(57)【要約】【課題】低い電圧かつ速い応答で、単一素子でも多色表示が可能な液晶組成物、液晶素子、反射型表示材料、及び調光材料を提供すること。【解決手段】本発明の液晶組成物は、選択反射を示し、電場による酸化還元反応によって選択反射波長が変化する。また本発明の液晶素子は、少なくとも一方が透明電極である一対の電極と、前記電極間に、該液晶組成物を含有する液晶層を有する。更に本発明の反射型表示材料及び調光材料は、前記液晶素子を備える。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
選択反射を示し、電場による酸化還元反応によって選択反射波長が変化する液晶組成物。
【請求項２】
電場によるドーパントの酸化還元反応によって、選択反射波長が変化する請求項１に記載の液晶組成物。
【請求項３】
前記電場が、直流電圧である請求項１又は請求項２に記載の液晶組成物。
【請求項４】
前記ドーパントの酸化還元電位が、参照電極ＳＣＥに対して、−２．５Ｖ以上＋２．５Ｖ以下である請求項２又は請求項３に記載の液晶組成物。
【請求項５】
前記ドーパントが、カイラルドーパントである請求項２〜請求項４のいずれか１項に記載の液晶組成物。
【請求項６】
前記カイラルドーパントの酸化還元反応によって選択反射波長が変化する請求項５に記載のコレステリック液晶組成物。
【請求項７】
前記選択反射波長の変化が、ピッチ長変化により生じる請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の液晶組成物。
【請求項８】
前記ピッチ長変化が、カイラルドーパントの濃度変化により生じる請求項７に記載の液晶組成物。
【請求項９】
前記ピッチ長変化が、カイラルドーパントのＨＴＰ値変化により生じる請求項７に記載の液晶組成物。
【請求項１０】
少なくとも１種以上のカイラルドーパント、支持電解質、及びホスト液晶を含有する請求項５〜請求項９のいずれか１項に記載の液晶組成物。
【請求項１１】
前記カイラルドーパントを少なくとも１種以上含む全てのカイラルドーパントの総濃度が、３質量％以上３０質量％以下である請求項５〜請求項１０のいずれか１項に記載の液晶組成物。
【請求項１２】
前記カイラルドーパントのＨＴＰ値が、１以上１００以下である請求項９〜請求項１１のいずれか１項に記載の液晶組成物。
【請求項１３】
前記カイラルドーパントが、下記一般式（１）で表される化合物である請求項５〜請求項１２のいずれか１項に記載の液晶組成物。
一般式（１）：    Ａ（（Ｌ）Ｘ−（Ｄ）Ｗ−（Ｒｄ）ｓ−（Ｂ）Ｚ）ｙ
〔一般式（１）中、Ａは不斉炭素を有する部位を表し、Ｌは２価の連結基を表し、Ｒｄは酸化還元反応を起こす部位を表し、Ｂは液晶性置換基を表し、Ｄはアリーレン基、ヘテロアリーレン基又は２価の環状脂肪族炭化水素基を表し、ｘは０又は１を表し、ｚは０〜３の整数を表し、ｙは１〜４の整数を表し、ｗは０又は１を表す。ｓは０又は１を表すが、Ｒｄの総数は１以上４以下である。ｚが２以上のとき、複数のＢは同一であっても異なっていてもよい。ｙが２以上のとき、複数の（（Ｌ）Ｘ−（Ｄ）Ｗ−（Ｒｄ）ｓ−（Ｂ）Ｚ）は同一であっても、異なっていてもよい。〕
【請求項１４】
前記支持電解質を０．１質量％以上２０質量％以下含有する請求項１０〜請求項１３のいずれか１項に記載の液晶組成物。
【請求項１５】
少なくとも一方が透明電極である一対の電極と、
前記電極間に、請求項１〜請求項１４のいずれか１項に記載の液晶組成物を含有する液晶層と、
を有する液晶素子。
【請求項１６】
一方の電極上にポリイミド膜を有する請求項１５に記載の液晶素子。
【請求項１７】
駆動電圧が、０．１Ｖ以上２０Ｖ以下である請求項１５又は請求項１６に記載の液晶素子。
【請求項１８】
前記透明電極の抵抗値が１００Ω／□以下である請求項１５〜請求項１７のいずれか１項に記載の液晶素子。
【請求項１９】
前記１対の電極間のギャップが、２μｍ以上５０μｍ以下である請求項１５〜請求項１８のいずれか１項に記載の液晶素子。
【請求項２０】
請求項１５〜請求項１９のいずれか１項に記載の液晶素子を備える反射型表示材料。
【請求項２１】
請求項１５〜請求項１９のいずれか１項に記載の液晶素子を備える調光材料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶組成物、液晶素子、反射型表示材料、及び調光材料に関し、特に酸化還元反応によって選択反射波長が変化する液晶組成物、該液晶組成物を用いた液晶素子、反射型表示材料、及び調光材料に関する。
【背景技術】
【０００２】
構造色は、魚の虹彩、クジャクの羽、昆虫の甲殻、モルフォ蝶、真珠やオパールの光沢など自然界に多く見られる。色素色は、化合物の電子が可視光と相互作用することで特定の波長の色を吸収し、残りの色が反射されて観測されるのに対し、構造色は、可視光の波長と同程度あるいはそれ以下のナノ周期構造と光が干渉、回折、屈折、散乱などの相互作用をすることにより生じる。そのため、構造色は色素と比較して、耐久性・安全性の点で優れ、近年、自動車・化粧品などで構造性発色原理によるパール顔料や多層膜による干渉等が使用されている。
【０００３】
ルリスズメダイは細胞質と反射小板の多層構造により、鮮やかなコバルトブルーを呈しており、外部刺激によってその積層間隔を変化させることで瞬時に色を変えることが知られている（所謂、運動性構造色）。近年、このような生物様の構造色の可変技術に関する研究が盛んにおこなわれている（例えば、非特許文献１及び２参照）。
【０００４】
一般に、構造色の波長（選択反射波長）λは、以下のＢｒａｇｇ反射の式に基づいて表される。
Ｂｒａｇｇ反射の式：    ｎ・λ＝２ｄ・ｓｉｎθ
式中、ｎは媒質の屈折率を表し、ｄは屈折率の周期構造の間隔を表し、θは光の入射角を表す。
【０００５】
式中のｎとｄとを制御することで、選択反射波長λを制御でき、様々な外部刺激（光・熱・圧力・化学的刺激など）によって、これらを変化させる試みがなされている。
【０００６】
一般的に、ディスプレイをはじめとする表示素子等の光学素子に上記構造色を利用する場合、外部刺激としては、素子構成・素子安定性の観点で電気的刺激が適している。
電気的刺激による構造色の調色としては、逆オパール中にみたされた液晶の配向変化による屈折率変化を利用した調色（例えば、非特許文献３参照）、誘電エラストマーを用いた周期構造変化を利用した調色（例えば、非特許文献４参照）、水の電気分解によるｐＨ変化に応答するゲルのサイズ変化を利用した調色（例えば、非特許文献５参照）、フェロセニルシランの酸化還元反応による親疎水性変化に応答して膨潤収縮するオパール内包高分子を利用した調色（例えば、特許文献１参照）などが提案されている。
【０００７】
コレステリック液晶は、オパール構造や薄膜干渉構造と同様、構造性発色を示すことが知られている。その選択反射波長は、下記式１に示されるようにピッチ長と平均屈折率を乗じたもので表される
式１：    ｍ×λ＝Ｐ×ｎ×ｃｏｓθ
式１において、ｍは正の整数を表し、ｎは液晶の平均屈折率（ここで平均屈折率とは、長軸と短軸の屈折率の平均値を指す）を表し、Ｐはらせん周期構造のピッチ長（ここでピッチ長とは、らせん軸を軸方向から観察した時、液晶分子が３６０°回転する周期間隔を指す）を表し、θは試料面の法線方向とらせん軸とのなす角を示す。
【０００８】
コレステリック液晶による構造色の調色では、オパール構造体や薄膜干渉構造と異なり、液晶配向方向でのピッチ長の変化を利用する為、体積変化を伴わないという利点がある。外部刺激によってピッチ長を変化させる試みは盛んにおこなわれており、熱や光で変化させる方法が提案されているが（例えば、非特許文献６及び７参照）、電気的刺激による提案はほとんどない。
【０００９】
電気的刺激による提案としては、らせん軸に対して垂直方向から電界や磁場を印加することにより、ピッチ長を変化させる方法が知られている（例えば、非特許文献８参照）。
しかし、この方法では、電極作製にフォトリソグラフィー等の複雑な工程が必要であるなど素子作製が簡便ではなく、また、電極間距離を短くすることが困難な為、調色するのに極めて高い電圧を要し、有効的な方法とは言えない。
【００１０】
また、上記式１で示されるようにコレステリック液晶のらせん軸θを傾けることによって、見かけ上選択反射長が変化する方法が報告されている（例えば、非特許文献９参照）。
しかし、光の入射方向に対し、選択反射を生じる視野が極めて限定されること、及び原理的に界面反射による光取り出し効率（反射率）が大幅に低下すること、高い印加電圧を要すること等、問題が多く、原理的に優れた方法とは言えない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００４／０１３１７９９Ａ１明細書
【非特許文献】
【００１２】
【非特許文献１】SCIENCE，274，959(1996)
【非特許文献２】NATURE，389，829(1997)
【非特許文献３】Physical Revew，B72，233105(2005)
【非特許文献４】Advanced Materials，17，2463(2005)
【非特許文献５】Advanced Materials，19，2807(2007)
【非特許文献６】Chemistry Letters，199,87-88(1999)
【非特許文献７】Liquid Crystals，27，929-933(2000)
【非特許文献８】APPLIED OPTICS，43,5006(2004)
【非特許文献９】Proc.of SPIE，Vol.5936,59360X-1〜59360X-6(2005)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
上記提案の方法では、色素を用いず、適用する材料の誘電特性およびナノ周期構造に由来する選択反射によって構造色を呈する。したがって、単一素子でその屈折率と周期構造間隔を変化させることで様々な構造色を呈することができ、単一素子で多色表示を行なうのに最も有効的な方法であると思われる。
つまり、従来の多色表示装置では各色の素子を配列する必要があったが、上記提案の方法によれば、単一の素子で各色を表示することが可能となる。
【００１４】
しかし、前述の方法では、膨潤・収縮といった体積変化を利用していることから、表示部位そのものの大きさが変化してしまうという問題があった。また、調色するのに著しく高い印加電圧を必要とし、応答時間も長くかかっていた。更には、選択反射波長変化幅が小さい、素子構成が煩雑である等の問題も存在した。
【００１５】
従って、本発明は、上記問題点に鑑み、低い電圧かつ速い応答で、単一素子でも多色表示が可能な液晶組成物、液晶素子、反射型表示材料、及び調光材料を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明者らは鋭意研究を重ねたところ、選択反射を示す液晶に電場をかけて酸化還元反応を起こすことによって、特に液晶中に含むドーパントの酸化還元反応を起こすことによって、低い電圧かつ速い応答速度で選択反射波長が変化するという画期的な現象を見出した。
【００１７】
一般に、表示素子には疎水性の液晶を適用するのが常套であり、酸化還元反応を利用しようとする情勢に全くない。また、液晶組成物の酸化還元反応によって選択反射波長が変化するという現象は全く知られておらず、上記効果が得られるということは新たな事実である。
【００１８】
上記課題を解決するための手段は以下の通りである。
【００１９】
［１］  選択反射を示し、電場による酸化還元反応によって選択反射波長が変化する液晶組成物。
【００２０】
［２］  電場によるドーパントの酸化還元反応によって、選択反射波長が変化する前記［１］に記載の液晶組成物。
【００２１】
［３］  前記電場が、直流電圧である前記［１］又は［２］に記載の液晶組成物。
【００２２】
［４］  前記ドーパントの酸化還元電位が、参照電極ＳＣＥに対して、−２．５Ｖ以上＋２．５Ｖ以下である前記［２］又は［３］に記載の液晶組成物。
【００２３】
［５］  前記ドーパントが、カイラルドーパントである前記［２］〜［４］のいずれか１項に記載の液晶組成物。
【００２４】
［６］  前記カイラルドーパントの酸化還元反応によって選択反射波長が変化する前記［５］に記載のコレステリック液晶組成物。
【００２５】
［７］  前記選択反射波長の変化が、ピッチ長変化により生じる前記［１］〜［６］のいずれか１項に記載の液晶組成物。
【００２６】
［８］  前記ピッチ長変化が、カイラルドーパントの濃度変化により生じる前記［７］に記載の液晶組成物。
【００２７】
［９］  前記ピッチ長変化が、カイラルドーパントのＨＴＰ値変化により生じる前記［７］に記載の液晶組成物。
【００２８】
［１０］  少なくとも１種以上のカイラルドーパント、支持電解質、及びホスト液晶を含有する前記［５］〜［９］のいずれか１項に記載の液晶組成物。
【００２９】
［１１］  前記カイラルドーパントを少なくとも１種以上含む全てのカイラルドーパントの総濃度が、３質量％以上３０質量％以下である前記［５］〜［１０］のいずれか１項に記載の液晶組成物。
【００３０】
［１２］  前記カイラルドーパントのＨＴＰ値が、１以上１００以下である前記［９］〜［１１］のいずれか１項に記載の液晶組成物。
【００３１】
［１３］  前記カイラルドーパントが、下記一般式（１）で表される化合物である前記［５］〜［１２］のいずれか１項に記載の液晶組成物。
【００３２】
一般式（１）：    Ａ（（Ｌ）Ｘ−（Ｄ）Ｗ−（Ｒｄ）ｓ−（Ｂ）Ｚ）ｙ
【００３３】
一般式（１）中、Ａは不斉炭素を有する部位を表し、Ｌは２価の連結基を表し、Ｒｄは酸化還元反応を起こす部位を表し、Ｂは液晶性置換基を表し、Ｄはアリーレン基、ヘテロアリーレン基又は２価の環状脂肪族炭化水素基を表し、ｘは０又は１を表し、ｚは０〜３の整数を表し、ｙは１〜４の整数を表し、ｗは０又は１を表す。ｓは０又は１を表すが、Ｒｄの総数は１以上４以下である。ｚが２以上のとき、複数のＢは同一であっても異なっていてもよい。ｙが２以上のとき、複数の（（Ｌ）Ｘ−（Ｄ）Ｗ−（Ｒｄ）ｓ−（Ｂ）Ｚ）は同一であっても、異なっていてもよい。
【００３４】
［１４］  前記支持電解質を０．１質量％以上２０質量％以下含有する前記［１０］〜［１３］のいずれか１項に記載の液晶組成物。
【００３５】
［１５］  少なくとも一方が透明電極である一対の電極と、
前記電極間に、前記［１］〜［１４］のいずれか１項に記載の液晶組成物を含有する液晶層と、
を有する液晶素子。
【００３６】
［１６］  一方の電極上にポリイミド膜を有する前記［１５］に記載の液晶素子。
【００３７】
［１７］  駆動電圧が、０．１Ｖ以上２０Ｖ以下である前記［１５］又は［１６］に記載の液晶素子。
【００３８】
［１８］  前記透明電極の抵抗値が１００Ω／□以下である前記［１５］〜［１７］のいずれか１項に記載の液晶素子。
【００３９】
［１９］  前記１対の電極間のギャップが、２μｍ以上５０μｍ以下である前記［１５］〜［１８］のいずれか１項に記載の液晶素子。
【００４０】
［２０］  前記［１５］〜［１９］のいずれか１項に記載の液晶素子を備える反射型表示材料。
【００４１】
［２１］  前記［１５］〜［１９］のいずれか１項に記載の液晶素子を備える調光材料。
【発明の効果】
【００４２】
本発明によれば、低い電圧かつ速い応答で、単一素子でも多色表示が可能な液晶組成物、液晶素子、反射型表示材料、及び調光材料を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の液晶素子の一例を示す断面概略説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
以下、本発明について詳細に説明する。なお、本明細書において「〜」はその前後に記載される数値をそれぞれ最小値及び最大値として含む範囲を示す。
【００４５】
＜液晶組成物＞
本発明の液晶組成物は、選択反射を示し、電場による酸化還元反応によって選択反射波長が変化する。
本発明の液晶組成物によって、体積収縮無く、低い電圧かつ速い応答で選択反射長が変化するので、単一素子でも多色表示可能な液晶素子、反射型表示材料、及び調光材料を提供することができる。本発明の液晶組成物によれば、これまでの多色表示の液晶素子で指摘されてきた課題を解決することができる。
【００４６】
まず始めに、本発明の液晶組成物において選択反射波長が変化する機構について説明する。
本発明において「選択反射」とは、可視光の波長と同程度あるいはそれ以下のナノ周期構造と光とが、干渉、回折、屈折、散乱などの相互作用することにより生じる特定波長の反射をいい、構造性発色と同義である。ここで、選択反射波長とは、構造性発色の極大反射波長のことを指す。
【００４７】
つまり、選択反射は、周期的な構造に光が入射したときに光の干渉等の現象により生ずる。したがって選択反射を示す液晶組成物としては、周期的な構造を形成する液晶組成物である。適用し得る具体的な液晶相については後述する。
【００４８】
これら液晶組成物の周期構造の周期が変化することで選択反射波長が変化する。例えば、液晶組成物に添加するドーパントが酸化還元反応することで、ドーパント同士又はドーパントと液晶との排力又は引力が変化し、周期構造の周期が変化する。
【００４９】
以下では、具体的な一例として、コレステリック液晶での選択反射波長の変化について説明する。
コレステリック液晶における選択反射波長λは、下記式１で表される。
【００５０】
式１：    ｍ×λ＝Ｐ×ｎ×ｃｏｓθ
【００５１】
式１において、ｍは正の整数を表し、ｎは液晶の平均屈折率（ここで平均屈折率とは、長軸と短軸の屈折率の平均値を指す）を表し、Ｐはらせん周期構造のピッチ長（ここでピッチ長とは、らせん軸を軸方向から観察した時、液晶分子が３６０°回転する周期間隔を指す）を表し、θは試料面の法線方向とらせん軸とのなす角を示す。
【００５２】
式１から判るように、コレステリック液晶における選択反射波長λの変化は、らせん軸の傾きθ、ピッチ長Ｐが変化することによって生じる。
しかし、らせん軸が傾斜する場合、前述したように、光の入射方向に対し選択反射を生じる視野が極めて限定されること、および原理的に界面反射による光取り出し効率（反射率）の大幅な低下が生じてしまい、原理的に優れた方法とは言えない。
【００５３】
また、ピッチ長Ｐは、下記式２で表される。
【００５４】
式２：Ｐ＝１／（ＨＴＰ×ｃ）
【００５５】
式２において、ｃはカイラルドーパントの含有率を表し、ＨＴＰ（１／μｍ）はカイラルドーパントのＨＴＰ値を示す。ここでＨＴＰ値とは、カイラルドーパントが液晶をねじらせる力のことを指し（Herical Twisting Power）、１μｍあたりの回転数（ピッチ数）で表される。
【００５６】
したがって、コレステリック液晶におけるピッチ長の変化は、ＨＴＰ値及び／又はカイラルドーパントの濃度ｃが変化することによって生じる。
【００５７】
次に、本発明の液晶組成物がコレステリック液晶の場合にピッチ長が変化する原因について説明する。なお、ピッチ長が変化する理由については明らかとなっていないが、以下のように推測される。但し、本発明は下記推測によって限定されない。
【００５８】
ｉ）ドーパントのＨＴＰ値の変化によってピッチ長が変化する場合
ドーパントが酸化又は還元反応すると、液晶との相互作用が変化し、ＨＴＰ値が変化する。その結果、ピッチ長が変化するものと推測される。ドーパントとしては、キラルな化合物が好ましい。
【００５９】
ii）ドーパントの濃度ｃの変化によってピッチ長が変化する場合
ドーパントが酸化又は還元反応すると、液晶に対する溶解性が変化して析出する。これによりドーパント濃度が変化する。その結果、ピッチ長が変化するものと推測される。ドーパントとしては、キラルな化合物が好ましい。
【００６０】
以上では、カイラルドーパントを含有するコレステリック液晶を例に、酸化還元反応による選択反射波長の変化を説明したが、酸化還元反応によって周期的な構造の周期律が変化する液晶組成物であれば、液晶相の種類やドーパントの種類などについては限定されない。
【００６１】
例えば、スメクチックＣ＊相の場合には、酸化還元反応によって、コレステリック液晶と同様の、カイラルドーパントのＨＴＰ値の変化やドーパントの濃度変化が生じることで、周期律が変化する。
また、ドーパントがアキラルな化合物の場合、酸化還元反応によって、ホスト液晶の親疎水性などが変化することで、酸化還元を起こさないカイラルドーパントとホスト液晶の相互作用変化を誘起する。結果としてカイラルドーパントのＨＴＰ値が変化し、あるいはドーパントが析出することによって酸化還元を起こさないカイラルドーパントの濃度が増加して、周期律が変化する。
【００６２】
本発明における液晶組成物は、選択反射を示すものであれば、サーモトロピック液晶性を示すものであっても、リオトロピック液晶性を示すものであってもよいが、好ましくは、サーモトロピック液晶性を示すものである。
【００６３】
更に、選択反射を示すものであればいずれの液晶相でもよいが、スメクチック相、ネマチック相（カイラルネマチック相（コレステリック相））、ＴＧＢＡ相、ブルー相、ディスコティック相、キュービック相が好ましい。より好ましくは、スメクチックＣ＊相、カイラルネマチック相（コレステリック相）であり、酸化還元過程の速さを加味した応答速度の速さの観点からは、カイラルネマチック相（コレステリック相）が更に好適である。
【００６４】
本発明の液晶組成物は、少なくとも１種のドーパント及びホスト液晶を含有することが好ましく、他の添加剤を含んでもよい。より好ましくは、少なくとも１種のドーパント、ホスト液晶、及び支持電解質を含有する液晶組成物である。
【００６５】
（ホスト液晶）
本発明におけるホスト液晶は、選択反射を示すものであれば特に制限はないが、例えば、ネマチック相又はスメクチック相を示す液晶化合物が適用できる。
その具体例としては、アゾメチン化合物、シアノビフェニル化合物、シアノフェニルエステル、フッ素置換フェニルエステル、シクロヘキサンカルボン酸フェニルエステル、フッ素置換シクロヘキサンカルボン酸フェニルエステル、シアノフェニルシクロヘキサン、フッ素置換フェニルシクロヘキサン、シアノ置換フェニルピリミジン、フッ素置換フェニルピリミジン、アルコキシ置換フェニルピリミジン、フッ素置換アルコキシ置換フェニルピリミジン、フェニルジオキサン、トラン系化合物、フッ素置換トラン系化合物、アルケニルシクロヘキシルベンゾニトリルなどが挙げられる。
日本学術振興会第１４２委員会編、液晶デバイスハンドブック、日刊工業新聞社、１９８９年、第１５４〜１９２頁ならびに第７１５〜７２２頁に詳しい。ＴＦＴ駆動に適したフッ素置換されたホスト液晶を使用することもできる。
これらの液晶化合物は、単一種を用いても、二種以上を併用してもよい。
【００６６】
本発明におけるホスト液晶としては、電気化学的安定性が高いものが好ましく、シクロヘキサン環やジオキサン環を有するものがより好ましい。
電気化学的安定性が高いものとしては、メルク社のＺＬＩ−２８０６などを用いることができる。
【００６７】
また、ホスト液晶として、二周波駆動性液晶を適用することもできる。
二周波駆動液晶とは、該液晶に印加される電場の周波数が低周波数領域の場合に正の誘電率異方性を示し、高周波数領域の場合に誘電率異方性の符号が負に逆転する液晶である。日本学術振興会第１４２委員会編、液晶デバイスハンドブック、日刊工業新聞社、１９８９年、第１８９〜１９２頁に詳しい。
その具体例として、以下にアルドリッチ社製の二周波駆動液晶を示す。 
【００６８】
【化１】
2010132892.tif 000002
【００６９】
市販の二周波駆動液晶材料として、チッソ社製ＤＦ−０２ＸＸ、ＤＦ−０５ＸＸ、ＦＸ−１００１、ＦＸ−１００２、メルク社製ＭＬＣ−２０４８などを挙げることができる。
【００７０】
二周波駆動液晶の具体的な骨格としては、アゾメチン化合物、シアノビフェニル化合物、シアノフェニルエステル、フッ素置換フェニルエステル、シクロヘキサンカルボン酸フェニルエステル、フッ素置換シクロヘキサンカルボン酸フェニルエステル、シアノフェニルシクロヘキサン、フッ素置換フェニルシクロヘキサン、シアノ置換フェニルピリミジン、フッ素置換フェニルピリミジン、アルコキシ置換フェニルピリミジン、フッ素置換アルコキシ置換フェニルピリミジン、フェニルジオキサン、トラン系化合物、フッ素置換トラン系化合物、アルケニルシクロヘキシルベンゾニトリルなどが挙げられる。
【００７１】
本発明で用いられる二周波駆動液晶は、複数の液晶化合物の混合物であってもよい。さらに、印加される電場の低周波数領域と高周波数領域で誘電率異方性の符号が逆転しない液晶化合物を含んでもよい。 
【００７２】
酸化還元反応のために液晶組成物に支持電解質を含有させる場合、支持電解質を溶解させるには、親水性の高いホスト液晶が望ましく、具体的には、ｃｌｏｇＰが１０以下のホスト液晶が好適であり、９以下がより好適である。
【００７３】
ｃｌｏｇＰ値は、「Hansch-Leoのフラグメント法」（化学構造を部分構造（フラグメント）に分割し、そのフラグメントに対して 割り当てられたlogP寄与分を合計することによりlogP値を推算）に基づいたプログラムにて計算した値である。
ｃｌｏｇＰ値については、C. Hansch & A. Leo. SUbstituent Constants For Correlation Analysis in Chemistry and Biology. John Wiley & Sons. 及び A. J. Leo. Calculating logPoct from structure. Chem. Rev., 93, 1281-1306, 1993.に詳しい。
【００７４】
親水性の高いホスト液晶としては、２個以上の環状構造からなる液晶コア部が、ベンゼン、ピリジン、ピリミジン、ジオキサン環などであることが好ましく、置換基としては、シアノ基、ハロゲンなどの分極基を有することが好ましい。また、前述した２個以上の環構造は連結基で連結されていてもよく、該連結基がエステル、エーテル、アミドなどであることが好ましい。
一般的に、液晶相を安定化するために用いられる末端アルキル鎖長は、できるだけ短い方がよい。好ましくは、炭素数１２以下、より好ましくは８以下、更に好ましくは６以下である。
【００７５】
表示コントラストを高める為には、屈折率異方性（Δｎ）が０．０１以上のホスト液晶が好ましい。より好ましくは、０．０１≦Δｎ≦０．４であり、特に好ましくは、０．０３≦Δｎ≦０．３である。
【００７６】
液晶中で酸化還元反応を行なうには、比誘電率が高い方が好ましく、より好ましくは２以上、特に好ましくは３以上である。
誘電率異方性Δεは正でも負でも構わないが、電場による酸化還元反応を行なう際に電場配向の影響を小さくするには、誘電率異方性Δεが負であることがより好ましい。
【００７７】
（ドーパント）
本発明におけるドーパントとは、液晶組成物に対する添加剤を指し、酸化還元反応を起こす化合物である。液晶性化合物であっても、非液晶性化合物であってもよい。
ドーパントの例としては、フェロセン化合物、アントラキノン化合物、ビオロゲン化合物及びそれらの誘導体、有機金属錯体などが挙げられる。
【００７８】
ドーパントの酸化還元電位は、参照電極ＳＣＥ（飽和カロメル電極）に対して、−２．５Ｖ以上＋２．５Ｖ以下であることが好ましく、より好ましくは、−２．２Ｖ以上−０．２Ｖ以下、＋０．１Ｖ以上＋１．８Ｖ以下であり、特に好ましくは、−１．８Ｖ以上−０．４Ｖ以下、＋０．３Ｖ以上＋１．０Ｖ以下である。
なお、ドーパントが２電子酸化及び２電子還元される化合物の場合には、１電子目の酸化還元電位が上記範囲内にあることを意味し、２電子目の酸化還元電位のピーク電圧が上記範囲外であってもよい。
【００７９】
また、液晶組成物の全量に対するドーパントの含有率は４０質量％以下が好ましく、より好ましくは３０質量％以下、特に好ましくは２０質量％以下である。
【００８０】
本発明において、ドーパントはアキラルな化合物であっても、キラルな化合物であってもよいが、より好ましくはキラルな化合物（即ちカイラルドーパント）であることが、選択反射長の変化を大きくする観点から好適である。
【００８１】
アキラルなドーパントは、酸化還元反応前後の液晶に対する溶解性の差が大きいことが好ましく、より好ましくは１０以上、更に好ましくは１００以上、特に好ましくは１０００以上である。
一方、キラルなドーパントは、酸化還元反応前後の液晶に対する溶解性の差について、特に制限はない。
【００８２】
アキラルなドーパントとしては、例えば、フェロセン誘導体（フェロセン、液晶性基を有するフェロセンなど）、ビオロゲン誘導体、ポリチオフェン誘導体、キノン誘導体などを挙げることができ、液晶性基を有するフェロセン、ビオロゲン誘導体が好適である。
これらは単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００８３】
本発明において、カイラルドーパントは酸化還元反応を起こす化合物であれば、液晶性であっても非液晶性であってもよいが、液晶性であることがホスト液晶との相溶性の観点から好ましい。また、選択反射長が２００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の範囲となるように、酸化還元をおこさないカイラルドーパントと併用してもよい。
【００８４】
本発明のカイラルドーパントのＨＴＰ値は、１以上１００以下であることが好ましく、より好ましくは３以上１００以下、より好ましくは５以上１００以下である。
【００８５】
液晶組成物の全量に対する酸化還元を起こすカイラルドーパントを含む全てのカイラルドーパントの総含有率は、選択反射長が２００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の範囲にあれば特に限定されないが、好ましくは３質量％以上３０質量％以下、より好ましくは５質量％以上２０質量％以下である。
これらは単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。また、酸化還元を起こさないカイラルドーパントを含んでいてもよい。
【００８６】
カイラルドーパントの全量に対する本発明の酸化還元を起こすカイラルドーパントの含有率は、１質量％以上１００質量％以下、より好ましくは３質量％以上１００質量％以下である。
【００８７】
本発明に係るカイラルドーパントは、下記一般式（１）で表される化合物であることが好ましい。
【００８８】
一般式（１）：    Ａ（（Ｌ）Ｘ−（Ｄ）Ｗ−（Ｒｄ）ｓ−（Ｂ）Ｚ）ｙ
【００８９】
一般式（１）中、Ａは不斉炭素を有する部位を表し、Ｌは２価の連結基を表し、Ｒｄは酸化還元反応を起こす部位を表し、Ｂは液晶性置換基を表し、Ｄはアリーレン基、ヘテロアリーレン基又は２価の環状脂肪族炭化水素基を表し、ｘは０又は１を表し、ｚは０〜３の整数を表し、ｙは１〜４の整数を表し、ｗは０又は１を表す。ｓは０又は１を表すが、Ｒｄの総数は１以上４以下である。
ｚが２以上のとき、複数のＢは同一であっても異なっていてもよい。ｙが２以上のとき、複数の（（Ｌ）Ｘ−（Ｄ）Ｗ−（Ｒｄ）ｓ−（Ｂ）Ｚ）は同一であっても、異なっていてもよい。
【００９０】
一般式（１）におけるＡは不斉炭素を有する部位であり、好ましくは、一般的に使用されるカイラルドーパントの不斉炭素を有する部位であり、例えば、光学活性アルコール、エタン−１，２−ジオール、糖類（ジアンヒドロヘキシトールなど）、ビナフトール、コレステロールなどから誘導される化合物があげられる。
一般式（１）におけるＡの具体例を下記に示す。
【００９１】
【化２】
2010132892.tif 000003
【００９２】
上記Ｒ１〜Ｒ１０は置換基を表し、後述の置換基群Ｖで挙げる置換基が好ましい。このなかでも、一般式（１）におけるＡは下記構造であることが好ましい。
【００９３】
【化３】
2010132892.tif 000004
【００９４】
したがって、一般式（１）は、下記一般式（１−１）で表わされる化合物であることが好適である。
【００９５】
【化４】
2010132892.tif 000005
【００９６】
一般式（１−１）中、Ｌ、Ｄ、Ｒｄ、Ｂ、ｓ、ｘ、ｚ、及びｗは、一般式（１）におけるＬ、Ｄ、Ｒｄ、Ｂ、ｓ、ｘ、ｚ、及びｗとそれぞれ同義である。
【００９７】
また、一般式（１−１）中、Ｒは置換基であり、後述の置換基群Ｖの置換基が挙げられる。このなかでも一般式（１−１）のＲとしては、置換または無置換アルキル基（脂環式炭化水素も含まれる）、アリール基、シアノ基、エステル（アシルオキシ基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基）、エーテル（アルコキシ基、アリールオキシ基）、アミド（カルバモイル基、アシルアミノ基）、ニトロ基、アルキルアミノ基、アリールアミノ基、ヒドロキシ基、又はハロゲン原子が好ましく、置換または無置換アルキル基（脂環式炭化水素も含まれる）、アリール基、シアノ基、エステル（アシルオキシ基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基）、エーテル（アルコキシ基、アリールオキシ基）、又はハロゲン原子がより好ましい。
一般式（１−１）のＲで表されるアルキル基は、好ましくは炭素数１〜２０であり、より好ましくは炭素数１〜１６であり、特に好ましくは炭素数１〜１４である。
一般式（１−１）のＲで表されるアリール基は、好ましくは炭素数６〜２４であり、より好ましくは炭素数６〜２０であり、特に好ましくは炭素数６〜１８である。
【００９８】
一般式（１−１）中、ｖは０〜５の整数を表し、好ましくは０〜３であり、より好ましくは０〜２である。
【００９９】
一般式（１）におけるＬは２価の連結基を表す。好ましくは、エーテル基、エステル基（−ＣＯＯ−，−ＯＣＯ−）、カルボニル基であり、より好ましくは、カルボニル基である。
【０１００】
一般式（１）におけるＲｄは酸化還元反応をおこす部位を表す。好ましくは、２電子以上の酸化又は還元が生じる部位である。具体的には、フェロセン、アントラキノン、ビオロゲンなどおよびそれらの誘導体、有機金属錯体（例えば、銅Ｉ価錯体、銅ＩＩ価錯体、ルテニウム錯体など）が挙げられ、フェロセン、アントラキノン、又はこれらの誘導体が好適である。本明細書において「誘導体」とは、フェロセン、アントラキノンの酸化還元電位や液晶に対する溶解性を調節することを目的に置換、付加等がなされている化合物を示す。
このなかでも、Ｒｄはアントラキノン又はアントラキノン誘導体であることが、２電子以上の酸化又は還元を起こし、ホスト液晶との相互作用変化が大きくなるという観点から好ましい。
【０１０１】
Ｒｄがアントラキノン又はアントラキノン誘導体の場合、一般式（１）中のＡ−（Ｌ）Ｘ−（Ｄ）Ｗ−*1（*1はＲｄとの結合位置を表す）の結合位置は、該アントラキノン又はアントラキノン誘導体の５位、６位、７位、又は８位であることが好ましく、６位又は７位であることがより好ましく、７位であることが更に好ましい。
またＲｄがアントラキノン又はアントラキノン誘導体の場合、一般式（１）中の−（Ｂ）ｚの結合位置は、該アントラキノン又はアントラキノン誘導体の１位、２位、３位、又は４位であることが好ましく、Ａ−（Ｌ）Ｘ−（Ｄ）Ｗ−*1の結合位置が６位の時は、−（Ｂ）ｚの結合位置は２位又は３位であることが好ましい。ただし、−（Ｂ）ｚがアリールチオ基である場合、−（Ｂ）ｚの結合位置は１位又は４位が好ましい。
【０１０２】
したがって、Ｒｄがアントラキノン又はアントラキノン誘導体の場合、下記一般式（１−２）又は（１−３）が好適なカイラルドーパントの１つとして挙げられる。
【０１０３】
【化５】
2010132892.tif 000006
【０１０４】
一般式（１−２）及び（１−３）中、Ａ、Ｌ、Ｄ、Ｂ、ｓ、ｘ、ｙ、ｚ及びｗは、一般式（１）におけるＡ、Ｌ、Ｄ、Ｂ、ｓ、ｘ、ｙ、ｚ及びｗとそれぞれ同義である。
【０１０５】
一般式（１−２）及び（１−３）中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６及びＲ８は、各々独立に、水素原子又は置換基を表し、該置換基としては後述の置換基群Ｖの置換基を挙げることができる。
好適には、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６及びＲ８は、各々独立に、水素原子、アリール基、アルキル基、アルコキシ基、ヒドロキシ基、エステル（―ＣＯ２−，―ＯＣＯ−）、アミド（―ＮＨＣＯ−，−ＣＯＮＨ−）、アリールチオ基、ハロゲン原子である。
【０１０６】
また、Ｒｄがフェロセン又はフェロセン誘導体であることが酸化還元に対する耐久性という観点から好ましい。
【０１０７】
Ｒｄがフェロセン又はフェロセン誘導体の場合、一般式（１）中のＡ−（Ｌ）Ｘ−（Ｄ）Ｗ−*1（*1はＲｄとの結合位置を表す）の結合位置は、フェロセン又はフェロセン誘導体のいずれについていてもよい。
またＲｄがフェロセン又はフェロセン誘導体の場合、一般式（１）中の−（Ｂ）ｚの結合位置は、Ａ−（Ｌ）Ｘ−（Ｄ）Ｗ−*1の結合位置に対して、同じシクロペンタジエニル環上にあってもよいし、別のシクロペンタジエニル環上にあってもよい。同一環上の場合、＊１の結合位置を１位とすると、−（Ｂ）ｚの結合位置は３位または４位が好ましい。
【０１０８】
したがって、Ｒｄがフェロセン又はフェロセン誘導体の場合、下記一般式（１−４）又は（１−５）であることが好適である。
【０１０９】
【化６】
2010132892.tif 000007
【０１１０】
一般式（１−４）及び（１−５）中、Ａ、Ｌ、Ｂ、Ｄ、ｓ、ｗ、ｘ、ｙ及びｚは、一般式（１）におけるＡ、Ｌ、Ｂ、Ｄ、ｓ、ｗ、ｘ、ｙ及びｚとそれぞれ同義である。
【０１１１】
一般式（１−４）及び（１−５）中、Ｒ９、Ｒ１０、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ１４、Ｒ１５及びＲ１６は、各々独立に、水素原子又は置換基を表し、該置換基としては後述の置換基群Ｖの置換基を挙げることができる。
好適には、Ｒ９、Ｒ１０、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ１４、Ｒ１５及びＲ１６は、各々独立に、水素原子、アルキル基、エステル（―ＣＯ２−）、アミド（−ＣＯＮＨ−）である。
【０１１２】
一般式（１）におけるＢは液晶性置換基を表す。ホスト液晶と相互作用を示し、カイラルドーパントの形状でコレステリック相を発現させられるものであれば限定されないが、シクロヘキサン、ベンゼン環などの環状構造を２個以上有する置換基を意味し、液晶性を示す化合物と類似の骨格を有するものを意味する。
液晶性を示す化合物としては、ネマチック相あるいはスメクチック相を示す液晶化合物があげられ、その具体例としては、アゾメチン化合物、シアノビフェニル化合物、シアノフェニルエステル、フッ素置換フェニルエステル、シクロヘキサンカルボン酸フェニルエステル、フッ素置換シクロヘキサンカルボン酸フェニルエステル、シアノフェニルシクロヘキサン、フッ素置換フェニルシクロヘキサン、シアノ置換フェニルピリミジン、フッ素置換フェニルピリミジン、アルコキシ置換フェニルピリミジン、フッ素置換アルコキシ置換フェニルピリミジン、フェニルジオキサン、トラン系化合物、フッ素置換トラン系化合物、アルケニルシクロヘキシルベンゾニトリルなどが挙げられる。
日本学術振興会第１４２委員会編、液晶デバイスハンドブック、日刊工業新聞社、１９８９年、第１５４〜１９２頁ならびに第７１５〜７２２頁に詳しい。
【０１１３】
一般式（１）中、液晶性置換基Ｂは下記一般式（２）で表される基であることが好適である。
【０１１４】
【化７】
2010132892.tif 000008
【０１１５】
一般式（２）中、＊１は、一般式（１）中のＲｄと結合する結合位置を示し、Ｄ１及びＤ２は各々独立にアリーレン基、ヘテロアリーレン基又は２価の環状脂肪族炭化水素基を表し、Ｌ１、Ｌ２及びＬ３は各々独立に２価の連結基を表し、Ｔ１は、アルキル基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、アシル基、アシルオキシ基、ハロゲン原子又はシアノ基を表す。ｅは１〜３の整数を表し、ｆは０〜２の整数を表し、ｍは１〜３の整数を表し、ｋは１又は２を表し、ｇは０又は１を表し、ｉは１〜２０の整数を表し、ｔは０〜４を表し、Ｄ１とＤ２で表される基の総数が２〜５の整数である。ｅ及びｋがそれぞれ２以上の時、２以上のＤ１及びＤ２はそれぞれ同一でも異なっていてもよい。ｍが２以上の時、２以上の（（Ｌ１）ｆ−（Ｄ１）ｅ）は、それぞれ、同一でも異なっていてもよい。ｆが２の時、２つのＬ１は異なる連結基を示す。ｔが２以上の時、２以上の（（ＣＨ２）ｉ−Ｌ３）は、それぞれ同一でも異なっていてもよい。
【０１１６】
一般式（２）において、Ｄ１及びＤ２で表されるアリーレン基としては、好ましくは炭素数６〜２０、より好ましくは炭素数６〜１０のアリーレン基である。好ましいアリーレン基の具体例を挙げると、フェニレン基及びナフタレン基であり、例えば、１，４−フェニレン基、ナフタレン−２，６−ジイル基、テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル基が挙げられる。
【０１１７】
一般式（２）において、Ｄ１及びＤ２で表されるヘテロアリーレン基としては、好ましくは炭素数１〜２０、より好ましくは炭素数２〜９のヘテロアリーレン基である。好ましいヘテロアリーレン基の具体例には、ピリジン環、キノリン環、イソキノリン環、ピリミジン環、ピラジン環、チオフェン環、フラン環、オキサゾール環、チアゾール環、イミダゾール環、ピラゾール環、オキサジアゾール環、チアジアゾール環及びトリアゾール環からなる基、及びこれらが縮環して形成される縮環の２個の炭素原子から水素をそれぞれ１個ずつ除いて得られるヘテロアリーレン基が含まれる。
【０１１８】
一般式（２）において、Ｄ１及びＤ２で表される２価の環状脂肪族炭化水素基としては、好ましくは炭素数３〜２０、より好ましくは炭素数４〜１２の２価の環状脂肪族炭化水素基である。好ましい２価の環状脂肪族炭化水素基の具体例は、シクロヘキサンジイル、デカヒドロナフタレンジイル、スピロ［５．５］ウンデシレンであり、より好ましくはシクロヘキサン−１，４−ジイル基、デカヒドロナフタレン−２，６−ジイル基、３，９−スピロ［５．５］ウンデシレン基である。
【０１１９】
一般式（２）において、Ｄ１及びＤ２の表すアリーレン基、ヘテロアリーレン基及び２価の環状脂肪族炭化水素基は、置換基を有していても、無置換であってもよい。また、式（２）中、ｅ、ｍ又はｋが、２以上の場合、複数のＤ１、Ｄ２は、各々独立に置換基を有していてもよく、同一の置換基を有していても、異なる置換基を有していても、或いは、無置換であってもよい。
これらの置換基としては、下記の置換基群Ｖが挙げられる。
【０１２０】
（置換基群Ｖ）
ハロゲン原子（例えば塩素、臭素、沃素、フッ素）、メルカプト基、シアノ基、カルボキシル基、リン酸基、スルホ基、ヒドロキシ基、炭素数１〜１０、好ましくは炭素数２〜８、更に好ましくは炭素数２〜５のカルバモイル基（例えばメチルカルバモイル、エチルカルバモイル、モルホリノカロボニル）、炭素数０〜１０、好ましくは炭素数２〜８、更に好ましくは炭素数２〜５のスルファモイル基（例えばメチルスルファモイル、エチルスルファモイル、ピペリジノスルファモイル）、ニトロ基、炭素数１〜２０、好ましくは炭素数１〜１０、更に好ましくは炭素数１〜８のアルコキシ基（例えばメトキシ、エトキシ、２−メトキシエトキシ、２−フェニルエトキシ）、炭素数６〜２０、好ましくは炭素数６〜１２、更に好ましくは炭素数６〜１０のアリールオキシ基（例えばフェノキシ、ｐ−メチルフェノキシ、ｐ−クロロフェノキシ、ナフトキシ）、炭素数１〜２０、好ましくは炭素数２〜１２、更に好ましくは炭素数２〜８のアシル基（例えばアセチル、ベンゾイル、トリクロロアセチル）、炭素数１〜２０、好ましくは炭素数２〜１２、更に好ましくは炭素数２〜８のアシルオキシ基（例えばアセチルオキシ、ベンゾイルオキシ）、炭素数１〜２０、好ましくは炭素数２〜１２、更に好ましくは炭素数２〜８のアシルアミノ基（例えばアセチルアミノ）、炭素数１〜２０、好ましくは炭素数１〜１０、更に好ましくは炭素数１〜８のスルホニル基（例えばメタンスルホニル、エタンスルホニル、ベンゼンスルホニル）、炭素数１〜２０、好ましくは炭素数１〜１０、更に好ましくは炭素数１〜８のスルフィニル基（例えばメタンスルフィニル、エタンスルフィニル、ベンゼンスルフィニル）、炭素数１〜２０、好ましくは炭素数１〜１２、更に好ましくは炭素数１〜８の置換又は無置換のアミノ基（例えばアミノ、メチルアミノ、ジメチルアミノ、ベンジルアミノ、アニリノ、ジフェニルアミノ、４−メチルフェニルアミノ、４−エチルフェニルアミノ、３−ｎ−プロピルフェニルアミノ、４−ｎ−プロピルフェニルアミノ、３−ｎ−ブチルフェニルアミノ、４−ｎ−ブチルフェニルアミノ、３−ｎ−ペンチルフェニルアミノ、４−ｎ−ペンチルフェニルアミノ、３−トリフルオロメチルフェニルアミノ、４−トリフルオロメチルフェニルアミノ、２−ピリジルアミノ、３−ピリジルアミノ、２−チアゾリルアミノ、２−オキサゾリルアミノ、Ｎ，Ｎ−メチルフェニルアミノ、Ｎ，Ｎ−エチルフェニルアミノ）、炭素数０〜１５、好ましくは炭素数３〜１０、更に好ましくは炭素数３〜６のアンモニウム基（例えばトリメチルアンモニウム、トリエチルアンモニウム）、炭素数０〜１５、好ましくは炭素数１〜１０、更に好ましくは炭素数１〜６のヒドラジノ基（例えばトリメチルヒドラジノ基）、炭素数１〜１５、好ましくは炭素数１〜１０、更に好ましくは炭素数１〜６のウレイド基（例えばウレイド基、Ｎ，Ｎ−ジメチルウレイド基）、炭素数１〜１５、好ましくは炭素数１〜１０、更に好ましくは炭素数１〜６のイミド基（例えばスクシンイミド基）、炭素数１〜２０、好ましくは炭素数１〜１２、更に好ましくは炭素数１〜８のアルキルチオ基（例えばメチルチオ、エチルチオ、プロピルチオ）、炭素数６〜８０、好ましくは炭素数６〜４０、更に好ましくは炭素数６〜３０のアリールチオ基（例えばフェニルチオ、ｐ−メチルフェニルチオ、ｐ−クロロフェニルチオ、２−ピリジルチオ、１−ナフチルチオ、２−ナフチルチオ、４−プロピルシクロヘキシル−４’−ビフェニルチオ、４−ブチルシクロヘキシル−４’−ビフェニルチオ、４−ペンチルシクロヘキシル−４’−ビフェニルチオ、４−プロピルフェニル−２−エチニル−４’−ビフェニルチオ）、炭素数１〜８０、好ましくは炭素数１〜４０、更に好ましくは炭素数１〜３０のヘテロアリールチオ基（例えば２−ピリジルチオ、３−ピリジルチオ、４−ピリジルチオ、２−キノリルチオ、２−フリルチオ、２−ピロリルチオ）、炭素数２〜２０、好ましくは炭素数２〜１２、更に好ましくは炭素数２〜８のアルコキシカルボニル基（例えばメトキシカルボニル、エトキシカルボニル、２−ベンジルオキシカルボニル）、炭素数６〜２０、好ましくは炭素数６〜１２、更に好ましくは炭素数６〜１０のアリーロキシカルボニル基（例えばフェノキシカルボニル）、炭素数１〜１８、好ましくは炭素数１〜１０の無置換アルキル基（例えばメチル、エチル、プロピル、ブチル、またここでは脂環式炭化水素（シクロヘキサンなど）も含まれる）、炭素数１〜１８、好ましくは炭素数１〜１０の置換アルキル基｛例えばヒドロキシメチル、トリフルオロメチル、ベンジル、カルボキシエチル、エトキシカルボニルメチル、アセチルアミノメチル、またここでは炭素数２〜１８、好ましくは炭素数３〜１０、更に好ましくは炭素数３〜５の不飽和炭化水素基（例えばビニル基、エチニル基１−シクロヘキセニル基、ベンジリジン基、ベンジリデン基）も置換アルキル基に含まれる｝、炭素数６〜２０、好ましくは炭素数６〜１５、更に好ましくは炭素数６〜１０の置換又は無置換のアリール基（例えばフェニル、ナフチル、ｐ−カルボキシフェニル、ｐ−ニトロフェニル、３，５−ジクロロフェニル、ｐ−シアノフェニル、ｍ−フルオロフェニル、ｐ−トリル、４−プロピルシクロヘキシル−４’−ビフェニル、４−ブチルシクロヘキシル−４’−ビフェニル、４−ペンチルシクロヘキシル−４’−ビフェニル、４−プロピルフェニル−２−エチニル−４’−ビフェニル）、炭素数１〜２０、好ましくは炭素数２〜１０、更に好ましくは炭素数４〜６の置換又は無置換のヘテロアリール基（例えばピリジル、５−メチルピリジル、チエニル、フリル、モルホリノ、テトラヒドロフルフリル）。
【０１２１】
これら置換基群Ｖは、ベンゼン環やナフタレン環が縮合した構造であってもよい。さらに、これらの置換基上にさらに此処までに説明したＶの説明で示した置換基が置換していてもよい。
【０１２２】
置換基群Ｖの中でも、Ｄ１及びＤ２の表す２価のアリーレン基、２価のヘテロアリーレン基及び２価の環状脂肪族炭化水素基の置換基として、好ましい置換基は、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、シアノ基である。
【０１２３】
一般式（２）中、Ｌ１は２価の連結基を表す。好ましくは、アルカンジイル基、アルケニレン基、アルキニレン基、エーテル基、エステル基（−ＣＯＯ−，−ＯＣＯ−）、カルボニル基、アゾ基（−ＣＨ＝Ｎ−，−Ｎ＝ＣＨ−）、アゾキシ基、アルキレンオキシ基であり、より好ましくは、アルカンジイル基（例えば、エチレン基）、アルキニレン基（例えば、エチニレン基）、エステル基、アルキレンオキシ基（例えば、メチレンオキシ基）である。
【０１２４】
一般式（２）中、Ｔ１は、アルキル基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、アシル基、アシルオキシ基、ハロゲン原子又はシアノ基を表す。
Ｔ１として好ましくは、炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数３〜２０、更に好ましくは炭素数３〜１０のアルキル基（例えば、ｎ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基、ヒドロキシメチル、トリフルオロメチル、ベンジル、カルボキシエチル、エトキシカルボニルメチル、アセチルアミノメチル、またここでは炭素数２〜１８、好ましくは炭素数３〜１０の不飽和炭化水素基（例えばビニル基、エチニル基１−シクロヘキセニル基、ベンジリジン基、ベンジリデン基）も置換アルキル基に含まれる）をあげることができる）；炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数３〜２０、更に好ましくは炭素数３〜１０のアルコキシ基（例えば、ｎ−プロピルオキシ基、ｎ−ブトキシ基、ｎ−ペンチルオキシ基、ｎ−ヘキシロキシ基をあげることができる）；ハロゲン原子（例えば、フッ素原子、塩素原子）である。
【０１２５】
一般式（２）中のＴ１で表される上記アルキル基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、アシル基及びアシルオキシ基は、置換基を有していてもいなくてもよく、置換基としては、上記置換基群Ｖが挙げられる。
Ｔ１で表されるアルキル基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、アシル基及びアシルオキシ基の置換基としては、置換基群Ｖのうち、ハロゲン原子（特に塩素原子、フッ素原子）、シアノ基、ヒドロキシ基、アルコキシ基又はアシル基であることが好ましい。
【０１２６】
一般式（２）中、Ｔ１は、（Ｄ２）ｋにおいて、（（Ｌ１）ｆ−（Ｄ１）ｅ）に対するパラ位で結合していることが好ましい。ｋ＝２の場合は、（Ｄ２）において、（Ｄ２）に対するパラ位で結合していることが好ましい。
【０１２７】
一般式（２）中、ｅは１〜３の整数を表し、好ましくは１又は２である。ｅが２又は３を表す場合、複数のＤ１はそれぞれ同一であっても、異なっていてもよい。
一般式（２）中、ｍは１〜３の整数を表し、好ましくは１又は２である。ｍが２又は３を表す場合、複数のＤ１はそれぞれ同一であっても、異なっていてもよく、複数のＬ１はそれぞれ同一であっても、異なっていてもよい。
一般式（２）中、ｋは１又は２である。ｋが２の場合、複数のＤ２はそれぞれ同一であっても、異なっていてもよい。
一般式（２）中、ｆは０〜２の整数であり、０又は１が好ましい。ｆが２の場合、複数のＬ１はそれぞれ異なる連結基を表す。
【０１２８】
一般式（２）中、Ｄ１とＤ２で表される基の総数、すなわちｅ×ｍ＋ｋが２〜５の整数であり、より好ましくは２〜４の整数であり、特に好ましくは２〜３の整数である。ｅ及びｋがそれぞれ２以上の時、２以上のＤ１及びＤ２はそれぞれ同一でも異なっていてもよく、ｍが２以上の時、２以上の（Ｌ１）ｆ−（Ｄ１）ｅは、それぞれ、同一でも異なっていてもよい。
【０１２９】
特に好ましいｅ、ｆ、ｍ、ｋの組み合わせを以下に記す。
（Ｉ）ｅ＝１、ｆ＝０、ｍ＝１、ｋ＝１
（ＩＩ）ｅ＝１、ｆ＝１、ｍ＝１、ｋ＝１
（ＩＩＩ）ｅ＝１、ｆ＝０、ｍ＝２、ｋ＝１
（ＩＶ）ｅ＝２、ｆ＝１、ｍ＝１、ｋ＝１
（Ｖ）ｅ＝１、ｆ＝１、ｍ＝１、ｋ＝２
（ＶＩ）ｅ＝１、ｆ＝１、ｍ＝２、ｋ＝１
（ＶＩＩ）ｅ＝２、ｆ＝１、ｍ＝１、ｋ＝２
【０１３０】
一般式（２）中、Ｌ２は２価の連結基を表す。好ましくは、エーテル基、エステル基（−ＣＯＯ−，−ＯＣＯ−）、カルボニル基である。
一般式（２）中、Ｌ３は２価の連結基を表す。好ましくは、エーテル基、エステル基（−ＣＯＯ−，−ＯＣＯ−）、カルボニル基である。
【０１３１】
一般式（２）中、ｇは０又は１である。
一般式（２）中、ｉは１〜２０の整数を表し、好ましくは１〜１１である。
一般式（２）中、ｔは０〜４を表し、好ましくは０〜３である。ｔが２以上の場合、複数の（（ＣＨ２）ｉ−Ｌ３）は、それぞれ同一でも異なっていてもよく、ｉは同数であっても、異なる数であってもよい。
【０１３２】
一般式（１）におけるＤは、アリーレン基、ヘテロアリーレン基、又は２価の環状脂肪族炭化水素基を表し、置換基を有していても、無置換であってもよい。該置換基としては、前述の置換基群Ｖを挙げることができ、そのなかでも、置換または無置換アルキル基、アリール基、シアノ基、エステル（アシルオキシ基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基）、エーテル（アルコキシ基、アリールオキシ基）、アミド（カルバモイル基、アシルアミノ基）、ニトロ基、アルキルアミノ基、アリールアミノ基、ヒドロキシ基、又はハロゲン原子が好適である。より好適には、Ｄは無置換であるか、置換または無置換アルキル基、シアノ基、エーテル（アルコキシ基、アリールオキシ基）、ニトロ基、ヒドロキシ基、又はハロゲン原子を有する場合である。
【０１３３】
一般式（１）中、Ｄで表されるアリーレン基としては、好ましくは炭素数６〜２０、より好ましくは炭素数６〜１０のアリーレン基である。好ましいアリーレン基の具体例を挙げると、フェニレン基及びナフタレン基であり、例えば、１，４−フェニレン基、ナフタレン−２，６−ジイル基、テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル基が挙げられる。
【０１３４】
Ｄで表されるヘテロアリーレン基としては、好ましくは炭素数１〜２０、より好ましくは炭素数２〜９のヘテロアリーレン基である。好ましいヘテロアリーレン基の具体例には、ピリジン環、キノリン環、イソキノリン環、ピリミジン環、ピラジン環、チオフェン環、フラン環、オキサゾール環、チアゾール環、イミダゾール環、ピラゾール環、オキサジアゾール環、チアジアゾール環及びトリアゾール環からなる基、及びこれらが縮環して形成される縮環の２個の炭素原子から水素をそれぞれ１個ずつ除いて得られるヘテロアリーレン基が含まれる。
【０１３５】
Ｄで表される２価の環状脂肪族炭化水素基としては、好ましくは炭素数３〜２０、より好ましくは炭素数４〜１２の２価の環状脂肪族炭化水素基である。好ましい２価の環状脂肪族炭化水素基の具体例は、シクロヘキサンジイル、デカヒドロナフタレンジイル、スピロ［５．５］ウンデシレンであり、より好ましくはシクロヘキサン−１，４−ジイル基、デカヒドロナフタレン−２，６−ジイル基、３，９−スピロ［５．５］ウンデシレン基である。
【０１３６】
一般式（１）におけるｘは、０又は１であり、好ましくは１である。
一般式（１）におけるｚは、０〜３の整数を表し、好ましくは０〜２の整数であり、より好ましくは０又は１であり、更に好ましくは１である。ｚが２以上のとき、複数のＢは同一であっても異なっていてもよい。
一般式（１）におけるｙは、１〜４の整数を表し、好ましくは１〜３であり、より好ましくは１又は２である。ｙが２以上のとき、複数の（（Ｌ）Ｘ−（Ｄ）Ｗ−（Ｒｄ）ｓ−（Ｂ）Ｚ）は同一であっても、異なっていてもよい。
一般式（１）におけるｗは、０又は１を表す。
一般式（１）におけるｓは、０又は１を表す。但し、Ｒｄの総数は、１以上４以下であり、より好ましくは１以上２以下であり、更に好ましくは１である。
【０１３７】
以上から、一般式（１）で表される特に好適な化合物は、下記一般式（３−１）、（３−２）、（３−３）又は（３−４）で表される化合物である。
【０１３８】
【化８】
2010132892.tif 000009
【０１３９】
【化９】
2010132892.tif 000010
【０１４０】
一般式（３−１）、（３−２）、（３−３）及び（３−４）中、Ｄ、ｗ及びｚは、一般式（１）におけるＤ、ｗ及びｚとそれぞれ同義であり、Ｔ１，Ｄ１、Ｄ２、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、ｅ、ｆ、ｇ、ｋ、ｍ、ｉ及びｔは、一般式（２）におけるＴ１，Ｄ１、Ｄ２、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、ｅ、ｆ、ｇ、ｋ、ｍ、ｉ及びｔとそれぞれ同義であり、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ１４、Ｒ１５及びＲ１６は、一般式（１−２）、（１−３）、（１−４）及び（１−５）におけるＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ１４、Ｒ１５及びＲ１６とそれぞれ同義である。
【０１４１】
以下に本発明におけるカイラルドーパントの具体例を示すが、本発明はこれに限定されるものではない。
【０１４２】
【化１０】
2010132892.tif 000011
【０１４３】
【化１１】
2010132892.tif 000012
【０１４４】
【化１２】
2010132892.tif 000013
【０１４５】
【化１３】
2010132892.tif 000014
【０１４６】
【化１４】
2010132892.tif 000015
【０１４７】
【化１５】
2010132892.tif 000016
【０１４８】
【化１６】
2010132892.tif 000017
【０１４９】
本発明の液晶組成物は、一般式（１）で表されるカイラルドーパントのほかに、他のカイラルドーパントを添加してもよい。一般式（１）で表されるカイラルドーパントと他のカイラルドーパントの添加比率は、選択反射長の変化幅を大きくするという観点、および選択反射長を任意の波長域に制御するという観点から、質量比で、（一般式（１）で表されるカイラルドーパント）：（他のカイラルドーパント）＝１：９９〜１００：０であることが好ましく、３：９７〜１００：０であることがより好ましく、３：９７〜９９：１であることが更に好ましい。
【０１５０】
（支持電解質）
本発明における支持電解質は、液晶組成物に導電性を付与し、酸化還元反応を実現させる。これを可能とするものであれば特に制限はなく、電気化学で一般に用いられる支持電解質（ｎＢｕ４ＮＰＦ６、ｎＢｕ４ＮＢＦ４、ｎＢｕ４ＮＣｌＯ４）やイオン性液体等を用いることができる。支持電解質は、ホスト液晶に対する溶解性が高いものが好ましく、例えば、下記一般式（Ａ）で示されるイオン及び後述する対イオン（一般式（Ｂ））との組み合わせにより形成される化合物を使用できる。
【０１５１】
【化１７】
2010132892.tif 000018
【０１５２】
一般式（Ａ）において、Ｒ１〜Ｒ４は各々独立に、水素、アルキル基（好適には炭素数１〜２０のアルキル基）を表す。適宜不飽和結合を有していてもよく、酸素原子、窒素原子、ハロゲン原子などで置換されていてもよい。なかでも、炭素数４〜１８のアルキル基が好ましい。
また、対イオンとしては下記一般式（Ｂ）で表されるイオンが好適である。
【０１５３】
【化１８】
2010132892.tif 000019
【０１５４】
一般式（Ｂ）中、Ｒ５〜Ｒ８は各々独立に、水素原子、ハロゲン、アルキル基、アリール基、アルコキシ基、アシル基、アシルオキシ基、アリールオキシ基、又はアミノ基を示す。
また、一般式（Ｂ）中、ｙ１〜ｙ４は各々独立に、０〜５の整数を表し、好適には０〜４の整数であり、より好適には０〜３の整数である。
【０１５５】
一般式（Ａ）と一般式（Ｂ）の組み合わせの具体例としては、（Ｃ１２Ｈ２５）３ＮＣ４Ｈ９・ＢＰｈ４、（Ｃ１２Ｈ２５）３ＮＣ５Ｈ１１・ＢＰｈ４、（Ｃ１２Ｈ２５）３ＮＣ６Ｈ１３・ＢＰｈ４、
【０１５６】
【化１９】
2010132892.tif 000020
【０１５７】
があげられる。
支持電解質は、単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。
【０１５８】
液晶組成物の全量に対する支持電解質の含有率は、０．１質量％以上２０質量％以下であることが好ましく、０．５質量％以上がより好ましく、更に好ましくは１質量％以上、特に好ましくは２質量％以上である。
【０１５９】
（その他の添加物）
本発明の液晶組成物には、ホスト液晶の物性（例えば、液晶相の温度範囲）を所望の範囲に変化させ、また酸化還元反応の促進を目的として、液晶性、非液晶性の種々の化合物を添加することができる。また、紫外線吸収剤、酸化防止剤などの化合物を含有させてもよい。
【０１６０】
添加できる化合物の例としては、下記の化合物が挙げられる。
【０１６１】
【化２０】
2010132892.tif 000021
【０１６２】
上記アントラキノン構造を有する化合物やフェロセンを添加すると、酸化還元サイクルが速くまわるようになり応答速度が高められる。
【０１６３】
（液晶組成物の物性等）
本発明の液晶組成物は、電場による酸化還元反応によって、好適にはドーパントの酸化還元反応によって、より好適にはカイラルドーパントの酸化還元反応によって、選択反射波長が変化する。
アキラルなドーパントを用いた液晶組成物の選択反射波長の変化は、ドーパントの溶解性の変化によるカイラルドーパントの濃度変化や、ホスト液晶の親疎水性などの変化によるカイラルドーパントのＨＴＰ値の変化によって生じる。
カイラルドーパントを用いた液晶組成物の選択反射波長の変化は、ピッチ長の変化によって生じる。
【０１６４】
ここで、ピッチ長変化がカイラルドーパントの濃度変化により生じる場合、酸化還元反応の前後での適切な濃度変化量は、ホスト液晶の屈折率およびカイラルドーパントのＨＴＰおよび使用量によって大きく異なるため、一義的に限定できないが、ＨＴＰ＝１０のときは、全てのカイラルドーパントのうち、２質量％以上３０質量％以下であることが好ましく、３質量％以上２７質量％以下であることがより好ましく、４質量％以上２５質量％以下であることが更に好ましく、ＨＴＰ＝３０のときは、全てのカイラルドーパントのうち、０．１質量％以上１５質量％以下であることが好ましく、０．３質量％以上１３質量％以下であることがより好ましく、０．５質量％以上１１質量％以下であることが更に好ましい。ここで全てのカイラルドーパントとは、液晶組成物に含まれるカイラルドーパント全てのことを指し、酸化還元を起こすものと起こさないものの両方を含む。
【０１６５】
また、ピッチ長変化がカイラルドーパントのＨＴＰ値変化により生じる場合、酸化還元反応の前後での適切なＨＴＰ値の変化量は、ホスト液晶の屈折率およびカイラルドーパントのＨＴＰおよび使用量によって大きく異なるため、一義的に限定できないが、全てのカイラルドーパントのＨＴＰから算出した平均のＨＴＰが１０のときは、０．２以上６以下であることが好ましく、０．４以上５．５以下であることがより好ましく、０．６以上５以下であることが更に好ましく、全てのカイラルドーパントのＨＴＰから算出した平均のＨＴＰが３０のときは、１以上２０以下であることが好ましく、１．５以上１７以下であることがより好ましく、２以上１５以下であることが更に好ましい。ここで全てのカイラルドーパントとは、液晶組成物に含まれるカイラルドーパント全てのことを指し、酸化還元を起こすものと起こさないものの両方を含む。
【０１６６】
本発明の液晶組成物の選択反射波長域については特に制限はないが、２００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の範囲にあることが好ましい。例えば、選択反射波長が、可視光域にあればディスプレイ等の表示装置や調光材料として適用でき、紫外域や赤外域にあれば、紫外線や赤外線を調光する調光材料などに適用可能である。
【０１６７】
選択反射波長を変化させるために印加する電場は、酸化還元をおこなうために電流を流すという観点から直流電圧であることが好適である。
印加電圧は、使用するドーパントの酸化還元電位によって決められるが、応答時間、消費電力やデバイス安定性の観点からホスト液晶の種類や支持電解質の濃度などに応じて適宜調節することが可能である。
【０１６８】
＜液晶素子＞
次に、本発明の液晶素子について説明する。
図１は、本発明の液晶素子の一例を示す断面概略説明図である。
本発明の液晶素子は、少なくとも一方が透明電極である一対の電極１０，１２と、該電極間に前記液晶組成物を含有する液晶層１４とを有する。更に、黒色板、反射防止膜、輝度向上膜などを備えていてもよい（図示せず）。
【０１６９】
本発明の液晶素子は、１対の電極基板１６，１８間に挟持させることにより構成することができる。本発明の液晶素子に用いられる電極基板１６，１８としては、通常ガラスあるいはプラスチック基板が用いられる。
本発明に用いられるプラスチック基板としては、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、エポキシ樹脂などが挙げられ、例えば、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、シンジオタクチックポリスチレン（ＳＰＳ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリアリレート（ＰＡｒ）、ポリスルホン（ＰＳＦ）、ポリエステルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、環状ポリオレフィン、ポリイミド（ＰＩ）などが挙げられる。好ましくは、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）である。
【０１７０】
プラスチック基板の厚みには、特に規定されないが３０μｍ〜７００μｍが好ましく、より好ましくは４０μｍ〜２００μｍ、さらに好ましくは５０μｍ〜１５０μｍである。
更にいずれの場合もヘイズは３％以下が好ましく、より好ましくは２％以下、さらに好ましくは１％以下、全光透過率は７０％以上が好ましく、より好ましくは８０％以上、さらに好ましくは９０％以上である。
【０１７１】
プラスチック基板には、必要により本発明の効果を損なわない範囲で、可塑剤、染顔料、帯電防止剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、無機微粒子、剥離促進剤、レベリング剤及び潤滑剤などの樹脂改質剤を添加してもよい。
【０１７２】
前記プラスチック基板は光透過性及び非光透過性のいずれであってもよい。前記支持体として、非光透過性支持体を用いる場合には、非表示面側に光反射性を有さない黒色の支持体を用いることができる。黒色支持体としては、カーボンブラックなどの無機顔料を添加したプラスチック基板が挙げられる。基板については、たとえば、日本学術振興会第１４２委員会編、液晶デバイスハンドブック、日刊工業新聞社、１９８９年、第２１８〜２３１頁に詳しい。
【０１７３】
一対の基板１６，１８の表面に、電極層１０，１２が形成され、少なくとも電極層１０は透明電極である。その電極層としては、酸化インジウム、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化スズ、ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ、銀ナノロッド、カーボンナノチューブなどが用いられる。
透明電極１０については、たとえば、日本学術振興会第１４２委員会編、液晶デバイスハンドブック、日刊工業新聞社、１９８９年、第２３２〜２３９頁に記載のものが用いられる。
透明電極１０は、スパッタ法、ゾルゲル法、印刷法により形成することができる。
【０１７４】
本発明において、透明電極層１０の抵抗値は１００Ω／□以下であり、好ましくは、５０Ω／□以下である。
【０１７５】
また、一対の基板１６，１８のうち、透明電極層１０が形成された基板１６と対になる基板１８に用いられる電極層１２としては、透明電極層であっても、非透明電極層であってもよく、非透明電極層の場合、ＧＣ電極などを用いることができる。
【０１７６】
本発明の液晶素子は、液晶層において酸化還元反応が行なえる程度の導電性を有するのであれば、液晶を配向させる目的で、液晶と基板の接する表面に配向処理を施した層を形成することが好ましい（図示せず）。更に、一対の基板のうち片側だけ配向処理することが、可逆的に酸化還元をおこなう観点からより好ましい。
【０１７７】
該配向処理としては、たとえば、４級アンモニウム塩を塗布し配向させる方法、ポリイミドを塗布しラビング処理により配向する方法、ＳｉＯｘを斜め方向から蒸着して配向する方法、さらには、光異性化を利用した光照射による配向方法などが挙げられる。ポリイミド、シランカップリング剤、ポリビニルアルコール、ゼラチンなどを用いることが好ましく、ポリイミド、シランカップリング剤を用いることが、配向能力、耐久性、絶縁性、コストの観点から好ましい。より好ましくは、ポリイミドである。
【０１７８】
本発明において、配向処理を施した層の厚さは、５００ｎｍ以下であり、好ましくは３００ｎｍ以下である。
【０１７９】
配向方法については、ラビング処理していても、していなくてもよい。配向膜については、たとえば、日本学術振興会第１４２委員会編、液晶デバイスハンドブック、日刊工業新聞社、１９８９年、第２４０〜２５６頁に記載のものが用いられる。
【０１８０】
本発明の液晶素子は、一対の基板同士をスペーサー２０などを介して、間隔（セルギャップ）を設け、その空間に前記液晶組成物を注入することができる。スペーサー２０については、たとえば、日本学術振興会第１４２委員会編、液晶デバイスハンドブック、日刊工業新聞社、１９８９年、第２５７〜２６２頁に記載のものが用いられる。本発明の液晶組成物は、基板上に塗布あるいは印刷することによっても基板間の空間に配置することができる。
【０１８１】
一般に、コレステリック液晶のらせん周期が１０周以上ある方が反射率が高くなることが知られている。そのため、セルギャップはコレステリック液晶のピッチ長の１０倍以上あることが好ましい。一方、セルギャップが広すぎると液晶配向が乱れやすくなることから、適当な大きさであることが重要である。
【０１８２】
上記観点から、本発明の液晶素子のセルギャップは２μｍ以上５０μｍ以下であり、好ましくは３μｍ以上４０μｍ以下、より好ましくは４μｍ以上３０μｍ以下である。
【０１８３】
−その他の部材−
その他の部材としては、例えば、バリア膜、紫外線吸収層、反射防止層、ハードコート層、汚れ防止層、有機層間絶縁膜、金属反射板、位相差板、配向膜などが挙げられる（図示せず）。これらは、１種単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。
【０１８４】
バリア膜としては、有機ポリマー系、無機系、有機−無機の複合系いずれでもよい。有機ポリマー系としてはエチレンービニルアルコール（ＥＶＯＨ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ／ＰＶＯＨ）、ナイロンＭＸＤ６（Ｎ―ＭＸＤ）、ナノコンポジット系ナイロンなどが挙げられる。無機系としてはシリカ、アルミナ、ニ元系などが挙げられる。その詳細は、例えば「ハイバリア材料の開発、成膜技術とバリア性の測定・評価方法」（技術情報協会、２００４年）に記載されている。
本発明の素子においては、バリア層は、製造しやすさの観点から支持体上の透明電極が設置されていない面側に設置することが好ましい。
【０１８５】
紫外線吸収層としては、２，２−チオビス（４−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）、２，６−ジ−ｔ−ブチルフェノール等の酸化防止剤：２−（３−ｔ−ブチル−５−メチル−２−ヒドロキシフェニル）−５−クロロベンゾトリアゾール、アルコキシベンゾフェノン等の紫外線吸収剤を含有することが好ましい。
本発明の素子においては、紫外線吸収層は、製造しやすさの観点から支持体上の透明電極が設置されていない面側に設置することが好ましい。
【０１８６】
反射防止膜は、無機材料又は有機材料を用いて形成され、膜構成としては、単層であってもよく、又は多層であってもよい。さらにまた、無機材料の膜と有機材料の膜との多層構造であってもよい。反射防止膜は、一対の基板の片側又は両側に設けることができる。両側に設ける場合、両側の反射防止膜は、同じ構成であっても別の構成であってもよい。例えば、一方の面の反射防止膜を多層構造とし、他方の面側の反射防止膜を簡略化して単層構造とすることも可能である。また、透明電極又は支持体上に直接反射防止膜を設けることができる。
【０１８７】
反射防止膜に用いる無機材料としては、ＳｉＯ２、ＳｉＯ、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２、ＴｉＯ、Ｔｉ２Ｏ３、Ｔｉ２Ｏ５、Ａｌ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５、ＣｅＯ２、ＭｇＯ、Ｙ２Ｏ３、ＳｎＯ２、ＭｇＦ２、ＷＯ３等が挙げられ、これらを単独で又は２種以上を併用して用いることができる。
これらの中でも、支持体がプラスチック製であるので、低温で真空蒸着が可能なＳｉＯ２、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２、Ｔａ２Ｏ５が好ましい。
無機材料で形成される多層膜としては、支持体側からＺｒＯ２層とＳｉＯ２層の合計光学的膜厚がλ／４、ＺｒＯ２層の光学的膜厚がλ／４、最表層のＳｉＯ２層の光学的膜厚がλ／４の、高屈折率材料層と低屈折率材料層とを交互に成膜する積層構造が例示される。ここで、λは設計波長であり、通常５２０ｎｍが用いられる。最表層は、屈折率が低く、かつ反射防止膜に機械的強度を付与できることからＳｉＯ２とすることが好ましい。
無機材料で反射防止膜を形成する場合、成膜方法は例えば真空蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法、ＣＶＤ法、飽和溶液中での化学反応により析出させる方法等を採用することができる。
【０１８８】
反射防止膜に用いる有機材料としては、例えばＦＦＰ（テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＥＴＦＥ（エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体）等を挙げることができ、レンズ材料やハードコート膜（有する場合）の屈折率を考慮して選定される。成膜方法は、真空蒸着法の他、スピンコート法、ディップコート法などの量産性に優れた塗装方法で成膜することができる。
【０１８９】
ハードコート層としては、公知の紫外線硬化もしくは電子線硬化のアクリル系もしくはエポキシ系の樹脂を用いることができる。
汚れ防止膜としては、含フッ素有機重合体のような撥水撥油性材料を使用することができる。
【０１９０】
本発明の液晶素子は、単純マトリックス駆動方式あるいは薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）などを用いたアクティブマトリックス駆動方式を用いて駆動することができる。駆動方式については、たとえば、日本学術振興会第１４２委員会編、液晶デバイスハンドブック、日刊工業新聞社、１９８９年、第３８７〜４６０頁に記載のものが用いられる。
【０１９１】
本発明の液晶素子において、駆動電圧の絶対値は、０．１Ｖ〜２０Ｖであることが好ましく、より好ましくは０．３Ｖ〜１５Ｖであり、更に好ましくは、０．５Ｖ〜１．０Ｖである。
【０１９２】
次に、本発明の液晶素子における調色方法について説明する。一例としてカイラルドーパントを含有する液晶組成物を用いた液晶素子で説明する。
【０１９３】
対向電極セルにカイラルドーパント、支持電解質を含有する液晶組成物を注入する。該液晶組成物が注入された該電極セルは選択反射を呈する。次に、カイラルドーパントの酸化還元電位以上の直流電圧を該電極セルに印加することで調色をおこなう。選択反射長の変化幅の制御は、印加時間を変える（カイラルドーパントの反応量を調節する）こと等でおこなうことができる。
【０１９４】
選択反射波長を元に戻すには、逆向きの電圧を印加する。例えば、４Ｖの電圧を印加して選択反射波長を変えた場合には、−４Ｖの電圧を印加して選択反射波長を元に戻す。
このようにして、液晶組成物の選択反射波長を変えることができる。
【０１９５】
本発明の液晶素子は、反射型表示材料や調光材料として好適に利用できる。
また、本発明の液晶組成物は、以下に説明する光学要素としても好適に利用できる。
本発明において光学要素とは具体的には、円偏光発光フィルム、光学フィルム、位相差板、強誘電性フィルム、反強誘電性フィルム、及び圧電フィルム等の機能性フィルム等、並びに（円）偏光発光素子、（１次のフォトニック結晶効果に基づく）光励起あるいは電界励起によるレーザー発振素子、ＬＣＤ用バックライト、非線形光学素子、電気光学素子、焦電素子、圧電素子、及び光変調素子等の機能性素子等をいう。
本発明の光学要素は、例えば、一枚の支持体、又は一対の支持体（セルなど）等に、１）本発明の組成物を塗布した後架橋する方法、又は２）本発明の組成物をそのまま注入する方法等により製造できる。
【実施例】
【０１９６】
以下、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、実施例は本発明を説明するためのものであり、本発明は実施例に限定されるものでない。
【０１９７】
［実施例１］
本発明にかかるカイラルドーパントは、以下のように合成することができる。
【０１９８】
（カイラルドーパント（３）の合成）
以下のスキームにしたがって、カイラルドーパント（３）を合成した。
【化２１】
2010132892.tif 000022
【０１９９】
（化合物３ａの合成）
（ｓ）−（＋）−フェニルエタン−１，２−ジオール（東京化成製）（１１．１ｇ）、ジメチルアミノピリジン（和光純薬製）（１０．２ｇ）、ｔ−ブチルジメチルシリルクロリド（東京化成製）（１３．３ｇ）の塩化メチレン溶液（２００ｍｌ）に、氷冷下、トリエチルアミン（８．９ｇ）を滴下し、室温で１時間攪拌した。更に加熱還流下、３時間攪拌した後、反応液を酢酸エチル／１Ｎ塩酸水に注加し、有機層を１Ｎ塩酸水で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥した後、減圧にて濃縮した。濃縮残さをシリカゲルカラムクロマト精製（展開溶媒：酢酸エチル/ヘキサン＝１／７）することにより化合物３ａ（１５．４ｇ）を得た。
【０２００】
（化合物３ｂ、３ｃの合成）
化合物３ａ（１２．０ｇ）、trans−４−ペンチルシクロヘキシル安息香酸（１３．０ｇ）およびジメチルアミノピリジン（３．５ｇ）の塩化メチレン溶液（４００ｍｌ）に、ジシクロヘキシルカルボジイミド（１１．８ｇ）の塩化メチレン溶液（３０ｍｌ）を滴下し、加熱還流下で２時間撹拌した。反応液を酢酸エチル／１Ｎ塩酸水に注加し、濾過後、有機層を１Ｎ塩酸水で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥した後、減圧にて濃縮することで、化合物３ｂの粗生成物を得た。
【０２０１】
化合物３ｂの粗生成物のＴＨＦ溶液（５０ｍｌ）に、氷冷下、１Ｍ  ＴＢＡＦ／ＴＨＦ溶液（４８ｍｌ）を滴下し、３時間攪拌した。反応液を酢酸エチル／１Ｎ塩酸水に注加し、濾過後、有機層を１Ｎ塩酸水で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥した後、減圧にて濃縮後、濃縮残渣をシリカゲルカラムクロマト精製（展開溶媒：酢酸エチル/ヘキサン＝１／５）することにより、化合物３ｃ（１３．１ｇ）を得た。
【０２０２】
（カイラルドーパント（３）の合成）
化合物３ｃ（０．５ｇ）、アントラキノン−２−カルボン酸（東京化成製）（０．３４ｇ）およびジメチルアミノピリジン（９７ｍｇ）の塩化メチレン溶液（２０ｍｌ）に、ジシクロヘキシルカルボジイミド（０．３２ｇ）の塩化メチレン溶液（５ｍｌ）を滴下し、加熱還流下で２時間撹拌した。反応液を酢酸エチル／１Ｎ塩酸水に注加し、濾過後、有機層を1N塩酸水で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥した後、減圧にて濃縮した。
濃縮残さをシリカゲルカラムクロマト精製（展開溶媒：酢酸エチル/ヘキサン＝１／４）し、得られた粗結晶をイソプロピルアルコールから再結晶することによりカイラルドーパント（３）（０．６２g）を得た。
具体例化合物（３）の同定は元素分析、ＮＭＲ及びＭＡＳＳスペクトルにより行った。外観は薄黄色〜白色固体であった。
【０２０３】
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３）
δ：０．８２−０．９４（３Ｈ，ｔ）、０．９４−１．１４（２Ｈ，ｍ）、１．１５−１．５１（１１Ｈ，ｍ）、１．７８−１．９２（４Ｈ，ｄ）、２．４２−２．５６（１Ｈ，ｄｄｄ）、４．７０５（１Ｈ，ｄｄ）、４．７７５（１Ｈ，ｄｄ）、６．４８（１Ｈ，ｄｄ）、７．２３（２Ｈ，ｄ）、７．３４−７．４８（３Ｈ，ｍ）、７．５３−７．５９（２Ｈ，ｍ）、7．８１−７．８８（１Ｈ，ｍ）、７．８４（１Ｈ，ｄ）、７．９１（２Ｈ，ｄ）、８．３０−８．３９（２Ｈ，ｍ）、８．３９（１Ｈ，ｄ）、８．４７（１Ｈ，ｄｄ）、９．０１（１Ｈ，ｓｄ）
【０２０４】
具体例化合物（１）（２）（４）（１１）（１２）（１４）（２０）（２２）（３１）も同様にして合成することができる。以下では、具体例化合物（１）（２）（４）（１１）（１２）（１４）（３１）の１Ｈ−ＮＭＲのデータを示す。
【０２０５】
化合物（１）
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３）
δ：０．８９（３Ｈ，ｔ）、０．９３−１．１３（２Ｈ，ｍ）、１．１５−１．５２（７Ｈ，ｍ）、１．８０−１．９１（４Ｈ，ｄ）、２．５０（１Ｈ，ｄｄｄ）、４．７０５（１Ｈ，ｄｄ）、４．７７５（１Ｈ，ｄｄ）、６．４８（１Ｈ，ｄｄ）、７．２３（２Ｈ，ｄ）、７．３５−７．４７（３Ｈ，ｍ）、７．５３−７．５９（２Ｈ，ｍ）、７．８２−７．８８（２Ｈ，ｍ）、７．９２（２Ｈ，ｄ）、８．３１−８．３９（２Ｈ，ｍ）、８．３９（１Ｈ，ｄ）、８．４７（１Ｈ，ｄｄ）、９．０１（１Ｈ，ｓｄ）
【０２０６】
化合物（２）
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３）
δ：０．９０（３Ｈ，ｔ）、０．９４−１．１３（２Ｈ，ｍ）、１．１３−１．５２（９Ｈ，ｍ）、１．８０−１．９１（４Ｈ，ｄ）、２．４９（１Ｈ，ｄｄｄ）、４．７０５（１Ｈ，ｄｄ）、４．７７５（１Ｈ，ｄｄ）、６．４８（１Ｈ，ｄｄ）、７．２３（２Ｈ，ｄ）、７．３５−７．４８（３Ｈ，ｍ）、７．５３−７．５９（２Ｈ，ｍ）、７．８１−７．８８（２Ｈ，ｍ）、７．９１（２Ｈ，ｄ）、８．３０−８．３９（２Ｈ，ｍ）、８．３９（１Ｈ，ｄ）、８．４７（１Ｈ，ｄｄ）、９．０１（１Ｈ，ｓｄ）
【０２０７】
化合物（４）
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３）
δ：０．７２−１．４３（２１Ｈ，ｍ）、１．５２−１．８０（７Ｈ，ｍ）、１．８５−２．００（２Ｈ，ｍ）、２．２１（１Ｈ，ｄｄｄ）、４．４７５（１Ｈ，ｄｄ）、４．５４（１Ｈ，ｄｄ）、６．３３（１Ｈ，ｄｄ）、７．３５−７．４５（３Ｈ，ｍ）、７．４７−７．５３（２Ｈ，ｍ）、７．８２−７．８９（２Ｈ，ｍ）、８．３２−８．３９（２Ｈ，ｍ）、８．４１（１Ｈ，ｄ）、８．４７（１Ｈ，ｄｄ）、９．００（１Ｈ，ｓｄ）
【０２０８】
化合物（１１）
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３）
δ：０．８２−０．９４（３Ｈ，ｔ）、０．９４−１．１４（２Ｈ，ｍ）、１．１５−１．５３（１１Ｈ，ｍ）、１．８０−１．９２（４Ｈ，ｄ）、２．５０（１Ｈ，ｄｄｄ）、４．６７（１Ｈ，ｄｄ）、４．７６（１Ｈ，ｄｄ）、６．４１（１Ｈ，ｄｄ）、７．２６（２Ｈ，ｄ）、７．３３−７．４６（５Ｈ，ｍ）、７．５０−７．５７（２Ｈ，ｍ）、７．８３−７．９０（２Ｈ，ｍ）、７．９２（２Ｈ，ｄ）、８．２２（２Ｈ，ｄ）、８．３３−８．４３（２Ｈ，ｍ）、８．４８（１Ｈ，ｄ）、８．５９（１Ｈ，ｄｄ）、９．１３（１Ｈ，ｓｄ）
【０２０９】
化合物（１２）
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３）
δ：０．７３−１．４５（２１Ｈ，ｍ）、１．５０−１．８２（７Ｈ，ｍ）、１．８６−２．０１（２Ｈ，ｍ）、２．２１（１Ｈ，ｄｄｄ）、４．４０５（１Ｈ，ｄｄ）、４．５５（１Ｈ，ｄｄ）、６．２７（１Ｈ，ｄｄ）、７．３２−７．５０（７Ｈ，ｍ）、７．８３−７．９１（２Ｈ，ｍ）、８．２１（２Ｈ，ｄ）、８．３３−８．４２（２Ｈ，ｍ）、８．４８（１Ｈ，ｄ）、８．５９（１Ｈ，ｄｄ）、９．１４（１Ｈ，ｓｄ）
【０２１０】
化合物（１４）
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３）
δ：０．８２−０．９３（３Ｈ，ｔ）、０．９３−１．１３（２Ｈ，ｍ）、１．１５−１．６１（１１Ｈ，ｍ）、１．７８−１．９０（４Ｈ，ｄ）、２．４０−２．５４（１Ｈ，ｄｄｄ）、４．０４（５Ｈ，ｓ）、４．３７−４．４２（２Ｈ，ｄｄ）、４．５４−４．６２（１Ｈ，ｄｄ）、４．６８−４．７８（１Ｈ，ｄｄ）、４．８２−４．８７（２Ｈ，ｄｄｄ）、６．２６−６．３２（１Ｈ，ｄｄ）、７．２１−７．２９（２Ｈ，ｄ）、７．３２−７．４６（３Ｈ，ｍ）、７．５０−７．５７（２Ｈ，ｄ）、７．９２−７．９８（２Ｈ，ｄ）
【０２１１】
化合物（３１）
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３）
δ：０．８２−０．９４（３Ｈ，ｔ）、０．９４−１．１４（２Ｈ，ｍ）、１．１５−１．５７（１１Ｈ，ｍ）、１．８０−１．９４（４Ｈ，ｄ）、２．４２−２．５６（１Ｈ，ｄｄｄ）、４．３０（５Ｈ，ｓ）、４．５１（２Ｈ，ｄｄ）、４．６０−４．７８（２Ｈ，ｍ）、４．９６（２Ｈ，ｄｄｄ）、６．３５−６．４２（１Ｈ，ｄｄ）、７．２０−７．３０（５Ｈ，ｄｄ）、７．３２−７．４５（３Ｈ，ｍ）、７．４８−７．５７（２Ｈ，ｄ）、７．８６−７．９８（２Ｈ，ｄ）、８．１５−８．２１（２Ｈ，ｄ）
【０２１２】
［実施例２］
（ＨＴＰ値測定）
本発明に係るカイラルドーパント（１ｍｇ）をホスト液晶ＺＬＩ−２８０６（９９ｍｇ）（Ｍｅｒｃｋ社製）と混合し、１２０℃のホットプレート上で１０分間加熱したあと、室温にまで冷却させ、１晩放置させて、コレステリック液晶組成物を作製した。得られた液晶組成物をくさび形液晶セル（Ｇａｐ１．１ｍｍ、ＥＨＣ社製）に注入し、偏光顕微鏡にて干渉縞を観察することで、ピッチ長を測定し、ＨＴＰ値（Herical Twisting Power）を算出した。結果を下記表１に示す。
【０２１３】
なお、ＨＴＰ値は下記式によって算出される、カイラル剤のホスト液晶に対するねじれ力（旋回能）を表す。
【０２１４】
ＨＴＰ＝１／（Ｐ×Ｃ）
（Ｐ：ピッチ長、Ｃ：カイラルドーパントの含率）
【０２１５】
【表１】
2010132892.tif 000023
【０２１６】
［実施例３］
（酸化還元電位測定）
上記具体例化合物（カイラルドーパント）１ｍＭ、支持電解質としてテトラブチルアンモニウムヘキサフルオロホスフェイト０．１ＭのＮＭＰ溶液を５分間Ａｒバブリングをおこなった後、ポテンシオスタット（ＢＡＳ製６６０Ｃ）にて、サイクリックボルタンメトリー測定をおこなった。作用極Ｐｔ、対極Ｐｔ、参照電極ＳＣＥを用いたときの酸化還元電位１及び２の結果を下記表２に示す。
【０２１７】
【表２】
2010132892.tif 000024
（  ）内の数値は小ピークであることを示す。
【０２１８】
［実施例４］
（酸化還元反応による選択反射長の変化１）
（液晶組成物１の作製）
ホスト液晶ＺＬＩ−２８０６（Ｍｅｒｃｋ社製）８６．１ｍｇ、酸化還元反応を示さないカイラルドーパントＲ−８１１（Ｍｅｒｃｋ社製）４．０ｍｇ、Ｒ−１０１１（Ｍｅｒｃｋ社製）４．０ｍｇからなるコレステリック液晶中に、ドーパントとして、カイラルドーパント（１４）１．６ｍｇ、下記アントラキノン色素（Ａ−１）２．０ｍｇ、支持電解質（Ｃ１２Ｈ２５）３ＮＣ４Ｈ９・ＢＰｈ４２．３４ｍｇを１２０℃にて溶解させ、液晶組成物１を調製した。
【０２１９】
【化２２】
2010132892.tif 000025
【０２２０】
（液晶素子１の作製）
液晶組成物１を、Ｅ．Ｈ．Ｃ．社製の液晶セルに注入し、液晶素子１を作製した。なお、Ｅ．Ｈ．Ｃ．社製の液晶セルは、ＩＴＯ透明電極（＜１０Ω／□）、セルギャップ１５μｍで、エポキシ樹脂シール付きの液晶セルである。
【０２２１】
（素子評価）
作製した液晶素子１に、直流電圧４Ｖ、３Ａを１分間印加し、透過波長変化を（株）島津製作所製の紫外可視分光光度計（ＵＶ２４００）にて測定したところ、該液晶組成物の選択反射波長に相当するピークが８４０ｎｍから８１０ｎｍまで変化した。このときピッチ長は、０．５６μｍから０．５４μｍに変化した。
【０２２２】
［実施例５］
（酸化還元反応による選択反射長の変化２）
（液晶組成物２の作製）
ホスト液晶ＺＬＩ−２８０６（Ｍｅｒｃｋ社製）８７．１ｍｇ、酸化還元反応を示さないカイラルドーパントＲ−８１１（Ｍｅｒｃｋ社製）４．０ｍｇ、Ｒ−１０１１（Ｍｅｒｃｋ社製）４．０ｍｇからなるコレステリック液晶中に、ドーパントとして、カイラルドーパント（３）２．０ｍｇ、支持電解質（Ｃ１２Ｈ２５）３ＮＣ４Ｈ９・ＢＰｈ４２．９ｍｇを１２０℃にて溶解させ、液晶組成物２を調製した。
【０２２３】
（液晶素子２の作製）
液晶組成物２を、Ｅ．Ｈ．Ｃ．社製の液晶セルに注入し、液晶素子２を作製した。なお、Ｅ．Ｈ．Ｃ．社製の液晶セルは、ＩＴＯ透明電極（＜１０Ω／□）、セルギャップ１０μｍで、エポキシ樹脂シール付きの液晶セルである。
【０２２４】
（素子評価）
作製した液晶素子２に、直流電圧４Ｖ、３Ａを１分間印加し、透過波長変化をマルチチャンネル分光器ＵＳＢ−２０００（オーシャンオプティクス（株）社製）にて測定したところ、該液晶組成物の選択反射波長に相当するピークが７６４ｎｍから８２６ｎｍまで変化した。このときピッチ長は、０．５１μｍから０．５５μｍに変化した。
【０２２５】
上記結果より、キラルなドーパントを酸化還元反応することで、ピッチ長が変化し、選択反射波長が変化することがわかる。なお、斜め方向から光を入射させ、基板を回転させても一様な反射率を示し（視野域が限定されない）、また、基板法線方向からの光の入射に対し、法線方向への反射が最も高い反射率を示したことから、らせん軸の傾斜によるものではないことは明らかである。
【０２２６】
［実施例６］
（電圧による選択反射長制御）
（液晶組成物３の作製）
ホスト液晶ＺＬＩ−２８０６（Ｍｅｒｃｋ社製）８６．６ｍｇ、酸化還元反応を示さないカイラルドーパントＲ−８１１（Ｍｅｒｃｋ社製）４．０ｍｇ、Ｒ−１０１１（Ｍｅｒｃｋ社製）４．０ｍｇからなるコレステリック液晶中に、ドーパントとして、フェロセン０．５９ｍｇ、カイラルドーパント（３）２．０ｍｇ、支持電解質（Ｃ１２Ｈ２５）３ＮＣ４Ｈ９・ＢＰｈ４２．９ｍｇを１２０℃にて溶解させ、液晶組成物３を調製した。
【０２２７】
（液晶素子３の作製）
液晶組成物３を、Ｅ．Ｈ．Ｃ．社製の液晶セルに注入し、液晶素子３を作製した。なお、Ｅ．Ｈ．Ｃ．社製の液晶セルは、ＩＴＯ透明電極（＜１０Ω／□）、セルギャップ１０μｍで、エポキシ樹脂シール付きの液晶セルである。
【０２２８】
（素子評価）
作製した液晶素子３に、直流電圧を１分間印加し、透過波長変化をマルチチャンネル分光器ＵＳＢ−２０００（オーシャンオプティクス（株）社製）にて測定した。該液晶組成物の選択反射波長に相当するピーク変化の結果を下記表３に示す。
【０２２９】
【表３】
2010132892.tif 000026
【０２３０】
上記結果より、印加電圧を制御することで、選択反射長変化を制御できることがわかる。
【０２３１】
＜実施例７＞
（応答速度評価）
（液晶素子４および５の作製）
実施例５および６で作製した液晶組成物２および３を、Ｅ．Ｈ．Ｃ．社製の液晶セルに注入し、液晶素子４および５を作製した。なお、Ｅ．Ｈ．Ｃ．社製の液晶セルは、ＩＴＯ透明電極（＜１０Ω／□）、セルギャップ１５μｍで、エポキシ樹脂シール付きの液晶セルである。
【０２３２】
（素子評価）
作製した液晶素子４および５の応答速度の比較をおこなった。応答速度は、直流電圧４Ｖ、３Ａを印加し、選択反射波長変化をマルチチャンネル分光器ＵＳＢ−２０００（オーシャンオプティクス（株）社製）にて測定することで評価した。選択反射波長が２０ｎｍ変化するのに要する時間を下記表４に示す。
【０２３３】
【表４】
2010132892.tif 000027
【０２３４】
上記結果より、フェロセンを添加することで応答速度を高められることがわかる。
【０２３５】
［実施例８］
（可視域における選択反射長変化）
（液晶組成物４の作製）
ホスト液晶ＺＬＩ−２８０６（Ｍｅｒｃｋ社製）８６．１ｍｇ、酸化還元反応を示さないカイラルドーパントＲ−１０１１（Ｍｅｒｃｋ社製）２．２ｍｇ、下記カイラル剤（Ｂ−１）２．２ｍｇ及び下記カイラル剤（Ｂ−２）２．２ｍｇからなるコレステリック液晶中に、ドーパントとして、具体例化合物（カイラルドーパント）（３）１．５ｍｇおよび（２）１．５ｍｇ、支持電解質（Ｃ１２Ｈ２５）３ＮＣ４Ｈ９・ＢＰｈ４４．３ｍｇを１２０℃にて溶解させ、液晶組成物４を調製した。
【０２３６】
【化２３】
2010132892.tif 000028
【０２３７】
（液晶素子６の作製）
液晶組成物４を、Ｅ．Ｈ．Ｃ．社製の液晶セルに注入し、液晶素子６を作製した。なお、Ｅ．Ｈ．Ｃ．社製の液晶セルは、ＩＴＯ透明電極（＜１０Ω／□）、セルギャップ１５μｍで、エポキシ樹脂シール付きの液晶セルである。
【０２３８】
（素子評価）
作製した液晶素子６に、直流電圧４Ｖ，３Ａを２分間印加し、透過波長変化をマルチチャンネル分光器ＵＳＢ−２０００（オーシャンオプティクス（株）社製）にて測定したところ、該液晶組成物の選択反射波長に相当するピークが５４５ｎｍから６２０ｎｍまで変化した。ピッチ長は０．３６μｍから０．４１μｍに変化した。目視でも、緑色から赤色に変化することが確認できた。
【０２３９】
［実施例９］
（可逆応答性）
（液晶素子７の作製）
ＩＴＯガラス基板（アイ・ジー・シー社製）に水平配向膜ＳＥ−６４１４（日産化学製）を塗布・焼成し、表面処理基板１を作製した。該表面処理基板１と配向膜の無いＩＴＯガラス基板の間に、セルギャップが１５μｍとなるようにポリスチレンスペーサー（積水化学製）を挿入したセルを作製した。前記液晶組成物４を注入し、液晶素子７を作製した。
【０２４０】
（素子評価）
作製した液晶素子７に、直流電圧４Ｖ，３Ａを１分間印加し、選択反射波長変化をマルチチャンネル分光器ＵＳＢ−２０００（オーシャンオプティクス（株）社製）にて確認した後、逆向きの直流電圧−４Ｖ，３Ａを１分間印加したところ、選択反射波長が元の波長に戻った。
【０２４１】
＜実施例１０＞
（シランカップリング剤による表面処理）
（液晶素子８の作製）
ＵＶ・オゾン処理をおこなったＩＴＯガラス基板（アイ・ジー・シー社製）を、２−シアノエチルトリエトキシシラン（東京化成製）１質量％トルエン溶液に２４時間浸漬した。中性洗剤・２−プロパノールで洗浄した後、乾燥をおこなうことで表面処理基板２を作製した。該表面処理基板２枚の間に、セルギャップが１５μｍとなるようにポリスチレンスペーサー（積水化学製）を挿入したセルを作製した。
このセルに前記液晶組成物４を注入し、液晶素子８を作製したところ、コレステリック液晶は良好なグランジャン配向を示すことが偏光顕微鏡による観察にて確認された。
【０２４２】
（素子評価）
作製した液晶素子８に、直流電圧４Ｖ，３Ａを２分間印加したところ、マルチチャンネル分光器ＵＳＢ−２０００（オーシャンオプティクス（株）社製）にて選択反射波長変化が確認された。
【０２４３】
［実施例１１］
（炭素電極の使用）
（液晶素子９の作製）
表面研磨済みＧＣ（グラッシーカーボン）電極基板（筑波物質情報研究所製）と水平配向膜ＳＥ−６４１４（日産化学製）処理ＩＴＯガラス基板の間に、セルギャップが１５μｍとなるようにポリスチレンスペーサー（積水化学製）を挿入したセルを作製した。前記液晶組成物４を注入し、液晶素子９を作製した。
【０２４４】
（素子評価）
作製した液晶素子９に、ＧＣ電極を正極に、配向膜処理基板を負極として直流電圧４Ｖ，３Ａを１分間印加し、選択反射波長変化をマルチチャンネル分光器ＵＳＢ−２０００（オーシャンオプティクス（株）社製）にて確認した後、逆向きの直流電圧−４Ｖ，３Ａを１分間印加したところ、選択反射波長が元の波長に戻った。
【０２４５】
以上の結果より、本発明によって、簡便な素子構成かつ低電圧・速い応答で多色表示が可能な光学材料および光学素子を提供することができることがわかる。
【符号の説明】
【０２４６】
１０  透明電極
１２  電極
１４  液晶層
１６、１８  基板
２０  スペーサー
【図１】
2010132892.tif 000029