｓ^１は、＞ＣＨ−または＞Ｎ−であり；
Ｘ^１は、独立して、−ＯＨ、−ＮＨ_２、−ＯＲ^３、−Ｎ（Ｒ^３）_２、上記一般式（ｘ１）で表される基、−ＣＯＯＨ、−ＳＨ、−Ｂ（ＯＨ）_２、または−Ｓｉ（Ｒ^３）_３で表される基であり、ここでＲ^３は水素または炭素数１〜１０のアルキルであり、このＲ^３において、少なくとも１つの−ＣＨ_２−は−Ｏ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの−（ＣＨ_２）_２−は−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられてもよく、Ｘ^１において少なくとも１つの水素はハロゲンで置き換えられてもよく、上記一般式（ｘ１）中のｗは１、２、３または４である。

式（４）中、好ましい環Ａ^１または環Ａ^４は、１，４−シクロへキシレン、１，４−フェニレン、ペルヒドロシクロペンタ［ａ］フェナントレン−３，１７−ジイル、または２，３，４，７，８，９，１０，１１，１２，１３，１４，１５，１６，１７−テトラデカヒドロシクロペンタ［ａ］フェナントレン−３，１７−ジイルであり、これらの環において、少なくとも１つの水素はフッ素、または炭素数１から５のアルキルで置き換えられてもよい。さらに好ましい環Ａ^１または環Ａ^４は、１，４−シクロへキシレン、１，４−フェニレン、ペルヒドロシクロペンタ［ａ］フェナントレン−３，１７−ジイルであり、これらの環において、例えば、１−メチル−１，４−シクロへキシレン、２−エチル−１，４−シクロへキシレン、２−フルオロ−１，４−フェニレンのように、少なくとも１つの水素はフッ素、メチル、またはエチルで置き換えられてもよい。

式（４）中、好ましいＺ^１は、単結合、−（ＣＨ_２）_２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＯＣＨ_２−、または−ＣＦ＝ＣＦ−である。さらに好ましいＺ^１は、単結合、−（ＣＨ_２）_２−、または−ＣＨ＝ＣＨ−である。特に好ましいＺ^１は、単結合である。

式（４）中、好ましいＳｐ^１は、単結合、炭素数１〜５のアルキレン、または１つの−ＣＨ_２−が−Ｏ−で置き換えられた炭素数１〜５のアルキレンである。さらに好ましいＳｐ^１は、単結合、炭素数１〜３のアルキレン、または１つの−ＣＨ_２−が−Ｏ−で置き換えられた炭素数１〜３のアルキレンである。

式（４）中、好ましいＭ^１またはＭ^２は、水素、フッ素、メチル、エチル、またはトリフルオロメチルである。さらに好ましいＭ^１またはＭ^２は水素である。

式（４）中、好ましいａは、０、１、２、または３である。さらに好ましいａは、０、１、または２である。

式（１ａ）および式（１ｂ）中、好ましいＳｐ^２またはＳｐ^３は、炭素数１〜７のアルキレン、または１つの−ＣＨ_２−が−Ｏ−で置き換えられた炭素数１〜５のアルキレンである。さらに好ましいＳｐ^２またはＳｐ^３は、炭素数１〜５のアルキレン、または１つの−ＣＨ_２−が−Ｏ−で置き換えられた炭素数１〜５のアルキレンである。特に好ましいＳｐ^２またはＳｐ^３は、−ＣＨ_２−である。

式（１ａ）および式（１ｂ）中、好ましいＸ^１は、−ＯＨ、−ＮＨ_２、−ＯＲ^３、−Ｎ（Ｒ^３）_２、一般式（ｘ１）で表される基、または−Ｓｉ（Ｒ^３）_３で表される基であり、ここで、Ｒ^３は水素または炭素数１〜５のアルキルであり、このＲ^３において、少なくとも１つの−ＣＨ_２−は−Ｏ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの−（ＣＨ_２）_２−は−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられてもよく、これらの基において少なくとも１つの水素はフッ素で置き換えられてもよく、上記一般式（ｘ１）におけるｗは１、２、３または４である。さらに好ましいＸ^１は、−ＯＨ、−ＮＨ_２、または−Ｎ（Ｒ^３）_２である。特に好ましいＸ^１は−ＯＨである。

一般式（４）のより具体的な極性化合物として以下が挙げられる。

式（４−１）〜式（４−１０）中、
Ｒ^１は、炭素数１〜１０のアルキルであり；
Ｓｐ^１は単結合または炭素数１〜５のアルキレンであり、このＳｐ^１において少なくとも１つの−ＣＨ_２−は−Ｏ−で置き換えられてもよく、これらの基において少なくとも１つの水素はフッ素で置き換えられてもよく；
Ｓｐ^２は炭素数１〜５のアルキレンであり、このＳｐ^２において少なくとも１つの−ＣＨ_２−は−Ｏ−で置き換えられてもよく；
Ｌ^１、Ｌ^２、Ｌ^３、Ｌ^４およびＬ^５は独立して、水素、フッ素、メチル、またはエチルであり；
Ｙ^１およびＹ^２は独立して水素またはメチルである。

一般式（４）のより具体的な極性化合物として以下が挙げられる。

式（４−１１）〜式（４−２０）中、
Ｒ^１は、炭素数１〜１０のアルキルであり；
Ｓｐ^１は単結合または炭素数１〜５のアルキレンであり、このＳｐ^１において少なくとも１つの−ＣＨ_２−は−Ｏ−で置き換えられてもよく、これらの基において少なくとも１つの水素はフッ素で置き換えられてもよく；
Ｓｐ^２は炭素数１〜５のアルキレンであり、このＳｐ^２において少なくとも１つの−ＣＨ_２−は−Ｏ−で置き換えられてもよく；
Ｌ^１、Ｌ^２、Ｌ^３、Ｌ^４およびＬ^５は独立して、水素、フッ素、メチル、またはエチルであり；
Ｙ^１およびＹ^２は独立して水素またはメチルであり；
Ｒ^３は、水素、メチルまたはエチルである。

さらに好ましくは以下の化学構造を有する極性化合物である。

１．５ 低分子極性化合物の合成
上記一般式（１）で表される極性化合物、一般式（２）および（３）で表される極性化合物は無極性基と極性基との結合体であり、当業者に公知の有機合成の知見を利用すれば容易に合成することができる。

一般式（２）の低分子極性化合物
一般式（２）の極性化合物に分類される例えば上記一般式（２−１）の極性化合物や上記一般式（２−２）の極性化合物を合成する方法としては、以下のように、ペンタエリトリトールに任意のカルボン酸または酸クロライドをエステル化させることにより合成することができる。

一般式（３）の低分子極性化合物
また、一般式（３）の極性化合物に分類される例えば上記一般式（３−１）の極性化合物を合成する方法としては、以下のように、任意のアルデヒドにパラホルムアルデヒドを塩基性条件化で反応させトリオールを合成し、さらに任意のカルボン酸または酸クロライドをエステル化させることにより合成することができる。

一般式（４）の低分子極性化合物
上記一般式（４）で表される極性化合物も無極性基と極性基との結合体であり、当業者に公知の有機合成の知見を利用すれば容易に合成することができる。

結合基の生成
化合物（４）における結合基を生成する方法の例は、下記のスキームのとおりである。このスキームにおいて、ＭＳＧ^１（またはＭＳＧ^２）は、少なくとも１つの環を有する一価の有機基である。複数のＭＳＧ^１（またはＭＳＧ^２）が表す一価の有機基は、同一であってもよいし、または異なってもよい。化合物（１Ａ）から（１Ｇ）は、化合物（４）または化合物（４）の中間体に相当する。

（Ｉ）単結合の生成
アリールホウ酸（２１）と化合物（２２）を、炭酸塩、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム触媒の存在下で反応させ、化合物（１Ａ）を合成する。この化合物（１Ａ）は、化合物（２３）にｎ−ブチルリチウムを、次いで塩化亜鉛を反応させ、ジクロロビス（トリフェニルホスフィン）パラジウム触媒の存在下で化合物（２２）を反応させても合成される。

（ＩＩ）−ＣＯＯ−と−ＯＣＯ−の生成
化合物（２３）にｎ−ブチルリチウムを、次いで二酸化炭素を反応させ、カルボン酸（２４）を得る。このカルボン酸（２４）と、化合物（２１）から誘導したフェノール（２５）とをＤＣＣ（１，３−ジシクロヘキシルカルボジイミド）とＤＭＡＰ（４−ジメチルアミノピリジン）の存在下で脱水させて−ＣＯＯ−を有する化合物（１Ｂ）を合成する。この方法によって−ＯＣＯ−を有する化合物も合成する。

（ＩＩＩ）−ＣＦ_２Ｏ−と−ＯＣＦ_２−の生成
化合物（１Ｂ）をローソン試薬で硫黄化し、化合物（２６）を得る。化合物（２６）をフッ化水素ピリジン錯体とＮＢＳ（Ｎ−ブロモスクシンイミド）でフッ素化し、−ＣＦ_２Ｏ−を有する化合物（１Ｃ）を合成する。M. Kuroboshi et al., Chem. Lett., 1992，827.を参照。化合物（１Ｃ）は化合物（２６）をＤＡＳＴ（（ジエチルアミノ）サルファートリフルオリド）でフッ素化しても合成される。W. H. Bunnelle et al., J. Org. Chem. 1990, 55, 768.を参照。この方法によって−ＯＣＦ_２−を有する化合物も合成する。

（ＩＶ）−ＣＨ＝ＣＨ−の生成
化合物（２２）をｎ−ブチルリチウム、次いでＤＭＦ（Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド）と反応させてアルデヒド（２７）を得る。ホスホニウム塩（２８）とカリウムｔ−ブトキシドを反応させて発生させたリンイリドを、アルデヒド（２７）と反応させて化合物（１Ｄ）を合成する。反応条件によってはシス体が生成するので、必要に応じて公知の方法によりシス体をトランス体に異性化する。

（Ｖ）−（ＣＨ_２）_２−の生成
化合物（１Ｄ）をパラジウム炭素触媒の存在下で水素化し、化合物（１Ｅ）を合成する。

（ＶＩ）−Ｃ≡Ｃ−の生成
ジクロロパラジウムとヨウ化銅の触媒存在下で、化合物（２３）に２−メチル−３−ブチン−２−オールを反応させたのち、塩基性条件下で脱保護して化合物（２９）を得る。ジクロロビス（トリフェニルホスフィン）パラジウムとハロゲン化銅との触媒存在下、化合物（２９）を化合物（２２）と反応させて、化合物（１Ｆ）を合成する。

（ＶＩＩ）−ＣＨ_２Ｏ−と−ＯＣＨ_２−の生成
化合物（２７）を水素化ホウ素ナトリウムで還元して化合物（３０）を得る。これを臭化水素酸で臭素化して化合物（３１）を得る。炭酸カリウムの存在下、化合物（２５）と化合物（３１）を反応させて、化合物（１Ｇ）を合成する。この方法によって−ＯＣＨ_２−を有する化合物も合成する。

（ＶＩＩＩ）−ＣＦ＝ＣＦ−の生成
化合物（２３）をｎ−ブチルリチウムで処理したあと、テトラフルオロエチレンを反応させて化合物（３２）を得る。化合物（２２）をｎ−ブチルリチウムで処理したあと化合物（３２）と反応させて、化合物（１Ｈ）を合成する。

環Ａ^１および環Ａ^２の生成
１，４−シクロヘキシレン、１，４−シクロヘキセニレン、１，４−フェニレン、２−フルオロ−１，４−フェニレン、２−メチル−１，４−フェニレン、２−エチル−１，４−フェニレン、ナフタレン−２，６−ジイル、デカヒドロナフタレン−２，６−ジイル、１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル、テトラヒドロピラン−２，５−ジイル、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、ピリミジン−２，５−ジイル、ピリジン−２，５−ジイル、ペルヒドロシクロペンタ［ａ］フェナントレン−３，１７−ジイル、２，３，４，７，８，９，１０，１１，１２，１３，１４，１５，１６，１７−テトラデカヒドロシクロペンタ［ａ］フェナントレン−３，１７−ジイルなどの環に関しては出発物が市販されているか、または合成法がよく知られている。

一般式（４）の極性化合物に分類される具体的な化学構造を有する化合物を合成する他の方法は、次のとおりである。以下の合成方法の説明において、Ｒ^１、Ｍ^１およびＭ^２の定義は前記と同一である。なお「ＭＥＳ」は、一般式（４）中のＡ^１、Ｚ^１およびＡ^４から構成される部位を示す。

一般式（４）中のＲ^２が−ＣＨ_２−ＯＨである化合物（４−５１）は、以下の方法で合成できる。化合物（ａ）と化合物（ｂ）を、Ｎ，Ｎ’−ジシクロヘキシルカルボジイミド（ＤＣＣ）およびＮ，Ｎ−ジメチル−４−アミノピリジン（ＤＭＡＰ）の存在下で反応させ、化合物（ｃ）を得る。化合物（ｃ）とＨＣＨＯ（ホルムアルデヒド）を、ＤＡＢＣＯ（１，４−ジアザビシクロ［２．２．２］オクタン）の存在下で反応させる事によって、化合物（４−５１）へと導く事ができる。なお、化合物（ｃ）は、化合物（ａ）と化合物（ｄ）をトリエチルアミンなどの塩基の存在下で反応させる事によっても合成できる。

化合物（４−５１）は、以下の方法でも合成できる。化合物（ｅ）とホルムアルデヒドを、ＤＡＢＣＯの存在下で反応させ、化合物（ｆ）を得る。次にｔ−ブチルジメチルシリルクロリド（ＴＢＳＣｌ）とイミダゾールを作用させて化合物（ｇ）を得た後、水酸化リチウムなどの塩基で加水分解させて化合物（ｈ）を得る。化合物（ａ）と化合物（ｈ）をＤＣＣおよびＤＭＡＰの存在下で反応させ、化合物（ｉ）を得た後、ＴＢＡＦ（テトラブチルアンモニウムフルオリド）を用いて脱保護させる事により、化合物（４−５１）へと導く事ができる。

一般式（４）中のＲ^２が−（ＣＨ_２）_２−ＯＨである化合物（４−５２）は、以下の方法で合成できる。化合物（４−５１）に三臭化リンを作用させて、化合物（ｊ）を得る。次に化合物（ｊ）にインジウムを作用させた後、ホルムアルデヒドと反応させる事によって、化合物（４−５２）へと導く事ができる。

２．液晶性化合物
本発明で使用する好ましい一般式（５）〜（８）、（１６）〜（１８）のいずれかで表される液晶性化合物を以下に説明する。これらの化合物を適切に組み合わせることによって、高い上限温度、低い下限温度、小さな粘度、適切な光学異方性、正または負に大きな誘電率異方性、大きな比抵抗、紫外線に対する高い安定性、熱に対する高い安定性、大きな弾性定数などの特性の少なくとも１つを充足する液晶組成物を調製することができる。必要に応じて、これらの化合物とは異なる液晶性化合物を添加してもよい。

２．１ 下記一般式（５）〜（７）の液晶性化合物

上記式（５）〜式（７）中、
Ｒ^１３は炭素数１〜１０のアルキルまたは炭素数２〜１０のアルケニルであり、このＲ^１３において、少なくとも１つの−ＣＨ_２−は−Ｏ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの水素はフッ素で置き換えられてもよく；
Ｘ^１１は、フッ素、塩素、−ＯＣＦ_３、−ＯＣＨＦ_２、−ＣＦ_３、−ＣＨＦ_２、−ＣＨ_２Ｆ、−ＯＣＦ_２ＣＨＦ_２、または−ＯＣＦ_２ＣＨＦＣＦ_３であり；
環Ｃ^１、環Ｃ^２および環Ｃ^３は独立して、１，４−シクロヘキシレン、少なくとも１つの水素がフッ素で置き換えられてもよい１，４−フェニレン、テトラヒドロピラン−２，５−ジイル、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、またはピリミジン−２，５−ジイルであり；
Ｚ^１４、Ｚ^１５およびＺ^１６は独立して、単結合、−（ＣＨ_２）_２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯＯ−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、または−（ＣＨ_２）_４−であり；
Ｌ^１１およびＬ^１２は独立して水素またはフッ素である。

式（５）〜（７）の液晶性化合物は、右末端にハロゲンまたはフッ素含有基を有する化合物である。好ましい例として、化合物（５−１）〜（５−１６）、化合物（６−１）〜（６−１１３）、化合物（７−１）〜（７−５７）を挙げることができる。これらの式において、Ｒ^１３およびＸ^１１は式（５）〜（７）と同一の定義である。

式（５）〜（７）の液晶性化合物は、誘電率異方性が正であり、熱、光などに対する安定性が非常に優れているので、ＩＰＳ、ＦＦＳ、ＯＣＢなどのモード用の組成物を調製する場合に用いられる。これらの化合物の含有量は、液晶組成物の重量に基づいて１〜９９重量％の範囲が適しており、好ましくは１０〜９７重量％の範囲、さらに好ましくは４０〜９５重量％の範囲である。これらの化合物を誘電率異方性が負である組成物に添加する場合、その含有量は液晶組成物の重量に基づいて３０重量％以下が好ましい。これらの化合物を添加することにより、組成物の弾性定数を調整し、素子の電圧−透過率曲線を調整することが可能となる。

２．２ 下記一般式（８）で表される液晶性化合物

上記式（８）中、
Ｒ^１４は炭素数１〜１０のアルキルまたは炭素数２〜１０のアルケニルであり、このＲ^１４において、少なくとも１つの−ＣＨ_２−は−Ｏ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの水素はフッ素で置き換えられてもよく；
Ｘ^１２は−Ｃ≡Ｎまたは−Ｃ≡Ｃ−Ｃ≡Ｎであり；
環Ｄ^１は、１，４−シクロヘキシレン、少なくとも１つの水素がフッ素で置き換えられてもよい１，４−フェニレン、テトラヒドロピラン−２，５−ジイル、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、またはピリミジン−２，５−ジイルであり；
Ｚ^１７は、単結合、−（ＣＨ_２）_２−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯＯ−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−、または−ＣＨ_２Ｏ−であり；
Ｌ^１３およびＬ^１４は独立して水素またはフッ素であり；
ｉは、１、２、３、または４である。

式（８）で表される液晶性化合物は、右末端基が−Ｃ≡Ｎまたは−Ｃ≡Ｃ−Ｃ≡Ｎである化合物である。好ましい例として、化合物（８−１）〜（８−６４）を挙げることができる。これらの式において、Ｒ^１４およびＸ^１２は、式（８）と同一の定義である。

式（８）で表される液晶性化合物は、誘電率異方性が正であり、その値が大きいので、ＴＮなどのモード用の組成物を調製する場合に主として用いられる。この化合物を添加することにより、組成物の誘電率異方性を大きくすることができる。この化合物は、液晶相の温度範囲を広げる、粘度を調整する、または光学異方性を調整する、という効果がある。この化合物は、素子の電圧−透過率曲線の調整にも有用である。

ＴＮなどのモード用の組成物を調製する場合には、式（８）で表される液晶性化合物の含有量は、液晶組成物の重量に基づいて１〜９９重量％の範囲が適しており、好ましくは１０〜９７重量％の範囲、さらに好ましくは４０〜９５重量％の範囲である。この化合物を誘電率異方性が負である組成物に添加する場合、その含有量は液晶組成物の重量に基づいて３０重量％以下が好ましい。この化合物を添加することにより、組成物の弾性定数を調整し、素子の電圧−透過率曲線を調整することが可能となる。

２．３ 下記一般式（１６）〜（１８）の液晶性化合物

上記式（１６）〜式（１８）中、
Ｒ^１１およびＲ^１２は独立して炭素数１〜１０のアルキル、炭素数１〜１０のアルコキシ、炭素数２〜１０のアルコキシアルキル、炭素数２〜１０のアルケニルまたはジフルオロビニルであり、このＲ^１１およびＲ^１２において、少なくとも１つの−ＣＨ_２−は−Ｏ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの水素はフッ素で置き換えられてもよく；
環Ｂ^１、環Ｂ^２、環Ｂ^３および環Ｂ^４は独立して、１，４−シクロヘキシレン、１，４−フェニレン、２−フルオロ−１，４−フェニレン、２，５−ジフルオロ−１，４−フェニレン、またはピリミジン−２，５−ジイルであり；
Ｚ^１１、Ｚ^１２およびＺ^１３は独立して、単結合、−（ＣＨ_２）_２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、または−ＣＯＯ−である。

式（１６）〜（１８）の液晶性化合物は、２つの末端基がアルキルなどである化合物である。好ましい例として、化合物（１６−１）〜（１６−１１）、化合物（１７−１）〜（１７−１９）、および化合物（１８−１）〜（１８−７）を挙げることができる。これらの式において、Ｒ^１１およびＲ^１２は、式（１６）〜（１８）と同一の定義である。

式（１６）〜（１８）の液晶性化合物は、誘電率異方性の絶対値が小さいので、中性に近い化合物である。式（１６）の化合物は、主として粘度の減少または光学異方性の調整に効果がある。式（１７）の化合物および式（１８）の化合物は、上限温度を高くすることによってネマチック相の温度範囲を広げる効果、または光学異方性の調整に効果がある。

式（１６）〜（１８）の液晶性化合物の含有量を増加させるにつれて組成物の誘電率異方性が小さくなるが粘度は小さくなる。そこで、素子のしきい値電圧の要求値を満たす限り、含有量は多い方が好ましい。ＩＰＳなどのモード用の組成物を調製する場合には、式（１６）〜（１８）の液晶性化合物の含有量は、液晶組成物の重量に基づいて、好ましくは３０重量％以上、さらに好ましくは４０重量％以上である。

３．重合性化合物
重合性化合物は、液晶組成物中に重合体を生成させる目的で添加される。電極間に電圧を印加した状態で紫外線を照射して、重合性化合物を重合させることによって、液晶組成物の中に重合体を生成させる。この方法によって、配向の初期状態を安定化させることができるので、応答時間が短縮され、画像の焼き付きが改善された液晶表示素子が得られる。重合性化合物の好ましい例は、アクリレート、メタクリレート、ビニル化合物、ビニルオキシ化合物、プロペニルエーテル、エポキシ化合物（オキシラン、オキセタン）、およびビニルケトンである。さらに好ましい例は、少なくとも１つのアクリロイルオキシを有する化合物および少なくとも１つのメタクリロイルオキシを有する化合物である。さらに好ましい例には、アクリロイルオキシとメタクリロイルオキシの両方を有する化合物も含まれる。具体的な重合性化合物を以下に例示する。

３．１ 一般式（１９）の重合性化合物

上記式（１９）中、
環Ｆおよび環Ｉは独立して、シクロヘキシル、シクロヘキセニル、フェニル、１−ナフチル、２−ナフチル、テトラヒドロピラン−２−イル、１，３−ジオキサン−２−イル、ピリミジン−２−イル、またはピリジン−２−イルであり、これらの環において、少なくとも１つの水素は、独立して、ハロゲン、炭素数１〜１２のアルキル、炭素数１〜１２のアルコキシ、または少なくとも１つの水素がハロゲンで置き換えられた炭素数１〜１２のアルキルで置き換えられてもよく；
環Ｇは、１，４−シクロへキシレン、１，４−シクロヘキセニレン、１，４−フェニレン、ナフタレン−１，２−ジイル、ナフタレン−１，３−ジイル、ナフタレン−１，４−ジイル、ナフタレン−１，５−ジイル、ナフタレン−１，６−ジイル、ナフタレン−１，７−ジイル、ナフタレン−１，８−ジイル、ナフタレン−２，３−ジイル、ナフタレン−２，６−ジイル、ナフタレン−２，７−ジイル、テトラヒドロピラン−２，５−ジイル、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、ピリミジン−２，５−ジイル、またはピリジン−２，５−ジイルであり、これらの環において、少なくとも１つの水素は、独立して、ハロゲン、炭素数１〜１２のアルキル、炭素数１〜１２のアルコキシ、または少なくとも１つの水素がハロゲンで置き換えられた炭素数１〜１２のアルキルで置き換えられてもよく；
Ｚ^２２およびＺ^２３は独立して単結合または炭素数１〜１０のアルキレンであり、このＺ^２２およびＺ^２３において、少なくとも１つの−ＣＨ_２−は、独立して、−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、または−ＯＣＯ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの−ＣＨ_２ＣＨ_２−は、独立して、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ（ＣＨ_３）＝ＣＨ−、−ＣＨ＝Ｃ（ＣＨ_３）−、または−Ｃ（ＣＨ_３）＝Ｃ（ＣＨ_３）−で置き換えられてもよく、これらの基において少なくとも１つの水素はフッ素または塩素で置き換えられてもよく；
Ｑ^１、Ｑ^２およびＱ^３は独立して重合性基であり；
Ｓｐ^１、Ｓｐ^２およびＳｐ^３は独立して単結合または炭素数１〜１０のアルキレンであり、このＳｐ^１、Ｓｐ^２およびＳｐ^３において、少なくとも１つの−ＣＨ_２−は、独立して、−Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、または−ＯＣＯＯ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの−ＣＨ_２ＣＨ_２−は、独立して、−ＣＨ＝ＣＨ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、これらの基において少なくとも１つの水素は独立してフッ素または塩素で置き換えられてもよく；
ｄは０、１、または２であり；
ｅ、ｆ、およびｇは独立して０、１、２、３、または４であり、そしてｅ、ｆ、およびｇの和は１以上である。

上記一般式（１９）において、Ｑ^１、Ｑ^２およびＱ^３が独立して下記一般式（Ｑ−１）〜（Ｑ−５）のいずれかで表される重合性基であることが好ましい。
上記式（Ｑ−１）〜式（Ｑ−５）において、Ｍ^１、Ｍ^２およびＭ^３は独立して、水素、フッ素、炭素数１〜５のアルキル、または少なくとも１つの水素がハロゲンで置き換えられた炭素数１〜５のアルキルである。

一般式（１９）の重合性化合物の好ましい例は、以下の重合性化合物（１９−１）〜（１９−７）である。

上記式（１９−１）〜式（１９−７）中、
Ｌ^２１、Ｌ^２２、Ｌ^２３、Ｌ^２４、Ｌ^２５、Ｌ^２６、Ｌ^２７およびＬ^２８は独立して、水素、フッ素、またはメチルであり；
Ｓｐ^１、Ｓｐ^２およびＳｐ^３は独立して単結合または炭素数１〜１０のアルキレンであり、このＳｐ^１、Ｓｐ^２およびＳｐ^３において、少なくとも１つの−ＣＨ_２−は、独立して、−Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、または−ＯＣＯＯ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの−（ＣＨ_２）_２−は独立して−ＣＨ＝ＣＨ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、これらの基において少なくとも１つの水素は独立してフッ素または塩素で置き換えられてもよく；
Ｑ^４、Ｑ^５およびＱ^６は独立して、下記一般式（Ｑ−１）〜式（Ｑ−３）のいずれかで表される重合性基であり、ここでＭ^１、Ｍ^２およびＭ^３は独立して、水素、フッ素、炭素数１〜５のアルキル、または少なくとも１つの水素がハロゲンで置き換えられた炭素数１〜５のアルキルである。

一般式（１９）の重合性化合物のさらに好ましい例は、以下の重合性化合物（Ｍ−１）〜（Ｍ−１７）である。これらの化合物において、Ｒ^２５からＲ^３１は独立して水素またはメチルであり；ｖおよびｘは独立して０または１であり；ｔおよびｕは独立して１〜１０の整数であり；ｓは０または１であり；Ｌ^２１からＬ^２６は独立して水素またはフッ素であり、Ｌ^２７およびＬ^２８は独立して、水素、フッ素、またはメチルである。

４．添加剤
４．１ 重合開始剤
重合性化合物は、重合開始剤を添加することによって、速やかに重合させることができる。反応温度を最適化することによって、残存する重合性化合物の量を減少させることができる。光ラジカル重合開始剤の例は、ＢＡＳＦ社のダロキュアシリーズからＴＰＯ、１１７３、および４２６５であり、イルガキュアシリーズから１８４、３６９、５００、６５１、７８４、８１９、９０７、１３００、１７００、１８００、１８５０、および２９５９である。

光ラジカル重合開始剤のさらなる例は、４−メトキシフェニル−２，４−ビス（トリクロロメチル）トリアジン、２−（４−ブトキシスチリル）−５−トリクロロメチル−１，３，４−オキサジアゾール、９−フェニルアクリジン、９，１０−ベンズフェナジン、ベンゾフェノン／ミヒラーズケトン混合物、ヘキサアリールビイミダゾール／メルカプトベンズイミダゾール混合物、１−（４−イソプロピルフェニル）−２−ヒドロキシ−２−メチルプロパン−１−オン、ベンジルジメチルケタール、２−メチル−１−［４−（メチルチオ）フェニル］−２−モルホリノプロパン−１−オン、２，４−ジエチルキサントン／ｐ−ジメチルアミノ安息香酸メチル混合物、ベンゾフェノン／メチルトリエタノールアミン混合物である。

液晶組成物に光ラジカル重合開始剤を添加したあと、電場を印加した状態で紫外線を照射することによって重合を行うことができる。しかし、未反応の重合開始剤または重合開始剤の分解生成物は、素子に画像の焼き付きなどの表示不良を引き起こすかもしれない。これを防ぐために重合開始剤を添加しないまま光重合を行ってもよい。照射する光の好ましい波長は１５０〜５００ｎｍの範囲である。さらに好ましい波長は２５０〜４５０ｎｍの範囲であり、最も好ましい波長は３００〜４００ｎｍの範囲である。

４．２ 重合禁止剤
重合性化合物を保管するとき、重合を防止するために重合禁止剤を添加してもよい。重合性化合物は、通常は重合禁止剤を除去しないまま組成物に添加される。重合禁止剤の例は、ヒドロキノン、メチルヒドロキノンのようなヒドロキノン誘導体、４−ｔ−ブチルカテコール、４-メトキシフェノ−ル、フェノチアジンなどである。

４．３ 光学活性化合物
光学活性化合物は、液晶分子にらせん構造を誘起して必要なねじれ角を与えることによって逆ねじれを防ぐ、という効果を有する。光学活性化合物を添加することによって、らせんピッチを調整することができる。らせんピッチの温度依存性を調整する目的で２つ以上の光学活性化合物を添加してもよい。光学活性化合物の好ましい例として、下記の化合物（Ｏｐ−１）〜（Ｏｐ−１８）を挙げることができる。化合物（Ｏｐ−１８）において、環Ｊは１，４−シクロへキシレンまたは１，４−フェニレンであり、Ｒ^２８は炭素数１〜１０のアルキルである。

４．４ 酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、熱安定剤、消泡剤
酸化防止剤は、大きな電圧保持率を維持するために有効である。酸化防止剤の好ましい例として、下記の化合物（ＡＯ−１）および（ＡＯ−２）；ＩＲＧＡＮＯＸ ４１５、ＩＲＧＡＮＯＸ ５６５、ＩＲＧＡＮＯＸ １０１０、ＩＲＧＡＮＯＸ １０３５、ＩＲＧＡＮＯＸ ３１１４、およびＩＲＧＡＮＯＸ １０９８（商品名：ＢＡＳＦ社）を挙げることができる。紫外線吸収剤は、上限温度の低下を防ぐために有効である。紫外線吸収剤の好ましい例は、ベンゾフェノン誘導体、ベンゾエート誘導体、トリアゾール誘導体などである。具体例として下記の化合物（ＡＯ−３）および（ＡＯ−４）；ＴＩＮＵＶＩＮ ３２９、ＴＩＮＵＶＩＮ Ｐ、ＴＩＮＵＶＩＮ ３２６、ＴＩＮＵＶＩＮ ２３４、ＴＩＮＵＶＩＮ ２１３、ＴＩＮＵＶＩＮ ４００、ＴＩＮＵＶＩＮ ３２８、およびＴＩＮＵＶＩＮ ９９−２（商品名：ＢＡＳＦ社）；および１，４−ジアザビシクロ［２．２．２］オクタン（ＤＡＢＣＯ）を挙げることができる。

立体障害のあるアミンのような光安定剤は、大きな電圧保持率を維持するために好ましい。光安定剤の好ましい例として、下記の化合物（ＡＯ−５）および（ＡＯ−６）；ＴＩＮＵＶＩＮ １４４、ＴＩＮＵＶＩＮ ７６５、およびＴＩＮＵＶＩＮ ７７０ＤＦ（商品名：ＢＡＳＦ社）を挙げることができる。熱安定剤も大きな電圧保持率を維持するために有効であり、好ましい例としてＩＲＧＡＦＯＳ １６８（商品名：ＢＡＳＦ社）を挙げることができる。消泡剤は、泡立ちを防ぐために有効である。消泡剤の好ましい例は、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイルなどである。

化合物（ＡＯ−１）において、Ｒ^４０は炭素数１〜２０のアルキル、炭素数１〜２０のアルコキシ、−ＣＯＯＲ^４１、または−ＣＨ_２ＣＨ_２ＣＯＯＲ^４１であり、ここでＲ^４１は炭素数１〜２０のアルキルである。化合物（ＡＯ−２）および（ＡＯ−５）において、Ｒ^４２は炭素数１〜２０のアルキルである。化合物（ＡＯ−５）において、Ｒ^４３は水素、メチル、またはＯ^・（酸素ラジカル）であり、環Ｇは１，４−シクロへキシレンまたは１，４−フェニレンであり、ｚは１、２、または３である。

５．液晶組成物
本発明の液晶組成物は、少なくとも（１）低分子極性化合物と（２）液晶性化合物とを含む。また、（３）重合性化合物、（４）重合開始剤、重合禁止剤、光学活性化合物、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、熱安定剤、消泡剤などの添加剤を含んでもよい。液晶組成物は公知の方法によって調製される。例えば、成分化合物を混合し、そして加熱によって互いに溶解させる。

本発明の液晶組成物を調製するときには、正または負の誘電率異方性の大きさなどを考慮して液晶性化合物の種類を選択することが好ましい。成分を適切に選択した組成物は、高い上限温度、低い下限温度、小さな粘度、適切な光学異方性（すなわち、大きな光学異方性または小さな光学異方性）、正または負に大きな誘電率異方性、大きな比抵抗、熱または紫外線に対する安定性、および適切な弾性定数（すなわち、大きな弾性定数または小さな弾性定数）を有する。

液晶組成物中の（１）極性化合物の含有量は０．０１〜２０重量％であり、好ましくは０．１〜１５重量％、より好ましくは０．３〜１０重量％、さらに好ましくは０．５〜７重量％である。

ただし、極性化合物の含有量はその順相逆相ＣＶ積を考慮して決定することが好ましい。すなわち、極性化合物の順相逆相ＣＶ積とその含有量との積である総順相逆相ＣＶ積（順相逆相ＣＶ積×含有量／１００）が０．０１以上となるように含有量を調整することが好ましい。総順相逆相ＣＶ積とは、液晶組成物中に複数種の極性化合物が含まれる場合は各極性化合物についての総順相逆相ＣＶ積の総和であり、液晶組成物中に存在する極性化合物の順相逆相ＣＶ積の総和を意味する。

本発明の液晶組成物における極性化合物の総順相逆相ＣＶ積は０．０１以上が好ましく、０．０５〜２０がより好ましく、０．１〜１０がさらに好ましく、１．０〜６．０が特に好ましい。

６．液晶表示素子
液晶組成物は、ＰＣ（phase change）、ＴＮ（twisted nematic）、ＳＴＮ（super twisted nematic）、ＥＣＢ（electrically controlled birefringence）、ＯＣＢ（optically compensated bend）、ＩＰＳ（in-plane switching）、ＦＦＳ（fringe field switching）、ＦＰＡ（field-induced photo-reactive alignment）などのモードの、アクティブマトリックス方式で駆動する液晶表示素子に使用できる。この組成物は、ＰＣ、ＴＮ、ＳＴＮ、ＥＣＢ、ＯＣＢ、ＩＰＳ、ＦＦＳ、ＦＰＡなどの動作モードの、パッシブマトリクス方式で駆動する液晶表示素子にも使用することができる。これらの素子は、反射型、透過型、半透過型のいずれのタイプにも適用ができる。

この組成物は、ネマチック液晶をマイクロカプセル化して作製したＮＣＡＰ（nematic curvilinear aligned phase）素子、液晶中に三次元網目状高分子を形成して作製したポリマー分散型液晶表示素子（ＰＤＬＣＤ）、そしてポリマーネットワーク液晶表示素子（ＰＮＬＣＤ）にも使用できる。重合性化合物の添加量が液晶組成物の重量に基づいて約１０重量％以下であるとき、ＰＳモードの液晶表示素子が作製される。好ましい割合は約０．１〜約２重量％の範囲である。さらに好ましい割合は、約０．２〜約１．０重量％の範囲である。ＰＳモードの素子は、アクティブマトリックス、パッシブマトリクスのような駆動方式で駆動させることができる。このような素子は、反射型、透過型、半透過型のいずれのタイプにも適用ができる。重合性化合物の添加量を増やすことによって、高分子分散（polymer dispersed）モードの素子も作製することができる。

高分子支持（ＰＳ；polymer sustained）型の液晶表示素子では、重合体を含有する液晶組成物が用いられる。まず、少量の重合性化合物を添加した組成物を素子に注入する。次に、組成物に紫外線を照射する。重合性化合物は重合して、組成物中に重合体の網目構造を生成する。この組成物では、重合体によって液晶分子の配向を制御することが可能になるので、素子の応答時間が短縮され、画像の焼き付きが改善される。本発明の極性化合物は、液晶分子が配列するのを促す。すなわち、本発明の極性化合物は、配向処理の代わりに用いることができる。このような素子を製造する方法の一例は、次のとおりである。配向処理または液晶媒体を配向させるための配向膜を施していない一対の透明基板を有する素子を用意する。この基板の少なくとも１つは、電極層を有する。液晶性化合物を混合して液晶組成物を調製する。この組成物に重合性化合物および極性化合物を添加する。必要に応じて添加物をさらに添加してもよい。この組成物を素子に注入する。この素子に光照射する。紫外線が好ましい。光照射によって重合性化合物を重合させる。この重合によって、重合体を含む組成物が生成し、高分子支持配向型を有する素子が作製される。

この手順において、極性化合物は、極性基が基板表面と相互作用するので、基板上に偏在する。この極性化合物が、液晶分子を配向させる。この配向に従って重合性化合物も配向する。この状態で重合性化合物が紫外線によって重合するので、この配向を維持した重合体が生成する。この重合体の効果によって、液晶分子の配向が追加的に安定化するので、素子の応答時間が短縮される。画像の焼き付きは、液晶分子の動作不良であるから、この重合体の効果によって焼き付きも同時に改善されることになる。特に本発明の極性化合物が重合性基を有している場合、液晶分子を配向させると共に、他の重合性化合物と共重合する。これによって極性化合物が液晶組成物中に漏れ出す事が無くなるため、電圧保持率の大きな液晶表示素子が得られる。

６．１ 液晶表示素子に使用する基板
液晶表示素子に使用する基板は、ガラス、ＩＴＯその他の透明基板を用いることができ、そこに絶縁膜（例えばポリイミド）などが形成されていてもよい。用いる一対の基板の少なくともどちらか一方には、透明電極を形成しておく必要がある。本発明の極性化合物がその効果を十分に発揮するためには、基板には所定の凹凸構造があると好ましく、その構造パターンに沿って液晶性化合物が配向する。凹凸構造のパターン間隔は１〜２０μｍが好ましく、１〜１０μｍがより好ましく、５μｍ程度が特に好ましい。

基板上の凹凸構造は電極によって形成されていてもよく、使用する電極はＩＴＯなどの透明電極が好ましい。

本発明の極性化合物により液晶性化合物が配向する原理は、本発明は特にこれに限定されるわけではないが、液晶組成物を液晶セルに注入した際に極性化合物が有する極性基により基板表面に極性化合物が偏在し、液晶性化合物に作用する基板側の表面張力を操作することによるものと考えられる。

６．２ 総順相逆相ＣＶ積と表面自由エネルギーとの比
本発明の極性化合物は、液晶組成物中で上述した総順相逆相ＣＶ積が定義され、さらにこの液晶組成物を液晶セルに注入した際に当該セルを構成する基板との関係で、極性化合物の総順相逆相ＣＶ積と基板の表面自由エネルギーとの比（総順相逆相ＣＶ積／表面自由エネルギー）が０．０２５〜１であると好ましい。この比は０．０３〜０．８０がより好ましく、０．０５〜０．５がさらに好ましい。

６．３ 液晶表示素子中の液晶媒体の配向状態
本発明での液晶表示素子中の液晶媒体は、ホモジニアス配向している。ホモジニアス配向している状態とは、液晶媒体が基板面と平行に配向することに加えて、基板面と平行な面内においても液晶媒体が配向している状態である。面内配向の向きは、以下に限定されるわけではないが、電極等によって形成される凹凸構造に沿って配向する。

実施例により、本発明をさらに詳しく説明する。本発明はこれらの実施例によっては制限されない。合成した化合物は、ＮＭＲ分析などの方法により同定した。化合物および組成物の物性値は、下記に記載した方法により測定した。

ＮＭＲ分析
測定装置は、ＤＲＸ−５００（ブルカーバイオスピン（株）社製）を用いた。^１Ｈ−ＮＭＲの測定では、試料をＣＤＣｌ_３などの重水素化溶媒に溶解させ、室温で、５００ＭＨｚ、積算回数１６回の条件で行った。テトラメチルシランを内部標準として用いた。^１９Ｆ−ＮＭＲの測定では、ＣＦＣｌ_３を内部標準として用い、積算回数２４回で行った。核磁気共鳴スペクトルの説明において、ｓはシングレット、ｄはダブレット、ｔはトリプレット、ｑはカルテット、ｑｕｉｎはクインテット、ｓｅｘはセクステット、ｍはマルチプレット、ｂｒはブロードであることを意味する。

測定試料
相構造および転移温度を測定するときには、化合物そのものを試料として用いた。ネマチック相の上限温度、粘度、光学的異方性、誘電率異方性などの物性を測定するときには、化合物を母液晶に混合して調製した組成物を試料として用いた。

測定方法
物性の測定は下記の方法で行った。これらの多くは、社団法人電子情報技術産業協会（Japan Electronics and Information Technology Industries Association；以下、ＪＥＩＴＡと略す）で審議制定されるＪＥＩＴＡ規格（ＪＥＩＴＡ・ＥＤ−２５２１Ｂ）に記載された方法、またはこれを修飾した方法であった。測定に用いたＴＮ素子には、ＴＦＴを取り付けなかった。

（１）相構造
偏光顕微鏡を備えた融点測定装置のホットプレート（メトラー社ＦＰ−５２型ホットステージ）に試料を置き、３℃／分の速度で加熱しながら相状態とその変化を偏光顕微鏡で観察し、相の種類を特定した。

（２）転移温度（℃）
パーキンエルマー社製走査熱量計ＤＳＣ−７システム、またはＤｉａｍｏｎｄ ＤＳＣシステムを用いて、３℃／分速度で昇降温し、試料の相変化に伴う吸熱ピーク、または発熱ピークの開始点を外挿により求め、転移温度を決定した。化合物が固体からスメクチック相、ネマチック相などの液晶相に転移する温度を「液晶相の下限温度」と略すことがある。化合物が液晶相から液体に転移する温度を「透明点」と略すことがある。

結晶はＣと表した。結晶の種類の区別がつく場合は、それぞれＣ_１またはＣ_２と表した。スメクチック相はＳ、ネマチック相はＮと表した。スメクチック相の中で、スメクチックＡ相、スメクチックＢ相、スメクチックＣ相、またはスメクチックＦ相の区別がつく場合は、それぞれＳ_Ａ、Ｓ_Ｂ、Ｓ_Ｃ、またはＳ_Ｆと表した。液体（アイソトロピック）はＩと表した。転移温度は、例えば、「Ｃ ５０．０ Ｎ １００．０ Ｉ」のように表記した。これは、結晶からネマチック相への転移温度が５０．０℃であり、ネマチック相から液体への転移温度が１００．０℃であることを示す。

（３）低温相溶性
化合物の割合が、２０重量％、１５重量％、１０重量％、５重量％、３重量％、および１重量％となるように母液晶と化合物とを混合した試料を調製し、試料をガラス瓶に入れた。このガラス瓶を、−１０℃または−２０℃のフリーザー中に一定期間保管したあと、結晶（または、スメクチック相）が析出しているかどうか観察をした。

（４）ネマチック相の上限温度（Ｔ_ＮＩまたはＮＩ；℃）
偏光顕微鏡を備えた融点測定装置のホットプレートに試料を置き、１℃／分の速度で加熱した。試料の一部がネマチック相から等方性液体に変化したときの温度を測定した。ネマチック相の上限温度を「上限温度」と略すことがある。試料が化合物と母液晶との混合物であるときは、Ｔ_ＮＩの記号で示した。試料が化合物と成分Ｂなどとの混合物であるときは、ＮＩの記号で示した。

（５）ネマチック相の下限温度（Ｔ_Ｃ；℃）
ネマチック相を有する試料を０℃、−１０℃、−２０℃、−３０℃、および−４０℃のフリーザー中に１０日間保管したあと、液晶相を観察した。例えば、試料が−２０℃ではネマチック相のままであり、−３０℃では結晶またはスメクチック相に変化したとき、Ｔ_Ｃを≦−２０℃と記載した。ネマチック相の下限温度を「下限温度」と略すことがある。

（６）粘度（バルク粘度；η；２０℃で測定；ｍＰａ・ｓ）
Ｅ型回転粘度計を用いて測定した。

（７）粘度（回転粘度；γ１；２５℃で測定；ｍＰａ・ｓ）
測定は、M. Imai et al., Molecular Crystals and Liquid Crystals, Vol. 259, 37 (1995) に記載された方法に従った。ツイスト角が０°であり、そして２枚のガラス基板の間隔（セルギャップ）が５μｍであるＴＮ素子に試料を入れた。この素子に１６Ｖから１９．５Ｖの範囲で０．５Ｖ毎に段階的に印加した。０．２秒の無印加のあと、ただ１つの矩形波（矩形パルス；０．２秒）と無印加（２秒）の条件で印加を繰り返した。この印加によって発生した過渡電流（transient current）のピーク電流（peak current）とピーク時間（peak time）を測定した。これらの測定値とM. Imaiらの論文、４０頁の計算式（８）とから回転粘度の値を得た。この計算に必要な誘電率異方性の値は、この回転粘度を測定した素子を用い、下に記載した方法で求めた。

（８）光学的異方性（屈折率異方性；２５℃で測定；Δｎ）
測定は、波長５８９ｎｍの光を用い、接眼鏡に偏光板を取り付けたアッベ屈折計により行なった。主プリズムの表面を一方向にラビングしたあと、試料を主プリズムに滴下した。屈折率（ｎ‖）は偏光の方向がラビングの方向と平行であるときに測定した。屈折率（ｎ⊥）は偏光の方向がラビングの方向と垂直であるときに測定した。光学的異方性（Δｎ）の値は、Δｎ＝ｎ‖−ｎ⊥、の式から計算した。

（９）誘電率異方性（Δε；２５℃で測定）
２枚のガラス基板の間隔（セルギャップ）が９μｍであり、そしてツイスト角が８０度であるＴＮ素子に試料を入れた。この素子にサイン波（１０Ｖ、１ｋＨｚ）を印加し、２秒後に液晶分子の長軸方向における誘電率（ε‖）を測定した。この素子にサイン波（０．５Ｖ、１ｋＨｚ）を印加し、２秒後に液晶分子の短軸方向における誘電率（ε⊥）を測定した。誘電率異方性の値は、Δε＝ε‖−ε⊥、の式から計算した。

（１０）弾性定数（Ｋ；２５℃で測定；ｐＮ）
測定には横河・ヒューレットパッカード株式会社製のＨＰ４２８４Ａ型ＬＣＲメータを用いた。２枚のガラス基板の間隔（セルギャップ）が２０μｍである水平配向素子に試料を入れた。この素子に０Ｖから２０Ｖの電荷を印加し、静電容量（Ｃ）と印加電圧（Ｖ）を測定した。これらの測定値を「液晶デバイスハンドブックク」（日刊工業新聞社）、７５頁にある等式（２．９８）、等式（２．１０１）を用いてフィッティングし、等式（２．９９）からＫ１１およびＫ３３の値を得た。次に１７１頁にある等式（３．１８）に、先ほど求めたＫ１１およびＫ３３の値を用いてＫ２２を算出した。弾性定数Ｋは、このようにして求めたＫ１１、Ｋ２２、およびＫ３３の平均値で表した。

（１１）しきい値電圧（Ｖｔｈ；２５℃で測定；Ｖ）
測定には大塚電子株式会社製のＬＣＤ５１００型輝度計を用いた。光源はハロゲンランプであった。２枚のガラス基板の間隔（セルギャップ）が０．４５／Δｎ(μｍ)であり、ツイスト角が８０度であるノーマリーホワイトモード（normally white mode）のＴＮ素子に試料を入れた。この素子に印加する電圧（３２Ｈｚ、矩形波）は０Ｖから１０Ｖまで０．０２Ｖずつ段階的に増加させた。この際に、素子に垂直方向から光を照射し、素子を透過した光量を測定した。この光量が最大になったときが透過率１００％であり、この光量が最小であったときが透過率０％である電圧−透過率曲線を作成した。しきい値電圧は透過率が９０％になったときの電圧で表した。

（１２）電圧保持率（ＶＨＲ−１；２５℃で測定；％）
測定に用いたＴＮ素子はポリイミド配向膜を有し、そして２枚のガラス基板の間隔（セルギャップ）は５μｍである。この素子は試料を入れたあと紫外線で硬化する接着剤で密閉した。このＴＮ素子にパルス電圧（５Ｖで６０マイクロ秒）を印加して充電した。減衰する電圧を高速電圧計で１６．７ミリ秒のあいだ測定し、単位周期における電圧曲線と横軸との間の面積Ａを求めた。面積Ｂは減衰しなかったときの面積である。電圧保持率は面積Ｂに対する面積Ａの百分率である。

（１３）電圧保持率（ＶＨＲ−２；８０℃で測定；％）
測定に用いたＴＮ素子はポリイミド配向膜を有し、そして２枚のガラス基板の間隔（セルギャップ）は５μｍである。この素子は試料を入れたあと紫外線で硬化する接着剤で密閉した。このＴＮ素子にパルス電圧（５Ｖで６０マイクロ秒）を印加して充電した。減衰する電圧を高速電圧計で１６．７ミリ秒のあいだ測定し、単位周期における電圧曲線と横軸との間の面積Ａを求めた。面積Ｂは減衰しなかったときの面積である。電圧保持率は面積Ｂに対する面積Ａの百分率である。

原料：ソルミックスＡ−１１（登録商標）は、エタノール（８５．５重量％）、メタノール（１３．４重量％）とイソプロパノール（１．１重量％）の混合物であり、日本アルコール販売（株）から入手した。

＜極性化合物（２−１−１）の合成例＞

極性化合物（２−１−１）は東京化成工業株式会社より入手した。

＜極性化合物（２−２−１）の合成例＞

極性化合物（２−２−１）は東京化成工業株式会社より入手した。

＜極性化合物（３−１−１）の合成例＞

極性化合物（３−１−１）は東京化成工業株式会社より入手した。

＜極性化合物（３−１−２）の合成例＞

第１工程
パラホルムアルデヒド（１２ｇ）および２−メチル２−メトキシプロパン（ｔ−ＢｕＯＭｅ、３１ｇ）を反応器にとり、系内を４０℃程度に維持しながら、水（６ｇ）、ＮａＯＨ（８ｇ）およびノナナール（１０．５ｇ）の水溶液を滴下した。その後、水（２ｇ）およびＮａＯＨ（２ｇ）の水溶液を添加し、１時間還流した。系内をギ酸で中和し、それを水に注いでトルエンで抽出した。この溶液を減圧下で濃縮し、残渣をシリカゲルカラム（溶媒：酢酸エチル）を通して精製することで、中間化合物（Ｔ−１）（１０ｇ）を得た。

第２工程
中間化合物（Ｔ−１）（３．５ｇ）、トリエチルアミン（６．１ｇ）およびジクロロメタン（３０ｍｌ）を反応器に入れ、０℃まで冷却した。そこにアクリル酸クロライド（６．２ｇ）のジクロロメタン溶液（１０ｍｌ）を滴下し、室温まで昇温しながら１時間撹拌した後、反応混合物を水に注ぎ込み、水層をジクロロメタンで抽出した。この溶液を減圧下で濃縮し、残渣をシリカゲルカラム（溶媒：トルエン／酢酸エチル＝２０／１（容量比））を通して精製することで、油状の極性化合物（３−１−２）（５ｇ）を得た。

得られた極性化合物（３−１−２）のＮＭＲ分析値は以下のとおりである。
^１Ｈ−ＮＭＲ：化学シフトδ（ｐｐｍ；ＣＤＣｌ_３）：６．４０（ｄ，３Ｈ）、６．１１（ｄｄ，３Ｈ）、５．８６（ｄ，３Ｈ）、４．６７（ｓ，６Ｈ）、１．５２−１．１９（ｍ，１２Ｈ）０．８７（ｔ，３Ｈ）．

＜極性化合物（４−１１−１）の合成例＞

後述する化合物（Ａ）（３．００ｇ）、ジエチルアミン（１．３０ｇ）、およびシクロヘキサン（１００ｍｌ）を反応器に入れ、７５℃で１２時間撹拌した。不溶物を濾別した後、反応混合物を水に注ぎ込み、水層を酢酸エチルで抽出した。一緒にした有機層を水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。この溶液を減圧下で濃縮し、残渣をシリカゲルカラム（溶媒：トルエン／酢酸エチル＝１／１（容量比））を通して精製することで、極性化合物（４−１１−１）（０．５２ｇ、収率１５％）を得た。

得られた極性化合物（４−１１−１）のＮＭＲ分析値は以下のとおりである。
^１Ｈ−ＮＭＲ：化学シフトδ（ｐｐｍ；ＣＤＣｌ_３）：６．１８（ｓ，１Ｈ）、５．７４（ｓ，１Ｈ）、４．７４−４．６７（ｍ，１Ｈ）、３．２３（ｓ，２Ｈ）、２．５０（ｑ，Ｊ＝７．１Ｈｚ，４Ｈ）、２．０３−２．０１（ｍ，２Ｈ）、１．７８−１．６８（ｍ，６Ｈ）、１．３７−０．８０（ｍ，２８Ｈ）．

極性化合物（４−１１−１）の物性は以下のとおりであった。
転移温度：Ｃ １４．１ Ｓ_Ａ ５８．９ Ｉ．

なお、化合物（Ａ）は以下のようにして合成した。

第１工程
化合物（Ｔ−１）（２５．０ｇ）、アクリル酸（７．１４ｇ）、Ｎ，Ｎ−ジメチル−４−アミノピリジン（ＤＭＡＰ、１．２１ｇ）、およびジクロロメタン（３００ｍｌ）を反応器に入れ、０℃に冷却した。そこへＮ，Ｎ’−ジシクロヘキシルカルボジイミド（ＤＣＣ、２４．５ｇ）のジクロロメタン（１２５ｍｌ）溶液をゆっくりと滴下し、室温に戻しつつ１２時間攪拌した。不溶物を濾別した後、反応混合物を水に注ぎ込み、水層をジクロロメタンで抽出した。一緒にした有機層を水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。この溶液を減圧下で濃縮し、残渣をシリカゲルカラム（溶媒：ヘプタン／トルエン＝２／１（容量比））を通して精製した。さらにソルミックス（登録商標）Ａ−１１からの再結晶により精製することで、中間化合物（Ｔ−２）（１１．６ｇ、収率３８％）を得た。

第２工程
パラホルムアルデヒド（２．７５ｇ）、１，４−ジアザビシクロ［２．２．２］オクタン（ＤＡＢＣＯ、４．６２ｇ）および水（４０ｍｌ）を反応器に入れ、室温で１５分間撹拌した。そこへ中間化合物（Ｔ−２）（６．３１ｇ）のＴＨＦ（９０ｍｌ）溶液を滴下し、室温で７２時間攪拌した。反応混合物を水に注ぎ込み、水層を酢酸エチルで抽出した。一緒にした有機層を水で洗浄して、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。この溶液を減圧下で濃縮し、残渣をシリカゲルカラム（溶媒：トルエン／酢酸エチル＝５／１（容量比））で精製した。さらにヘプタンとトルエンとの混合溶媒（１：１（容量比））からの再結晶により精製することで、化合物（Ａ）（１．９７ｇ、収率２９％）を得た。

得られた化合物（Ａ）のＮＭＲ分析値は以下のとおりである。
^１Ｈ−ＮＭＲ：化学シフトδ（ｐｐｍ；ＣＤＣｌ_３）：６．２３（ｓ，１Ｈ）、５．７９（ｄ，Ｊ＝１．２Ｈｚ，１Ｈ）、４．７９−４．７０（ｍ，１Ｈ）、４．３２（ｄ，Ｊ＝６．７Ｈｚ，２Ｈ）、２．２９（ｔ，Ｊ＝６．７Ｈｚ，１Ｈ）、２．０７−２．００（ｍ，２Ｈ）、１．８３−１．６７（ｍ，６Ｈ）、１．４２−１．１８（ｍ，８Ｈ）、１．１８−０．９１（ｍ，９Ｈ）、０．９１−０．７９（ｍ，５Ｈ）．

化合物（Ａ）の物性は以下のとおりであった。
転移温度：Ｃ ４０．８ Ｓ_Ａ １０９ Ｉ．

＜極性化合物（４−２１−１）の合成例＞

第１工程
化合物（Ｔ−６４）（１０．０ｇ）およびＴＨＦ（２００ｍｌ）を反応器に入れ、０℃まで冷却した。メチルマグネシウムブロミド（ＭｅＭｇＢｒ、１．００Ｍ、ＴＨＦ溶液、４８ｍｌ）をゆっくりと加え、室温に戻しつつ６時間撹拌した。不溶物を濾別した後、反応混合物を水に注ぎ込み、水層を酢酸エチルで抽出した。一緒にした有機層を水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。この溶液を減圧下で濃縮し、残渣をシリカゲルカラム（溶媒：トルエン／酢酸エチル＝９／１（容量比））を通して精製することで、中間化合物（Ｔ−６５）（４．５８ｇ、収率４３％）を得た。

第２工程
中間化合物（Ｔ−６５）（４．５８ｇ）、トリエチルアミン（２．８７ｍｌ）およびＴＨＦ（２００ｍｌ）を反応器に入れ、０℃まで冷却した。アクリル酸クロライド（１．６８ｍｌ）をゆっくりと加え、室温に戻しつつ５時間撹拌した。不溶物を濾別した後、反応混合物を水に注ぎ込み、水層をトルエンで抽出した。一緒にした有機層を水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。この溶液を減圧下で濃縮し、残渣をシリカゲルカラム（溶媒：トルエン／ヘプタン＝３／２（容量比））を通して精製することで、中間化合物（Ｔ−６６）（３．２０ｇ、収率５８％）を得た。

第３工程
中間化合物（Ｔ−６６）（３．２０ｇ）を原料として用い、化合物（Ａ）の合成方法における第２工程と同様の手法により、極性化合物（４−２１−１）（１．１２ｇ、収率３２％）を得た。

得られた極性化合物（４−２１−１）のＮＭＲ分析値は以下のとおりである。
^１Ｈ−ＮＭＲ：化学シフトδ（ｐｐｍ；ＣＤＣｌ_３）：６．１５（ｓ，１Ｈ）、５．７３（ｄ，Ｊ＝１．２Ｈｚ，１Ｈ）、４．２８（ｄ，Ｊ＝６．６Ｈｚ，２Ｈ）、２．３４−２．３２（ｍ，１Ｈ）、２．１３−２．１１（ｍ，２Ｈ）、１．７６−１．６７（ｍ，８Ｈ）、１．５４（ｓ，３Ｈ）、１．３２−１．０３（ｍ，１３Ｈ）、０．９７−０．８０（ｍ，７Ｈ）．

極性化合物（４−２１−１）の物性は以下のとおりであった。
転移温度：Ｃ ６６．５ Ｓ_Ａ ８１．１ Ｉ．

＜極性化合物（４−２２−１）の合成例＞

第１工程
化合物（Ｔ−４９）（１５．０ｇ）およびトリフェニルホスフィン（ＰＰｈ_３、２４．８ｇ）を反応器に入れて、１００℃にて６時間撹拌した。氷冷したヘプタンで濾過洗浄し、中間化合物（Ｔ−５０）（１６．４ｇ、収率５２％）を得た。

第２工程
化合物（Ｔ−５１）（１０．０ｇ）およびＴＨＦ（２００ｍｌ）を反応器に入れ、−７０℃まで冷却した。ｎ−ブチルリチウム（１．６３Ｍ、ヘキサン溶液、２５ｍｌ）をゆっくりと加え、１時間撹拌した。ＤＭＦ（４．０ｍｌ）をゆっくり加え、室温に戻しつつ１２時間撹拌した。不溶物を濾別した後、反応混合物を水に注ぎ込み、水層をトルエンで抽出した。一緒にした有機層を水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。この溶液を減圧下で濃縮し、残渣をシリカゲルカラム（溶媒：トルエン／酢酸エチル＝９／１（容量比））を通して精製することで、中間化合物（Ｔ−５２）（６．３７ｇ、収率７７％）を得た。

第３工程
中間化合物（Ｔ−５０）（１４．３ｇ）およびＴＨＦ（２００ｍｌ）を反応器に入れ、−３０まで冷却した。そこへカリウムｔ−ブトキシド（３．２１ｇ）をゆっくりと加え、−３０℃で１時間撹拌した。中間化合物（Ｔ−５２）（６．３７ｇ）のＴＨＦ（１００ｍｌ）溶液をゆっくりと加え、室温に戻しつつ４時間撹拌した。不溶物を濾別した後、反応混合物を水に注ぎ込み、水層をトルエンで抽出した。一緒にした有機層を水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。この溶液を減圧下で濃縮し、残渣をシリカゲルカラム（溶媒：トルエン）を通して精製することで、中間化合物（Ｔ−５３）（７．５０ｇ、収率８５％）を得た。

第４工程
中間化合物（Ｔ−５３）（７．５０ｇ）、Ｐｄ／Ｃ（０．１１ｇ）、ＩＰＡ（２００ｍｌ）およびトルエン（２００ｍｌ）を反応器に入れて、室温にて水素雰囲気下で１２時間撹拌した。不溶物を濾別した後、反応混合物を水に注ぎ込み、水層をトルエンで抽出した。一緒にした有機層を水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。この溶液を減圧下で濃縮し、残渣をシリカゲルカラム（溶媒：トルエン）を通して精製することで、中間化合物（Ｔ−５４）（７．２１ｇ、収率９５％）を得た。

第５工程
中間化合物（Ｔ−５４）（７．２１ｇ）、ギ酸（９．７０ｇ）およびトルエン（２００ｍｌ）を反応器に入れて、１００℃にて４時間撹拌した。不溶物を濾別した後、炭酸水素ナトリウム水溶液で中和し、水層をトルエンで抽出した。一緒にした有機層を水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。この溶液を減圧下で濃縮し、残渣をシリカゲルカラム（溶媒：トルエン）を通して精製することで、中間化合物（Ｔ−５５）（５．６５ｇ、収率９０％）を得た。

第６工程
水素化アルミニウムリチウム（ＬＡＨ、０．４３ｇ）およびＴＨＦ（１００ｍｌ）を反応器に入れて氷冷した。中間化合物（Ｔ−５５）（５．６５ｇ）のＴＨＦ（１００ｍｌ）溶液をゆっくりと加え、室温に戻しつつ２時間撹拌した。反応混合物を水に注ぎ込み、水層を酢酸エチルで抽出した。一緒にした有機層を食塩水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。この溶液を減圧下で濃縮し、残渣をシリカゲルカラム（溶媒：トルエン／酢酸エチル＝９／１（容量比））を通して精製した。さらにヘプタンからの再結晶により精製することで、中間化合物（Ｔ−５６）（４．８３ｇ、収率８５％）を得た。

第７工程
中間化合物（Ｔ−５６）（４．８３ｇ）、化合物（Ｔ−１８）、Ｎ，Ｎ−ジメチル−４−アミノピリジン（ＤＭＡＰ）およびジクロロメタンを反応器に入れ、０℃に冷却した。そこへＮ，Ｎ’−ジシクロヘキシルカルボジイミド（ＤＣＣ）のジクロロメタン溶液をゆっくりと滴下し、室温に戻しつつ１２時間攪拌した。不溶物を濾別した後、反応混合物を水に注ぎ込み、水層をジクロロメタンで抽出した。一緒にした有機層を水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。この溶液を減圧下で濃縮し、残渣をシリカゲルカラム（溶媒：ヘプタン／トルエン＝１／１（容量比））を通して精製することで、中間化合物（Ｔ−５７）（８．４１ｇ、収率８４％）を得た。なお、合成スキーム中の「ＯＴＢＤＰＳ」はｔ−ブチルジフェニルシリルオキシ基である。

第８工程
中間化合物（Ｔ−５７）（８．４１ｇ）およびＴＨＦを反応器に入れて、０℃に冷却した。そこへテトラブチルアンモニウムフルオリド（ＴＢＡＦ、１．００Ｍ、ＴＨＦ溶液）をゆっくりと加え、室温に戻しつつ１時間攪拌した。反応混合物を水に注ぎ込み、水層を酢酸エチルで抽出した。一緒にした有機層を食塩水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。この溶液を減圧下で濃縮し、残渣をシリカゲルカラム（溶媒：トルエン／酢酸エチル＝９／１（容量比））を通して精製した。さらにヘプタンからの再結晶により精製することで、極性化合物（４−２２−１）（３．２２ｇ、収率６２％）を得た。

得られた極性化合物（４−２２−１）のＮＭＲ分析値は以下のとおりである。
^１Ｈ−ＮＭＲ：化学シフトδ（ｐｐｍ；ＣＤＣｌ_３）：７．１３（ｄ，Ｊ＝８．２Ｈｚ，２Ｈ）、７．１０（ｄ，Ｊ＝８．２Ｈｚ，２Ｈ）、６．２６（ｓ，１Ｈ）、５．８２（ｄ，Ｊ＝１．１Ｈｚ，１Ｈ）、４．９２−４．８７（ｍ，１Ｈ）、４．３４（ｄ，Ｊ＝６．７Ｈｚ，２Ｈ）、２．６０（ｔ，Ｊ＝７．３Ｈｚ，２Ｈ）、２．５４−２．４９（ｍ，１Ｈ）、２．３１（ｔ，Ｊ＝６．５Ｈｚ，１Ｈ）、２．１５−２．０４（ｍ，４Ｈ）、１．９８−１．９６（ｍ，２Ｈ）、１．６６−１．５２（ｍ，８Ｈ）．

極性化合物（４−２２−１）の物性は以下のとおりであった。
転移温度：Ｃ ６２．０ Ｉ．

上述した合成例に記載された合成方法に準じて、以下に示す化合物（２−１−１）〜（２−１−４）、化合物（２−２−１）〜（２−２−７）および化合物（３−１−１）〜（３−１−１１）を合成することができる。

＜低分子極性化合物の順相逆相ＣＶ積＞
順相逆相ＣＶ積とは、ある１つの分子内にどの程度の極性基および無極性基が存在しているかを数値化したものであり、強い極性基および強い無極性基が共存した化学構造を有する化合物はこの値が大きくなり、分子全体が中性的な化学構造を有する化合物は低くなる。

順相逆相ＣＶ積は、当該化合物を順相および逆相のＴＬＣで展開し、それぞれのＲｆ値（試料の展開距離／移動層の展開距離）の逆数ＣＶ値（１／Ｒｆ）の積として測定される。順相のＴＬＣで測定した際にＲｆ値が小さい化合物は極性基を有しており、逆相のＴＬＣで測定した際にＲｆ値が小さい化合物は無極性基を有している。この２つの特性は１つの化合物で同時に満たされることもあり、どちらも満たさないこともある。標準の測定方法として、順相のＴＬＣ測定では、メルク社製のＴＬＣ（シリカゲル ６０ Ｆ２５４）を用い、トルエンと酢酸エチルの混合溶媒（容積比で４：１）で展開させ、逆相のＴＬＣ測定では、メルク社製のＴＬＣ（シリカゲル ６０ ＲＰ−１８ Ｆ２５４ｓ）を用い、メタノールで展開させた。
順相逆相ＣＶ積＝１／Ｒｆ（ｐ）×１／Ｒｆ（ｎ）
Ｒｆ（ｐ）：順相でのＲｆ値
Ｒｆ（ｎ）：逆相でのＲｆ値

なお、トルエンと酢酸エチルの混合溶媒やメタノールで展開させることが難しい極性化合物の場合は、上記方法で展開できる比較的極性の近い極性化合物をリファレンスとして、上記溶媒では展開できない化合物と同時に、他の展開しやすい溶媒で展開させて、その際のＲｆ値の比から換算することにより上記溶媒で展開できない極性化合物であってもＲｆ値を求めることができる。例えば、上記溶媒では展開できない化合物の展開幅がリファレンス化合物の２倍であった場合は、リファレンス化合物を本来の方法で測定したＲｆ値の２倍が上記溶媒では展開できない化合物のＲｆ値となる。

＜液晶組成物（ｉ）の調製＞
液晶組成物（ｉ）を以下の成分割合で混合することにより調製した。
・３ＨＨＶ ２３重量％
・１ＢＨＨＶ ５重量％
・１ＢＢ（Ｆ）Ｂ２Ｖ ６重量％
・３ＢＢ（Ｆ）Ｂ２Ｖ ５重量％
・３ＢＢ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ １２重量％
・３ＨＨＸＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ２４重量％
・３ＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ １１重量％
・４ＢＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ７重量％
・５ＢＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ７重量％

＜実施例１＞
極性化合物（３−１−２）が３重量％となるように液晶組成物（ｉ）に溶解させ、本発明の液晶組成物（１）を得た。
ＮＩ＝８０．６℃；η＝１８．０ｍＰａ・ｓ；Δｎ＝０．１２３；Δε＝１０．３．

得られた液晶組成物（１）をセル（上面：ベアガラス、下面：ＩＴＯパターニングガラス、セルギャップ５μｍ、電極間距離５μｍかつ電極幅５μｍの櫛歯状電極）に毛管力で注入した。なお、セルのガラス基板は配向処理を施していない。このセルをクロスニコルにした２枚の偏光板に挟み、セルを回転させながら目視および偏光顕微鏡で観察した。その結果、４５度周期で明暗を繰り返すことからホモジニアス配向であることを確認した。

このセルをノーマリーブラックになるように偏光板で挟んで素子を作製し、０Ｖから１１Ｖまで電圧（６０Ｈｚ、矩形波）をかけた。この際に素子に垂直方向から光を照射し、素子を透過した光量の変化を測定して、電圧−透過率曲線（図１）を得た。

＜実施例２〜８＞
極性化合物（３−１−２）を他の極性化合物に変更した以外は実施例１に準じて、本発明の液晶組成物（２）〜（８）を調製した。各液晶組成物について、実施例１と同様に偏光顕微鏡で観察した結果、ホモジニアス配向であることを確認した。また、作製した素子から電圧と透過率を測定して透過光量が大きく変化することを確認した。

さらに、実施例１に準じて、本発明の液晶組成物（９）〜（１９）を調製した。各液晶組成物について、実施例１と同様に偏光顕微鏡で観察した結果、ホモジニアス配向であることを確認した。また、作製した素子から電圧と透過率を測定して透過光量が大きく変化することを確認した。液晶組成物（９）〜（１９）における化合物は、下記の表２の定義に基づいて記号により表した。表２において、１，４−シクロヘキシレンに関する立体配置はトランスである。液晶性化合物の割合（百分率）は、液晶組成物の全重量に基づいた重量百分率（重量％）である。最後に、組成物の物性値をまとめた。物性は、先に記載した方法にしたがって測定し、測定値を外挿することなくそのまま記載した。

［液晶組成物９］
２−ＨＢ−Ｃ ７％
３−ＨＢ−Ｃ ５％
３−ＨＢ−Ｏ２ １２％
２−ＢＴＢ−１ ６％
３−ＨＨＢ−Ｆ ５％
３−ＨＨＢ−１ ７％
３−ＨＨＢ−Ｏ１ ７％
３−ＨＨＢ−３ １３％
３−ＨＨＥＢ−Ｆ ５％
５−ＨＨＥＢ−Ｆ ５％
２−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ ７％
３−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ ７％
５−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ ７％
３−ＨＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ７％
上記の組成物に下記の化合物（３−１−２）を３重量％の割合で添加した。

ＮＩ＝１０５．７℃；η＝１９．４ｍＰａ・ｓ；Δｎ＝０．１０４；Δε＝４．４．

［液晶組成物１０］
３−ＨＢ−ＣＬ １５％
３−ＨＢ−Ｏ２ １２％
３−ＨＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ６％
３−ＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ３０％
５−ＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ２５％
５−ＨＢＢ（Ｆ）Ｂ−２ ６％
５−ＨＢＢ（Ｆ）Ｂ−３ ６％
上記の組成物に下記の化合物（２−１−１）を２重量％の割合で添加した。

さらに下記の化合物（ＲＭ−１）を０．３重量％の割合で添加した。

ＮＩ＝７０．５℃；η＝２２．３ｍＰａ・ｓ；Δｎ＝０．１２５；Δε＝６．１．

［液晶組成物１１］
７−ＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ５％
３−ＨＢ−Ｏ２ ８％
２−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ １０％
３−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ １０％
５−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ １１％
２−ＨＢＢ（Ｆ）−Ｆ ７％
３−ＨＢＢ（Ｆ）−Ｆ ８％
５−ＨＢＢ（Ｆ）−Ｆ １４％
２−ＨＢＢ−Ｆ ４％
３−ＨＢＢ−Ｆ ４％
５−ＨＢＢ−Ｆ ３％
３−ＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ８％
５−ＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ８％
上記の組成物に下記の化合物（２−２−１）を２重量％の割合で添加した。

ＮＩ＝８１．９℃；η＝２３．９ｍＰａ・ｓ；Δｎ＝０．１１１；Δε＝５．４．

［液晶組成物１２］
５−ＨＢ−ＣＬ １８％
３−ＨＨＢ−Ｆ １０％
３−ＨＨＢ−ＣＬ ５％
４−ＨＨＢ−ＣＬ ４％
３−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ １２％
４−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ ９％
５−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ ９％
７−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ ８％
５−ＨＢＢ（Ｆ）−Ｆ ４％
１Ｏ１−ＨＢＢＨ−５ ３％
３−ＨＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ４％
４−ＨＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ３％
５−ＨＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ４％
３−ＨＨ２ＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ４％
４−ＨＨ２ＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ３％
上記の組成物に下記の化合物（３−１−１）を３重量％の割合で添加した。

ＮＩ＝１２５．２℃；η＝２６．４ｍＰａ・ｓ；Δｎ＝０．１０４；Δε＝４．９．

［液晶組成物１３］
３−ＨＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ８％
３−Ｈ２ＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ８％
４−Ｈ２ＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ８％
５−Ｈ２ＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ９％
３−ＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ １７％
５−ＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ １９％
３−Ｈ２ＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ １２％
５−ＨＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ５％
５−ＨＨＥＢＢ−Ｆ ２％
３−ＨＨ２ＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ４％
１Ｏ１−ＨＢＢＨ−４ ４％
１Ｏ１−ＨＢＢＨ−５ ４％
上記の組成物に下記の化合物（４−１１−１）を１重量％の割合で添加した。

さらに下記の化合物（４−２１−１）を２重量％の割合で添加した。

ＮＩ＝１０２．２℃；η＝３６．２ｍＰａ・ｓ；Δｎ＝０．１１７；Δε＝８．９．

［液晶組成物１４］
５−ＨＢ−Ｆ １２％
６−ＨＢ−Ｆ ９％
７−ＨＢ−Ｆ ７％
２−ＨＨＢ−ＯＣＦ３ ９％
３−ＨＨＢ−ＯＣＦ３ ５％
４−ＨＨＢ−ＯＣＦ３ ７％
５−ＨＨＢ−ＯＣＦ３ ７％
３−ＨＨ２Ｂ−ＯＣＦ３ ５％
５−ＨＨ２Ｂ−ＯＣＦ３ ４％
３−ＨＨＢ（Ｆ，Ｆ）−ＯＣＦ２Ｈ ５％
３−ＨＨＢ（Ｆ，Ｆ）−ＯＣＦ３ ３％
３−ＨＨ２Ｂ（Ｆ）−Ｆ ３％
３−ＨＢＢ（Ｆ）−Ｆ ８％
５−ＨＢＢ（Ｆ）−Ｆ ８％
５−ＨＢＢＨ−３ ５％
３−ＨＢ（Ｆ）ＢＨ−３ ３％
上記の組成物に下記の化合物（４−２２−１）を１重量％の割合で添加した。
さらに下記の化合物（ＲＭ−２）を０．３重量％の割合で添加した。
ＮＩ＝８９．３℃；η＝１４．８ｍＰａ・ｓ；Δｎ＝０．０９２；Δε＝４．２．

［液晶組成物１５］
５−ＨＢ−ＣＬ １３％
３−ＨＨＢ−１ ７％
３−ＨＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ８％
３−ＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ２０％
５−ＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ １６％
３−ＨＨＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ １２％
４−ＨＨＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ５％
５−ＨＨＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ４％
２−ＨＢＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ４％
３−ＨＢＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ３％
５−ＨＢＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ３％
３−ＨＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ５％
上記の組成物に下記の化合物（３−１−２）を２重量％の割合で添加した。
ＮＩ＝８０．５℃；η＝２５．０ｍＰａ・ｓ；Δｎ＝０．１０６；Δε＝９．２．

［液晶組成物１６］
３−ＨＢ−ＣＬ ３％
５−ＨＢ−ＣＬ ５％
３−ＨＨＢ−ＯＣＦ３ ６％
３−Ｈ２ＨＢ−ＯＣＦ３ ５％
５−Ｈ４ＨＢ−ＯＣＦ３ １５％
Ｖ−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ ６％
３−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ ５％
５−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ ６％
３−Ｈ４ＨＢ（Ｆ，Ｆ）−ＣＦ３ ８％
５−Ｈ４ＨＢ（Ｆ，Ｆ）−ＣＦ３ １０％
５−Ｈ２ＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ３％
５−Ｈ４ＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ７％
２−Ｈ２ＢＢ（Ｆ）−Ｆ ５％
３−Ｈ２ＢＢ（Ｆ）−Ｆ １０％
３−ＨＢＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ６％
上記の組成物に下記の化合物（２−１−１）を２重量％の割合で添加した。
ＮＩ＝７２．８℃；η＝２６．１ｍＰａ・ｓ；Δｎ＝０．０９８；Δε＝８．５．

［液晶組成物１７］
５−ＨＢ−ＣＬ １９％
７−ＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ５％
３−ＨＢ−Ｏ２ １７％
３−ＨＨＢ−１ １２％
３−ＨＨＢ−Ｏ１ ８％
２−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ ６％
３−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ ７％
５−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ ７％
３−ＨＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ８％
３−Ｈ２ＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ６％
４−Ｈ２ＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ５％
上記の組成物に下記の化合物（２−２−１）を１重量％の割合で添加した。
さらに下記の化合物（３−１−１）を１重量％の割合で添加した。
ＮＩ＝７３．０℃；η＝１７．５ｍＰａ・ｓ；Δｎ＝０．０８１；Δε＝３．５．

［液晶組成物１８］
５−ＨＢ−ＣＬ ５％
７−ＨＢ（Ｆ）−Ｆ ７％
３−ＨＢ−Ｏ２ １６％
３−ＨＨＥＢ−Ｆ １０％
５−ＨＨＥＢ−Ｆ １０％
３−ＨＨＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ １２％
４−ＨＨＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ７％
３−ＧＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ６％
４−ＧＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ８％
５−ＧＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ８％
２−ＨＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ５％
３−ＨＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ６％
上記の組成物に下記の化合物（４−１１−１）を１重量％の割合で添加した。
ＮＩ＝７０．４℃；η＝２６．８ｍＰａ・ｓ；Δｎ＝０．０７４；Δε＝７．８．

［液晶組成物１９］
１Ｖ２−ＢＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｃ １５％
３−ＨＢ−Ｃ ２０％
２−ＢＴＢ−１ １３％
３−ＨＨＢ−１ ７％
ＶＦＦ−ＨＨＢ−１ １０％
ＶＦＦ２−ＨＨＢ−１ １４％
３−Ｈ２ＢＴＢ−２ ８％
３−Ｈ２ＢＴＢ−３ ７％
３−Ｈ２ＢＴＢ−４ ６％
上記の組成物に下記の化合物（４−２１−１）を２重量％の割合で添加した。
ＮＩ＝９４．１℃；η＝２３．０ｍＰａ・ｓ；Δｎ＝０．１６８；Δε＝１３．６．

［液晶組成物２０］
３−ＨＨ−Ｖ ３６％
３−ＨＨ−Ｖ１ ９％
３−ＢＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ２％
４−ＢＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ １０％
５−ＢＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ９％
Ｖ２−ＨＨＢ−１ １１％
３−ＨＢＢＸＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ７％
４−ＧＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ６％
５−ＧＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ５％
３−ＧＢ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ５％
上記の組成物に下記の化合物（２−２−１）を２重量％の割合で添加した。
ＮＩ＝８６．７℃；η＝１３．１ｍＰａ・ｓ；Δｎ＝０．１０８；Δε＝１１．９．

［液晶組成物２１］
３−ＨＨ−Ｖ ２３％
３−ＨＨ−Ｖ１ ５％
２−ＨＨ−３ ７％
３−ＨＢ−Ｏ２ ５％
３−ＧＢ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ４％
３−ＢＢ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ９％
２−ＨＨＢ−１ ３％
３−ＨＨＢ−１ ６％
２−ＢＢ（Ｆ）Ｂ−３ ４％
３−ＨＨＢ−Ｏ１ ２％
３−ＨＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ４％
４−ＨＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ３％
４−ＧＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ２％
３−ＢＢ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ５％
Ｖ−ＨＨＢ−１ １４％
Ｖ２−ＨＨＢ−１ ４％
上記の組成物に下記の化合物（４−１１−１）を１重量％の割合で添加した。
ＮＩ＝９１．２℃；Δｎ＝０．０９９；Δε＝４．８．

［液晶組成物２２］
３−ＨＨ−Ｖ ３５％
３−ＨＨ−Ｖ１ ５％
１Ｖ２−ＨＨ−３ ４％
３−ＢＢ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ １２％
Ｖ−ＨＨＢ−１ １４％
Ｖ２−ＨＨＢ−１ １０％
２−ＢＢ（Ｆ）Ｂ−３ ４％
４−ＧＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ２％
３−ＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ５％
３−ＨＢＢＸＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ９％
上記の組成物に下記の化合物（３−１−２）を３重量％の割合で添加した。
ＮＩ＝９０．５℃；η＝１１．０ｍＰａ・ｓ；Δｎ＝０．１００；Δε＝４．６．

＜比較例１＞
極性化合物を添加しないで液晶組成物（ｉ）自体を比較の液晶組成物（Ｃ１）とした。この液晶組成物について、実施例１と同様に偏光顕微鏡で観察したところ、ホモジニアス配向は確認できなかった。

以下に、液晶組成物（１）〜（８）について、使用した極性化合物、その順相逆相ＣＶ積、液晶組成物中の含有量（重量％）、総順相逆相ＣＶ積、および総順相逆相ＣＶ積を基板の表面自由エネルギーで割った値を示す。

総順相逆相ＣＶ積とは、極性化合物の順相逆相ＣＶ積と液晶組成物中の極性化合物の含有量（重量％）との積（順相逆相ＣＶ積×含有量／１００）であり、液晶組成物中に複数種の極性化合物が含まれる場合は各極性化合物についての総順相逆相ＣＶ積の総和であり、液晶組成物中に存在する極性化合物の順相逆相ＣＶ積の総和を意味する。また、使用したベアガラスおよびＩＴＯパターニングガラスの表面自由エネルギーはそれぞれ０．３４０Ｎ／ｍおよび０．３５２Ｎ／ｍであるため、上記表ではそれぞれの値を用いて計算した。実施例１〜８で用いた液晶組成物を挟み込む両基板の表面自由エネルギーはほぼ同じであるため、総順相逆相ＣＶ積と基板の表面自由エネルギーとの比（総順相逆相ＣＶ積／表面自由エネルギー）は表３に示すように狭い特定の範囲で規定される。

基板の表面自由エネルギーは、通常用いられているOwens-Wendtの方法により、基板に対する液体の接触角から算出することができる。通常、形成する液滴の接触角を用いた表面自由エネルギーの測定では、通常少なくとも２種の液体を用い、該二種の液体としては、極性の高い液体と、極性の低い液体とを用いることが好ましいことが既に知られており、該極性の高い液体としては水が、極性の低い液体としては、ジヨードメタンが使用される。内径０．０５〜０．３ｍｍ、外径０．２〜０．６ｍｍのパイプを用いて、液体を基板に静かに滴下し、液滴を形成させ、これをビデオに収録し、その時の前進時の接触角（液滴の形成時の接触角）と後退時の接触角（液滴の消滅時の接触角）を計測し、次の式に基づいて、算出する。

液体１を滴下した場合、接触角θが９０度以下の場合には、液滴の高さをｈ、液滴の接地円の直径をφ、又、ｘ＝φ／２とすれば、この液体のθ１は以下の式（１−１）で算出される。
θ＝２ｔａｎ^−１（ｈ／ｘ）・・・・式（１−１）

液体１を滴下した場合、接触角θが９０度以上の場合には、この液体のθ１は以下の式（１−２）で算出される。
θ＝９０＋ｃｏｓ^−１（φｈ／ｈ２＋ｘ２）・・・・式（１−２）

この様に測定するθにおいて、前進時のθａと後退時のθｒより、その液体のその固体表面に対するθ１を次式によって求める。
θ１＝ｃｏｓ^−１（（ｃｏｓθａ＋ｃｏｓθｒ）／２）

液体２についても、同様にθ２を算出し、接着仕事を表す次の式（２−１）に代入して、γｓｄ（固体の表面自由エネルギーの分散力成分）とγｓｐ（固体の表面自由エネルギーの極性力成分）を未知数とする２つの方程式を作成し、この連立方程式を解くことにより、このγｓｄとγｓｐが得られる。ここで、γ（液体）、γ（液体）ｓ、γ（液体）ｐは液体の固有値であり、既知の値である。
γ（液体）（１＋ｃｏｓθ）＝２（γｓｄ・γ（液体）ｄ）１／２＋２（γｓｐ・γ（液体）ｐ）１／２・・・・式（２−１）

γ、γｓｄ、γｓｐには次の式（２−２）の関係が存するので、求められたγｓｄとγｓｐの和を求めることにより、固体の表面自由エネルギーを算出することができる。
γ＝γｓｄ＋γｓｐ・・・・式（２−２）

このようにして、前記の２種の液体を用いて、接触角を計測し、基板表面の表面自由エネルギーを測定すると、部位差が少なく、且つ、再現性良く、表面自由エネルギーを計測することができる。

また、表面自由エネルギーが非常に大きい基板の場合はOwens-Wendtの方法を用いることが難しい場合があるので、その場合はDietzelの式により表面張力を算出して、それを表面自由エネルギーとすることができる。Dietzelの式を以下に示す。
γ＝Ｍ_１Ｆ_１＋Ｍ_２Ｆ_２＋・・・＋ＭｉＦｉ
γ：表面張力
Ｍｉ：ｉ成分のモル％、Ｆｉ：表面張力係数
なお、表面張力係数は各成分物質の固有値であり、既知の値である。

実施例１〜８で用いた各基板の表面自由エネルギーγをDietzelの式を用いて計算した。
ベアガラスのγ＝０．３４０Ｎ／ｍ
ＩＴＯパターニングガラスのγ＝０．３５２Ｎ／ｍ

添加剤により液晶媒体をホモジニアス配向させることができる技術はこれまでになく、本願発明の好ましい態様によれば特定の低分子極性化合物を添加するだけで液晶媒体をホモジニアス配向させることができ、従来の配向膜や配向処理を不要とすることができる。この結果、例えばＦＦＳなどの横電界を用いるモードのポリイミドレス化が可能となる。

Claims (13)

1. 液晶媒体を基板に対してホモジニアス配向させる、下記一般式（２−１）、一般式（２−２）または一般式（３−１）で表される低分子極性化合物。
   上記一般式（２−１）におけるＲ^１はメチルであり；
   上記一般式（２−２）および式（３−１）における、Ｒ ^１ 、Ｒ ^２ およびＲ ^３ は水素であり、Ｒ ^４ は炭素数２〜７の直鎖アルキルである。
2. １．３以上の順相逆相ＣＶ積を有することを特徴とする、請求項１に記載の低分子極性化合物。
3. 配向処理または配向膜が施されておらず、かつ少なくとも一方に透明電極が形成された一対の基板の間に封入される液晶媒体であって、当該液晶媒体を基板に対してホモジニアス配向させる請求項１または２に記載の低分子極性化合物を含有し、基板に対して自発的にホモジニアス配向する、液晶媒体。
4. 請求項１または２に記載の低分子極性化合物の少なくとも１つを含有することを特徴とする、液晶組成物。
5. 前記低分子極性化合物の順相逆相ＣＶ積とその含有量との積である総順相逆相ＣＶ積が０．０１以上であることを特徴とする、請求項４に記載の液晶組成物。
6. 前記低分子極性化合物の総順相逆相ＣＶ積と前記基板の表面自由エネルギーとの比（総順相逆相ＣＶ積／表面自由エネルギー（Ｎ/ｍ））が０．０２５〜１であることを特徴とする、請求項４または５に記載の液晶組成物。
7. さらに下記一般式（５）〜（７）のいずれかで表される液晶性化合物の少なくとも１つを含有する、請求項４〜６のいずれかに記載の液晶組成物。
   上記式（５）〜式（７）中、
   Ｒ^１３は炭素数１〜１０のアルキルまたは炭素数２〜１０のアルケニルであり、このＲ^１３において、少なくとも１つの−ＣＨ_２−は−Ｏ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの水素はフッ素で置き換えられてもよく；
   Ｘ^１１は、フッ素、塩素、−ＯＣＦ_３、−ＯＣＨＦ_２、−ＣＦ_３、−ＣＨＦ_２、−ＣＨ_２Ｆ、−ＯＣＦ_２ＣＨＦ_２、または−ＯＣＦ_２ＣＨＦＣＦ_３であり；
   環Ｃ^１、環Ｃ^２および環Ｃ^３は独立して、１，４−シクロヘキシレン、少なくとも１つの水素がフッ素で置き換えられてもよい１，４−フェニレン、テトラヒドロピラン−２，５−ジイル、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、またはピリミジン−２，５−ジイルであり；
   Ｚ^１４、Ｚ^１５およびＺ^１６は独立して、単結合、−（ＣＨ_２）_２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯＯ−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、または−（ＣＨ_２）_４−であり；
   Ｌ^１１およびＬ^１２は独立して水素またはフッ素である。
8. さらに下記一般式（８）で表される液晶性化合物を含有する、請求項４〜７のいずれかに記載の液晶組成物。
   上記式（８）中、
   Ｒ^１４は炭素数１〜１０のアルキルまたは炭素数２〜１０のアルケニルであり、このＲ^１４において、少なくとも１つの−ＣＨ_２−は−Ｏ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの水素はフッ素で置き換えられてもよく；
   Ｘ^１２は−Ｃ≡Ｎまたは−Ｃ≡Ｃ−Ｃ≡Ｎであり；
   環Ｄ^１は、１，４−シクロヘキシレン、少なくとも１つの水素がフッ素で置き換えられてもよい１，４−フェニレン、テトラヒドロピラン−２，５−ジイル、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、またはピリミジン−２，５−ジイルであり；
   Ｚ^１７は、単結合、−（ＣＨ_２）_２−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯＯ−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−、または−ＣＨ_２Ｏ−であり；
   Ｌ^１３およびＬ^１４は独立して水素またはフッ素であり；
   ｉは、１、２、３、または４である。
9. さらに下記一般式（１６）〜（１８）のいずれかで表される液晶性化合物の少なくとも１つを含有する、請求項４〜８のいずれかに記載の液晶組成物。
   上記式（１６）〜式（１８）中、
   Ｒ^１１およびＲ^１２は独立して炭素数１〜１０のアルキル、炭素数１〜１０のアルコキシ、炭素数２〜１０のアルコキシアルキル、炭素数２〜１０のアルケニルまたはジフルオロビニルであり；
   環Ｂ^１、環Ｂ^２、環Ｂ^３および環Ｂ^４は独立して、１，４−シクロヘキシレン、１，４−フェニレン、２−フルオロ−１，４−フェニレン、２，５−ジフルオロ−１，４−フェニレン、またはピリミジン−２，５−ジイルであり；
   Ｚ^１１、Ｚ^１２およびＺ^１３は独立して、単結合、−（ＣＨ_２）_２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、または−ＣＯＯ−である。
10. さらに下記一般式（１９）で表される重合性化合物を含有する、請求項４〜９のいずれかに記載の液晶組成物。
    上記式（１９）中、
    環Ｆおよび環Ｉは独立して、シクロヘキシル、シクロヘキセニル、フェニル、１−ナフチル、２−ナフチル、テトラヒドロピラン−２−イル、１，３−ジオキサン−２−イル、ピリミジン−２−イル、またはピリジン−２−イルであり、これらの環において、少なくとも１つの水素は、独立して、ハロゲン、炭素数１〜１２のアルキル、炭素数１〜１２のアルコキシ、または少なくとも１つの水素がハロゲンで置き換えられた炭素数１〜１２のアルキルで置き換えられてもよく；
    環Ｇは、１，４−シクロへキシレン、１，４−シクロヘキセニレン、１，４−フェニレン、ナフタレン−１，２−ジイル、ナフタレン−１，３−ジイル、ナフタレン−１，４−ジイル、ナフタレン−１，５−ジイル、ナフタレン−１，６−ジイル、ナフタレン−１，７−ジイル、ナフタレン−１，８−ジイル、ナフタレン−２，３−ジイル、ナフタレン−２，６−ジイル、ナフタレン−２，７−ジイル、テトラヒドロピラン−２，５−ジイル、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、ピリミジン−２，５−ジイル、またはピリジン−２，５−ジイルであり、これらの環において、少なくとも１つの水素は、独立して、ハロゲン、炭素数１〜１２のアルキル、炭素数１〜１２のアルコキシ、または少なくとも１つの水素がハロゲンで置き換えられた炭素数１〜１２のアルキルで置き換えられてもよく；
    Ｚ^２２およびＺ^２３は独立して単結合または炭素数１〜１０のアルキレンであり、このＺ^２２およびＺ^２３において、少なくとも１つの−ＣＨ_２−は、独立して、−Ｏ−、−ＣＯ−、または−ＣＯＯ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの−ＣＨ_２ＣＨ_２−は、独立して、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ（ＣＨ_３）＝ＣＨ−、または−Ｃ（ＣＨ_３）＝Ｃ（ＣＨ_３）−で置き換えられてもよく、これらの基において少なくとも１つの水素はフッ素または塩素で置き換えられてもよく；
    Ｑ^１、Ｑ^２およびＱ^３は独立して重合性基であり；
    Ｓｐ^１、Ｓｐ^２およびＳｐ^３は独立して単結合または炭素数１〜１０のアルキレンであり、このＳｐ^１、Ｓｐ^２およびＳｐ^３において、少なくとも１つの−ＣＨ_２−は、独立して、−Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、または−ＯＣＯＯ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの−ＣＨ_２ＣＨ_２−は、独立して、−ＣＨ＝ＣＨ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、これらの基において少なくとも１つの水素は独立してフッ素または塩素で置き換えられてもよく；
    ｄは０、１、または２であり；
    ｅ、ｆ、およびｇは独立して０、１、２、３、または４であり、そしてｅ、ｆ、およびｇの和は１以上である。
11. 上記一般式（１９）において、Ｑ^１、Ｑ^２およびＱ^３が独立して下記一般式（Ｑ−１）〜（Ｑ−５）のいずれかで表される重合性基である、請求項１０に記載の液晶組成物。
    上記式（Ｑ−１）〜式（Ｑ−５）において、Ｍ^１、Ｍ^２およびＭ^３は独立して、水素、フッ素、炭素数１〜５のアルキル、または少なくとも１つの水素がハロゲンで置き換えられた炭素数１〜５のアルキルである。
12. 前記一般式（１９）で表される重合性化合物が、下記一般式（１９−１）〜（１９−７）のいずれかで表される重合性化合物である、請求項１０に記載の液晶組成物。
    上記式（１９−１）〜式（１９−７）中、
    Ｌ^２１、Ｌ^２２、Ｌ^２３、Ｌ^２４、Ｌ^２５、Ｌ^２６、Ｌ^２７およびＬ^２８は独立して、水素、フッ素、またはメチルであり；
    Ｓｐ^１、Ｓｐ^２およびＳｐ^３は独立して単結合または炭素数１〜１０のアルキレンであり、このＳｐ^１、Ｓｐ^２およびＳｐ^３において、少なくとも１つの−ＣＨ_２−は、独立して、−Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、または−ＯＣＯＯ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの−（ＣＨ_２）_２−は独立して−ＣＨ＝ＣＨ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、これらの基において少なくとも１つの水素は独立してフッ素または塩素で置き換えられてもよく；
    Ｑ^４、Ｑ^５およびＱ^６は独立して、下記一般式（Ｑ−１）〜式（Ｑ−３）のいずれかで表される重合性基であり、ここでＭ^１、Ｍ^２およびＭ^３は独立して、水素、フッ素、炭素数１〜５のアルキル、または少なくとも１つの水素がハロゲンで置き換えられた炭素数１〜５のアルキルである。
    
13. さらに、重合開始剤、重合禁止剤、光学活性化合物、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、熱安定剤および消泡剤から選択される少なくとも１つを含有する、請求項４〜１２のいずれかに記載の液晶組成物。