(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明電極層を有し少なくとも片方が透明であり、該透明電極層を対向させた状態で一定間隔を保った２枚の基板間に、ポリマーマトリックス及び液晶組成物からなる調光層を挟持させてなる光散乱型液晶デバイスにおいて、ポリマーマトリックスが、実質的に、一般式（１）で表される繰り返し単位
【化１】
0004623358.tif 000052
（１）
（式中、ａ１は炭素原子数４〜４０のアルキル基を表す。但し、
１）該アルキル基中の炭素原子は、
1-1）酸素原子が相互に直接に結合しないものとして−Ｏ−、−ＣＯ−Ｏ−、−ＯＣＯ−、−ＮＨＣＯ−Ｏ−、−ＯＣＯＮＨ−、又は炭素原子数６〜１２のアリーレン基で置き換えられていてもよく、
1-2）置換基として炭素原子数１〜１５のアルキル基を有していても良く、
２）ａ１が結合している炭素原子からａ１の末端の炭素原子までの結合を辿ったときに含まれる最小の原子数ａ１Ｍは４０以下であり（但し、ａ１が置換基を有する場合は、もっとも原子数の多い末端までの結合に含まれる原子数をａ１Ｍとする。）、
ａ２は炭素原子数１〜５のアルキル基を表す。
ｂ１は、水素原子、炭素原子、酸素原子又は窒素原子で構成され、ｂ１が結合する２つの炭素原子間結合を辿ったときに含まれる最小の原子数ｂ１Ｍが１〜６０である連結基を表す。また、複数ある繰り返し単位のａ１、ａ２、及びｂ１は、同じであっても異なっていてもよい。）
からなり、
液晶組成物が、一般式（Ｉ−ａ）及び一般式（Ｉ−ｂ）
【化２】
0004623358.tif 000053
（式中、Ｒ１及びＲ２はそれぞれ独立して、炭素原子数１から１０のアルキル基又は炭素原子数２から１０のアルケニル基を表し、該アルキル基又はアルケニル基中に存在する１個又は２個以上のＣＨ２基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、酸素原子で置換されていてもよく、
Ａ１及びＡ２はそれぞれ独立して、１，４−フェニレン基又は１，４−シクロヘキシレン基を表し、該１，４−フェニレン基は非置換であるか又は置換基として１個又は２個以上のフッ素原子、塩素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基又はトリフルオロメトキシ基を有することができ、
Ｘ１及びＸ７はそれぞれ独立して、フッ素原子、塩素原子、イソシアネート基、トリフルオロメチル基、トリフルオロメトキシ基又はジフルオロメトキシ基を表し、
Ｘ２からＸ６及びＸ８からＸ１２はそれぞれ独立して、水素原子、フッ素原子、塩素原子、トリフルオロメチル基又はトリフルオロメトキシ基を表し、
Ｚ１及びＺ３はそれぞれ独立して、単結合又は−ＣＨ２−ＣＨ２−を表し、
Ｚ２及びＺ４はそれぞれ独立して、単結合、−ＣＨ２−ＣＨ２−又は−ＣＦ２Ｏ−を表し、
ｎ１及びｎ２は０又は１である。）
で表される化合物群から選ばれる少なくとも一種類以上の化合物を含有することを特徴とする光散乱型液晶デバイス。
【請求項２】
前記調光層が、一般式（２）で表される重合性化合物、及び前記液晶組成物を含有する調光層形成材料を重合させて得られたものである、請求項１に記載の光散乱型液晶デバイス。
【化３】
0004623358.tif 000054
（２）
（式中、ａ１およびａ２は、一般式（１）におけるａ１およびａ２と同じ基を表す。
ｂ２は、水素原子、炭素原子、酸素原子又は窒素原子で構成され、ｂ２が結合する２つの炭素原子間の結合を辿ったときに含まれる最小の原子数ｂ２Ｍが１〜２６の連結基を表す。
ｂ３及びｂ４は、各々独立して水素原子、炭素原子、酸素原子又は窒素原子で構成され、
ｂ３及びｂ４が結合する２つの炭素原子間の結合を辿ったときに含まれる最小の原子数ｂ３Ｍ及びｂ４Ｍが１〜４０の連結基を表す。但し、ｂ３Ｍ及びｂ４Ｍは下記式を満たす。
【数１】
0004623358.tif 000055
Ｒ３は水素原子又はメチル基を表す。ｍは２〜４の整数を表す。）
【請求項３】
前記一般式（２）において、ｂ２が−Ｏ−ＣＨ２−、−Ｏ−ＣＨ２−ＣＨ２−ＣＯ−Ｏ−ＣＨ２−、−Ｏ−ＣＨ２−ＣＨ２Ｏ−、又は−Ｏ−ＣＨ２−ＣＨ（ＣＨ３）Ｏ−であり、
ｂ３が−ＣＨ２−Ｏ−、−ＣＨ２−ＯＣＯ−、−ＣＨ２−ＣＯ−Ｏ−又は−ＣＨ２−であり、ｂ４が、ｍが２のときは、炭素数２〜４０のアルキレン基（但し、該基中に存在し、ｂ３と直接結合しない１個又は２個以上のメチレン基は、場合によりそれぞれ相互に独立して、酸素原子が相互に直接に結合しないものとして、−Ｏ−、アリーレン基、又は炭素数３〜１０のシクロアルキレン基で置き換えられていても良い）、炭素数６〜１８のアリーレン基、炭素数３〜１０のシクロアルキレン基、又は、−Ｙ−Ｒ４−Ｙ−  （但し、Ｙはアリーレン基又は炭素数３〜１０のシクロアルキレン基を表し、Ｒ４は単結合又は炭素数１〜１５のアルキレン基（但し、アルキレン基中に存在する１個又は２個以上のメチレン基は、場合によりそれぞれ相互に独立して、酸素原子が相互に直接に結合しないものとして、−Ｏ−で置き換えられていても良い）を表す。）を表す。ｍが３のときは、炭素数２〜３０のアルキルトリイル基（但し、該基中に存在し、ｂ３と直接結合しない１個又は２個以上のメチレン基は、場合によりそれぞれ相互に独立して、酸素原子が相互に直接に結合しないものとして、−Ｏ−、アリーレン基、又は炭素数３〜１０のシクロアルキレン基で置き換えられていても良い）を表す。ｍが４のときは、炭素数２〜３０のアルキルテトライル基（但し、該基中に存在し、ｂ３と直接結合しない１個又は２個以上のメチレン基は、場合によりそれぞれ相互に独立して、酸素原子が相互に直接に結合しないものとして、−Ｏ−、アリーレン基、又は炭素数３〜１０のシクロアルキレン基で置き換えられていても良い）である、請求項２に記載の光散乱型液晶デバイス。
【請求項４】
前記液晶組成物が、一般式（Ｉ−ｃ）
【化４】
0004623358.tif 000056
（式中、Ｒ２１は炭素原子数１から１０のアルキル基又は炭素原子数２から１０のアルケニル基を表し、該アルキル基又はアルケニル基中に存在する１個又は２個以上のＣＨ２基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、酸素原子で置換されていてもよく、
Ａ２１は１，４−フェニレン基又は１，４−シクロヘキシレン基を表し、該１，４−フェニレン基は非置換であるか又は置換基として１個又は２個以上のフッ素原子、塩素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基又はトリフルオロメトキシ基を有することができ、
Ｚ２１は単結合又は−ＣＨ２−ＣＨ２−を表し、
Ｘ５１は、炭素原子数１から１０のアルキル基又は炭素原子数２から１０のアルケニル基（該アルキル基又はアルケニル基中に存在する１個又は２個以上のＣＨ２基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、酸素原子で置換されていてもよい。）、フッ素原子、塩素原子、イソシアネート基、トリフルオロメチル基、トリフルオロメトキシ基、ジフルオロメトキシ基又は一般式（Ｉ−ｄ）を表し、
【化５】
0004623358.tif 000057
（式中、Ａ２２は１，４−フェニレン基又は１，４−シクロヘキシレン基を表し、該１，４−フェニレン基は非置換であるか又は置換基として１個又は２個以上のフッ素原子、塩素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基又はトリフルオロメトキシ基を有することができ、
Ｘ６０は、炭素原子数１から１０のアルキル基又は炭素原子数２から１０のアルケニル基（該アルキル基又はアルケニル基中に存在する１個又は２個以上のＣＨ２基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、酸素原子で置換されていてもよい。）、フッ素原子、塩素原子、イソシアネート基、トリフルオロメチル基、トリフルオロメトキシ基、又はジフルオロメトキシ基基を表す。）
Ｘ５２からＸ５７はそれぞれ独立して、水素原子、フッ素原子、塩素原子、トリフルオロメチル基、トリフルオロメトキシ基、メチル基、メトキシ基又はエチル基を表し、
ｎ１０は０又は１を表す。）
で表される化合物群から選ばれる化合物を少なくとも一種類含有する、請求項１〜３のいずれかに記載の光散乱型液晶デバイス。
【請求項５】
一般式（Ｉ−ａ）および一般式（Ｉ−ｂ）
【化６】
0004623358.tif 000058
（式中、Ｒ１及びＲ２はそれぞれ独立して、炭素原子数１から１０のアルキル基又は炭素原子数２から１０のアルケニル基を表し、該アルキル基又はアルケニル基中に存在する１個又は２個以上のＣＨ２基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、酸素原子で置換されていてもよく、
Ａ１及びＡ２はそれぞれ独立して、１，４−フェニレン基又は１，４−シクロヘキシレン基を表し、該１，４−フェニレン基は非置換であるか又は置換基として１個又は２個以上のフッ素原子、塩素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基又はトリフルオロメトキシ基を有することができ、
Ｘ１及びＸ７はそれぞれ独立して、フッ素原子、塩素原子、イソシアネート基、トリフルオロメチル基、トリフルオロメトキシ基又はジフルオロメトキシ基を表し、
Ｘ２からＸ６及びＸ８からＸ１２はそれぞれ独立して、水素原子、フッ素原子、塩素原子、トリフルオロメチル基又はトリフルオロメトキシ基を表し、
Ｚ１及びＺ３はそれぞれ独立して、単結合又は−ＣＨ２−ＣＨ２−を表し、
Ｚ２及びＺ４はそれぞれ独立して、単結合、−ＣＨ２−ＣＨ２−又は−ＣＦ２Ｏ−を表し、
ｎ１及びｎ２は０又は１である。）で表される化合物群から少なくとも一種類以上を含有し、且つ一般式（２）
【化７】
0004623358.tif 000059
（２）
（式中、ａ１は炭素原子数４〜４０のアルキル基を表す。但し、
１）該アルキル基中の炭素原子は、
1-1）酸素原子が相互に直接に結合しないものとして−Ｏ−、−ＣＯ−Ｏ−、−ＯＣＯ−、−ＮＨＣＯ−Ｏ−、−ＯＣＯＮＨ−、又は炭素原子数６〜１２のアリーレン基で置き換えられていてもよく、
1-2）置換基として炭素原子数１〜１５のアルキル基を有していても良く、
２）ａ１が結合している炭素原子からａ１の末端の炭素原子までの結合を辿ったときに含まれる最小の原子数ａ１Ｍは４０以下であり（但し、ａ１が置換基を有する場合は、もっとも原子数の多い末端までの結合に含まれる原子数をａ１Ｍとする。）、
ａ２は炭素原子数１〜５のアルキル基を表す。
ｂ１は、水素原子、炭素原子、酸素原子又は窒素原子で構成され、ｂ１が結合する２つの炭素原子間結合を辿ったときに含まれる最小の原子数ｂ１Ｍが１〜６０である連結基を表す。また、複数ある繰り返し単位のａ１、ａ２、及びｂ１は、同じであっても異なっていてもよい
ｂ２は、水素原子、炭素原子、酸素原子又は窒素原子で構成され、ｂ２が結合する２つの炭素原子間の結合を辿ったときに含まれる最小の原子数ｂ２Ｍが１〜２６の連結基を表す。
ｂ３及びｂ４は、各々独立して水素原子、炭素原子、酸素原子又は窒素原子で構成され、
ｂ３及びｂ４が結合する２つの炭素原子間の結合を辿ったときに含まれる最小の原子数ｂ３Ｍ及びｂ４Ｍが１〜４０の連結基を表す。但し、ｂ３Ｍ及びｂ４Ｍは下記式を満たす。
【数２】
0004623358.tif 000060
Ｒ３は水素原子又はメチル基を表す。ｍは２〜４の整数を表す。）
で表される重合性化合物を含有することを特徴とする調光層形成材料。
【請求項６】
一般式（Ｉ−ｃ）
【化８】
0004623358.tif 000061
（式中、Ｒ２１は炭素原子数１から１０のアルキル基又は炭素原子数２から１０のアルケニル基を表し、該アルキル基又はアルケニル基中に存在する１個又は２個以上のＣＨ２基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、酸素原子で置換されていてもよく、
Ａ２１は１，４−フェニレン基又は１，４−シクロヘキシレン基を表し、該１，４−フェニレン基は非置換であるか又は置換基として１個又は２個以上のフッ素原子、塩素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基又はトリフルオロメトキシ基を有することができ、
Ｚ２１は単結合又は−ＣＨ２−ＣＨ２−を表し、
Ｘ５１は、炭素原子数１から１０のアルキル基又は炭素原子数２から１０のアルケニル基（該アルキル基又はアルケニル基中に存在する１個又は２個以上のＣＨ２基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、酸素原子で置換されていてもよい。）、フッ素原子、塩素原子、イソシアネート基、トリフルオロメチル基、トリフルオロメトキシ基、ジフルオロメトキシ基又は一般式（Ｉ−ｄ）を表し、
【化９】
0004623358.tif 000062
（式中、Ａ２２は１，４−フェニレン基又は１，４−シクロヘキシレン基を表し、該１，４−フェニレン基は非置換であるか又は置換基として１個又は２個以上のフッ素原子、塩素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基又はトリフルオロメトキシ基を有することができ、
Ｘ６０は、炭素原子数１から１０のアルキル基又は炭素原子数２から１０のアルケニル基（該アルキル基又はアルケニル基中に存在する１個又は２個以上のＣＨ２基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、酸素原子で置換されていてもよい。）、フッ素原子、塩素原子、イソシアネート基、トリフルオロメチル基、トリフルオロメトキシ基、又はジフルオロメトキシ基基を表す。）
Ｘ５２からＸ５７はそれぞれ独立して、水素原子、フッ素原子、塩素原子、トリフルオロメチル基、トリフルオロメトキシ基、メチル基、メトキシ基又はエチル基を表し、
ｎ１０は０又は１を表す。）で表される化合物群から少なくとも一種類以上を含有する請求項５に記載の調光層形成材料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光散乱型の液晶デバイスに関し、更に詳しくは、幅広い温度範囲において低電圧駆動が可能で電気光学特性に優れる液晶デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
情報化社会の進展に伴い、情報通信材料の需要がますます高まっている。特に、光散乱型の液晶デバイスは、偏光板が不要なことや視野角依存性が少ないことから、広告板、装飾表示板、時計、コンピューター、プロジェクション、デジタルペーパー、携帯用情報端末、光シャッター、などの液晶表示素子又は光学素子として大きく期待されている。
【０００３】
光散乱型液晶デバイスとして、ラジカル重合性組成物と液晶組成物とからなる調光層形成材料に光照射又は加熱して、ラジカル重合性組成物と液晶組成物とを相分離させた状態でラジカル重合性組成物を硬化させ、ポリマーマトリックスと液晶組成物とからなる調光層を有する液晶デバイスが知られている。
該デバイスには、
（１）低電圧駆動であること（例えば汎用ＩＣが使えること）、且つ
（２）幅広い温度範囲（例えば−２０℃〜７０℃の温度範囲）において駆動電圧の変化が小さいこと、
更に液晶デバイスが、アクティブ素子の場合には、
（３）高い電圧保持率を有すること
が求められている。
【０００４】
前記（１）〜（３）の課題に対するアプローチとして、例えば、温度上昇に伴い駆動電圧が低下する光散乱型液晶デバイスの調光層を構成するポリマーマトリックスを形成する重合性化合物(A)と、温度上昇に伴い駆動電圧が上昇する光散乱型液晶デバイスの調光層を構成するポリマーマトリックスを形成する重合性化合物(B)とを含有する重合性組成物の重合体からなるポリマーマトリックス、及び、液晶組成物からなる調光層を有する、光散乱型液晶デバイスが知られている。（例えば、特許文献１参照。）
【０００５】
重合性化合物(A)として、２−オクチルデシルアクリレートや２−ヘプチルノニルアクリレート等の分岐アルキル基を有する単官能（メタ）アクリレートを使用し、重合性化合物(B)として、炭素原子数７〜１２の直鎖アルキル基を有する単官能（メタ）アクリレートを使用し、これらを組み合わせて、液晶と接しているポリマーマトリックス表面のアルキル側鎖の密度・長さ等を制御し、ポリマーマトリックス表面と液晶との親和性を調整する。この方法により、誘電率異方性が７〜９程度の液晶組成物を使用し、１５〜４０℃の温度範囲において駆動電圧約４〜１０Ｖｒｍｓを達成している。
【０００６】
しかし、単官能（メタ）アクリレートを多く用いた重合性組成物は、調光層内に未重合の単官能（メタ）アクリレートが残存してしまい、得られた液晶デバイスは光、熱等により劣化が生じ、経時的に駆動電圧が変化してしまうといった問題点があった。
【０００７】
これに対し、一分子内に炭素原子数４〜２０の直鎖又は分岐アルキル基を有する側鎖型多官能（メタ）アクリレートの重合体からなるポリマーマトリックスと液晶組成物とからなる調光層を有する液晶デバイスが知られている。（例えば、特許文献２参照。）側鎖型多官能（メタ）アクリレートとして下記一般式のマーカッシュ化合物が開示されている。下記一般式中、Ｒbは炭素原子数４〜２０の直鎖又は分岐アルキル基を示し、Ｒdは水素原子又はメチル基を示す。また。該化合物において側鎖と称する部分は−（ＣＨ２）a−Ｙ−Ｒbである。
該（メタ）アクリレートは多官能化合物であるので、未重合の化合物の低減を図ることができる。
【０００８】
【化１】
0004623358.tif 000002
【０００９】
具体的には、Ｒbとして直鎖アルキル基を有し、Ｒdとして水素原子を有する上記（メタ）アクリレートと、誘電率異方性が２７．８であり極性の高いシアノ系液晶組成物との組み合わせにおいて、前記（１）の課題を解決している。即ち、０〜５０℃の範囲において駆動電圧約７Ｖｒｍｓを達成できる。しかしこの組み合わせは、０℃以下の極低温域では駆動電圧が上昇する傾向にあり、前記（２）の課題は解決できていない。
【００１０】
また、Ｒbとして分岐アルキル基を有し、Ｒdとして水素原子を有する上記（メタ）アクリレートと、前記シアノ系液晶組成物との組み合わせにおいて、前記（２）の課題を解決している。即ち、０℃の近辺でも駆動電圧が急激に変化することのない液晶デバイスが得られる。しかし、駆動電圧の絶対値は１０Ｖｒｍｓ以上と高くなる傾向にあり、前記（１）の課題は解決できていない。
【００１１】
また、１分子中に、側鎖として炭素原子数４〜２５の直鎖アルキル基と炭素原子数４〜２６の分岐アルキル基の両方を有する多官能（メタ）アクリレートの重合体からなるポリマーマトリックスと液晶組成物とからなる調光層を有する液晶デバイスも知られている（例えば、特許文献３参照。）。ポリマーマトリックス中に、直鎖アルキル基と分岐アルキル基の両方を、ある一定の範囲の割合で組み込むことで、誘電率異方性が２９．６のシアノ系液晶組成物を使用して駆動電圧５Ｖｒｍｓを達成している。しかし、該化合物においても、駆動電圧の温度変化の調整には限界があり、前記（２）の課題は解決できていない。
【００１２】
また（３）の課題についても、使用する液晶組成物がシアノ系化合物であるため高い電圧保持率を達成することは困難であり、解決できていない。
【００１３】
また、前記公報に開示されている具体的な化合物はＲｄが水素の場合のみであり、Ｒｄがメチル基である化合物については、構造も物性もなんら開示されていない。
【００１４】
一方、低電圧駆動が可能で且つ電圧保持率が高いフッ素系の液晶組成物を用いて、高電圧保持率及び低駆動電圧を達成した例が開示されている。（例えば、特許文献４参照）しかし、該液晶組成物は結晶化温度が−１０℃程度であるため、事実上の低電圧可能な動作下限温度は０℃程度である。
即ち、前記（１）、（２）及び（３）の課題をすべて解決した光散乱型液晶デバイスは、得られていないのが現状である。
【特許文献１】特開平９−３２９７８１号公報
【特許文献２】特開平１１−２９５２７号公報
【特許文献３】特開２００２−２９３８２７号公報
【特許文献４】特開平９−２５５９５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明が解決しようとする課題は、
（１）低電圧駆動であり（例えば汎用ＩＣが使えること）、且つ
（２）幅広い温度範囲（例えば−２０℃〜７０℃の温度範囲）において駆動電圧の変化が小さく、
（３）高い電圧保持率を有する、
経時変化等の生じない、ポリマーマトリックス及び液晶組成物からなる調光層を有する光散乱型液晶デバイスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明者らは、前記（１）〜（３）の課題を解決するためには、調光層内の液晶分子が、幅広い温度範囲内でポリマーマトリックスに必要以上に拘束されないことが必須であり、そのような液晶分子との相互作用の小さいポリマーマトリックスを設計し、且つ幅広い液晶温度範囲、特に低温領域でのネマティック安定性に優れる液晶組成物を用いることが必要と考えた。
【００１７】
課題（１）低電圧駆動である。
光散乱型液晶デバイスの駆動電圧に関する記述として、特開平６−２２２３２０号公報において次式の関係が示されている。
【００１８】
【数１】
0004623358.tif 000003
【００１９】
（Ｖthはしきい値電圧を表わし、1Kii及び2Kiiは弾性定数を表わし、ｉは１、２又は３を表わし、△εは誘電率異方性を表わし、＜ｒ＞はポリマーマトリックス界面の平均空隙間隔を表わし、Ａは液晶組成物に対するポリマーマトリックスのアンカリングエネルギーを表わし、ｄは透明性電極を有する基板間の距離を表わす。）
これによると、光散乱型液晶デバイスの駆動電圧は、ポリマーマトリックス界面の平均空隙間隔、基板間の距離、液晶組成物の弾性定数・誘電率異方性、及び液晶組成物とポリマーマトリックスのアンカリングエネルギーによって決定される。この中で温度により変化をするパラメーターは、液晶組成物の弾性定数・誘電率異方性、及び液晶組成物とポリマーマトリックス間のアンカリングエネルギーであるが、低温域では誘電率異方性は増加する為、低温域で駆動電圧を上昇させる要因となるのは、液晶組成物の弾性定数と液晶組成物とポリマーマトリックス間のアンカリングエネルギーとなる。
即ち、液晶分子との相互作用の小さいポリマーマトリックスを設計し、かつ、ポリマーマトリックスとアンカリングエネルギーが小さい液晶組成物を見いだすことが必要と考えた。
【００２０】
課題（２）使用する液晶化合物の種類には左右されず、幅広い温度範囲（例えば−２０℃〜７０℃の温度範囲）において駆動電圧の変化が小さい。
ポリマーマトリックスは環境温度によってその弾性率が変化する。ガラス転移点以上ではポリマーマトリックス分子鎖のミクロブラウン運動により、ポリマーマトリックスは常に熱振動していると考えられ、これが液晶分子とポリマーマトリックスとの相互作用を抑制するものと考えられる。
一方、ガラス転移点（以下、Ｔｇと略す）付近及び以下ではガラス化が生じポリマーマトリックス分子鎖の運動は殆ど生じない。そのため、液晶分子とポリマーマトリックスとの相互作用が大きくなってしまい、低温域での駆動電圧が上昇してしまうものと考えられる。従って、−２０℃〜７０℃の幅広い温度範囲内で、液晶分子と分子鎖との相互作用の変化が小さいポリマーマトリックスを設計し、かつ幅広い液晶温度範囲、特に低温領域でのネマティック安定性に優れる液晶組成物を見いだすことが必要と考えた。
【００２１】
（３）高い電圧保持率を有すること
アクティブ素子で駆動させるためには、液晶化合物として、高い比抵抗値、高い誘電率異方性を有し、且つ耐熱性、耐光性に優れることは必須条件である。更にポリマーマトリックスとしては、高い比抵抗値を有することが必要である。
【００２２】
本発明者らはこれらの推定に基づき鋭意研究を行った結果、ポリマーマトリックスの主鎖に、長鎖の側鎖ａ１、及び、該側鎖ａ１の運動性を制御できるようなアルキル側鎖ａ２を導入し、更に、側鎖ａ１及びａ２が、ポリマーマトリックスの主鎖に特定の間隔で配置されるようにポリマーマトリックスを設計し、かつ、ポリマーマトリックスとアンカリングエネルギーが小さく、高い比抵抗値、高い誘電率異方性を有し、且つ耐熱性、耐光性に優れる幅広い液晶温度範囲、特に低温領域でのネマティック安定性に優れる特定の液晶組成物を組み合わせることで、課題を解決することができ、本発明を完成するに至った。
【００２３】
即ち、本発明は、透明電極層を有し少なくとも片方が透明であり、該透明電極層を対向させた状態で一定間隔を保った２枚の基板間に、ポリマーマトリックス及び液晶組成物からなる調光層を挟持させてなる光散乱型液晶デバイスにおいて、ポリマーマトリックスが、実質的に、一般式（１）で表される繰り返し単位
【００２４】
【化２】
0004623358.tif 000004
（１）
（式中、ａ１は炭素原子数４〜４０のアルキル基を表す。但し、
１）該アルキル基中の炭素原子は、
1-1）酸素原子が相互に直接に結合しないものとして−Ｏ−、−ＣＯ−Ｏ−、−ＯＣＯ−、−ＮＨＣＯ−Ｏ−、−ＯＣＯＮＨ−、又は炭素原子数６〜１２のアリーレン基で置き換えられていてもよく、
1-2）置換基として炭素原子数１〜１５のアルキル基を有していても良く、
２）ａ１が結合している炭素原子からａ１の末端の炭素原子までの結合を辿ったときに含まれる最小の原子数ａ１Ｍは４０以下であり（但し、ａ１が置換基を有する場合は、もっとも原子数の多い末端までの結合に含まれる原子数をａ１Ｍとする。）、
ａ２は炭素原子数１〜５のアルキル基を表す。
ｂ１は、水素原子、炭素原子、酸素原子又は窒素原子で構成され、ｂ１が結合する２つの炭素原子間結合を辿ったときに含まれる最小の原子数ｂ１Ｍが１〜６０である連結基を表す。また、複数ある繰り返し単位のａ１、ａ２、及びｂ１は、同じであっても異なっていてもよい。）からなり、
液晶組成物が、一般式（Ｉ−ａ）及び一般式（Ｉ−ｂ）
【００２５】
【化３】
0004623358.tif 000005
【００２６】
（式中、Ｒ１及びＲ２はそれぞれ独立して、炭素原子数１から１０のアルキル基又は炭素原子数２から１０のアルケニル基を表し、該アルキル基又はアルケニル基中に存在する１個又は２個以上のＣＨ２基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、酸素原子で置換されていてもよく、
Ａ１及びＡ２はそれぞれ独立して、１，４−フェニレン基又は１，４−シクロヘキシレン基を表し、該１，４−フェニレン基は非置換であるか又は置換基として１個又は２個以上のフッ素原子、塩素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基又はトリフルオロメトキシ基を有することができ、
Ｘ１及びＸ７はそれぞれ独立して、フッ素原子、塩素原子、イソシアネート基、トリフルオロメチル基、トリフルオロメトキシ基又はジフルオロメトキシ基を表し、
Ｘ２からＸ６及びＸ８からＸ１２はそれぞれ独立して、水素原子、フッ素原子、塩素原子、トリフルオロメチル基又はトリフルオロメトキシ基を表し、
Ｚ１及びＺ３はそれぞれ独立して、単結合又は−ＣＨ２−ＣＨ２−を表し、
Ｚ２及びＺ４はそれぞれ独立して、単結合、−ＣＨ２−ＣＨ２−又は−ＣＦ２Ｏ−を表し、ｎ１及びｎ２は０又は１である。）
で表される化合物群から選ばれる少なくとも一種類以上の化合物を含有する光散乱型液晶デバイスを提供する。
【００２７】
ここで、ポリマーマトリックスが、実質的に、一般式（１）で表される繰り返し単位からなるとは、ポリマーマトリックスを構成する繰り返し単位の９０％以上が一般式（１）で表される繰り返し単位であることを意味する。
【００２８】
また、本発明は、前記一般式（Ｉ−ａ）および一般式（Ｉ−ｂ）で表される化合物群から少なくとも一種類以上を含有し、且つ、一般式（２）で表される重合性化合物、
【００２９】
【化４】
0004623358.tif 000006
（２）
【００３０】
（式中、ａ１は、前記一般式（１）と同じ基を表す。ａ２は炭素原子数１〜５のアルキル基を表す。ｂ２は、水素原子、炭素原子、酸素原子又は窒素原子で構成され、ｂ２の結合を辿ったときに含まれる最小の原子数の総和ｂ２Ｍが１〜２６の連結基を表す。
ｂ３及びｂ４は、各々独立して水素原子、炭素原子、酸素原子又は窒素原子で構成され、ｂ２の結合を辿ったときの最小の原子数の総和ｂ３Ｍ及びｂ４Ｍが１〜４０の連結基を表す。但し、ｂ３Ｍ及びｂ４Ｍは下記式を満たす。
【００３１】
【数２】
0004623358.tif 000007
【００３２】
Ｒ３は水素原子又はメチル基を表す。ｍは２〜４の整数を表す。）を含有する調光層形成材料を提供する。
【発明の効果】
【００３３】
本発明の光散乱型液晶デバイスは、
（１）低電圧駆動であり（例えば汎用ＩＣが使える）、且つ
（２）使用する液晶化合物の種類には左右されず、幅広い温度範囲（例えば−２０℃〜７０℃の温度範囲）において駆動電圧の変化が小さく、
（３）高い電圧保持率を有し、
経時変化等を生じない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
（ポリマーマトリックス）
本発明の光散乱型液晶デバイスは、透明電極層を有し少なくとも片方が透明であり、該透明電極層を対向させた状態で一定間隔を保った２枚の基板間に、ポリマーマトリックス及び液晶組成物からなる調光層を挟持させてなる光散乱型液晶デバイスであり、そのポリマーマトリックスは、前記一般式（１）で表される繰り返し単位からなる。
【００３５】
前記一般式（１）において、ａ１が結合している炭素原子からａ１の末端の炭素原子までの結合を辿ったときに含まれる最小の原子数ａ１Ｍは４０以下である。但し、ａ１が置換基を有する場合は、ａ１が結合している炭素原子からａ１の末端までの結合を辿ったときに含まれるもっとも原子数の多い末端までの結合に含まれる原子数をａ１Ｍとする。ａ１Ｍは、１０〜３０の範囲がより好ましく、１２〜２０の範囲が最も好ましい。
【００３６】
ａ２は中でも、炭素原子数２〜５であることが好ましい。
【００３７】
ｂ１は、ｂ１が結合する２つの炭素原子間結合を辿ったときに含まれる最小の原子数、つまり隣合うａ１が結合している炭素原子間の結合を辿ったときに含まれる最小の原子数ｂ１Ｍが１〜６０である連結基を表す。中でも、ｂ１Ｍが８〜４０の範囲が好ましく、１０〜３０の範囲がなお好ましく、１０〜２６の範囲がもっとも好ましい。
【００３８】
ポリマーマトリックスに側鎖が存在することで、ポリマーマトリックスと液晶分子との相互作用が抑制できる理由としては、側鎖の熱運動による排除体積効果が考えられる。即ち、ポリマーマトリックス主鎖をとりまくように長鎖側鎖が存在し、その運動性により、液晶分子とポリマーマトリックスとの間に斥力が生じ、相互作用が弱まっていると考えられる。
排除体積効果は、側鎖の運動性に起因するため、隣り合う運動性の側鎖間の距離、つまり隣り合うａ１が結合している炭素原子間の距離と、ａ１の長さとが関係すると考えられる。
低電圧駆動の液晶デバイスを得るためには、一般式（１）中の側鎖ａ１が結合している炭素から一番長い側鎖の末端までの距離ｄ１と、隣り合うａ１が結合している炭素間の距離ｄ２との比が、ｄ１：ｄ２＝１：５  〜  ５：２であることが好ましい。
【００３９】
このときの距離ｄ１は、ａ１が結合している炭素原子からａ１の末端までの結合を辿ったときに含まれる最小の原子数ａ１Ｍに近似的に比例すると仮定できる。更に詳しくは、距離ｄ１は上記結合に含まれる原子間の距離の和ｄ１’に近似的に比例する。この際に、改訂５版化学便覧基礎編II  １６．１  ８０１頁から８０９頁に記載されている原子間距離を用いることができる。例えば、ａ１が式（３）
【００４０】
【化５】
0004623358.tif 000008
（３）
で表される場合は、化学便覧に記載されている原子間距離；C−C：１．５２Å、C−O：１．３５Å、より距離ｄ１’＝１．５２×１２＋１．３５×２＝２０．９４Åと計算できる。
【００４１】
同様に距離ｄ２は、隣合うａ１が結合している２つの炭素原子間の結合を辿ったときに含まれる最小の原子数、つまり、ｂ１が結合する２つの炭素原子間の結合を辿ったときに含まれる最小の原子数ｂ１Ｍに近似的に比例すると仮定できる。更に詳しくは、距離ｄ２は上記結合に含まれる原子間の距離の和ｄ２’に近似的に比例する。また、原子間の距離は、上記の距離ｄ１’と同様に計算することができる。例えば、ｂ１が式（４）
【００４２】
【化６】
0004623358.tif 000009
（４）
【００４３】
で表される場合は、化学便覧に記載されている原子間距離；C−C：１．５２Å、C−O：１．３５Å、より距離ｄ２＝１．５２×９＋１．３５×４＝１９．０８Åと計算できる。（このとき、ｂ１Ｍ＝２ｂ３Ｍ＋ｂ４Ｍ＝１３）
また、ｂ２が式（５）
【００４４】
【化７】
0004623358.tif 000010
（５）
【００４５】
で表される場合は、化学便覧に記載されている原子間距離；C−C：１．５２Å、C−O：１．３５Å、ベンゼン環由来のC-C：１．４Å、より距離ｄ１＝１．５２×８＋１．３５×４＝１．４×６＝２５．９６Åと計算できる。（このとき、ｂ１Ｍ＝２ｂ３Ｍ＋ｂ４Ｍ＝１８）
【００４６】
上記の範囲内であれば大きな排除体積効果が得られ、（１）低電圧駆動の液晶デバイスが得られる。
ｂ１Ｍが短すぎると側鎖の運動性が損なわれるおそれがあり、また、ｂ１Ｍが長すぎると側鎖同士の相互作用が大きくなるおそれがあり、いずれも駆動電圧をあげる要因になると考えられる。
【００４７】
また、上記の側鎖の熱運動による排除体積効果を考えたポリマーマトリックスの構造は、低温域での液晶分子との相互作用にも影響がある。側鎖は、高分子主鎖よりも熱振動を生じさせる活性化エネルギー量が小さいため、該主鎖がガラス化してもある程度の運動性を有するといわれている。しかし、ａ１で表される側鎖のみでは、その運動性は主鎖とあまり変わらないと考えられ、低温域では運動性が落ちるものと考えられる。即ち低温域では長鎖側鎖の熱振動が弱くなるので、液晶分子との相互作用が大きくなり、駆動電圧が上がると推定される。
本発明では、ａ１で表される側鎖の結合している炭素原子に、ａ２で表されるアルキル基を付けることで、ａ１で表される側鎖のガラス化を低減させることを可能にした。ａ２で表されるアルキル基は炭素原子数１〜５と短いので、主鎖がガラス化しても運動性を保ちやすい。この運動性がａ１で表される側鎖に伝播することで、低温域でもａ１で表される側鎖の運動性を保つことができると推定できる（参考：「高分子物理学（改訂版）」昭和４８年５月１５日発行、Ｐ３７１−３７６）これにより（２）幅広い温度範囲（例えば−２０℃〜７０℃の温度範囲）において駆動電圧が安定な素子を得ることが可能になる。
図１に、ａ２として、メチル基を有する重合性化合物を使用した液晶デバイスと、ａ２の部位に水素原子を有する重合性化合物を使用した液晶デバイスの、各々の温度と駆動電圧との関係について示す。ａ２が存在することで、幅広い温度範囲において安定な駆動電圧（ΔＶが０．３以内である）の素子が得られる。ａ２で表される基は、メチル基で十分な効果を示す。
【００４８】
ａ２で表されるアルキル基は駆動電圧の低下にも効果がある。図２に、ａ２として、メチル基を有する重合性化合物を使用した液晶デバイスと、エチル基を有する重合性化合物を使用した液晶デバイスの、温度と駆動電圧との関係について示す。炭素原子数が増える程、低温での駆動電圧の上昇が抑制され、駆動電圧が下がることがわかる。
【００４９】
前記ポリマーマトリックスは、前記一般式（１）で表される繰り返し単位を有すれば良く、未架橋のポリマーマトリックスでも架橋のポリマーマトリックスでも構わない。デバイス作製上、ポリマーマトリックスが３次元ネットワーク構造であることが好ましい。
前記一般式（１）の具体的なポリマー材料としては、マクロモノマーのようなメタアクリレートの重合物、ジメチロールオクタン、ブチルエチルプロパンジオールを用いたポリエステルおよび、そのアクリル変性化合物等が挙げられる。中でも、ａ１で表される長鎖側鎖、及び、ａ２で表されるアルキル基を置換基として有する炭素原子をもつ多官能重合性化合物を原料として得たポリマーマトリックスが好ましい。多官能重合性化合物としては、例えば、一般式（２）で表される重合性化合物が挙げられる。
【００５０】
【化８】
0004623358.tif 000011
（２）
【００５１】
式中、ａ１は、前記一般式（１）と同じ基を表す。中でも、下記一般式（６）
【００５２】
【化９】
0004623358.tif 000012
（６）
【００５３】
で表される基であることが好ましい。
一般式（６）中、ａ３は単結合、又は炭素原子数１〜５のアルキレン基を表す。中でも、単結合又は炭素原子数１のメチレン基が好ましい。
ａ４は単結合、−Ｏ−、−ＣＯ−Ｏ−、−ＯＣＯ−、−ＮＨＣＯ−Ｏ−、又は−ＯＣＯＮＨ−を表す。中でも、−Ｏ−、−ＣＯ−Ｏ−、又は−ＯＣＯ−が好ましい。
【００５４】
ａ５は炭素原子数４〜３０のアルキル基をあらわす。また、該アルキル基は、置換基として、炭素原子数１〜１５であり、且つａ５を構成する炭素原子数と同じ又は少ない数のアルキル基を有していてもよい。
ａ５及びａ５の置換基に存在する１個又は２個以上のメチレン基は、場合によりそれぞれ相互に独立して、酸素原子が相互に直接に結合しないものとして、−Ｏ−又は炭素原子数６〜１２のアリーレン基で置き換えられていても良い。
ａ５は、具体的には、ノルマルヘキシル基、２−エチルヘキシル基、ノルマルオクチル基、ノルマルウンデシル基、ノルマルトリデシル基、ノルマルテトラデシル基、ノルマルオクタデシル基、２−ｎ−ヘプチルノニル基、イソミリスチル基、２−エチルヘキシル基、ブトキシエチル基、ヘキシロキシエチル基、ノルマルブトキシエトキシメチル基、シクロヘキシル基、ポリエチレングリコールモノエーテル基、４−ノニルフェニレン基、４−オクチルシクロヘキシル基等があげられる。中でも、炭素数６〜２０のアルキル基が好ましく、更に、アルキル基が直鎖アルキル基の場合は、炭素数７〜１４の直鎖アルキル基がより好ましい、アルキル鎖が分岐鎖の場合は、炭素数９〜１８の分岐アルキル基がより好ましい。
ａ５が、例えば、ノルマルウンデシル基、ノルマルトリデシル基等の炭素数６〜２０の直鎖アルキル基であると、より低電圧で駆動可能な液晶デバイスを得ることができる。また。ａ５が、例えば、２−ノルマルヘプチル−ノニル基等の分岐アルキル基であると、駆動電圧の温度による変化の少ない液晶デバイスを得ることができる。
【００５５】
ａ２は前記一般式（１）と同じ基であり、具体的には、エチル基、プロピル基、ノルマルブチル基、ノルマルペンチル基等の炭素数２〜５のアルキル基を表す。
ａ２の部位に炭素数１〜５のアルキル基を導入することにより、０℃以下の極低温でも前記一般式（１）における−Ｒ１−Ｘ１−Ｒ２で表される基の運動性を保つことができる。更に、ａ２を有することにより、前記Ｒ２が分岐アルキル基でも低駆動電圧化が図れる。従って、より低駆動電圧で、且つ、低温域における駆動電圧の上昇の少ない光散乱型液晶デバイスを得ることができる。
ａ２の炭素数が５よりも大きくなるとアクリル基の重合性を阻害する恐れがある。
【００５６】
Ｒ３は水素原子又はメチル基を表す。中でも水素原子であることが、反応性の高さや合成のしやすさから特に好ましい。
【００５７】
ｂ２は、水素原子、炭素原子、酸素原子又は窒素原子で構成され、炭素原子数、酸素原子数及び窒素原子数の総和ｂ２Ｍが１〜２６の連結基を表す。
ｂ３及びｂ４は、各々独立して水素原子、炭素原子、酸素原子又は窒素原子で構成され、炭素原子数、酸素原子数及び窒素原子数の総和ｂ３Ｍ及びｂ４Ｍがそれぞれ１〜４０の連結基を表す。
一般式（１）におけるｂ１は、一般式（２）においては、
−ｂ２−ＯＣ−ＣＲ２−ＣＨ２ＣＨ２−ＣＲ２−ＣＯ−ｂ２−、及び、
−ｂ３−ｂ４−ｂ３−で表される。ｂ１Ｍが１〜６０であるので、ｂ２Ｍは最大２６となる。また、ｂ３Ｍ及びｂ４Ｍは下記式を満たす。
【００５８】
【数３】
0004623358.tif 000013
【００５９】
ｂ２〜ｂ４で表される連結基は、低温域で分子運動しやすい基が好ましく、且つ、原料となる化合物の入手のしやすさから、
ｂ２が−Ｏ−ＣＨ２−、−Ｏ−ＣＨ２−ＣＨ２−ＣＯ−Ｏ−ＣＨ２−、−Ｏ−ＣＨ２−ＣＨ２Ｏ−、又は−Ｏ−ＣＨ２−ＣＨ（ＣＨ３）Ｏ−であり、
ｂ３が−ＣＨ２−Ｏ−、−ＣＨ２−ＯＣＯ−、−ＣＨ２−ＣＯ−Ｏ−又は−ＣＨ２−であり、
ｂ４が、ｍが２のときは、炭素数２〜３０のアルキレン基（但し、該基中に存在し、ｂ３と直接結合しない１個又は２個以上のメチレン基は、場合によりそれぞれ相互に独立して、酸素原子が相互に直接に結合しないものとして、−Ｏ−、アリーレン基、又は炭素数３〜１０のシクロアルキレン基で置き換えられていても良い）、炭素数６〜１８のアリーレン基、炭素数３〜１０のシクロアルキレン基、又は、−Ｙ−Ｒ４−Ｙ−  （但し、Ｙはアリーレン基又は炭素数３〜１０のシクロアルキレン基を表し、Ｒ４は単結合又は炭素数１〜１５のアルキレン基（但し、アルキレン基中に存在する１個又は２個以上のメチレン基は、場合によりそれぞれ相互に独立して、酸素原子が相互に直接に結合しないものとして、−Ｏ−で置き換えられていても良い）を表す。）を表す。ｍが３のときは、炭素数２〜３０のアルキルトリイル基（但し、該基中に存在し、ｂ３と直接結合しない１個又は２個以上のメチレン基は、場合によりそれぞれ相互に独立して、酸素原子が相互に直接に結合しないものとして、−Ｏ−、アリーレン基、又は炭素数３〜１０のシクロアルキレン基で置き換えられていても良い）を表す。ｍが４のときは、炭素数２〜３０のアルキルテトライル基（但し、該基中に存在し、ｂ３と直接結合しない１個又は２個以上のメチレン基は、場合によりそれぞれ相互に独立して、酸素原子が相互に直接に結合しないものとして、−Ｏ−、アリーレン基、又は炭素数３〜１０のシクロアルキレン基で置き換えられていても良い）であることが好ましい。
【００６０】
前記ｂ４の、ｍが２のときの具体例としては、ブチレン基、ヘキシレン基、オクタメチレン基、７，１２−ジメチルオクタデシレン基、７−エチルヘキサデシレン基、２，２’−ジメチル−プロピレン基、繰り返し数が２〜１０のポリオキシエチレン基、ポリオキシプロピレン基、ポリオキシブチレン基、ポリオキシテトラメチレン基、シクロヘキシレン基、６−フェニルドデシレン基、ビフェニレンジイル基、
【００６１】
【化１０】
0004623358.tif 000014
【００６２】
（上記基中、ｐ及びｑは各々独立して１〜４の整数を表し、ｒは１〜３の整数を表す）等の基が挙げられる。
また、前記ｂ４の、ｍが３のときの具体例としては、
【００６３】
【化１１】
0004623358.tif 000015
【００６４】
【化１２】
0004623358.tif 000016
【００６５】
【化１３】
0004623358.tif 000017
【００６６】
（上記基中、ｓ及びｔは各々独立して１〜２の整数を表す）等の基が挙げられる。
また、前記ｂ４の、ｍが４のときの具体例としては、
【００６７】
【化１４】
0004623358.tif 000018
【００６８】
【化１５】
0004623358.tif 000019
【００６９】
（上記基中、ｕは１〜２の整数を表す）等の基が挙げられる。
一般式（２）においてｍは２であるとなお好ましい。また、その場合におけるａ１の好ましい例としては、ａ３がメチレン基、ａ４が−Ｏ−、−ＣＯ−Ｏ−、又は−ＯＣＯ−、ａ５が炭素数２〜３０のアルキレン基の組み合わせが最も好ましい。
【００７０】
一般式（２）で表される重合性化合物は、例えばＴｅｔｒａｈｅｄｏｒｏｎ  Ｌｅｔｔｅｒｓ，Ｖｏｌ．２３，Ｎｏ６，ｐｐ６８１−６８４及び、Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｓｃｉｅｎｃｅ：ＰａｒｔＡ：Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，Ｖｏｌ．３４，ｐｐ２１７−２２５等の公知の方法で合成することができる。具体的に、一般式（２）のＲ１が炭素原子数１であるメチレン基の場合は、オキセタン基を複数有する化合物と、オキセタン基と反応し得る脂肪酸塩化物や脂肪酸とを反応させ、更に、アクリル酸などの活性水素を有する重合性化合物とを反応させる方法や、オキセタン基を一つ有する化合物と、オキセタン基と反応し得る多価の脂肪酸塩化物や脂肪酸とを反応させ、更に、アクリル酸などの活性水素を有する重合性化合物とを反応させる方法等により得ることができる。
また、一般式（１）のａ３が炭素原子数４であるブチレン基の場合は、オキセタン基の代わりにフラン基を複数有する化合物を用いることによる得ることができる。更に、一般式（１）のａ３が炭素原子数５であるペンチレン基の場合は、オキセタン基の代わりにピラン基を複数有する化合物を用いることにより得ることができる。
【００７１】
例えば、一般式（２）で表される重合性化合物が下記化合物の場合は、
【００７２】
【化１６】
0004623358.tif 000020
【００７３】
１，６−ヘキサンジオールのスルホン酸エステルと３−エチル−３−ヒドロキシメチルオキセタンを水酸化ナトリウムの存在下で反応させることにより３，３’−（１，６−ヘキサンジイルビス（オキシメチレン））ビス−（３−エチルオキセタン）を得ることができる。更にこの２官能のジオキセタン化合物とカプリン酸クロリドとをヨウ化ナトリウム、アセトニトリルの存在下、０℃で反応させ炭素数Ｃ９のメチレン鎖を有するヨード化合物を得る。次に、生成したヨード化合物とアクリル酸を１，８−ジアザビシクロ[５．４．０]−ウンデセン−７の存在下でジメチルスルオキシドを溶媒に用い、９０℃で１２時間反応させることにより目的物を得ることができる。
【００７４】
また、一般式（２）で表される重合性化合物が下記化合物の場合は
【００７５】
【化１７】
0004623358.tif 000021
【００７６】
ラウリルアルコールのスルホン酸エステルと３−エチル−３ヒドロキシメチルオキセタンを水酸化ナトリウムの存在下で反応させることにより３−エチル−３−ドデシルオキシオキセタンを得ることができる。更にこのオキセタン化合物とセバシン酸クロリドとをヨウ化ナトリウム、アセトニトリルの存在下、０℃で反応させ炭素数Ｃ１１のメチレン鎖を有するヨード化合物を得る。次に、生成したヨード化合物とアクリル酸を１，８−ジアザビシクロ[５．４．０]−ウンデセン−７の存在下でジメチルスルオキシドを溶媒に用い、９０℃、１２時間反応させることにより目的物を得ることができる。
更に一般式（２）で表される重合性化合物が、下記化合物の場合は
【００７７】
【化１８】
0004623358.tif 000022
【００７８】
ノルマルヘキシルイソシアネートと３−エチル−３ヒドロキシメチルオキセタンをジブチル錫ラウリレートの存在下で反応させ、更にこの反応物にダイマー酸ジクロリドとをヨウ化ナトリウム、アセトニトリルの存在下、０℃で反応させる。次に、生成したヨード化合物とアクリル酸を１，８−ジアザビシクロ[５．４．０]−ウンデセン−７の存在下でジメチルスルオキシドを溶媒に用い、９０℃、１２時間反応させることにより目的物を得ることができる。
【００７９】
前記オキセタン基を有する化合物は、ハロゲン化合物とオキセタンアルコールとの反応、カルボン酸とオキセタンアルコールとの反応、アルコールとオキセタンアルコールのスルホン酸エステルとの反応、アルコールとオキセタンを有するハロゲン化合物との反応、ジメチロール化合物と炭酸ジメチルとの反応、等により得ることができる。アルコールとしては、１，６−ヘキサンジオール以外に、１，４−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、ポリプロピレングリコール、ダイマー酸ジオール、シクロヘキサンジメタノール、トリメチロールプロパン、エチレンオキサイド変性ビスフェノール、デカノール、ドデカノール、ウンデカノール、等が挙げられる。カルボン酸としては、セバシン酸、アジピン酸、イタコン酸、長鎖二塩基酸、ダイマー酸、カプリル酸、ラウリル酸、ステアリン酸、ミリスチン酸、イソミリスチン酸、パルミチン酸、ウンデカン酸等が挙げられる。ハロゲン化合物としては、１，６−ジブロモヘキサン、１，４−ジブロモブタン、１−クロロヘキサン、１−クロロデカン等が挙げられる。
【００８０】
オキセタン基と反応し得る脂肪酸塩化物や脂肪酸としては、カプリン酸クロリド以外に、カプリル酸クロリド、ラウリル酸クロリド、ステアリン酸クロリド、ミリスチン酸クロリド、イソミリスチン酸クロリド、パルミチン酸クロリド、ウンデカン酸クロリド、カプリル酸、ラウリル酸、ステアリン酸、ミリスチン酸、イソミリスチン酸、パルミチン酸、ウンデカン酸、セバシン酸、アジピン酸、ダイマー酸、イタコン酸、セバシン酸、アジピン酸、イタコン酸等を使用することができる。
【００８１】
前記活性水素を有する重合性化合物としては、アクリル酸以外に、例えば、メタクリル酸、アクリル酸ダイマー、メタクリル酸ダイマー、ヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレート等を使用することができる。また、オキセタンと脂肪酸との反応の場合は、アクリル酸塩化物、メタクリル酸塩化物、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル等を使用することができる。
【００８２】
また、オキセタンアルコールの合成方法としては、例えば特開平１１−０１２２６１号公報、特開平９−７１５４５号公報等の公知の方法で合成することができる。具体的には、トリメチロールアルカンとジメチルカーボネートとを反応させる方法等により得ることができる。
【００８３】
例えばオキセタンアルコールが下記化合物の場合は、
【００８４】
【化１９】
0004623358.tif 000023
【００８５】
メチルターシャリーブチルエーテル中にヘキサナールとパラホルムアルデヒドとを水酸化ナトリウムの存在下で反応させ、トリメチロールブタンを合成する。更に、トリメチロールブタンと炭酸ジメチルを炭酸カリウムの存在下で反応させ、副生するメタノールを除去してカーボネート化を行った後に、２００℃に加熱して脱炭酸することにより合成することができる。
【００８６】
また、前記一般式（２）で表される重合性化合物が、例えば下記化合物の場合は、
【００８７】
【化２０】
0004623358.tif 000024
【００８８】
ジブチル−１，３−プロパンジオールとアクリル酸クロリドをトリエチルアミンの存在下で反応させ、更にこの生成物とセバシン酸とを１−エチル−３−（３′−ジメチルアミノプロピル）カルボジイミド塩酸塩とジメチルアミノピリジンの存在下で塩化メチレン中に室温で８時間反応させることにより得ることができる。
【００８９】
本発明においては、前記一般式（２）で表される重合性化合物等の、ａ１で表される長鎖側鎖、及び、ａ２で表されるアルキル基を置換基として有する炭素原子をもつ多官能重合性化合物、及び液晶組成物からなる調光層形成材料を重合させて調光層を得るが、本発明の効果を損なわない範囲で、若干の公知慣用の重合性化合物を共重合させてもよい。
重合性化合物としては、例えば、エチル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、イソオクチル（メタ）アクリレート、ラウリル（メタ）アクリレート、イソミリスチル（メタ）アクリレート、１，６−ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、ジシクロペンテニルジ（メタ）アクリレート、ビスフェノールＡジ（メタ）アクリレート、ウレタンアクリレート、ポリテトラエチレングリコールジマレイミド等が挙げられる。これらの重合性化合物の配合率としては、一般式（１）の重合性化合物の合計量に対して、１〜３０％が好ましく、５〜２０％が最も好ましい。
【００９０】
その他、必要に応じて酸化防止剤、紫外線吸収剤、非反応性のオリゴマーや無機充填剤、有機充填剤、重合禁止剤、消泡剤、レベリング剤、可塑剤、シランカップリング剤等を適宜、添加しても良い。
【００９１】
（液晶組成物）
本発明で使用する液晶組成物は、前記一般式（Ｉ−ａ）及び前記一般式（Ｉ−ｂ）で表される化合物群から一種類以上を含有する。この液晶組成物としては、幅広い液晶温度範囲を有するのみならず、高い比抵抗値、高い誘電率異方性、高い屈折率異方性、低い粘性を有することが好ましい。更に、液晶組成物としての、耐熱性、耐光性に優れることも好ましい条件である。特にアクティブ素子で駆動させるためには、高い比抵抗値、高い誘電率異方性を有し、且つ耐熱性、耐光性に優れることは必須条件である。一般式（Ｉ−ａ）及び一般式（Ｉ−ｂ）で表される化合物は相溶性が高いため幅広い液晶温度範囲、特に低温域でのネマティック安定性に優れ、且つ高誘電率、高い比抵抗値を有する化合物である。
一般式（Ｉ−ａ）及び一般式（Ｉ−ｂ）において、Ｒ１及びＲ２としては、炭素原子数１〜５のアルキル基、炭素原子数２〜６のアルケニル基（該アルキル基又はアルケニル基中に存在する１個又は２個以上のメチレン基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、−Ｏ−で置換されていてもよい。）が好ましく、該アルケニル基は式（Ｖ−ａ）
【００９２】
【化２１】
0004623358.tif 000025
【００９３】
（構造式は右端で直接もしくは酸素原子を介して環に連結しているものとする。）で表されるものが好ましく、炭素原子数１〜５のアルキル基がより好ましい。
Ａ１及びＡ２としては、１，４−シクロヘキシレン基が好ましく、
Ｚ１  及びＺ２としては、単結合が好ましく、
Ｘ１及びＸ２としては、フッ素原子もしくはトリフルオロメトキシ基が好ましく、フッ素原子がより好ましく、
具体的には一般式（Ｖ−１）から一般式（Ｖ−３３）で表される化合物が好ましい。
【００９４】
【化２２】
0004623358.tif 000026
【００９５】
【化２３】
0004623358.tif 000027
【００９６】
（式中、Ｒ１１は炭素原子数１から５のアルキル基を表す。）
本発明で使用する液晶組成物は、更に、一般式（Ｉ−ｃ）で表される化合物を一種類以上含有するとなお好ましい。
【００９７】
【化２４】
0004623358.tif 000028
一般式（Ｉ−ｃ）
【００９８】
式中、Ｒ２１は炭素原子数１〜１０のアルキル基又は炭素原子数２〜１０のアルケニル基を表し、該アルキル基又はアルケニル基中に存在する１個又は２個以上のＣＨ２基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、酸素原子で置換されていてもよい。中でも、炭素原子数１〜５のアルキル基又は炭素原子数２〜６のアルケニル基（該アルキル基又はアルケニル基中に存在する１個又は２個以上のメチレン基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、−Ｏ−で置換されていてもよい。）が好ましく、炭素原子数１〜５のアルキル基又は炭素原子数１〜５のアルコキシ基がより好ましい。  
【００９９】
Ａ２１は１，４−フェニレン基又は１，４−シクロヘキシレン基を表し、該１，４−フェニレン基は非置換であるか又は置換基として１個又は２個以上のフッ素原子、塩素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基又はトリフルオロメトキシ基を有することができる。
【０１００】
Ｚ２１は単結合又は−ＣＨ２−ＣＨ２−を表す。中でも単結合が好ましい。
Ｘ５１は、炭素原子数１〜１０のアルキル基又は炭素原子数２〜１０のアルケニル基（該アルキル基又はアルケニル基中に存在する１個又は２個以上のＣＨ２基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、酸素原子で置換されていてもよい。）、フッ素原子、塩素原子、イソシアネート基、トリフルオロメチル基、トリフルオロメトキシ基、ジフルオロメトキシ基又は一般式（Ｉ−ｄ）を表す。
【０１０１】
【化２５】
0004623358.tif 000029
【０１０２】
（式中、Ａ２２は１，４−フェニレン基又は１，４−シクロヘキシレン基を表し、該１，４−フェニレン基は非置換であるか又は置換基として１個又は２個以上のフッ素原子、塩素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基又はトリフルオロメトキシ基を有することができ、Ｘ６０は、炭素原子数１から１０のアルキル基又は炭素原子数２〜１０のアルケニル基（該アルキル基又はアルケニル基中に存在する１個又は２個以上のメチレン基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、−Ｏ−で置換されていてもよい。）、フッ素原子、塩素原子、イソシアネート基、トリフルオロメチル基、トリフルオロメトキシ基、又はジフルオロメトキシ基基を表す。）中でも、炭素原子数１〜５のアルキル基、炭素原子数１〜５のアルコキシ基又はフッ素原子が好ましい。
【０１０３】
Ｘ５２からＸ５７はそれぞれ独立して、水素原子、フッ素原子、塩素原子、トリフルオロメチル基、トリフルオロメトキシ基、メチル基、メトキシ基又はエチル基を表し、ｎ１０は０又は１を表す。）中でも、水素原子、フッ素原子又はメチル基が好ましく、Ｘ５２からＸ５７の中で１つ以上、３つ以下がフッ素原子、又はメチル基であるものがより好ましい。
【０１０４】
具体的には、一般式（Ｉ−４１）から一般式（Ｉ−４７）
【０１０５】
【化２６】
0004623358.tif 000030
【０１０６】
（式中Ｒ３１、Ｒ３２、及びＲ３３はそれぞれ独立して、炭素原子数１〜５のアルキル基、炭素原子数１〜５のアルコキシ基を表し、
Ｘ６１からＸ６６はそれぞれ独立して、水素原子、フッ素原子、又はメチル基を表し、
Ｘ７１からＸ７６はそれぞれ独立して、水素原子、又はフッ素原子を表す。）
で表される化合物が好ましく、これらの中でも、Ｘ６１からＸ６６の少なくとも１つ以上、３つ以下がフッ素原子、又はメチル基であるもの、及びＸ７１からＸ７６の少なくとも１つ以上、３つ以下がフッ素原子であるものがより好ましい。
具体的には一般式（Ｉ−５１）から一般式（Ｉ−５９）
【０１０７】
【化２７】
0004623358.tif 000031
【０１０８】
（式中、Ｒ３５、Ｒ３６及びＲ３７はそれぞれ独立して、炭素原子数１〜５のアルキル基、炭素原子数１〜５のアルコキシ基を表し、
Ｘ８１、Ｘ８４、Ｘ８５及びＸ８６はそれぞれ独立して水素原子、又はフッ素原子を表し、Ｘ８２及びＸ８３はそれぞれ独立して、水素原子、フッ素原子、又はメチル基を表すが、式（Ｉ−５５）及び式（Ｉ−５６）中のＸ８２からＸ８６の少なくとも１つ以上、３つ以下がフッ素原子、又はメチル基を表し、
Ｘ８７及びＸ８８はそれぞれ独立して、水素原子、又はフッ素原子を表す。）
で表される化合物が更により好ましい。
【０１０９】
また、更なる液晶温度領域の拡大、高誘電率、又は低粘性を得るため、一般式（Ｉ−ａ）、一般式（Ｉ−ｂ）及び一般式（Ｉ−ｃ）の化合物に加えて、一般式（III−ａ）、又は一般式（ＩＶ−ａ）で表される化合物を含有することも好ましい。  
【０１１０】
【化２８】
0004623358.tif 000032
【０１１１】
一般式（III−ａ）において、Ｒ３及びＲ４はそれぞれ独立して、炭素原子数１〜１０のアルキル基又は炭素原子数２〜１０のアルケニル基を表し、該アルキル基又はアルケニル基中に存在する１個又は２個以上のＣＨ２基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、酸素原子で置換されていてもよい。中でも、炭素原子数１から５のアルキル基、炭素原子数２から６のアルケニル基（該アルキル基又はアルケニル基中に存在する１個又は２個以上のメチレン基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、−Ｏ−で置換されていてもよい。）が好ましく、該アルケニル基は前記式（Ｖ−ａ）で表されるものが好ましい。
【０１１２】
Ａ３、Ａ４及びＡ５はそれぞれ独立して１，４−フェニレン基又は１，４−シクロヘキシレン基を表し、該１，４−フェニレン基は非置換であるか又は置換基として１個又は２個以上のフッ素原子、塩素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基又はトリフルオロメトキシ基を有することができる。
Ｚ５及びＺ６はそれぞれ独立して単結合又は−ＣＨ２−ＣＨ２−を表し、ｎ３は、０、１又は２を表す。ただし、ｎ３＝２の場合、複数存在するＡ３及びＺ５は同一であっても異なっていても良い。
【０１１３】
また、特に低粘性を得たい場合は、ｎ３が０を表し、Ａ４及びＡ５が、トランス−１，４−シクロへキシレン基を表し、Ｚ６が単結合を表すことが好ましく、
特に液晶温度範囲を拡大するには、ｎ３が０又は１を表し、Ａ３及びＡ４が、トランス−１，４−シクロへキシレン基を表し、Ａ５が１，４フェニレン基（該１，４−フェニレン基は非置換であるか又は置換基として１個又は２個以上のフッ素原子、メチル基を有することができる。）を表し、Ｚ５が単結合又は−ＣＨ２ＣＨ２−を表し、Ｚ６が単結合を表すことが好ましく、
特に高屈折率を得るためには、ｎ３が１を表し、Ａ３がトランス−１，４−シクロへキシレン基、又は１，４フェニレン基（該１，４−フェニレン基は非置換であるか又は置換基として１個又は２個以上のフッ素原子、メチル基を有することができる。）を表し、Ａ４及びＡ５が、１，４フェニレン基（該１，４−フェニレン基は非置換であるか又は置換基として１個又は２個以上のフッ素原子、メチル基を有することができる。）を表すことが好ましい。
具体的には一般式（III−１）から一般式（III−５）で表される化合物が好ましい。
【０１１４】
【化３０】
0004623358.tif 000033
【０１１５】
（式中、Ｒ１２及びＲ１３はそれぞれ独立して炭素原子数１〜５のアルキル基又は炭素原子数２〜６のアルケニル基（該アルキル基又はアルケニル基中に存在する１個又は２個以上のメチレン基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、−Ｏ−で置換されていてもよい。）を表し、Ｘ２１からＸ２６はそれぞれ独立して水素原子、フッ素原子又はメチル基を表す。）
【０１１６】
【化３１】
0004623358.tif 000034
【０１１７】
一般式（ＩＶ−ａ）において、Ｒ５は炭素原子数１〜１０のアルキル基、炭素原子数２〜１０のアルケニル基を表し、該アルキル基又はアルケニル基中に存在する１個又は２個以上のＣＨ２基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、酸素原子で置換されていてもよい。中でも、炭素原子数１〜５のアルキル基又は炭素原子数２〜６のアルケニル基（該アルキル基又はアルケニル基中に存在する１個又は２個以上のメチレン基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、−Ｏ−で置換されていてもよい。）が好ましく、前記式（Ｖ−ａ）で表されるものがより好ましい。
【０１１８】
Ａ６、Ａ７及びＡ８はそれぞれ独立して１，４−フェニレン基、１，４−シクロヘキシレン基又はインダン−２，５−ジイル基を表し、該１，４−フェニレン基、インダン−２，５−ジイル基は非置換であるか又は置換基として１個又は２個以上のフッ素原子、塩素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基又はトリフルオロメトキシ基を有することができる。
Ｚ７及びＺ８はそれぞれ独立して、単結合、−ＣＨ２ＣＨ２−又は−ＣＦ２Ｏ−を表す。
【０１１９】
Ｘ１３はフッ素原子、塩素原子、トリフルオロメチル基、トリフルオロメトキシ基、ジフルオロメトキシ基又はイソシアネート基を表す。中でも、フッ素原子又はトリフルオロメトキシ基が好ましく、フッ素原子がより好ましい。
ｎ４は、０、１又は２を表す。ただし、ｎ４＝２の場合、複数存在するＡ６及び各Ｚ７は同一であっても異なっていても良い。
【０１２０】
また、特に高誘電率を得たい場合は、ｎ４が０又は１を表し、Ａ６がトランス−１，４−シクロへキシレン基を表し、Ａ７がトランス−１，４−シクロへキシレン基、又は１，４−フェニレン基（該１，４−フェニレン基は非置換であるか又は置換基として１個又は２個以上のフッ素原子、メチル基を有することができる。）を表し、Ａ８が２又は３−フルオロ１，４−フェニレン基又は２，６又は３，５ジフルオロ１，４−フェニレン基を表し、Ｚ７、及びＺ８が単結合を表すことが好ましい。
特に液晶温度範囲を拡大するには、ｎ３が２を表し、Ａ６がトランス−１，４−シクロへキシレン基を表し、Ａ７がトランス−１，４−シクロへキシレン基、又は１，４−フェニレン基を表し、Ａ８が２−フルオロ−１，４−フェニレン基、３−フルオロ−１，４−フェニレン基、２，６−ジフルオロ−１，４−フェニレン基又は３，５−ジフルオロ−１，４−フェニレン基を表し、Ｚ７及びＺ８が単結合又は−ＣＨ２ＣＨ２−を表すことが好ましい。
具体的には一般式（ＩＶ−１）から一般式（ＩＶ−４）で表される化合物が好ましい。
【０１２１】
【化３３】
0004623358.tif 000035
【０１２２】
（式中、Ｒ１４は炭素原子数１〜５のアルキル基、炭素原子数２〜６のアルケニル基（該アルキル基又はアルケニル基中に存在する１個又は２個以上のメチレン基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、−Ｏ−で置換されていてもよい。）を表し、Ｘ３１からＸ３４はそれぞれ独立して水素原子、フッ素原子を表し、Ｚ１１は単結合、又は−ＣＨ２ＣＨ２−を表す。）
これら（ＩＶ−１〜４）の中でも（ＩＶ−５〜７）の化合物がより好ましい。
【０１２３】
【化３４】
0004623358.tif 000036
【０１２４】
（式中、Ｒ１５は炭素原子数２〜６のアルケニル基を表し、Ｘ３５からＸ３７はそれぞれ独立して水素原子又はフッ素原子を表す。）
これらの液晶組成物は不純物等を除去する、又は比抵抗値を更に高くする目的で、シリカ、アルミナ等による精製処理を施しても良い。比抵抗値としては１０１２Ω・ｃｍ以上が好ましく、１０１３Ω・ｃｍ以上がより好ましい。
更に、目的に応じて液晶組成物中に、キラル化合物、染料等のドーパントを添加することもできる。
【０１２５】
一般式（Ｉ−ａ）及び一般式（Ｉ−ｂ）で表される化合物群から選ばれる化合物及び一般式（Ｉ−ｃ）で表される化合物を５９から８９質量％含有し、一般式（ＩＩ−ｂ）で表される重合性化合物を１０から４０質量％含有することが好ましく、一般式（Ｉ−ａ）及び一般式（Ｉ−ｂ）で表される化合物群から選ばれる化合物及び一般式（Ｉ−ｃ）で表される化合物を６３から７５質量％含有し、一般式（ＩＩ−ｂ）で表される重合性化合物を２４から３６質量％含有することが更に好ましい。液晶組成物としては、一般式（Ｉ−ａ）及び一般式（Ｉ−ｂ）で表される化合物群の含有率が１０から６０％、一般式（Ｉ−ｃ）で表される化合物の含有率が１０から６０％であるものが好ましく、一般式（Ｉ−ａ）及び一般式（Ｉ−ｂ）で表される化合物群の含有率が１５から５０％、一般式（Ｉ−ｃ）で表される化合物の含有率が２０から５０％であるものがより好ましい。
【０１２６】
本発明の光散乱型液晶デバイスは、例えば、透明電極層を有し少なくとも片方が透明であり、該透明電極層を対向させた状態でスペーサー等を使用して一定間隔を保った２枚の基板間に、前記一般式（１）で表される繰り返し単位を有するポリマーマトリックスと、前記一般式（Ｉ−ａ）及び一般式（Ｉ−ｂ）で表される化合物群から選ばれる少なくとも一種類以上を含有する液晶組成物との混合物を挟持させ、相分離させることで得られる。中でも、前記一般式（２）で表される重合性化合物と、前記一般式（Ｉ−ａ）及び一般式（Ｉ−ｂ）で表される化合物群から選ばれる少なくとも一種類以上を含有する液晶組成物との混合物を挟持させ、光照射又は加熱する方法が、調光層内の平均空隙間隔を均一な大きさにでき、且つ３次元ネットワーク状のポリマーマトリックスを得ることができるので好ましい。（以下、前記一般式（２）で表される重合性化合物と前記一般式（Ｉ−ａ）及び一般式（Ｉ−ｂ）で表される化合物群から選ばれる少なくとも一種類以上を含有する液晶組成物との混合物を、調光層形成材料と略す）
【０１２７】
前記液晶組成物と重合性組成物との配合比は、所望の電気光学特性に応じて調整することができ、５９：４１〜８９：１１の範囲が好ましく、６３：３６〜７５：２５の範囲がより好ましい。
重合方法としては、ラジカル重合、アニオン重合、カチオン重合等を用いることが可能であるが、ラジカル重合により重合することが好ましい。
ラジカル重合開始剤としては、熱重合開始剤、光重合開始剤を用いることができるが、光重合開始剤が好ましい。具体的には以下の化合物が好ましい。
ジエトキシアセトフェノン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン、ベンジルジメチルケタール、１−（４−イソプロピルフェニル）−２−ヒドロキシ−２−メチルプロパン−１−オン、４−（２−ヒドロキシエトキシ）フェニル−（２−ヒドロキシ−２−プロピル）ケトン、１−ヒドロキシシクロヘキシル−フェニルケトン、２−メチル−２−モルホリノ（４−チオメチルフェニル）プロパン−１−オン、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルホリノフェニル）−ブタノン等のアセトフェノン系；
ベンゾイン、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル等のベンゾイン系；２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド等のアシルホスフィンオキサイド系；ベンジル、メチルフェニルグリオキシエステル系；
ベンゾフェノン、ο−ベンゾイル安息香酸メチル、４−フェニルベンゾフェノン、４，４’−ジクロロベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノン、４−ベンゾイル−４’−メチル−ジフェニルサルファイド、アクリル化ベンゾフェノン、３，３’，４，４’−テトラ（ｔ−ブチルパーオキシカルボニル）ベンゾフェノン、３，３’−ジメチル−４−メトキシベンゾフェノン等のベンゾフェノン系；
２−イソプロピルチオキサントン、２，４−ジメチルチオキサントン、２，４−ジエチルチオキサントン、２，４−ジクロロチオキサントン等のチオキサントン系；
ミヒラーケトン、４，４’−ジエチルアミノベンゾフェノン等のアミノベンゾフェノン系；
１０−ブチル−２−クロロアクリドン、２−エチルアンスラキノン、９，１０−フェナンスレンキノン、カンファーキノン等が好ましい。
この中でも、ベンジルジメチルケタールが最も好ましい。
【０１２８】
−ａ３−ａ４−ａ５
本発明においては、前記一般式（１）で表される繰り返し単位のａ１即ち一般式（６）で表される基  −ａ３−ａ４−ａ５    の構造と液晶組成物を適宜変化させることで、液晶デバイスの用途や使用する液晶組成物の種類に応じ適応させることができる。例えば、反射型液晶ディスプレイやデジタルペーパーのような白色度の高い光散乱型液晶デバイスの場合は、一般式（I−ａ）、（I−ｂ）に一般式（I−ｃ）で表されるトラン系液晶を含んだ液晶組成物が有効であり、調光層形成材料には、一般式（６）のａ５が直鎖のアルキル基である重合性化合物を選択するのがより好ましい。例えば、ａ２がエチル基であり、ａ５が直鎖の炭素原子数１３のノルマルミリスチル基であり、ａ３がメチレン基、ａ４が−ＯＣＯ−である一般式（２）で表される化合物を、調光層形成材料として使用した光散乱型液晶デバイスは、ａ２のエチル基の存在により、０℃以下の極低温でも−ＣＨ２−ＯＣＯ−Ｃ１３Ｈ２７で表される側鎖の揺らぎが抑制され難い。このため、０℃以下の極低温域でも駆動電圧の上昇を抑制することができる。
【０１２９】
一方、−２０℃以下の低温域の動作や、高信頼性の液晶デバイスの場合は、液晶組成物として、一般式（I-ａ）、（I−ｂ）を含んだ液晶組成物が有効であり、調光層形成材料には、一般式（６）のＲ２が直鎖のアルキル基である重合性化合物を選択するのがより好ましい。例えば、ａ２がエチル基であり、ａ５が直鎖の炭素原子数９のノルマルノニル基や、２−ノルマルヘプチル−ノニル基であり、ａ３がメチレン基、ａ４が−ＯＣＯ−である一般式（２）で表される化合物を、調光層形成材料として使用した光散乱型液晶デバイスは、−２０℃以下の極低温でも側鎖の揺らぎが抑制され難く、駆動電圧の上昇を抑制することができる。
【０１３０】
透明電極層を有する透明基板は、例えば、ガラス板等の透明基板上にインジウムチンオキシド（ＩＴＯ）をスパッタリングすることにより得ることができる。また、低波長分散の透明性基板を用いることにより本発明のデバイスの光散乱能が高まり反射率やコントラストが向上してより好ましい。低波長分散の透明性基板としては、ホウケイ酸硝子や、ポリエチレンテレフタレートまたはポリカーボネート等のプラスチック透明フィルム、１／４λの光干渉条件を使用した誘電体多層膜をコートした透明性基板が挙げられる。
また、該基板上には、必要に応じて、高分子膜や、配向膜やカラーフィルターを配置することもできる。配向膜としては、例えば、ポリイミド配向膜、光配向膜等が使用できる。配向膜の形成方法としては、例えばポリイミド配向膜の場合、ポリイミド樹脂組成物を該透明基板上に塗布し、１８０℃以上の温度で熱硬化させ、更に綿布やレーヨン布でラビング処理することで得ることができる。また、ラビング処理を施していないポリイミド膜等の高分子膜も用いることもできる。更に、片側の基板にはシリコン等の不透明な材料でも良い。
【０１３１】
カラーフィルターは、例えば、顔料分散法、印刷法、電着法、又は、染色法等によって作成することができる。顔料分散法によるカラーフィルターの作成方法を一例に説明すると、カラーフィルター用の硬化性着色組成物を、該透明基板上に塗布し、パターニング処理を施し、そして加熱又は光照射により硬化させる。この工程を、赤、緑、青の３色についてそれぞれ行うことで、カラーフィルター用の画素部を作成することができる。その他、該基板上に、ＴＦＴ、薄膜ダイオード、金属絶縁体金属比抵抗素子等の能動素子を設けた画素電極を設置してもよい。
【０１３２】
前記基板を、透明電極層が内側となるように対向させる。その際、スペーサーを介して、基板の間隔を調整してもよい。このときは、得られる調光層の厚さが１〜１００μｍ、中でも２〜５０μｍとなるように、該基板の間隔を調整することが好ましい。スペーサーとしては、例えば、ガラス粒子、プラスチック粒子、アルミナ粒子、フォトレジスト材料等が挙げられる。その後、エポキシ系熱硬化性組成物等のシール剤を、液晶注入口を設けた形で該基板にスクリーン印刷し、該基板同士を貼り合わせ、加熱しシール剤を熱硬化させる。
【０１３３】
得られた液晶セルに前記調光層形成材料を封入し、調光層形成材料中の液晶組成物を等方性液体状態に保持した状態で光照射又は加熱、冷却することで、本発明の光散乱型液晶デバイスを作成することができる。調光層形成材料として重合性化合物を用いない場合は、調光層形成材料を等方性液体状態に保持した状態に加熱した後、冷却して液晶組成物とポリマーマトリックスとが相分離を起こすことにより光散乱型液晶デバイスが作製される。調光層形成材料として重合性化合物を用いる場合は、光照射又は加熱して作製される。作製方法としては、特に限定はなく、紫外線、可視光線、高周波等のエネルギー線を利用することができる。中でも紫外線を用いた重合性化合物の重合を利用する方法は、調光層形成材料を等方性液体状態に保持した状態で瞬間的に重合性化合物の重合を進行させるので、調光層内の平均空隙間隔を均一な大きさにでき、且つ３次元ネットワーク状のポリマーマトリックスを得ることができるので、より好ましい。すなわち、該ポリマーマトリックスが３次元ネットワーク状となることで、得られる液晶デバイスの電気光学特性がより向上する。
【０１３４】
また、本発明の液晶デバイスの裏面側に光吸収層や、拡散反射板等を配置することもでき、反射率とコントラストの高い反射型光散乱型液晶デバイスが得られる。また、シアン・マゼンタ・イエロー等の光吸収波長の異なる光吸収層を各色別に分割した画素電極の位置に一致するように配置すると、カラー表示が可能である。鏡面反射、拡散反射、再帰性反射、ホログラム反射等の機能を付加することもできる。
【実施例】
【０１３５】
以下、実施例を挙げて本発明を更に詳述するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。また、以下の実施例及び比較例の組成物における「%」は『質量%』を意味する。
【０１３６】
実施例中の光散乱型液晶デバイスは以下の方法で作製した。
液晶組成物、重合性化合物、光重合開始剤からなる調光層形成材料を真空注入法でセル厚５μmのＩＴＯ付きガラスセル内に注入した。この時、調光層形成材料が常に均一状態となるよう、真空注入装置内の温度をコントロールした。また真空度は2パスカルとなるよう設定した。注入後ガラスセルを取り出し、注入口を封口剤3026E（スリーボンド社製）で封止した後、調光層形成材料のアイソトロピック−ネマチック転移点より1から２℃高い温度にコントロールし、紫外線カットフィルターＵＶ−３５（東芝硝子社製）を介した照射強度が１０ｍＷ／ｃｍ２となるように調整されたメタルハライドランプを120秒間照射して、光散乱型液晶デバイスを得た。実施例中に示される液晶組成物の特性の略号、及び意味は以下の通りである。
【０１３７】
ＴＮ−Ｉ  ：ネマチック相-等方性液体相転移温度(℃)
Ｔ→Ｎ  ：固体相又はスメクチック相-ネマチック相転移温度(℃)
また、液晶温度範囲(ネマチック液晶温度範囲)とは特に指定がない限り、固体相又はスメクチック相-ネマチック相転移温度からネマチック相-アイソトロピック相転移温度までを意味する。
【０１３８】
実施例中に示される光散乱型液晶デバイスの特性の略号、及び意味は以下に示す通りである。
Ｖ１０：電圧無印加時の光散乱型液晶デバイスの光透過率（Ｔ０）を０％とし、印加電圧を増加させていき光透過率がほとんど変化しなくなった時の光透過率（Ｔ１００）を１００％とした時、光透過率が１０％となる印加電圧値（Ｖ）。
Ｖｒ９０：電圧無印加時の光散乱型液晶デバイスの光透過率（Ｔ０）を０％とし、印加電圧を増加させていき光透過率がほとんど変化しなくなった時の光透過率（Ｔ１００）を１００％とした時、光透過率が９０％となる印加電圧値（Ｖ）。
ΔＶ：デバイス１μｍあたりの電圧変化量
−２０℃のＶｒ９０−７０℃のＶｒ９０／セル厚（Ｖ／μｍ）
電圧保持率（ＶＨＲ）は、液晶電圧保持率測定システムＶＨＲ−Ａ１（東陽テクニカ社製）を用いて測定し、パルス幅は６４μsec、フレーム周期は１６．６７ミリ秒、印加電圧は５Ｖとし、面積比で求めた。
【０１３９】
（重合性化合物の合成例）
（中間体の合成）
撹拌装置、及び温度計を備えた反応容器に、中間体１の１，６−ジブロモヘキサン２９ｇ（０．１２モル）、トテラブチルアンモニウムブロミド４ｇ、３−エチル−３−ヒドロキシメチルオキセタン（東亜合成社製：ＯＸＴ−１０１）４１ｇ（０．３５モル）、およびジメチルスルオキシド１５０ｍｌを加え、５０℃で溶解させた後に、粒状の水酸化ナトリウム  １８．７ｇ（０．４７モル）を５回に分けて１時間かけて添加した。添加終了後に反応容器を８０℃に加熱して３時間撹拌して反応を終了した。反応液に酢酸エチルを１Ｌ加えた後に５％炭酸ナトリウム、純水、飽和食塩水の順で洗浄し、有機層を無水硫酸ナトリウムで乾燥し、有機溶媒を減圧留去して、式（７）で表される３，３−（１，６−ヘキサンジイルビス（オキシメチレン））ビス（３−エチルオキセタン）を２６ｇ得た。
【０１４０】
【化３５】
0004623358.tif 000037
（７）
【０１４１】
（物性値）
１Ｈ−ＮＭＲ（溶媒：重クロロホルム）：δ：４．４５−４．４０（ｄｄ，８Ｈ），３．５６（ｓ，４Ｈ），３．４５（ｔ、４Ｈ），１．７０（ｍ，４Ｈ），１．６０（ｍ，４Ｈ），１．３８（ｍ，４Ｈ），０．８８（ｔ，６Ｈ）
１３Ｃ−ＮＭＲ（溶媒：重クロロホルム）：δ：７３．４，７１．５，４４．３，４３．４，３２．７，２９．５，２６．８，２６．２，２６．０，２５．５，８．２
【０１４２】
（重合性化合物の合成）
撹拌装置、窒素導入管、冷却管及び温度計を備えた反応容器に、上記の中間体で合成した３，３−（１，６−ヘキサンジイルビス（オキシメチレン））ビス（３−エチルオキセタン）２０ｇ（０．０６４モル）、ヨウ化ナトリウム２２．９ｇ（０．１５２モル）、およびアセトニトリルを３００ｍｌ入れ、５℃以下になるように氷水バスで冷却しながら撹拌した。ラウリル酸クロリド２９．４（０．１３４モル）を３０分かけてゆっくり滴下した。滴下終了後、５℃で１時間撹拌した後に、更に室温で３時間撹拌して反応を終了した。反応容器に少量の水を加えた後に酢酸エチルを加え、１０％亜硫酸水素ナトリウムでヨウ素を分解した。更に純水、飽和食塩水の順で有機層を洗浄した。有機層を無水硫酸ナトリウムで乾燥した後に、有機溶媒を減圧留去し中間体Ｍ−１を５１ｇ合成した。
【０１４３】
次いで、撹拌装置、温度計を備えた反応容器に、上記の方法で合成した中間体Ｍ−１  ５１ｇ（０．０５５モル）、アクリル酸１５．７ｇ（０．２１８モル）、ｐ−メトキシフェノール  ８０ｍｇ、およびジメチルスルオキシド３００ｇを入れ、室温で撹拌しながら１，８―ジアザビシクロ［５，４，０］７−ウンデセン（以下ＤＢＵと略す）を３３．２ｇ（０．２１８モル）を３０分かけてゆっくり滴下した。滴下終了後、反応容器を９０℃に加熱し、１２時間撹拌して反応を終了した。反応容器に酢酸エチルを加え、１／１０Ｎの塩酸溶液、５％水酸化ナトリウム溶液、純水、飽和食塩水の順で有機層を洗浄した。有機層を無水硫酸ナトリウムで乾燥し、有機層の溶媒を減圧留去した後、濃縮液をシリカゲルクロマトグラフィーにより精製し、ウンデシル基（Ｘ２＝エステル、Ｘ３＝エーテル、Ｒ４＝エチル基）を２個有する重合性化合物「Ｍ−１」を約２５ｇ得た。
【０１４４】
【化３６】
0004623358.tif 000038
（Ｍ−１）
【０１４５】
（物性値）
１Ｈ−ＮＭＲ（溶媒：重クロロホルム）：δ：６．４２（ｄ，２Ｈ），６．１２（ｑ，２Ｈ），５．８４（ｄ，２Ｈ），４．１０（ｓ，４Ｈ）３．９９（ｓ，４Ｈ），３．３４（ｔ，４Ｈ），３．２９（ｓ，４Ｈ），２．２９（ｔ，４Ｈ），１．６２（ｍ，４Ｈ），１．６−１．４（ｍ，８Ｈ），１．２５（ｍ，３６Ｈ），０．８７（ｔ，１２Ｈ）
１３Ｃ−ＮＭＲ（溶媒：重クロロホルム）：δ：１７３．６，１６５．９，１３０．６，１２８．３，７１．５，７０．４，６４．７，６４．３，４１．４，３４．３，３１．９，２９．７−２９．１，２５．９，２４．９，２３．０，２２．６，１４．０，７．４
赤外吸収スペクトル（ＩＲ）（ＫＢｒ）：２９２５，２８５５，１７３３，１６５２−１６２２，１１９０，８０８．９
中間体の合成において３−エチル−３−ヒドロキシメチルオキセタン（東亜合成社製：ＯＸＴ−１０１）の代わりに３−メチル−３−ヒドロキシメチルオキセタン、３−ブチル−３−ヒドロキシメチルオキセタンを用いた、同様の合成方法により「Ｍ−２」「Ｍ−３」を合成した。
【０１４６】
【化３７】
0004623358.tif 000039
（Ｍ−２）
【０１４７】
【化３８】
0004623358.tif 000040
（Ｍ−３）
【０１４８】
(実施例1)
液晶組成物（Ａ）が７０％、ラジカル重合性化合物（Ｍ−１）が２９．４％、光重合開始剤イルガキュア６５１（チバスペシャリティーケミカルズ社製）が０．６％からなる光散乱型液晶デバイス用組成物を調合し、前述の手法で光散乱型液晶デバイスを得た。液晶組成物（Ａ）の液晶温度範囲は−４３℃から８５．２℃であり、この素子のＶＨＲは９９．１%であった。
駆動電圧の評価結果を表−１に示した。
【０１４９】
【化３９】
0004623358.tif 000041
【０１５０】
(実施例２)
液晶組成物（Ｂ）が７０％、ラジカル重合性化合物（Ｍ−１）が２９．４％、光重合開始剤イルガキュア６５１（チバスペシャリティーケミカルズ社製）が０．６％からなる光散乱型液晶デバイス用組成物を調合し、前述の手法で光散乱型液晶デバイスを得た。液晶組成物（Ｂ）の液晶温度範囲は−３６℃から９６．５℃であり、この素子のＶＨＲは９９．０%であった。  
駆動電圧の評価結果を表−２に示した。
【０１５１】
【化４０】
0004623358.tif 000042
【０１５２】
(実施例３)
液晶組成物（Ｃ）が７０％、ラジカル重合性化合物（Ｍ−１）が２９．４％、光重合開始剤イルガキュア６５１（チバスペシャリティーケミカルズ社製）が０．６％からなる光散乱型液晶デバイス用組成物を調合し、前述の手法で光散乱型液晶デバイスを得た。液晶組成物（Ｃ）の液晶温度範囲は−４１℃から９４．１℃であり、この素子のＶＨＲは９９．３%であった。
駆動電圧の評価結果を表−１に示した。
【０１５３】
【化４１】
0004623358.tif 000043
【０１５４】
(実施例４)
液晶組成物（Ｃ）が７０％、ラジカル重合性化合物（Ｍ−２）が２９．４％、光重合開始剤イルガキュア６５１（チバスペシャリティーケミカルズ社製）が０．６％からなる光散乱型液晶デバイス用組成物を調合し、前述の手法で光散乱型液晶デバイスを得た。液晶組成物（Ｃ）の液晶温度範囲は−４１℃から９４．１℃であり、この素子のＶＨＲは９９．０%であった。
駆動電圧の評価結果を表−１に示した。
【０１５５】
(実施例５)
液晶組成物（Ｃ）が７０％、ラジカル重合性化合物（Ｍ−３）が２９．４％、光重合開始剤イルガキュア６５１（チバスペシャリティーケミカルズ社製）が０．６％からなる光散乱型液晶デバイス用組成物を調合し、前述の手法で光散乱型液晶デバイスを得た。液晶組成物（Ｃ）の液晶温度範囲は−４１℃から９４．１℃であり、この素子のＶＨＲは９９．２%であった。
駆動電圧の評価結果を表−１に示した。
【０１５６】
(実施例６)
液晶組成物（Ｄ）が７０％、ラジカル重合性化合物（Ｍ−１）が２９．４％、光重合開始剤イルガキュア６５１（チバスペシャリティーケミカルズ社製）が０．６％からなる光散乱型液晶デバイス用組成物を調合し、前述の手法で光散乱型液晶デバイスを得た。液晶組成物（Ｄ）の液晶温度範囲は−４４℃から９４．７℃であり、この素子のＶＨＲは９９．２%であった。
駆動電圧の評価結果を表−１に示した。
【０１５７】
【化４２】
0004623358.tif 000044
【０１５８】
(実施例７)
液晶組成物（Ｅ）が７０％、ラジカル重合性化合物（Ｍ−１）が２９．４％、光重合開始剤イルガキュア６５１（チバスペシャリティーケミカルズ社製）が０．６％からなる光散乱型液晶デバイス用組成物を調合し、前述の手法で光散乱型液晶デバイスを得た。液晶組成物（Ｅ）の液晶温度範囲は−４１から９２．９℃であり、この素子のＶＨＲは９８．９%であった。
駆動電圧の評価結果を表−２に示した。
【０１５９】
【化４３】
0004623358.tif 000045
【０１６０】
(実施例８)
液晶組成物（Ｆ）が７０％、ラジカル重合性化合物（Ｍ−１）が２９．４％、光重合開始剤イルガキュア６５１（チバスペシャリティーケミカルズ社製）が０．６％からなる光散乱型液晶デバイス用組成物を調合し、前述の手法で光散乱型液晶デバイスを得た。液晶組成物（Ｆ）の液晶温度範囲は−４８℃から８８．３℃であり、この素子のＶＨＲは９９．４%であった。
駆動電圧の評価結果を表−２に示した。
【０１６１】
【化４４】
0004623358.tif 000046
【０１６２】
（比較例１）
液晶組成物（Ｇ）が７０％、ラジカル重合性化合物（Ｍ−４）が２９．４％、光重合開始剤イルガキュア６５１（チバスペシャリティーケミカルズ社製）が０．６％からなる光散乱型液晶デバイス用組成物を調合し、前述の手法で光散乱型液晶デバイスを得た。液晶組成物（Ｇ）の液晶温度範囲は０から１０３℃であり、この素子のＶＨＲは９８．８%であった。
駆動電圧の評価結果を表−２に示した。
【０１６３】
【化４５】
0004623358.tif 000047
【０１６４】
【化４６】
0004623358.tif 000048
（Ｍ−４）
【０１６５】
（比較例２）
液晶組成物（Ｈ）が７０％、ラジカル重合性化合物（Ｍ−４）が２９．４％、光重合開始剤イルガキュア６５１（チバスペシャリティーケミカルズ社製）が０．６％からなる光散乱型液晶デバイス用組成物を調合し、前述の手法で光散乱型液晶デバイスを得た。液晶組成物（Ｈ）の液晶温度範囲は−２４から１０９．５℃であり、この素子のＶＨＲは６２．３%であった。
駆動電圧の評価結果を表−２に示した。
【０１６６】
0004623358.tif 000049
【０１６７】
（比較例３）
液晶組成物（Ｇ）が７０％、ラジカル重合性化合物Ａ−ＯＣＤ（新中村化学社製）１７．６７％、ラウリルアクリレート（ＬＡ）１１．７６％、光重合開始剤イルガキュア６５１（チバスペシャリティーケミカルズ社製）が０．６％からなる光散乱型液晶デバイス用組成物を調合し、前述の手法で光散乱型液晶デバイスを得た。液晶組成物（Ｈ）の液晶温度範囲は０から１０３℃であり、この素子のＶＨＲは９８．５%であった。
駆動電圧の評価結果を表−２に示した。
【０１６８】
【表１】
0004623358.tif 000050
【０１６９】
【表２】
0004623358.tif 000051
【０１７０】
表１，２の結果より、ａ２の部位が水素原子である重合性化合物と、トラン系の液晶化合物とを用いた比較例１、３の光散乱型液晶デバイスは、０℃以下のＶｒ９０が高くなってしまった。また、ａ２の部位が水素原子である重合性化合物と、シアノ系の液晶化合物とを用いた比較例２の光散乱型液晶デバイスは、電圧保持率が著しく低くアクティブ駆動用としての使用は困難である。
これらに較べ、実施例１から８の光散乱型液晶デバイスは、−２０〜７０℃における駆動電圧が低く電圧保持率（VHR）が高いことがわかる。
【産業上の利用可能性】
【０１７１】
本発明の光散乱型液晶デバイスは、駆動回路として低価格のＩＣドライバーを使用することができ、また、アクティブ駆動が可能であるためＰＤＡなどの携帯情報端末の表示素子や光散乱型の直視・反射型ペーパーライクディスプレイにも使用することができる。またデジタルペーパー、ＩＣカードの情報表示、電子ブックや、光シャッターなどの光学素子としても有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１７２】
【図１】ａ２としてメチル基を有する重合性化合物を使用した液晶デバイスと、ａ２の部位に水素原子を有する重合性化合物を使用した液晶デバイスの、各々の温度と駆動電圧との関係を表す図である。
【図２】ａ２としてメチル基を有する重合性化合物を使用した液晶デバイスと、エチル基を有する重合性化合物を使用した液晶デバイスの、温度と駆動電圧との関係を表す図である。
【図１】
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【図２】
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