(57)【要約】【課題】  螺旋ピッチをコントロールすることができ、且つ、螺旋誘起力の大きな光学活性化合物を用いた液晶組成物、それを用いた液晶表示素子、その様な光学活性化合物と重合性化合物からなる組成物の重合体、その重合体を用いた偏光板、Ｎ型ｃ−プレート等の光学補償板、配向膜、カラーフィルター、接着剤、機械的異方性を持つ合成高分子、化粧品、装飾品、偽造防止装置等の提供。【解決手段】  下記の式（１）で表される光学活性化合物である。Ｒa−ＣＨ（Ｘ）−Ｙ１−（Ｚ１−Ａ−Ｚ２）ｒ−Ｙ２−ＣＨ（Ｘ）−Ｒa  （１）ここで、Ｒａは１価の環状基であり、Ｘはハロゲン、アルキルまたはハロゲン化アルキルであり、Ｙ１、Ｙ２、Ｚ１及びＺ２は連結基であり、ｒは１〜５の整数である。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記の式（１）で表される光学活性化合物。
Ｒa−ＣＨ（Ｘ）−Ｙ１−（Ｚ１−Ａ−Ｚ２）ｒ−Ｙ２−ＣＨ（Ｘ）−Ｒa  （１）
式（１）において、Ｒaは独立してフェニル、ビフェニルまたはナフタレニルであり、これらの環において任意の水素はハロゲンまたは炭素数１〜５のアルキルで置き換えられてもよく、このアルキルにおいて任意の−ＣＨ2−は−Ｏ−で置き換えられてもよく、そして任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく；Ａは独立して、シクロヘキシレン、シクロヘキセニレン、フェニレン、ナフタレン−ジイルまたはテトラヒドロナフタレン−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く；Ｚ１及びＺ２は独立して、単結合または炭素数１〜２０を有するアルキレンであり、このアルキレンにおいて任意の−ＣＨ2−は、−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−若しくは−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、そして任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく；Ｙ１及びＹ２は独立して、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−、−ＣＯＯ−、若しくは−ＯＣＯ−で置き換えられてもよく；Ｘは独立してハロゲン、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あり；ｒは１〜５の整数である。ただし、Ｒａがフェニルであり；Ｘがメチルであり；ｒが１であり；Ｙ１が単結合であって、Ｚ１−が−ＯＣＯ−であるか、もしくはＹ１が−ＯＣＯ−であって、Ｚ１が単結合であり；且つ、Ｙ２が単結合であって、Ｚ２−が−ＣＯＯ−であるか、もしくはＹ２が−ＣＯＯ−であってＺ２が単結合であるとき；Ａは１，４−フェニレンではなく、１，４−シクロヘキシレンでもない。
【請求項２】
式（１）において、Ｘが独立してハロゲン、炭素数２〜５のアルキル、炭素数１〜５のハロゲン化アルキルである請求項１に記載の光学活性化合物。
【請求項３】
式（１）において、Ｚ１が単結合であるとき、Ｙ１は単結合または炭素数２〜２０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−、−ＣＯＯ−、若しくは−ＯＣＯ−で置き換えられてもよく、または−ＣＨ2−、−Ｏ−、−Ｓ−、若しくは−ＣＯＯ−であり；または、Ｚ１が−ＯＣＯ−であるとき、Ｙ１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−、−ＣＯＯ−、若しくは−ＯＣＯ−で置き換えられてもよい、請求項１に記載の光学活性化合物。
【請求項４】
式（１）において、Ｚ２が単結合であるとき、Ｙ２は単結合または炭素数２〜２０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−、−ＣＯＯ−、若しくは−ＯＣＯ−で置き換えられてもよく；または−ＣＨ2−、−Ｏ−、−Ｓ−、若しくは−ＯＣＯ−であり；Ｚ２が−ＣＯＯ−であるとき、Ｙ２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−、−ＣＯＯ−若しくは−ＯＣＯ−で置き換えられてもよい、請求項１に記載の光学活性化合物。
【請求項５】
式（１）において、Ａは独立してシクロヘキセニレン、ナフタレン−ジイル、テトラヒドロナフタレン−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く、またはこれらの基で置換されたフェニレン若しくはシクロヘキシレンである、請求項１に記載の光学活性化合物。
【請求項６】
式（１）において、Ｒａは独立して（１）ビフェニル若しくはナフタレニルであり、これらの環において任意の水素はハロゲン若しくは炭素数１〜５のアルキルで置き換えられてもよく、このアルキルにおいて任意の−ＣＨ2−は−Ｏ−で置き換えられてもよく、そして任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく、（２）任意の水素がハロゲンで置き換えられたフェニル、（３）任意の水素がハロゲンとアルキルで置き換えられたフェニル、または（４）任意の水素がアルキルで置き換えられ、且つそのアルキルの任意の−ＣＨ２−が−Ｏ−で置き換えられたフェニル、または任意のアルキルの水素がハロゲンで置き換えられた（３）若しくは（４）である、請求項１に記載の光学活性化合物。
【請求項７】
式（１）において、Ｒａがフェニルであって、任意の水素はハロゲン、炭素数１〜５のアルキルで置き換えられてもよく、このアルキルにおいて任意の−ＣＨ2−は−Ｏ−で置き換えられてもよく、そして任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよいフェニルである請求項１〜５の何れか１項に記載の光学活性化合物。
【請求項８】
式（１）において、Ｒａがナフタレニルであって、任意の水素はハロゲン、炭素数１〜５のアルキルで置き換えられてもよく、このアルキルにおいて任意の−ＣＨ2−は−Ｏ−で置き換えられてもよく、そして任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよいナフタレニルである請求項１〜６の何れか１項に記載の光学活性化合物。
【請求項９】
式（１）において、Ａは独立して、フェニレン若しくはナフタレン−ジイルであって、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である請求項１〜８の何れか１項に記載の光学活性化合物。
【請求項１０】
式（１）において、Ｚ１及びＺ２は独立して、単結合または炭素数１〜２０を有するアルキレンであって、このアルキレンにおいて任意の−ＣＨ2−は、−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−若しくは−ＯＣＯ−で置き換えられてもよく、そして任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよい化合物である請求項１〜９の何れか１項に記載の光学活性化合物。
【請求項１１】
式（１）において、Ｙ１及びＹ２は独立して、単結合または炭素数１〜２０のアルキレンであって、これらのアルキレンにおいて任意の−ＣＨ2−は−Ｏ−、−ＣＯＯ−、若しくは−ＯＣＯ−で置き換えられてもよい化合物である請求項１〜１０の何れか１項に記載の光学活性化合物。
【請求項１２】
式（１）において、Ｘは独立して炭素数１〜５のアルキル、炭素数１〜５のフッ化アルキルである請求項１〜１１の何れか１項に記載の光学活性化合物。
【請求項１３】
式（１）において、ｒが１である請求項１〜１２の何れか１項に記載の光学活性化合物。
【請求項１４】
式（１）において、ｒが２〜５の整数である請求項１〜１２の何れか１項に記載の光学活性化合物。
【請求項１５】
式（１）において、ｒが２である請求項１４に記載の光学活性化合物。
【請求項１６】
式（１）において、ｒが３である請求項１４に記載の光学活性化合物。
【請求項１７】
少なくとも２つの化合物を含有し、少なくとも１つの化合物が、下記の式（１）で表される光学活性化合物である液晶組成物。
Ｒa−ＣＨ（Ｘ）−Ｙ１−（Ｚ１−Ａ−Ｚ２）ｒ−Ｙ２−ＣＨ（Ｘ）−Ｒa  （１）
式（１）において、Ｒaは独立してフェニル、ビフェニルまたはナフタレニルであり、これらの環において任意の水素はハロゲンまたは炭素数１〜５のアルキルで置き換えられてもよく、このアルキルにおいて任意の−ＣＨ2−は−Ｏ−で置き換えられてもよく、そして任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく；Ａは独立して、シクロヘキシレン、シクロヘキセニレン、フェニレン、ナフタレン−ジイルまたはテトラヒドロナフタレン−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く；Ｚ１及びＺ２は独立して、単結合または炭素数１〜２０を有するアルキレンであり、このアルキレンにおいて任意の−ＣＨ2−は、−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−若しくは−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、そして任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく；Ｙ１及びＹ２は独立して、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−、−ＣＯＯ−、若しくは−ＯＣＯ−で置き換えられてもよく；Ｘは独立してハロゲン、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あり；ｒは１〜５の整数である。
【請求項１８】
少なくとも２つの化合物を含有し、少なくとも１つの化合物が請求項１〜１６のいずれか１項に記載の光学活性化合物である液晶組成物。
【請求項１９】
請求項１７において、式（１）で示される化合物以外の化合物の全てが重合性化合物である請求項１７に記載の液晶組成物。
【請求項２０】
３〜９０重量％の請求項１〜１６に記載の化合物及び請求項１７の式（１）で示される化合物から選択される少なくとも１つの化合物と、１０〜９７重量％の式（Ｍ１）または（Ｍ２）で表される化合物から選択される少なくとも１つの重合性化合物とを含有する請求項１７〜１９の何れか１項に記載の液晶組成物。
Ｒb−Ｘa−（Ａa−Ｚa）ｓ−Ａa−Ｘa−Ｐ1 （Ｍ１）
Ｐ1−Ｘa−（Ａa−Ｚa）ｓ−Ａa−Ｘa−Ｐ1 （Ｍ２）
2005281222.tif 000049
ここで、Ｐ１は独立して、式（Ｐ９）〜（Ｐ１２）で示される何れかの基であり；Ｗは、水素、ハロゲン、炭素数１〜３のアルキルまたはフルオロアルキルであり；Ｒbは、水素、フッ素、塩素、−ＣＮまたは炭素数１〜２０のアルキルであり、このアルキルにおいて、任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−ＣＯＯ−、もしくは−ＯＣＯ−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；Ａaは独立して、１，４−シクロへキシレン、１，４−フェニレン、１，４−シクロヘキセニレン、ピリジン−２，５−ジイル、ピリミジン−２，５−ジイル、ナフタレン−２，６−ジイル、またはフルオレン−２，７−ジイルであるが、任意の水素はハロゲン、炭素数１〜３のアルキル、もしくは炭素数１〜３のハロゲン化アルキルで置き換えられてもよく；Ｘaは独立して単結合、または炭素数１〜２０のアルキレンであり、このアルキレン中の任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−ＣＯＯ−もしくは−ＯＣＯ−で置き換えられてもよく；Ｚaは独立して、単結合、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＯＯ−、−Ｃ００ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＨ＝ＣＨＣＯＯ−、または−ＯＣＯＣＨ＝ＣＨ−であり；ｓは独立して、１〜３の整数である。
【請求項２１】
式（Ｍ１）または（Ｍ２）で表される化合物から選択された少なくとも１つの重合性化合物が、式（Ｍ１ａ）、（Ｍ１ｂ）、（Ｍ１ｃ）、（Ｍ２ａ）、（Ｍ２ｂ）、または（Ｍ２ｃ）で表される化合物である請求項２０に記載の液晶組成物。
2005281222.tif 000050
ここで、Ｐ１は独立して、式（Ｐ９）〜（Ｐ１２）で表される何れかの基であり；Ｒｂは独立して、水素、フッ素、塩素、−ＣＮまたは炭素数１〜２０のアルキルであり、このアルキルにおいて、任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−ＣＯＯ−、もしくは−ＯＣＯ−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；Ａbは独立して、１，４−シクロへキシレン、または１，４−フェニレンであり、Ｗ１は独立してハロゲン、炭素数１〜３のアルキル、または炭素数１〜３のハロゲン化アルキルであり；Ｘaは独立して単結合、炭素数１〜２０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−もしくは−ＯＣＯ−で置き換えられてもよく；ｐおよびｑは０または１であり、ｍは０〜５の整数である。
【請求項２２】
請求項１７〜２１のいずれか１項に記載の組成物を重合することで得られる重合体。
【請求項２３】
重量平均分子量が５００〜１，０００，０００である請求項２２に記載の重合体。
【請求項２４】
重量平均分子量が１，０００〜５００，０００である請求項２２に記載の重合体。
【請求項２５】
請求項１７〜２１のいずれか１項に記載の組成物を配向させた後、電磁波の照射により液晶の配向を固定化した光学異方性を有する成形体。
【請求項２６】
固定化した液晶の配向がツイスト配向である請求項２５に記載の成形体。
【請求項２７】
請求項２５または請求項２６に記載の成形体からなる光学素子。
【請求項２８】
波長３５０〜７５０ｎｍのうち、一部またはすべての領域の光を選択的に反射する可視光域にて円偏光二色性を示す請求項２７に記載の光学素子。
【請求項２９】
波長１００〜３５０ｎｍの紫外光域にて円偏光二色性を示す請求項２０に記載の光学素子。
【請求項３０】
請求項２２〜２４に記載の重合体、請求項２５及び２６に記載の成形体、および請求項２７〜２９に記載の光学素子のうちの少なくとも１つを有する液晶表示素子。
【請求項３１】
化合物の全てが非重合性化合物である請求項１７に記載の液晶組成物。
【請求項３２】
０．１〜２０重量％の請求項１〜１６のいずれか１項に記載の化合物及び請求項１７の式（１）で示される化合物から選択される少なくとも１つの化合物と、８０〜９９．９重量％の式（Ｍ３）で表される化合物から選択される少なくとも１つの化合物とを含有する請求項３０に記載の液晶組成物。
Ｒc−（Ａc−Ｚb）ｎ−Ｒc   （Ｍ３）
ここで、Ｒcは独立して水素、炭素数１〜２０のアルキル、ハロゲン、−Ｃ≡Ｃ−ＣＮ、または−ＣＮであり、このアルキルにおいて任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−Ｃ≡Ｃ−、もしくは−ＳｉＨ２−で置き換えられてもよく、そして任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく；Ａc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、デカヒドロナフタレン−２，６−ジイル、１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル、またはナフタレン−２，６−ジイルであり、これらの環において任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、もしくは−ＳｉＨ２−で置き換えられてもよく、任意の−ＣＨ２ＣＨ２−は−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられてもよく、１，４−フェニレンにおいて任意の−ＣＨ＝は−Ｎ＝で置き換えられてもよく、そしてこれらの環において任意の水素はハロゲン、−ＣＦ３、−ＣＨＦ２、−ＣＨ２Ｆ、−ＯＣＦ３、−ＯＣＨＦ２、もしくは−ＯＣＨ２Ｆで置き換えられてもよく；Ｚbは単結合または炭素数１〜４のアルキレンであり、このアルキレンにおいて任意の−ＣＨ２−は−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯ−、もしくは−ＳｉＨ２−で置き換えられてもよく、そして任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく；そしてｎは２、３または４である。
【請求項３３】
式（Ｍ３）で表される化合物から選択された少なくとも１つの化合物が式（２）、（３）または（４）で表される化合物である請求項３２に記載の液晶組成物。
2005281222.tif 000051
ここで、Ｒ１は独立して、炭素数１〜１０のアルキルであり、このアルキルにおいて任意の−ＣＨ２−は−Ｏ−または−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられてもよく、そして任意の水素はフッ素で置き換えられてもよく；Ｘ１は独立して、フッ素、塩素、−ＯＣＦ３、−ＯＣＨＦ２、−ＣＦ３、−ＣＨＦ２、−ＣＨ２Ｆ、−ＯＣＦ２ＣＨＦ２、または−ＯＣＦ２ＣＨＦＣＦ３であり；環Ｂおよび環Ｄは独立して１，４−シクロヘキシレン、１，３−ジオキサン−２，５−ジイルまたは任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい１，４−フェニレンであり、環Ｅは１，４−シクロヘキシレンまたは任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい１，４−フェニレンであり；Ｚ４およびＺ５は独立して、−（ＣＨ２)２−、−（ＣＨ２)４−、−ＣＯＯ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、または単結合であり；そしてＬ１およびＬ２は独立して水素またはフッ素である。
【請求項３４】
式（Ｍ３）で表される化合物から選択された少なくとも１つの化合物が式（５）または（６）で表される化合物である請求項３２または３３に記載の液晶組成物。
2005281222.tif 000052
ここで、Ｒ２およびＲ３は独立して炭素数１〜１０のアルキルであり、このアルキルにおいて任意の−ＣＨ２−は−Ｏ−または−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられてもよく、そして任意の水素はフッ素で置き換えられてもよく；Ｘ２は−ＣＮまたは−Ｃ≡Ｃ−ＣＮであり；環Ｇは１，４−シクロヘキシレン、１，４−フェニレン、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、またはピリミジン−２，５−ジイルであり；環Ｊは１，４−シクロヘキシレン、ピリミジン−２,５−ジイルまたは任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい１，４−フェニレンであり；環Ｋは１，４−シクロヘキシレンまたは１，４−フェニレンであり；Ｚ６は−（ＣＨ２）２−、−ＣＯＯ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、または単結合であり；Ｌ３、Ｌ４およびＬ５は独立して、水素またはフッ素であり；そしてｂ、ｃおよびｄは独立して０または１である。
【請求項３５】
式（Ｍ３）で表される化合物から選択された少なくとも１つの化合物が式（７）、（８）、（９）、（１０）または（１１）である請求項３２〜３４の何れか１項に記載の液晶組成物。
2005281222.tif 000053
ここで、Ｒ４およびＲ５は独立して炭素数１〜１０のアルキルであり、このアルキルにおいて任意の−ＣＨ２−は−Ｏ−または−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられてもよく、任意の水素はフッ素で置き換えられてもよく、そしてＲ５はフッ素であってもよく；環Ｍおよび環Ｐは独立して、１，４−シクロヘキシレン、１，４−フェニレンまたはデカヒドロ−２，６−ナフチレンであり；Ｚ７およびＺ８は独立して、−（ＣＨ２)２−、−ＣＯＯ−または単結合であり；そしてＬ６およびＬ７は独立して水素またはフッ素であり、Ｌ６とＬ７の少なくとも１つはフッ素である。
【請求項３６】
式（１２）、（１３）および（１４）で表される化合物の群から選択された少なくとも一つの化合物をさらに含有する請求項３２〜３５のいずれか１項に記載の液晶組成物。
2005281222.tif 000054
ここで、Ｒ６およびＲ７は独立して炭素数１〜１０のアルキルであり、このアルキルにおいて任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−または−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられてもよく、そして任意の水素はフッ素で置き換えられてもよく；環Ｑ、環Ｔおよび環Ｕは独立して、１，４−シクロヘキシレン、ピリミジン−２、５−ジイル、または任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい１，４−フェニレンであり；そしてＺ９およびＺ１０は独立して−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯＯ−、−（ＣＨ２）２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、または単結合である。
【請求項３７】
請求項３１〜３６のいずれか１項に記載の液晶組成物を含有する液晶表示素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の不斉炭素を有する光学活性化合物、それを含む液晶組成物、液晶表示素子、それら液晶組成物を重合することで得られる光学異方性を有する成形体に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光学異方性を有する成形体は、重合性の液晶性化合物から得られている（特許文献１〜３参照）。これらの液晶性化合物は液晶状態で光学異方性を有するため、それを重合することで光学異方性が固定化される。成形体に必要な光学的特性は目的により異なるので、目的にあった化合物の選択が必要である。また、化合物を最適化する際、前記の異方性に加えて、重合性、重合体の物理的・化学的な特性も要求を満足する必要がある。これらの特性は、化合物の重合速度、重合度、重合体の透明性、機械的強度、塗布性、溶解度、結晶化度、収縮性、透水度、吸水性、ガス透過性、融点、ガラス転移点、透明点、耐熱性、耐薬品性などである。
【０００３】
また、非重合性の液晶組成物は液晶表示素子に利用され、組成物は多くの化合物を混合して調製される。したがって、化合物は他の化合物とよく混和することが好ましい。素子を氷点下の温度で使うこともあるので、低い温度で良好な相溶性を有する化合物が好ましい。高い透明点または液晶相の低い下限温度を有する化合物は、組成物におけるネマチック相の広い温度範囲に寄与する。好ましい組成物は、小さな粘度と素子のモードに適した光学異方性を有する。化合物の大きな誘電率異方性は、組成物の低いしきい値電圧に寄与する。このような組成物によって、使用できる温度範囲が広い、応答時間が短い、コントラスト比が大きい、駆動電圧が小さい、消費電力が小さい、電圧保持率が大きいなどの特性を有する素子を得ることができる。
【０００４】
光学活性化合物を液晶組成物に添加することで螺旋構造が誘起される。ピッチ（ｐ）は光学活性化合物の添加量（濃度ｃ）と螺旋誘起力（Helical Twisting Power、ＨＴＰ）に依存する。ｐ＝ＨＴＰ-1×ｃ-1。螺旋構造を持つ液晶組成物は様々な用途に利用できる。例えば、ＰＣ（相転移、Phase Change）表示素子、ゲスト・ホスト表示素子、ＴＮ表示素子、ＳＴＮ表示素子、ＳＳＣＴ（Surface Stabilized Cholesteric Texture）表示素子、ＰＳＣＴ（Polymer Stabilized Cholesteric Texture）表示素子、Ｎ型ｃ−プレート（ネガティブｃ−プレート）である。
【０００５】
何れの用途においても、粘度、相溶性、比抵抗値等、他の諸物性に悪影響が及ばない様に、光学活性化合物の添加量を最小限にすることが好ましい。その為に、ＨＴＰの大きな光学活性化合物が求められる。また、光学活性化合物は通常液晶組成物に対する溶解度が低く、添加量を大きくする事は困難であり、ＨＴＰの大きな光学活性化合物が求められる。
【０００６】
偏光板、Ｎ型ｃ−プレート等の光学補償板、配向膜、カラーフィルター、接着剤、機械的異方性を持つ合成高分子、化粧品、装飾品、偽造防止装置へ応用する場合、光学異方性を有する成形体を活用することができる。重合体の重合度、透明性、機械的強度、塗布性、溶解度、結晶化度、収縮性、透水度、吸水性、ガス透過性、融点、ガラス転移点、透明点、耐熱性、耐薬品性などに優れた成形体が求められる。また、光学活性化合物を含む液晶組成物は重合速度において優れている必要がある。
【０００７】
【特許文献１】特開平７−１７９１０号公報
【特許文献２】特開平８−３１１１号公報
【特許文献３】特開平９−３１６０３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の第一の目的は、ＨＴＰが大きく、他の液晶化合物との溶解性に優れ、複数の不斉炭素を有する光学活性化合物、およびこの化合物を含有する液晶組成物および液晶表示素子を提供することである。第二の目的は、透明性、機械的強度、塗布性、溶解度、結晶化度、収縮性、透水度、吸水性、ガス透過性、融点、ガラス転移点、透明点、耐熱性、耐薬品性などの特性に優れた重合体、およびこの重合体から製造した光学異方性を有する成形体を提供することである。第三の目的は、この重合体を含有する偏光板、光学補償板、配向膜、カラーフィルター、ホログラフ素子、液晶表示素子、接着剤、機械的異方性を持つ合成高分子、化粧品、装飾品、偽造防止装置、非線形光学素子、光学記憶素子を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の問題を解決すべく検討した結果、本発明の複数の不斉炭素を有する光学活性化合物が、ＨＴＰが大きく、他の化合物との相溶性が優れていることを見出した。また本発明の化合物を含む液晶組成物は、良好な液晶相温度範囲、螺旋状配向性を示し、さらに構成要素として重合性化合物が含まれている場合、重合性、塗布性に優れており、その重合体は反射型偏光板、位相差板やＮ型ｃ−プレートなどの光学補償薄膜として優れ、非重合性液晶との組成物は広範囲な液晶相温度範囲および適度な螺旋ピッチを有し、液晶表示素子用途に優れていることを見出し本発明を完成した。本発明は下記の［１］〜［３７］項より構成される。
【００１０】
［１］下記の式（１）で表される光学活性化合物。
Ｒa−ＣＨ（Ｘ）−Ｙ１−（Ｚ１−Ａ−Ｚ２）ｒ−Ｙ２−ＣＨ（Ｘ）−Ｒa  （１）
式（１）において、Ｒaは独立してフェニル、ビフェニルまたはナフタレニルであり、これらの環において任意の水素はハロゲンまたは炭素数１〜５のアルキルで置き換えられてもよく、このアルキルにおいて任意の−ＣＨ2−は−Ｏ−で置き換えられてもよく、そして任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく；Ａは独立して、シクロヘキシレン、シクロヘキセニレン、フェニレン、ナフタレン−ジイルまたはテトラヒドロナフタレン−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く；Ｚ１及びＺ２は独立して、単結合または炭素数１〜２０を有するアルキレンであり、このアルキレンにおいて任意の−ＣＨ2−は、−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−若しくは−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、そして任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく；Ｙ１及びＹ２は独立して、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−、−ＣＯＯ−、若しくは−ＯＣＯ−で置き換えられてもよく；Ｘは独立してハロゲン、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あり；ｒは１〜５の整数である。ただし、Ｒａがフェニルであり；Ｘがメチルであり；ｒが１であり；Ｙ１が単結合であって、Ｚ１−が−ＯＣＯ−であるか、若しくはＹ１が−ＯＣＯ−であって、Ｚ１が単結合であり；且つ、Ｙ２が単結合であって、Ｚ２−が−ＣＯＯ−であるか、若しくはＹ２が−ＣＯＯ−であってＺ２が単結合であるとき；Ａは１，４−フェニレンではなく、１，４−シクロヘキシレンでもない。
【００１１】
［２］式（１）において、Ｘが独立してハロゲン、炭素数２〜５のアルキル、炭素数１〜５のハロゲン化アルキルである項１に記載の光学活性化合物。
【００１２】
［３］式（１）において、Ｚ１が単結合であるとき、Ｙ１は単結合または炭素数２〜２０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−、−ＣＯＯ−、若しくは−ＯＣＯ−で置き換えられてもよく、または−ＣＨ2−、−Ｏ−、−Ｓ−、若しくは−ＣＯＯ−であり；または、Ｚ１が−ＯＣＯ−であるとき、Ｙ１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−、−ＣＯＯ−、若しくは−ＯＣＯ−で置き換えられてもよい、項１に記載の光学活性化合物。
【００１３】
［４］式（１）において、Ｚ２が単結合であるとき、Ｙ２は単結合または炭素数２〜２０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−、−ＣＯＯ−、若しくは−ＯＣＯ−で置き換えられてもよく；または−ＣＨ2−、−Ｏ−、−Ｓ−、若しくは−ＯＣＯ−であり；Ｚ２が−ＣＯＯ−であるとき、Ｙ２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−、−ＣＯＯ−若しくは−ＯＣＯ−で置き換えられてもよい、項１に記載の光学活性化合物。
【００１４】
［５］式（１）において、Ａは独立してシクロヘキセニレン、ナフタレン−ジイル、テトラヒドロナフタレン−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く、またはこれらの基で置換されたフェニレン若しくはシクロヘキシレンである、項１に記載の光学活性化合物。
【００１５】
［６］式（１）において、Ｒａは独立して（１）ビフェニル若しくはナフタレニルであり、これらの環において任意の水素はハロゲン若しくは炭素数１〜５のアルキルで置き換えられてもよく、このアルキルにおいて任意の−ＣＨ2−は−Ｏ−で置き換えられてもよく、そして任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく、（２）任意の水素がハロゲンで置き換えられたフェニル、（３）任意の水素がハロゲンとアルキルで置き換えられたフェニル、または（４）任意の水素がアルキルで置き換えられ、且つそのアルキルの任意の−ＣＨ２−が−Ｏ−で置き換えられたフェニル、または任意のアルキルの水素がハロゲンで置き換えられた（３）若しくは（４）である、項１に記載の光学活性化合物。
【００１６】
［７］式（１）において、Ｒａがフェニルであって、その任意の水素はハロゲン、炭素数１〜５のアルキルで置き換えられてもよく、このアルキルにおいて任意の−ＣＨ2−は−Ｏ−で置き換えられてもよく、そして任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよいフェニルである項１〜５の何れか１項に記載の光学活性化合物。
【００１７】
［８］式（１）において、Ｒａがナフタレニルであって、その任意の水素はハロゲン、炭素数１〜５のアルキルで置き換えられてもよく、このアルキルにおいて任意の−ＣＨ2−は−Ｏ−で置き換えられてもよく、そして任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよいナフタレニルである項１〜６の何れか１項に記載の光学活性化合物。
【００１８】
［９］式（１）において、Ａは独立して、フェニレンまたはナフタレン−ジイルであって、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フェニレンまたはナフタレン−ジイルである項１〜８の何れか１項に記載の光学活性化合物。
【００１９】
［１０］式（１）において、Ｚ１及びＺ２は独立して、単結合または炭素数１〜２０を有するアルキレンであって、このアルキレンにおいて任意の−ＣＨ2−は、−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−若しくは−ＯＣＯ−で置き換えられてもよく、そして任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよい化合物である項１〜９の何れか１項に記載の光学活性化合物。
【００２０】
［１１］式（１）において、Ｙ１及びＹ２は独立して、単結合または炭素数１〜２０のアルキレンであって、これらのアルキレンにおいて任意の−ＣＨ2−は−Ｏ−、−ＣＯＯ−、若しくは−ＯＣＯ−で置き換えられてもよい化合物である項１〜１０の何れか１項に記載の光学活性化合物。
【００２１】
［１２］式（１）において、Ｘは独立して炭素数１〜５のアルキル、炭素数１〜５のフッ化アルキルである項１〜１１の何れか１項に記載の光学活性化合物。
【００２２】
［１３］式（１）において、ｒが１である項１〜１２の何れか１項に記載の光学活性化合物。
【００２３】
［１４］式（１）において、ｒが２〜５の整数である項１〜１２の何れか１項に記載の光学活性化合物。
【００２４】
［１５］式（１）において、ｒが２である項１４に記載の光学活性化合物。
【００２５】
［１６］式（１）において、ｒが３である項１４に記載の光学活性化合物。
【００２６】
［１７］少なくとも２つの化合物を含有し、少なくとも１つの化合物が、下記の式（１）で表される光学活性化合物である液晶組成物。
Ｒa−ＣＨ（Ｘ）−Ｙ１−（Ｚ１−Ａ−Ｚ２）ｒ−Ｙ２−ＣＨ（Ｘ）−Ｒa  （１）
式（１）において、Ｒaは独立してフェニル、ビフェニルまたはナフタレニルであり、これらの環において任意の水素はハロゲンまたは炭素数１〜５のアルキルで置き換えられてもよく、このアルキルにおいて任意の−ＣＨ2−は−Ｏ−で置き換えられてもよく、そして任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく；Ａは独立して、シクロヘキシレン、シクロヘキセニレン、フェニレン、ナフタレン−ジイルまたはテトラヒドロナフタレン−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く；Ｚ１及びＺ２は独立して、単結合または炭素数１〜２０を有するアルキレンであり、このアルキレンにおいて任意の−ＣＨ2−は、−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−若しくは−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、そして任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく；Ｙ１及びＹ２は独立して、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−、−ＣＯＯ−、若しくは−ＯＣＯ−で置き換えられてもよく；Ｘは独立してハロゲン、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あり；ｒは１〜５の整数である。
【００２７】
［１８］少なくとも２つの化合物を含有し、少なくとも１つの化合物が項１〜１６の何れか１項に記載の光学活性化合物である液晶組成物。
【００２８】
［１９］項１７において、式（１）で示される化合物以外の化合物の全てが重合性化合物である項１７に記載の液晶組成物。
【００２９】
［２０］３〜９０重量％の項１〜１６に記載の化合物及び項１７の式（１）で示される化合物から選択される少なくとも１つの化合物と、１０〜９７重量％の式（Ｍ１）または（Ｍ２）で表される化合物から選択される少なくとも１つの重合性化合物とを含有する項１７〜１９の何れか１項に記載の液晶組成物。
Ｒb−Ｘa−（Ａa−Ｚa）ｓ−Ａa−Ｘa−Ｐ1 （Ｍ１）
Ｐ1−Ｘa−（Ａa−Ｚa）ｓ−Ａa−Ｘa−Ｐ1 （Ｍ２）
2005281222.tif 000002
ここで、Ｐ１は独立して、式（Ｐ９）〜（Ｐ１２）で示される何れかの基であり；Ｗは、水素、ハロゲン、炭素数１〜３のアルキルまたはフルオロアルキルであり；Ｒbは、水素、フッ素、塩素、−ＣＮまたは炭素数１〜２０のアルキルであり、このアルキルにおいて、任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−ＣＯＯ−、若しくはＯＣＯ−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；Ａaは独立して、１，４−シクロへキシレン、１，４−フェニレン、１，４−シクロヘキセニレン、ピリジン−２，５−ジイル、ピリミジン−２，５−ジイル、ナフタレン−２，６−ジイル、またはフルオレン−２，７−ジイルであるが、任意の水素はハロゲン、炭素数１〜３のアルキル、若しくは炭素数１〜３のハロゲン化アルキルで置き換えられてもよく；Ｘaは独立して単結合、または炭素数１〜２０のアルキレンであり、このアルキレン中の任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−ＣＯＯ−若しくはＯＣＯ−で置き換えられてもよく；Ｚaは独立して、単結合、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＯＯ−、−ＣＯＯＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＨ＝ＣＨＣＯＯ−、または−ＯＣＯＣＨ＝ＣＨ−であり；ｓは独立して、１〜３の整数である。
【００３０】
［２１］式（Ｍ１）または（Ｍ２）で表される化合物から選択された少なくとも１つの重合性化合物が、式（Ｍ１ａ）、（Ｍ１ｂ）、（Ｍ１ｃ）、（Ｍ２ａ）、（Ｍ２ｂ）、または（Ｍ２ｃ）で表される化合物である項２０に記載の液晶組成物。
2005281222.tif 000003
ここで、Ｐ１は独立して、式（Ｐ９）〜（Ｐ１２）で表される何れかの基であり；Ｒｂは独立して、水素、フッ素、塩素、−ＣＮまたは炭素数１〜２０のアルキルであり、このアルキルにおいて、任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−ＣＯＯ−、若しくはＯＣＯ−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；Ａbは独立して、１，４−シクロへキシレン、または１，４−フェニレンであり、Ｗ１は独立してハロゲン、炭素数１〜３のアルキル、または炭素数１〜３のハロゲン化アルキルであり；Ｘaは独立して単結合、炭素数１〜２０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−若しくはＯＣＯ−で置き換えられてもよく；ｐおよびｑは０または１であり、ｍは０〜５の整数である。
【００３１】
［２２］項１７〜２１の何れか１項に記載の組成物を重合することで得られる重合体。
【００３２】
［２３］重量平均分子量が５００〜１，０００，０００である項２２に記載の重合体。
【００３３】
［２４］重量平均分子量が１，０００〜５００，０００である項２２に記載の重合体。
【００３４】
［２５］項１７〜２１の何れか１項に記載の組成物を配向させた後、電磁波の照射により液晶の配向を固定化した光学異方性を有する成形体。
【００３５】
［２６］固定化した液晶の配向がツイスト配向である項２５に記載の成形体。
【００３６】
［２７］項２５または項２６に記載の成形体からなる光学素子。
【００３７】
［２８］波長３５０〜７５０ｎｍのうち、一部またはすべての領域の光を選択的に反射する可視光域にて円偏光二色性を示す項２７に記載の光学素子。
【００３８】
［２９］波長１００〜３５０ｎｍの紫外光域にて円偏光二色性を示す項２０に記載の光学素子。
【００３９】
［３０］項２２〜２４に記載の重合体、項２５及び２６に記載の成形体、および項２７〜２９に記載の光学素子のうちの少なくとも１つを有する液晶表示素子。
【００４０】
［３１］化合物の全てが非重合性化合物である項１７に記載の液晶組成物。
【００４１】
［３２］０．１〜２０重量％の項１〜１６の何れか１項に記載の化合物及び項１７の式（１）で示される化合物から選択される少なくとも１つの化合物と、８０〜９９．９重量％の式（Ｍ３）で表される化合物から選択される少なくとも１つの化合物とを含有する項３０に記載の液晶組成物。
Ｒc−（Ａc−Ｚb）ｎ−Ｒc   （Ｍ３）
ここで、Ｒcは独立して水素、炭素数１〜２０のアルキル、ハロゲン、−Ｃ≡Ｃ−ＣＮ、または−ＣＮであり、このアルキルにおいて任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−Ｃ≡Ｃ−、若しくはＳｉＨ２−で置き換えられてもよく、そして任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく；Ａc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、デカヒドロナフタレン−２，６−ジイル、１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル、またはナフタレン−２，６−ジイルであり、これらの環において任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、若しくはＳｉＨ２−で置き換えられてもよく、任意の−ＣＨ２ＣＨ２−は−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられてもよく、１，４−フェニレンにおいて任意の−ＣＨ＝は−Ｎ＝で置き換えられてもよく、そしてこれらの環において任意の水素はハロゲン、−ＣＦ３、−ＣＨＦ２、−ＣＨ２Ｆ、−ＯＣＦ３、−ＯＣＨＦ２、若しくはＯＣＨ２Ｆで置き換えられてもよく；Ｚbは単結合または炭素数１〜４のアルキレンであり、このアルキレンにおいて任意の−ＣＨ２−は−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯ−、若しくはＳｉＨ２−で置き換えられてもよく、そして任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく；そしてｎは２、３または４である。
【００４２】
［３３］式（Ｍ３）で表される化合物から選択された少なくとも１つの化合物が式（２）、（３）または（４）で表される化合物である項３２に記載の液晶組成物。
2005281222.tif 000004
ここで、Ｒ１は独立して、炭素数１〜１０のアルキルであり、このアルキルにおいて任意の−ＣＨ２−は−Ｏ−または−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられてもよく、そして任意の水素はフッ素で置き換えられてもよく；Ｘ１は独立して、フッ素、塩素、−ＯＣＦ３、−ＯＣＨＦ２、−ＣＦ３、−ＣＨＦ２、−ＣＨ２Ｆ、−ＯＣＦ２ＣＨＦ２、または−ＯＣＦ２ＣＨＦＣＦ３であり；環Ｂおよび環Ｄは独立して１，４−シクロヘキシレン、１，３−ジオキサン−２，５−ジイルまたは任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい１，４−フェニレンであり、環Ｅは１，４−シクロヘキシレンまたは任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい１，４−フェニレンであり；Ｚ４およびＺ５は独立して、−（ＣＨ２)２−、−（ＣＨ２)４−、−ＣＯＯ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、または単結合であり；そしてＬ１およびＬ２は独立して水素またはフッ素である。
【００４３】
［３４］式（Ｍ３）で表される化合物から選択された少なくとも１つの化合物が式（５）または（６）で表される化合物である項３２または３３に記載の液晶組成物。
2005281222.tif 000005
ここで、Ｒ２およびＲ３は独立して炭素数１〜１０のアルキルであり、このアルキルにおいて任意の−ＣＨ２−は−Ｏ−または−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられてもよく、そして任意の水素はフッ素で置き換えられてもよく；Ｘ２は−ＣＮまたは−Ｃ≡Ｃ−ＣＮであり；環Ｇは１，４−シクロヘキシレン、１，４−フェニレン、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、またはピリミジン−２，５−ジイルであり；環Ｊは１，４−シクロヘキシレン、ピリミジン−２,５−ジイルまたは任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい１，４−フェニレンであり；環Ｋは１，４−シクロヘキシレンまたは１，４−フェニレンであり；Ｚ６は−（ＣＨ２）２−、−ＣＯＯ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、または単結合であり；Ｌ３、Ｌ４およびＬ５は独立して、水素またはフッ素であり；そしてｂ、ｃおよびｄは独立して０または１である。
【００４４】
［３５］式（Ｍ３）で表される化合物から選択された少なくとも１つの化合物が式（７）、（８）、（９）、（１０）または（１１）である項３２〜３４の何れか１項に記載の液晶組成物。
2005281222.tif 000006
ここで、Ｒ４およびＲ５は独立して炭素数１〜１０のアルキルであり、このアルキルにおいて任意の−ＣＨ２−は−Ｏ−または−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられてもよく、任意の水素はフッ素で置き換えられてもよく、そしてＲ５はフッ素であってもよく；環Ｍおよび環Ｐは独立して、１，４−シクロヘキシレン、１，４−フェニレンまたはデカヒドロ−２，６−ナフチレンであり；Ｚ７およびＺ８は独立して、−（ＣＨ２)２−、−ＣＯＯ−または単結合であり；そしてＬ６およびＬ７は独立して水素またはフッ素であり、Ｌ６とＬ７の少なくとも１つはフッ素である。
【００４５】
［３６］式（１２）、（１３）および（１４）で表される化合物の群から選択された少なくとも一つの化合物をさらに含有する項３２〜３５の何れか１項に記載の液晶組成物。
2005281222.tif 000007
ここで、Ｒ６およびＲ７は独立して炭素数１〜１０のアルキルであり、このアルキルにおいて任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−または−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられてもよく、そして任意の水素はフッ素で置き換えられてもよく；環Ｑ、環Ｔおよび環Ｕは独立して、１，４−シクロヘキシレン、ピリミジン−２、５−ジイル、または任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい１，４−フェニレンであり；そしてＺ９およびＺ１０は独立して−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯＯ−、−（ＣＨ２）２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、または単結合である。
【００４６】
［３７］項３１〜３６の何れか１項に記載の液晶組成物を含有する液晶表示素子。
【発明の効果】
【００４７】
式（１）で表される本発明の各化合物は他の液晶化合物との溶解性に優れ、良好なＨＴＰを有する。本発明の化合物を液晶組成物に添加することによりその組成物の結晶化温度を下げることができる。本発明の組成物は重合性であるため、それに電磁波を照射することにより重合させることができ、重合体を得ることができる。この重合体は、透明性、機械的強度、塗布性、溶解度、結晶化度、収縮性、透水度、吸水性、ガス透過性、融点、ガラス転移点、透明点、耐熱性、耐薬品性などにも優れる。本発明の化合物のうちの非重合性化合物を含有する液晶組成物は広範囲な液晶相温度範囲および、適度な螺旋ピッチを有し、液晶表示素子に使用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４８】
液晶性化合物の用語は、液晶相を持つ化合物および液晶相を持た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。液晶性化合物、液晶組成物、液晶表示素子をそれぞれ化合物、組成物、素子と表記することがある。式（１）等で表わされる化合物を、化合物（１）、式（１）の化合物等と表記することがある。アクリレートとメタアクリレートとを（メタ）アクリレートと表記することがある。
【００４９】
式（１）中のＸは同じであっても、異なっていてもよい。
【００５０】
「任意の−ＣＨ２−は−Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−などで置き換えられてもよい」の意味を一例で示す。Ｃ４Ｈ９−において任意の−ＣＨ２−を−Ｏ−または−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えた基の一部は、Ｃ３Ｈ７Ｏ−、ＣＨ３Ｏ（ＣＨ２）２−、ＣＨ３ＯＣＨ２Ｏ−、Ｈ２Ｃ＝ＣＨ（ＣＨ２）３−、ＣＨ３ＣＨ＝ＣＨ（ＣＨ２）２−、およびＣＨ３ＣＨ＝ＣＨＣＨ２Ｏ−である。このように語「任意の」は、「区別なく選択された少なくとも１つの」を意味する。化合物の化学的安定性を考慮した場合、酸素と酸素とが隣接したＣＨ３ＯＯＣＨ２−よりも、酸素と酸素とが隣接しないＣＨ３ＯＣＨ２Ｏ−の方が好ましい。
【００５１】
本発明の第一は、式（１）で表される複数の不斉炭素を有する光学活性化合物である。
ただし、以下に述べる式（１）に含まれる基であるＲａ、Ａ、Ｚ１、Ｚ２、Ｙ１、Ｙ２、Ｘ及びｒの説明において、その例示した具体例の内、項（１）で示した制約を受けるものである。
式中のＲaは独立して、フェニル、ビフェニルまたはナフタレニルである。
【００５２】
式（１）中のＡは環構造の２価基である。これらは独立して、シクロヘキシレン、シクロヘキセニレン、フェニレン、ナフタレン−ジイル、テトラヒドロナフタレン−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。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、デカリンー２，６−ジイイル、または１，３−ジオキサン−２，５−ジイルであるが、これらの環の少なくとも１つの水素がハロゲン、炭素数１〜３のアルキルまたはフルオロアルキルで置き換えられてもよい。
【００５３】
好ましいＡの例は、１，２−シクロへキシレン、１，３−シクロへキシレン、１，４−シクロへキシレン、１，２−フェニレン、１，３−フェニレン、１，４−フェニレン、ナフタレン−１，３−ジイル、ナフタレン−１，４−ジイル、ナフタレン−１，５−ジイルナフタレン−２，３−ジイル、またはナフタレン−２，７−ジイルである。
【００５４】
シクロへキシレンのような立体配置の区別を有する場合、シスおよびトランスの混合であっても、それぞれ単独であっても構わない。本発明の化合物の各元素は同位体元素を自然に存在する割合より多く含んでも、物性に大きな差異はない。
【００５５】
式（１）のＺ１及びＺ２は結合基である。Ｚ１及びＺ２は独立して単結合または炭素数１〜２０を有するアルキレンであり、このアルキレンにおいて任意の−ＣＨ2−は、−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−若しくは−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、そして任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよい。
【００５６】
Ｚ１及びＺ２が単結合、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−（ＣＨ２）４−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−（ＣＨ２）３Ｏ−、−Ｏ（ＣＨ２）３−、―ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＨＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＨＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＯＯ−、−ＯＣＯＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ＝ＣＨＣＯＯ−、−ＯＣＯＣＨ＝ＣＨ−であることは化合物の液晶性を向上する傾向がある。フッ素を含む−ＣＦ２ＣＦ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２ＣＨ２ＣＨ２−は、光学異方性を小さく、あるいは誘電率異方性を大きくする傾向がある。三重結合を含む−Ｃ≡Ｃ−、−Ｃ≡ＣＣＯＯ−、−ＯＣＯＣ≡Ｃ−は、大きな光学異方性を誘起する傾向がある。好ましいＺは、単結合、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２である。
【００５７】
式（１）のＹ１及びＹ２は独立に、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−、−ＣＯＯ−、若しくは−ＯＣＯ−で置き換えられてもよい。
【００５８】
好ましいＹ１及びＹ２は任意の−ＣＨ2−において−Ｏ−、−ＣＯＯ−若しくはＯＣＯで置き換えられてもよい炭素数１〜１０のアルキレンである。また、不斉炭素を含む場合、ラセミ体であっても光学活性体であっても良い。
【００５９】
式（１）のＸは独立に、ハロゲン、炭素数１〜５のアルキル、炭素数１〜５のハロゲン化アルキルである。
【００６０】
好ましいＸはＦ、Ｃｌ、メチル、エチル若しくはトリフルオロメチルである。
【００６１】
Ｒa、Ａ、Ｚ１及びＺ２、Ｙ１及びＹ２、Ｘ、ｒを適切に選択することで、目的の物性を有する化合物（１）を得ることができる。
【００６２】
式（１）は何れの構造でも好適だが、好ましくは（１−ａ）〜（１−ｌ）である。下記において、Ｐｈは置換されても良いフェニレン、Ｃｈは置換されても良いシクロヘキシレン、Ｎｐは置換されても良いナフタレン−ジイルである。Ｒa、Ｚ１及びＺ２、Ｙ１及びＹ２およびＸは前記と同一の意味を示す。
【００６３】
Ｒa−ＣＨ（Ｘ）−Ｙ１−Ｐｈ−Ｙ２−ＣＨ（Ｘ）−Ｒa                    （１−ａ）
Ｒa−ＣＨ（Ｘ）−Ｙ１−Ｃｈ−Ｙ２−ＣＨ（Ｘ）−Ｒa                    （１−ｂ）
Ｒa−ＣＨ（Ｘ）−Ｙ１−Ｎｐ−Ｙ２−ＣＨ（Ｘ）−Ｒa                    （１−ｃ）
Ｒa−ＣＨ（Ｘ）−Ｙ１−Ｐｈ−Ｚ１−Ｐｈ−Ｙ２−ＣＨ（Ｘ）−Ｒa          （１−ｄ）
Ｒa−ＣＨ（Ｘ）−Ｙ１−Ｐｈ−Ｚ１−Ｃｈ−Ｙ２−ＣＨ（Ｘ）−Ｒa          （１−ｅ）
Ｒa−ＣＨ（Ｘ）−Ｙ１−Ｐｈ−Ｚ１−Ｎｐ−Ｙ２−ＣＨ（Ｘ）−Ｒa            （１−ｆ）
Ｒa−ＣＨ（Ｘ）−Ｙ１−Ｃｈ−Ｚ１−Ｃｈ−Ｙ２−ＣＨ（Ｘ）−Ｒa          （１−ｇ）
Ｒa−ＣＨ（Ｘ）−Ｙ１−Ｃｈ−Ｚ１−Ｎｐ−Ｙ２−ＣＨ（Ｘ）−Ｒa          （１−ｈ）
Ｒa−ＣＨ（Ｘ）−Ｙ１−Ｎｐ−Ｚ１−Ｎｐ−Ｙ２−ＣＨ（Ｘ）−Ｒa          （１−ｉ）
Ｒa−ＣＨ（Ｘ）−Ｙ１−Ｐｈ−Ｚ１−Ｐｈ−Ｚ２−Ｐｈ−Ｙ２−ＣＨ（Ｘ）−Ｒa（１−ｊ）
Ｒa−ＣＨ（Ｘ）−Ｙ１−Ｐｈ−Ｚ１−Ｐｈ−Ｚ２−Ｃｈ−Ｙ２−ＣＨ（Ｘ）−Ｒa（１−ｋ）
Ｒa−ＣＨ（Ｘ）−Ｙ１−Ｐｈ−Ｚ１−Ｃｈ−Ｚ２−Ｃｈ−Ｙ２−ＣＨ（Ｘ）−Ｒa（１−ｌ）
【００６４】
（１−ａ）〜（１−ｌ）の中で好ましくは（１−ａ）〜（１−ｊ）である。特に好ましくは（１−ａ）〜（１−ｄ）である。
【００６５】
化合物（１）は他の液晶性化合物によく溶解する。化合物（１）は液晶組成物中低温で結晶化しにくいので、使用可能温度範囲（ネマチック）を広げることが可能である。
【００６６】
化合物（１）の製法を説明する。  化合物（１）はフーベン・バイル（Houben-Wyle, Methoden der Organische Chemie, Georg-Thieme Verlag, Stuttgart）、オーガニック・シンセセス（John & Wily & Sons, Inc.）、オーガニック・リアクションズ（John & Wily & Sons, Inc.）、コンプリヘンシブ・オーガニック・シンセシス（Pergamon Press）等に記載された有機合成化学的手法を適宜組み合わせることで製造できる。具体的には、６員環構造を含む有機残基を結合することで構築できる。次に結合方法を説明する。以下においてＭＧ1およびＭＧ2は６員環構造を一つ以上含む有機残基であり、互いに異なっても同一でも良い。（１Ａ）〜（１Ｐ）は、化合物（１）である。
【００６７】
【化１】
2005281222.tif 000008
【００６８】
化合物（１Ａ）〜（１Ｊ）は化１に示した経路で合成できる。ボロン酸（ｉ１）と臭化物（ｉ２）の交錯カップリング反応でＺが単結合である化合物（１Ａ）を合成できる。カルボン酸（ｉ３）と水酸基を持つ化合物（ｉ４）との脱水縮合反応で、結合基が−ＣＯＯ−である化合物（１Ｂ）を合成でき、更にカルボニル基をフッ素アニオンでフッ素化することで、結合基が−ＣＦ２Ｏ−である化合物（１Ｃ）を合成できる。臭化物（ｉ５）と化合物（ｉ４）および塩基（Ｂ-）から、結合基に−ＣＨ２Ｏ−を持つ化合物（１Ｄ）を合成できる。ホスホニウム塩（ｉ６）と塩基から得られるイリドにアルデヒド（ｉ７）を作用しウイティッヒ反応を行うことで結合基が−ＣＨ＝ＣＨ−である化合物（１Ｅ）を合成できる。塩（ｉ６）は臭化物（ｉ５）にＰＰｈ３を作用し合成できる。結合基が−ＣＨ２ＣＨ２−である化合物（１Ｆ）は化合物（１Ｅ）を還元することで合成できる。
【００６９】
ジケトン（ｉ８）をフッ素アニオンでフッ素化することで、結合基が−ＣＦ２ＣＦ２−である化合物（１Ｇ）を合成できる。反応は２段階で進行するので、フッ素アニオンの力価を調整すれば、結合基が−ＣＦ２ＣＯ−である化合物（ｉ９）を取出せる。テトラフルオロエチレンにリチオ化物（ｉ１０）と（ｉ１１）を順次作用することで、結合基が−ＣＦ＝ＣＦ−である化合物（１Ｈ）を合成できる。アルキン（ｉ１２）と臭化物（ｉ２）を遷移金属触媒の存在下、交錯カップリング反応することで、結合基が−Ｃ≡Ｃ−である化合物（１Ｊ）を合成できる。
【００７０】
【化２】
2005281222.tif 000009
【００７１】
化合物（１Ｋ）〜（１Ｐ）は化２に示した経路で合成できる。カルボン酸（ｉ１４）と化合物（ｉ４）との脱水縮合反応で、結合基が−ＣＨ＝ＣＨＣＯＯ−である化合物（１Ｋ）を合成できる。カルボン酸（ｉ１４）はアルデヒド（ｉ１３）のウイティッヒ反応で合成できる。結合基が−ＣＨ２ＣＨ２ＣＯＯ−である化合物（１Ｌ）は化合物（１Ｋ）の還元で合成でき、更にカルボニル基をフッ素アニオンでフッ素化することで、結合基が−ＣＨ２ＣＨ２ＣＦ２Ｏ−である化合物（１Ｍ）を合成できる。カルボン酸（ｉ１５）と化合物（ｉ４）との脱水縮合反応で、結合基が−Ｃ≡ＣＣＯＯ−である化合物（１Ｎ）を合成できる。更にカルボニル基をフッ素アニオンでフッ素化することで、結合基が−Ｃ≡ＣＣＦ２Ｏ−である化合物（１Ｐ）を合成できる。カルボン酸（ｉ１５）はアルキン（ｉ１２）をリチオ化しＣＯ２を作用することで合成できる。
【００７２】
【化３】
2005281222.tif 000010
【００７３】
化合物（１Ｑ）〜（１Ｓ）は化３に示した経路で合成できる。臭化物（ｉ１６）と化合物（ｉ４）と塩基から−（ＣＨ２）３Ｏ−基を持つ化合物（１Ｑ）を合成できる。ホスホニウム塩（ｉ１７）と塩基から得られるイリドにアルデヒド（ｉ７）を作用しウイティッヒ反応を行うことで結合基が−（ＣＨ２）２ＣＨ＝ＣＨ−である化合物（１Ｒ）を合成できる。結合基が−（ＣＨ２）４−である化合物（１Ｓ）は化合物（１Ｒ）を還元することで合成できる。塩（ｉ１７）は臭化物（ｉ１６）にＰＰｈ３を作用し合成できる。塩化物（ｉ１８）と化合物（ｉ４）と塩基から−ＣＨ＝ＣＨＣＨ２Ｏ−基を持つ化合物（１Ｔ）を合成できる。
【００７４】
化合物（１）あるいはそれを含む組成物の螺旋の向きは何れでも良く、それらから製造される円偏光分離素子は螺旋の方向に従って、左円偏光あるいは右円偏光を選択的に反射する。
【００７５】
上記の方法で合成できる化合物のうち、好ましい化合物の具体例は化合物（１−１）〜（１−１９）である。但し、ＸおよびＲaは項１で示したものと同一の意味を表わし、Ｚは項１のＺ１またはＺ２を表わし、複数のＺは互いに異なる基であることもあり、Ｙは項１のＹ１またはＹ２を表わし、複数のＹは互いに異なる基であることもある（以下同様）。
【００７６】
2005281222.tif 000011
【００７７】
2005281222.tif 000012
【００７８】
2005281222.tif 000013
【００７９】
2005281222.tif 000014
【００８０】
2005281222.tif 000015
【００８１】
2005281222.tif 000016
【００８２】
2005281222.tif 000017
【００８３】
2005281222.tif 000018
【００８４】
好ましいＲaは、炭素数１〜５のアルキル若しくは炭素数１〜５のアルコキシに置換されても良いフェニル、ビフェニル若しくはナフタレニルであり、より好ましくは、４−メチルフェニル、４−エチルフェニル、４−メトキシフェニル、４−エトキシフェニル、４’−メチルビフェニル−４−イル、４’−エチルビフェニル−４−イル、４’−メトキシビフェニル−４−イル、４’−エトキシビフェニル−４−イル、６−メトキシ−ナフタレニル−２−イルである。
【００８５】
好ましいＺは、単結合、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−であり、より好ましくは単結合、−ＯＣＯ−、−ＯＣＨ２−である。
【００８６】
好ましいＹは、単結合、炭素数１〜５のアルキレンである。より好ましくは、単結合、メチレン、エチレン、プロピレンである。
【００８７】
好ましいＸは、Ｆ、Ｃｌ、炭素数１〜３のアルキル、炭素数１〜３のフルオロアルキルであり、より好ましくは、Ｆ、メチル、エチル、トリフルオロメチルである。
【００８８】
化合物（１−１）〜（１−１９）の中で特に好ましくは、化合物（１−２）〜（１−３）、（１−５）〜（１−７）、（１−１０）〜（１−１３）である。
【００８９】
本発明の第２は、２つ以上の化合物を含有し、少なくとも１つが化合物（１）である液晶組成物である。好ましくは、少なくとも１つの化合物（１）と、重合性液晶あるいは非重合性液晶組成物である。
【００９０】
重合性液晶として特に好ましくは、化合物（Ｍ１）および（Ｍ２）から選択される少なくとも１つの重合性化合物である。
Ｒb−Ｘa−（Ａa−Ｚa）ｓ−Ａa−Ｘa−Ｐ1 （Ｍ１）
Ｐ1−Ｘa−（Ａa−Ｚa）ｓ−Ａa−Ｘa−Ｐ1 （Ｍ２）
【００９１】
2005281222.tif 000019
【００９２】
式（Ｍ１）と式（Ｍ２）において、Ｐ1は独立して、（Ｐ９）〜（Ｐ１２）であり；Ｗは独立に、水素、ハロゲン、炭素数１〜３のアルキルまたはフルオロアルキルであり；Ｒbは独立して、水素、フッ素、塩素、−ＣＮまたは炭素数１〜２０のアルキルであり、このアルキルにおいて、任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−ＣＯＯ−、または−ＯＣＯ−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；Ａaは独立して、１，４−シクロへキシレン、１，４−フェニレン、１，４−シクロヘキセニレン、ピリジン−２，５−ジイル、ピリミジン−２，５−ジイル、ナフタレン−２，６−ジイル、またはフルオレン−２，７−ジイルであるが、任意の水素はハロゲン、炭素数１〜３のアルキル、または炭素数１〜３のハロゲン化アルキルで置き換えられてもよく；Ｘaは独立して単結合、炭素数１〜２０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−または−ＯＣＯ−で置き換えられてもよく；Ｚaは独立して、単結合、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＨ＝ＣＨＣＯＯ−、または−ＯＣＯＣＨ＝ＣＨ−であり；ｓは独立して、１〜３の整数である。
【００９３】
化合物（Ｍ１）および（Ｍ２）の中で好ましい化合物は、式（Ｍ１ａ）〜式（Ｍ２ｃ）である。化合物（Ｍ１ａ）〜式（Ｍ２ｃ）の好ましい含有量は１０〜９９重量％であり、より好ましくは５０〜９５重量％である。
【００９４】
非重合性液晶として特に好ましくは、化合物（Ｍ３）から選択される少なくとも１つの非重合性化合物である。
【００９５】
Ｒc−（Ａc−Ｚb）ｎ−Ｒc   （Ｍ３）
式（Ｍ３）において、Ｒcは独立して水素、炭素数１〜２０のアルキル、ハロゲン、−Ｃ≡Ｃ−ＣＮ、または−ＣＮであり、このアルキルにおいて任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−Ｃ≡Ｃ−、または−ＳｉＨ２−で置き換えられてもよく、そして任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく；Ａc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、デカヒドロナフタレン−２，６−ジイル、１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル、またはナフタレン−２，６−ジイルであり、これらの環において任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、または−ＳｉＨ２−で置き換えられてもよく、任意の−ＣＨ２ＣＨ２−は−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられてもよく、１，４−フェニレンにおいて任意の−ＣＨ＝は−Ｎ＝で置き換えられてもよく、そしてこれらの環において任意の水素はハロゲン、−ＣＦ３、−ＣＨＦ２、−ＣＨ２Ｆ、−ＯＣＦ３、−ＯＣＨＦ２、または−ＯＣＨ２Ｆで置き換えられてもよく；Ｚbは単結合または炭素数１〜４のアルキレンであり、このアルキレンにおいて任意の−ＣＨ２−は−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯ−、または−ＳｉＨ２−で置き換えられてもよく、そして任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく；そしてｎは２、３または４である。
【００９６】
化合物（Ｍ３）の中で好ましい化合物は、式（２）〜式（１４）である。化合物（２）〜式（１４）の好ましい含有量は０．１〜２０重量％であり、より好ましくは０．１〜５重量％である。
【００９７】
物性を改善する目的で、本発明の組成物に、非液晶性の重合性化合物、重合開始剤、溶媒、界面活性剤、酸化防止剤、フィラー、紫外線吸収剤、増感剤などを添加してもよい。添加物の化学構造や組成は限定されない。さらには、重合性液晶化合物および非重合性化合物を混合しても構わない。各成分の含有量は、組成物の液晶性を損なわない程度である。（Ｍ３）以外の非重合性の公知の液晶化合物の例としては、データベースLiqCryst（登録商標、LCI Publisher, Hamburg, Germany）およびその掲載文献に記載の化合物が開示されている。
【００９８】
組成物の特性を最適化するために、化合物（１）以外の光学活性化合物を添加しても良い。光学活性化合物の好適例は、式（ＯＰ−１）〜（ＯＰ−２４）である。ただし、Ａｋは炭素数１〜１５のアルキルおよびアルコキシを、Ｍｅ、ＥｔおよびＰｈはそれぞれ、メチル、エチルおよびフェニルを示す。重合性基Ｐ2は下記で示す基である。ｔは２〜８の整数である。
【００９９】
2005281222.tif 000020
【０１００】
2005281222.tif 000021
【０１０１】
2005281222.tif 000022
【０１０２】
2005281222.tif 000023
【０１０３】
2005281222.tif 000024
【０１０４】
2005281222.tif 000025
【０１０５】
2005281222.tif 000026
【０１０６】
本発明の第３は、化合物（１）あるいはそれらを含む液晶組成物をラジカル重合あるいはカチオン重合することで製造できる重合体である。重合体は、螺旋構造を持つ直鎖あるいは側鎖型の重合体である。化合物（１）の１つのみを重合させると、単独重合体が得られる。複数の重合性化合物を含む組成物からは共重合体が得られる。
【０１０７】
化合物（１）とネマチック液晶組成物の混合物はコレステリック相を示す。基板上に本組成物の薄膜をコーティングにより形成し光を照射し重合することで、固定化されたコレステリック相（ツイスト配向）を得ることができる。これは、反射型偏光板、カラーフィルター、装飾品、ＩＤカード等の偽造防止、非線形光学素子、光記憶装置等に利用できる。また、ピッチを基板と垂直方向に傾斜することで広波長域反射偏光板（Broadband reflective polarizer）を製造できる。ピッチの傾斜化は先行文献の技術を参考にすれば当該業者は製造できる。
【０１０８】
重合はエネルギー（電磁波）を照射することで実施できる。かかる電磁波は、紫外線、赤外線、可視光線、Ｘ線、γ線である。また、イオンやエレクトロンといった高エネルギー粒子を照射しても良い。重合は空気中で行えるが、窒素やアルゴン等の不活性気体中で光を照射することで重合時間を短縮できる。
【０１０９】
機械的強度、熱的強度、塗布性、配向性などを調整する目的で液晶性を持たない重合性化合物を添加してもよい。（メタ）アクリレート化合物、ビニル化合物、スチレン化合物、ビニルエーテル化合物、オキシラン化合物、オキセタン化合物が好ましい。重合体の機械的強度および熱的強度をより高めるために、多官能性のアクリレート、ビニルエーテル、オキシラン、およびオキセタンを使用してもよい。
【０１１０】
塗布を容易にするため、あるいは液晶の配向を制御するために、界面活性剤を加えてもよい。界面活性剤の添加量は界面活性剤の種類や目的により異なるが、本発明の液晶組成物に対して、１００ｐｐｍから５％、さらに好ましくは１００ｐｐｍから１％の範囲である。
【０１１１】
光ラジカル重合開始剤の例は、チバ・スペシャリティー（株）のダロキュアーシリーズから１１７３および４２６５、イルガキュアーシリーズから１８４、３６９、５００、６５１、７８４、８１９、９０７、１３００、１７００、１８００、１８５０、および２９５９などであるが、公知の何れのものも使用できる。
【０１１２】
光ラジカル重合開始剤のその他の例は、４−メトキシフェニル−２，４−ビス（トリクロロメチル）トリアジン、２−（４−ブトキシスチリル）−５−トリクロロメチル−１，３，４−オキサジアゾール、９−フェニルアクリジン、９，１０−ベンズフェナジン、ベンゾフェノン／ミヒラーズケトン混合物、ヘキサアリールビイミダゾール／メルカプトベンズイミダゾール混合物、１−（４−イソプロピルフェニル）−２−ヒドロキシ−２−メチルプロパン−１−オン、ベンジルジメチルケタール、２−メチル−１−［４−（メチルチオ）フェニル］−２−モルホリノプロパン−１−オン、２，４−ジエチルキサントン／ｐ−ジメチルアミノ安息香酸メチル混合物、ベンゾフェノン／メチルトリエタノールアミン混合物などであるが、公知の何れのものも使用できる。
【０１１３】
光カチオン重合開始剤の例は、ＵＣＣ（株）のサイラキューアーＵＶＩ−６９９０および６９７４、旭電化（株）のアデカオプトマーＳＰ−１５０、１５２、１７０および１７２、ローディア（株）のPhotoinitiator ２０７４、チバ・スペシャリティー（株）のイルガキュアー２５０、みどり化学（株）のＤＴＳ−１０２などであるが、公知の何れのものも使用できる。
【０１１４】
本発明の成形体は、本発明の組成物を基板上に塗布して塗膜を形成させ、その組成物が液晶状態で形成するネマチック配向を光の照射により固定化することで製造できる。基板は、例えば、トリアセチルセルロース、ジアセチルセルロース、ポリビニルアルコール、ポリイミド、ポリエステル、ポリアリレート、ポリエーテルイミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネートなどである。具体的な商品名ではＪＳＲ（株）の「アートン」、日本ゼオン（株）の「ゼオネックス」および「ゼオノア」、三井化学（株）の「アペル」などである。基板は一軸延伸フィルムでも、二軸延伸フィルムであってもよい。基板は、事前に鹸化処理、コロナ処理、プラズマ処理等の表面処理をしてもよい。
【０１１５】
本発明の組成物を溶媒に溶かして塗布することもできる。溶媒としては、ヘキサン、ヘプタン、トルエン、キシレン、メトキシベンゼン、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、酢酸メチル、酢酸エチル、γ−ブチロラクトン、２−ピロリドン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、ジメチルホルムアミド、クロロホルム、ジクロロメタン、ジクロロエタン、ｔ−ブチルアルコール、ジアセトンアルコール、ブチルセルソルブなどを単独溶媒あるいは複数の混合溶媒として用いることができる。
【０１１６】
使用中の取り扱いを容易にするため、あるいは保存中の重合を防止するために、本発明の組成物に安定剤を添加しても良い。公知の安定剤の何れも使用できるが、例えば、４−エトキシフェノール、ハイドロキノン、３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシトルエン（ＢＨＴ）などである。
【０１１７】
本発明の組成物は、スピンコート、ロールコート、カテンコート、フローコート、プリント、マイクログラビアコート、グラビアコート、ワイヤーバーコード、デップコート、スプレーコート、メニスカスコートや流延成膜法などの方法で薄膜展開し、溶媒を除去する方法で塗布できる。
【０１１８】
塗布前に基板表面を配向処理すれば、本発明の組成物を基板上で配向させることができる。処理方法は、例えば、ポリイミド、ポリアミドやポリビニルアルコールなどからなる薄膜を形成して、それをレーヨン布などでラビング処理したものや、酸化ケイ素を斜方蒸着したもの、延伸フィルム、あるいは光配向膜やイオンビームなどを用いたラビングフリー配向である。あるいは、基板を直接レーヨン布などでラビング処理してもよい。基板表面の処理を行わなくてもよい場合もある。
【０１１９】
組成物の配向は電磁波の照射で固定できる。電磁波の波長は３００ｎｍ以上が、３６５ｎｍが特に好ましい。照射時の温度は、組成物が液晶状態である温度であるが、熱重合を防ぐために、１００℃以下が好ましい。
【０１２０】
光学活性化合物を含む本発明の組成物は基板上で螺旋構造を示す。重合すればツイスト配向を有する成形体を製造できる。式「λ＝屈折率×らせんのピッチ」を満足する波長（λ）を持つ光において円偏光分離機能を持つ。これは輝度向上フィルムとして使用できる。光学活性化合物の種類および添加量を適時選択することで、螺旋方向およびピッチを最適化できる。
【０１２１】
本発明の成形体の厚さは、要求特性と成形体の光学異方性値により異なる。好ましくは０．０５〜５０μｍであり、より好ましくは０．１〜２０μｍであり、更に好ましくは０．５〜１μｍである。好ましい位相差値は０．０５〜５０μｍであり、より好ましくは０．１〜２０μｍであり、更に好ましくは０．５〜１０μｍである。成形体のヘイズ値は、１．５％以下、より好ましくは１．０％以下である。成形体の可視光領域での透過率は８０％以上、より好ましくは８５％以上である。十分な偏光性能を得るために、１．５％以下のヘイズ値が好ましい。８０％以上の透過率は、この成形体を液晶表示素子に用いる際、明るさを維持するために好ましい条件である。
【０１２２】
熱可塑性を持つ本発明の重合体は、接着剤、機械的異方性を持つ合成高分子、化粧品、装飾品、偽造防止装置、非線形光学材料、情報記憶材料などに利用できる。これらは分岐構造の少ない線状の高分子であり、単官能性化合物を主体とする組成物から得られる。これらの重量平均分子量は５×１０２〜１×１０6であり、好ましくは１×１０3〜５×１０4であり、より好ましくは５×１０３〜１×１０5である。
【０１２３】
液晶表示素子用の偏光板、光学補償板、輝度向上フィルム、ネガティブｃ−プレートなどには熱硬化性樹脂が利用できる。熱硬化性樹脂は網目構造を持つ高分子であり、複官能性化合物を主体とする組成物を重合することで、重合度の高い重合体として得られる。これらの重合体は溶媒に溶けにくく硬度が高い。これらの重合体の分子量は測定が困難で規定し難いが、無限大に近いことが好ましい。
【０１２４】
本発明の第４は、化合物（１）あるいはそれらを含む非重合性液晶組成物で調整した組成物を構成要素とした液晶表示素子である。本発明の液晶表示素子に使用される組成物は公知の方法によって調製される。例えば、成分である化合物を混合し、加熱によって互いに溶解させる。組成物に適当な添加物を加えて組成物の物性を調整してもよい。このような添加物は当業者によく知られている。メロシアニン、スチリル、アゾ、アゾメチン、アゾキシ、キノフタロン、アントラキノン、テトラジンなどの化合物である二色性色素を添加してＧＨ素子用の組成物を調製してもよい。化合物（１）は液晶のらせん構造を誘起して必要なねじれ角を与える目的でキラルドーパントとして添加される。本願以外の化合物を添加してもよく、その好ましい例は上記の光学活性化合物（Ｏｐ−１）〜（Ｏｐ−１２）である。
【０１２５】
キラルドーパントを組成物に添加してねじれのピッチを調整する。ＴＮ素子およびＴＮ−ＴＦＴ素子用の好ましいピッチは４０〜２００μｍの範囲である。ＳＴＮ素子用の好ましいピッチは６〜２０μｍの範囲である。ＢＴＮ素子用の好ましいピッチは１．５〜４μｍの範囲である。ＰＣ素子用の組成物にはキラルドーパントを比較的多量に添加する。ピッチの温度依存性を調整する目的で少なくとも二つのキラルドーパントを添加してもよい。
【０１２６】
以下、実施例により本発明を詳細に説明する。相転移温度は、偏光顕微鏡を備えた融点測定装置およびＤＳＣで測定した。合成した化合物の化学構造は、1Ｈ−ＮＭＲおよび13Ｃ−ＮＭＲで確認した。Ｃ、Ｎ、Ｃｈ、Ｉは、それぞれ、結晶、ネマチック相、コレステリック相、等方性液体を示す。ＨＴＰは、母液晶ＺＬＩ−１１３２（メルク（株）製）に化合物（１）を混合して得たコレステリック液晶組成物の螺旋誘起力を、式［ｐ＝ＨＴＰ-1×ｃ-1］から算出した。ここで、ｃは化合物（１）の重量％、ｐはピッチ（μｍ）である。
【実施例１】
【０１２７】
下記の化合物（Ｓ）−（１−３−１９，Ｘ＝ＣＦ３）の合成
2005281222.tif 000027
【０１２８】
（第１段）
窒素雰囲気下、水素化リチウムアルミニウム０．９ｇ（２４．２ｍｍｏｌ）のテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）２０ｍｌ溶液に、Liquid Crystals, 1995, Vol.18, No.2, 197-205に記載の方法に準じて得られた（Ｓ）−（＋）−３−（４−メトキシフェニル）−４，４，４，−トリフルオロブタン酸（ｅｘ１−１）３．０ｇ（１２．１ｍｍｏｌ）のＴＨＦ４０ｍｌ溶液を加え、４時間加熱還流した。放冷後、水および１Ｍ塩酸を加え、ジエチルエーテルで抽出した。有機層を飽和炭酸水素ナトリウム水溶液、飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。減圧下で溶剤を留去し、残査をカラムクロマトグラフィーにより精製し、（Ｓ）−（＋）−４，４，４，−トリフルオロ−３−（４−メトキシフェニル）ブタノール（ｅｘ１−２）２．８ｇ（１２．１ｍｍｏｌ）を得た。
【０１２９】
（第２段）
窒素雰囲気下、ｐ−トルエンスルホン酸クロリド４８０ｍｇ（２．５７ｍｍｏｌ）のアセトニトリル１０ｍｌ溶液に、先で得られた（ｅｘ１−２）４００ｍｇ（１．７１ｍｍｏｌ）のアセトニトリル１０ｍｌ溶液および１，４−ジアザビジクロ［２．２．２］オクタン３４０ｍｇ（３．００ｍｍｏｌ）のアセトニトリル１０ｍｌ溶液を加え、室温で１時間攪拌した。反応後、水を加え、ジエチルエーテルで抽出した。有機層を１Ｍ塩酸、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液、飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。減圧下で溶剤を留去し、残査をカラムクロマトグラフィーによって精製し、（Ｓ）−（＋）−４，４，４，−トリフルオロ−３−（４−メトキシフェニル）ブチルトシラート（ｅｘ１−３）５９０ｍｇ（１．５２ｍｍｏｌ）を得た。
【０１３０】
（第３段）
窒素雰囲気下、炭酸カリウム５１０ｍｇ（３．７０ｍｍｏｌ）のアセトニトリル１ｍｌの懸濁溶液に、１，４−ジヒドロキシベンゼン２０ｍｇ（１．８５ｍｍｏｌ）のアセトニトリル１ｍｌ溶液を加え、室温で１０分間攪拌した。次いで、先で得られた（ｅｘ１−３）１４４ｍｇ（０．３７ｍｍｏｌ）のアセトニトリル２ｍｌ溶液を加え、２０時間加熱還流した。放冷後、１Ｍ塩酸を加え、ジエチルエーテルで抽出した。有機層を飽和炭酸水素ナトリウム水溶液、飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。減圧下で溶剤を留去し、残査をカラムクロマトグラフィーにより精製し、目的物であるビス−１，４−｛（Ｓ）−３−（４−メトキシフェニル）−３−トリフルオロメチルプロピルオキシ｝ベンゼン５７ｍｇ（０．１４ｍｍｏｌ）を得た。
【０１３１】
実施例１の方法に準じて、化合物（１−１−１）から（１−２０−２４）を製造する。これらの化合物を表１〜２０にまとめた。表３，８，９，１１−１３，１６中の化合物において、中央環に連結する構造として「−Ｚ−Ｙ−ＣＨ（Ｘ）−Ｒa」と「Ｒa−ＣＨ（Ｘ）−Ｙ−Ｚ−」の表記がある。「Ｒa−ＣＨ（Ｘ）−Ｙ−Ｚ−」の構造は「−Ｚ−Ｙ−ＣＨ（Ｘ）−Ｒa」と同一の構造を示す。
【実施例２】
【０１３２】
実施例１で製造した化合物（１−３−１９）をＺＬＩ−１１３２に１重量％溶解した組成物を調整し、Ｃａｎｏのくさび法（応用物理、1974, 43, 125）に準じ、２５℃において螺旋ピッチを測定した。得られた値からＨＴＰを算出したところ、１７．３μｍ-1であった。
【０１３３】
実施例２の方法に準じて得られたＨＴＰを、融点とともに表２１にまとめた。表中の化合物番号は表１〜２０に記載の化合物番号を示す。Ｘは複数あるうちの適当なものを選択して記載している。Ｘが置換している不斉炭素の絶対配置は何れの場合も（Ｓ）体である。
【０１３４】
実施例１〜２の方法に準じて、化合物（１−１−１）から（１−２０−２４）を製造する。これらの化合物を表１〜２０にまとめた。
【０１３５】
【表１】
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【０１３６】
【表２】
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【０１３７】
【表３】
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【０１３８】
【表４】
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【０１３９】
【表５】
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【０１４０】
【表６】
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【０１４１】
【表７】
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【０１４２】
【表８】
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【０１４３】
【表９】
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【０１４４】
【表１０】
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【０１４５】
【表１１】
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【０１４６】
【表１２】
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【０１４７】
【表１３】
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【０１４８】
【表１４】
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【０１４９】
【表１５】
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【０１５０】
【表１６】
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【０１５１】
【表１７】
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【０１５２】
【表１８】
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【０１５３】
【表１９】
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【０１５４】
【表２０】
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【０１５５】
【表２１】
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【産業上の利用可能性】
【０１５６】
本発明の各化合物は液晶組成物を構成する化合物として利用することができるだけでなく、本発明の化合物を含有する液晶組成物を重合することにより得られた重合体組成物は偏光板、光学補償板、輝度向上フィルム、配向膜、カラーフィルター、ホログラフ素子、液晶表示素子、接着剤、機械的異方性を持つ合成高分子、化粧品、装飾品、偽造防止装置、非線形光学素子、光学記憶素子等に使用できる。