(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アキラルな液晶成分Ａ及び一般式（Ｋ１）〜（Ｋ５）で表されるキラル化合物Ｋを１種以上含有する光学的等方性の液晶組成物に、一般式（２−１）〜（２−３）で表される重合性モノマーをさらに１種類以上混合させることによって得られるモノマー／液晶混合物。
0005948832.tif 000056
（式（Ｋ１）〜（Ｋ５）中、ＲＫは独立して、水素、ハロゲン、−Ｃ≡Ｎ、−Ｎ＝Ｃ＝Ｏ、−Ｎ＝Ｃ＝Ｓまたは炭素数１〜２０のアルキルであり、このアルキル中の任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよい、このアルキル中の任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく；  ＡＫは独立して、芳香族性の６〜８員環、非芳香族性の３〜８員環、
または、炭素数９〜２０の縮合環であり、これらの環中の任意の水素はハロゲン、炭素数１〜３のアルキルまたはハロアルキルで置き換えられてもよく、環の−ＣＨ２−は−Ｏ−、−Ｓ−または−ＮＨ−で置き換えられてもよく、−ＣＨ＝は−Ｎ＝で置き換えられてもよく；
ＹＫは独立して、水素、ハロゲン、炭素数１〜３のアルキル、炭素数１〜３のハロアルキル、芳香族性の６〜８員環、非芳香族性の３〜８員環、または、炭素数９〜２０の縮合環であり、これらの環の任意の水素がハロゲン、炭素数１〜３のアルキルまたはハロアルキルで置き換えられてもよく、−ＣＨ２−は−Ｏ−、−Ｓ−または−ＮＨ−で置き換えられてもよく、−ＣＨ＝は−Ｎ＝で置き換えられてもよく；ＺＫは独立して単結合、または炭素数１〜８のアルキレンであるが、任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＳＯ−、−ＯＣＳ−、−Ｎ＝Ｎ−、−ＣＨ＝Ｎ−、−Ｎ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく；ＸＫは単結合、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、または−ＣＨ２ＣＨ２−であり；ｍＫは１〜４の整数である。）
0005948832.tif 000057
式（２−１）〜（２−３）中、
Ｒａは、直鎖状または分岐状の炭素数１〜３０のアルキル、または直鎖状または分岐状の炭素数２〜３０のアルケニルであり；
Ｒｂは直鎖状または分岐状の炭素数１〜３０のアルキレンであり；
Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、およびＱ４はそれぞれ独立に水素、フッ素、またはメチル基であり；
Ｒｄは水素またはメチルである。
【請求項２】
式（２−１）においてＲａが直鎖状または分岐状の炭素数１〜３０のアルキルであり、Ｒｂが直鎖状の炭素数１〜３０のアルキレンであり、Ｒｄが水素である重合性モノマーを含有する請求項１に記載のモノマー／液晶混合物。
【請求項３】
式（２−１）においてＲａが直鎖状または分岐状の炭素数１〜３０のアルキルであり、Ｒｂが直鎖状の炭素数１〜３０のアルキレンであり、Ｒｄがメチルである重合性モノマーを含有する請求項１に記載のモノマー／液晶混合物。
【請求項４】
式（２−２）においてＲａが直鎖状または分岐状の炭素数１〜３０のアルキルであり、Ｒｂが直鎖状の炭素数１〜３０のアルキレンであり、Ｒｄが水素である重合性モノマーを含有する請求項１に記載のモノマー／液晶混合物。
【請求項５】
式（２−２）においてＲａが直鎖状または分岐状の炭素数１〜３０のアルキルであり、Ｒｂが直鎖状の炭素数１〜３０のアルキレンであり、Ｒｄがメチルである重合性モノマーを１種類以上含有する請求項１に記載のモノマー／液晶混合物。
【請求項６】
式（２−３）においてＲａが直鎖状または分岐状の炭素数１〜３０のアルキルであり、Ｒｂが直鎖状の炭素数１〜３０のアルキレンであり、Ｒｄが水素である重合性モノマーを含有する請求項１に記載のモノマー／液晶混合物。
【請求項７】
式（２−３）においてＲａが直鎖状または分岐状の炭素数１〜３０のアルキルであり、Ｒｂが直鎖状の炭素数１〜３０のアルキレンであり、Ｒｄがメチルである重合性モノマーを含有する請求項１に記載のモノマー／液晶混合物。
【請求項８】
アキラルな液晶成分Ａ中に、一般式（１−Ａ）で表される化合物を含有する請求項１〜７のいずれか１項に記載のモノマー／液晶混合物。
0005948832.tif 000058
（一般式（１−Ａ）において、Ｒ１１は水素、炭素数１〜２０のアルキルであり、このアルキル中の任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよいが、２つの連続する−ＣＨ２−が−Ｏ−で置き換えられることはなく、このアルキル中の任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく；  環Ａ１１、環Ａ１２、環Ａ１３および環Ａ１４は独立して、１，４−フェニレン、１，３−ジオキサン−２、５―ジイル、テトラヒドロピラン−２，５−ジイル、テトラヒドロピラン−３，６−ジイル、ピリミジン−２，５−ジイル、ピリジン−２，５−ジイル、ナフタレン−２，６−ジイル、ビシクロ［２，２，２］オクタン−１，４−ジイル、１，４−シクロヘキシレン、または２，６，７−トリオキサビシクロ［２，２，２］オクタン−１，４−ジイルであり、これらの環中の任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく；  Ｚ１１、Ｚ１２、Ｚ１３およびＺ１４は独立して、単結合、炭素数１〜４のアルキレンであり、このアルキレン中の任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＳＯ−、−ＯＣＳ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、このアルキレン中の任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく；Ｌ１１およびＬ１２はそれぞれ独立して水素またはハロゲンであり；Ｘ１１はハロゲン、−Ｃ≡Ｎ、−Ｎ＝Ｃ＝Ｓ、−Ｃ≡Ｃ−Ｃ≡Ｎ、−ＳＦ５、−ＣＨＦ２、−ＣＦ３、−ＣＦ２ＣＨ２Ｆ、−ＣＦ２ＣＨＦ２、−ＣＦ２ＣＦ３、−（ＣＦ２）３−Ｆ、−ＣＦ２ＣＨＦＣＦ３、−ＣＨＦＣＦ２ＣＦ３、−（ＣＦ２）４−Ｆ、−（ＣＦ２）５−Ｆ、−ＯＣＨＦ２、−ＯＣＦ３、−ＯＣＦ２ＣＨ２Ｆ、−ＯＣＦ２ＣＨＦ２、−ＯＣＨ２ＣＦ３、−ＯＣＦ２ＣＦ３、−Ｏ−（ＣＦ２）３−Ｆ、−ＯＣＦ２ＣＨＦＣＦ３、−ＯＣＨＦＣＦ２ＣＦ３、−Ｏ−（ＣＦ２）４−Ｆ、−Ｏ−（ＣＦ２）５−Ｆ、−ＣＨ＝ＣＦ２、−ＣＨ＝ＣＨＣＦ３、または−ＣＨ＝ＣＨＣＦ２ＣＦ３；  ｌおよびｍは独立して、０または１である。）
【請求項９】
アキラルな液晶成分Ａ中に、下記式（１−Ａａ）〜（１−Ａｊ）のいずれかで表される化合物を１種類以上含有することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のモノマー／液晶混合物。
0005948832.tif 000059
0005948832.tif 000060
（式（１−Ａａ）〜（１−Ａｊ）中、Ｒ１１は炭素数２〜８のアルキルであり、Ｘ１１はフッ素、塩素、−Ｃ≡Ｎ、−ＣＦ３、−ＣＨＦ２、−ＣＨ２Ｆ、−ＯＣＦ３、−ＯＣＨＦ２、−ＯＣＨ２Ｆまたは−Ｃ＝Ｃ−ＣＦ３であり、（Ｆ）は水素またはフッ素を示す。）
【請求項１０】
アキラルな液晶成分Ａの中に、一般式（１−Ａ）で表される化合物を５０〜１００重量％含有し、キラル化合物Ｋの中に、一般式（Ｋ１）〜（Ｋ５）で表される化合物の１種類以上を０．１〜３０重量％含有する、請求項１〜９のいずれか１項に記載のモノマー／液晶混合物。
【請求項１１】
一般式（Ｍ２）で表される二官能性モノマーをさらに１種類以上含有した、請求項１〜１０のいずれか１項に記載のモノマー／液晶混合物。
ＲＣ−ＹＭ−（ＡＭ−ＺＭ）ｍ１−ＡＭ−ＹＭ−ＲＣ          （Ｍ２）
式（Ｍ２）中、ＲＣは、それぞれ独立して、基（Ｍ３−１）〜基（Ｍ３−７）の重合性基であり；ＡＭは、それぞれ独立して芳香族性または非芳香族性の５員環、６員環または炭素数９〜２０の縮合環であるが、環中の−ＣＨ２−は−Ｏ−、−ＮＨ−、または−ＮＣＨ３−で、環中の−ＣＨ＝は−Ｎ＝で置き換わってもよく、環中の水素原子はハロゲン、および炭素数１〜５のアルキル、またはハロゲン化アルキルで置き換わってもよく；ＹＭは、それぞれ独立して単結合または炭素数１〜２０のアルキレンであり、これらのアルキレンにおいて任意の−ＣＨ2−は−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯＯ−、または−ＯＣＯ−で置き換えられてもよく；  ＺＭは、それぞれ独立して単結合、−（ＣＨ2）ｍ３−、−Ｏ（ＣＨ2）ｍ３−、−（ＣＨ2）ｍ３Ｏ−、−Ｏ（ＣＨ2）ｍ３Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−（ＣＦ2）2−、−（ＣＨ2）２−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−（ＣＨ2）２−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ＝ＣＨ−（ＣＨ2）2−、−（ＣＨ2）2−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−Ｃ≡Ｃ−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＨ−Ｃ≡Ｃ−、−ＯＣＦ２−（ＣＨ2）２−、−（ＣＨ2）２−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−または−ＣＦ２Ｏ−（前記式中、ｍ３は１〜２０の整数である）であり；ｍ１は１〜６の整数であり、
0005948832.tif 000061
ここで、基（Ｍ３−１）〜基（Ｍ３−７）におけるＲｄは、それぞれ独立して水素、ハロゲンまたは炭素数１〜５のアルキルであり、これらのアルキルにおいて任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよい。
【請求項１２】
一般式（Ｍ２−１５）で表される二官能性モノマーをさらに１種類以上含有した、請求項１〜１０のいずれか１項に記載のモノマー／液晶混合物。
0005948832.tif 000062
式中、ＲＣは１〜３０のアクリレート基、もしくはメタクリレート基であり；  ＹＭはそれぞれ独立して単結合、または炭素数１〜２０のアルキレンであり；  ＺＭはそれぞれ独立して単結合、−（ＣＨ2）ｍ３−、−Ｏ（ＣＨ2）ｍ３−、−（ＣＨ2）ｍ３Ｏ−、−Ｏ（ＣＨ2）ｍ３Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−（ＣＦ2）2−、−（ＣＨ2）２−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−（ＣＨ2）２−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ＝ＣＨ−（ＣＨ2）2−、−（ＣＨ2）2−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−Ｃ≡Ｃ−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＨ−Ｃ≡Ｃ−、−ＯＣＦ２−（ＣＨ2）２−、−（ＣＨ2）２−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−または−ＣＦ２Ｏ−（前記式中、ｍ３は１〜２０の整数である）であり；  また１，４−フェニレンと（Ｆ）を直線で結んだ表記は、１つまたは２つの水素がフッ素で置き換えられていてもよい１，４−フェニレンを表し、また１，４−フェニレンと（Ｆ，Ｍｅ）を直線で結んだ表記は、１つまたは２つの水素がフッ素またはメチルで置き換えられていてもよい１，４−フェニレンを表す。
【請求項１３】
−２０℃〜７０℃の温度においてキラルネマチック相を示し、この温度範囲の少なくとも一部において螺旋ピッチが７００ｎｍ以下である、請求項１〜１２のいずれか１項に記載のモノマー／液晶混合物。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれか１項に記載のモノマー／液晶混合物を重合して得られる、光学的に等方性の液晶相で駆動される素子に用いられる高分子／液晶複合材料。
【請求項１５】
請求項１〜１３のいずれか１項に記載のモノマー／液晶混合物を非液晶等方相または光学的に等方性の液晶相で重合させて得られる、光学的に等方性の液晶相で駆動される素子に用いられる高分子／液晶複合材料。
【請求項１６】
一方または両方の面に電極が配置され、基板間に配置された液晶組成物または高分子／液晶複合材料、および電極を介して液晶組成物または高分子／液晶複合材料に電界を印加する電界印加手段を備えた液晶素子であって、前記高分子／液晶複合材料が請求項１４または１５のいずれか１項に記載の高分子／液晶複合材料である液晶素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、単官能性の一環モノマーを含有するモノマー／液晶混合物、高分子／液晶複合材料、および液晶素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
ネマチック液晶材料における等方相（以下「非液晶等方相」ということがある。）と同様に、光学的に等方性の液晶相の一種であるブルー相においても電気複屈折値（等方性媒体に電界を印加した時に誘起される複屈折値）ΔｎＥが電場Ｅの二乗に比例する現象であるカー効果［ΔｎＥ＝ＫλＥ２（Ｋ：カー係数（カー定数）、λ：波長）］が観測される。
【０００３】
近年、ブルー相および高分子安定化ブルー相などの光学的等方性の液晶相において電場を印加し、電気複屈折を発現させるモードも盛んに研究されている（特許文献１〜１１、非特許文献１〜３）。さらにこのモードの表示素子への応用のみならず、電気複屈折を利用した波長可変フィルター、波面制御素子、液晶レンズ、収差補正素子、開口制御素子、光ヘッド装置などへの応用が提案されている（特許文献６、１０、１１）。
【０００４】
アキラルな液晶成分とキラル化合物で構成された光学的等方性の液晶組成物は、フッ素系化合物を多く含有しており、大きな誘電率異方性、大きな屈折率異方性、低い融点、および広い温度範囲で液晶相を有する。
しかしながら、この光学的等方性の液晶組成物は、短い応答時間などの良好な電気特性を示すものの、低温を含めた広い温度範囲で液晶相を有する例は少なく、そのまま液晶素子として使用することは難しい。
光学的等方性の高分子／液晶複合材料は、光学的等方性の液晶組成物にモノマーを添加したモノマー／液晶混合物を、ブルー相または等方相を示す温度で重合させることによって得られる。この高分子／液晶複合材料は、低温を含めた広い温度範囲で液晶相を有することを特徴とし、液晶表示パネル用の液晶素子として極めて有用である。
ブルー相を高分子安定化する目的で使用するモノマーは、低分子量のモノマー、マクロモノマー、またはオリゴマーなどを使用することができる。また得られる高分子／液晶複合材料が三次元架橋構造を有するものが好ましいことから、重合性官能基を２つ以上有する多官能性モノマーを使用することが好ましい。しかしながら、このモノマー／液晶組成物は広い温度範囲で均一なブルー相を発現しない場合が多く、不均一なブルー相で重合した高分子／液晶複合材料は不均一で濃度ムラが発生し、その結果、液晶表示パネルにおける表示ムラが発生し、コントラストの低下などの要因となっている。
モノマー／液晶混合物が比較的広い温度範囲で均一なブルー相発現するためには、多官能性モノマーと単官能性モノマーを併用することが有効である。多官能性モノマーと単官能性モノマーを併用したモノマー／液晶混合物は、比較的広い温度範囲で均一なブルー相を発現する。ここで使用する単官能性モノマーとしては、アルキルアクリレート、アルキルメタクリレートなどが知られている。しかしながら、この種の単官能性モノマーは液晶組成物との相溶性が十分ではなく、この種の単官能性モノマー使用して得られたモノマー／液晶混合物を重合させて得られた高分子／液晶複合材料は不均一で濃度ムラが発生してしまう、あるいは濃度ムラが改善された高分子／液晶複合材料を得るための重合温度マージンが狭い。また、高分子安定化に必要なモノマー含有量も多いという欠点があった。
特に最近は液晶をセルに注入するために、Ｏｎｅ  Ｄｒｏｐ  Ｆｉｌｌｉｎｇ（ＯＤＦ）方式と呼ばれる注入法が採用されている。この方式は、液晶を基板上に滴下し、真空下で対向基板を貼り合わせる方式である。このＯＤＦ方式では、液晶滴が面内で均一なことが求められる。光学的等方性の高分子／液晶複合材料をＯＤＦ方式に適用する場合、モノマーと液晶の混合物を基板上に滴下し、貼り合わせ後に紫外光を照射するなどして、モノマーを重合することとなる。その際、モノマー／液晶混合物のＮ＊−ＢＰ転移温度付近で重合することが好ましい場合が多いが、この温度付近で重合して得られる高分子／液晶複合材料に濃度ムラが観測されることがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−３２７９６６
【特許文献２】国際公開２００５／９０５２０
【特許文献３】特開２００５−３３６４７７
【特許文献４】特開２００６−８９６２２
【特許文献５】特開２００６−２９９０８４
【特許文献６】国際公開２００５／０８０５２９
【特許文献７】特表２００５−５３７５２０
【特許文献８】特表２００６−５０６４７７
【特許文献９】特表２００７−５０３４８７
【特許文献１０】特開２００５−１５７１０９
【特許文献１１】特開２００６−１２７７０７
【特許文献１２】特開２０１０−５１０２５６
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Nature Materials, 1, 64, (2002)
【非特許文献２】Adv. Mater., 17, 96, (2005)
【非特許文献３】Journal of the SID, 14, 551, (2006)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
発明の第一の目的は、濃度ムラが改善された高分子／液晶複合材料を得ることができるモノマー／液晶混合物、あるいは濃度ムラが改善された高分子／液晶複合材料を得ることのできる重合温度マージンが広いモノマー／液晶混合物を提供することである。
第二の目的は、前記のモノマー／液晶混合物を重合することによって得られた高分子／液晶複合材料を使用することによって、熱、光などに対して安定性を有し、短い応答時間、大きなコントラスト、低い駆動電圧、および低温を含めた広い温度範囲において均一で濃度ムラのない高分子安定化ブルー相を有する液晶素子を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、鋭意研究の結果、単官能性の一環モノマー、特に芳香環を有する単官能性の一環モノマーを使用したモノマー／液晶混合物、高分子／液晶複合材料、および液晶素子を提供することにより、上記の課題を大幅に改善することができることを見出した。具体的には以下の通りである。
【０００９】
本明細書中、「液晶化合物」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液晶組成物の成分として有用な化合物の総称である。液晶化合物、液晶組成物、液晶表示素子をそれぞれ化合物、組成物、素子と略すことがある。
【００１０】
本明細書中、「液晶素子」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。ネマチック相の上限温度はネマチック相−等方相の相転移温度であり、そして単に透明点または上限温度と略すことがある。ネマチック相の下限温度を単に下限温度と略すことがある。
【００１１】
本明細書中、「モノマー／液晶混合物」は、重合性モノマー及び光学的等方性の液晶組成物からなる混合物である。「高分子／液晶複合材料」は、高分子及び光学的等方性の液晶組成物からなる複合材料である。「単官能性の一環モノマー」とは、重合性官能基を１つ有し、環構造を１つ有する重合性モノマーである。重合性官能基を１つ有する重合性モノマーを「単官能性モノマー」と言うことがある。「多官能性モノマー」は重合性官能基を複数有する重合性モノマーであり、重合性官能基を２つ有する重合性モノマーを「二官能性モノマー」と言うことがある。
【００１２】
本明細書中、式（１）で表わされる化合物を化合物（１）と略すことがある。この略記は式（２）などで表される化合物にも適用することがある。化学式において、六角形で囲んだＡ、Ｂなどの記号はそれぞれ環構造Ａ、環構造Ｂなどに対応する。これらは、「環Ａ」、「環Ｂ」と略すことがある。「環構造」とは、環状の基を言い、フェニレン環、ナフタレン環、シクロヘキセン環、ビシクロオクタン環またはシクロヘキサン環などを含む。ここで、ナフタレン環のような縮合多環炭化水素やビシクロオクタン環のような橋かけ環炭化水素などの複数の環を含む環構造も、環構造としては１つと数える。
環Ａ１、Ｙ１、Ｂなど複数の同じ記号を同一の式または異なった式に記載したが、これらはそれぞれが同一であってもよいし、または異なってもよい。
【００１３】
「任意の」は、位置だけでなく個数についても任意であることを示すが、個数が０である場合を含まない。任意のＡがＢ、ＣまたはＤで置き換えられてもよいという表現は、任意のＡがＢで置き換えられる場合、任意のＡがＣで置き換えられる場合および任意のＡがＤで置き換えられる場合に加えて、複数のＡがＢ〜Ｄの少なくとも２つで置き換えられる場合をも含むことを意味する。例えば、任意の−ＣＨ２−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などが含まれる。なお、本発明においては、連続する２つの−ＣＨ２−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。そして、アルキルにおける末端の−ＣＨ２−が−Ｏ−で置き換えられることも好ましくない。
【００１４】
また、本明細書中、特に言及しない限り、「％」は「重量％」を意味する。
【００１５】
本件発明は以下の構成を含む。
［１］アキラルな液晶成分Ａ及びキラル化合物Ｋを含有する光学的等方性の液晶組成物に、一般式（１）で表される重合性モノマーをさらに１種類以上混合させることによって得られるモノマー／液晶混合物。
0005948832.tif 000002
式（１）中、
Ｒａは水素、ハロゲン、直鎖状または分岐状の炭素数１〜３０のアルキルであり、このアルキル中の任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよい、このアルキル中の任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく；
Ｒｂは単結合、または直鎖状または分岐状の炭素数１〜３０のアルキレンであり、このアルキレン中の任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよい、このアルキレン中の任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく；環Ａ１は１，４−フェニレン、ナフタレン−２，６−ジイル、１，４−シクロヘキセニレン、または１，４−ビシクロ［２，２，２］オクチレンであり、これらの環中の任意の水素は炭素数１〜５のアルキル基、またはハロゲンで置き換えられてもよく、環中の任意の−ＣＨ２−は−Ｏ−で置き換えられてもよく、環中の任意の−ＣＨ＝は−Ｎ＝で置き換えられてもよく；
Ｘ１は、−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−または単結合であり；
Ｐ１は、下記の式（Ｍ３−１）〜（Ｍ３−７）のいずれかを表す。
0005948832.tif 000003
（式中、Ｒｄは、それぞれ独立して水素、ハロゲンまたは炭素数１〜５のアルキルであり、これらのアルキルにおいて任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよい。）
【００１６】
［２］重合性モノマーが一般式（２）で表される請求項１に記載のモノマー／液晶混合物。
0005948832.tif 000004
0005948832.tif 000005
式（２）中、
Ｒａは、直鎖状または分岐状の炭素数１〜３０のアルキル、炭素数２〜３０のアルケニル、または炭素数１〜３０のアルコキシであり、このアルキル中の任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく；
Ｒｂは単結合、直鎖状または分岐状の炭素数１〜３０のアルキレンであり、このアルキレン中の任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよい、このアルキレン中の任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく；
Ｘ１は、−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−または単結合であり；
Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、およびＱ４はそれぞれ独立に水素、フッ素、塩素、またはメチル基であり；
Ｒｄは水素またはメチルであり、Ｐ１は式（Ｍ３−３）または（Ｍ３−７）を表す。
【００１７】
［３］重合性モノマーが一般式（２−１）〜（２−３）のいずれかで表される［２］に記載のモノマー／液晶混合物。
0005948832.tif 000006
式（２−１）〜（２−３）中、
Ｒａは、直鎖状または分岐状の炭素数１〜３０のアルキル、または直鎖状または分岐状の炭素数２〜３０のアルケニルであり；
Ｒｂは直鎖状または分岐状の炭素数１〜３０のアルキレンであり；
Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、およびＱ４はそれぞれ独立に水素、フッ素、またはメチル基であり；
Ｒｄは水素またはメチルである。
【００１８】
［４］式（２−１）においてＲａが直鎖状または分岐状の炭素数１〜３０のアルキルであり、Ｒｂが直鎖状の炭素数１〜３０のアルキレンであり、Ｒｄが水素である重合性モノマーを含有する［３］に記載のモノマー／液晶混合物。
【００１９】
［５］式（２−１）においてＲａが直鎖状または分岐状の炭素数１〜３０のアルキルであり、Ｒｂが直鎖状の炭素数１〜３０のアルキレンであり、Ｒｄがメチルである重合性モノマーを含有する［３］に記載のモノマー／液晶混合物。
【００２０】
［６］式（２−２）においてＲａが直鎖状または分岐状の炭素数１〜３０のアルキルであり、Ｒｂが直鎖状の炭素数１〜３０のアルキレンであり、Ｒｄが水素である重合性モノマーを含有する［３］に記載のモノマー／液晶混合物。
【００２１】
［７］式（２−２）においてＲａが直鎖状または分岐状の炭素数１〜３０のアルキルであり、Ｒｂが直鎖状の炭素数１〜３０のアルキレンであり、Ｒｄがメチルである重合性モノマーを１種類以上含有する［３］に記載のモノマー／液晶混合物。
【００２２】
［８］式（２−３）においてＲａが直鎖状または分岐状の炭素数１〜３０のアルキルであり、Ｒｂが直鎖状の炭素数１〜３０のアルキレンであり、Ｒｄが水素である重合性モノマーを含有する［３］に記載のモノマー／液晶混合物。
【００２３】
［９］式（２−３）においてＲａが直鎖状または分岐状の炭素数１〜３０のアルキルであり、Ｒｂが直鎖状の炭素数１〜３０のアルキレンであり、Ｒｄがメチルである重合性モノマーを含有する［３］に記載のモノマー／液晶混合物。
【００２４】
［１０］アキラルな液晶成分Ａ中に、一般式（１−Ａ）で表される化合物を含有する［１］〜［９］のいずれか１項に記載のモノマー／液晶混合物。
0005948832.tif 000007
（一般式（１−Ａ）において、Ｒ１１は水素、炭素数１〜２０のアルキルであり、このアルキル中の任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよいが、２つの連続する−ＣＨ２−が−Ｏ−で置き換えられることはなく、このアルキル中の任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく；  環Ａ１１、環Ａ１２、環Ａ１３および環Ａ１４は独立して、１，４−フェニレン、１，３−ジオキサン−２、５―ジイル、テトラヒドロピラン−２，５−ジイル、テトラヒドロピラン−３，６−ジイル、ピリミジン−２，５−ジイル、ピリジン−２，５−ジイル、ナフタレン−２，６−ジイル、ビシクロ［２，２，２］オクタン−１，４−ジイル、１，４−シクロヘキシレン、または２，６，７−トリオキサビシクロ［２，２，２］オクタン−１，４−ジイルであり、これらの環中の任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく；  Ｚ１１、Ｚ１２、Ｚ１３およびＺ１４は独立して、単結合、炭素数１〜４のアルキレンであり、このアルキレン中の任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＳＯ−、−ＯＣＳ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、このアルキレン中の任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく；Ｌ１１およびＬ１２はそれぞれ独立して水素またはハロゲンであり；Ｘ１１はハロゲン、−Ｃ≡Ｎ、−Ｎ＝Ｃ＝Ｓ、−Ｃ≡Ｃ−Ｃ≡Ｎ、−ＳＦ５、−ＣＨＦ２、−ＣＦ３、−ＣＦ２ＣＨ２Ｆ、−ＣＦ２ＣＨＦ２、−ＣＦ２ＣＦ３、−（ＣＦ２）３−Ｆ、−ＣＦ２ＣＨＦＣＦ３、−ＣＨＦＣＦ２ＣＦ３、−（ＣＦ２）４−Ｆ、−（ＣＦ２）５−Ｆ、−ＯＣＨＦ２、−ＯＣＦ３、−ＯＣＦ２ＣＨ２Ｆ、−ＯＣＦ２ＣＨＦ２、−ＯＣＨ２ＣＦ３、−ＯＣＦ２ＣＦ３、−Ｏ−（ＣＦ２）３−Ｆ、−ＯＣＦ２ＣＨＦＣＦ３、−ＯＣＨＦＣＦ２ＣＦ３、−Ｏ−（ＣＦ２）４−Ｆ、−Ｏ−（ＣＦ２）５−Ｆ、−ＣＨ＝ＣＦ２、−ＣＨ＝ＣＨＣＦ３、または−ＣＨ＝ＣＨＣＦ２ＣＦ３；  ｌおよびｍは独立して、０または１である。）
【００２５】
［１１］アキラルな液晶成分Ａ中に、下記式（１−Ａａ）〜（１−Ａｊ）のいずれかで表される化合物が１種類以上含有することを特徴とする［１］〜［９］のいずれか１項に記載のモノマー／液晶混合物。
0005948832.tif 000008
0005948832.tif 000009
（式（１−Ａａ）〜（１−Ａｊ）中、Ｒ１１は炭素数２〜８のアルキルであり、Ｘ１１はフッ素、塩素、−Ｃ≡Ｎ、−ＣＦ３、−ＣＨＦ２、−ＣＨ２Ｆ、−ＯＣＦ３、−ＯＣＨＦ２、−ＯＣＨ２Ｆまたは−Ｃ＝Ｃ−ＣＦ３であり、（Ｆ）は水素またはフッ素を示す。）
【００２６】
［１２］液晶成分Ａの中に一般式（１−Ａ）で表される化合物が１種類以上含有しており、かつキラル成分Ｋに一般式（Ｋ１）〜（Ｋ５）で表される化合物が１種類以上含有している［１］〜［９］のいずれか１項に記載のモノマー／液晶混合物。
0005948832.tif 000010
（式（Ｋ１）〜（Ｋ５）中、ＲＫは独立して、水素、ハロゲン、−Ｃ≡Ｎ、−Ｎ＝Ｃ＝Ｏ、−Ｎ＝Ｃ＝Ｓまたは炭素数１〜２０のアルキルであり、このアルキル中の任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよい、このアルキル中の任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく；  ＡＫは独立して、芳香族性の６〜８員環、非芳香族性の３〜８員環、
または、炭素数９〜２０の縮合環であり、これらの環中の任意の水素はハロゲン、炭素数１〜３のアルキルまたはハロアルキルで置き換えられてもよく、環の−ＣＨ２−は−Ｏ−、−Ｓ−または−ＮＨ−で置き換えられてもよく、−ＣＨ＝は−Ｎ＝で置き換えられてもよく；
ＹＫは独立して、水素、ハロゲン、炭素数１〜３のアルキル、炭素数１〜３のハロアルキル、芳香族性の６〜８員環、非芳香族性の３〜８員環、または、炭素数９〜２０の縮合環であり、これらの環の任意の水素がハロゲン、炭素数１〜３のアルキルまたはハロアルキルで置き換えられてもよく、−ＣＨ２−は−Ｏ−、−Ｓ−または−ＮＨ−で置き換えられてもよく、−ＣＨ＝は−Ｎ＝で置き換えられてもよく；ＺＫは独立して単結合、または炭素数１〜８のアルキレンであるが、任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＳＯ−、−ＯＣＳ−、−Ｎ＝Ｎ−、−ＣＨ＝Ｎ−、−Ｎ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく；ＸＫは単結合、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、または−ＣＨ２ＣＨ２−であり；ｍＫは１〜４の整数である。）
【００２７】
［１３］アキラルな液晶成分Ａの中に、一般式（１−Ａ）で表される化合物の含有量が５０〜１００重量％であり、キラル成分Ｋの中に、一般式（Ｋ１）〜（Ｋ５）で表される化合物の１種類以上が０．１〜３０重量％である［１］〜［９］のいずれか１項に記載のモノマー／液晶混合物。
【００２８】
［１４］一般式（Ｍ２）で表される二官能性モノマーをさらに１種類以上含有した、［１］〜［１２］のいずれか１項に記載のモノマー／液晶混合物。
ＲＣ−ＹＭ−（ＡＭ−ＺＭ）ｍ１−ＡＭ−ＹＭ−ＲＣ          （Ｍ２）
式（Ｍ２）中、ＲＣは、それぞれ独立して、基（Ｍ３−１）〜基（Ｍ３−７）の重合性基であり；ＡＭは、それぞれ独立して芳香族性または非芳香族性の５員環、６員環または炭素数９〜２０の縮合環であるが、環中の−ＣＨ２−は−Ｏ−、−ＮＨ−、または−ＮＣＨ３−で、環中の−ＣＨ＝は−Ｎ＝で置き換わってもよく、環中の水素原子はハロゲン、および炭素数１〜５のアルキル、またはハロゲン化アルキルで置き換わってもよく；ＹＭは、それぞれ独立して単結合または炭素数１〜２０のアルキレンであり、これらのアルキレンにおいて任意の−ＣＨ2−は−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯＯ−、または−ＯＣＯ−で置き換えられてもよく；  ＺＭは、それぞれ独立して単結合、−（ＣＨ2）ｍ３−、−Ｏ（ＣＨ2）ｍ３−、−（ＣＨ2）ｍ３Ｏ−、−Ｏ（ＣＨ2）ｍ３Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−（ＣＦ2）2−、−（ＣＨ2）２−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−（ＣＨ2）２−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ＝ＣＨ−（ＣＨ2）2−、−（ＣＨ2）2−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−Ｃ≡Ｃ−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＨ−Ｃ≡Ｃ−、−ＯＣＦ２−（ＣＨ2）２−、−（ＣＨ2）２−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−または−ＣＦ２Ｏ−（前記式中、ｍ３は１〜２０の整数である）であり；ｍ１は１〜６の整数であり、
0005948832.tif 000011
ここで、基（Ｍ３−１）〜基（Ｍ３−７）におけるＲｄは、それぞれ独立して水素、ハロゲンまたは炭素数１〜５のアルキルであり、これらのアルキルにおいて任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよい。
【００２９】
［１５］一般式（Ｍ２−１５）で表される二官能性モノマーをさらに１種類以上含有した、［１］〜［１２］のいずれか１項に記載のモノマー／液晶混合物。
0005948832.tif 000012
式中、ＲＣは１〜３０のアクリレート基、もしくはメタクリレート基であり；  ＹＭはそれぞれ独立して単結合、または炭素数１〜２０のアルキレンであり；  ＺＭはそれぞれ独立して単結合、−（ＣＨ2）ｍ３−、−Ｏ（ＣＨ2）ｍ３−、−（ＣＨ2）ｍ３Ｏ−、−Ｏ（ＣＨ2）ｍ３Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−（ＣＦ2）2−、−（ＣＨ2）２−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−（ＣＨ2）２−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ＝ＣＨ−（ＣＨ2）2−、−（ＣＨ2）2−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−Ｃ≡Ｃ−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＨ−Ｃ≡Ｃ−、−ＯＣＦ２−（ＣＨ2）２−、−（ＣＨ2）２−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−または−ＣＦ２Ｏ−（前記式中、ｍ３は１〜２０の整数である）であり；  また１，４−フェニレンと（Ｆ）を直線で結んだ表記は、１つまたは２つの水素がフッ素で置き換えられていてもよい１，４−フェニレンを表し、また１，４−フェニレンと（Ｆ，Ｍｅ）を直線で結んだ表記は、１つまたは２つの水素がフッ素またはメチルで置き換えられていてもよい１，４−フェニレンを表す。
【００３０】
［１６］−２０℃〜７０℃の温度においてキラルネマチック相を示し、この温度範囲の少なくとも一部において螺旋ピッチが７００ｎｍ以下である、［１］〜［１５］のいずれか１項に記載のモノマー／液晶混合物。
【００３１】
［１７］［１］〜［１６］に記載のモノマー／液晶混合物を重合して得られる、光学的に等方性の液晶相で駆動される素子に用いられる高分子／液晶複合材料。
【００３２】
［１８］［１］〜［１６］に記載のモノマー／液晶混合物を非液晶等方相または光学的に等方性の液晶相で重合させて得られる、光学的に等方性の液晶相で駆動される素子に用いられる高分子／液晶複合材料。
【００３３】
［１９］一方または両方の面に電極が配置され、基板間に配置された液晶組成物または高分子／液晶複合材料、および電極を介して液晶組成物または高分子／液晶複合材料に電界を印加する電界印加手段を備えた液晶素子であって、前記高分子／液晶複合材料が[１７]または［１８］である液晶素子。
【発明の効果】
【００３４】
本発明の光学的等方性のモノマー／液晶組成物は、比較的広い温度範囲でブルー相を発現し、良好な相溶性を示す。
この光学的等方性のモノマー／液晶組成物をブルー相、または等方相で重合して得られた高分子／液晶複合材料は、広い温度範囲において均一で濃度ムラのない光学的に等方性の液晶相（ブルー相を含む）を発現し、比較的低い駆動電圧を示し、応答速度が速い。本発明の好ましい態様に係る光学的等方性の液晶組成物および高分子／液晶複合材料は、広い温度範囲に使用できる。
そして、本発明の好ましい態様に係るモノマー／液晶混合物および高分子／液晶複合材料は、これらの効果に基づいて表示素子等の液晶素子等に好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】実施例で用いた櫛型電極基板を示す。
【図２】実施例で用いた光学系を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
１  光学的等方性の液晶組成物
本発明に使用される光学的等方性の液晶組成物は、アキラルな液晶成分とキラル化合物を含有する。ここでキラル化合物の掌性は問わない。
本発明に使用される液晶組成物に含まれる化合物は、一般的に、公知の方法、例えば必要な成分を高温度下で反応させる方法などにより合成される。
また、本発明に使用される液晶組成物を構成する化合物の各元素は、同位体元素からなる類縁体でも、その物理特性に大きな差異がない限り使用できる。
【００３７】
１．１  光学的等方性の液晶相
本発明に使用される液晶組成物は光学的等方性の液晶相を有する。ここで、液晶組成物が光学的等方性を有するとは、巨視的には液晶分子配列は等方的であるため光学的に等方性を示すが、微視的には液晶秩序が存在することをいう。
そして、本明細書において「光学的に等方性の液晶相」とは、ゆらぎではなく光学的等方性の液晶相を発現する相を表し、たとえばプレートレット組織を発現する相（狭義のブルー相）はその一例である。
【００３８】
一般的に、ブルー相は３種類に分類され（ブルー相Ｉ、ブルー相ＩＩ、ブルー相ＩＩＩ）、これら３種類のブルー相はすべて光学活性であり、かつ、等方性である。ブルー相Ｉやブルー相ＩＩのブルー相では異なる格子面からのブラッグ反射に起因する２種以上の回折光が観測される。
【００３９】
本発明に使用される光学的等方性の液晶組成物において、光学的等方性の液晶相を発現させるためには、微視的に有する液晶秩序に基づく螺旋ピッチ（以下、単に「ピッチ」ということがある）は１０００ｎｍ以下であることが好ましい。
【００４０】
光学的等方性の液晶相における電気複屈折はピッチが長くなるほど大きくなるので、所望の光学特性（透過率、回折波長など）が満たされる限り、キラル化合物の種類と含有量を調整して、ピッチを長く設定することにより、電気複屈折を大きくすることができる。
【００４１】
また、本明細書において、「非液晶等方相」とは一般的に定義される等方相、すなわち、無秩序相であり、局所的な秩序パラメーターがゼロでない領域が生成したとしても、その原因がゆらぎによるものである等方相である。たとえばネマチック相の高温側に発現する等方相は、本明細書では非液晶等方相に該当する。本明細書におけるキラルな液晶についても、同様の定義があてはまるものとする。
【００４２】
なお、光学的に等方性の液晶組成物の温度範囲は、ネマチック相またはキラルネマチック相と等方相の共存温度範囲が広い液晶組成物にキラル化合物を添加し、光学的に等方性の液晶相を発現させることにより、広くすることができる。例えば、透明点の高い液晶化合物と透明点の低い液晶化合物とを混合し、広い温度範囲でネマチック相と等方相の共存温度範囲が広い液晶組成物を調製し、これにキラル化合物を添加することで、広い温度範囲で光学的に等方性の液晶相を発現する組成物を調製することができる。
【００４３】
ネマチック相またはキラルネマチック相と等方相の共存温度範囲が広い液晶組成物としては、キラルネマチック相と非液晶等方相とが共存する上限温度と下限温度との差が３〜１５０℃である液晶組成物が好ましく、差が５〜１５０℃である液晶組成物が更に好ましい。また、ネマチック相と非液晶等方相とが共存する上限温度と下限温度との差が３〜１５０℃である液晶組成物が好ましい。
【００４４】
光学的に等方性の液晶相において本発明に使用される液晶媒体に電界を印加すると、電気複屈折が生じるが、必ずしもカー効果である必要はない。
光学的に等方性の液晶相における電気複屈折はピッチが長くなるほど大きくなるので、その他の光学特性（透過率、回折波長など）の要求を満たす限り、キラル剤の種類と含有量を調整して、ピッチを長く設定することにより、電気複屈折を大きくすることができる。
【００４５】
１．２  液晶成分Ａ
本発明に使用される光学的等方性の液晶組成物は、式（１−Ａ）で表される化合物を１種類以上含有するアキラル液晶成分Ａを必須成分とする。
【００４６】
0005948832.tif 000013
上記式（１−Ａ）において、Ｒ１１は水素、炭素数１〜２０のアルキルであり、このアルキル中の任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよいが、２つの連続する−ＣＨ２−が−Ｏ−で置き換えられることはなく、このアルキル中の任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよい。
【００４７】
このようなＲ１１において、炭素数１〜１０、および炭素数２〜１０のアルケニルが好ましい。より好ましくは炭素数２〜８のアルキルおよびアルケニルが好ましい。アルケニルにおける−ＣＨ＝ＣＨ−の好ましい立体配置は、二重結合の位置に依存する。−ＣＨ＝ＣＨＣＨ３、−ＣＨ＝ＣＨＣ２Ｈ５、−ＣＨ＝ＣＨＣ３Ｈ７、−ＣＨ＝ＣＨＣ４Ｈ９、−Ｃ２Ｈ４ＣＨ＝ＣＨＣＨ３、および−Ｃ２Ｈ４ＣＨ＝ＣＨＣ２Ｈ５のような奇数位に二重結合をもつアルケニルにおいてはトランス配置が好ましい。−ＣＨ２ＣＨ＝ＣＨＣＨ３、−ＣＨ２ＣＨ＝ＣＨＣ２Ｈ５、および−ＣＨ２ＣＨ＝ＣＨＣ３Ｈ７のような偶数位に二重結合をもつアルケニルにおいてはシス配置が好ましい。好ましい立体配置を有するアルケニル化合物は、高い上限温度または液晶相の広い温度範囲を有する。Mol. Cryst. Liq. Cryst., 1985, 131, 109およびMol. Cryst. Liq. Cryst., 1985, 131, 327に詳細な説明がある。
【００４８】
上記式（１−Ａ）において、環Ａ１１、環Ａ１２、環Ａ１３および環Ａ１４は独立して、１，４−フェニレン、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル，テトラヒドロピラン−２，５−ジイル、テトラヒドロピラン−３，６−ジイル、ピリミジン−２，５−ジイル、ピリジン−２，５−ジイル、ナフタレン−２，６−ジイル、ビシクロ［２，２，２］オクタン−１，４−ジイル、１，４−シクロヘキシレン、または２，６，７−トリオキサビシクロ［２，２，２］オクタン−１，４−ジイルであり、これらの環中の任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよい。
【００４９】
環Ａ１１、環Ａ１２、環Ａ１３および環Ａ１４は、それぞれ独立して、フッ素で置換されても良い１，４−フェニレン、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、または２，６，７−トリオキサビシクロ［２，２，２］オクタン−１，４−ジイルであることが好ましい。
【００５０】
上記式（１−Ａ）において、Ｚ１１、Ｚ１２、Ｚ１３およびＺ１４は独立して、単結合、炭素数１〜４のアルキレンであり、このアルキレン中の任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＳＯ−、−ＯＣＳ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、このアルキレン中の任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよい。
【００５１】
Ｚ１１、Ｚ１２、Ｚ１３およびＺ１４は、単結合、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯＯ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＣＨ２Ｏ−または−ＯＣＨ２−が好ましく、これらの中でも、単結合、−ＣＯＯ−または−ＣＦ２Ｏ−が好ましい。
また、これらの結合において、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−ＣＨ＝ＣＨ−（ＣＨ２）２−、および−（ＣＨ２）２−ＣＨ＝ＣＨ−等のような二重結合を有する結合基では、その立体配置はシスよりもトランスが好ましい。
【００５２】
上記式（１−Ａ）において、Ｌ１１およびＬ１２はそれぞれ独立して、水素またはハロゲンである。これらの中でも、Ｌ１１およびＬ１２はそれぞれ独立して、水素またはフッ素であることが好ましい。
【００５３】
上記式（１−Ａ）において、Ｘ１１はハロゲン、−Ｃ≡Ｎ、−Ｎ＝Ｃ＝Ｓ、−Ｃ≡Ｃ−Ｃ≡Ｎ、−ＳＦ５、−ＣＨＦ２、−ＣＦ３、−ＣＦ２ＣＨ２Ｆ、−ＣＦ２ＣＨＦ２、−ＣＦ２ＣＦ３、−（ＣＦ２）３−Ｆ、−ＣＦ２ＣＨＦＣＦ３、−ＣＨＦＣＦ２ＣＦ３、−（ＣＦ２）４−Ｆ、−（ＣＦ２）５−Ｆ、−ＯＣＨＦ２、−ＯＣＦ３、−ＯＣＦ２ＣＨ２Ｆ、−ＯＣＦ２ＣＨＦ２、−ＯＣＨ２ＣＦ３、−ＯＣＦ２ＣＦ３、−Ｏ−（ＣＦ２）３−Ｆ、−ＯＣＦ２ＣＨＦＣＦ３、−ＯＣＨＦＣＦ２ＣＦ３、−Ｏ−（ＣＦ２）４−Ｆ、−Ｏ−（ＣＦ２）５−Ｆ、−ＣＨ＝ＣＦ２、−ＣＨ＝ＣＨＣＦ３、または−ＣＨ＝ＣＨＣＦ２ＣＦ３である。
【００５４】
好ましいＸ１１の例は、フッ素、塩素、−Ｃ≡Ｎ、−Ｎ＝Ｃ＝Ｓ、−ＣＦ３、−ＣＨＦ２、−ＯＣＦ３および−ＯＣＨＦ２である。より好ましいＸ１１の例は、フッ素、塩素、−Ｃ≡Ｎ、−Ｎ＝Ｃ＝Ｓ、−ＣＦ３および−ＯＣＦ３である。
【００５５】
式（１−Ａ）においてｌおよびｍは独立して０または１である。
【００５６】
上記式（１−Ａ）で表される化合物として、特に好ましいのは、下記式（１−Ａａ）〜（１−Ａｊ）で表される化合物である。
0005948832.tif 000014
0005948832.tif 000015
（式（１−Ａａ）〜（１−Ａｊ）中、Ｒ１１は炭素数２〜８のアルキルであり、Ｘ１１はフッ素、塩素、−Ｃ≡Ｎ、−ＣＦ３、−ＣＨＦ２、−ＣＨ２Ｆ、−ＯＣＦ３、−ＯＣＨＦ２、−ＯＣＨ２Ｆまたは−Ｃ＝Ｃ−ＣＦ３であり、（Ｆ）は水素またはフッ素を示す。）
化合物（１−Ａ）におけるｌおよびｍの組み合わせ、環Ａ１１〜Ａ１４の種類、末端基Ｒ２、末端のフェニレン環上の基およびその置換位置（Ｌ１、Ｌ２およびＸ１）、結合基Ｚ１１〜Ｚ１４等を適切に選択することによって、液晶成分Ａの透明点、屈折率異方性、誘電率異方性等の物性を調整することが可能である。
ｌおよびｍの組み合わせ、環Ａ１１〜Ａ１４、末端基Ｒ１１、末端基Ｘ１１、結合基Ｚ１１〜Ｚ１４、Ｌ１１およびＬ１２の種類等と、化合物（１−Ａ）の物性との一般的な関係を以下に説明する。
【００５７】
一般的に、ｌ＋ｍが大きいほど、化合物（１−Ａ）の透明点が高く、ｌ＋ｍが小さいほど化合物（１−Ａ）の融点が低い。
【００５８】
一般的に、環Ａ１１〜Ａ１４に芳香族環が多く含まれるほど、化合物（１−Ａ）の屈折率異方性が大きくなる。任意の水素がハロゲンにより置き換えられた１，４−フェニレン、ピリミジン−２，５−ジイル、ピリジン−２，５−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、または２，６，７−トリオキサビシクロ［２，２，２］オクタン−１，４−ジイルは大きな誘電率異方性発現に効果があり、１，４−シクロヘキシレン、およびテトラヒドロピラン−２，５−ジイルは、化合物（１−Ａ）の良好な相溶性発現に寄与する。
【００５９】
一般的に、Ｒ１１がそれぞれ直鎖であるときは、化合物（１−Ａ）の液晶相の温度範囲が広くそして粘度が小さくなる。他方、Ｒ１１が分岐鎖であるときは、化合物（１−Ａ）は他の液晶化合物との相溶性が向上する。
【００６０】
一般的に、結合基Ｚ１１、Ｚ１２、Ｚ１３およびＺ１４がそれぞれ単結合、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＨ2Ｏ−、−ＯＣＨ2−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−（ＣＨ２）３−Ｏ−、−Ｏ−（ＣＨ２）３−、−（ＣＨ２）２−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−（ＣＨ２）２−または−（ＣＨ２）４−であるとき、化合物（１−Ａ）の粘度が小さい。また、一般的に、結合基Ｚ１１、Ｚ１２、Ｚ１３およびＺ１４がそれぞれ単結合、−（ＣＨ２）２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−または−ＣＨ＝ＣＨ−であるとき、化合物（１−Ａ）の粘度がさらに小さくなる。一般的に、結合基Ｚ１１、Ｚ１２、Ｚ１３およびＺ１４がそれぞれ−Ｃ≡Ｃ−のとき、化合物（１−Ａ）の屈折率異方性が大きい。一般的に、結合基Ｚ１１、Ｚ１２、Ｚ１３およびＺ１４が−ＣＯＯ−、−ＣＦ２Ｏ−であるとき、化合物（１−Ａ）の誘電率異方性が大きい。一般的に、結合基Ｚ１１、Ｚ１２、Ｚ１３およびＺ１４が単結合、−（ＣＨ２）２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−または−（ＣＨ２）４−であるとき、化合物（１―Ａ）は、比較的、化学的に安定であって、劣化が生じにくい。
一般的に、屈折率異方性または誘電率異方性が大きい場合、本発明の液晶素子が低電圧になる傾向があり、粘度が低いと応答速度が速くなる。
【００６１】
一般的に、Ｘ１１がフッ素、塩素、−Ｃ≡Ｎ、−Ｎ＝Ｃ＝Ｓ、−ＳＦ５、−ＣＦ３、−ＣＨＦ２、−ＣＨ２Ｆ、−ＯＣＦ３、−ＯＣＨＦ２または−ＯＣＨ２Ｆであるとき、化合物（１−Ａ）の誘電率異方性が大きい。また、一般的に、Ｘ１１が−Ｃ≡Ｎ、または−Ｎ＝Ｃ＝Ｓであるとき、化合物（１−Ａ）の光学異方性が大きい。Ｘ１１がフッ素、−ＯＣＦ３またはアルキルであるときは、化学的に安定である。
【００６２】
一般的に、Ｌ１１およびＬ１２が共にフッ素であり、Ｘ１１がフッ素、塩素、−Ｃ≡Ｎ、−Ｎ＝Ｃ＝Ｓ、−ＳＦ５、−ＣＦ３、−ＣＨＦ２、−ＣＨ２Ｆ、−ＯＣＦ３、−ＯＣＨＦ２または−ＯＣＨ２Ｆであるとき、化合物（１−Ａ）の誘電率異方性が大きい。また、一般的に、Ｌ１１がフッ素でありＸ１１が−ＣＦ３または−ＯＣＦ３であるとき、Ｌ１１およびＬ１２がともにフッ素でありＸ１１が−ＣＦ３または−ＯＣＦ３であるとき、もしくはＬ１１、Ｌ１２およびＸ１１が全てフッ素であるとき、化合物（１−Ａ）の誘電率異方性値が大きく、液晶相の温度範囲が広く、さらに、化学的に安定であり劣化を起こしにくい。
【００６３】
１．３  キラル化合物
光学的等方性の液晶組成物に含有するキラル化合物としては、ねじり力（Helical Twisting Power）が大きい化合物が好ましい。ねじり力が大きい化合物は所望のピッチを得るために必要な添加量が少なくできるので、駆動電圧の上昇を抑えられ、実用上有利である。具体的には、下記式（Ｋ１）〜（Ｋ５）で表される化合物が好ましい。
0005948832.tif 000016
式（Ｋ１）〜（Ｋ５）中、ＲＫは独立して、水素、ハロゲン、−Ｃ≡Ｎ、−Ｎ＝Ｃ＝Ｏ、−Ｎ＝Ｃ＝Ｓまたは炭素数１〜２０のアルキルであり、このアルキル中の任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよいが、２つの連続する−ＣＨ２−が−Ｏ−で置き換えられることはなく、このアルキル中の任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく；ＡＫは独立して、芳香族性あるいは非芳香族性の３〜８員環、または、炭素数９〜２０の縮合環であり、これらの環中の任意の水素はハロゲン、炭素数１〜３のアルキルまたはハロアルキルで置き換えられてもよく、−ＣＨ２−は−Ｏ−、−Ｓ−または−ＮＨ−で置き換えられてもよく、−ＣＨ＝は−Ｎ＝で置き換えられてもよく；ＹＫは独立して、水素、ハロゲン、炭素数１〜３のアルキル、炭素数１〜３のハロアルキル、芳香族性または非芳香族性の３から８員環、または、炭素数９〜２０の縮合環であり、これらの環中の任意の水素はハロゲン、炭素数１〜３のアルキルまたはハロアルキルで置き換えられてもよく、−ＣＨ２−は−Ｏ−、−Ｓ−または−ＮＨ−で置き換えられてもよく、−ＣＨ＝は−Ｎ＝で置き換えられてもよく；  ＺＫは独立して単結合、または炭素数１〜８のアルキレンであるが、任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＳＯ−、−ＯＣＳ−、−Ｎ＝Ｎ−、−ＣＨ＝Ｎ−、−Ｎ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく；  ＸＫは単結合、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、または−ＣＨ２ＣＨ２−であり；  ｍＫは１〜４である。
これらの中でも、液晶組成物に添加されるキラル化合物としては、式（Ｋ２）に含まれる式（Ｋ２−１）〜式（Ｋ２−８）、式（Ｋ４）に含まれる式（Ｋ４−１）〜式（Ｋ４−６）および、式（Ｋ５）に含まれる式（Ｋ５−１）〜式（Ｋ５−３）が好ましい。
【００６４】
0005948832.tif 000017
0005948832.tif 000018
0005948832.tif 000019
0005948832.tif 000020
0005948832.tif 000021
（式中、ＲＫは独立して、炭素数３〜１０のアルキルであり、このアルキル中の環に隣接する−ＣＨ２−は−Ｏ−で置き換えられてもよく、任意の−ＣＨ２−は、−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられてもよい。）。
一般的に、本発明に使用される光学的等方性の液晶組成物におけるキラル化合物の含有量は、１〜２０重量％が好ましく、１〜１０重量％が特に好ましい。これらの範囲でキラル化合物を含有する液晶組成物は、光学的に等方性の液晶相を有するようになりやすくなる。
【００６５】
また、液晶表示素子に用いる場合は、キラル化合物の濃度を調製して、可視域に回折や反射が実質的に認められないことが好ましい。
なお、液晶組成物に含有されるキラル化合物は１種でも２種以上でもよい。
【００６６】
１．４  その他成分
本発明に使用される光学的に等方性の液晶組成物は、その組成物の特性に影響を与えない範囲で、さらに高分子物質等の他の化合物が添加されてもよい。本発明に使用される液晶組成物は、高分子物質の他にも、たとえば二色性色素、フォトクロミック化合物を含有していてもよい。二色性色素の例としては、メロシアニン系、スチリル系、アゾ系、アゾメチン系、アゾキシ系、キノフタロン系、アントラキノン系、テトラジン系などが挙げられる。
【００６７】
２．モノマー／液晶混合物、および高分子／液晶複合材料
本発明のモノマー／液晶混合物は、アキラルな液晶成分Ａとキラル化合物Ｋからなる光学的等方性の液晶組成物と、一般式（１）で表される重合性モノマーとを含む混合物である。また、本発明の光学的等方性の高分子／液晶複合材料は、光学的等方性の液晶相で駆動される光素子に用いることのできる材料を示し、例えば本発明の光学的等方性のモノマー／液晶混合物を重合反応させることによって作製できる。
モノマー／液晶混合物において、モノマーの含有率が小さいことが好ましい。モノマー量の増加は、液晶素子において液晶相を示す温度範囲の減少、もしくは駆動電圧の上昇などを招く可能性がある。
【００６８】
２．２  重合性モノマー
本発明に使用される重合性モノマーは、複合材料を構成する高分子の原料であり、本発明で用いる一般式（１）または（２）で表される重合性モノマーは、単官能性の一つの環構造を有する重合性モノマーであり、特に環構造が芳香環である重合性モノマーは、環構造をもたないモノマーと比較して高い相溶性をもつ。本発明に使用される一般式（１）または（２）で表される重合性モノマーを含有するモノマー／液晶混合物は、従来よりも少ないモノマー添加量で、比較的広い温度範囲で均一なブルー相を発現する。
【００６９】
２．２．１  単官能性モノマー
本発明に用いる重合性モノマーとして、メソゲン部位をもたない単官能性の一環モノマーである一般式（１）で表される化合物を挙げることができる。
0005948832.tif 000022
式（１）中、
Ｒａは水素、ハロゲン、直鎖状または分岐状の炭素数１〜３０のアルキルであり、このアルキル中の任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよいが、２つの連続する−ＣＨ２−が−Ｏ−で置き換えられることはなく、このアルキル中の任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよい；
Ｒｂは単結合、または直鎖状または分岐状の炭素数１〜３０のアルキレンであり、このアルキル中の任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよいが、２つの連続する−ＣＨ２−が−Ｏ−で置き換えられることはなく、このアルキル中の任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく；
環Ａ１は１，４−フェニレン、ナフタレン−２，６−ジイル、１，４−シクロヘキセニレン、１，４−ビシクロ［２，２，２］オクチレンであり、これらの環中の任意の水素がメチル基またはハロゲンで置き換えられてもよく、環中の任意の−ＣＨ２−は−Ｏ−で置き換えられてもよく、環中の任意の−ＣＨ＝は−Ｎ＝で置き換えられてもよく；
Ｘ１は、−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、または単結合であり；
Ｐ１は、下記の式（Ｍ３−１）〜（Ｍ３−７）のいずれかを表す。
【００７０】
0005948832.tif 000023
一般式（１）で表される単官能性モノマーとして好ましいものとして、一般式（２）で表される化合物を挙げることができる。
0005948832.tif 000024
0005948832.tif 000025
式（２）中、
Ｒａは、直鎖状または分岐状の炭素数１〜３０のアルキル、炭素数２〜３０のアルケニル、または炭素数１〜３０のアルコキシであり、このアルキル中の任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく；
Ｒｂは単結合、直鎖状または分岐状の炭素数１〜３０のアルキレンであり、このアルキレン中の任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよい、このアルキレン中の任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく；
Ｘ１は、−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−または単結合であり；
Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、およびＱ４はそれぞれ独立に水素、フッ素、塩素、またはメチル基であり；
Ｒｄは水素またはメチルであり、Ｐ１は式（Ｍ３−３）または（Ｍ３−７）を表す。
これらの単官能性モノマーの好ましい例として、式（２−１）〜（２−３）で表される化合物が挙げられる。
0005948832.tif 000026
式（２−１）〜（２−３）中、Ｒａは、直鎖状または分岐状の炭素数１〜３０のアルキル、または炭素数２〜３０のアルケニルである。
Ｒａは直鎖状のアルキルであるとき、化合物の粘性が低い。Ｒａは分岐状のアルキルであるとき、化合物の特徴は分岐位置に依存するが、２位、３位で分岐した融点が低い。Ｒａはアルケニルであるとき、化合物の融点が低く相溶性が良い。
好ましいＲａは、直鎖状または分岐状の炭素数１〜２０のアルキル、炭素数２〜２０のアルケニルである。
Ｒｂは直鎖状または分岐状の炭素数１〜３０のアルキレンである。
Ｒｂは直鎖状のアルキレンであるとき、化合物の粘性が低い。Ｒｂは分岐状のアルキレンであるとき、化合物の特徴は分岐位置に依存するが、２位、３位で分岐した化合物は融点が低い。好ましいＲｂは、直鎖状または分岐状の炭素数１〜２０のアルキルである。
Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、およびＱ４はそれぞれ独立に水素、フッ素、塩素、またはメチル基である。
Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、およびＱ４は、水素、フッ素またはメチル基であるとき化学的に安定であり、特に好ましい。
Ｒｄは水素またはメチルである。
【００７１】
以下に式（１）で表される化合物の好ましい例として、化合物（２−１−１）〜（２−１−３８）、（２−２−１）〜（２−２−１４）、（２−３−１）〜（２−３−１６）、および（２−４−１）〜（２−４−２２）を示す。
0005948832.tif 000027
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0005948832.tif 000029
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0005948832.tif 000031
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0005948832.tif 000033
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0005948832.tif 000035
0005948832.tif 000036
式（１）で表される化合物を合成する方法は複数あり、市販の試薬から適宜、本明細書実施例や文献、書籍を参考にして合成することが可能である。下記にその一例として反応スキーム（スキーム１〜３）を示す。化合物（１）の合成方法は、ここで示す合成例に限定するものではない。
【００７２】
＜スキーム１＞化合物（２−１）の調製
【００７３】
0005948832.tif 000037
フェノール誘導体とハロゲンの誘導体に塩基を用いてエーテル化を行い、得られた化合物に適切なカルボン酸クロライドを作用させて目的物を得る。
式中、Ｒａは式（２−１）で与えられる意味を有し、ｎは１〜３０である。
【００７４】
＜スキーム２＞化合物（２−２）の調製
0005948832.tif 000038
ベンズアルデヒドの誘導体に対応するwittig試薬を作用させて得られた化合物に、パラジウムなどの触媒を用いて水素還元する。次いで、保護基を脱保護反応させて得られたアルデヒドの誘導体を、ＬＡＨなどの還元剤を作用させてアルコール誘導体を得る。最後にこのアルコール誘導体と適切なカルボン酸クロライドと反応させて目的物を得ることができる。
式中、Ｒａは式（２−２）で与えられる意味を有し、ｎは１〜３０である。
【００７５】
＜スキーム３＞化合物（２−３）の調製
0005948832.tif 000039
カルボン酸誘導体とハロゲン誘導体をエステル化して得られた化合物に、適切なカルボン酸と塩基を用いて反応させることにより目的物を得る。
式中、Ｒａは式（２−３）で与えられる意味を有し、ｎは１〜３０である。
【００７６】
上記モノマーについて、式（２−１）で表される化合物の好適例として式（２−１−１）〜（２−１−１０）、式（２−２）で表される化合物の好適例として式（２−２−１）〜（２−２−１０）、式（２−３）で表される化合物の好適例として式（２−３−１）〜（２−３−１０）をそれぞれ挙げることができる。
【００７７】
本件発明では、一般式（１）または（２）で表される重合性モノマーに加えて、これ以外の重合性モノマーも用いることができる。一般式（１）または（２）で表される重合性モノマー以外の重合性モノマーとしては、例えば低分子量のモノマー、マクロモノマー、オリゴマーを使用することができる。本明細書において高分子の原料モノマーとは低分子量のモノマー、マクロモノマー、オリゴマー等を包含する意味で用いる。
重合性モノマーは、２つ以上の重合性官能基を有する多官能性モノマーと、１つの重合性官能基を有する単官能性モノマーを併用することが好ましい。多官能性モノマーは、高分子にした際に三次元架橋構造を作りやすい。一方で、単官能性モノマーは液晶組成物との相溶性が良い。
ここで、単官能性モノマーは単官能性の一環モノマーを単独で使用することに限定することを意味しない。重合して得られる高分子／液晶複合材料の特性を改善する必要に応じて、アルキルアクリレートやアルキルメタクリレートなどの環構造をもたないモノマーと併用することも好ましい。
重合性の官能基は特に限定されないが、アクリル基、メタクリル基、グリシジル基、エポキシ基、オキセタニル基、ビニル基などを上げることができるが、重合速度の観点からアクリル基およびメタクリル基が好ましい。高分子の原料モノマー中、二つ以上の重合性のある官能基を持つモノマーをモノマー中に１０重量％以上含有させると、本発明の複合材料において高度な透明性と等方性を発現しやすくなるので好ましい。
また、好適な複合材料を得るためには、高分子は結合基や環構造を組み合わせたメソゲン部位を有するものを添加することも好ましく、高分子の原料モノマーとしてメソゲン部位を有する原料モノマーをその一部に用いることができる。
【００７８】
２．２．２  二官能性モノマー
一般式（１）または（２）で表される重合性モノマー以外の重合性モノマーにおいて、多官能性モノマーのうち、二官能性モノマーは下記の式（Ｍ２）で表される化合物を挙げることができる。
【００７９】
ＲＣ−ＹＭ−（ＡＭ−ＺＭ）ｍ１−ＡＭ−ＹＭ−ＲＣ          （Ｍ２）
【００８０】
式（Ｍ２）中、ＲＣは、それぞれ独立して、基（Ｍ３−１）〜基（Ｍ３−７）の重合性基である。
0005948832.tif 000040
【００８１】
式（Ｍ２）中、ＲＣは、それぞれ独立して、基（Ｍ３−１）〜基（Ｍ３−７）の重合性基である。
【００８２】
ここで、基（Ｍ３−１）〜基（Ｍ３−７）におけるＲｄは、それぞれ独立して水素、ハロゲンまたは炭素数１〜５のアルキルであり、これらのアルキルにおいて任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよい。好ましいＲｄは、水素、ハロゲンおよびメチルである。特に好ましいＲｄは、水素、フッ素およびメチルである。
また、基（Ｍ３−２）、基（Ｍ３−３）、基（Ｍ３−４）、基（Ｍ３−７）はラジカル重合で重合するのが好適である。基（Ｍ３−１）、基（Ｍ３−５）、基（Ｍ３−６）はカチオン重合で重合するのが好適である。いずれもリビング重合なので、少量のラジカル活性種あるいはカチオン活性種が反応系内に発生すれば重合は開始する。これらの活性種の発生を加速する目的で重合開始剤を使用できる。これらの活性種の発生には例えば光または熱を使用できる。
【００８３】
式（Ｍ２）中、ＡＭは、それぞれ独立して芳香族性または非芳香族性の５員環、６員環または炭素数９〜２０の縮合環であるが、環中の−ＣＨ２−は−Ｏ−、−Ｓ−、−ＮＨ−、または−ＮＣＨ３−で、環中の−ＣＨ＝は−Ｎ＝で置き換わってもよく、環上の水素原子はハロゲン、および炭素数１〜５のアルキル、またはハロゲン化アルキルで置き換わってもよい。好ましいＡＭの具体例は、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、ナフタレン−２，６−ジイル、テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル、フルオレン−２，７−ジイル、またはビシクロ［２．２．２］オクタン−１，４−ジイルであり、これらの環において任意の−ＣＨ２−は−Ｏ−で置き換えられてもよく、任意の−ＣＨ＝は−Ｎ＝で置き換えられてもよく、これらの環において任意の水素はハロゲン、炭素数１〜５のアルキルまたは炭素数１〜５のハロゲン化アルキルで置き換えられてもよい。
化合物の安定性を考慮して、酸素と酸素とが隣接した−ＣＨ２−Ｏ−Ｏ−ＣＨ２−よりも、酸素と酸素とが隣接しない−ＣＨ２−Ｏ−ＣＨ２−Ｏ−の方が好ましい。硫黄においても同様である。
【００８４】
これらの中でも、特に好ましいＡＭは、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、２，３−ジフルオロ−１，４−フェニレン、２，５−ジフルオロ−１，４−フェニレン、２，６−ジフルオロ−１，４−フェニレン、２−メチル−１，４−フェニレン、２−トリフルオロメチル−１，４−フェニレン、２，３−ビス（トリフルオロメチル）−１，４−フェニレン、ナフタレン−２，６−ジイル、テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル、フルオレン−２，７−ジイル、９−メチルフルオレン−２，７−ジイル、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、ピリジン−２，５−ジイル、およびピリミジン−２，５−ジイルである。なお、前記１，４−シクロヘキシレンおよび１，３−ジオキサン−２，５−ジイルの立体配置はシスよりもトランスの方が好ましい。
２−フルオロ−１，４−フェニレンは、３−フルオロ−１，４−フェニレンと構造的に同一であるので、後者は例示しなかった。この規則は、２，５−ジフルオロ−１，４−フェニレンと３，６−ジフルオロ−１，４−フェニレンの関係などにも適用される。
【００８５】
式（Ｍ１）および（Ｍ２）中、ＹＭは、それぞれ独立して単結合または炭素数１〜２０のアルキレンであり、これらのアルキレンにおいて任意の−ＣＨ2−は−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯＯ−、または−ＯＣＯ−で置き換えられてもよい。好ましいＹＭは、単結合、−（ＣＨ2）ｍ２−、−Ｏ（ＣＨ2）ｍ２−、および−（ＣＨ2）ｍ２Ｏ−（前記式中、ｍ２は１〜２０の整数である）である。特に好ましいＹＭは、単結合、−（ＣＨ2）ｎ−、−Ｏ（ＣＨ2）ｍ２−、および−（ＣＨ2）ｍ２Ｏ−（前記式中、ｍ２は１〜１０の整数である）である。化合物の安定性を考慮して、−ＹＭ−Ｒａおよび−ＹＭ−Ｒｂは、それらの基中に−Ｏ−Ｏ−、−Ｏ−Ｓ−、−Ｓ−Ｏ−、または−Ｓ−Ｓ−を有しない方が好ましい。
【００８６】
式（Ｍ２）中、ＺＭは、それぞれ独立して単結合、−（ＣＨ2）ｍ３−、−Ｏ（ＣＨ2）ｍ３−、−（ＣＨ2）ｍ３Ｏ−、−Ｏ（ＣＨ2）ｍ３Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−（ＣＦ2）2−、−（ＣＨ2）２−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−（ＣＨ2）２−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ＝ＣＨ−（ＣＨ2）2−、−（ＣＨ2）2−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−Ｃ≡Ｃ−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＨ−Ｃ≡Ｃ−、−ＯＣＦ２−（ＣＨ2）２−、−（ＣＨ2）２−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−または−ＣＦ２Ｏ−（前記式中、ｍ３は１〜２０の整数である）である。
【００８７】
好ましいＺＭは単結合、−（ＣＨ2）ｍ３−、−Ｏ（ＣＨ2）ｍ３−、−（ＣＨ2）ｍ３Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−（ＣＨ2）２−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−（ＣＨ2）２−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＯＣＦ２−、および−ＣＦ２Ｏ−である。
【００８８】
式（Ｍ２）中、ｍ１は１〜６の整数である。好ましいｍ１は、１〜３の整数である。ｍ１が１のときは、６員環などの環を２つ有する二環の化合物である。ｍ１が２と３のときは、それぞれ三環と四環の化合物である。例えばｍ１が１であるとき、２つのＡＭは同一であってもよいし、または異なってもよい。また、例えばｍ１が２であるとき、３つのＡＭ（または２つのＺＭ）は同一であってもよいし、または異なってもよい。ｍ１が３〜６であるときについても同様である。ＲＣ、Ｒｄ、ＺＭ、ＡＭおよびＹＭについても同様である。
【００８９】
式（Ｍ２）で表される化合物は２Ｈ（重水素）、１３Ｃなどの同位体を天然存在比の量よりも多く含んでいても同様の特性を有するので好ましく用いることができる。
【００９０】
化合物（Ｍ２）の更に好ましい例は、（Ｍ２−１）〜（Ｍ２−２７）で表される化合物である。これらの化合物において、ＲＣ、Ｒｄ、ＺＭ、ＡＭ、およびＹＭの意味は、本発明の態様に記載した式（Ｍ２）のそれらと同一である。
【００９１】
化合物（Ｍ２−１）〜（Ｍ２−２７）における下記の部分構造について説明する。部分構造（ａ１）は、任意の水素がフッ素で置き換えられた１，４−フェニレンを表す。部分構造（ａ２）は、任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい１，４−フェニレンを表す。部分構造（ａ３）は、任意の水素がフッ素またはメチルのいずれかで置き換えられてもよい１，４−フェニレンを表す。部分構造（ａ４）は、９位の水素がメチルで置き換えられてもよいフルオレンを表す。
0005948832.tif 000041
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0005948832.tif 000043
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【００９２】
上記液晶性モノマー群の中で、特に好適に用いることができるものとして、式（Ｍ２−１５−１）があげられる。（式中、Ｙ１はアクリレート基またはメタクリレート基、ｎは１〜２０の整数である。）
0005948832.tif 000046
【００９３】
２．２．３  その他モノマー
前述の１環の単官能性モノマー（１）、および二官能性モノマー（Ｍ２）以外の重合性化合物を必要に応じて使用することができる。
【００９４】
（１）多官能性モノマー（三官能性以上）
本発明の高分子／液晶複合材料の光学的等方性を最適化する目的で、メソゲン部位を持ち３つ以上の重合性官能基を持つモノマーを使用することもできる。メソゲン部位を持ち３つ以上の重合性官能基を持つモノマーとしては公知の化合物を好適に使用できるが、例えば、（Ｍ４−１）〜（Ｍ４−３）であり、より具体的な例として、特開２０００−３２７６３２号、特開２００４−１８２９４９号、特開２００４−５９７７２号に記載された化合物をあげることができる。ただし、（Ｍ４−１）〜（Ｍ４−３）において、ＲＣ、ＺＭ、ＹＭ、および（Ｆ）は前述と同一の意味を示す。
0005948832.tif 000047
【００９５】
（２）環構造をもたない重合性モノマー
本発明の高分子／液晶複合材料の光学的等方性を最適化する目的で、環構造をもたない重合性のある官能基を持つモノマーとして、例えば、炭素数１〜３０の直鎖あるいは分岐アクリレート、炭素数１〜３０の直鎖あるいは分岐ジアクリレート、三つ以上の重合性官能基を有するモノマーとしては、グリセロール・プロポキシレート（１ＰＯ／ＯＨ）トリアクリレート、ペンタエリスリトール・プロポキシレート・トリアクリレート、ペンタエリスリトール・トリアクリレート、トリメチロールプロパン・エトキシレート・トリアクリレート、トリメチロールプロパン・プロポキシレート・トリアクリレート、トリメチロールプロパン・トリアクリレート、ジ（トリメチロールプロパン）テトラアクリレート、ペンタエリスリトール・テトラアクリレート、ジ（ペンタエリスリトール）ペンタアクリレート、ジ（ペンタエリスリトール）ヘキサアクリレート、トリメチロールプロパン・トリアクリレートなどを挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
【００９６】
２．２  高分子／液晶複合材料を製造する際の重合条件
本発明の光学的に等方性の高分子／液晶複合材料とは、液晶材料と高分子の化合物の両者を含む複合材料であれば特に限定されないが、高分子の一部または全部が液晶材料に溶解していない状態で高分子が液晶材料と相分離している状態でもよい。本発明の高分子／液晶複合材料は、光学的に等方性の液晶組成物と、予め重合されて得られた高分子とを混合しても製造できるが、高分子の材料となる低分子量のモノマー、マクロモノマー、オリゴマー等（以下、まとめて「モノマー等」という）と光学的等方性の液晶組成物とを混合してから、当該混合物において重合反応を行うことによって、製造されることが好ましい。
上記混合物における重合は、混合物を非液晶等方相または光学的に等方性の液晶相で行われることが好ましい。すなわち、重合温度は、高分子／液晶複合材料が高透明性と等方性を示す温度であることが好ましい。より好ましくは、モノマーと液晶材料の混合物が非液晶等方相またはブルー相を発現する温度で、かつ、非液晶等方相ないしは光学的に等方性の液晶相で重合を終了する。すなわち、重合後は高分子／液晶複合材料が可視光線より長波長側の光を実質的に散乱せずかつ光学的に等方性の状態を発現する温度とするのが好ましい。
【００９７】
２．３  重合開始剤
本発明の複合材料を構成する高分子の製造における重合反応は特に限定されず、例えば、光ラジカル重合、熱ラジカル重合、光カチオン重合等が行われる。
【００９８】
光ラジカル重合において用いることができる光ラジカル重合開始剤の例は、ダロキュア（ＤＡＲＯＣＵＲ）１１７３および４２６５（いずれも商品名、ＢＡＳＦジャパン（株））、イルガキュア（ＩＲＧＡＣＵＲＥ）１８４、３６９、５００、６５１、７８４、８１９、９０７、１３００、１７００、１８００、１８５０、および２９５９（いずれも商品名、ＢＡＳＦジャパン（株））、などである。
【００９９】
熱ラジカル重合において用いることができる熱によるラジカル重合の好ましい開始剤の例は、過酸化ベンゾイル、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、ｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート、ｔ−ブチルパーオキシピバレート、ｔ−ブチルパーオキシジイソブチレート、過酸化ラウロイル、２，２’−アゾビスイソ酪酸ジメチル（ＭＡＩＢ）、ジｔ−ブチルパーオキシド（ＤＴＢＰＯ）、アゾビスイソブチロニトリル（ＡＩＢＮ）、アゾビスシクロヘキサンカルボニトリル（ＡＣＮ）などである。
【０１００】
光カチオン重合において用いることができる光カチオン重合開始剤として、ジアリールヨードニウム塩（以下、「ＤＡＳ」という。）、トリアリールスルホニウム塩（以下、「ＴＡＳ」という。）などがあげられる。
【０１０１】
ＤＡＳとしては、ジフェニルヨードニウムテトラフルオロボレート、ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロホスホネート、ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロアルセネート、ジフェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート、ジフェニルヨードニウムトリフルオロアセテート、ジフェニルヨードニウム−ｐ−トルエンスルホネート、ジフェニルヨードニウムテトラ（ペンタフルオロフェニル）ボレート、４−メトキシフェニルフェニルヨードニウムテトラフルオロボレート、４−メトキシフェニルフェニルヨードニウムヘキサフルオロホスホネート、４−メトキシフェニルフェニルヨードニウムヘキサフルオロアルセネート、４−メトキシフェニルフェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート、４−メトキシフェニルフェニルヨードニウムトリフルオロアセテート、４−メトキシフェニルフェニルヨードニウム−ｐ−トルエンスルホナートなどが挙げられる。
【０１０２】
ＤＡＳには、チオキサントン、フェノチアジン、クロロチオキサントン、キサントン、アントラセン、ジフェニルアントラセン、ルブレンなどの光増感剤を添加することで高感度化することもできる。
【０１０３】
ＴＡＳとしては、トリフェニルスルホニウムテトラフルオロボレート、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロホスホネート、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロアルセネート、トリフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホナート、トリフェニルスルホニウムトリフルオロアセテート、トリフェニルスルホニウム−ｐ−トルエンスルホネート、トリフェニルスルホニウムテトラ（ペンタフルオロフェニル）ボレート、４−メトキシフェニルジフェニルスルホニウムテトラフルオロボレート、４−メトキシフェニルジフェニルスルホニウムヘキサフルオロホスホネート、４−メトキシフェニルジフェニルスルホニウムヘキサフルオロアルセネート、４−メトキシフェニルジフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホナート、４−メトキシフェニルジフェニルスルホニウムトリフルオロアセテート、４−メトキシフェニルジフェニルスルホニウム−ｐ−トルエンスルホネートなどが挙げられる。
【０１０４】
光カチオン重合開始剤の具体的な商品名の例は、サイラキュア（Ｃｙｒａｃｕｒｅ）ＵＶＩ−６９９０、サイラキュアＵＶＩ−６９７４、サイラキュアＵＶＩ−６９９２（それぞれ商品名、ＵＣＣ（株））、アデカオプトマーＳＰ−１５０、ＳＰ−１５２、ＳＰ−１７０、ＳＰ−１７２（それぞれ商品名、(株)ＡＤＥＫＡ）、Rhodorsil Photoinitiator ２０７４（商品名、ローディアジャパン（株））、イルガキュア（ＩＲＧＡＣＵＲＥ）２５０（商品名、ＢＡＳＦジャパン（株））、ＵＶ−９３８０Ｃ（商品名、ＧＥ東芝シリコーン（株））などである。
【０１０５】
２．４  硬化剤等
本発明の複合材料を構成する高分子の製造において、前記モノマー等および重合開始剤の他にさらに１種または２種以上の他の好適な成分、例えば、硬化剤、触媒、安定剤等を加えてもよい。
【０１０６】
硬化剤としては、通常、エポキシ樹脂の硬化剤として使用されている従来公知の潜在性硬化剤が使用できる。潜在性エポキシ樹脂用硬化剤は、アミン系硬化剤、ノボラック樹脂系硬化剤、イミダゾール系硬化剤、酸無水物系硬化剤等が挙げられる。アミン系硬化剤の例としては、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラアミン、テトラエチレンペンタアミン、ｍ−キシレンジアミン、トリメチルヘキサメチレンジアミン、２−メチルペンタメチレンジアミン、ジエチルアミノプロピルアミン等の脂肪族ポリアミン、イソフォロンジアミン、１，３−ビスアミノメチルシクロヘキサン、ビス（４−アミノシクロヘキシル）メタン、ノルボルネンジアミン、１，２−ジアミノシクロヘキサン、ラロミン等の脂環式ポリアミン、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルエタン、メタフェニレンジアミン等の芳香族ポリアミンなどが挙げられる。
【０１０７】
ノボラック樹脂系硬化剤の例としては、フェノールノボラック樹脂、ビスフェノールノボラック樹脂などが挙げられる。イミダゾール系硬化剤としては、２−メチルイミダゾール、２−エチルへキシルイミダゾール、２−フェニルイミダゾール、１−シアノエチル−２−フェニルイミダゾリウム・トリメリテートなどが挙げられる。
【０１０８】
酸無水物系硬化剤の例としては、テトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、メチルへキサヒドロ無水フタル酸、メチルシクロヘキセンテトラカルボン酸二無水物、無水フタル酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物などが挙げられる。
【０１０９】
また、グリシジル、エポキシ、オキセタニルを有する重合性化合物と硬化剤との硬化反応を促進するための硬化促進剤をさらに用いてもよい。硬化促進剤としては、例えば、ベンジルジメチルアミン、トリス（ジメチルアミノメチル）フェノール、ジメチルシクロヘキシルアミン等の３級アミン類、１−シアノエチル−２−エチル−４−メチルイミダゾール、２−エチル−４−メチルイミダゾール等のイミダゾール類、トリフェニルホスフィン等の有機リン系化合物、テトラフェニルホスホニウムブロマイド等の４級ホスホニウム塩類、１，８−ジアザビシクロ［５．４．０］ウンデセン−７等やその有機酸塩等のジアザビシクロアルケン類、テトラエチルアンモニウムブロマイド、テトラブチルアンモニウムブロマイド等の４級アンモニウム塩類、三フッ化ホウ素、トリフェニルボレート等のホウ素化合物などが挙げられる。これらの硬化促進剤は単独または２種以上を混合して使用することができる。
【０１１０】
また、例えば貯蔵中の不所望な重合を防止するために、安定剤を添加することが好ましい。安定剤として、当業者に知られているすべての化合物を用いることができる。安定剤の代表例としては、４−エトキシフェノール、ハイドロキノン、ブチル化ヒドロキシトルエン（ＢＨＴ）等が挙げられる。
【０１１１】
本発明の好ましい態様に係る光学的に等方性の高分子／液晶複合材料は、光学的に等方性の液晶相を広い温度範囲で発現させることが可能である。また、本発明の好ましい態様に係る高分子／液晶複合材料は、応答速度が極めて速い。また、本発明の好ましい態様に係る高分子／液晶複合材料は、これらの効果に基づいて表示素子等の光素子等に好適に用いることができる。
【０１１２】
２．５  液晶組成物等の含有率
本発明の高分子／液晶複合材料中における液晶組成物の含有率は、複合材料が等方性を発現できる範囲であれば、可能な限り高含有率であることが好ましい。液晶組成物の含有率が高い方が、本発明の複合材料の電気複屈折値（カー係数）が大きくなるからである。
【０１１３】
本発明の高分子／液晶複合材料において、液晶組成物の含有率は複合材料に対して６０〜９９重量％であることが好ましく、６０〜９５重量％がさらに好ましく、７５〜９５重量％が特に好ましい。高分子の含有率は複合材料に対して１〜４０重量％であることが好ましく、３〜３０重量％がさらに好ましく、３〜２５重量％が特に好ましい。
【０１１４】
３  液晶素子
本発明のモノマー／液晶混合物または高分子／液晶複合材料（以下、モノマー／液晶混合物と高分子／液晶複合材料をあわせて「液晶媒体」ということがある）を含む光学的に等方性の液晶相で駆動される光素子である。
液晶表示素子の構造例としては、図１に示すように、櫛型電極基板の電極は、左側の接続用電極部から右方向に伸びる電極１と右側の接続用電極部から左方向に伸びる電極２が交互に配置された構造を挙げることができる。電極１と電極２との間に電位差がある場合、図１に示すような櫛歯電極基板上では、上方向と下方向の２つの方向の電界が存在する状態を提供できる。
【実施例】
【０１１５】
以下、実施例により本発明さらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。
【０１１６】
本明細書の実施例において、Ｉは非液晶等方相、Ｎはネマチック相、Ｎ＊はキラルネマチック相、ＢＰはブルー相、ＢＰＸは二色以上の回折光が観測されない光学的に等方性の液晶相を表す。  本明細書において、Ｉ−Ｎ相転移点をＮ−Ｉ点ということがある。Ｉ−Ｎ＊転移点をＮ＊−Ｉ点ということがある。Ｉ−ＢＰ相転移点をＢＰ−Ｉ点ということがある。
【０１１７】
本発明で用いる単官能性モノマーの合成例を以下に示す。
例１：アクリル酸−８−（４−ペンチルフェノキシ）−オクチルエステルの合成
0005948832.tif 000048
４−ペンチルフェノール（２４．３ｇ，１４８．２ｍｍｏｌ）をＤＭＦ（１００ｍｌ）に溶解させ、８−クロロオクタノール（２４．４ｇ，１４８．２ｍｍｏｌ）、炭酸カリウム（４１．０ｇ，２９６．４ｍｍｏｌ）を加え窒素雰囲気下８０℃で３０時間加熱撹拌した。反応終了後水を加え、さらに溶液を酸性にした後トルエンを加えて抽出した。水、飽和塩化ナトリウム水溶液で洗浄した後、無水硫酸マグネシウムにて乾燥し、溶媒を減圧濃縮した。シリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、化合物（Ｓ−０１）を得た（２８．３ｇ，６５％）。
【０１１８】
化合物（Ｓ−０１）（１５．０ｇ，５１．３ｍｍｏｌ）をＴＨＦ（１３０ｍｌ）に溶解させ、トリエチルアミン（８．６ｍｌ，６１．６ｍｍｏｌ）を加えた。０℃に冷却し、窒素雰囲気下でアクリル酸クロリド（５．０ｍｌ，６１．６ｍｍｏｌ）を滴下した。室温に戻して反応物を一晩撹拌させ、反応終了後、水に注いでクエンチし、酢酸エチルにて抽出した。水、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液、飽和塩化ナトリウム水溶液にて洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥させた。減圧濃縮し、シリカゲルカラムクロマトグラフィーおよび晶析によって精製し、無色の液体である目的物を得た。（１３．１ｇ，収率７４％）
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３）：δ（ｐｐｍ）；０．８８（ｔ，３Ｈ）、１．２７−１．４７（ｍ，１２Ｈ）、１．５４−１．６０（ｍ，２Ｈ）、１．６４−１．７０（ｍ，２Ｈ）、１．７３−１．７９（ｍ，２Ｈ）、２．５３（ｔ，２Ｈ）、３．９２（ｔ，２Ｈ）、４．１５（ｔ，２Ｈ）、５．８１（ｄｄ，１Ｈ）、６．１２（ｄｄ，１Ｈ）、６．４０（ｄｄ，１Ｈ）、６．７９−６．８２（ｍ，２Ｈ）、７．０７−７．０８（ｍ，２Ｈ）．
【０１１９】
例２：メタクリル酸−８−（４−ペンチルフェノキシ）−オクチルエステル
0005948832.tif 000049
化合物（Ｓ−０１）（６．０ｇ，２０．５ｍｍｏｌ）を出発原料として、アクリル酸クロリドの代わりにメタクリル酸クロリド（２．４ｍｌ，２４．６ｍｍｏｌ）を用いて例１と同様の方法で合成を行い。無色の液体である目的物を得た。（３．４ｇ，収率４６％）
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３）：δ（ｐｐｍ）；０．８８（ｔ，３Ｈ）、１．２６−１．４６（ｍ，１２Ｈ）、１．５３−１．６０（ｍ，２Ｈ）、１．６４−１．７０（ｍ，２Ｈ）、１．７３−１．７９（ｍ，２Ｈ）、１．９４（ｓ，３Ｈ）、２．５３（ｔ，２Ｈ）、３．９２（ｔ，２Ｈ）、４．１４（ｔ，２Ｈ）、５．５３−５．５４（ｍ，１Ｈ）、６．１０（ｓ，１Ｈ）、６．７９−６．８２（ｍ，２Ｈ）、７．０６−７．０８（ｍ，２Ｈ）．
【０１２０】
例３：アクリル酸−４−（４−プロピルフェノキシ）−ブチルエステルの合成
0005948832.tif 000050
４−プロピルフェノール（１０．０ｇ，７３．４ｍｍｏｌ）をトルエン（３００ｍｌ）に溶解させ、４−ブロモブタノール（８０ｗｔ％，２１．１ｇ，１１０．１ｍｍｏｌ）、トリフェニルホスフィン（２８．９ｇ，１１０．１ｍｍｏｌ）を加え窒素雰囲気下で０℃に冷却した。アゾジカルボン酸ジエチルの４０ｗｔ％トルエン溶液（４８．０ｇ，１１０．１ｍｍｏｌ）を滴下し、終夜撹拌を行った。反応終了後。溶媒を留去し、ヘプタンを加えてろ過を行った。ろ液を濃縮し、シリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、無色の液体として化合物（Ｓ−０２）を得た（１６．９ｇ，８５％）。
化合物（Ｓ−０２）（７．０ｇ，２２．７ｍｍｏｌ）をＴＨＦ（１４０ｍｌ）に溶解させ、炭酸水素カリウム（９．０９ｇ，９０．９ｍｍｏｌ）、ヨウ化テトラブチルアンモニム（１．６８ｇ，４．５ｍｍｏｌ）、ジブチルヒドロキシトルエン（０．４０ｇ，１．８ｍｍｏｌ）を加えて窒素雰囲気下で加熱還流させた。反応終了後、水に注いでクエンチし、ジエチルエーテルにて抽出した。水、飽和塩化ナトリウム水溶液にて洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥させた。減圧濃縮し、シリカゲルカラムクロマトグラフィーおよび晶析によって精製し、無色の液体である目的物を得た。（３．１ｇ，収率４６％）
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３）：δ（ｐｐｍ）；０．９２（ｔ，３Ｈ）、１．５６−１．６４（ｍ，２Ｈ）、１．８６−１．８８（ｍ，４Ｈ）、２．５２（ｔ，２Ｈ）、３．９５−４．００（ｍ，２Ｈ）、４．２１−４．２４（ｍ，２Ｈ）、５．８２（ｄｄ，１Ｈ）、６．１２（ｄｄ，１Ｈ）、６．４０（ｄｄ，１Ｈ）、６．７９−６．８２（ｍ，２Ｈ）、７．０７−７．０８（ｍ，２Ｈ）．
【０１２１】
本発明において、液晶組成物の特性値の測定は下記の方法にしたがって行うことができる。それらの多くは、日本電子機械工業会規格（Ｓｔａｎｄａｒｄ  ｏｆ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ  Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｊａｐａｎ）ＥＩＡＪ・ＥＤ−２５２１Ａに記載された方法、またはこれを修飾した方法である。測定に用いたＴＮ素子には、ＴＦＴを取り付けなかった。
【０１２２】
ネマチック相の上限温度（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。
【０１２３】
ネマチック相の下限温度（ＴC；℃）：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、ＴCを≦−２０℃と記載する。ネマチック相の下限温度を「下限温度」と略すことがある。
【０１２４】
光学的に等方性の液晶相の転移温度：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、クロスニコルの状態で、まず試料が非液晶等方相になる温度まで昇温した後、１℃／分の速度で降温し、完全にキラルネマチック相または光学的に等方性の液晶相を出現させた。その降温過程での相転移した温度を測定し、次いで１℃／分の速度で昇熱し、その昇温過程における相転移した温度を測定した。本発明において、特に断りの無い限り、昇温過程での相転移した温度を相転移温度とした。光学的に等方性の液晶相においてクロスニコル下では暗視野で相転移温度の判別が困難な場合は、偏光板をクロスニコルの状態から１〜１０°ずらして相転移温度を測定した。
【０１２５】
粘度（η；２０℃で測定；ｍＰａ・ｓ）：測定にはＥ型粘度計を用いた。
【０１２６】
回転粘度（γ１；２５℃で測定；ｍＰａ・ｓ）：
１）誘電率異方性が正である試料：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。ＴＮ素子に１６ボルトから１９．５ボルトの範囲で０．５ボルト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らの論文の４０頁の計算式（８）とから回転粘度の値を得た。この計算で必要な誘電率異方性の値は、この回転粘度の測定で使用した素子にて、下記の誘電率異方性の測定方法で求めた。
【０１２７】
２）誘電率異方性が負である試料：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。２枚のガラス基板の間隔（セルギャップ）が２０μｍのＶＡ素子に試料を入れた。この素子に３０ボルトから５０ボルトの範囲で１ボルト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は、下記の誘電率異方性で測定した値を用いた。
【０１２８】
屈折率異方性（Δｎ；２５℃で測定）：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（rubbing）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。屈折率異方性の値は、Δｎ＝ｎ‖−ｎ⊥、の式から計算した。試料が組成物のときはこの方法によって屈折率異方性を測定した。
【０１２９】
誘電率異方性（Δε；２５℃で測定）： 
１）誘電率異方性が正である組成物：２枚のガラス基板の間隔（ギャップ）が約９μｍ、ツイスト角が８０度の液晶セルに試料を入れた。このセルに２０ボルトを印加して、液晶分子の長軸方向における誘電率（ε‖）を測定した。０．５ボルトを印加して、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。
【０１３０】
２）誘電率異方性が負である組成物：ホメオトロピック配向に処理した液晶セルに試料を入れ、０．５ボルトを印加して誘電率（ε‖）を測定した。ホモジニアス配向に処理した液晶セルに試料を入れ、０．５ボルトを印加して誘電率（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。
【０１３１】
しきい値電圧（Ｖｔｈ；２５℃で測定；Ｖ）：
１）誘電率異方性が正である組成物：２枚のガラス基板の間隔（ギャップ）が（０．５／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）の液晶表示素子に試料を入れた。Δｎは上記の方法で測定した屈折率異方性の値である。この素子に周波数が３２Ｈｚである矩形波を印加した。矩形波の電圧を上昇させ、素子を通過する光の透過率が９０％になったときの電圧の値を測定した。
【０１３２】
２）誘電率異方性が負である組成物：２枚のガラス基板の間隔（ギャップ）が約９μｍであり、ホメオトロピック配向に処理したノーマリーブラックモード（normally black mode）の液晶表示素子に試料を入れた。この素子に周波数が３２Ｈｚである矩形波を印加した。矩形波の電圧を上昇させ、素子を通過する光の透過率１０％になったときの電圧の値を測定した。
【０１３３】
電圧保持率（ＶＨＲ；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６μｍである。この素子は試料を入れたあと紫外線によって重合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。
【０１３４】
らせんピッチ（２０℃で測定；μｍ）：らせんピッチの測定には、カノのくさび型セル法を用いた。カノのくさび型セルに試料を注入し、セルから観察されるディスクリネーションラインの間隔（ａ；単位はμｍ）を測定した。らせんピッチ（Ｐ）は、式Ｐ＝２・ａ・ｔａｎθから算出した。θは、くさび型セルにおける２枚のガラス板の間の角度である。
【０１３５】
あるいは、ピッチ長は選択反射を用いて測定した（液晶便覧196頁（2000年発行、丸善）。選択反射波長λには、関係式<ｎ>ｐ/λ＝１が成立する。ここで<ｎ>は平均屈折率を表し、次式で与えられる。<ｎ>＝{(ｎ‖2＋ｎ⊥2)/２}1/2。選択反射波長は顕微分光光度計（日本電子（株）、商品名MSV-350）で測定した。得られた反射波長を平均屈折率で除すことにより、ピッチを求めた。
可視光より長波長領域に反射波長を有するコレステリック液晶のピッチは、キラル剤濃度が低い領域ではキラル剤の濃度の逆数に比例することから、可視光領域に選択反射波長を有する液晶のピッチ長を数点測定し、直線外挿法により求めた。
【０１３６】
成分または液晶化合物の割合（百分率）は、液晶化合物の全重量に基づいた重量百分率（重量％）である。組成物は、液晶化合物などの成分の重量を測定してから混合することによって調製される。したがって、成分の重量％を算出するのは容易である。
【０１３７】
（実施例１）
下図に示す液晶化合物を、下記の割合で混合することにより液晶組成物ＮＬＣ−Ａを調製した。
構造式の右側に一般式との対応を記した。
液晶組成物ＮＬＣ−Ａ
0005948832.tif 000051
0005948832.tif 000052
この液晶組成物Ａの相転移温度（℃）はＮ  ７９．７  Ｉであった。
【０１３８】
次に、液晶組成物ＮＬＣ−Ａ（９４．７ｗｔ％）と、下記の式で表されるキラル剤ＢＮ−Ｈ４（２．６５ｗｔ％）とＢＮ−Ｈ５（２．６５ｗｔ％）からなる液晶組成物ＣＬＣ−Ａを得た。
この液晶組成物ＣＬＣ−Ａの相転移温度（℃）はＮ＊  ６９．７ ＢＰ ７１．４  Ｉであった。
【０１３９】
なお、ＢＮ−Ｈ４、ＢＮ−Ｈ５は、（Ｒ）−（＋）−１，１’−ビ（２−ナフトール）と対応するカルボン酸とからジシクロヘキシルカルボジイミド（ＤＣＣ）を用いてエステル化することによって得た。
ＢＮ−Ｈ４
0005948832.tif 000053
ＢＮ−Ｈ５
0005948832.tif 000054
【０１４０】
（実施例２）
モノマーと液晶組成物の混合物の調製
液晶組成物とモノマーとの混合物として液晶組成物ＣＬＣ−Ａを８９．６重量％、例３で合成したアクリル酸−４−（４−プロピルフェノキシ）−ブチルエステル(２−１−２)を６．０重量％、１，４−ジ（４−（６−（アクリロイルオキシ）ヘキシルオキシ）ベンゾイルオキシ）−２−メチルベンゼン（ＬＣＡ−６）を４重量％、光重合開始剤として２，２’−ジメトキシフェニルアセトフェノンを０．４重量％混合した液晶組成物ＭＬＣ−Ａを調製した。この液晶組成物ＭＬＣ−Ａの相転移温度（℃）はＮ＊  ４５．８ ＢＰ、ＢＰ  ４４．０  Ｎ＊であった。
ＬＣＡ−６
0005948832.tif 000055
【０１４１】
（実施例３）
滴下後の重合温度マージン
１０ミクロンのスペーサーを分散させた液晶組成物ＭＬＣ−Ａを５０℃のガラス基板に約５ｍｇ滴下し、そのままの温度で１０分間放置した。その後、対向ガラス基板を貼り合わせることでセルを作成した。このセルを４６．３℃から重合温度まで冷却し、紫外光（紫外光強度２３ｍＷｃｍ−２（３６５ｎｍ））を１分間照射して、重合反応を行った。重合温度は４６．３℃、４５．８℃、４５．３℃、４５．１℃、４４．８℃とした。得られた高分子／液晶複合材料Ａを観察したところ、４５．１℃で重合したものは全面Ｎ＊相であり、４５．３℃で重合したものは、全面ＢＰ相であった。上記すべての重合温度で得られた高分子／液晶複合材料ＡにおいてＮ＊相とＢＰ相の共存は確認されなかった。すなわち、Ｎ＊相とＢＰ相が共存することによって濃度ムラを発現する可能性がある重合温度幅は０．２℃未満であった。
【０１４２】
（比較例１）
アクリル酸−４−（４−プロピルフェノキシ）−ブチルエステル(２−１−２)をｎ−ドデシルアクリレートに代えた以外は、実施例２と同様にして、液晶組成物ＭＬＣ−Ｂを調製した。この液晶組成物ＭＬＣ−Ｂの相転移温度（℃）はＮ＊  ３９．６ ＢＰ、ＢＰ  ３６．７  Ｎ＊であった。
【０１４３】
（比較例２）
１０ミクロンのスペーサーを分散させた液晶組成物ＭＬＣ−Ｂを５０℃のガラス基板に約５ｍｇ滴下し、そのままの温度で１０分間放置した。その後、対向ガラス基板を貼り合わせることでセルを作成した。このセルを４０．１℃から重合温度まで冷却し、紫外光（紫外光強度２３ｍＷｃｍ−２（３６５ｎｍ））を１分間照射して、重合反応を行った。重合温度は４０．１℃、３９．６℃、３９．３℃、３９．１℃、３８．９℃、３８．６℃とした。得られた高分子／液晶複合材料Ｂを観察したところ、３８．６℃で重合したものは全面Ｎ＊相であり、３９．６℃で重合したものは、全面ＢＰ相であった。一方、３９．３℃、３９．１℃、３８．９℃で重合して得られた高分子／液晶複合材料Ｂでは、Ｎ＊相とＢＰ相がともに存在することによる濃度ムラが確認された。すなわち、Ｎ＊相とＢＰ相が共存することによって濃度ムラを発現する可能性がある重合温度幅は、狭くとも０．４℃以上であり、１．０℃未満であった。
【０１４４】
（実施例４）
モノマーと液晶組成物の混合物の調製
液晶組成物とモノマーとの混合物として液晶組成物ＣＬＣ−Ａを８８．８重量％、例３で合成したアクリル酸−４−（４−プロピルフェノキシ）−ブチルエステル(２−１−２)を６．５重量％、１，４−ジ（４−（６−（アクリロイルオキシ）ヘキシルオキシ）ベンゾイルオキシ）−２−メチルベンゼン（ＬＣＡ−６）を４．３重量％、光重合開始剤として２，２’−ジメトキシフェニルアセトフェノンを０．４重量％混合した液晶組成物ＭＬＣ−Ａ−1を調製した。この液晶組成物ＭＬＣ−Ａ−１Ｍの相転移温度（℃）はＮ＊  ４３．９ ＢＰ ４５．２  Ｉであった。  冷却過程においてもＢＰを発現した。
【０１４５】
高分子／液晶複合材料の調製
液晶組成物ＭＬＣ−Ａ−１を配向処理の施されていない櫛型電極基板と対向ガラス基板（非電極付与）の間に狭持し（セル厚７μｍ）、得られたセルを４４．１℃のブルー相まで加熱した。この状態で、紫外光（紫外光強度２３ｍＷｃｍ−２（３６５ｎｍ））を１分間照射して、重合反応を行った。
このようにして得られた高分子／液晶複合材料Ａ−１は室温まで冷却しても光学的に等方性の液晶相を維持していた。
【０１４６】
なお、図１に示すように、櫛型電極基板の電極は、左側の接続用電極部から右方向に伸びる電極１と右側の接続用電極部から左方向に伸びる電極２が交互に配置される。したがって、電極１と電極２との間に電位差がある場合、図１に示すような櫛型電極基板上では、１本の電極に注目すると、図面上の上方向と下方向の２つの方向の電界が存在する状態を提供できる。
【０１４７】
（実施例５）
実施例４で得られた高分子／液晶複合材料Ａ−１が狭持されたセルを、図２に示した光学系にセットし、電気光学特性を測定した。光源として偏光顕微鏡（ニコン製  エクリプス  LV100POL）の白色光源を用い、セルへの入射角度がセル面に対して垂直となるようにし、櫛型電極の線方向がＰｏｌａｒｉｚｅｒとＡｎａｌｙｚｅｒ偏光板に対してそれぞれ４５°となるように前記セルを光学系にセットした。室温で印加電圧と透過率の関係を調べた。４３Ｖの矩形波を印加すると、透過率が８７％となり、透過光強度は飽和した。
このように、例３で合成したアクリル酸−４−（４−プロピルフェノキシ）−ブチルエステル(２−１−２)を用いても、光学的等方性の高分子／液晶複合材料は低電圧で駆動した。
【産業上の利用可能性】
【０１４８】
本発明の活用法として、たとえば、高分子／液晶複合体を用いる表示素子などの光素子が挙げられる。
【符号の説明】
【０１４９】
１・・・電極１
２・・・電極２
３・・・光源
４・・・偏光子（偏光板）（Polarizer）
５・・・櫛型電極セル
６・・・検光子（偏光板）（Analyzer）
７・・・受光器（Photodetector）
【図１】
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【図２】
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