(57)【要約】      （修正有）【課題】調光素子としての性能に優れ、耐光性に優れる液晶素子を提供する。【解決手段】少なくとも一方が透明な基板であり、対向して配置される一対の電極付き基板を有し、基板間に、カイラルネマチック液晶相と高分子樹脂相を含む複合体を含む液晶調光層を有する液晶素子。高分子樹脂相が、所定の一般式で表される構造を含有し、カイラルネマチック液晶相の誘電率異方性が正であり、かつ液晶成分中に、特定の一般式で表される化合物を２０重量％以上含む。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一方が透明な基板であり、対向して配置される一対の電極付き基板を有し、前記基板間に、カイラルネマチック液晶相と高分子樹脂相を含む複合体を含む液晶調光層を有する液晶素子であって、
前記高分子樹脂相が、下記式（１）で表される構造を含有し、
前記カイラルネマチック液晶相の誘電率異方性が正であり、かつ
前記カイラルネマチック液晶相が下記式（２）、（３）、又は（４）で表される化合物の少なくとも１種を含み、かつカイラルネマチック液晶成分の合計量に対し、これらの化合物を合計２０重量％以上含有する液晶素子。
【化１】
2019135500.tif 000034
［式（１）において、
Ｒ１及びＲ２は、それぞれ独立に、水素原子、或いは置換基を有していてもよい炭素数１以上、６以下のアルキル基を表し、
Ｘ１及びＸ３は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい２価の基を表し、
Ｘ２は、直接結合又は置換基を有していてもよい２価の基を表し、
Ａ１及びＡ２は、それぞれ独立に、２価の、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基、置換基を有していてもよい芳香族複素環基、置換基を有していてもよい脂肪族炭化水素環基、或いは、芳香族炭化水素環、芳香族複素環及び脂肪族炭化水素環のうちのいずれか１種以上で構成される２価の縮合環基を表し、
ｍ１及びｍ３は、それぞれ独立に、０以上、６以下の整数を表し、ｍ２は、０以上、４以下の整数を表す。］
【化２】
2019135500.tif 000035
［式（２）、（３）、（４）において、
Ｓ１〜Ｓ４は、それぞれ独立に、水素原子、或いは置換基を有していてもよい炭素数１以上、１０以下のアルキル基又は置換基を有していてもよい炭素数１以上、１０以下のアルコキシル基を表し、
Ｙ１〜Ｙ６は、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子、シアノ基のいずれかを表し、Ｙ１〜Ｙ３のいずれか一つはフッ素原子であり、Ｙ４〜Ｙ６のいずれか一つはフッ素原子であり、
Ｂ１〜Ｂ５は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい、下記（５ａ）〜（５ｈ）のいずれかの基を表し、
ｎ１〜ｎ３は、それぞれ独立に、０又は１を表す。］
【化３】
2019135500.tif 000036
【請求項２】
前記式（１）において、
【化４】
2019135500.tif 000037
で表される構造部分に、脂肪族炭化水素環を含む、請求項１に記載の液晶素子。
【請求項３】
前記カイラルネマチック液晶の液晶−等方相転移温度が８０℃以上である、請求項１又は２に記載の液晶素子。
【請求項４】
前記対向して配置される一対の電極付き基板の基板間の距離（ｄ）が、２μｍ以上、１００μｍ以下であり、前記カイラルネマチック液晶のカイラルピッチ長（ｐ）とｄの関係が、ｄ／ｐ≧１である、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の液晶素子。
【請求項５】
前記液晶調光層が高分子安定化液晶である、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の液晶素子。
【請求項６】
透過−散乱型素子である、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の液晶素子。
【請求項７】
液晶素子が、偏光板を用いないものである、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の液晶素子。
【請求項８】
前記液晶素子において、直流電圧及び／又は交流電圧印加時の可視光透過率が、電圧無印加時の可視光透過率よりも低下する領域が存在する、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の液晶素子。
【請求項９】
直流電圧及び／又は交流電圧印加時のヘーズが７０％以上であり、電圧無印加時のヘーズが１５％以下である、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の液晶素子。
【請求項１０】
−１０℃以上の温度範囲で、液晶素子の直流電圧及び／又は交流電圧の無印加時の可視光透過率を１００％、直流電圧及び／又は交流電圧の印加時の可視光透過率を０％と規格化したとき、直流電圧及び／又は交流電圧を印加した時から可視光透過率が１０％となるまでの時間及び、直流電圧及び／又は交流電圧を無印加とした時から可視光透過率が９０％となるまでの時間が、それぞれ８ｍｓｅｃ以下である、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の液晶素子。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の液晶素子を用いたスクリーン。
【請求項１２】
請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の液晶素子を用いたディスプレイ。
【請求項１３】
重合性モノマーとカイラルネマチック液晶成分とを含有する、誘電率異方性が正であるカイラルネマチック液晶組成物であって、
下記式（６）で表される重合性モノマーを、０．５重量％以上、１０重量％以下含有し、
下記式（２）、（３）、又は（４）で表される化合物の少なくとも１種を、該液晶成分の合計量に対して、合計２０重量％以上含有する液晶組成物。
【化５】
2019135500.tif 000038
［式（７）において、
Ｒ３及びＲ４は、それぞれ独立に、不飽和アシル基を表し、
Ｘ１’及びＸ３’は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい２価の基を表し、
Ｘ２’は、直接結合又は置換基を有していてもよい２価の基を表し、
Ａ１’及びＡ２’は、それぞれ独立に、２価の、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基、置換基を有していてもよい芳香族複素環基、置換基を有していてもよい脂肪族炭化水素環基、或いは、芳香族炭化水素環、芳香族複素環及び脂肪族炭化水素環のうちのいずれか１種以上で構成される２価の縮合環基を表し、
ｍ１’及びｍ３’は、それぞれ独立に、０以上、６以下の整数を表し、ｍ２’は、０以上、４以下の整数を表す。］
【化６】
2019135500.tif 000039
［式（２）、（３）、（４）において、
Ｓ１〜Ｓ４は、それぞれ独立に、水素原子、或いは置換基を有していてもよい炭素数１以上、１０以下のアルキル基又は置換基を有していてもよい炭素数１以上、１０以下のアルコキシル基を表し、
Ｙ１〜Ｙ６は、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子、シアノ基のいずれかを表し、Ｙ１〜Ｙ３のいずれか一つはフッ素原子であり、Ｙ４〜Ｙ６のいずれか一つはフッ素原子であり、
Ｂ１〜Ｂ５は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい、下記（５ａ）〜（５ｈ）のいずれかの基を表し、
ｎ１〜ｎ３は、それぞれ独立に、０又は１を表す。］
【化７】
2019135500.tif 000040
【請求項１４】
前記式（６）において、
【化８】
2019135500.tif 000041
で表される構造部分に、脂肪族炭化水素環を含む、請求項１３に記載の液晶組成物。
【請求項１５】
前記液晶組成物の液晶−等方相転移温度が８０℃以上である、請求項１３又は１４に記載の液晶組成物。
【請求項１６】
前記液晶組成物のカイラルピッチ長（ｐ）が、０．３μｍ以上、３μｍ以下である、請求項１３乃至１５のいずれか１項に記載の液晶組成物。
【請求項１７】
請求項１３乃至１６のいずれか１項に記載の液晶組成物を用いて形成された、液晶素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶素子及び液晶組成物と、この液晶素子を用いたスクリーン及びディスプレイに関する。詳しくは、偏光板を使用せずに、光透過状態と光散乱状態の切り替えができる液晶素子及び液晶組成物と、この液晶素子を用いたスクリーン及びディスプレイに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶素子の中でも、液晶と透明な高分子樹脂とを複合して、高分子と液晶又は液晶ドメイン間の屈折率差を利用した透過−散乱型液晶素子は、偏光板を必要としないため可視光の利用効率が高く、注目されている。
透過−散乱型液晶素子としては、高分子安定化液晶（ＰＳＬＣ：Ｐｏｌｙｍｅｒ−Ｓｔａｂｉｌｉｚｅｄ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌｓ）及び高分子分散液晶（ＰＤＬＣ：Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｄｉｓｐｅｒｓｅｄ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌｓ）が広く知られている。前者は連続的に広がった液晶相中に、５重量％程度の微量のポリマーが網目状のネットワークとして連なっている。後者は高分子膜中に液晶相の液滴が分散した構造をしている（非特許文献１）。
【０００３】
これらの液晶素子は、電車、自動車等の車両、ビジネスビル、病院等の建物の窓、扉、間仕切り等において、意匠性やプライバシーの保護等を目的とした調光シャッターとして実用化されている。また、文字や図形を表示する表示装置としても用いられている。
このような装置においては、一般に透明状態での使用時間が圧倒的に長いため、省電力の観点から、電圧無印加時に透明で、電圧印加時に散乱状態となるよう動作するリバースモードの電気光学効果を有することが望まれる。
【０００４】
このリバースモードの透過−散乱型液晶素子を実現するためには、一般に、重合性モノマーを添加した液晶組成物を、ホモジニアス、プレナー、ホメオトロピック等の透明状態を保持したまま光硬化させて、液晶と高分子樹脂の複合体を形成する方法が知られている。このような液晶素子として、ＰＳＬＣとしては誘電率異方性（Δε）が正のカイラルネマチック液晶の相変化による可視光の透過散乱を利用するＰＳＣＴ（Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｓｔａｂｉｌｉｚｅｄ  Ｃｈｏｌｅｓｔｅｒｉｃ  Ｔｅｘｔｕｒｅ）と、ＰＤＬＣとしては誘電異方性が負の液晶を使用する方法が知られている。後者は、光透過率の温度依存性が大きい、視野角依存性が大きい、又は液晶が高価である等の問題がある。一方、前者は、光透過率の温度依存性が小さく光透過率の視野角依存性も小さく、また素子の応答速度も速い利点を有しており、有望視されている。
【０００５】
特許文献１〜３には、特定の重合性モノマーを適用することで、電源ＯＦＦ時の高透明性、電源ＯＮ時の高散乱性、高速応答を示す透過−散乱型液晶素子が開示されている。また一般に、ＰＳＬＣ、ＰＤＬＣともに、液晶組成物を長期保存したり、液晶素子を製造する際に、固形分が析出する等の組成分離が生じると、液晶素子の外観・均一性を損なう不具合を生じるため、ホスト液晶への溶解性が高い重合性モノマーが選択される。
【０００６】
ＰＳＬＣと類似の技術として、高分子配向維持（ＰＳＡ：Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｓｕｓｔａｉｎｅｄ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）が知られている。ＰＳＡ技術では、１重量％以下のごく微量の重合性モノマーを添加した液晶組成物を、液晶素子中で光硬化させて高分子膜を配向膜面に生成し、液晶配向を安定化する。この技術を用いることで、液晶素子の高速応答及び高い電気信頼性が得られることが知られている。特許文献４には、特定の重合性モノマーを適用することで、高速応答を示す液晶素子が開示されている。また、特許文献５には、特定の重合性モノマーを適用することで、重合性モノマーの高いホスト液晶溶解性、高速応答及び高い電気信頼性を示す液晶素子が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】国際公開ＷＯ２０１２／１３３４４５
【特許文献２】特開２０１４−８１６３０号公報
【特許文献３】国際公開ＷＯ２０１４／０５１００２
【特許文献４】国際公開ＷＯ２００４／０３３５８４
【特許文献５】国際公開ＷＯ２０１１／０９２９７３
【特許文献６】国際公開ＷＯ９２／１９６９５
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】Ｄｉｅｒｋｉｎｇ，  Ｉ．  Ａｄｖ  Ｍａｔｅｒ  ２０００，  １２，  １６７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
液晶組成物としては、重合性モノマーの高いホスト液晶溶解性が求められる。また、透過−散乱型液晶素子としては、直流電圧及び／又は交流電圧無印加時（電源ＯＦＦ時と表すことがある。）の高透明性、直流電圧及び／又は交流電圧印加時（電源ＯＮ時と表すことがある。）の高散乱性、高速応答、高い電気信頼性等の特性が求められる。従来、これら特性を個々に改良する方法は示されていたが、これらをすべてバランスよく満たす方法は示されていなかった。
特許文献１〜３で用いられている透過−散乱型液晶素子は長時間に渡って通電を行うと、通電を停止した後も液晶配向が元に戻らず、液晶素子の透明性が損なわれるという電気信頼性の問題があった。
【００１０】
特許文献４及び特許文献５は、ＰＳＡ技術に最適化されたものであり、散乱モードへのスイッチングはできず、ディスプレイとして使用するには偏光板等の部材を要するため、光利用効率が悪くなる問題があった。これらを透過−散乱型液晶素子へ適用しようとすると、重合性モノマーの高いホスト液晶溶解性、液晶素子の電源ＯＦＦ時の高透明性、電源ＯＮ時の高散乱性、高速応答及び高い電気信頼性のいずれか、又はいずれも不十分であった。
【００１１】
さらに、特許文献６では、電源ＯＦＦ時の高透明性、電源ＯＮ時の高散乱性、高速応答等には優れるものの、本発明者の検討によれば、建物の窓および車両の窓への応用や、表示装置としてプロジェクタ光やバックライトを照射する等の際に必要となる耐光性に問題があることが見出された。即ち、長時間、紫外線又は可視光に晒されると上記の調光素子性能が悪くなってしまうことがわかった。
【００１２】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、下記（１），（２）の要求特性を満たす高性能液晶素子と、この液晶素子を有するスクリーン及びディスプレイを提供することを課題とする。
（１）  調光素子としての性能に優れる。具体的には、電圧ＯＦＦ時はヘーズが低く、ＯＮ時はヘーズが高くなり、かつその応答時間が短い。
（２）  耐光性に優れる。具体的には、耐光試験を行った後でも上記調光素子性能が維持される。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明者は上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、特定のカイラルネマチック液晶成分及び重合性モノマーを用いた液晶組成物、並びに液晶調光層中に特定のカイラルネマチック液晶成分と高分子樹脂相を含む複合体を含有する液晶素子を用いることで上記課題を解決できることを見出し、本発明に到達した。即ち、本発明の要旨は、以下に存する。
【００１４】
［１］  少なくとも一方が透明な基板であり、対向して配置される一対の電極付き基板を有し、前記基板間に、カイラルネマチック液晶相と高分子樹脂相を含む複合体を含む液晶調光層を有する液晶素子であって、前記高分子樹脂相が、下記式（１）で表される構造を含有し、前記カイラルネマチック液晶相の誘電率異方性が正であり、かつ前記カイラルネマチック液晶相が下記式（２）、（３）、又は（４）で表される化合物の少なくとも１種を含み、かつカイラルネマチック液晶成分の合計量に対し、これらの化合物を合計２０重量％以上含有する液晶素子。
【００１５】
【化１】
2019135500.tif 000002
【００１６】
［式（１）において、
Ｒ１及びＲ２は、それぞれ独立に、水素原子、或いは置換基を有していてもよい炭素数１以上、６以下のアルキル基を表し、
Ｘ１及びＸ３は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい２価の基を表し、
Ｘ２は、直接結合又は置換基を有していてもよい２価の基を表し、
Ａ１及びＡ２は、それぞれ独立に、２価の、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基、置換基を有していてもよい芳香族複素環基、又は置換基を有していてもよい脂肪族炭化水素環基、或いは、芳香族炭化水素環、芳香族複素環及び脂肪族炭化水素環のうちのいずれか１種以上で構成される２価の縮合環基を表し、
ｍ１及びｍ３は、それぞれ独立に、０以上、６以下の整数を表し、ｍ２は、０以上、４以下の整数を表す。］
【００１７】
【化２】
2019135500.tif 000003
【００１８】
［式（２）、（３）、（４）において、
Ｓ１〜Ｓ４は、それぞれ独立に、水素原子、或いは置換基を有していてもよい炭素数１以上、１０以下のアルキル基又は置換基を有していてもよい炭素数１以上、１０以下のアルコキシル基を表し、
Ｙ１〜Ｙ６は、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子、シアノ基のいずれかを表し、Ｙ１〜Ｙ３のいずれか一つはフッ素原子であり、Ｙ４〜Ｙ６のいずれか一つはフッ素原子であり、
Ｂ１〜Ｂ５は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい、下記（５ａ）〜（５ｈ）のいずれかの基を表し、
ｎ１〜ｎ３は、それぞれ独立に、０又は１を表す。］
【００１９】
【化３】
2019135500.tif 000004
【００２０】
［２］  前記式（１）において、
【化４】
2019135500.tif 000005
で表される構造部分に、脂肪族炭化水素環を含む、［１］に記載の液晶素子。
【００２１】
［３］  前記カイラルネマチック液晶の液晶−等方相転移温度が８０℃以上である、［１］又は［２］に記載の液晶素子。
【００２２】
［４］  前記対向して配置される一対の電極付き基板の基板間の距離（ｄ）が、２μｍ以上、１００μｍ以下であり、前記カイラルネマチック液晶のカイラルピッチ長（ｐ）とｄの関係が、ｄ／ｐ≧１である、［１］乃至［３］のいずれかに記載の液晶素子。
【００２３】
［５］  前記液晶調光層が高分子安定化液晶である、［１］乃至［４］のいずれかに記載の液晶素子。
【００２４】
［６］  透過−散乱型素子である、［１］乃至［５］のいずれかに記載の液晶素子。
【００２５】
［７］  液晶素子が、偏光板を用いないものである、［１］乃至［６］のいずれかに記載の液晶素子。
【００２６】
［８］  前記液晶素子において、直流電圧及び／又は交流電圧印加時の可視光透過率が、電圧無印加時の可視光透過率よりも低下する領域が存在する、［１］乃至［７］のいずれかに記載の液晶素子。
【００２７】
［９］  直流電圧及び／又は交流電圧印加時のヘーズが７０％以上であり、電圧無印加時のヘーズが１５％以下である、［１］乃至［８］のいずれかに記載の液晶素子。
【００２８】
［１０］  −１０℃以上の温度範囲で、液晶素子の直流電圧及び／又は交流電圧の無印加時の可視光透過率を１００％、直流電圧及び／又は交流電圧の印加時の可視光透過率を０％と規格化したとき、直流電圧及び／又は交流電圧を印加した時から可視光透過率が１０％となるまでの時間及び、直流電圧及び／又は交流電圧を無印加とした時から可視光透過率が９０％となるまでの時間が、それぞれ８ｍｓｅｃ以下である、［１］乃至［９］のいずれかに記載の液晶素子。
【００２９】
［１１］［１］乃至［１０］のいずれかに記載の液晶素子を用いたスクリーン。
【００３０】
［１２］［１］乃至［１０］のいずれかに記載の液晶素子を用いたディスプレイ。
【００３１】
［１３］  重合性モノマーとカイラルネマチック液晶成分とを含有する、誘電率異方性が正であるカイラルネマチック液晶組成物であって、下記式（６）で表される重合性モノマーを、０．５重量％以上、１０重量％以下含有し、下記式（２）、（３）、又は（４）で表される化合物の少なくとも１種を、該液晶成分の合計量に対して、合計２０重量％以上含有する液晶組成物。
【００３２】
【化５】
2019135500.tif 000006
【００３３】
［式（７）において、
Ｒ３及びＲ４は、それぞれ独立に、不飽和アシル基を表し、
Ｘ１’及びＸ３’は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい２価の基を表し、
Ｘ２’は、直接結合又は置換基を有していてもよい２価の基を表し、
Ａ１’及びＡ２’は、それぞれ独立に、２価の、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基、置換基を有していてもよい芳香族複素環基、又は置換基を有していてもよい脂肪族炭化水素環基、或いは、芳香族炭化水素環、芳香族複素環及び脂肪族炭化水素環のうちのいずれか１種以上で構成される２価の縮合環基を表し、
ｍ１’及びｍ３’は、それぞれ独立に、０以上、６以下の整数を表し、ｍ２’は、０以上、４以下の整数を表す。］
【００３４】
【化６】
2019135500.tif 000007
【００３５】
［式（２）、（３）、（４）において、
Ｓ１〜Ｓ４は、それぞれ独立に、水素原子、或いは置換基を有していてもよい炭素数１以上、１０以下のアルキル基又は置換基を有していてもよい炭素数１以上、１０以下のアルコキシル基を表し、
Ｙ１〜Ｙ６は、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子、シアノ基のいずれかを表し、Ｙ１〜Ｙ３のいずれか一つはフッ素原子であり、Ｙ４〜Ｙ６のいずれか一つはフッ素原子であり、
Ｂ１〜Ｂ５は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい、下記（５ａ）〜（５ｈ）のいずれかの基を表し、
ｎ１〜ｎ３は、それぞれ独立に、０又は１を表す。］
【００３６】
【化７】
2019135500.tif 000008
【００３７】
［１４］  前記式（６）において、
【化８】
2019135500.tif 000009
で表される構造部分に、脂肪族炭化水素環を含む、［１３］に記載の液晶組成物。
【００３８】
［１５］  前記液晶組成物の液晶−等方相転移温度が８０℃以上である、［１３］又は［１４］に記載の液晶組成物。
【００３９】
［１６］  前記液晶組成物のカイラルピッチ長（ｐ）が、０．３μｍ以上、３μｍ以下である、［１３］乃至［１５］のいずれかに記載の液晶組成物。
【００４０】
［１７］［１３］乃至［１６］のいずれかに記載の液晶組成物を用いて形成された、液晶素子。
【発明の効果】
【００４１】
本発明によれば、下記（１），（２）の要求特性を満たす高性能液晶素子と、この液晶素子を有するスクリーン及びディスプレイが提供される。
（１）  調光素子としての性能に優れる。具体的には、電圧ＯＦＦ時はヘーズが低く、ＯＮ時はヘーズが高くなり、かつその応答時間が短い。
（２）  耐光性に優れる。具体的には、耐光試験を行った後でも上記調光素子性能が維持される。
【００４２】
本発明の液晶素子は、少なくとも一方が透明な基板であり、対向して配置される一対の電極付き基板と、該基板間にカイラルネマチック液晶相と高分子樹脂相の複合体からなる液晶調光層を挟持する。前記カイラルネマチック液晶成分が特定の化合物を所定の割合で含有することで、本発明の液晶素子は、調光素子としての性能に優れる上に、耐光性に優れたものとなり、耐光試験を行った後でも本来の優れた調光素子性能を十分に維持することができる。
【００４３】
本発明の液晶素子は、上記の特性から、スクリーン、ディスプレイ等に用いることが有用である。例えば、建物の窓、パーテーション等に視野遮断素子として用いることができる。また、公告板、ショーウインドウ、コンピューター端末、プロジェクション等のディスプレイとして利用することができる。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
以下に本発明について詳細に説明するが、以下の説明は、本発明の実施の形態の一例であり、本発明はその要旨を超えない限り、以下の記載内容に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、任意に変形して実施することができる。
【００４５】
〔液晶素子〕
本発明の液晶素子は、光透過状態と光散乱状態とで切り替えが可能(透過−散乱型)である。光透過状態と光散乱状態の切り替えは、液晶素子に含まれる少なくとも一方が透明な基板であり、対向して配置される一対の電極付き基板を有し、前記基板間に、液晶相と高分子樹脂相を含む複合体を含む液晶調光層を電気駆動することで実現できる。液晶調光層としては、光透過状態と光散乱状態を電気駆動により切り替えることのできる透過−散乱型の液晶相と高分子樹脂相の複合体を使用することができる。
【００４６】
高分子樹脂相が後述の式（１）で表される特定の構造を有することにより、電圧ＯＦＦ時はヘーズが低く、ＯＮ時はヘーズが高くなり、かつその応答時間が短くなる。即ち、式（１）で表される構造により、
(1)  網目状のネットワーク構造において、高分子が１０ｎｍ〜１μｍ程度の微細構造を維持できる剛直性を持つ
(2)  (1)によって高分子樹脂相とカイラルネマチック液晶相との界面積が大きい
(3)  高分子の配向性が高い
(4)  高分子のπ電子とカイラルネマチック液晶のπ電子の相互作用が大きい
ものとなる。
(1)〜(4)により、電圧ＯＦＦ時はカイラルネマチック液晶がモノドメインのプレーナー構造（カイラルネマチック液晶のらせん軸が一様に基板から垂直方向に向いている状態）になるため、電圧ＯＦＦ時はヘーズが低くなる。
(1)により、電圧ＯＮ時はカイラルネマチック液晶のポリドメインのフォーカルコニック構造（カイラルネマチック液晶のらせん軸がドメインごとに別々の向きになる状態）において、ドメインサイズを可視光散乱に適した１００ｎｍ〜１０μｍの範囲に分布させることができるため、ＯＮ時はヘーズが高い。
(2)〜(4)により、大きな弾性定数が得られるため、応答時間が短い。
また、本発明の液晶素子は、カイラルネマチック液晶成分中に、後述の式（２）〜（４）で表される特定の液晶化合物を所定量以上含むことで、耐光性を著しく向上させることができ、耐光試験を行った後でも上記調光素子性能が維持される。
液晶素子に光照射することにより、液晶調光層、配向膜、封止材などが劣化し、イオン性不純物を発生することがある。この不純物が液晶調光層に滞留することにより、内部電界の異常が生じ、調光素子性能が劣化すると考えられる。即ち、式（２）〜（４）で表される液晶化合物を用いることで、光吸収により発生するイオン性不純物の量を少なくし、また発生したイオン性不純物の取り込みを少なくすることにより、液晶調光層内の内部電界異常を抑制ることができる。このような耐光性の高い液晶化合物は、一般に屈折率異方性（Δｎ）が小さいために、ＯＮ時に高いヘーズを出せないトレードオフを示すが、式（２）〜（４）で表される液晶化合物を用いることで、良好な耐光性とΔｎの値を大きくすることを両立させることができる。
【００４７】
本発明の液晶素子は、少なくとも一方が透明な基板であり、対向配置される一対の電極付き基板と、該基板間にカイラルネマチック液晶相及び高分子樹脂相を含む複合体を含む液晶調光層を挟持するものである。高分子樹脂相は、後述の式（１）で表される構造を高分子体に含有し、前記カイラルネマチック液晶相の誘電率異方性が正であり、カイラルネマチック液晶相に後述の式（２）〜（３）で表される液晶化合物を所定値以上含むものであれば特に限定されないが、以下に代表的な構成を説明する。
【００４８】
［基板］
基板の材質としては、例えば、ガラスや石英等の無機透明物質、金属、金属酸化物、半導体、セラミック、プラスチック板、プラスチックフィルム等の無色透明或いは着色透明、又は不透明のものが挙げられる。
電極は、その基板の上に、例えば、金属酸化物、金属、半導体、有機導電物質等の薄膜を基板全面或いは部分的に、既知の塗布法や印刷法やスパッタ等の蒸着法等により形成される。また、導電性の薄膜形成後に部分的にエッチングしたものでもよい。特に大面積の液晶素子を得るためには、生産性及び加工性の面からＰＥＴ等の透明高分子フィルム上にＩＴＯ（酸化インジウムと酸化スズの混合物）電極をスパッタ等の蒸着法や印刷法等を用いて形成した電極基板を用いることが望ましい。なお、基板上に電極間或いは電極と外部を結ぶための配線が設けられていてもよい。例えば、セグメント駆動用電極基板やマトリックス駆動用電極基板、アクティブマトリックス駆動用電極基板等であってもよい。
【００４９】
更に、基板上に設けられた電極面上が、ポリイミドやポリアミド、シリコン、シアン化合物等の有機化合物、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２等の無機化合物、又はこれらの混合物よりなる保護膜や配向膜で全面或いは一部が覆われていてもよい。なお、基板は、液晶を基板面に対して配向させるよう配向処理されていてもよく、配向処理されている場合、接触する液晶組成物がプレナー構造をとるならば、いずれの配向処理を用いても構わない。例えば、２枚の基板ともホモジニアス配向であってもよいし、一方がホモジニアス配向で、他方がホメオトロピック配向である、いわゆるハイブリッドであっても構わない。これらの配向処理には、電極表面を直接ラビングしてもよく、ＴＮ液晶、ＳＴＮ液晶等に用いられるポリイミド等の通常の配向膜を使用してもよい。
【００５０】
また、配向膜の製造法に、基板上の有機薄膜に直線偏光等の異方性を有する光を照射して膜に異方性を与える、いわゆる光配向法を用いることもできる。なお、液晶素子の製造時に、未重合の液晶組成物の配向を基板面に対して制御できれば必ずしも基板の配向処理は必要としない。すなわち、後述の本発明の液晶組成物は光重合させる前に、液晶組成物を流動させたり、せん断応力をかけたりする等の方法により、液晶組成物が配向してプレナー構造をとらせることができる。
【００５１】
対向する基板は、周辺部に適宜、基板を接着支持する樹脂体を含む接着層を有してもよい。
本発明における液晶素子の端面あるいは液晶組成物の注入口を、粘着テープ、熱圧着テープ、熱硬化性テープ等のテープ類、又は／及び、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂、湿気硬化型樹脂、室温硬化型接着剤、嫌気性接着剤、エポキシ系接着剤、シリコ−ン系接着剤、フッ素樹脂系接着剤、ポリエステル系接着剤、塩化ビニル系接着剤等の硬化性樹脂類や熱可塑性樹脂類等で封止することで、内部の液晶等の染み出しを防ぐことができる。また、この封止により、液晶素子の劣化を防ぐ効果が得られる場合もある。その際の端面の保護法としては、端面を全体に覆ってもよいし、端面から液晶素子内部に硬化性樹脂類や熱可塑性樹脂類を流し込み固化させてもよく、更にこの上をテープ類で覆ってもよい。
【００５２】
対向配置される基板間には、球状又は筒状のガラス、プラスチック、セラミック、あるいはプラスチックフィルム等のスペーサーを存在させてもよい。スペーサーは、本発明の液晶組成物の成分として含有させることで、基板間の液晶調光層中に存在させてもよく、液晶素子組み立ての際に基板上に散布したり、接着剤と混合して接着層の中に存在させたりしてもよい。
【００５３】
［液晶調光層］
本発明の液晶素子に含まれる液晶調光層（以下、「本発明の液晶調光層」と称す場合がある。）は、カイラルネマチック液晶相及び高分子樹脂相を含む複合体を含む、好ましくは高分子安定化液晶（連続的に広がった液晶相中に、前記重合性モノマーに由来するポリマーが網目状のネットワークが形成されているもの）である。
【００５４】
本発明の液晶調光層は、閾値以上の実効値を持つ、直流電圧、交流電圧、パルス電圧又はそれらの組み合わせによって光透過状態と光散乱状態とを切り替えることができる。液晶調光層としては、電圧無印加時に光透過状態で電圧印加状態に光散乱状態になるリバースモードの駆動をするものでもよいし、電圧無印加時に光散乱状態で電圧印加状態に光透過状態になるノーマルモードの駆動をするものでもよい。また、光透過状態と光散乱状態の切り替え時のみ電圧印加を行うメモリモードの駆動をするものでもよい。
【００５５】
このように本発明の液晶組成物はリバースモード、ノーマルモード及び、メモリモードのいずれの液晶素子にも適用することができる。リバースモードの液晶素子を製造する方法は、例えば特表平０６−５０７５０５号等に開示されている。また、ノーマルモードの液晶素子を製造する方法は、例えば特表平０６−５０７５０５号や特開平０７−０４３６９０号等に開示されている。本発明の液晶組成物を用いてメモリモードの液晶素子を製造する方法は、例えば、特表平７−５０７０８３号等に開示されている。
【００５６】
液晶調光層として、ＰＳＣＴを用い、リバースモードで使用する場合、液晶素子への電圧が無印加の時、液晶らせん軸がほぼ全て基板に対して垂直方向を向くプレナー相となり、光透過状態をとる。一方、液晶調光層の電極基板間に電圧を印加することで、誘電異方性が正である液晶らせん軸が、ランダムな方向を向くフォーカルコニック相へと相転移し、光散乱状態となる。この２つの相をスイッチングすることで、液晶素子のヘーズを制御することができる。
【００５７】
液晶調光層として、ＰＤＬＣを用い、ノーマルモードで使用する場合、液晶素子への電圧が無印加の場合、高分子樹脂相に分散された液晶相の液晶らせん軸は、高分子樹脂相による強い束縛によりランダムな方向を向くフォーカルコニック相となり、光散乱状態となる。一方、液晶調光層の電極基板間に電圧を印加することで、誘電異方性が負である液晶分子長軸が、基板と垂直な方向を向くホメオトロピック相となり、光透過状態となる。
【００５８】
本発明の液晶調光層は、特定の液晶化合物を含むカイラルネマチック液晶相と特定の分子構造を持つ高分子樹脂相を含むものであれば、ＰＳＬＣ及びＰＤＬＣ等の素子方式に制限は無く、これらを用いることで、高い電気信頼性、並びに電源ＯＦＦ時の高透明性、電源ＯＮ時の高散乱性、高速応答等を達成することができる。
【００５９】
本発明の液晶調光層は、ＰＳＬＣであることがより好ましい。ＰＳＬＣの特徴としては、高分子樹脂相が網目状のポリマーネットワーク構造をしており、また、液晶相と高分子樹脂相の合計に対する高分子樹脂相の割合が１０重量％以下であり、液晶調光層中で液晶相が連続的に繋がった構造であることが挙げられる。ＰＳＬＣは液晶相と高分子樹脂相との界面での弾性相互作用が大きく、液晶素子の立ち下がりの応答速度が他方式に比べて速い利点がある。また、液晶素子への電圧無印加時の透明性と電圧印加時の散乱強度を十分に高めることができる。
【００６０】
液晶調光層中の液晶相と高分子樹脂相の割合は、本発明の効果を損なわない範囲であれば特に限定されない。高分子樹脂相が液晶相と高分子樹脂相の合計に対し、１０重量％以下であることが好ましく、７重量％以下であることが更に好ましい。また、０．１重量％以上であることが好ましく、１重量％以上であることが更に好ましい。液晶相と高分子樹脂相の合計に対する高分子樹脂相の割合が０．１重量％以上であることで、高分子樹脂相が機械的に強靭となり、液晶素子の繰り返し耐久性に優れる傾向となる。また、液晶分子が十分な界面相互作用を受けられるため、液晶素子の透過散乱のコントラスト及び応答速度が向上する場合がある。一方で、液晶相と高分子樹脂相の合計に対する高分子樹脂相の割合が１０重量％以下であることで、駆動電圧の上昇が抑えられ、液晶素子の透明性が高くなる傾向にある。
【００６１】
本発明の液晶調光層は、液晶相と高分子樹脂相以外にも他の成分を含んでもよい。例えば色素を含んでいてもよい。具体的には、液晶に２色性の色素を添加し溶解させた状態で用いることができる。
液晶に色素を添加した場合、色素の分子配向に基づく固有の吸収波長、すなわち、２色比に応じた特定波長の光の吸収、透過及び散乱の各特性を液晶分子の動きに応じて電気的に制御できる調光・光学素子部材として用いることが可能となる。具体的には、色素を有することで、特定波長の成分だけを強く吸収したり、散乱を強めたりすることが可能となることで、波長異方性を補完することができる。これにより、素子の応用先に応じて目的の演色効果を設計することが可能となる。
【００６２】
［高分子樹脂相］
本発明の液晶調光層に含まれる高分子樹脂相（以下、「本発明の高分子樹脂相」と称す場合がある。）は、下記式（１）で表される構造を含有する。
【００６３】
【化９】
2019135500.tif 000010
【００６４】
［式（１）において、
Ｒ１及びＲ２は、それぞれ独立に、水素原子、或いは置換基を有していてもよい炭素数１以上、６以下のアルキル基を表し、
Ｘ１及びＸ３は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい２価の基を表し、
Ｘ２は、直接結合又は置換基を有していてもよい２価の基を表し、
Ａ１及びＡ２は、それぞれ独立に、２価の、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基、置換基を有していてもよい芳香族複素環基、又は置換基を有していてもよい脂肪族炭化水素環基、或いは、芳香族炭化水素環、芳香族複素環及び脂肪族炭化水素環のうちのいずれか１種以上で構成される２価の縮合環基を表し、
ｍ１及びｍ３は、それぞれ独立に、０以上、６以下の整数を表し、ｍ２は、０以上、４以下の整数を表す。］
【００６５】
＜Ｒ１及びＲ２＞
Ｒ１及びＲ２はそれぞれ独立に、水素原子、或いは置換基を有していてもよい炭素数１以上、６以下のアルキル基を表す。炭素数１以上、６以下のアルキル基は、直鎖であってもよく分岐していてもよい。これらの中でも、重合時の反応性向上の点から、Ｒ１及びＲ２は水素原子又は炭素数１以上、４以下のアルキル基が好ましく、水素原子又は炭素数１又は２のアルキル基が更に好ましい。
【００６６】
炭素数１以上、６以下のアルキル基が有していてもよい置換基は、特に限定されないが、液晶への溶解性の観点から、ハロゲン原子、シアノ基等が挙げられる。
【００６７】
＜Ｘ１、Ｘ２及びＸ３＞
Ｘ１及びＸ３は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい２価の基を表し、Ｘ２は、直接結合又は置換基を有していてもよい２価の基を表す。
Ｘ２の２価の基としては、特に限定はないが、例えば、エーテル結合、エステル結合、脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素基、芳香族複素環基等が挙げられる。これらの中でも、液晶への高溶解性の観点から、直鎖、分岐又は環状のアルキレン基等の脂肪族炭化水素基やエーテル結合が好ましい。
また、Ｘ１及びＸ３の２価の基としては、特に限定はないが、例えば、脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素基、芳香族複素環基等が挙げられる。これらの中でも、液晶への高溶解性の観点から、脂肪族炭化水素基、特に直鎖、分岐又は環状のアルキレン基が好ましい。
【００６８】
Ｘ１、Ｘ２及びＸ３の組合せは特に限定されず、同一でも、一部又は全て異なっていてもよいが、製造方法の容易さから、同一であることが好ましい。
Ｘ１、Ｘ２及びＸ３が有していてもよい置換基としては、アルキル基、アルコキシ基、ヒドロキシ基、カルボキシル基等が挙げられる。これらの中でも炭素数１〜４のアルキル基及び炭素数１〜４のアルコキシ基が、液晶への溶解性の観点から好ましい。
【００６９】
（２価の脂肪族炭化水素基）
Ｘ１、Ｘ２及びＸ３の脂肪族炭化水素基としては、直鎖、分岐又は環状の２価の脂肪族炭化水素基が挙げられる。例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、１，２−シクロブタンジイル基、１，３−シクロブタンジイル基、１，２−シクロペンタンジイル基、１，３−シクロペンタンジイル基、１，４−シクロペンタンジイル基、１，１−シクロヘキサンジイル基、１，２−シクロヘキサンジイル基、１，３−シクロヘキサンジイル基、１，４−シクロヘキサンジイル基、１，１−シクロヘプタンジイル基、１，２−シクロヘプタンジイル基、１，３−シクロヘプタンジイル基、１，４−シクロヘプタンジイル基等が挙げられ、好ましくはメチレン基、エチレン基、プロピレン基、１，３−シクロブタンジイル基、１，３−シクロペンタンジイル基、１，４−シクロペンタンジイル基、１，４−シクロヘキサンジイル基、１，３−シクロヘキサンジイル基、１，３−シクロヘプタンジイル基、１，４−シクロヘプタンジイル基である。
また、２価の脂肪族炭化水素基の炭素数は、４以上が好ましく、５以上が更に好ましい、また、８以下が好ましく、７以下が更に好ましい。炭素数がこの範囲であることで、液晶との配向を阻害しない傾向にある。
【００７０】
（２価の芳香族炭化水素基）
Ｘ１、Ｘ２及びＸ３の芳香族炭化水素基としては、本発明の効果を損なわないものであれば特に限定されない。２価の芳香族炭化水素基とは、芳香族炭化水素環の単環、あるいはこれが２〜４個縮合してなる縮合環から、水素原子を２個除いて得られる２価の基である。
【００７１】
２価の芳香族炭化水素基の炭素数は、６以上であることが好ましく、一方、炭素数は３０以下であることが好ましく、２６以下がより好ましく、１８以下であることが更に好ましい。炭素数がこの範囲であることで、重合時の反応性が向上する傾向にある。
【００７２】
２価の芳香族炭化水素基の具体例としては、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フェナントレン環、ペリレン環、テトラセン環、ピレン環、ベンズピレン環、クリセン環、トリフェニレン環、アセナフテン環、フルオランテン環、フルオレン環等から水素原子を２個除いて得られる基が挙げられる。これらの中でも、液晶への溶解性向上の点から、ベンゼン環又はナフタレン環から水素原子を２個除いて得られる基、即ち、フェニレン基、ナフタレン基であることが好ましい。
【００７３】
（２価の芳香族複素環基）
Ｘ１、Ｘ２及びＸ３の芳香族複素環基としては、本発明の効果を損なわないものであれば特に限定はされない。２価の芳香族複素環基は、芳香族複素環の単環、あるいはこれが２〜４個縮合してなる縮合環から、水素原子を２個除いて得られる２価の基である。
２価の芳香族複素環基の芳香族複素環を構成する原子数（員数）は、５以上であることが好ましい。一方、芳香族複素環を構成する原子数は３０以下であることが好ましく、２６以下が更に好ましく、１８以下であることが特に好ましい。芳香族複素環を構成する原子数がこの範囲であることで、重合時の反応性が向上する傾向にある。
【００７４】
２価の芳香族複素環基の具体例としては、フラン環、ベンゾフラン環、チオフェン環、ベンゾチオフェン環、ピロール環、ピラゾール環、イミダゾール環、オキサジアゾール環、インドール環、カルバゾール環、ピロロイミダゾール環、ピロロピラゾール環、ピロロピロール環、チエノピロール環、チエノチオフェン環、フロピロール環、フロフラン環、チエノフラン環、ベンゾイソオキサゾール環、ベンゾイソチアゾール環、ベンゾイミダゾール環、ピリジン環、ピラジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、トリアジン環、キノリン環、イソキノリン環、シノリン環、キノキサリン環、フェナントリジン環、ベンゾイミダゾール環、ペリミジン環、キナゾリン環、キナゾリノン環、アズレン環等から水素原子を２個除いて得られる基が挙げられる。ここれらの中でも、液晶への溶解度の点から、フラン環、ベンゾフラン環、チオフェン環、ベンゾチオフェン環、ピロール環又はオキサジアゾール環から水素原子を２個除いて得られる基が好ましい。
【００７５】
（Ａ１及びＡ２）
Ａ１及びＡ２はそれぞれ独立に、２価の、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基、置換基を有していてもよい芳香族複素環基、又は置換基を有していてもよい脂肪族炭化水素環基（環状の脂肪族炭化水素基）、或いは、芳香族炭化水素環、芳香族複素環及び脂肪族炭化水素環のうちのいずれか１種以上で構成される２価の縮合環基を表す。
【００７６】
Ａ１及びＡ２の置換基を有していてもよい２価の芳香族炭化水素基、置換基を有していてもよい２価の芳香族複素環基としては、Ｘ１、Ｘ２及びＸ３の説明において例示したものが挙げられ、好ましい基も同様である。
【００７７】
（２価の脂肪族炭化水素環基）
Ａ１及びＡ２の２価の脂肪族炭化水素環基としては、本発明の効果を損なわないものであれば特に限定されない。例えば、１，２−シクロブタンジイル基、１，３−シクロブタンジイル基、１，２−シクロペンタンジイル基、１，３−シクロペンタンジイル基、１，４−シクロペンタンジイル基、１，１−シクロヘキサンジイル基、１，２−シクロヘキサンジイル基、１，３−シクロヘキサンジイル基、１，４−シクロヘキサンジイル基、１，１−シクロヘプタンジイル基、１，２−シクロヘプタンジイル基、１，３−シクロヘプタンジイル基、１，４−シクロヘプタンジイル基等が挙げられ、好ましくは１，３−シクロブタンジイル基、１，３−シクロペンタンジイル基、１，４−シクロペンタンジイル基、１，４−シクロヘキサンジイル基、１，３−シクロヘキサンジイル基、１，３−シクロヘプタンジイル基、１，４−シクロヘプタンジイル基である。
また、２価の脂肪族炭化水素環基の炭素数は、４以上が好ましく、５以上が更に好ましい、また、８以下が好ましく、７以下が更に好ましい。炭素数がこの範囲であることで、液晶との配向の阻害が起こりにくくなるために好ましい。
【００７８】
Ａ１及びＡ２の芳香族炭化水素環、芳香族複素環及び脂肪族炭化水素環のうちのいずれか１種以上で構成される２価の縮合環基（以下、単に「縮合環基」と称す場合がある。）としては、これらの環の２以上が縮合したものであればよく、縮合環を構成する環の組み合わせ等には特に制限はないが、好ましくは、脂肪族炭化水素環を１つ以上含む環を２〜４個縮合してなるものであり、具体的には、後述の脂肪族炭化水素環を含む２価の縮合環基として例示するものが挙げられる。
【００７９】
Ａ１及びＡ２の芳香族炭化水素基、芳香族複素環基、脂肪族炭化水素環基、縮合環基が有していてもよい置換基としては、アルキル基、アルコキシ基、ヒドロキシ基、カルボキシル基等が挙げられる。これらの中でも、炭素数１〜４のアルキル基又はアルコキシ基が、液晶への溶解性の観点から好ましい。
【００８０】
本発明において、前記式（１）で表される構造のうち、
【化１０】
2019135500.tif 000011
で表される構造部分（以下「特定位置Ａ」と称す場合がある。）には、少なくとも脂肪族炭化水素環を含むことが好ましく、この特定位置Ａに脂肪族炭化水素環を含むことで、重合性化合物の紫外光吸収または可視光吸収を抑制し、分解物の発生が低減され、液晶素子の電気信頼性が向上する。
【００８１】
以下に、特定位置Ａに脂肪族炭化水素環を含むことにより、液晶素子の電気信頼性が向上するメカニズムについて説明する。
【００８２】
一般に、液晶性物質を複数混合させた混合物は、紫外光を吸収することで一部の分子が光反応を起こし、イオン性不純物を発生させることが知られている。また、重合性化合物においても、紫外光を吸収した場合に、すべての分子が重合反応に寄与するわけではなく、一部の分子は副反応としてイオン性不純物を発生させる。そのため、液晶及び重合性化合物を含む液晶組成物を２枚の電極基板間に挟持し、紫外光の露光により重合性化合物を重合させる露光工程は、上記イオン性不純物を発生させ、液晶素子の電気信頼性を低下させる原因になる。
【００８３】
上記特定位置Ａに脂肪族炭化水素環を含むことにより、液晶素子の電気信頼性が向上するメカニズムの詳細は明らかではないが、π電子共役を縮小又は分断する位置である特定位置Ａが脂肪族炭化水素環を含むことで、液晶の混合物や重合性化合物が紫外光を吸収して発生させる活性ラジカルを、効率よくトラップし、且つ、効率よく重合反応へと転化させているためであると推測される。また、重合性化合物の分子構造において、π電子共役を縮小又は分断する位置である特定位置Ａに脂肪族炭化水素環を組みこむことで、重合性化合物の紫外光吸収を抑制し、イオン性不純物等の分解物の発生が低減されたためと推測される。
【００８４】
液晶相内のイオン性不純物は、液晶素子に対する繰り返しの電源ＯＮ／ＯＦＦスイッチングや長時間の連続駆動によって、液晶相と高分子樹脂相及び／又は配向膜の界面に堆積し、液晶化合物の配向異常をきたす「焼き付き」現象を生じさせる一因となる。透過−散乱型の液晶素子で焼き付きが起きると、電源ＯＦＦ時のヘーズが上昇し、透明性が悪化する。特定位置Ａに脂肪族炭化水素環を含むことで、液晶相に発生するイオン性不純物を低減できることから、焼き付きを抑制することができ、電源ＯＦＦ時の透明性が高くなる。
また、液晶素子の露光工程における液晶組成物の副反応による不純物発生を抑制し、着色原因物質を低減させることで、液晶素子を無色透明性に優れたものとすることができる。
更には、液晶相のイオン性不純物が低減できることから、液晶素子の電気駆動にも有利であり、液晶素子の電源ＯＮ時の高散乱性及び高速応答にも優れたものとなる。
【００８５】
なお、特定位置Ａに脂肪族炭化水素環を含むとは、この特定位置Ａ内に脂肪族炭化水素環が少なくとも一つ含まれていればよく、Ａ１及び／又はＡ２とが脂肪族炭化水素環基であってもよく、脂肪族炭化水素環基と他の基が単結合により連結された形態であってもよく、２価の縮合環基に脂肪族炭化水素環が含まれる形態であってもよい。
【００８６】
特定位置Ａに脂肪族炭化水素環を含む形態の好適例としては、特定位置Ａが上記の「２価の脂肪族炭化水素環基」であるもの、或いは、以下の「２価の、脂肪族炭化水素環基と他の環状基との連結基」又は「脂肪族炭化水素環を含む２価の縮合環基」が挙げられる。
【００８７】
（２価の、脂肪族炭化水素環基と他の環状基との連結基）
脂肪族炭化水素環基と他の環状基が単結合により連結されている基としては、本発明の効果を損なわないものであれば特に限定されないが、以下の基が挙げられる。
【００８８】
【化１１】
2019135500.tif 000012
【００８９】
上記の中でも、以下の基が好ましい。
【００９０】
【化１２】
2019135500.tif 000013
【００９１】
（脂肪族炭化水素環を含む２価の縮合環基）
脂肪族炭化水素環基と他の環が縮合した２価の縮合環基としては、本発明の効果を損なわないものであれば特に限定されないが、以下の基が挙げられる。
【００９２】
【化１３】
2019135500.tif 000014
【００９３】
上記の中でも、以下の基が好ましい。
【００９４】
【化１４】
2019135500.tif 000015
【００９５】
特定位置Ａにおける炭素数は、６以上が好ましく、１２以上が更に好ましい。また、５０以下が好ましく、３０以下が更に好ましい。炭素数がこの範囲であることで、液晶素子形成時の重合時の反応性が向上し、液晶素子の電気信頼性が向上する傾向にある。
【００９６】
（ｍ１及びｍ３）
ｍ１及びｍ３は、それぞれ独立に、０以上、６以下の整数を表す。これらの中でも、液晶への溶解性向上の点から、０、１又は２が好ましく、特に、ｍ１及びｍ３は０であることが、重合時の反応性が向上する傾向となるため、好ましい。
【００９７】
（ｍ２）
ｍ２は、０以上、４以下の整数を表す。これらの中でも、液晶への溶解性向上の点から、ｍ２は、０、１又は２が好ましい。
【００９８】
前記式（１）で表される構造の具体例を以下に挙げるが、本発明はその要旨を超えない限りこれらに限定されるものではない。以下において、「Ｍｅ」はメチル基を示す。
【００９９】
【化１５】
2019135500.tif 000016
【０１００】
＜他の成分＞
本発明の高分子樹脂相は、後述する重合性モノマーを重合させた高分子樹脂を含むものであり、前記式（１）で表される構造以外にも本発明の効果を損なわない範囲であれば、他の成分及び構造を含んでもよい。
本発明の高分子樹脂相が式（１）で表される構造以外の他の構造を含む場合、本発明の高分子樹脂相に含まれる式（１）で表される構造と他の構造の比率は、本発明の効果を損なわない範囲であれば特に限定されないが、式（１）で表される構造が３０重量％以上であるのが好ましく、更に好ましくは５０重量％以上、最も好ましくは８０重量％以上である。
本発明の高分子樹脂相中の式（１）で表される構造の割合が適当な範囲であることで、短時間での液晶素子製造、高いコントラスト、短い応答時間等が十分に得られる傾向にある。本発明の高分子樹脂相中の式（１）で表される構造の含有量の上限は、１００重量％である。
【０１０１】
本発明の高分子樹脂相が含んでいてもよい、前記式（１）で表される構造以外の他の構造の具体例としては、例えば、以下のものが挙げられる。以下において、「Ｍｅ」はメチル基を示す。
【０１０２】
【化１６】
2019135500.tif 000017
【０１０３】
【化１７】
2019135500.tif 000018
【０１０４】
【化１８】
2019135500.tif 000019
【０１０５】
また本発明の高分子樹脂相が有する高分子樹脂が共重合体である場合、交互共重合体、ブロック共重合体、ランダム共重合体、グラフト共重合体のいずれでもよい。
【０１０６】
［カイラルネマチック液晶相］
本発明の液晶素子の液晶調光層に含まれるカイラルネマチック液晶相（以下、「本発明のカイラルネマチック液晶相」又は「本発明の液晶相」と称す場合がある。）は、誘電率異方性が正であり、かつ、下記式（２）、（３）、又は（４）で表される化合物の少なくとも１種を、カイラルネマチック液晶成分の合計量に対し、合計で２０重量％以上含有する。
【０１０７】
【化１９】
2019135500.tif 000020
【０１０８】
［式（２）、（３）、（４）において、
Ｓ１〜Ｓ４は、それぞれ独立に、水素原子、或いは置換基を有していてもよい炭素数１以上、１０以下のアルキル基又は置換基を有していてもよい炭素数１以上、１０以下のアルコキシル基を表し、
Ｙ１〜Ｙ６は、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子、シアノ基のいずれかを表し、Ｙ１〜Ｙ３のいずれか一つはフッ素原子であり、Ｙ４〜Ｙ６のいずれか一つはフッ素原子であり、
Ｂ１〜Ｂ５は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい、下記（５ａ）〜（５ｈ）のいずれかの基を表し、
ｎ１〜ｎ３は、それぞれ独立に、０又は１を表す。］
【０１０９】
【化２０】
2019135500.tif 000021
【０１１０】
＜誘電率異方性＞
本発明の液晶相及び下記に説明する液晶組成物に用いるカイラルネマチック液晶は、誘電率異方性が正である。本発明のカイラルネマチック液晶相の誘電率異方性が正であることで、リバースモード、ノーマルモード及びメモリモードの透過−散乱型素子として使用することができる。
【０１１１】
カイラルネマチック液晶の誘電率異方性の値（Δε）は正であれば特に限定されないが、５以上であることが好ましく、８以上であることが、液晶素子の駆動電圧低減のために好ましい。また、後述の本発明の液晶組成物に後述の重合開始剤を使用する場合、カイラルネマチック液晶を構成する個々の分子が重合開始剤の吸収波長に重なる波長の吸収を持たないことが、重合性モノマーの重合時間を短くする点で好ましい。
【０１１２】
カイラルネマチック液晶としては、液晶自体がコレステリック相を示す液晶性化合物の集合体であってもよく、ネマチック液晶にカイラル剤を添加することでカイラルネマチック液晶としたものであってもよい。液晶組成物設計の観点では、目的に応じてネマチック液晶にカイラル剤を添加し、カイラルピッチ長（ｐ）及び液晶−等方相転移温度（Ｔｎｉ）を制御することが好ましい。
【０１１３】
例として、リバースモードのＰＳＣＴ素子として使用する場合を説明する。
立ち上がりの応答時間τ１を短くするためには、液晶調光層の電極基板間へなるべく高い電圧を印加した方が有利である。ところが印加電圧が高すぎると、ホメオトロピック相へと相転移してしまい、十分な光散乱が得られなくなるというジレンマがある。この課題を解決するためには、カイラルネマチック液晶のカイラルピッチ長（ｐ）と、対向して配置される一対の電極付き基板の基板間の距離（ｄ）の関係ｄ／ｐが１以上であることが好ましい。更に好ましくは２以上、特に好ましくは４以上である。また、２０以下であることが好ましく、１２以下であることが特に好ましい。
【０１１４】
ｄ／ｐが大きいほど、駆動時の散乱が大きくなり、遮光特性が向上する。またｄ／ｐが大きいほど、フォーカルコニック相からホメオトロピック相への閾値電圧が高くなり、高電圧を印加しても光透過状態へ相転移せず、光散乱状態を維持することができる。そのため立ち上がりの応答時間τ１を短くすることができる。一方で液晶素子の駆動電圧（プレナー相からフォーカルコニック相への閾値電圧）も同時に増加するため、遮光特性と省エネや安全性の両立の観点から、上記の範囲内に収めることが好適である。
【０１１５】
カイラルネマチック液晶のｐは、０．３μｍ以上が好ましく、０．８μｍ以上が更に好ましい。一方、３μｍ以下が好ましく、更に２μｍ以下が更に好ましい。
ｐが上記下限値以上であることで、液晶素子の駆動電圧が低く抑えられる傾向があり、上記上限値以下であることで、コントラストが高くなる傾向となる。
一般にｐはカイラル剤の濃度に反比例するので、必要なｐの値から逆算してカイラル剤の濃度を決定すればよい。なお、ｐ×ｎ（ｎはカイラルネマチック液晶の屈折率）が可視光波長（３８０ｎｍ〜８００ｎｍ）の範囲内にある場合、最終的に得られる液晶素子は電圧無印加時に有色となり、可視光範囲外にある場合は電圧無印加時に無色透明になるので、目的に応じてｐを選択すればよい。
本発明の液晶素子の対向して配置される一対の電極付き基板の基板間の距離（ｄ）は、使用するカイラルネマチック液晶のｐ以上である必要があり、２μｍ以上が好ましく、３μｍ以上が更に好ましく、５μｍ以上が特に好ましい。また、１００μｍ以下が好ましく、２０μｍ以下が更に好ましい。
【０１１６】
電圧を印加していない状態での液晶素子の光透過率は、ｄの増加に対して減少し、また、表示素子の応答時間も長くなる場合がある。一方で、ｄが小さすぎることで、駆動時の遮光特性が低減し、また大面積の液晶素子の場合、液晶素子が短絡してしまう場合がある。ｄが上記範囲であることで、これらの要求性能をバランスよく満足することができる。
【０１１７】
カイラルネマチック液晶のＴｎｉは、液晶素子の動作可能な温度上限がカイラルネマチック液晶のＴｎｉにより決定されることから５０℃以上が好ましく、７０℃以上が更に好ましく、８０℃以上が特に好ましい。一方、Ｔｎｉが高くなると粘度が高くなる傾向があるので、２００℃以下が好ましく、１５０℃以下が更に好ましい。
【０１１８】
なお、カイラルネマチック液晶の誘電率異方性の値（Δε）、液晶−等方相転移温度（Ｔｎｉ）、カイラルピッチ長（ｐ）は後述の実施例の項に記載の方法に従って測定される。また、Δεは液晶組成物または液晶相に含まれる各構成分子それぞれの誘電率異方性から、加成則で算出することもできる。
【０１１９】
＜液晶化合物＞
以下に本発明の液晶相に含まれる式（２）、（３）又は（４）で表される化合物について説明する。
【０１２０】
（式（２）で表される化合物）
上記式（２）において、Ｓ１は水素原子、或いは置換基を有していてもよい炭素数１以上、１０以下のアルキル基又は置換基を有していてもよい炭素数１以上、１０以下のアルコキシル基であり、Ｓ１としては特に炭素数２〜８のアルキル基、炭素数２〜８のアルコキシル基であることが、Δｎ、Δε、及びＴｎｉの値を高いものとし、さらに重合性モノマーの溶解性を良好なものとする観点から好ましく、とりわけ炭素数２〜６の直鎖アルキル基であることが好ましい。なお、Ｓ１が有していてもよい置換基としては、炭素数１〜４のアルキル基、炭素数１〜４のアルコキシル基、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、アミノ基、カルボキシ基、シアノ基が挙げられ、好ましくは炭素数１〜４のアルキル基、炭素数１〜４のアルコキシル基、フッ素原子であるが、Δｎ、Δε、Ｔｎｉのそれぞれを高い値とし、さらに重合性モノマーの溶解性を良好なものとする観点から、Ｓ１は置換基を有さないことが好ましい。
【０１２１】
また、上記式（２）において、Ｙ１〜Ｙ３はそれぞれ独立に水素原子、フッ素原子、シアノ基のいずれかであり、Ｙ１〜Ｙ３のうちのいずれか一つはフッ素原子であるが、Ｙ１〜Ｙ３のうち、水素原子の数が０または１であることがΔｎの値を大きく、Δεの値を高いものとし、また、良好な耐光性を得る観点から好ましく、特に、シアノ基の数が０または１であることが好ましい。
【０１２２】
（式（３）で表される化合物）
上記式（３）において、Ｓ２は水素原子、或いは置換基を有していてもよい炭素数１以上、１０以下のアルキル基又は置換基を有していてもよい炭素数１以上、１０以下のアルコキシル基であり、Ｓ２としては特に炭素数２〜８のアルキル基、炭素数２〜８のアルコキシル基であることが、Δｎ、Δε、Ｔｎｉのそれぞれを高い値とし、さらに重合性モノマーの溶解性を良好なものとする観点から好ましく、とりわけ炭素数２〜６の直鎖アルキル基であることが好ましい。なお、Ｓ２が有していてもよい置換基としては、炭素数１〜４のアルキル基、炭素数１〜４のアルコキシル基、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、アミノ基、カルボキシ基、シアノ基が挙げられ、好ましくは炭素数１〜４のアルキル基、炭素数１〜４のアルコキシル基、フッ素原子であるが、Δｎ、Δε、及びＴｎｉのそれぞれを高い値とし、さらに重合性モノマーの溶解性を良好なものとする観点から、Ｓ２は置換基を有さないことが好ましい。
【０１２３】
また、上記式（３）において、Ｙ４〜Ｙ６はそれぞれ独立に水素原子、フッ素原子、シアノ基のいずれかであり、Ｙ４〜Ｙ６のうちのいずれか一つはフッ素原子であるが、Ｙ４〜Ｙ６のうち、水素原子の数が０または１であることがΔｎ及びΔεの値を大きなものとし、さらに耐光性を良好なものとする観点から好ましく、特に、シアノ基の数が０または１であることが好ましい。
【０１２４】
また、式（３）において、前記（５ａ）〜（５ｈ）のいずれかの基のうち、Ｂ１は、（５ａ）、（５ｂ）、（５ｇ）、（５ｈ）のいずれかであることが好ましく、特に（５ｂ）、（５ｇ）、（５ｈ）のいずれかであることが液晶温度範囲の観点から好ましい。Ｂ１が有していてもよい置換基としては、炭素数１〜４のアルキル基、炭素数１〜４のアルコキシル基、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、アミノ基、カルボキシ基、シアノ基が挙げられ、好ましくは炭素数１〜４のアルキル基、炭素数１〜４のアルコキシル基、フッ素原子であるが、Δｎ、Δεを高い値とし、耐光性を良好なものとする観点からＢ１は置換基を有さない方が好ましい。
また、Ｂ２は、前記（５ａ）〜（５ｈ）のいずれかの基のうち、（５ａ）、（５ｂ）、（５ｃ）、（５ｄ）、（５ｅ）、（５ｆ）のいずれかであることがΔｎ、Δε、及びＴｎｉのそれぞれを高い値とし、、さらに耐光性を良好なものとする観点から好ましく、特に（５ｃ）、（５ｄ）、（５ｅ）、（５ｆ）のいずれかであることが好ましい。Ｂ２が有していてもよい置換基としては、炭素数１〜４のアルキル基、炭素数１〜４のアルコキシル基、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、アミノ基、カルボキシ基、シアノ基が挙げられ、好ましくは炭素数１〜４のアルキル基、炭素数１〜４のアルコキシル基、フッ素原子であるが、Δｎ、Δεを高い値とし、耐光性を良好なものとする観点からＢ２は置換基を有さない方が好ましい。
また、Ｂ３は、前記（５ａ）〜（５ｈ）のいずれかの基のうち、（５ａ）又は（５ｂ）であることが好ましく、特に（５ａ）であることがΔｎ、Δε、Ｔｎｉ、のそれぞれを高い値とし、かつ良好な耐光性を得る観点からの観点から好ましい。Ｂ３が有していてもよい置換基としては、炭素数１〜４のアルキル基、炭素数１〜４のアルコキシル基、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、アミノ基、カルボキシ基、シアノ基が挙げられ、好ましくは炭素数１〜４のアルキル基、炭素数１〜４のアルコキシル基、フッ素原子であるが、高Δｎ、高Δε、高耐光性の観点からＢ３は置換基を有さない方が好ましい。
式（３）において、ｎ１は０又は１であるが、好ましくはｎ＝０である。
【０１２５】
（式（４）で表される化合物）
上記式（４）において、Ｓ３，Ｓ４は、それぞれ独立に、水素原子、或いは置換基を有していてもよい炭素数１以上、１０以下のアルキル基又は置換基を有していてもよい炭素数１以上、１０以下のアルコキシル基であり、Ｓ３としては特に炭素数２〜８のアルキル基、炭素数２〜８のアルコキシル基であることが、Δｎ、Δε、Ｔｎｉのそれぞれを大きな値とし、さらに重合性モノマーの溶解性の観点から好ましく、とりわけ炭素数２〜６の直鎖アルキル基であることが好ましい。なお、Ｓ３が有していてもよい置換基としては、炭素数１〜４のアルキル基、炭素数１〜４のアルコキシル基、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、アミノ基、カルボキシ基、シアノ基が挙げられ、好ましくは炭素数１〜４のアルキル基、炭素数１〜４のアルコキシル基、フッ素原子であるが、Δｎ、Δε、Ｔｎｉのそれぞれを高い値とし、さらに重合性モノマーの溶解性の観点から、Ｓ３は置換基を有さないことが好ましい。また、Ｓ４としては特に炭素数２〜８のアルキル基、又はアルコキシ基であることが、Δｎ、Δε、Ｔｎｉを大きな値とし、さらに重合性モノマーの溶解性の観点から好ましく、とりわけ炭素数２〜６の直鎖アルキル基又はアルコキシ基であることが好ましい。なお、Ｓ４が有していてもよい置換基としては、炭素数１〜４のアルキル基、炭素数１〜４のアルコキシル基、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、アミノ基、カルボキシ基、シアノ基が挙げられ、好ましくは炭素数１〜４のアルキル基、炭素数１〜４のアルコキシル基、フッ素原子であるが、Δｎ、Δε、Ｔｎｉのそれぞれを高い値とし、さらに重合性モノマーの溶解性の観点から、Ｓ４は置換基を有さないことが好ましい。
【０１２６】
また、式（４）において、Ｂ４は、前記（５ａ）〜（５ｈ）のいずれかの基のうち（５ａ）又は（５ｂ）であることが好ましく、特に（５ｂ）であることが液晶温度範囲の観点から好ましい。Ｂ４が有していてもよい置換基としては、炭素数１〜４のアルキル基、炭素数１〜４のアルコキシル基、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、アミノ基、カルボキシ基、シアノ基が挙げられ、好ましくは炭素数１〜４のアルキル基、炭素数１〜４のアルコキシル基、フッ素原子であるが、高Δｎ、高Δε、高耐光性の観点からＢ４は置換基を有さない方が好ましい。
また、Ｂ５は、前記（５ａ）〜（５ｈ）のいずれかの基のうち（５ａ）又は（５ｂ）であることが好ましく、特に（５ｂ）であることが液晶温度範囲の観点から好ましい。Ｂ５が有していてもよい置換基としては、炭素数１〜４のアルキル基、炭素数１〜４のアルコキシル基、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、アミノ基、カルボキシ基、シアノ基が挙げられ、好ましくは炭素数１〜４のアルキル基、炭素数１〜４のアルコキシル基、フッ素原子であるが、Δｎ、Δεを高い値とし、耐光性を良好なものとする観点からＢ５は置換基を有さない方が好ましい。
式（４）において、ｎ２，ｎ３は０又は１であるが、好ましくはｎ２＝０、ｎ３＝０である。
【０１２７】
本発明の液晶相は、上記の式（２）、（３）又は（４）で表される化合物のうちの１種のみを含むものであってもよく、２種以上を含むものであってもよい。これらのうちの２以上を含む場合、式（２）で表される化合物の１種又は２種以上と式（３）で表される化合物の１種又は２種以上を含むものであってもよく、式（２）で表される化合物の１種又は２種以上と式（４）で表される化合物の１種又は２種以上を含むものであってもよく、式（３）で表される化合物の１種又は２種以上と式（４）で表される化合物の１種又は２種以上を含むものであってもよく、式（２）で表される化合物の１種又は２種以上と式（３）で表される化合物の１種又は２種以上と式（４）で表される化合物の１種又は２種以上を含むものであってもよいが、Δｎを大きな値とし、かつ耐光性を良好なものとする観点から、式（２）で表される化合物の１種以上と式（３）で表される化合物の１種以上と式（４）で表される化合物の１種以上を含むことが好ましい。
【０１２８】
＜その他の液晶成分＞
本発明の液晶相には、上記式（２）〜（４）で表される化合物以外の液晶成分が含まれていてもよい。
【０１２９】
他の液晶成分としてのネマチック液晶としては、公知のいずれでもよく、構成分子の分子骨格、置換基、分子量に制限は特になく、合成品でも市販品でもよい。ネマチック液晶の誘電率異方性は正で大きいことが、液晶素子のカイラルネマチック液晶相及び液晶組成物のカイラルネマチック液晶の誘電率異方性を正とするために好ましい。また、前述の通り、重合開始剤を用いる場合、構成分子が構成する個々の分子が開始剤の吸収波長に重なる波長の吸収を持たないことが、重合性モノマーの重合時間を短くする点で好ましい。また、２色性色素や液晶素子の光学・電気特性を妨害しない範囲で種々の添加物を含んでいてもよい。
【０１３０】
公知の液晶性物質を用いる場合、具体的には日本学術振興会第１４２委員会編；「液晶デバイスハンドブック」日本工業新聞社（１９８９年）、第１５２頁〜第１９２頁及び液晶便覧編集委員会編；「液晶便覧」丸善株式会社（２０００年）、第２６０頁〜第３３０頁に記載されているようなビフェニル系、フェニルシクロヘキサン系、シクロヘキシルシクロヘキサン系、ハロゲン化アルキル系、トラン系等の各種低分子系の化合物又は混合物を使用することができる。また、液晶便覧編集委員会編；「液晶便覧」丸善株式会社（２０００年）、第３６５頁〜第４１５頁に記載されているような高分子系化合物又は混合物を使用することもできる。ネマチック液晶を構成する他の化合物としては例えば、以下の化合物等が挙げられる。なお、本発明において、液晶化合物とは、２５℃、１気圧下で液晶状態をとる化合物を指す。また、本発明において液晶状態とは、化合物の集合体において、並進対称性が失われているが、配向規則性が保たれている状態を意味し、低分子で構成される液晶化合物であれば、一般に流動性と異方性を有する状態を意味する。液晶の定義に関しては、「液晶便覧」丸善株式会社（２０００年）、第１頁〜第７頁に詳しく記載されている。
【０１３１】
【化２１】
2019135500.tif 000022
【０１３２】
これらの他の液晶化合物は１種のみを用いてもよく、任意の２種以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
【０１３３】
コレステリック液晶及びネマチック液晶としては粘度が低く、誘電率異方性の高いものが、液晶素子の高速応答性や製造性の点で好ましい。
【０１３４】
＜カイラル剤＞
カイラル剤としては、光学活性を示す化合物であればいずれでもよく、合成品でも市販品でよく、また、自身が液晶性を示すものでもよいし、更には重合性の官能基を有していてもよい。また、右旋性でも左旋性でもよく、右旋性のカイラル剤と左旋性のカイラル剤を併用してもよい。ただし、本発明に用いるカイラル剤としては式（２）〜（４）に該当する化合物は除くものとする。
【０１３５】
また、カイラル剤としては、それ自身の誘電異方性が正に大きく、粘度の低いものが液晶素子の駆動電圧低減及び応答速度の観点から好ましく、カイラル剤が液晶をねじる力の指標とされるＨｅｌｉｃａｌ  Ｔｗｉｓｔｉｎｇ  Ｐｏｗｅｒが大きいほうが好ましい。また、重合開始剤を用いる場合には、開始剤の吸収波長に重なる波長の吸収を持たないことが好ましい。
【０１３６】
カイラル剤の市販品としては、例えばＣＢ１５（商品名  メルク社製）、Ｃ１５（商品名  メルク社製）、Ｓ−８１１（商品名  メルク社製）、Ｒ−８１１（商品名  メルク社製）、Ｓ−１０１１（商品名  メルク社製）、Ｒ−１０１１（商品名  メルク社製）等が挙げられる。
【０１３７】
＜液晶成分中の含有量＞
本発明の液晶相は、前述の式（２）、（３）又は（４）で表される化合物を合計で、カイラルネマチック液晶成分の合計量に対して２０重量％以上含む。式（２）、（３）又は（４）で表される化合物の含有量が上記下限未満であると、本発明の効果を得ることができない。調光素子としての性能と耐光性のより一層の改善のために、カイラルネマチック液晶成分の合計量に対する式（２）、（３）又は（４）で表される化合物の合計の割合は４０重量％以上であることが好ましく、６０重量％以上であることがより好ましい。一方、この含有割合の上限は、カイラル剤等の含有量を確保するために通常９０重量％以下である。
【０１３８】
本発明の液晶相は、前述の式（２）、（３）又は（４）で表される化合物の２種以上、特に、式（２）、（３）又は（４）で表される化合物をそれぞれ含むことが、高Δｎと高耐光性を両立させる観点から好ましい。この場合、式（２）、（３）又は（４）で表される化合物の合計に対して、式（２）で表される化合物を１０〜８０重量％、式（３）で表される化合物を１０〜８０重量％、式（４）で表される化合物を１０〜８０重量％含むことが、液晶温度範囲および重合性モノマーの溶解性の観点から好ましい。
【０１３９】
本発明の液晶相が式（２）、（３）又は（４）で表される化合物以外の他の液晶化合物を含むことで、Δｎの値の向上、Δεの値の向上、液晶温度範囲の拡大、重合性モノマーの溶解性向上といった効果を得ることができるが、この含有量が多過ぎると、式（２）、（３）又は（４）で表される化合物を用いることによる本発明の効果を十分に得ることができないおそれがあることから、他の液晶化合物の含有量は、カイラルネマチック液晶成分の合計量に対して５０重量％以下であることが好ましい。
【０１４０】
カイラル剤は、カイラルネマチック液晶成分の合計量に対して１〜５０重量％程度用いることが好ましい。
【０１４１】
なお、ここで、カイラルネマチック液晶成分とは、液晶素子の液晶調光層に含まれる液状成分であり、通常、式（２）、（３）又は（４）で表される化合物と、必要に応じて用いられるその他の液晶化合物と、カイラル剤との合計に該当する。
【０１４２】
〔液晶組成物〕
本発明の液晶組成物は、重合性モノマーとカイラルネマチック液晶成分とを含有する、誘電率異方性が正であるカイラルネマチック液晶組成物であって、下記式（６）で表される重合性モノマーを、０．５重量％以上、１０重量％以下含有し、前記式（２）、（３）、又は（４）で表される化合物の少なくとも１種を、該液晶成分の合計量に対して、合計２０重量％以上含有することを特徴とする。
【０１４３】
【化２２】
2019135500.tif 000023
【０１４４】
［式（７）において、
Ｒ３及びＲ４は、それぞれ独立に、不飽和アシル基を表し、
Ｘ１’及びＸ３’は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい２価の基を表し、
Ｘ２’は、直接結合又は置換基を有していてもよい２価の基を表し、
Ａ１’及びＡ２’は、それぞれ独立に、２価の、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基、置換基を有していてもよい芳香族複素環基、又は置換基を有していてもよい脂肪族炭化水素環基、或いは、芳香族炭化水素環、芳香族複素環及び脂肪族炭化水素環のうちのいずれか１種以上で構成される２価の縮合環基を表し、
ｍ１’及びｍ３’は、それぞれ独立に、０以上、６以下の整数を表し、ｍ２’は、０以上、４以下の整数を表す。］
【０１４５】
＜式（６）で表される重合性モノマー＞
（Ｒ３及びＲ４）
式（６）において、Ｒ３及びＲ４は、それぞれ独立に、不飽和アシル基を表す。不飽和アシル基が有する不飽和結合の種類や数は特に限定されない。また、炭素数も特に限定されないが、３以上が好ましく、また、１０以下が好ましく、５以下が更に好ましい。炭素数がこの範囲であることで、重合時の反応性が向上する傾向にある。
【０１４６】
Ｒ３及びＲ４の不飽和アシル基としては、具体的には、アクリロイル基、プロピオロイル基、メタクリロイル基、クロトノイル基、シンナモイル基等が挙げられる。
これらの中でも、重合時の反応性が向上する点から、アクリロイル基又はメタクリロイル基であることが好ましい。
【０１４７】
（Ｘ１’、Ｘ２’及びＸ３’）
Ｘ１’、Ｘ２’及びＸ３’としては、それぞれ、前記式（１）におけるＸ１、Ｘ２及びＸ３として例示したものが挙げられ、好ましいものも同様である。
【０１４８】
（Ａ１’及びＡ２’）
Ａ１’及びＡ２’としては、それぞれ、前記式（１）におけるＡ１及びＡ２として例示したものが挙げられ、好ましいものも同様である。
【０１４９】
（ｍ１’、ｍ２’及びｍ３’）
ｍ１’、ｍ２’及びｍ３’は、前記式（１）のｍ１、ｍ２及びｍ３とそれぞれ同義であり、好ましい範囲等も同義である。
【０１５０】
式（６）で表される重合性モノマーのなかでも、特にｍ１’＝ｍ３’＝０であるものが、液晶との配向規則性が優れる傾向となり、好ましい。
【０１５１】
一般に、液晶相と高分子樹脂相の複合体では、液晶調光層での液晶相と高分子樹脂相との界面における弾性相互作用を、分子間のπ−π相互作用によって強化する設計がなされている。これらには、分子全体にπ電子系が分布する分子構造の重合性モノマーが使用されていた。しかし、このような重合性モノマーは、液晶組成物中で重合性モノマー同士がπ−π相互作用によりスタッキングし、液晶への溶解度が下がる不具合が起こる場合がある。
【０１５２】
本発明の液晶組成物の中でも、上記式（６）で表される重合性モノマーのうち、重合性モノマー同志のπ−πスタッキングの面積を減少させる位置に芳香族炭化水素環を導入した重合性モノマーを使用することで、液晶への溶解度を向上させることができるために好ましい。このように、π−πスタッキングの面積を減少させる位置に芳香族炭化水素環を導入した重合性モノマーを使用しても、電源ＯＦＦ時の高透明性、電源ＯＮ時の高散乱性及び高速応答に影響することはなく、これらの性能に優れた液晶素子が得られる。
【０１５３】
また、式（６）で表される重合性モノマーは、液晶組成物として一般的に用いられている重合性モノマーが有する、フェニル基又はナフチル基等の複数のベンゼン環を有する基のうち、１つのベンゼン環を、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基としている。これにより、重合性モノマー同志のπ−πスタッキングの面積を減少させて、重合性モノマー同志の凝集を抑制することで、液晶への溶解性の向上に寄与し、液晶組成物の保存や、液晶素子加工時の固形分析出がなく、高い製造性が得られるものである。
【０１５４】
式（６）で表される重合性モノマーの具体例を以下に例示する。本発明はその要旨を超えない限りこれらに限定されるものではない。
【０１５５】
【化２３】
2019135500.tif 000024
【０１５６】
本発明の液晶組成物は、重合性モノマーとして、上記式（６）で表される重合性モノマーの１種のみを含むものであってもよく、２種類以上含むものであってもよい。また、式（６）で表される重合性モノマーと共に、他の重合性モノマーを含むものであってもよい。具体的には、（メタ）アクリル系又はビニル系等の、１つ又は２つ以上のエチレン性不飽和二重結合を有する他の重合性モノマー、及び、１つのエチレン性不飽和二重結合を有する重合性のオリゴマー等を含み、重合反応により上記式（６）で表される重合性モノマーと共重合させてもよい。
【０１５７】
＜他の重合性モノマー＞
本発明の液晶組成物が含んでもよい他の重合性モノマーとしては、例えば、特開平９−９０３２８号公報に記載の１官能（メタ）アクリルモノマー、２官能（メタ）アクリルモノマー、３官能以上の多官能（メタ）アクリルモノマー等の重合性モノマー、（メタ）アクリルオリゴマー等の重合性のオリゴマー等が使用できる。
ビニルモノマーとしては、スチレン、クロロスチレン、α−メチルスチレン、ジビニルベンゼン等が挙げられる。
本発明の液晶組成物は、これらの他の重合性モノマーの１種のみを含むものであってもよく、２種類以上含むものであってもよい。
【０１５８】
前述の通り、本発明の高分子樹脂相が有する高分子樹脂が共重合体である場合、交互共重合体、ブロック共重合体、ランダム共重合体、グラフト共重合体のいずれでもよい。
【０１５９】
＜カイラルネマチック液晶＞
本発明の液晶組成物に含まれるカイラルネマチック液晶成分は、本発明の液晶素子のカイラルネマチック液晶相の説明において記載したカイラルネマチック液晶成分と同義であり、具体例、好ましい範囲等も同義である。
【０１６０】
＜重合開始剤＞
本発明の重合性モノマーを重合させる際には、重合開始剤を用いることが好ましい。従って、本発明の液晶組成物は、重合開始剤を含むことが好ましい。重合開始剤は特に限定されないが、重合性モノマーとの重合反応性、化学構造、分子量、開始剤効率等を選択、調整することで、前記高分子樹脂相のピーク面積比を特定の範囲とし、本発明の効果を得ることができる。
重合開始剤には光や熱等の種々の物理的な要因で分子内開裂したり、他分子から水素を引き抜いてラジカルを発生したりするラジカル重合開始剤があるが、中でも熱をかけることなく液晶の相転移温度以下で重合させることができるラジカル系光重合開始剤が、液晶に対する熱影響が小さい点で好ましい。
【０１６１】
（ラジカル系光重合開始剤）
ラジカル系光重合開始剤としては、分子構造には特に制限はないが、ホスト液晶であるカイラルネマチック液晶への溶解可能な化合物を選択するのが好ましい。また、本発明の液晶組成物を構成する分子は典型的に波長３５０ｎｍ以下の紫外光吸収を持つため、ラジカル系光重合開始剤自体は波長３５０ｎｍ以上の光でラジカル化するものを選択することが好ましい。
【０１６２】
ラジカル系光重合開始剤として、アシルホスフィンオキサイド系、アルキルフェノン系、チタノセン系、多ハロゲン化合物、シアニン色素のアルキルホウ素塩、トリアリールビイミダゾール等が挙げられ、中でも、アシルホスフィンオキサイド系、アルキルフェノン系のラジカル系光重合開始剤が好ましく、中でもアシルホスフィンオキサイド系のラジカル系光重合開始剤が重合効率の点から特に好ましい。
【０１６３】
アシルホスフィンオキサイド系のラジカル系光重合開始剤としては、例えば、公知のモノアシルフォスフィンオキサイド誘導体、ビスアシルフォスフィンオキサイド誘導体、トリスアシルフォスフィンオキサイド誘導体等を用いることができる。市販品としては、Ｌｕｃｉｒｉｎ  ＴＰＯ（商品名、ＢＡＳＦ社製）、ＩＲＧＡＣＵＲＥ  ８１９（商品名、ＢＡＳＦ社製）等のモノアシルフォスフィン誘導体が挙げられる。
【０１６４】
＜液晶組成物中の成分化合物の含有量＞
本発明の液晶組成物中の前記式（６）で表される重合性モノマーの含有割合は、０．５重量％以上、１０重量％以下である。好ましくは７重量％以下であり、特に好ましくは６．５重量％以下である。また、好ましくは０．１重量％以上、特に好ましくは１重量％以上である。式（６）で表される重合性モノマーの含有量が上記下限以上であることでＯＮ時のヘーズが高くなるとともに、応答時間が短くなり、上記上限以下であることでＯＦＦ時のヘーズが低くなるとともに、駆動電圧が実用範囲に収めることができる。
【０１６５】
前記式（６）で表される重合性モノマーと他の重合性モノマーを併用する場合、式（６）で表される重合性モノマーと他の重合性モノマーの比率は、本発明の効果を損なわない範囲であれば特に限定されないが、全重合性モノマーに占める式（６）で表される重合性モノマーが３０重量％以上であるのが好ましく、更に好ましくは５０重量％以上、最も好ましくは８０重量％以上である。式（６）で表される重合性モノマーの割合が適当な範囲であることで、短時間での液晶素子の製造が可能となり、高速応答性、高透明性、高散乱性、低着色、高耐久性、及び耐経時劣化に優れた液晶素子が得られる傾向にある。全重合性モノマーに占める式（６）で表される重合性モノマーの上限は、１００重量％である。
【０１６６】
また、複数の重合性モノマー及び／又は非重合性モノマーを併用する場合、液晶組成物に対する重合性モノマー及び非重合性モノマーの合計の割合は、通常、０．２重量％以上、好ましくは１．２重量％以上であり、一方、通常、１０重量％以下、好ましくは７重量％以下である。この割合が適当な範囲であることで、液晶素子の繰り返し耐久性が低下しない傾向にあり、また、透明時のヘーズが大きくなりすぎず、不透明時のヘーズが低下しない場合がある。
【０１６７】
液晶組成物中の液晶成分の含有割合は、液晶組成物中、通常、９０重量％以上、好ましくは９１重量％以上であり、一方、通常、９９重量％以下、好ましくは、９８重量％以下である。この範囲であることで、液晶素子の透明性や光学応答特性のバランスが得られる傾向にある。
液晶成分中の前記式（２）、（３）又は（４）で表される化合物の含有量やカイラル剤の含有量については、前述の本発明の液晶相における含有量と同様である。
【０１６８】
本発明の液晶組成物が重合開始剤を含む場合、液晶組成物中の重合開始剤の含有割合は、液晶組成物中、通常、０．０１重量％以上、好ましくは０．０５重量％以上であり、一方、通常、５重量％以下、好ましくは、１重量％以下である。この範囲であることで、重合が十分に進行し、液晶組成物から得られる液晶素子の繰り返し使用に対する耐久性及び透明時のヘーズが良好となる傾向がある。
【０１６９】
＜その他成分＞
本発明の液晶組成物は、光安定剤、抗酸化剤、増粘剤、重合禁止剤、光増感剤、接着剤、消泡剤、界面活性剤等を含有していてもよい。
【０１７０】
＜液晶組成物の製造方法＞
本発明の液晶組成物の製造方法は特に限定はないが、公知の攪拌機や振盪機等で液晶組成物の成分化合物を混合させることで製造することができる。混合の際には、加熱を行ってもよい。加熱する場合、加熱温度は、成分化合物が熱反応を起こさない温度であれば、特に制限はない。
【０１７１】
＜液晶−等方相転移温度（Ｔｎｉ）＞
本発明の液晶組成物は室温（２５℃）でコレステリック相を示すように設計され、その液晶−等方相転移温度（Ｔｎｉ）は４０℃以上が好ましく、更に６０℃以上が好ましく、特に８０℃以上が好ましい。本発明の液晶組成物のＴｎｉが上記下限未満では、重合時の光源や反応熱に由来する温度上昇で、液晶構造が破壊される場合があることが懸念される。一方、Ｔｎｉが高くなると粘度が高くなる傾向があるので、２００℃以下が好ましく、１５０℃以下が更に好ましい。
【０１７２】
＜カイラルピッチ長（ｐ）＞
本発明の液晶組成物のカイラルピッチ長（ｐ）は、０．３μｍ以上が好ましく、０．８μｍ以上が更に好ましい。一方、３μｍ以下が好ましく、更に２μｍ以下が更に好ましい。
ｐが上記下限値以上であることで、得られる液晶素子の駆動電圧が低く抑えられる傾向があり、上記上限値以下であることで、コントラストが高くなる傾向となる。
【０１７３】
＜液晶組成物の使用＞
本発明の液晶組成物は、その硬化物を含む層を、前述の通り、液晶素子の対向配置された一対の基板間に存在させることで、液晶材料として使用される。
【０１７４】
〔液晶素子の製造方法〕
本発明の液晶素子の液晶調光層は、例えば、スペーサーを介して対向配置される一対の電極付き基板周辺部を光硬化性接着剤等で接着層を形成して封止セルとし、あらかじめ１つ以上設けた接着層の切り欠きに常圧又は真空中で、前述の本発明の液晶組成物に浸して注入するか、或いは、一方の基板上にコーターを使用して前述の本発明の液晶組成物を塗布し、その上に他方の基板を重ねる等の公知の方法で挟持させた後、紫外光、可視光、電子線等の放射線によって重合・硬化することで形成することができる。
【０１７５】
プラスチックフィルム基板の場合、連続で供給される電極付き基板を２本のゴムロール等で挟み、その間に、スペーサーを含有分散させた本発明の液晶組成物を供給して挟み込み、その後連続で光硬化させることで、連続生産が可能であり、生産効率を高めることができる。
【０１７６】
いずれの方法においても、基板に配向処理が施されていない場合は、未硬化の液晶組成物を光硬化させる前に液晶組成物を流動させたり、せん断応力をかけたりする等の方法により、液晶組成物が配向してプレナー構造をとらせる必要がある。具体的には、配向処理されていない封止セル中に本発明の液晶組成物を注入することで、液晶組成物にプレナー構造をとらせることができる。
【０１７７】
本発明の液晶組成物中の重合性モノマーを重合させる方法は光重合が好ましい。この中でも、紫外線による重合が特に好ましい。また、光重合の光源としては、用いるラジカル光重合開始剤の吸収波長にスペクトルを有するものならいずれでもよく、典型的には２２０ｎｍ以上４５０ｎｍ以下の波長の光を照射可能な光源ならばいずれでもよい。例としては高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ、ハロゲンランプ、メタルハライドランプ、ＵＶ−ＬＥＤ、青色ＬＥＤ、白色ＬＥＤ等が挙げられる。そのほか、熱線カットフィルタ、紫外線カットフィルタ、可視光カットフィルタ等を併用してもよい。光は液晶素子の透明基板上から少なとも一面に照射すればよく、液晶組成物を挟持する基板が両方とも透明である場合には、両面とも光照射してもよい。光照射は一度に行ってもよいし、数回に分割して行ってもよい。光の放射照度を液晶素子の厚み方向に分布を持たせ、高分子樹脂相の密度を連続的に変化させた、いわゆるＰＳＣＯＦ（Phase  Separated  Composite  Organic  Film）（V.  Vorflusevand  S.  Kumar,  Science  283,  1903  (1999)）としてもよい。
【０１７８】
光重合の場合に、基板間の液晶組成物に照射される光の放射照度は、通常０．０１ｍＷ／ｃｍ２以上、好ましくは１ｍＷ／ｃｍ２以上、さらに好ましくは１０ｍＷ／ｃｍ２以上、特に好ましくは３０ｍＷ／ｃｍ２以上である。放射照度が小さすぎると重合が十分進行しない傾向となる。また、液晶組成物の光重合には、通常、２Ｊ／ｃｍ２以上、好ましくは３Ｊ／ｃｍ２以上の積算照射量を与えればよい。
【０１７９】
光照射時間は光源の放射強度に応じて決定すればよいが、生産性を高める観点から通常２００ｓｅｃ以内、好ましくは６０ｓｅｃ以内に光照射を完了するのがよく、一方、１０ｓｅｃ以上光照射するのが好ましい。光照射時間が短すぎると液晶素子の繰り返し耐久性が劣る場合がある。プラスチックフィルム基板を用いて大面積のシート状液晶素子を製造する場合は、光源又はシートを移動させながら連続で光照射する方法をとることもでき、光源の放射照度に応じてその移動速度を調節すればよい。
【０１８０】
液晶組成物を重合させる際の温度は、通常０℃以上、４０℃以下であることが好ましい。温度が上記下限以上であると、重合反応が進みやすくなる傾向にある。一方、温度が上記上限以下であると、重合反応に伴って蓄積した熱による素子の温度上昇を抑制することができ、液晶の相転移温度以下で重合することが可能となる。従って、液晶配向に局所的に乱れを生じさせず、液晶素子の光学特性や駆動耐久性等に影響を与えにくくなる。
【０１８１】
上記のようにして形成される液晶調光層は、薄膜状の透明高分子中にカイラルネマチック液晶が粒子状に分散又は連続層を形成しているが、最も良好なコントラストを示すのは連続層を形成している場合である。
【０１８２】
〔液晶素子の駆動〕
本発明の液晶素子は、電圧を印加するか、又は、電圧印加状態から電圧無印加状態に戻すことで、透明状態から散乱状態（不透明状態）へスイッチングすることができる。本発明の液晶素子は、リバースモードで使用可能な液晶素子であるため、電圧印加時の可視光透過率が電圧無印加時の可視光透過率よりも低下する領域が存在する。
また、本発明の液晶素子は、光学変調を光散乱のスイッチングで行うため、偏光板を用いずに表示を行うことができる。従って、本発明の液晶素子は透過率が５０％を上回ることができ、光の利用効率が高いものである。
なお、ここでの電圧は、交流及び／又は直流の電圧を指す。
【０１８３】
本発明の実施形態の１つとして、透明体として光透過状態と光散乱状態を切り替え可能な液晶素子を用いたスクリーンを使用し、スクリーンが光散乱状態の時にプロジェクター等で投影した映像を結像させ、視認可能にするシースルー表示をすることが挙げられる。具体的には、スクリーンが光散乱状態である時又は光透過状態から光散乱状態となる間に、プロジェクター等が液スクリーンの一部又は全体に対して画像を投影し、前記スクリーン子が光透過状態の時に、プロジェクター等による画像の投影を行わないように、スクリーンと画像投影機の同期を行なうものである。
【０１８４】
この同期切り替えを、人間の目では追随できない速度で繰り返すことによって、スクリーンに画像が投影された時に、画像が浮き出て見えるのである。これらの用途において、液晶素子には高応答性、高コントラスト、特定のヘーズ値が求められ、本発明の液晶素子は好適に用いることができる。
【０１８５】
本発明のリバースモードの液晶素子を透明状態から散乱状態へスイッチングするには、カイラルネマチック液晶相がプレナー状態からフォーカルコニック状態へ相転移するだけの電圧を電極間に印加すればよい。印加波形は直流、交流、パルス、あるいはそれらの合成波等、特に制限はない。直流電圧の場合、好ましくは０．５ｍｓｅｃ以上、交流電圧の場合、正弦波、矩形波、三角波、又はそれらの合成波のいずれでもよく、好ましくは１００ｋＨｚ以下の周波数で０．５ｍｓｅｃ以上、パルス波の場合、好ましくはパルス幅０．５ｍｓｅｃ以上を印加することでスイッチングできる。
【０１８６】
なお、液晶素子の駆動電圧は、直流電圧では通常、６０Ｖ以下、好ましくは３０Ｖ以下であり、交流電圧では通常、１２０Ｖｐ−ｐ以下、好ましくは９０Ｖｐ−ｐ以下、パルス電圧では最大値が６０Ｖ以下、好ましくは最大値が３０Ｖ以下である。
【０１８７】
本発明の液晶素子の動作温度上限はカイラルネマチック液晶相のＴｎｉであるが、低温では応答時間が長くなる傾向があるため、動作温度範囲としては、好ましくは−１０℃以上、更に好ましくは０℃以上である。また、好ましくは６０℃以下であり、更に好ましくは４０℃以下である。
【０１８８】
〔液晶素子の調光性能〕
［液晶素子のヘーズ・平行光線透過率］
本発明の液晶素子のヘーズは、直流電圧及び／又は交流電圧無印加時（電源ＯＦＦ時）に１５％以下であるのが好ましく、直流電圧及び／又は交流電圧印加時（電源ＯＮ時）に７０％以上であることが好ましい。特に電源ＯＦＦ時１０％以下で電源ＯＮ時９０％以上であるのが特に好ましい。室内、蛍光灯のもとでは、ヘーズが１５％を超えると曇りが目立ち、７０％未満では液晶素子向こう側のシルエットが見えてくる傾向がある。
【０１８９】
また、本発明の液晶素子の平行光線透過率は、好ましくは電源ＯＦＦ時７５％以上、電源ＯＮ時１５％以下が好ましく、電源ＯＦＦ時８０％以上、電源ＯＮ時１０％以下が特に好ましい。室内、蛍光灯のもとでは７５％未満では薄暗く、１５％を超えると正面にある物体が見えてしまう傾向がある。
【０１９０】
なお、本発明において、液晶素子のヘーズの測定及び平行光線透過率の測定は、ＪＩＳ  Ｋ７１３６（２０００年）に従って測定される。
【０１９１】
［液晶素子の応答時間］
本明細書中に記載の応答時間とは、液晶素子が電圧無印加時の可視光（３８０〜８００ｎｍ）透過率を１００％、電圧印加により減少し飽和した時の可視光透過率を０％と規格化したとき、試験波形（本実施例中では１００Ｈｚの矩形波）を印加したときの可視光透過率が１０％となるまでの時間（立ち上がり応答時間）、試験波形を無印加としたときの可視光透過率が９０％となるまでの時間（立ち下がりの応答時間）と定義する。応答時間の測定方法は、実施例に記載の方法により測定される。
【０１９２】
本発明の液晶素子の応答時間は、−１０℃以上の温度において、立ち上がりの応答時間と立ち下がりの応答時間ともにそれぞれ８ｍｓｅｃ以下であることが好ましく、５ｍｓｅｃ以下であるとさらに好ましく、３ｍｓｅｃ以下であると特に好ましい。また液晶素子として使用するには、立ち上がりの応答時間と立ち下がりの応答時間が同じである方が好ましい。
【０１９３】
〔液晶素子の用途〕
本発明の液晶組成物及び液晶素子は、液晶素子及びディスプレイ等に用いることができる。例えば、建物の窓、パーテーション及びショーウインドウ等の視野遮断のための液晶素子や、高速応答性を以って電気的に表示を切り替えることによって、公告板等のディスプレイやプロジェクションのパネルとして利用することができる。
【０１９４】
プロジェクションのシステムは、フロントプロジェクション、リアプロジェクション等が挙げられ、特に限定されない。例えば、特開平６−８２７４８号公報又は国際公開ＷＯ２００９／１５０５７９号で示されているリアプロジェクションシステムや、特開２０１０−２１７２９１号公報で示されているコヒーレント光を光源とするプロジェクションシステムを挙げることができる。
【実施例】
【０１９５】
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明は、その要旨を超えない限り、以下の実施例により限定されるものではない。
【０１９６】
＜液晶組成物の液晶−等方相転移温度（Ｔｎｉ）の測定方法＞
液晶組成物を一旦相溶させ、温度上昇による相転移を、偏光顕微鏡によって観察することにより得た。
＜カイラルネマチック液晶相の液晶−等方相転移温度（Ｔｎｉ）の測定方法＞
液晶素子の温度上昇による相転移を、偏光顕微鏡によって観察することにより得た。
【０１９７】
＜モノマー溶解度の測定方法＞
表−１Ａ，−２Ａ，−３Ａ，−４Ａに示すカイラルネマチック液晶をそれぞれ用い、この液晶に重合性モノマーを１０重量％添加、撹拌し、２５℃で１２時間静置した後濾過し、液中の重合性モノマーの含有量を高速液体クロマトグラフィーの検量線法で求め、溶解度とした。重合性モノマーの溶解度は１重量％以上で大きい方が好ましい。
重合性モノマーの溶解度は、表−１Ａ，−２Ａ，−３Ａ，−４Ａの欄外に示す。
【０１９８】
＜液晶組成物の誘電率異方性（Δε）の測定方法＞
液晶の誘電率異方性（Δε）は、Δε＝ε１−ε２で求めた。ε１は、液晶分子の長軸方向の誘電率であり、ε２は、液晶分子の単軸方向の誘電率である。
誘電率ε（ε１及びε２）は、ε＝Ｃｄ／Ｓ（Ｃは液晶の静電容量を表す。ｄは液晶相の厚さを表す。Ｓは２枚の電極基板の電極の重なり部分の面積を表す。）により求めた。
なお、液晶素子のカイラルネマチック液晶相のΔεは、液晶成分の誘電率異方性の加成則により求めた。
【０１９９】
＜カイラルネマチック液晶及び液晶組成物のピッチ長（ｐ）の測定方法＞
カイラルネマチック液晶又は液晶組成物をホモジニアス配向処理された電極層付き透明ガラス基板から成るギャップ１２μｍの空セルに注入し、分光光度計で測定される選択反射波長λからｐ＝λ／ｎ（ただし、ｎはカイラルネマチック液晶又は液晶組成物の屈折率）により求めた。
【０２００】
＜液晶素子のヘーズの測定方法＞
液晶素子のヘーズは、ＪＩＳ  Ｋ７１３６に従い、室温（２５℃）で、ヘーズメータ  ＮＤＨ５０００ＳＰ（日本電色社製）により測定した。液晶の駆動は１００Ｈｚの矩形波を印加し、測定電圧は８０Ｖｐ−ｐを用いて測定を行った。
【０２０１】
＜液晶素子の応答時間の測定方法＞
液晶素子の応答速度は、室温２５℃において測定を行った。また、液晶の駆動は１００Ｈｚの矩形波を印加し、測定電圧は８０Ｖｐ−ｐを用いて測定を行った。
光源にハロゲンランプを用い、検出器にフォトダイオードを用いた。液晶素子に光を垂直に入射しながら試験波形を印加したときの立ち上がり応答時間と、立ち下がり応答時間をそれぞれ測定し、これらを合計した値を応答時間として評価した。
【０２０２】
＜液晶素子の耐光試験方法＞
液晶素子の耐光試験はキセノンウェザーメーター（アトラス社製Ｃｉ４０００）を用いて行った。ブラックパネル温度３５℃、湿度５０％ＲＨ、降雨なし、放射照度６８０Ｗ／ｍ２、４０時間で試験した。サンプルにはＵＶカットフィルタ（富士フイルム  ＳＣ−３９）を装着した。
【０２０３】
［実施例１］
表−１Ａに示すカイラルネマチック液晶組成物Ｌ１を調製した。Ｌ１はＴｎｉ＝９６℃、Δε＝７．９、ｐ＝１７００ｎｍであった。表−１Ｂの通り、Ｌ１には、式（２）〜（４）で表される化合物が、液晶成分の合計に対して合計７０．５重量％含有されている。
このＬ１を、２枚のホモジニアス配向処理された電極層付き透明ガラス基板がギャップ１２．０μｍ隔て（ｄ／ｐ＝７）、それぞれの電極が内向きに対向するように配置したセルに注入法で挟み込み、接着剤で封口した。２５℃で１２時間静置した後、３０℃で、波長３６５ｎｍのＵＶ露光を照射量２４００ｍＪ／ｃｍ２行い、液晶素子Ｌ１−Ｉとした。Ｌ１−Ｉのカイラルネマチック液晶相は、Ｔｎｉ＝１０１℃、Δε＝７．７、ｐ＝１７００ｎｍであった。
Ｌ１−ＩはＯＦＦ時のヘーズが３．４％、ＯＮ時（８０Ｖｐ−ｐ印加）のヘーズが９８．１％、応答時間（８０Ｖｐ−ｐ印加）が５．０ｍｓｅｃであった。
また、耐光試験後のＬ１−ＩはＯＦＦ時のヘーズが４．１％、ＯＮ時（８０Ｖｐ−ｐ印加）のヘーズが９８．０％、応答時間（８０Ｖｐ−ｐ印加）が５．０ｍｓｅｃであり、良好な性能を維持した。
【０２０４】
【表１Ａ】
2019135500.tif 000025
【０２０５】
【表１Ｂ】
2019135500.tif 000026
【０２０６】
［実施例２］
表−２Ａに示すカイラルネマチック液晶組成物Ｌ２を調製した。Ｌ２はＴｎｉ＝９４℃、Δε＝８．０、ｐ＝１７００ｎｍであった。表−２Ｂの通り、Ｌ２には、式（２）〜（４）で表される化合物が、液晶成分の合計に対して合計７０．６重量％含有されている。
このＬ２を、実施例１と同様の方法で加工し、液晶素子Ｌ２−Ｉとした。Ｌ２−Ｉのカイラルネマチック液晶相はＴｎｉ＝１０３℃、Δε＝７．７、ｐ＝１７００ｎｍであった。
Ｌ２−ＩはＯＦＦ時のヘーズが３．１％、ＯＮ時（８０Ｖｐ−ｐ印加）のヘーズが９８．０％、応答時間（８０Ｖｐ−ｐ印加）が４．７ｍｓｅｃであった。
また、耐光試験後のＬ２−ＩはＯＦＦ時のヘーズが３．５％、ＯＮ時（８０Ｖｐ−ｐ印加）のヘーズが９７．４％、応答時間（８０Ｖｐ−ｐ印加）が４．５ｍｓｅｃであり、良好な性能を維持した。
【０２０７】
【表２Ａ】
2019135500.tif 000027
【０２０８】
【表２Ｂ】
2019135500.tif 000028
【０２０９】
［比較例１］
表−３Ａに示すカイラルネマチック液晶組成物Ｌ３を調製した。Ｌ３はＴｎｉ＝９２℃、Δε＝１０．１、ｐ＝１７００ｎｍであった。表−３Ｂの通り、Ｌ３には、式（２）〜（４）で表される化合物が、液晶成分の合計に対して合計１１．５重量％含有されている。
このＬ３を、実施例１と同様の方法で加工し、液晶素子Ｌ３−Ｉとした。Ｌ３−Ｉのカイラルネマチック液晶相はＴｎｉ＝９４℃、Δε＝１０．７、ｐ＝１７００ｎｍであった。
Ｌ３−ＩはＯＦＦ時のヘーズが２．４％、ＯＮ時（８０Ｖｐ−ｐ印加）のヘーズが９７．６％、応答時間（８０Ｖｐ−ｐ印加）が４．８ｍｓｅｃであった。
また、耐光試験後のＬ３−ＩはＯＦＦ時のヘーズが３．１％、ＯＮ時（８０Ｖｐ−ｐ印加）のヘーズが８８．９％、応答時間（８０Ｖｐ−ｐ印加）が５．０ｍｓｅｃであり、ＯＮ時の散乱性能が低下した。
【０２１０】
【表３Ａ】
2019135500.tif 000029
【０２１１】
【表３Ｂ】
2019135500.tif 000030
【０２１２】
［比較例２］
表−４Ａに示すカイラルネマチック液晶組成物Ｌ４を調製した。Ｌ４はＴｎｉ＝８６℃、Δε＝１０．７、ｐ＝１７００ｎｍであった。表−４Ｂの通り、Ｌ４には、式（２）〜（４）で表される化合物が、液晶成分の合計に対して合計１１．５重量％含有されている。
このＬ４を、実施例１と同様の方法で加工し、液晶素子Ｌ４−Ｉとした。Ｌ４−Ｉのカイラルネマチック液晶相はＴｎｉ＝９４℃、Δε＝１０．４、ｐ＝１７００ｎｍであった。
Ｌ４−ＩはＯＦＦ時のヘーズが２．０％、ＯＮ時（８０Ｖｐ−ｐ印加）のヘーズが９７．９％、応答時間（８０Ｖｐ−ｐ印加）が４．６ｍｓｅｃであった。
また、耐光試験後のＬ４−ＩはＯＦＦ時のヘーズが２．７％、ＯＮ時（８０Ｖｐ−ｐ印加）のヘーズが８３．５％、応答時間（８０Ｖｐ−ｐ印加）が４．３ｍｓｅｃであり、ＯＮ時の散乱性能が低下した。
【０２１３】
【表４Ａ】
2019135500.tif 000031
【０２１４】
【表４Ｂ】
2019135500.tif 000032
【０２１５】
上記の実施例１，２及び比較例１，２の結果を表−５にまとめて示す。
【０２１６】
【表５】
2019135500.tif 000033
【０２１７】
表−５より、本発明の液晶素子は、電圧ＯＦＦ時のヘーズが低く、一方で、電圧ＯＮ時のヘーズが高く、また、その応答時間が短く、調光素子としての性能に優れ、耐光試験後もその性能を十分に維持し得る、耐光性に優れたものであることが分かる。