(57)【要約】  熱、光などに対する安定性、広い液晶相温度範囲、極めて大きな誘電率異方性を有し、光学的に等方性の液晶相を発現する液晶媒体が求められている。また、広い温度範囲で使用可能であり、短い応答時間、大きなコントラスト比、および低い駆動電圧を有する各種光素子が求められている。  式（１）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの化合物、および式（２）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの化合物を含有するアキラル成分Ｔとキラル剤とを含有し、光学的に等方性の液晶相を発現する液晶組成物。2018003658.tif 000123式（１）および式（２）において、Ｒ１およびＲ２は独立して、例えば、アルコキシアルキルであり；Ｚ１１、Ｚ１２、Ｚ２１およびＺ２２は独立して、例えば、単結合であり；Ｌ１１〜Ｌ１３、Ｌ２１およびＬ２２は独立して、例えばフッ素であり；Ｙ１、Ｙ２は独立して、例えばフッ素である。
2018003658.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
式（１）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの化合物、および式（２）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの化合物を含有するアキラル成分Ｔとキラル剤とを含有し、光学的に等方性の液晶相を発現する液晶組成物。
2018003658.tif 000100
式（１）および式（２）において、Ｒ１およびＲ２は独立して、炭素数１から１２のアルキル、炭素数２から１２のアルケニル、炭素数２から１２のアルキニル、炭素数１から１１のアルコキシ、または炭素数の合計が１から１２のアルコキシアルキルであるが、Ｒ１およびＲ２のうち少なくとも１つは炭素数の合計が１から１２のアルコキシアルキルであり；Ｚ１１、Ｚ１２、Ｚ２１およびＺ２２は独立して、単結合、−ＣＯＯ−および−ＣＦ２Ｏ−であるが、Ｚ１１およびＺ１２のうち、一方が−ＣＦ２Ｏ−または−ＣＯＯ−であり、他方が単結合であり、Ｚ２１およびＺ２２のうち、一方が−ＣＦ２Ｏ−または−ＣＯＯ−であり、他方が単結合であり；Ｌ１１〜Ｌ１３、Ｌ２１およびＬ２２は独立して、水素、フッ素または塩素であり；Ｙ１、Ｙ２は独立して、フッ素、塩素、−ＣＦ３または−ＯＣＦ３である。
【請求項２】
液晶組成物の重量に基づいて、式（１）で表される化合物の割合が５重量％から６５重量％の範囲であり、式（２）で表される化合物の割合が２５重量％から９０重量％の範囲である、請求項１に記載の液晶組成物。
【請求項３】
第一成分として式（１’）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの化合物、第二成分として式（２’）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの化合物、第三成分として式（３）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの化合物を含有する、請求項１または２に記載の液晶組成物。
2018003658.tif 000101
式（１’）、式（２’）および式（３）において、Ｒ１１およびＲ２１は独立して炭素数１から１２のアルキル、炭素数２から１２のアルケニル、炭素数２から１２のアルキニル、または炭素数１から１１のアルコキシであり；Ｒ３１は独立して炭素数１から１２のアルキル、炭素数２から１２のアルケニル、または炭素数２から１２のアルキニルであり；Ｒ３２は炭素数１から５のアルキレン、炭素数２から５のアルケニレン、または炭素数２から５のアルキニレンであり；Ｚ１３、Ｚ１４、Ｚ２３、Ｚ２４、Ｚ３１およびＺ３２は独立して、単結合、−ＣＯＯ−および−ＣＦ２Ｏ−であるが、Ｚ１３およびＺ１４のうち、一方が−ＣＦ２Ｏ−または−ＣＯＯ−であり、他方が単結合であり、Ｚ２３およびＺ２４のうち、一方が−ＣＦ２Ｏ−または−ＣＯＯ−であり、他方が単結合であり、Ｚ３１およびＺ３２のうち、一方が−ＣＦ２Ｏ−または−ＣＯＯ−であり、他方が単結合であり；Ｌ１４〜Ｌ１６、Ｌ２３、Ｌ２４、Ｌ３１およびＬ３２は独立して、水素、フッ素または塩素であり；Ｙ１１、Ｙ２１およびＹ３１は独立して、フッ素、塩素、−ＣＦ３または−ＯＣＦ３である。
【請求項４】
液晶組成物の重量に基づいて、式（１’）で表される化合物の割合が５重量％から６５重量％の範囲であり、式（２’）で表される化合物の割合が１５重量％から８０重量％の範囲であり、式（３）で表される化合物の割合が２重量％から４０重量％の範囲である、請求項３に記載の液晶組成物。
【請求項５】
第一成分として、式（１’−1）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの化合物、および式（１’−２）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの化合物を含有する、請求項３または４に記載の液晶組成物。
2018003658.tif 000102
式（１’−１）および式（１’−２）において、Ｒ１２およびＲ１３は独立して、炭素数１から１２のアルキル、炭素数２から１２のアルケニル、炭素数２から１２のアルキニル、または炭素数１から１１のアルコキシであり；Ｌ１０１〜Ｌ１０５およびＬ１０６は独立して、水素、フッ素または塩素であり；Ｙ１２およびＹ１３は独立して、フッ素、塩素、−ＣＦ３または−ＯＣＦ３である。
【請求項６】
第一成分として、式（１’−１−１）から式（１’−１−３）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの化合物、式（１’−２−１）から式（１’−２−６）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの化合物を含有する、請求項５に記載の液晶組成物。
2018003658.tif 000103
これらの式において、Ｒ１２およびＲ１３は独立して、水素、炭素数１から１２のアルキル、炭素数２から１２のアルケニル、炭素数２から１２のアルキニル、または炭素数１から１１のアルコキシである。
【請求項７】
第二成分として、式（２’−１）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの化合物、および式（２’−２）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの化合物を含有する、請求項３から６のいずれか１項に記載の液晶組成物。
2018003658.tif 000104
式（２’−１）および式（２’−２）において、Ｒ２２およびＲ２３は独立して、炭素数１から１２のアルキル、炭素数２から１２のアルケニル、炭素数２から１２のアルキニル、または炭素数１から１１のアルコキシであり；Ｌ２０１〜Ｌ２０３およびＬ２０４は独立して、水素、フッ素または塩素であり；Ｙ２２およびＹ２３は独立して、フッ素、塩素、−ＣＦ３または−ＯＣＦ３である。
【請求項８】
第二成分として、式（２’−１−１）から式（２’−１−３）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの化合物、式（２’−２−１）から式（２’−２−６）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの化合物を含有する、請求項７に記載の液晶組成物。
2018003658.tif 000105
これらの式において、Ｒ２２およびＲ２３は独立して、炭素数１から１２のアルキル、炭素数２から１２のアルケニル、炭素数２から１２のアルキニル、または炭素数１から１１のアルコキシである。
【請求項９】
第三成分として、式（３−１）、式（３−２）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの化合物を含有する、請求項３から８のいずれか１項に記載の液晶組成物。
2018003658.tif 000106
式（３−１）および式（３−２）中のＲ３３およびＲ３５は独立して、炭素数１から１２のアルキル、炭素数２から１２のアルケニル、または炭素数２から１２のアルキニルであり；Ｒ３４およびＲ３６は独立して炭素数１から５のアルキレン、炭素数２から５のアルケニレン、または炭素数２から５のアルキニレンであり；Ｌ３０１〜Ｌ３０３およびＬ３０４は独立して、水素、フッ素または塩素であり；Ｙ３２およびＹ３３は独立して、フッ素、塩素、−ＣＦ３または−ＯＣＦ３である。
【請求項１０】
第三成分として、式（３−１−１）から式（３−１−３）、式（３−２−１）から式（３−２−６）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの化合物を含有する、請求項９に記載の液晶組成物。
2018003658.tif 000107
これらの式において、Ｒ３３およびＲ３５は独立して、炭素数１から１２のアルキル、炭素数２から１２のアルケニル、または炭素数２から１２のアルキニルであり；Ｒ３４およびＲ３６は独立して炭素数１から５のアルキレン、炭素数２から５のアルケニレン、または炭素数２から５のアルキニレンである。
【請求項１１】
式（４）および式（５）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの化合物をさらに含有する、請求項１から１０のいずれか１項に記載の液晶組成物。
2018003658.tif 000108
式（４）および式（５）において、Ｒ４およびＲ５は独立して、炭素数１から１２のアルキル、炭素数２から１２のアルケニル、炭素数２から１２のアルキニル、炭素数１から１１のアルコキシであり、または炭素数の合計が１から１２のアルコキシアルキルであり；Ｚ４１、Ｚ４２、Ｚ５１およびＺ５２は独立して、単結合、−ＣＯＯ−および−ＣＦ２Ｏ−であるが、Ｚ４１およびＺ４２のうち、一方が−ＣＦ２Ｏ−または−ＣＯＯ−であり、他方が単結合であり、Ｚ５１およびＺ５２のうち、一方が−ＣＦ２Ｏ−または−ＣＯＯ−であり、他方が単結合であり；Ｌ４１〜Ｌ４３、Ｌ５１およびＬ５２は独立して、水素、フッ素または塩素であり；Ｙ４１、Ｙ５１は独立して、フッ素、塩素、−ＣＦ３または−ＯＣＦ３である。
【請求項１２】
液晶組成物の重量に基づいて、式（４）および式（５）で表される化合物の割合が１重量％から２５重量％の範囲である、請求項１１に記載の液晶組成物。
【請求項１３】
式（４−１）、式（４−２）、式（５−１）および式（５−２）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの化合物を含有する、請求項１１または１２に記載の液晶組成物。
2018003658.tif 000109
式（４−１）、式（４−２）、式（５−１）および式（５−２）において、Ｒ４１、Ｒ４２、Ｒ５１およびＲ５２は独立して、炭素数１から１２のアルキル、炭素数２から１２のアルケニル、炭素数２から１２のアルキニル、炭素数１から１１のアルコキシ、または炭素数の合計が１から１２のアルコキシアルキルであり；Ｌ４０１〜Ｌ４０６、Ｌ５０１〜Ｌ５０３およびＬ５０４は独立して、水素、フッ素または塩素であり；Ｙ４２、Ｙ４３、Ｙ５２およびＹ５３は独立して、フッ素、塩素、−ＣＦ３または−ＯＣＦ３である。
【請求項１４】
式（４−１−１）から式（４−１−３）、式（４−２−１）から式（４−２−６）、式（５−１−１）から式（５−１−３）、式（５−２−１）から式（５−２−６）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの化合物を含有する、請求項１３に記載の液晶組成物。
2018003658.tif 000110
2018003658.tif 000111
これらの式において、Ｒ４１、Ｒ４２、Ｒ５１およびＲ５２は独立して、炭素数１から１２のアルキル、炭素数２から１２のアルケニル、炭素数２から１２のアルキニル、炭素数１から１１のアルコキシ、または炭素数の合計が１から１２のアルコキシアルキルである。
【請求項１５】
式（６）および式（７）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの化合物をさらに含有する、請求項１から１４のいずれか１項に記載の液晶組成物。
2018003658.tif 000112
式（６）および式（７）において、Ｒ６およびＲ７は独立して、炭素数１から１２のアルキル、炭素数２から１２のアルケニル、炭素数２から１２のアルキニル、炭素数１から１１のアルコキシ、または炭素数の合計が１から１２のアルコキシアルキルであり；Ｚ６１、Ｚ６２、Ｚ７１およびＺ７２は独立して、単結合、−ＣＯＯ−および−ＣＦ２Ｏ−であるが、Ｚ６１およびＺ６２のうち、一方が−ＣＦ２Ｏ−または−ＣＯＯ−であり、他方が単結合であり、Ｚ７１およびＺ７２のうち、一方が−ＣＦ２Ｏ−または−ＣＯＯ−であり、他方が単結合であり；Ｌ６１〜Ｌ６５、Ｌ７１〜Ｌ７３およびＬ７４は独立して、水素、フッ素または塩素であり；Ｙ６１およびＹ７１は独立して、フッ素、塩素、−ＣＦ３または−ＯＣＦ３である。
【請求項１６】
液晶組成物の重量に基づいて、式（６）および式（７）で表される化合物の割合が０．１重量％から２０重量％の範囲である、請求項１５に記載の液晶組成物。
【請求項１７】
式（６−１）、式（６−２）、式（７−１）および式（７−２）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの化合物を含有する、請求項１５または１６に記載の液晶組成物。
2018003658.tif 000113
式（６−１）、式（６−２）、式（７−１）および式（７−２）において、Ｒ６１、Ｒ６２、Ｒ７１およびＲ７２は独立して、炭素数１から１２のアルキル、炭素数２から１２のアルケニル、炭素数２から１２のアルキニル、炭素数１から１１のアルコキシ、または炭素数の合計が１から１２のアルコキシアルキルであり；Ｌ６０１〜Ｌ６１０、Ｌ７０１〜Ｌ７０７およびＬ７０８は独立して、水素、フッ素または塩素であり；Ｙ６２、Ｙ６３、Ｙ７２およびＹ７３は独立して、フッ素、塩素、−ＣＦ３または−ＯＣＦ３である。
【請求項１８】
式（６−１−１）から式（６−１−６）、式（６−２−１）から式（６−２−６）、式（７−１−１）から式（７−１−６）、式（７−２−１）から式（７−２−６）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの化合物を含有する、請求項１７に記載の液晶組成物。
2018003658.tif 000114
2018003658.tif 000115
2018003658.tif 000116
2018003658.tif 000117
これらの式において、Ｒ６１、Ｒ６２、Ｒ７１およびＲ７２は独立して、炭素数１から１２のアルキル、炭素数２から１２のアルケニル、炭素数２から１２のアルキニル、炭素数１から１１のアルコキシ、または炭素数の合計が１から１２のアルコキシアルキルである。
【請求項１９】
式（８）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの化合物をさらに含有する、請求項１から１８のいずれか１項に記載の液晶組成物。
2018003658.tif 000118
式（８）において、Ｒ８は、炭素数１から１２のアルキル、炭素数２から１２のアルケニル、炭素数２から１２のアルキニル、炭素数１から１１のアルコキシ、または炭素数の合計が１から１２のアルコキシアルキルであり；環Ａ８は、１，４−シクロヘキシレン、１，４−フェニレン、２−フルオロ−１，４−フェニレン、３−フルオロ−１，４−フェニレン、３，５−ジフルオロ−１，４−フェニレン、ピリジン−２，５−ジイル、ピリミジン−２，５−ジイル、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、またはテトラヒドロピラン−２，５−ジイルであり；Ｚ８１およびＺ８２は独立して、単結合、−ＣＯＯ−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−および−ＣＦ２Ｏ−であり；Ｌ８１、Ｌ８２およびＬ８３は独立して、水素、フッ素または塩素であり；Ｙ８は、フッ素、塩素、−ＣＦ３または−ＯＣＦ３である。
【請求項２０】
液晶組成物の重量に基づいて、式（８）で表される化合物の割合が０．１重量％から１５重量％の範囲である、請求項１９に記載の液晶組成物。
【請求項２１】
式（８−１）から式（８−１１）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの化合物を含有する、請求項１９または２０に記載の液晶組成物。
2018003658.tif 000119
2018003658.tif 000120
2018003658.tif 000121
これらの式において、Ｒ８は独立して、炭素数１から１２のアルキル、炭素数２から１２のアルケニル、炭素数２から１２のアルキニル、炭素数１から１１のアルコキシ、または炭素数の合計が１から１２のアルコキシアルキルである。
【請求項２２】
キラル剤が、式（Ｋ１）〜（Ｋ６）で表される化合物の群から選択される少なくとも１つの化合物である、請求項１〜２１のいずれか１項に記載の液晶組成物。
2018003658.tif 000122
（上記式中、ＲＫはそれぞれ独立して、水素、ハロゲン、−Ｃ≡Ｎ、−Ｎ＝Ｃ＝Ｏ、−Ｎ＝Ｃ＝Ｓまたは炭素数１〜２０のアルキルであり、当該アルキル中の少なくとも１つの−ＣＨ２−は−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−または−ＯＣＯ−で置き換えられてもよく、当該アルキル中の少なくとも１つの−ＣＨ２ＣＨ２−は−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられもよく、当該アルキル中の少なくとも１つの水素はフッ素または塩素で置き換えられてもよく；
Ａはそれぞれ独立して、芳香族性の６〜８員環、非芳香族性の３〜８員環、または、炭素数９以上の縮合環であり、これらの環の少なくとも１つの水素はハロゲン、炭素数１〜３のアルキルまたはハロアルキルで置き換えられてもよく、環の−ＣＨ２−は−Ｏ−、−Ｓ−または−ＮＨ−で置き換えられてもよく、−ＣＨ＝は−Ｎ＝で置き換えられてもよく；
Ｂはそれぞれ独立して、水素、ハロゲン、炭素数１〜３のアルキル、炭素数１〜３のハロアルキル、芳香族性の６〜８員環、非芳香族性の３〜８員環、または、炭素数９以上の縮合環であり、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のアルキルまたはハロアルキルで置き換えられてもよく、当該アルキル中の−ＣＨ２−は−Ｏ−、−Ｓ−または−ＮＨ−で置き換えられてもよく、−ＣＨ＝は−Ｎ＝で置き換えられてもよく；
Ｚはそれぞれ独立して、単結合、炭素数１〜８のアルキレンであり、当該アルキレン中の少なくとも１つの−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＳＯ−、−ＯＣＳ−、−Ｎ＝Ｎ−、−ＣＨ＝Ｎ−または−Ｎ＝ＣＨ−で置き換えられてもよく、当該アルキレン中の少なくとも１つの−ＣＨ２ＣＨ２−は−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、当該アルキレン中の少なくとも１つの水素はハロゲンで置き換えられてもよく；
Ｘはそれぞれ独立して、単結合、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、または−ＣＨ２ＣＨ２−であり；
ｍＫはそれぞれ独立して、１〜４の整数である。）
【請求項２３】
−２０℃〜７０℃のいずれかの温度においてキラルネマチック相を示し、この温度範囲の少なくとも一部において螺旋ピッチが７００ｎｍ以下である、請求項１〜２２のいずれか１項に記載の液晶組成物。
【請求項２４】
請求項１〜２３のいずれか１項に記載の液晶組成物と、重合性モノマーとを含む混合物。
【請求項２５】
請求項２４に記載の混合物を重合して得られる、光学的に等方性の液晶相で駆動される素子に用いられる高分子／液晶複合材料。
【請求項２６】
一方または両方の基板に電極が配置され、基板間に配置された液晶媒体、および電極を介して液晶媒体に電界を印加する電界印加手段を備えた光素子であって、液晶媒体が、請求項１〜２３のいずれか１項に記載の液晶組成物、または、請求項２５に記載の高分子／液晶複合材料である光素子。
【請求項２７】
請求項１〜２３のいずれか１項に記載の液晶組成物または請求項２５に記載の高分子／液晶複合材料の光素子への使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえば光素子用の材料として有用な液晶化合物、液晶組成物、当該液晶組成物を用いた光素子等に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶組成物を用いた液晶表示素子は、時計、電卓、携帯電話、パーソナルコンピュータ、テレビなどのディスプレイに広く利用されている。これらの液晶表示素子は液晶化合物の屈折率異方性、誘電率異方性などを利用したものである。液晶表示素子における動作モードとしては、主として１枚以上の偏光板を利用して表示するＴＮ（twisted nematic）、ＳＴＮ（super twisted nematic）、ＢＴＮ（bistable twisted nematic）、ＥＣＢ（electrically controlled birefringence）、ＯＣＢ（optically compensated bend）、ＩＰＳ（in-plane switching）、ＶＡ（vertical alignment）などが知られている。さらに近年は光学的に等方性の液晶相において電場を印加し、電気複屈折を発現させるモードも研究されている（特許文献１〜９、非特許文献１〜３）。【０００３】
さらに光学的に等方性の液晶相の１つであるブルー相における電気複屈折を利用した波長可変フィルター、波面制御素子、液晶レンズ、収差補正素子、開口制御素子、光ヘッド装置などが提案されている（特許文献７〜９）。
素子の駆動方式に基づいた分類は、ＰＭ（passive matrix）とＡＭ（active matrix）である。ＰＭ（passive matrix）はスタティック（static）とマルチプレックス（multiplex）などに分類され、ＡＭはそのスイッチング素子の種類によって、ＴＦＴ（thin film transistor）、ＭＩＭ（metal insulator metal）などに分類される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開２０１０／０５８６８１号
【特許文献２】国際公開２０１０／０８９０９２号
【特許文献３】国際公開２０１２／１００８０９号
【特許文献４】米国出願公開２０１３０１３５５４４号
【特許文献５】国際公開２０１３／１５６１１３号
【特許文献６】国際公開２０１４／０９７９５２号
【特許文献７】特開２００５−１５７１０９号
【特許文献８】国際公開２００５／８０５２９号
【特許文献９】特開２００６−１２７７０７号
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】Nature Materials, 1, 64, (2002)
【非特許文献２】Adv. Mater., 17, 96, (2005)
【非特許文献３】Journal of the SID, 14, 551, (2006)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記状況の下、熱、光などに対する安定性、広い液晶相温度範囲、極めて大きな誘電率異方性を有し、光学的に等方性の液晶相を発現する液晶媒体が求められている。また、広い温度範囲で使用可能であり、短い応答時間、大きなコントラスト比、および低い駆動電圧を有する各種光素子が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、たとえば、以下のような液晶化合物、液晶媒体（液晶組成物、高分子／液晶複合材料等）、重合性モノマーと液晶組成物との混合物、液晶媒体等を含有する光素子等を提供する。【０００８】
本発明は、以下のような化合物、液晶媒体（液晶組成物または高分子／液晶複合材料）および液晶媒体を含有する光素子等を提供する。【０００９】
［１］式（１）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの化合物、および式（２）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの化合物を含有するアキラル成分Ｔとキラル剤とを含有し、光学的に等方性の液晶相を発現する液晶組成物。
2018003658.tif 000003
式（１）および式（２）において、Ｒ１およびＲ２は独立して、炭素数１から１２のアルキル、炭素数２から１２のアルケニル、炭素数２から１２のアルキニル、炭素数１から１１のアルコキシ、または炭素数の合計が１から１２のアルコキシアルキルであるが、Ｒ１およびＲ２のうち少なくとも１つは炭素数の合計が１から１２のアルコキシアルキルであり；Ｚ１１、Ｚ１２、Ｚ２１およびＺ２２は独立して、単結合、−ＣＯＯ−および−ＣＦ２Ｏ−であるが、Ｚ１１およびＺ１２のうち、一方が−ＣＦ２Ｏ−または−ＣＯＯ−であり、他方が単結合であり、Ｚ２１およびＺ２２のうち、一方が−ＣＦ２Ｏ−または−ＣＯＯ−であり、他方が単結合であり；Ｌ１１〜Ｌ１３、Ｌ２１およびＬ２２は独立して、水素、フッ素または塩素であり；Ｙ１、Ｙ２は独立して、フッ素、塩素、−ＣＦ３または−ＯＣＦ３である。【００１０】
［２］液晶組成物の重量に基づいて、式（１）で表される化合物の割合が５重量％から６５重量％の範囲であり、式（２）で表される化合物の割合が２５重量％から９０重量％の範囲である、［１］に記載の液晶組成物。【００１１】
[３] 第一成分として式（１’）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの化合物、第二成分として式（２’）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの化合物、第三成分として式（３）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの化合物を含有する、［１］または［２］に記載の液晶組成物。
2018003658.tif 000004
式（１’）、式（２’）および式（３）において、Ｒ１１およびＲ２１は独立して炭素数１から１２のアルキル、炭素数２から１２のアルケニル、炭素数２から１２のアルキニル、または炭素数１から１１のアルコキシであり；Ｒ３１は独立して炭素数１から１２のアルキル、炭素数２から１２のアルケニル、炭素数２から１２のアルキニル、または炭素数１から１１のアルコキシであり；Ｒ３２は炭素数１から５のアルキレン、炭素数２から５のアルケニレン、または炭素数２から５のアルキニレンであり；Ｚ１３、Ｚ１４、Ｚ２３、Ｚ２４、Ｚ３１およびＺ３２は独立して、単結合、−ＣＯＯ−および−ＣＦ２Ｏ−であるが、Ｚ１３およびＺ１４のうち、一方が−ＣＦ２Ｏ−または−ＣＯＯ−であり、他方が単結合であり、Ｚ２３およびＺ２４のうち、一方が−ＣＦ２Ｏ−または−ＣＯＯ−であり、他方が単結合であり、Ｚ３１およびＺ３２のうち、一方が−ＣＦ２Ｏ−または−ＣＯＯ−であり、他方が単結合であり；Ｌ１４〜Ｌ１６、Ｌ２３、Ｌ２４、Ｌ３１およびＬ３２は独立して、水素、フッ素または塩素であり；Ｙ１１、Ｙ２１およびＹ３１は独立して、フッ素、塩素、−ＣＦ３または−ＯＣＦ３である。【００１２】
[４] 液晶組成物の重量に基づいて、式（１’）で表される化合物の割合が５重量％から６５重量％の範囲であり、式（２’）で表される化合物の割合が１５重量％から８０重量％の範囲であり、式（３）で表される化合物の割合が２重量％から４０重量％の範囲である、［３］に記載の液晶組成物。【００１３】
[５] 第一成分として、式（１’−1）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの化合物、および式（１’−２）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの化合物を含有する、［３］または［４］に記載の液晶組成物。
2018003658.tif 000005
式（１’−１）および式（１’−２）において、Ｒ１２およびＲ１３は独立して、炭素数１から１２のアルキル、炭素数２から１２のアルケニル、炭素数２から１２のアルキニル、または炭素数１から１１のアルコキシであり；Ｌ１０１〜Ｌ１０５およびＬ１０６は独立して、水素、フッ素または塩素であり；Ｙ１２およびＹ１３は独立して、フッ素、塩素、−ＣＦ３または−ＯＣＦ３である。【００１４】
[６] 第一成分として、式（１’−１−１）から式（１’−１−３）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの化合物、式（１’−２−１）から式（１’−２−６）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの化合物を含有する、［５］に記載の液晶組成物。
2018003658.tif 000006
これらの式において、Ｒ１２およびＲ１３は独立して、炭素数１から１２のアルキル、炭素数２から１２のアルケニル、炭素数２から１２のアルキニル、または炭素数１から１１のアルコキシである。【００１５】
［７］第二成分として、式（２’−１）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの化合物、および式（２’−２）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの化合物を含有する、［３］から［６］のいずれか１項に記載の液晶組成物。
2018003658.tif 000007
式（２’−１）および式（２’−２）において、Ｒ２２およびＲ２３は独立して、炭素数１から１２のアルキル、炭素数２から１２のアルケニル、炭素数２から１２のアルキニル、または炭素数１から１１のアルコキシであり；Ｌ２０１〜Ｌ２０３およびＬ２０４は独立して、水素、フッ素または塩素であり；Ｙ２２およびＹ２３は独立して、フッ素、塩素、−ＣＦ３または−ＯＣＦ３である。【００１６】
［８］第二成分として、式（２’−１−１）から式（２’−１−３）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの化合物、式（２’−２−１）から式（２’−２−６）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの化合物を含有する、［７］に記載の液晶組成物。
2018003658.tif 000008
これらの式において、Ｒ２２およびＲ２３は独立して、炭素数１から１２のアルキル、炭素数２から１２のアルケニル、炭素数２から１２のアルキニル、または炭素数１から１１のアルコキシである。【００１７】
［９］第三成分として、式（３−１）、式（３−２）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの化合物を含有する、［３］から［８］のいずれか１項に記載の液晶組成物。
2018003658.tif 000009
式（３−１）および式（３−２）中のＲ３３およびＲ３５は独立して、炭素数１から１２のアルキル、炭素数２から１２のアルケニル、炭素数２から１２のアルキニル、または炭素数１から１１のアルコキシであり、Ｏ原子は互いに直接連結せず；Ｒ３４およびＲ３６は独立して炭素数１から５のアルキレン、炭素数２から５のアルケニレン、または炭素数２から５のアルキニレンであり；Ｌ３０１〜Ｌ３０３およびＬ３０４は独立して、水素、フッ素または塩素であり；Ｙ３２およびＹ３３は独立して、フッ素、塩素、−ＣＦ３または−ＯＣＦ３である。【００１８】
［１０］第三成分として、式（３−１−１）から式（３−１−３）、式（３−２−１）から式（３−２−６）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの化合物を含有する、［９］に記載の液晶組成物。
2018003658.tif 000010
これらの式において、Ｒ３３およびＲ３５は独立して、炭素数１から１２のアルキル、炭素数２から１２のアルケニル、炭素数２から１２のアルキニル、または炭素数１から１１のアルコキシであり、Ｏ原子は互いに直接連結せず；Ｒ３４およびＲ３６は独立して炭素数１から１２のアルキレン、炭素数２から１２のアルケニレン、または炭素数２から１２のアルキニレンである。【００１９】
［１１］式（４）および式（５）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの化合物をさらに含有する、［１］から［１０］のいずれか１項に記載の液晶組成物。
2018003658.tif 000011
式（４）および式（５）において、Ｒ４およびＲ５は独立して、炭素数１から１２のアルキル、炭素数２から１２のアルケニル、炭素数２から１２のアルキニル、炭素数１から１１のアルコキシであり、または炭素数の合計が１から１２のアルコキシアルキルであり；Ｚ４１、Ｚ４２、Ｚ５１およびＺ５２は独立して、単結合、−ＣＯＯ−および−ＣＦ２Ｏ−であるが、Ｚ４１およびＺ４２のうち、一方が−ＣＦ２Ｏ−または−ＣＯＯ−であり、他方が単結合であり、Ｚ５１およびＺ５２のうち、一方が−ＣＦ２Ｏ−または−ＣＯＯ−であり、他方が単結合であり；Ｌ４１〜Ｌ４３、Ｌ５１およびＬ５２は独立して、水素、フッ素または塩素であり；Ｙ４１、Ｙ５１は独立して、フッ素、塩素、−ＣＦ３または−ＯＣＦ３である。【００２０】
［１２］液晶組成物の重量に基づいて、式（４）および式（５）で表される化合物の割合が１重量％から２５重量％の範囲である、［１１］に記載の液晶組成物。【００２１】
［１３］式（４−１）、式（４−２）、式（５−１）および式（５−２）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの化合物を含有する、［１１］または［１２］に記載の液晶組成物。
2018003658.tif 000012
式（４−１）、式（４−２）、式（５−１）および式（５−２）において、Ｒ４１、Ｒ４２、Ｒ５１およびＲ５２は独立して、炭素数１から１２のアルキル、炭素数２から１２のアルケニル、炭素数２から１２のアルキニル、炭素数１から１１のアルコキシ、または炭素数の合計が１から１２のアルコキシアルキルであり；Ｌ４０１〜Ｌ４０６、Ｌ５０１〜Ｌ５０３およびＬ５０４は独立して、水素、フッ素または塩素であり；Ｙ４２、Ｙ４３、Ｙ５２およびＹ５３は独立して、フッ素、塩素、−ＣＦ３または−ＯＣＦ３である。【００２２】
［１４］式（４−１−１）から式（４−１−３）、式（４−２−１）から式（４−２−６）、式（５−１−１）から式（５−１−３）、式（５−２−１）から式（５−２−６）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの化合物を含有する、［１３］に記載の液晶組成物。
2018003658.tif 000013
2018003658.tif 000014
これらの式において、Ｒ４１、Ｒ４２、Ｒ５１およびＲ５２は独立して、炭素数１から１２のアルキル、炭素数２から１２のアルケニル、炭素数２から１２のアルキニル、炭素数１から１１のアルコキシ、または炭素数の合計が１から１２のアルコキシアルキルである。【００２３】
［１５］式（６）および式（７）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの化合物をさらに含有する、［１］から［１４］のいずれか１項に記載の液晶組成物。
2018003658.tif 000015
式（６）および式（７）において、Ｒ６およびＲ７は独立して、炭素数１から１２のアルキル、炭素数２から１２のアルケニル、炭素数２から１２のアルキニル、炭素数１から１１のアルコキシ、または炭素数の合計が１から１２のアルコキシアルキルであり；Ｚ６１、Ｚ６２、Ｚ７１およびＺ７２は独立して、単結合、−ＣＯＯ−および−ＣＦ２Ｏ−であるが、Ｚ６１およびＺ６２のうち、一方が−ＣＦ２Ｏ−または−ＣＯＯ−であり、他方が単結合であり、Ｚ７１およびＺ７２のうち、一方が−ＣＦ２Ｏ−または−ＣＯＯ−であり、他方が単結合であり；Ｌ６１〜Ｌ６５、Ｌ７１〜Ｌ７３およびＬ７４は独立して、水素、フッ素または塩素であり；Ｙ６１およびＹ７１は独立して、フッ素、塩素、−ＣＦ３または−ＯＣＦ３である。【００２４】
［１６］液晶組成物の重量に基づいて、式（６）および式（７）で表される化合物の割合が０．１重量％から２０重量％の範囲である、［１５］に記載の液晶組成物。【００２５】
［１７］式（６−１）、式（６−２）、式（７−１）および式（７−２）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの化合物を含有する、［１５］または［１６］に記載の液晶組成物。
2018003658.tif 000016
式（６−１）、式（６−２）、式（７−１）および式（７−２）において、Ｒ６１、Ｒ６２、Ｒ７１およびＲ７２は独立して、炭素数１から１２のアルキル、炭素数２から１２のアルケニル、炭素数２から１２のアルキニル、炭素数１から１１のアルコキシ、または炭素数の合計が１から１２のアルコキシアルキルであり；Ｌ６０１〜Ｌ６１０、Ｌ７０１〜Ｌ７０７およびＬ７０８は独立して、水素、フッ素または塩素であり；Ｙ６２、Ｙ６３、Ｙ７２およびＹ７３は独立して、フッ素、塩素、−ＣＦ３または−ＯＣＦ３である。【００２６】
［１８］式（６−１−１）から式（６−１−６）、式（６−２−１）から式（６−２−６）、式（７−１−１）から式（７−１−６）、式（７−２−１）から式（７−２−６）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの化合物を含有する、［１７］に記載の液晶組成物。
2018003658.tif 000017
2018003658.tif 000018
2018003658.tif 000019
2018003658.tif 000020
これらの式において、Ｒ６１、Ｒ６２、Ｒ７１およびＲ７２は独立して、炭素数１から１２のアルキル、炭素数２から１２のアルケニル、炭素数２から１２のアルキニル、炭素数１から１１のアルコキシ、または炭素数の合計が１から１２のアルコキシアルキルである。【００２７】
［１９］式（８）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの化合物をさらに含有する、［１］から［１８］のいずれか１項に記載の液晶組成物。
2018003658.tif 000021
式（８）において、Ｒ８は、炭素数１から１２のアルキル、炭素数２から１２のアルケニル、炭素数２から１２のアルキニル、炭素数１から１１のアルコキシ、または炭素数の合計が１から１２のアルコキシアルキルであり；環Ａ８は、１，４−シクロヘキシレン、１，４−フェニレン、２−フルオロ−１，４−フェニレン、３−フルオロ−１，４−フェニレン、３，５−ジフルオロ−１，４−フェニレン、ピリジン−２，５−ジイル、ピリミジン−２，５−ジイル、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、またはテトラヒドロピラン−２，５−ジイルであり；Ｚ８１およびＺ８２は独立して、単結合、−ＣＯＯ−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−および−ＣＦ２Ｏ−であり；Ｌ８１、Ｌ８２およびＬ８３は独立して、水素、フッ素または塩素であり；Ｙ８は、フッ素、塩素、−ＣＦ３または−ＯＣＦ３である。【００２８】
［２０］液晶組成物の重量に基づいて、式（８）で表される化合物の割合が０．１重量％から１５重量％の範囲である、［１９］に記載の液晶組成物。【００２９】
［２１］式（８−１）から式（８−１１）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの化合物を含有する、［１９］または［２０］に記載の液晶組成物。
2018003658.tif 000022
2018003658.tif 000023
2018003658.tif 000024
これらの式において、Ｒ８は独立して、炭素数１から１２のアルキル、炭素数２から１２のアルケニル、炭素数２から１２のアルキニル、炭素数１から１１のアルコキシ、または炭素数の合計が１から１２のアルコキシアルキルである。【００３０】
［２２］キラル剤が、式（Ｋ１）〜（Ｋ６）で表される化合物の群から選択される少なくとも１つの化合物である、［１］〜［２１］のいずれか１項に記載の液晶組成物。
2018003658.tif 000025
（上記式中、ＲＫはそれぞれ独立して、水素、ハロゲン、−Ｃ≡Ｎ、−Ｎ＝Ｃ＝Ｏ、−Ｎ＝Ｃ＝Ｓまたは炭素数１〜２０のアルキルであり、当該アルキル中の少なくとも１つの−ＣＨ２−は−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−または−ＯＣＯ−で置き換えられてもよく、当該アルキル中の少なくとも１つの−ＣＨ２−ＣＨ２−は−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられもよく、当該アルキル中の少なくとも１つの水素はフッ素または塩素で置き換えられてもよく；
Ａはそれぞれ独立して、芳香族性の６〜８員環、非芳香族性の３〜８員環、または、炭素数９以上の縮合環であり、これらの環の少なくとも１つの水素はハロゲン、炭素数１〜３のアルキルまたはハロアルキルで置き換えられてもよく、環の−ＣＨ２−は−Ｏ−、−Ｓ−または−ＮＨ−で置き換えられてもよく、−ＣＨ＝は−Ｎ＝で置き換えられてもよく；
Ｂはそれぞれ独立して、水素、ハロゲン、炭素数１〜３のアルキル、炭素数１〜３のハロアルキル、芳香族性の６〜８員環、非芳香族性の３〜８員環、または、炭素数９以上の縮合環であり、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のアルキルまたはハロアルキルで置き換えられてもよく、当該アルキル中の−ＣＨ２−は−Ｏ−、−Ｓ−または−ＮＨ−で置き換えられてもよく、−ＣＨ＝は−Ｎ＝で置き換えられてもよく；
Ｚはそれぞれ独立して、単結合、炭素数１〜８のアルキレンであり、当該アルキレン中の少なくとも１つの−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＳＯ−、−ＯＣＳ−、−Ｎ＝Ｎ−、−ＣＨ＝Ｎ−または−Ｎ＝ＣＨ−で置き換えられてもよく、当該アルキレン中の少なくとも１つの−ＣＨ２−ＣＨ２−は−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、当該アルキレン中の少なくとも１つの水素はハロゲンで置き換えられてもよく；
Ｘはそれぞれ独立して、単結合、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、または−ＣＨ２ＣＨ２−であり；
ｍＫはそれぞれ独立して、１〜４の整数である。）【００３１】
［２３］−２０℃〜７０℃のいずれかの温度においてキラルネマチック相を示し、この温度範囲の少なくとも一部において螺旋ピッチが７００ｎｍ以下である、［１］〜［２２］のいずれか１項に記載の液晶組成物。【００３２】
［２４］［１］〜［２３］のいずれか１項に記載の液晶組成物と、重合性モノマーとを含む混合物。【００３３】
［２５］［２４］に記載の混合物を重合して得られる、光学的に等方性の液晶相で駆動される素子に用いられる高分子／液晶複合材料。【００３４】
［２６］一方または両方の基板に電極が配置され、基板間に配置された液晶媒体、および電極を介して液晶媒体に電界を印加する電界印加手段を備えた光素子であって、液晶媒体が、［１］〜［２３］のいずれか１項に記載の液晶組成物、または、［２５］に記載の高分子／液晶複合材料である光素子。【００３５】
［２７］［１］〜［２３］のいずれか１項に記載の液晶組成物または［２５］に記載の高分子／液晶複合材料の光素子への使用。【００３６】
本明細書において、「液晶化合物」とはメソゲンを有する化合物を表し、液晶相を発現する化合物に限定されない。具体的には、ネマチック相、スメクチック相などの液晶相を発現する化合物および液晶相を有しないが液晶組成物の成分として有用な化合物の総称である。
「液晶媒体」とは、液晶組成物および高分子／液晶複合体の総称である。
「アキラル成分」とはアキラルなメソゲン化合物であって、光学活性化合物および重合性官能基を有する化合物を含まない成分である。したがって、「アキラル成分」には、キラル剤、モノマー、重合開始剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、硬化剤、安定剤等は含まれない。
「キラル剤」は、光学活性化合物であり、液晶組成物に所望のねじれた分子配列を与える為に添加する成分である。
「液晶表示素子」は、液晶表示パネルおよび液晶表示モジュールの総称である。
また、「光素子」とは、電気光学効果を利用して、光変調や光スイッチングなどの機能を奏する各種の素子を指し、たとえば、表示素子（液晶表示素子）、光通信システム、光情報処理や種々のセンサーシステムに用いられる光変調素子が挙げられる。光学的に等方性の液晶媒体への電圧印加による屈折率の変化を利用した光変調については、カー効果が知られている。カー効果とは電気複屈折値Δｎ（Ｅ）が電場Ｅの二乗に比例する現象であり、カー効果を示す材料ではΔｎ（Ｅ）＝ＫλＥ２が成立する（Ｋ：カー係数（カー定数）、λ：波長）。ここで、電気複屈折値とは、等方性媒体に電界を印加した時に誘起される屈折率異方性値である。【００３７】
「液晶化合物」、「液晶組成物」、「液晶表示素子」をそれぞれ「化合物」、「組成物」、「素子」と略すことがある。
また、たとえば液晶相の上限温度は液晶相−等方相の相転移温度であり、そして単に透明点または上限温度と略すことがある。液晶相の下限温度を単に下限温度と略すことがある。式（１）で表わされる化合物を化合物１と略すことがある。この略記は式（２）などで表される化合物にも適用することがある。式（８）において、六角形で囲んだＡ８などの記号はそれぞれ環Ａ８などに対応する。百分率で表した化合物の量は組成物の全重量に基づいた重量百分率（重量％）である。環ＡおよびＺなど複数の同じ記号を同一の式または異なった式に記載したが、これらはそれぞれが同一であってもよいし、または異なってもよい。【００３８】
本明細書中、アルキルとしては、直鎖でも分岐鎖でもよく、アルキルの具体的な例は、−ＣＨ３、−Ｃ２Ｈ５、−Ｃ３Ｈ７、−Ｃ４Ｈ９、−Ｃ５Ｈ１１、−Ｃ６Ｈ１３、−Ｃ７Ｈ１５、−Ｃ８Ｈ１７、−Ｃ９Ｈ１９、−Ｃ１０Ｈ２１、−Ｃ１１Ｈ２３、および−Ｃ１２Ｈ２５である。【００３９】
本明細書中、アルコキシとしては、直鎖でも分岐鎖でもよく、アルコキシの具体的な例は、−ＯＣＨ３、−ＯＣ２Ｈ５、−ＯＣ３Ｈ７、−ＯＣ４Ｈ９、−ＯＣ５Ｈ１１、−ＯＣ６Ｈ１３および−ＯＣ７Ｈ１５、−ＯＣ８Ｈ１７、−ＯＣ９Ｈ１９、−ＯＣ１０Ｈ２１、および−ＯＣ１１Ｈ２３である。【００４０】
本明細書中、アルキレンとしては、直鎖でも分岐鎖でもよく、アルキレンの具体的な例は、−ＣＨ２−、−Ｃ２Ｈ４−、−Ｃ３Ｈ６−、−Ｃ４Ｈ８−、−Ｃ５Ｈ１０−、−Ｃ６Ｈ１２−、−Ｃ７Ｈ１４−、−Ｃ８Ｈ１６−、−Ｃ９Ｈ１８−、−Ｃ１０Ｈ２０−、−Ｃ１１Ｈ２２−、および−Ｃ１２Ｈ２４−が挙げられる【００４１】
本明細書中、アルコキシアルキルとしては、直鎖でも分枝鎖でもよく、アルコキシアルキルの具体的な例は、−ＣＨ２ＯＣＨ３、−ＣＨ２ＯＣ２Ｈ５、−ＣＨ２ＯＣ３Ｈ７、−ＣＨ２ＯＣ４Ｈ９、−ＣＨ２ＯＣ５Ｈ１１、−（ＣＨ２）２−ＯＣＨ３、−（ＣＨ２）２−ＯＣ２Ｈ５、−（ＣＨ２）２−ＯＣ３Ｈ７、−（ＣＨ２）３−ＯＣＨ３、−（ＣＨ２）４−ＯＣＨ３、および−（ＣＨ２）５−ＯＣＨ３である。【００４２】
本明細書中、アルケニルとしては、直鎖でも分枝鎖でもよく、アルケニルの具体的な例は、−ＣＨ＝ＣＨ２、−ＣＨ＝ＣＨＣＨ３、−ＣＨ２ＣＨ＝ＣＨ２、−ＣＨ＝ＣＨＣ２Ｈ５、−ＣＨ２ＣＨ＝ＣＨＣＨ３、−（ＣＨ２）２−ＣＨ＝ＣＨ２、−ＣＨ＝ＣＨＣ３Ｈ７、−ＣＨ２ＣＨ＝ＣＨＣ２Ｈ５、−（ＣＨ２）２−ＣＨ＝ＣＨＣＨ３、および−（ＣＨ２）３−ＣＨ＝ＣＨ２である。【００４３】
本明細書中、−ＣＨ＝ＣＨ−の好ましい立体配置は、二重結合の位置に依存する。−ＣＨ＝ＣＨＣＨ３、−ＣＨ＝ＣＨＣ２Ｈ５、−ＣＨ＝ＣＨＣ３Ｈ７、−ＣＨ＝ＣＨＣ４Ｈ９、−Ｃ２Ｈ４ＣＨ＝ＣＨＣＨ３、および−Ｃ２Ｈ４ＣＨ＝ＣＨＣ２Ｈ５のような奇数位に二重結合をもつアルケニルにおいてはトランス配置が好ましい。−ＣＨ２ＣＨ＝ＣＨＣＨ３、−ＣＨ２ＣＨ＝ＣＨＣ２Ｈ５、および−ＣＨ２ＣＨ＝ＣＨＣ３Ｈ７のような偶数位に二重結合をもつアルケニルにおいてはシス配置が好ましい。好ましい立体配置を有するアルケニル化合物は、高い上限温度または液晶相の広い温度範囲を有する。Mol. Cryst. Liq. Cryst., 1985, 131, 109およびMol. Cryst. Liq. Cryst., 1985, 131, 327に詳細な説明がある。また、アルケニル基の位置はベンゼン環と共役を作らない位置が好ましい。【００４４】
本明細書中、アルケニレンとしては、直鎖でも分岐鎖でもよく、アルケニレンの具体的な例は、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＨＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＨＣ２Ｈ４−、−ＣＨ２ＣＨ＝ＣＨＣＨ２−、−（ＣＨ２）２−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＨＣ３Ｈ６−、−ＣＨ２ＣＨ＝ＣＨＣ２Ｈ４−、−（ＣＨ２）２−ＣＨ＝ＣＨＣＨ２−、および−（ＣＨ２）３−ＣＨ＝ＣＨ−である。【００４５】
本明細書中、アルケニルオキシとしては、直鎖でも分枝鎖でもよく、アルケニルオキシの具体的な例は、−ＯＣＨ２ＣＨ＝ＣＨ２、−ＯＣＨ２ＣＨ＝ＣＨＣＨ３、および−ＯＣＨ２ＣＨ＝ＣＨＣ２Ｈ５である。【００４６】
本明細書中、アルキニルとしては、直鎖でも分岐鎖でもよく、アルキニルの具体的な例は、−Ｃ≡ＣＨ、−Ｃ≡ＣＣＨ３、−ＣＨ２Ｃ≡ＣＨ、−Ｃ≡ＣＣ２Ｈ５、−ＣＨ２Ｃ≡ＣＣＨ３、−（ＣＨ２）２−Ｃ≡ＣＨ、−Ｃ≡ＣＣ３Ｈ７、−ＣＨ２Ｃ≡ＣＣ２Ｈ５、−（ＣＨ２）２−Ｃ≡ＣＣＨ３、および−Ｃ≡Ｃ（ＣＨ２）５である。【００４７】
本明細書中、アルキニレンとしては、直鎖でも分岐鎖でもよく、アルキニレンの具体的な例は、−Ｃ≡Ｃ−、−Ｃ≡ＣＣＨ２−、−ＣＨ２Ｃ≡Ｃ−、−Ｃ≡ＣＣ２Ｈ４−、−ＣＨ２Ｃ≡ＣＣＨ２−、−（ＣＨ２）２−Ｃ≡Ｃ−、−Ｃ≡ＣＣ３Ｈ６−、−ＣＨ２Ｃ≡ＣＣ２Ｈ４−、−（ＣＨ２）２−Ｃ≡ＣＣＨ２−、および−Ｃ≡Ｃ（ＣＨ２）４−である。【００４８】
本明細書中、ハロゲンの具体的な例は、フッ素、塩素、臭素、およびヨウ素である。【００４９】
本明細書中、Ｒ１は式（ＣＨＮ−１）〜（ＣＨＮ−４）で表される構造が好ましい。より好ましくは式（ＣＨＮ−１）または（ＣＨＮ−２）である。
2018003658.tif 000026
（上記式中、Ｒ１ａは水素または炭素数１〜１２のアルキルである。）
本明細書中、Ｒ２、Ｒ１１、Ｒ２１、Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ２２、Ｒ２３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ４１、Ｒ４２、Ｒ５１、Ｒ５２、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ６１、Ｒ６２、Ｒ７１、Ｒ７２およびＲ８も、Ｒ１と同様である。
【発明の効果】
【００５０】
本発明の好ましい化合物は液晶性を示し、比較的高い透明点、広いネマチック相温度範囲、大きな誘電率異方性を有する。
本発明の好ましい液晶組成物および高分子／液晶複合材料等は、熱、光などに対する安定性、光学的に等方性の液晶相の高い上限温度と低い下限温度を示し、大きな誘電率異方性を有する。また、本発明の好ましい態様の高分子／液晶複合材料は、光学的に等方性の液晶相の高い上限温度、低い下限温度を示し、光学的に等方性の液晶相で駆動させる光素子において低い駆動電圧を有する。
また、本発明の好ましい態様の光学的に等方性の液晶相で駆動される光素子は、幅広い温度範囲で使用可能であり、低電圧駆動が可能であり、高速な電気光学応答が可能であり、大きなコントラスト比を有する。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】実施例で用いた櫛型電極基板を示す。
【図２】実施例で用いた光学系を示す。
【発明を実施するための形態】
【００５２】
本発明の光学的に等方性の液晶相を有する液晶組成物は、アキラル成分Ｔとキラル剤を含有し、アキラル成分Ｔは、少なくとも１つの化合物（１）、および少なくとも１つの化合物（２）を含有する。化合物（１）および化合物（２）からなる群から選択された化合物の少なくとも１つはアルコキシアルキルを有する化合物である。好ましいアキラル成分Ｔは、少なくとも１つの化合物（１’）、少なくとも１つの化合物（２’）および少なくとも１つの化合物（３）を含有する。本発明の液晶組成物の態様は、化合物（１）および化合物（２）と本明細書中で特に成分名を示していないその他の成分を含有する組成物である。より好ましい態様は、化合物（１’）、化合物（２’）および化合物（３）と本明細書中で特に成分名を示していないその他の成分を含有する組成物である。まず、化合物（１）および化合物（２）について説明する。また、本発明の液晶組成物は上記成分の他に、溶媒、モノマー、重合開始剤、硬化剤、安定剤（酸化防止剤、紫外線吸収剤等）等をさらに含有してもよい。
【００５３】
１−１  化合物（１）および化合物（２）
2018003658.tif 000027
化合物（１）および化合物（２）において、Ｒ１およびＲ２は独立して、炭素数１から１２のアルキル、炭素数２から１２のアルケニル、炭素数２から１２のアルキニル、炭素数１から１１のアルコキシ、または炭素数の合計が１から１２のアルコキシアルキルであるが、Ｒ１およびＲ２の少なくとも１つは炭素数の合計が１から１２のアルコキシアルキルである。
Ｚ１１、Ｚ１２、Ｚ２１およびＺ２２は独立して、単結合、−ＣＯＯ−および−ＣＦ２Ｏ−であるが、Ｚ１１およびＺ１２のうち、一方が−ＣＦ２Ｏ−または−ＣＯＯ−であり、他方が単結合であり、Ｚ２１およびＺ２２のうち、一方が−ＣＦ２Ｏ−または−ＣＯＯ−であり、他方が単結合であるが、好ましくは少なくとも一つが−ＣＦ２Ｏ−であることである。
Ｌ１１〜Ｌ１３、Ｌ２１およびＬ２２は独立して、水素、フッ素または塩素であるが、好ましくはＬ１１が水素、Ｌ１２およびＬ１３がフッ素であるもの、Ｌ１２がフッ素、Ｌ１１およびＬ１３が水素であるもの、Ｌ２１が水素、およびＬ２２がフッ素であるもの、Ｌ２１がフッ素、およびＬ２２が水素であるものである。
Ｙ１、Ｙ２は独立して、フッ素、塩素、−ＣＦ３または−ＯＣＦ３であるが、好ましくはフッ素、−ＣＦ３または−ＯＣＦ３である。
【００５４】
１−２  化合物（１）および化合物（２）の性質
化合物（１）および化合物（２）は、素子が通常使用される条件下で物理的および化学的に極めて安定であり、透明点が高く、他の化合物との相溶性が比較的よい。この化合物を含有する組成物は素子が通常使用される条件下で安定である。したがって、液晶組成物において化合物（１）および化合物（２）を用いると、液晶相の温度範囲を広げることが可能となり、幅広い温度範囲で表示素子として使用することができる。
化合物（１）は、比較的大きな誘電率異方性と大きな屈折率異方性を有するため、光学的に等方性の液晶相で駆動される液晶組成物の駆動電圧を下げるための成分として有用である。化合物（２）は、非常に大きな誘電率異方性と中程度の屈折率異方性を有するため、光学的に等方性の液晶相で駆動される液晶組成物の駆動電圧を下げるための成分として有用である。また、この化合物（２）は、他の化合物との相溶性が良好である。
【００５５】
１−３  液晶組成物
本発明の液晶組成物は、化合物（１）および化合物（２）を含有し、光学的に等方性の液晶相を発現する組成物である。また、光学的に等方性の液晶組成物は化合物を含むアキラル成分Ｔの他に、キラル剤を含み、さらに、酸化防止剤、紫外線吸収剤、安定剤等を含んでもよい。
【００５６】
アキラル成分Ｔは、少なくとも１つの化合物（１）および少なくとも１つの化合物（２）からなる場合も、２つ以上の化合物（１）または化合物（２）を含有する場合も含む。さらに、アキラル成分は、必要に応じて化合物（４）から化合物（８）から選ばれる１つ以上の化合物を含んでも良い。化合物（１）および化合物（２）は液晶化合物である。
化合物（１）および化合物（２）は比較的高い透明点、大きな誘電率異方性、比較的良好な低温での相溶性を併せ持つため、化合物（１）および化合物（２）を用いたアキラル成分Ｔも、広い液晶相温度範囲、または大きな誘電率異方性を発現する。このため、アキラル成分Ｔを用いた光学的に等方性の液晶組成物も、光素子に用いる組成物として有用である。
【００５７】
アキラル成分Ｔの全重量に対して、化合物（１）を合計で５重量％〜６５重量％含有することが好ましく、１０重量％〜６０重量％含有することがさらに好ましく、１５重量％〜５５重量％含有することが特に好ましい。化合物（２）を合計で２５重量％〜９０重量％含有することが好ましく、３５重量％〜８５重量％含有することがさらに好ましく、４５重量％〜８０重量％含有することが特に好ましい。
【００５８】
２−１−１  化合物（１’）および化合物（２’）
2018003658.tif 000028
化合物（１’）および化合物（２’）において、Ｒ１１およびＲ２１は独立して、炭素数１から１２のアルキル、炭素数２から１２のアルケニル、炭素数２から１２のアルキニル、炭素数１から１１のアルコキシであり、Ｏ原子は互いに直接連結しない。好ましくはＲ１１およびＲ２１は独立して、炭素数１〜１２のアルキルである。
Ｚ１３、Ｚ１４、Ｚ２３およびＺ２４は独立して、単結合、−ＣＯＯ−および−ＣＦ２Ｏ−であるが、Ｚ１３およびＺ１４のうち、一方が−ＣＦ２Ｏ−または−ＣＯＯ−であり、他方が単結合であり、Ｚ２３およびＺ２４のうち、一方が−ＣＦ２Ｏ−または−ＣＯＯ−であり、他方が単結合であり、好ましくは少なくとも一つが−ＣＦ２Ｏ−であることである。
Ｌ１４〜Ｌ１６、Ｌ２３およびＬ２４は独立して、水素、フッ素または塩素であるが、好ましくはＬ１４が水素、Ｌ１５およびＬ１６がフッ素であるもの、Ｌ１５がフッ素、Ｌ１４およびＬ１６が水素であるもの、Ｌ２３が水素、Ｌ２４がフッ素であるもの、およびＬ２３がフッ素、Ｌ２４が水素であるものである。
Ｙ１１およびＹ２１は独立して、フッ素、塩素、−ＣＦ３または−ＯＣＦ３であるが、好ましくはフッ素、−ＣＦ３または−ＯＣＦ３である。
【００５９】
第一成分である化合物（１’）として、化合物（１’−１）または化合物（１’−２）が好ましい。
2018003658.tif 000029
化合物（１’−１）および化合物（１’−２）において、Ｒ１２およびＲ１３は独立して、炭素数１から１２のアルキル、炭素数２から１２のアルケニル、炭素数２から１２のアルキニル、または炭素数１から１１のアルコキシであるが、好ましくは炭素数１〜１２のアルキルである。
Ｌ１０１〜Ｌ１０５およびＬ１０６は独立して、水素、フッ素または塩素であるが、好ましくはＬ１０１が水素、Ｌ１０２およびＬ１０３がフッ素であるもの、およびＬ１０4およびＬ１０6が水素、Ｌ１０5がフッ素であるものである。
Ｙ１２およびＹ１３は独立して、フッ素、塩素、−ＣＦ３または−ＯＣＦ３であるが、好ましくはフッ素、−ＣＦ３または−ＯＣＦ３である。
【００６０】
化合物（１’−１）において、化合物（１’−１−１）〜化合物（１’−１−３）を用いることが好ましく、化合物（１’−１−１）、または化合物（１’−１−２）を用いることがさらに好ましい。
化合物（１’−２）において、化合物（１’−２−１）〜化合物（１’−２−６）を用いることが好ましく、化合物（１’−２−１）を用いることがさらに好ましい。
2018003658.tif 000030
（式中、Ｒ１２、Ｒ１３の定義は化合物（１’−１）および化合物（１’−２）と同じである）
【００６１】
２−１−２  化合物（１’）の性質
化合物（１’）は、素子が通常使用される条件下で物理的および化学的に極めて安定であり、他の液晶化合物との相溶性が比較的よい。この化合物を含有する組成物は素子が通常使用される条件下で安定である。したがって、液晶組成物において化合物（１’）を用いると、液晶相の温度範囲を広げることが可能となり、幅広い温度範囲で表示素子として使用することができる。化合物（１’）は、比較的大きな誘電率異方性と大きな屈折率異方性を有するため、光学的に等方性の液晶相で駆動される液晶組成物の駆動電圧を下げるための成分として有用である。
【００６２】
第二成分である化合物（２’）として、化合物（２’−１）または化合物（２’−２）が好ましい。
2018003658.tif 000031
化合物（２’−１）および化合物（２’−２）において、Ｒ２２およびＲ２３は独立して、炭素数１から１２のアルキル、炭素数２から１２のアルケニル、炭素数２から１２のアルキニル、または炭素数１から１１のアルコキシであるが、好ましくは炭素数１〜１２のアルキルである。
Ｌ２０１〜Ｌ２０３およびＬ２０４は独立して、水素、フッ素または塩素であるが、好ましくはＬ２０１が水素、Ｌ２０２がフッ素であるもの、およびＬ２０３がフッ素、Ｌ２０４が水素であるものである。
Ｙ２２およびＹ２３は独立して、フッ素、塩素、−ＣＦ３または−ＯＣＦ３であるが、好ましくはフッ素、−ＣＦ３または−ＯＣＦ３である。
【００６３】
化合物（２’−１）において、化合物（２’−１−１）〜化合物（２’−１−３）を用いることが好ましく、化合物（２’−１−１）または化合物（２’−１−２）を用いることがさらに好ましい。
化合物（２’−２）において、化合物（２’−２−１）〜化合物（２’−２−６）を用いることが好ましく、化合物（２’−２−１）を用いることがさらに好ましい。
2018003658.tif 000032
（式中、Ｒ２２、Ｒ２３の定義は化合物（２’−１）および化合物（２’−２）と同じである）
【００６４】
２−２−１  化合物（２’）の性質
化合物（２’）は、素子が通常使用される条件下で物理的および化学的に極めて安定であり、他の液晶化合物との相溶性がよい。この化合物を含有する組成物は素子が通常使用される条件下で安定である。したがって、液晶組成物において化合物（２’）を用いると、液晶相の温度範囲を広げることが可能となり、幅広い温度範囲で表示素子として使用することができる。化合物（２’）は、大きな誘電率異方性と中程度の屈折率異方性を有するため、光学的に等方性の液晶相で駆動される液晶組成物の駆動電圧を下げるための成分として有用である。
【００６５】
２−３−１  化合物（３）
2018003658.tif 000033
化合物（３）において、Ｒ３１は独立して炭素数１から１２のアルキル、炭素数２から１２のアルケニル、または炭素数２から１２のアルキニルであり；Ｒ３２は炭素数１から５のアルキレン、炭素数２から５のアルケニレン、または炭素数２から５のアルキニレンである。好ましいＲ３１は炭素数１〜１２のアルキルであり、さらに好ましくは炭素数１〜５のアルキルであり、好ましいＲ３２は炭素数１から５のアルキレンであり、さらに好ましくは炭素数１〜３のアルキレンである。
Ｌ３１およびＬ３２は独立して、水素、フッ素または塩素であるが、好ましくはＬ３１が水素、Ｌ３２がフッ素であるもの、およびＬ３１がフッ素、Ｌ３２が水素であるものである。
Ｚ３１およびＺ３２は独立して、単結合、−ＣＯＯ−および−ＣＦ２Ｏ−であるが、Ｚ３１およびＺ３２のうち、一方が−ＣＦ２Ｏ−または−ＣＯＯ−であり、他方が単結合であり、好ましくは少なくとも一つが−ＣＦ２Ｏ−であることである。
Ｙ３１は独立して、フッ素、塩素、−ＣＦ３または−ＯＣＦ３であるが、好ましくはフッ素、−ＣＦ３または−ＯＣＦ３である。
【００６６】
化合物（３）において、化合物（３−１）または化合物（３−２）が好ましい。
2018003658.tif 000034
化合物（３−１）および化合物（３−２）において、Ｒ３３およびＲ３５は独立して、炭素数１から１２のアルキル、炭素数２から１２のアルケニル、または炭素数２から１２のアルキニルであり；Ｒ３４およびＲ３６は独立して炭素数１から５のアルキレン、炭素数２から１２のアルケニレン、または炭素数２から１２のアルキニレンであるが、好ましいＲ３３およびＲ３５は炭素数１〜１２のアルキルであり、さらに好ましくは炭素数１〜５のアルキルであり、好ましいＲ３４およびＲ３６は炭素数１から５のアルキレンであり、さらに好ましくは炭素数１〜３のアルキレンである。
Ｌ３０１〜Ｌ３０３およびＬ３０４は独立して、水素、フッ素または塩素であるが、好ましくは、Ｌ３０１が水素、Ｌ３０２がフッ素であるもの、およびＬ３０３がフッ素、Ｌ３０４が水素であるものである。
Ｙ３２およびＹ３３は独立して、フッ素、塩素、−ＣＦ３または−ＯＣＦ３であるが、好ましくはフッ素、−ＣＦ３または−ＯＣＦ３である。
【００６７】
化合物（３−１）において、化合物（３−１−１）〜化合物（３−１−３）を用いることが好ましく、化合物（３−１−１）または化合物（３−１−２）を用いることがさらに好ましい。
化合物（３−２）において、化合物（３−２−１）〜化合物（３−２−６）を用いることが好ましく、化合物（３−２−１）または化合物（３−２−２）を用いることがさらに好ましい。
2018003658.tif 000035
（式中、Ｒ３３〜Ｒ３６の定義は化合物（３−１）および化合物（３−２）と同じである）
【００６８】
２−３−２  化合物（３）の性質
化合物（３）は、素子が通常使用される条件下で物理的および化学的に極めて安定であり、他の液晶化合物との相溶性がよい。この化合物を含有する組成物は素子が通常使用される条件下で安定である。したがって、液晶組成物において化合物（３）を用いると、液晶相の温度範囲を広げることが可能となり、幅広い温度範囲で表示素子として使用することができる。化合物（３）は、非常に大きな誘電率異方性と中程度の屈折率異方性を有するため、光学的に等方性の液晶相で駆動される液晶組成物の駆動電圧を大きく下げるための成分として有用である。
【００６９】
２−３−３  液晶組成物
本発明の液晶組成物は、化合物（１’）、化合物（２’）および化合物（３）を含有し、光学的に等方性の液晶相を発現する組成物である。また、光学的に等方性の液晶組成物は化合物を含むアキラル成分Ｔの他に、キラル剤を含み、さらに、酸化防止剤、紫外線吸収剤、安定剤等を含んでもよい。
【００７０】
アキラル成分Ｔは、化合物（１’）、化合物（２’）および化合物（３）を含むことが好ましく、化合物（１’−１）、化合物（１’−２）、化合物（２’−１）、化合物（２’−２）および化合物（３−１）、または化合物（１’−１）、化合物（１’−２）、化合物（２’−１）、化合物（２’−２）および化合物（３−２）を含むことがさらに好ましい。また求められる性質に応じて化合物（４）から化合物（８）を含むことができる。化合物（１）から化合物（８）は液晶化合物である。
化合物（１’）、化合物（２’）および化合物（３）は比較的高い透明点、大きな誘電率異方性、比較的良好な低温での相溶性を併せ持つため、化合物（１’）、化合物（２’）および化合物（３）を用いたアキラル成分Ｔも、広い液晶相温度範囲、または大きな誘電率異方性を発現する。このため、アキラル成分Ｔを用いた光学的に等方性の液晶組成物も、光素子に用いる組成物として有用である。
【００７１】
アキラル成分Ｔの全重量に対して、化合物（１’）を合計で５重量％〜６５重量％含有することが好ましく、１０重量％〜６０重量％含有することがさらに好ましく、１５重量％〜５５重量％含有することが特に好ましく、化合物（２’）を合計で１５重量％〜８０重量％含有することが好ましく、２５重量％〜８０重量％含有することがさらに好ましく、３０重量％〜７０重量％含有することが特に好ましい。化合物（３）を合計で２重量％〜４０重量％含有することが好ましく、５重量％〜３５重量％含有することがさらに好ましく、５重量％〜２５重量％含有することが特に好ましい。
【００７２】
２−４−１  化合物（４）および化合物（５）
本発明のアキラル成分は、化合物（１’）、化合物（２’）および化合物（３）に加えて、さらに化合物（４）および化合物（５）を少なくとも１つ含んでもよい。すなわち、本発明は、アキラル成分Ｔにおいて、化合物（４）および化合物（５）が１つの化合物からなる場合も、複数の化合物を含有する場合も含む。また、たとえば、本発明の液晶組成物は化合物（１’）、化合物（２’）および化合物（３）に加えて、さらに化合物（４）および化合物（５）の他に、化合物（６）、化合物（７）および化合物（８）からなる群から選ばれる１つ以上を含んでもよい。
2018003658.tif 000036
【００７３】
化合物（４）および化合物（５）において、Ｒ４およびＲ５は独立して、炭素数１から１２のアルキル、炭素数２から１２のアルケニル、炭素数２から１２のアルキニル、炭素数１から１１のアルコキシ、または炭素数の合計が１から１２のアルコキシアルキルであるが、好ましくは炭素数１〜１２のアルキルである。
Ｚ４１、Ｚ４２、Ｚ５１およびＺ５２は独立して、単結合、−ＣＯＯ−および−ＣＦ２Ｏ−であるが、Ｚ４１およびＺ４２のうち、一方が−ＣＦ２Ｏ−または−ＣＯＯ−であり、他方が単結合であり、Ｚ５１およびＺ５２のうち、一方が−ＣＦ２Ｏ−または−ＣＯＯ−であり、他方が単結合である。
Ｌ４１〜Ｌ４３、Ｌ５１およびＬ５２は独立して、水素、フッ素または塩素であるが、好ましくはＬ４１およびＬ４３が水素、Ｌ４２がフッ素であるもの、Ｌ４１が水素、Ｌ４２およびＬ４３がフッ素であるもの、Ｌ５１がフッ素、Ｌ５２が水素であるもの、およびＬ５１およびＬ５２がフッ素であるものである。
Ｙ４１、Ｙ５１は独立して、フッ素、塩素、−ＣＦ３または−ＯＣＦ３であるが、好ましくはフッ素、−ＣＦ３または−ＯＣＦ３である。
【００７４】
化合物（４）として、化合物（４−１）または化合物（４−２）が好ましく、化合物（５）として、化合物（５−１）または化合物（５−２）が好ましい。
2018003658.tif 000037
化合物（４−１）、化合物（４−２）、化合物（５−１）および化合物（５−２）において、Ｒ４１、Ｒ４２、Ｒ５１およびＲ５２は独立して、炭素数１から１２のアルキル、炭素数２から１２のアルケニル、炭素数２から１２のアルキニル、炭素数１から１１のアルコキシ、または炭素数の合計が１から１２のアルコキシアルキルであるが、好ましくは炭素数１〜１２のアルキルである。
Ｌ４０１〜Ｌ４０６、Ｌ５０１〜Ｌ５０３およびＬ５０４は独立して、水素、フッ素または塩素であるが、好ましくはＬ４０４およびＬ４０６が水素、Ｌ４０５がフッ素であるもの、Ｌ４０４が水素、Ｌ４０５およびＬ４０６がフッ素であるもの、Ｌ５０３がフッ素、Ｌ５０４が水素であるもの、およびＬ５０３およびＬ５０４がフッ素であるものである。
Ｙ４２、Ｙ４３、Ｙ５２およびＹ５３は独立して、フッ素、塩素、−ＣＦ３または−ＯＣＦ３であるが、好ましくはフッ素、−ＣＦ３または−ＯＣＦ３である。
【００７５】
化合物（４−１）または化合物（４−２）として、化合物（４−１−１）〜化合物（４−１−３）または化合物（４−２−１）〜化合物（４−２−６）が好ましく、化合物（４−２−１）または化合物（４−２−４）がさらに好ましい。
化合物（５−１）または化合物（５−２）として、化合物（５−１−１）〜化合物（５−１−３）または化合物（５−２−１）〜化合物（５−２−６）が好ましく、化合物（５−２−１）または化合物（５−２−４）がさらに好ましい。
2018003658.tif 000038
2018003658.tif 000039
（式中Ｒ４１、Ｒ４２、Ｒ５１、Ｒ５２の定義は化合物（４−１）、化合物（４−２）、化合物（５−１）および化合物（５−２）と同じである）
【００７６】
アキラル成分Ｔの全重量に対して、化合物（４）を合計で１重量％〜２５重量％含有することが好ましく、５重量％〜２５重量％含有することがさらに好ましく、５重量％〜１５重量％含有することが特に好ましく、化合物（５）を合計で１重量％〜２５重量％含有することが好ましく、５重量％〜２５重量％含有することがさらに好ましく、５重量％〜１５重量％含有することが特に好ましい。
【００７７】
２−４−２  化合物（４）の性質
化合物（４）は、素子が通常使用される条件下で物理的および化学的に極めて安定であり、他の液晶化合物との相溶性が比較的よい。この化合物を含有する組成物は素子が通常使用される条件下で安定である。したがって、液晶組成物において化合物（４）を用いると、液晶相の温度範囲を広げることが可能となり、幅広い温度範囲で表示素子として使用することができる。化合物（４）は、相対的に小さめの誘電率異方性と大きな屈折率異方性を有するため、光学的に等方性の液晶相で駆動される液晶組成物で誘電率を小さく抑えながら、駆動電圧を下げるための成分として有用である。
【００７８】
２−５−１  化合物（５）の性質
化合物（５）は、素子が通常使用される条件下で物理的および化学的に極めて安定であり、他の液晶化合物との相溶性が比較的よい。この化合物を含有する組成物は素子が通常使用される条件下で安定である。したがって、液晶組成物において化合物（５）を用いると、液晶相の温度範囲を広げることが可能となり、幅広い温度範囲で表示素子として使用することができる。化合物（５）は、相対的に小さめの誘電率異方性と中程度の屈折率異方性を有するため、光学的に等方性の液晶相で駆動される液晶組成物で誘電率を小さく抑えながら、駆動電圧を下げるための成分として有用である
【００７９】
２−６−１  化合物（６）および化合物（７）
本発明のアキラル成分は、化合物（１’）、化合物（２’）および化合物（３）に加えて、さらに化合物（６）および化合物（７）を少なくとも１つ含んでもよい。すなわち、本発明は、アキラル成分Ｔにおいて、化合物（６）および化合物（７）が１つの化合物からなる場合も、複数の化合物を含有する場合も含む。また、たとえば、本発明の液晶組成物は化合物（１’）、化合物（２’）および化合物（３）に加えて、さらに化合物（６）および化合物（７）の他に、化合物（４）、化合物（５）および化合物（８）からなる群から選ばれる１つ以上を含んでもよい。
2018003658.tif 000040
【００８０】
化合物（６）および化合物（７）において、Ｒ６およびＲ７は独立して、炭素数１から１２のアルキル、炭素数２から１２のアルケニル、炭素数２から１２のアルキニル、炭素数１から１１のアルコキシ、または炭素数の合計が１から１２のアルコキシアルキルであるが、好ましくは炭素数１〜１２のアルキルである。
Ｚ６１、Ｚ６２、Ｚ７１およびＺ７２は独立して、単結合、−ＣＯＯ−および−ＣＦ２Ｏ−であるが、Ｚ６１およびＺ６２のうち、一方が−ＣＦ２Ｏ−または−ＣＯＯ−であり、他方が単結合であり、Ｚ７１およびＺ７２のうち、一方が−ＣＦ２Ｏ−または−ＣＯＯ−であり、他方が単結合である。
Ｌ６１〜Ｌ６５、Ｌ７１〜Ｌ７３およびＬ７４は独立して、水素、フッ素または塩素であるが、好ましくはＬ６１、Ｌ６２およびＬ６３が水素、Ｌ６４およびＬ６５がフッ素であるもの、Ｌ６１、Ｌ６２、Ｌ６３およびＬ６５がフッ素、Ｌ６４が水素であるもの、Ｌ７１が水素、Ｌ７２、Ｌ７３およびＬ７４はフッ素であるもの、Ｌ７１およびＬ７３が水素、Ｌ７２およびＬ７４がフッ素であるものである。
Ｙ６１およびＹ７１は独立して、フッ素、塩素、−ＣＦ３または−ＯＣＦ３であるが、好ましくはフッ素、−ＣＦ３または−ＯＣＦ３である。
【００８１】
化合物（６）として、化合物（６−１）または化合物（６−２）が好ましく、化合物（７）として、化合物（７−１）または化合物（７−２）が好ましい。
2018003658.tif 000041
化合物（６−１）、化合物（６−２）、化合物（７−１）および化合物（７−２）において、Ｒ６１、Ｒ６２、Ｒ７１およびＲ７２は独立して、炭素数１から１２のアルキル、炭素数２から１２のアルケニル、炭素数２から１２のアルキニル、炭素数１から１１のアルコキシ、または炭素数の合計が１から１２のアルコキシアルキルであるが、好ましくは炭素数１〜１２のアルキルである。
Ｌ６０１〜Ｌ６１０、Ｌ７０１〜Ｌ７０７およびＬ７０８は独立して、水素、フッ素または塩素であるが、好ましくはＬ６０１、Ｌ６０２およびＬ６０３が水素、Ｌ６０４およびＬ６０５がフッ素であるもの、Ｌ６０６、Ｌ６０７、Ｌ６０８およびＬ６１０がフッ素、Ｌ６０９が水素であるもの、Ｌ７０１が水素、Ｌ７０２、Ｌ７０３およびＬ７０４はフッ素であるもの、Ｌ７０５およびＬ７０７が水素、Ｌ７０６およびＬ７０７がフッ素であるものである。
Ｙ６２、Ｙ６３、Ｙ７２およびＹ７３は独立して、フッ素、塩素、−ＣＦ３または−ＯＣＦ３であるが、好ましくはフッ素、−ＣＦ３または−ＯＣＦ３である。
【００８２】
化合物（６）として、化合物（６−１）または化合物（６−２）を用いる場合において化合物（６−１−１）〜化合物（６−１−６）または化合物（６−２−１）〜化合物（６−２−６）を用いることが好ましく、化合物（６−１−１）、化合物（６−１−２）、化合物（６−２−１）または化合物（６−２−２）を使用することがさらに好ましい。化合物（７）として、化合物（７−１）または化合物（７−２）を用いる場合において、化合物（７−１−１）〜化合物（７−１−６）、化合物（７−２−１）〜化合物（７−２−６）を用いることが好ましく、化合物（７−１−１）、化合物（７−１−２）、化合物（７−２−１）または化合物（７−２−２）を使用することがさらに好ましい。
2018003658.tif 000042
2018003658.tif 000043
2018003658.tif 000044
2018003658.tif 000045
（式中Ｒ６１、Ｒ６２、Ｒ７１、Ｒ７２の定義は化合物（６−１）、化合物（６−２）、化合物（７−１）または化合物（７−２）と同じである）
【００８３】
アキラル成分Ｔの全重量に対して、化合物（６）を合計で０．１重量％〜２０重量％含有することが好ましく、０．５重量％〜１５重量％含有することがさらに好ましく、０．５重量％〜１０重量％含有することが特に好ましく、化合物（７）を合計で０．１重量％〜２０重量％含有することが好ましく、０．５重量％〜１５重量％含有することがさらに好ましく、０．５重量％〜１０重量％含有することが特に好ましい。
【００８４】
２−６−２  化合物（６）の性質
化合物（６）は、素子が通常使用される条件下で物理的および化学的に極めて安定であり、この化合物を含有する組成物は素子が通常使用される条件下で安定である。化合物（６）は、比較的大きな誘電率異方性、大きな屈折率異方性および非常に高い透明点を有するため、光学的に等方性の液晶相で駆動される液晶組成物で駆動温度の範囲の上限を高くする成分として有用である。
【００８５】
２−７−１  化合物（７）の性質
化合物（７）は、素子が通常使用される条件下で物理的および化学的に極めて安定であり、この化合物を含有する組成物は素子が通常使用される条件下で安定である。化合物（７）は、比較的大きな誘電率異方性、中程度の屈折率異方性および非常に高い透明点を有するため、光学的に等方性の液晶相で駆動される液晶組成物で駆動温度の範囲の上限を高くする成分として有用である。
【００８６】
２−８−１  化合物（８）
本発明のアキラル成分は、化合物（１’）、化合物（２’）および化合物（３）に加えて、さらに化合物（８）を少なくとも１つ含んでもよい。すなわち、本発明は、アキラル成分Ｔにおいて、化合物（８）が１つの化合物からなる場合も、複数の化合物を含有する場合も含む。また、たとえば、本発明の液晶組成物は化合物（１’）、化合物（２’）および化合物（３）に加えて、さらに化合物（８）の他に、化合物（４）〜化合物（７）からなる群から選ばれる１つ以上を含んでもよい。
2018003658.tif 000046
【００８７】
化合物（８）において、Ｒ８は、炭素数１から１２のアルキル、炭素数２から１２のアルケニル、炭素数２から１２のアルキニル、炭素数１から１１のアルコキシ、または炭素数の合計が１から１２のアルコキシアルキルあるが、好ましくは炭素数１〜１２のアルキルである。
環Ａ８は、１，４−シクロヘキシレン、１，４−フェニレン、２−フルオロ−１，４−フェニレン、３−フルオロ−１，４−フェニレン、３，５−ジフルオロ−１，４−フェニレン、ピリジン−２，５−ジイル、ピリミジン−２，５−ジイル、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、またはテトラヒドロピラン−２，５−ジイルであるが、好ましくは１，４−シクロヘキシレン、１，４−フェニレン、３−フルオロ−１，４−フェニレン、３，５−ジフルオロ−１，４−フェニレン、１，３−ジオキサン−２，５−ジイルである。
Ｚ８１およびＺ８２は独立して、単結合、−ＣＯＯ−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−または−ＣＦ２Ｏ−であるが、好ましくはすべて単結合であるか少なくとも一つが−ＣＦ２Ｏ−であり、他の液晶化合物との相溶性が重視される場合は、少なくとも一つが−ＣＦ２Ｏ−である。
Ｌ８１、Ｌ８２およびＬ８３は独立して、水素、フッ素または塩素であるが、好ましくはＬ８３がフッ素のものである。
Ｙ８は、フッ素、塩素、−ＣＦ３または−ＯＣＦ３であるが、好ましくはフッ素、−ＣＦ３または−ＯＣＦ３である。
【００８８】
化合物（８）として、化合物（８−１）〜化合物（８−１１）が好ましい。
2018003658.tif 000047
2018003658.tif 000048
2018003658.tif 000049
（式中Ｒ８の定義は化合物（８）と同じである）
【００８９】
アキラル成分Ｔの全重量に対して、化合物（８）を合計で０．１重量％〜１５重量％含有することが好ましく、０．５重量％〜１５重量％含有することがさらに好ましく、０．５重量％〜１０重量％含有することが特に好ましい。
【００９０】
２−８−２  化合物（８）の性質
化合物（８）は、素子が通常使用される条件下で物理的および化学的に極めて安定であり、この化合物を含有する組成物は素子が通常使用される条件下で安定である。したがって、液晶組成物において化合物（８）を用いると、液晶相の温度範囲を広げることが可能となり、幅広い温度範囲で表示素子として使用することができる。化合物（８）は、比較的大きな誘電率異方性、および幅広い範囲の屈折率異方性を示す化合物を有するため、光学的に等方性の液晶相で駆動される液晶組成物で各物性値を調整する成分として有用である。
【００９１】
３  光学的等方性液晶組成物
本発明の液晶組成物は、アキラル成分Ｔとキラル剤とを含み、光学的に等方性の液晶相を発現する組成物の態様を含む（光学的等方性液晶組成物）。
【００９２】
３−１  アキラル成分T
本発明の光学的等方性液晶組成物に含まれるアキラル成分Ｔは少なくとも1つの化合物（１’）、少なくとも１つの化合物（２’）、少なくとも１つの化合物（３）を含み、必要に応じて化合物（４）〜化合物（８）からなる群から選ばれる１以上を含む。
化合物（１’）、化合物（２’）および化合物（３）は比較的高い透明点、大きな誘電率異方性、比較的良好な低温での相溶性を併せ持つため、化合物（１’）、化合物（２’）および化合物（３）を用いたアキラル成分Ｔも、広い液晶相温度範囲、または大きな誘電率異方性を発現する。このため、アキラル成分Ｔを用いた光学的に等方性の液晶組成物も、光素子に用いる組成物として有用である。
【００９３】
３−２  キラル剤
本発明の光学的等方性液晶組成物等が含有するキラル剤は光学活性化合物であり、ラジカル重合性基を有さない化合物から選ばれた化合物からなることが好ましい。
本発明の液晶組成物に用いられるキラル剤としては、ねじり力（Helical Twisting Power）が大きい化合物が好ましい。ねじり力が大きい化合物は所望のピッチを得るために必要な添加量が少なくできるので、駆動電圧の上昇を抑えられ、実用上有利である。具体的には、式（Ｋ１）〜（Ｋ６）で表される化合物が好ましい。なお、式（Ｋ４）〜（Ｋ６）は、ビナフチル基、オクタヒドロナフチル基が光学活性部位であり、かつ、キラル剤の掌性は問わない。
2018003658.tif 000050
これらの化合物の中でも、液晶組成物に添加されるキラル剤としては、式（Ｋ４）に含まれる式（Ｋ４−１）〜式（Ｋ４−６）、式（Ｋ５）に含まれる式（Ｋ５−１）〜式（Ｋ５−３）および式（Ｋ６）に含まれる式（Ｋ６−１）〜式（Ｋ６−６）が好ましく、式（Ｋ４−５）、式（Ｋ５−１）〜式（Ｋ５−３）および式（Ｋ６−５）〜式（Ｋ６−６）がさらに好ましい。
2018003658.tif 000051
2018003658.tif 000052
2018003658.tif 000053
（式中、ＲＫは独立して、炭素数３〜１０のアルキルまたは炭素数３〜１０のアルコキシであり、アルキル中またはアルコキシ中の少なくとも１以上の−ＣＨ２−ＣＨ２−は、−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられてもよい。）
【００９４】
液晶組成物に含有されるキラル剤として１つの化合物を用いても、複数の化合物を用いてもよい。
【００９５】
光学的に等方性の液晶相の発現を容易にするために、本発明の液晶組成物の全重量に対して、キラル剤を１〜４０重量％含有することが好ましく、３〜２５重量％含有することがさらに好ましく、３〜１５重量％含有することが特に好ましい。
【００９６】
３−３  光学的に等方性の液晶相
本明細書において、液晶組成物が光学的に等方性を有するとは、巨視的には液晶分子配列は等方的であるため光学的に等方性を示すが、微視的には液晶秩序が存在することをいう。「液晶組成物が微視的に有する液晶秩序に基づくピッチ（以下では、単に「ピッチ」と呼ぶことがある）」は７００ｎｍ以下であることが好ましく、５００ｎｍ以下であることがさらに好ましく、３５０ｎｍ以下であることが最も好ましい。
【００９７】
本明細書において、「非液晶等方相」とは一般的に定義される等方相、すなわち、無秩序相であり、局所的な秩序パラメーターがゼロでない領域が生成したとしても、その原因がゆらぎによるものである等方相である。たとえばネマチック相の高温側に発現する等方相は、本明細書では非液晶等方相に該当する。本明細書におけるキラルな液晶についても、同様の定義があてはまるものとする。
本明細書において「光学的に等方性の液晶相」とは、ゆらぎではなく光学的に等方性の液晶相を発現する相を表し、プレートレット組織を発現する相（狭義のブルー相）はその一例である。
本明細書において、特に言及がなければ、ネマチック相はキラルネマチック相を含まない、狭義のネマチック相を意味する。
【００９８】
本発明の光学的に等方性の液晶組成物において、光学的に等方性の液晶相ではあるが、偏光顕微鏡観察下、ブルー相に典型的なプレートレット組織が観測されないことがある。そこで本明細書において、プレートレット組織を発現する相をブルー相と称し、ブルー相を含む光学的に等方性の液晶相を光学的に等方性の液晶相と称する。すなわちブルー相は光学的に等方性の液晶相に包含される。
【００９９】
一般的に、ブルー相は、ブルー相Ｉ、ブルー相ＩＩ、ブルー相ＩＩＩの３種類に分類され、これら３種類のブルー相はすべて光学活性であり、かつ、等方性である。ブルー相Ｉやブルー相ＩＩのブルー相では異なる格子面からのブラッグ反射に起因する２種以上の回折光が観測される。ブルー相は一般的に非液晶等方相とキラルネマチック相の間で観測される。
【０１００】
光学的に等方性の液晶相が二色以上の回折光を示さない状態とは、ブルー相Ｉ、ブルー相ＩＩに観測されるプレートレット組織が観測されず、概ね一面単色であることを意味する。二色以上の回折光を示さない光学的に等方性の液晶相では、色の明暗が面内で均一であることまでは不要である。
【０１０１】
二色以上の回折光を示さない光学的に等方性の液晶相は、ブラッグ反射による反射光強度が抑えられる、あるいは低波長側にシフトするという利点がある。
また、可視光の光を反射する液晶媒体では、表示素子として利用する場合に色味が問題となることがあるが、二色以上の回折光を示さない液晶相では、反射波長が低波長シフトするため、狭義のブルー相（プレートレット組織を発現する相）より長いピッチで可視光の反射を消失させることができる。
【０１０２】
アキラル成分Ｔとキラル剤とを含む本発明の液晶組成物において、キラル剤は好ましくはピッチが７００ｎｍ以下になるような濃度で添加される。なお、ネマチック相を発現する組成物は、化合物（１‘）、化合物（２’）、化合物（３）および必要に応じてその他の成分を含む。
【０１０３】
また、本発明の光学的等方性液晶組成物は、キラルネマチック相を有し、光学的に等方性の液晶相を有さない組成物にキラル剤を添加して得ることもできる。なお、キラルネマチック相を有し光学的に等方性の液晶を有さない組成物は、化合物（１‘）、化合物（２’）、化合物（３）、光学活性化合物および必要に応じてその他の成分を含む。この際、光学的に等方性の液晶相を発現させないために、好ましくはピッチが７００ｎｍ以上になるような濃度でキラル剤が添加される。ここで、添加されるのは、前述のねじり力が大きい化合物である式（Ｋ１）〜（Ｋ５）が使用でき、より好ましくは、式（Ｋ２−１）〜（Ｋ２−８）、式（Ｋ４−１）〜（Ｋ４−６）、式（Ｋ５−１）〜（Ｋ５−３）、または式（Ｋ６−１）〜（Ｋ６−６）で表される化合物が用いられる。
【０１０４】
本発明の好ましい態様の液晶組成物が光学的に等方性の液晶相を発現する温度範囲は、ネマチック相またはキラルネマチック相と等方相の共存温度範囲が広い液晶組成物に、キラル剤を添加し、光学的に等方性の液晶相を発現させることにより、広くすることができる。たとえば、透明点の高い液晶化合物と透明点の低い液晶化合物とを混合し、広い温度範囲でネマチック相と等方相の共存温度範囲が広い液晶組成物を調製し、これにキラル剤を添加することで、広い温度範囲で光学的に等方性の液晶相を発現する組成物を調製することができる。
【０１０５】
ネマチック相またはキラルネマチック相と等方相の共存温度範囲が広い液晶組成物としては、キラルネマチック相と非液晶等方相とが共存する上限温度と下限温度との差が３〜１５０℃である液晶組成物が好ましく、差が５〜１５０℃である液晶組成物が更に好ましい。また、ネマチック相と非液晶等方相とが共存する上限温度と下限温度との差が３〜１５０℃である液晶組成物が好ましい。
【０１０６】
光学的に等方性の液晶相において本発明の液晶媒体に電界を印加すると、電気複屈折が生じるが、必ずしもカー効果である必要はない。
光学的に等方性の液晶相における電気複屈折はピッチが長くなるほど大きくなるので、その他の光学特性（透過率、回折波長など）の要求を満たす限り、キラル剤の種類と含有量を調整して、ピッチを長く設定することにより、電気複屈折を大きくすることができる。
【０１０７】
３−４  その他の成分
本発明の液晶組成物は、その組成物の特性に大きな影響を与えない範囲で、さらに、溶媒、モノマー、高分子物質、重合開始剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、硬化剤、安定剤、二色性色素、フォトクロミック化合物等を含んでもよい。
また、本発明の液晶組成物に用いられる二色性色素の例としては、メロシアニン系、スチリル系、アゾ系、アゾメチン系、アゾキシ系、キノフタロン系、アントラキノン系、テトラジン系などが挙げられる。
【０１０８】
４  光学的に等方性の高分子／液晶複合材料
４−１  高分子／液晶複合材料
本発明の高分子／液晶複合材料は、液晶組成物と高分子とを含む複合材料であり、光学的に等方性を示すものであり、光学的に等方性の液晶相で駆動される光素子に用いることができる。本発明の高分子／液晶複合材料に含まれる液晶組成物は本発明の液晶組成物である。
【０１０９】
本明細書中、「高分子／液晶複合材料」とは、液晶組成物と高分子の化合物の両者を含む複合材料であれば特に限定されないが、高分子の一部または全部が液晶組成物や溶媒等に溶解していない状態で高分子が液晶組成物と相分離している状態でもよい。
【０１１０】
本発明の好ましい態様に係る光学的に等方性の高分子／液晶複合材料は、光学的に等方性の液晶相を広い温度範囲で発現させることが可能である。また、本発明の好ましい態様に係る高分子／液晶複合材料は、応答速度が極めて速い。また、本発明の好ましい態様に係る高分子／液晶複合材料は、これらの効果に基づいて表示素子等の光素子等に好適に用いることができる。
【０１１１】
４−２  高分子化合物
本発明の複合材料は、光学的に等方性の液晶組成物と、予め重合されて得られた高分子とを混合しても製造できるが、高分子の材料となる低分子量のモノマー、マクロモノマー、オリゴマー等（以下、まとめて「モノマー等」という）と液晶組成物ＣＬＣとを混合してから、当該混合物において重合反応を行うことによって、製造されることが好ましい。モノマー等と液晶組成物とを含む混合物を本件明細書では、「重合性モノマー／液晶混合物」と呼ぶ。「重合性モノマー／液晶混合物」には必要に応じて、後述する重合開始剤、硬化剤、触媒、安定剤、二色性色素、またはフォトクロミック化合物等を、本発明の効果を損なわない範囲で含んでもよい。たとえば、本件発明の重合性モノマー／液晶混合物には必要に応じて、重合開始剤を重合性モノマー１００重量部に対して０．１〜２０重量部含有してもよい。「重合性モノマー／液晶混合物」は、ブルー相で重合する場合は液晶媒体であることが必須となるが、等方相で重合する場合は、必ずしも液晶媒体である必要はない。
【０１１２】
重合温度は、高分子／液晶複合材料が高透明性と等方性を示す温度であることが好ましい。より好ましくはモノマーと液晶材料の混合物が等方相またはブルー相を発現する温度で、かつ、等方相ないしは光学的に等方性の液晶相で重合を終了する。すなわち、重合後は高分子／液晶複合材料が可視光線より長波長側の光を実質的に散乱せずかつ光学的に等方性の状態を発現する温度とするのが好ましい。
【０１１３】
本発明の複合材料を構成する高分子の原料としては、たとえば低分子量のモノマー、マクロモノマー、オリゴマーを使用することができ、本明細書において高分子の原料モノマーとは低分子量のモノマー、マクロモノマー、オリゴマー等を包含する意味で用いる。また、得られる高分子が三次元架橋構造を有するものが好ましく、そのために、高分子の原料モノマーとして２つ以上の重合性官能基を有する多官能性モノマーを用いることが好ましい。重合性の官能基は特に限定されないが、アクリル基、メタクリル基、グリシジル基、エポキシ基、オキセタニル基、ビニル基などを挙げることができるが、重合速度の観点からアクリル基およびメタクリル基が好ましい。高分子の原料モノマー中、二つ以上の重合性のある官能基を持つモノマーをモノマー中に１０重量％以上含有させると、本発明の複合材料において高度な透明性と等方性を発現しやすくなるので好ましい。
また、好適な複合材料を得るためには、高分子はメソゲン部位を有するものが好ましく、高分子の原料モノマーとしてメソゲン部位を有する原料モノマーをその一部に、あるいは全部に用いることができる。
【０１１４】
４−２−１  メソゲン部位を有する単官能性・二官能性モノマー・三官能性モノマー
メソゲン部位を有する単官能性、または二官能性モノマーは構造上特に限定されないが、たとえば下記の式（Ｍ１）または式（Ｍ２）で表される化合物を挙げることができる。
Ｒａ−Ｙ−（ＡＭ−ＺＭ）ｍ１−ＡＭ−Ｙ−Ｒｂ（Ｍ１）
Ｒｂ−Ｙ−（ＡＭ−ＺＭ）ｍ１−ＡＭ−Ｙ−Ｒｂ（Ｍ２）
【０１１５】
式（Ｍ１）中、Ｒａは、水素、ハロゲン、−Ｃ≡Ｎ、−Ｎ＝Ｃ＝Ｏ、−Ｎ＝Ｃ＝Ｓ、または炭素数１〜２０のアルキルであり、これらのアルキルにおいて少なくとも１つの−ＣＨ2−は−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、または−ＯＣＯ−で置き換えられてもよく、このアルキル中の少なくとも１つの−ＣＨ２−ＣＨ２−は−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、これらのアルキル基中、当該アルキル中の少なくとも１つの−ＣＨ２−が−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−、または−ＯＣＯ−で置き換えられた基中、または当該アルキル中の少なくとも１つの−ＣＨ２−ＣＨ２−が−ＣＨ＝ＣＨ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられた基中の少なくとも１つの水素はハロゲンまたは−Ｃ≡Ｎで置き換えられてもよい。Ｒｂは、それぞれ独立して、式（Ｍ３−１）〜式（Ｍ３−７）の重合性基である。
2018003658.tif 000054
【０１１６】
好ましいＲａは、水素、ハロゲン、−Ｃ≡Ｎ、−ＣＦ３、−ＣＦ２Ｈ、−ＣＦＨ２、−ＯＣＦ３、−ＯＣＦ２Ｈ、炭素数１〜２０のアルキル、炭素数１〜１９のアルコキシ、炭素数２〜２１のアルケニル、および炭素数２〜２１のアルキニルである。特に好ましいＲａは、−Ｃ≡Ｎ、炭素数１〜２０のアルキルおよび炭素数１〜１９のアルコキシである。
【０１１７】
式（Ｍ２）中、Ｒｂは、それぞれ独立して、式（Ｍ３−１）〜（Ｍ３−７）の重合性基である。
【０１１８】
ここで、式（Ｍ３−１）〜（Ｍ３−７）におけるＲｄは、それぞれ独立して水素、ハロゲンまたは炭素数１〜５のアルキルであり、これらのアルキルにおいて少なくとも１つの水素はハロゲンで置き換えられてもよい。好ましいＲｄは、水素、ハロゲンおよびメチルである。特に好ましいＲｄは、水素、フッ素およびメチルである。
また、式（Ｍ３−２）、式（Ｍ３−３）、式（Ｍ３−４）、式（Ｍ３−７）はラジカル重合で重合するのが好適である。式（Ｍ３−１）、式（Ｍ３−５）、式（Ｍ３−６）はカチオン重合で重合するのが好適である。いずれも少量のラジカルあるいはカチオン活性種が反応系内に発生すれば重合は開始する。活性種の発生を加速する目的で重合開始剤を使用できる。活性種の発生にはたとえば光または熱を使用できる。
【０１１９】
式（Ｍ１）および（Ｍ２）中、ＡＭは、それぞれ独立して芳香族性または非芳香族性の５員環、６員環または炭素数９以上の縮合環であるが、環中の−ＣＨ２−は−Ｏ−、−Ｓ−、−ＮＨ−、または−ＮＣＨ３−で、環中の−ＣＨ＝は−Ｎ＝で置き換わってもよく、環上の水素原子はハロゲン、および炭素数１〜５のアルキル、またはハロゲン化アルキルで置き換わってもよい。好ましいＡＭの具体例は、１，４−シクロヘキシレン、１，４−シクロヘキセニレン、１，４−フェニレン、ナフタレン−２，６−ジイル、テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル、フルオレン−２，７−ジイル、またはビシクロ［２．２．２］オクタン−１，４−ジイルであり、これらの環において少なくとも１つの−ＣＨ２−は−Ｏ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの−ＣＨ＝は−Ｎ＝で置き換えられてもよく、これらの環において少なくとも１つの水素はハロゲン、炭素数１〜５のアルキルまたは炭素数１〜５のハロゲン化アルキルで置き換えられてもよい。
化合物の安定性を考慮して、酸素と酸素とが隣接した−ＣＨ２−Ｏ−Ｏ−ＣＨ２−よりも、酸素と酸素とが隣接しない−ＣＨ２−Ｏ−ＣＨ２−Ｏ−の方が好ましい。硫黄においても同様である。
【０１２０】
これらの中でも、特に好ましいＡＭは、１，４−シクロヘキシレン、１，４−シクロヘキセニレン、１，４−フェニレン、２−フルオロ−１，４−フェニレン、２，３−ジフルオロ−１，４−フェニレン、２，５−ジフルオロ−１，４−フェニレン、２，６−ジフルオロ−１，４−フェニレン、２−メチル−１，４−フェニレン、２−トリフルオロメチル−１，４−フェニレン、２，３−ビス（トリフルオロメチル）−１，４−フェニレン、ナフタレン−２，６−ジイル、テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル、フルオレン−２，７−ジイル、９−メチルフルオレン−２，７−ジイル、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、ピリジン−２，５−ジイル、およびピリミジン−２，５−ジイルである。なお、前記１，４−シクロヘキシレンおよび１，３−ジオキサン−２，５−ジイルの立体配置はシスよりもトランスの方が好ましい。
２−フルオロ−１，４−フェニレンは、３−フルオロ−１，４−フェニレンと構造的に同一であるので、後者は例示しなかった。この規則は、２，５−ジフルオロ−１，４−フェニレンと３，６−ジフルオロ−１，４−フェニレンの関係などにも適用される。
【０１２１】
式（Ｍ１）および（Ｍ２）中、Ｙは、それぞれ独立して単結合または炭素数１〜２０のアルキレンであり、これらのアルキレンにおいて少なくとも１つの−ＣＨ2−は−Ｏ−、−Ｓ−で置き換えられてもよく、このアルキル中の少なくとも１つの−ＣＨ２−ＣＨ２−は−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯＯ−、または−ＯＣＯ−で置き換えられてもよい。好ましいＹは、単結合、−（ＣＨ2）ｍ２−、−Ｏ（ＣＨ2）ｍ２−、および−（ＣＨ2）ｍ２Ｏ−（前記式中、ｍ２は１〜２０の整数である）である。特に好ましいＹは、単結合、−（ＣＨ2）ｍ２−、−Ｏ（ＣＨ2）ｍ２−、および−（ＣＨ2）ｍ２Ｏ−（前記式中、ｍ２は１〜１０の整数である）である。化合物の安定性を考慮して、−Ｙ−Ｒａおよび−Ｙ−Ｒｂは、それらの基中に−Ｏ−Ｏ−、−Ｏ−Ｓ−、−Ｓ−Ｏ−、または−Ｓ−Ｓ−を有しない方が好ましい。
【０１２２】
式（Ｍ１）および（Ｍ２）中、ＺＭは、それぞれ独立して単結合、−（ＣＨ2）ｍ３−、−Ｏ（ＣＨ2）ｍ３−、−（ＣＨ2）ｍ３Ｏ−、−Ｏ（ＣＨ2）ｍ３Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−（ＣＦ2）2−、−（ＣＨ2）２−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−（ＣＨ2）２−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ＝ＣＨ−（ＣＨ2）2−、−（ＣＨ2）2−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−Ｃ≡Ｃ−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＨ−Ｃ≡Ｃ−、−ＯＣＦ２−（ＣＨ2）２−、−（ＣＨ2）２−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−または−ＣＦ２Ｏ−（前記式中、ｍ３は１〜２０の整数である）である。
【０１２３】
好ましいＺＭは単結合、−（ＣＨ2）ｍ３−、−Ｏ（ＣＨ2）ｍ３−、−（ＣＨ2）ｍ３Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−（ＣＨ2）２−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−（ＣＨ2）２−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＯＣＦ２−、および−ＣＦ２Ｏ−である。
【０１２４】
式（Ｍ１）および（Ｍ２）中、ｍ１は１〜６の整数である。好ましいｍ１は、１〜３の整数である。ｍ１が１のときは、６員環などの環を２つ有する二環の化合物である。ｍ１が２と３のときは、それぞれ三環と四環の化合物である。たとえばｍ１が１であるとき、２つのＡＭは同一であってもよいし、または異なってもよい。また、たとえばｍ１が２であるとき、３つのＡＭ（または２つのＺＭ）は同一であってもよいし、または異なってもよい。ｍ１が３〜６であるときについても同様である。Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｄ、ＺＭ、ＡＭおよびＹについても同様である。
【０１２５】
式（Ｍ１）で表される化合物（Ｍ１）および式（Ｍ２）で表される化合物（Ｍ２）は２Ｈ（重水素）、１３Ｃなどの同位体を天然存在比の量よりも多く含んでいても同様の特性を有するので好ましく用いることができる。
【０１２６】
化合物（Ｍ１）および化合物（Ｍ２）の更に好ましい例は、式（Ｍ１−１）〜（Ｍ１−４１）および式（Ｍ２−１）〜（Ｍ２−２７）で表される化合物（Ｍ１−１）〜（Ｍ１−４１）および化合物（Ｍ２−１）〜（Ｍ２−２７）である。これらの化合物において、Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｄ、ＺＭ、ＡＭ、およびＹの定義は、本発明の態様に記載した式（Ｍ１）および式（Ｍ２）のそれらと同一である。
【０１２７】
化合物（Ｍ１−１）〜（Ｍ１−４１）および（Ｍ２−１）〜（Ｍ２−２７）における下記の部分構造について説明する。部分構造（ａ１）は、少なくとも１つの水素がフッ素で置き換えられた１，４−フェニレンを表す。部分構造（ａ２）は、少なくとも１つの水素がフッ素で置き換えられてもよい１，４−フェニレンを表す。部分構造（ａ３）は、少なくとも１つの水素がフッ素またはメチルのいずれかで置き換えられてもよい１，４−フェニレンを表す。部分構造（ａ４）は、９位の水素がメチルで置き換えられてもよいフルオレンを表す。
2018003658.tif 000055
2018003658.tif 000056
2018003658.tif 000057
2018003658.tif 000058
2018003658.tif 000059
2018003658.tif 000060
2018003658.tif 000061
2018003658.tif 000062
2018003658.tif 000063
2018003658.tif 000064
2018003658.tif 000065
【０１２８】
前述のメソゲン部位を有さないモノマー、およびメソゲン部位を持つモノマー（Ｍ１）、および（Ｍ２）以外の重合性化合物を必要に応じて使用することができる。
【０１２９】
本発明の高分子／液晶複合材料の光学的に等方性を最適化する目的で、メソゲン部位を持ち３つ以上の重合性官能基を持つモノマーを使用することもできる。メソゲン部位を持ち３つ以上の重合性官能基を持つモノマーとしては公知の化合物を好適に使用できるが、たとえば、（Ｍ４−１）〜（Ｍ４−３）であり、より具体的な例として、特開２０００−３２７６３２号（JP 2000-327632A）、特開２００４−１８２９４９号(JP 2004-182949A)、特開２００４−５９７７２号(JP 2004-59772A)に記載された化合物をあげることができる。ただし、（Ｍ４−１）〜（Ｍ４−３）において、Ｒｂ、ＺＭ、Ｙ、および（Ｆ）は前述と同一の定義を示す。
2018003658.tif 000066
【０１３０】
４−２−２  メソゲン部位を有さない重合性官能基を持つモノマー
メソゲン部位を有さない重合性官能基を持つモノマーとして、たとえば、炭素数１〜３０の直鎖あるいは分岐鎖のアクリレート、炭素数１〜３０の直鎖あるいは分岐鎖のジアクリレート、三つ以上の重合性官能基を有するモノマーとしては、グリセロール・プロポキシレート（１ＰＯ／ＯＨ）トリアクリレート、ペンタエリスリトール・プロポキシレート・トリアクリレート、ペンタエリスリトール・トリアクリレート、トリメチロールプロパン・エトキシレート・トリアクリレート、トリメチロールプロパン・プロポキシレート・トリアクリレート、トリメチロールプロパン・トリアクリレート、ジ（トリメチロールプロパン）テトラアクリレート、ペンタエリスリトール・テトラアクリレート、ジ（ペンタエリスリトール）ペンタアクリレート、ジ（ペンタエリスリトール）ヘキサアクリレート、トリメチロールプロパン・トリアクリレートなどを挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
【０１３１】
４−２−３  重合開始剤
本発明の複合材料を構成する高分子の製造における重合反応は特に限定されず、たとえば、光ラジカル重合、熱ラジカル重合、光カチオン重合等が行われる。
【０１３２】
光ラジカル重合において用いることができる光ラジカル重合開始剤の例は、ダロキュア（ＤＡＲＯＣＵＲ）１１７３および４２６５（いずれも商品名、ＢＡＳＦジャパン（株））、イルガキュア（ＩＲＧＡＣＵＲＥ）１８４、３６９、５００、６５１、７８４、８１９、９０７、１３００、１７００、１８００、１８５０、および２９５９（いずれも商品名、ＢＡＳＦジャパン（株））である。
【０１３３】
熱ラジカル重合において用いることができる熱によるラジカル重合の好ましい開始剤の例は、過酸化ベンゾイル、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、ｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート、ｔ−ブチルパーオキシピバレート、ｔ−ブチルパーオキシジイソブチレート、過酸化ラウロイル、２，２’−アゾビスイソ酪酸ジメチル（ＭＡＩＢ）、ジｔ−ブチルパーオキシド（ＤＴＢＰＯ）、アゾビスイソブチロニトリル（ＡＩＢＮ）、アゾビスシクロヘキサンカルボニトリル（ＡＣＮ）である。
【０１３４】
光カチオン重合において用いることができる光カチオン重合開始剤の例は、ジアリールヨードニウム塩（以下、「ＤＡＳ」という。）およびトリアリールスルホニウム塩（以下、「ＴＡＳ」という。）である。
【０１３５】
ＤＡＳの例は、ジフェニルヨードニウムテトラフルオロボレート、ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロホスホネート、ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロアルセネート、ジフェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート、ジフェニルヨードニウムトリフルオロアセテート、ジフェニルヨードニウム−ｐ−トルエンスルホネート、ジフェニルヨードニウムテトラ（ペンタフルオロフェニル）ボレート、４−メトキシフェニルフェニルヨードニウムテトラフルオロボレート、４−メトキシフェニルフェニルヨードニウムヘキサフルオロホスホネート、４−メトキシフェニルフェニルヨードニウムヘキサフルオロアルセネート、４−メトキシフェニルフェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート、４−メトキシフェニルフェニルヨードニウムトリフルオロアセテート、および４−メトキシフェニルフェニルヨードニウム−ｐ−トルエンスルホナートである。
【０１３６】
ＤＡＳには、チオキサントン、フェノチアジン、クロロチオキサントン、キサントン、アントラセン、ジフェニルアントラセン、ルブレンなどの光増感剤を添加することで高感度化することもできる。
【０１３７】
ＴＡＳの例は、トリフェニルスルホニウムテトラフルオロボレート、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロホスホネート、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロアルセネート、トリフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホナート、トリフェニルスルホニウムトリフルオロアセテート、トリフェニルスルホニウム−ｐ−トルエンスルホネート、トリフェニルスルホニウムテトラ（ペンタフルオロフェニル）ボレート、４−メトキシフェニルジフェニルスルホニウムテトラフルオロボレート、４−メトキシフェニルジフェニルスルホニウムヘキサフルオロホスホネート、４−メトキシフェニルジフェニルスルホニウムヘキサフルオロアルセネート、４−メトキシフェニルジフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホナート、４−メトキシフェニルジフェニルスルホニウムトリフルオロアセテート、および４−メトキシフェニルジフェニルスルホニウム−ｐ−トルエンスルホネートである。
【０１３８】
光カチオン重合開始剤の具体的な商品名の例は、サイラキュア（Ｃｙｒａｃｕｒｅ）ＵＶＩ−６９９０、サイラキュアＵＶＩ−６９７４、サイラキュアＵＶＩ−６９９２（それぞれ商品名、ＵＣＣ（株））、アデカオプトマーＳＰ−１５０、ＳＰ−１５２、ＳＰ−１７０、ＳＰ−１７２（それぞれ商品名、(株)ＡＤＥＫＡ）、Rhodorsil Photoinitiator ２０７４（商品名、ローディアジャパン（株））、イルガキュア（ＩＲＧＡＣＵＲＥ）２５０（商品名、ＢＡＳＦジャパン（株））、およびＵＶ−９３８０Ｃ（商品名、ＧＥ東芝シリコーン（株））である。
【０１３９】
４−２−４  硬化剤等
本発明の複合材料を構成する高分子の製造において、前記モノマー等および重合開始剤の他にさらに１つまたは２つ以上の他の好適な成分、たとえば、硬化剤、触媒、安定剤等を加えてもよい。
【０１４０】
硬化剤としては、通常、エポキシ樹脂の硬化剤として使用されている従来公知の潜在性硬化剤が使用できる。潜在性エポキシ樹脂用硬化剤の例は、アミン系硬化剤、ノボラック樹脂系硬化剤、イミダゾール系硬化剤、酸無水物系硬化剤等である。アミン系硬化剤の例は、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラアミン、テトラエチレンペンタアミン、ｍ−キシレンジアミン、トリメチルヘキサメチレンジアミン、２−メチルペンタメチレンジアミン、ジエチルアミノプロピルアミン等の脂肪族ポリアミン、イソフォロンジアミン、１，３−ビスアミノメチルシクロヘキサン、ビス（４−アミノシクロヘキシル）メタン、ノルボルネンジアミン、１，２−ジアミノシクロヘキサン、ラロミン等の脂環式ポリアミン、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルエタン、メタフェニレンジアミン等の芳香族ポリアミンである。
【０１４１】
ノボラック樹脂系硬化剤の例は、フェノールノボラック樹脂、ビスフェノールノボラック樹脂である。イミダゾール系硬化剤の例は、２−メチルイミダゾール、２−エチルへキシルイミダゾール、２−フェニルイミダゾール、１−シアノエチル−２−フェニルイミダゾリウム・トリメリテートである。
【０１４２】
酸無水物系硬化剤の例は、テトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、メチルへキサヒドロ無水フタル酸、メチルシクロヘキセンテトラカルボン酸二無水物、無水フタル酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物である。
【０１４３】
また、グリシジル基、エポキシ基、オキセタニル基を有する重合性化合物と硬化剤との硬化反応を促進するための硬化促進剤をさらに用いてもよい。硬化促進剤の例は、ベンジルジメチルアミン、トリス（ジメチルアミノメチル）フェノール、ジメチルシクロヘキシルアミン等の３級アミン類、１−シアノエチル−２−エチル−４−メチルイミダゾール、２−エチル−４−メチルイミダゾール等のイミダゾール類、トリフェニルホスフィン等の有機リン系化合物、テトラフェニルホスホニウムブロマイド等の４級ホスホニウム塩類、１，８−ジアザビシクロ［５．４．０］ウンデセン−７等やその有機酸塩等のジアザビシクロアルケン類、テトラエチルアンモニウムブロマイド、テトラブチルアンモニウムブロマイド等の４級アンモニウム塩類、三フッ化ホウ素、トリフェニルボレート等のホウ素化合物である。これらの硬化促進剤は単独または複数を混合して使用することができる。
【０１４４】
また、たとえば貯蔵中の不所望な重合を防止するために、安定剤を添加することが好ましい。安定剤として、当業者に知られているすべての化合物を用いることができる。安定剤の代表例としては、４−エトキシフェノール、ハイドロキノン、ブチル化ヒドロキシトルエン（ＢＨＴ）等が挙げられる。
【０１４５】
４−３  高分子／液晶複合材料の組成
本発明の高分子／液晶複合材料中における液晶組成物の含有率は、複合材料が光学的に等方性の液晶相を発現できる範囲であれば、可能な限り高含有率であることが好ましい。液晶組成物の含有率が高い方が、本発明の複合材料の電気複屈折値が大きくなるからである。
【０１４６】
本発明の高分子／液晶複合材料において、液晶組成物の含有率は複合材料に対して６０〜９９重量％であることが好ましく、６０重量％〜９８重量％がさらに好ましく、８０重量％〜９７重量％が特に好ましい。また、本発明の高分子／液晶複合材料において、高分子の含有率は複合材料に対して１重量％〜４０重量％であることが好ましく、２重量％〜４０重量％がさらに好ましく、３重量％〜２０重量％が特に好ましい。
【０１４７】
５  光素子
本発明の光素子は、液晶組成物または高分子／液晶複合材料（以下では、本発明の液晶組成物および高分子／液晶複合材料を総称して液晶媒体と呼ぶことがある）を含む光学的に等方性の液晶相で駆動される光素子である。
電界無印加時には液晶媒体は光学的に等方性であるが、電場を印加すると、液晶媒体は光学的異方性を生じ、電界による光変調が可能となる。
液晶表示素子の構造例としては、図１に示すように、櫛型電極基板の電極が、左側から伸びる電極１と右側から伸びる電極２が交互に配置された構造を挙げることができる。電極１と電極２との間に電位差がある場合、図１に示すような櫛型電極基板上では、１本の電極に注目すると、図面上の上方向と下方向の２つの方向の電界が存在する状態を提供できる。
本発明の液晶組成物は光素子に利用できる。本発明の液晶組成物は、低い駆動電圧と短い応答時間を示すため、本発明の好ましい態様の光素子は低電圧で駆動が可能であり、高速応答が可能である。
【実施例】
【０１４８】
以下、実施例により本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれら実施例によっては制限されない。なお特に言及のない限り、「％」は「重量％」を意味する。
また、得られた化合物は、1Ｈ−ＮＭＲ分析で得られる核磁気共鳴スペクトル、ガスクロマトグラフィー（ＧＣ）分析で得られるガスクロマトグラムなどにより同定した。分析方法は以下のとおりであった。【０１４９】
１）分析方法
１−１）1Ｈ−ＮＭＲ分析
測定装置は、ＤＲＸ−５００（商品名、ブルカーバイオスピン（株））を用いた。測定は、実施例等で製造したサンプルを、ＣＤＣｌ3等のサンプルが可溶な重水素化溶媒に溶解し、室温で、５００ＭＨｚ、積算回数２４回の条件で行った。なお、得られた核磁気共鳴スペクトルの説明において、ｓはシングレット、ｄはダブレット、ｔはトリプレット、ｑはカルテット、ｍはマルチプレットであることを意味する。また、化学シフトδ値のゼロ点の基準物質としてはテトラメチルシラン（ＴＭＳ）を用いた。【０１５０】
１−２）ＧＣ分析
測定装置は、島津製作所製のＧＣ−１４Ｂ型ガスクロマトグラフを用いた。カラムは、島津製作所製のキャピラリーカラムＣＢＰ１−Ｍ２５−０２５（長さ２５ｍ、内径０．２２ｍｍ、膜厚０．２５μｍ；固定液相はジメチルポリシロキサン；無極性）を用いた。キャリアーガスとしてはヘリウムを用い、流量は１ｍｌ／分に調整した。試料気化室の温度を３００℃、検出器（ＦＩＤ）部分の温度を３００℃に設定した。【０１５１】
試料はトルエンに溶解して、１重量％の溶液となるように調製し、得られた溶液１μｌを試料気化室に注入した。
記録計としては島津製作所製のＣ−Ｒ６Ａ型Chromatopac、またはその同等品を用いた。得られたガスクロマトグラムには、成分化合物に対応するピークの保持時間およびピークの面積値が示されている。【０１５２】
なお、試料の希釈溶媒としては、たとえば、クロロホルム、ヘキサンを用いてもよい。また、カラムとしては、Agilent Technologies Inc.製のキャピラリカラムＤＢ−１（長さ３０ｍ、内径０．３２ｍｍ、膜厚０．２５μｍ）、Agilent Technologies Inc.製のＨＰ−１（長さ３０ｍ、内径０．３２ｍｍ、膜厚０．２５μｍ）、Restek Corporation製のＲｔｘ−１（長さ３０ｍ、内径０．３２ｍｍ、膜厚０．２５μｍ）、SGE International Pty.Ltd製のＢＰ−１（長さ３０ｍ、内径０．３２ｍｍ、膜厚０．２５μｍ）などを用いてもよい。【０１５３】
ガスクロマトグラムにおけるピークの面積比は成分化合物の割合に相当する。一般には、分析サンプルの成分化合物の重量％は、分析サンプルの各ピークの面積％と完全に同一ではないが、本発明において上述したカラムを用いる場合には、実質的に補正係数は１であるので、分析サンプル中の成分化合物の重量％は、分析サンプル中の各ピークの面積％とほぼ対応している。成分の液晶化合物における補正係数に大きな差異がないからである。ガスクロマトグラムにより液晶組成物中の液晶化合物の組成比をより正確に求めるには、ガスクロマトグラムによる内部標準法を用いる。一定量正確に秤量された各液晶化合物成分（被検成分）と基準となる液晶化合物（基準物質）を同時にガスクロ測定して、得られた被検成分のピークと基準物質のピークとの面積比の相対強度をあらかじめ算出する。基準物質に対する各成分のピーク面積の相対強度を用いて補正すると、液晶組成物中の液晶化合物の組成比をガスクロ分析からより正確に求めることができる。【０１５４】
１−３）液晶化合物等の物性値の測定試料
液晶化合物の物性値を測定する試料としては、化合物そのものを試料とする場合、化合物を母液晶と混合して試料とする場合の２種類がある。【０１５５】
化合物を母液晶と混合した試料を用いる後者の場合には、以下の方法で測定を行う。まず、得られた液晶化合物１５重量％と母液晶８５重量％とを混合して試料を作製する。そして、得られた試料の測定値から、下記の計算式に基づく外挿法にしたがって、外挿値を計算する。この外挿値をこの化合物の物性値とする。【０１５６】
〈外挿値〉＝（１００×〈試料の測定値〉−〈母液晶の重量％〉×〈母液晶の測定値〉）／〈液晶化合物の重量％〉【０１５７】
液晶化合物と母液晶との割合がこの割合（１５重量％：８５重量％）であっても、スメクチック相、または結晶が２５℃で析出する場合には、液晶化合物と母液晶との割合を１０重量％：９０重量％、５重量％：９５重量％、１重量％：９９重量％の順に変更をしていき、スメクチック相、または結晶が２５℃で析出しなくなった組成で試料の物性値を測定し上記式にしたがって外挿値を求めて、これを液晶化合物の物性値とする。【０１５８】
測定に用いる母液晶としては様々な種類が存在するが、たとえば、母液晶Ａの組成（重量％）は以下のとおりである。
2018003658.tif 000067
【０１５９】
１−４）液晶化合物等の物性値の測定方法
物性値の測定は後述する方法で行った。これら測定方法の多くは、日本電子機械工業会規格（Standard of Electric Industries Association of Japan）ＥＩＡＪ・ＥＤ−２５２１Ａに記載された方法、またはこれを修飾した方法である。また、測定に用いたＴＮ素子には、ＴＦＴを取り付けなかった。【０１６０】
測定値のうち、液晶化合物そのものを試料とした場合は、得られた値を実験データとして記載した。液晶化合物と母液晶との混合物を試料として用いた場合は、外挿法で得られた値を実験データとして記載した。【０１６１】
１−４−１）相構造および相転移温度（℃）
以下（１）、および（２）の方法で測定を行った。
（１）偏光顕微鏡を備えた融点測定装置のホットプレート（メトラー社ＦＰ−５２型ホットステージ）に化合物を置き、３℃／分の速度で加熱しながら相状態とその変化を偏光顕微鏡で観察し、液晶相の種類を特定した。
（２）パーキンエルマー社製走査熱量計ＤＳＣ−７システム、またはＤｉａｍｏｎｄ ＤＳＣシステムを用いて、３℃／分速度で昇降温し、試料の相変化に伴う吸熱ピーク、または発熱ピークの開始点を外挿により求め（on set）、相転移温度を決定した。【０１６２】
以下、結晶はＫと表し、さらに結晶の区別がつく場合は、それぞれＫ1またはＫ2と表した。また、スメクチック相はＳｍ、ネマチック相はＮ、キラルネマチック相はＮ＊と表した。液体（アイソトロピック）はＩと表した。スメクチック相の中で、スメクチックＢ相、またはスメクチックＡ相の区別がつく場合は、それぞれＳｍＢ、またはＳｍＡと表した。ＢＰはブルー相または光学的に等方性の液晶相を表す。２相の共存状態は（Ｎ＊＋Ｉ）、（Ｎ＊＋ＢＰ）という形式で表記することがある。具体的には、（Ｎ＊＋Ｉ）は、それぞれ非液晶等方相とキラルネマチック相がと共存する相を表し、（Ｎ＊＋ＢＰ）は、ＢＰ相または光学的に等方性の液晶相とキラルネマチック相が共存した相を表す。Ｕｎは光学的等方性ではない未確認の相を表す。相転移温度の表記として、たとえば、「Ｋ  ５０．０  Ｎ  １００．０  Ｉ」とは、結晶からネマチック相への相転移温度（ＫＮ）が５０．０℃であり、ネマチック相から液体への相転移温度（ＮＩ）が１００．０℃であることを示す。また、「ＢＰ  −  Ｉ」とは、ブルー相または光学的に等方性の液晶相から液体（アイソトロピック）への相転移温度が判断できていないことを示し、「Ｎ  ８３．０−８３．４  Ｉ」とは、ネマチック相から液体（アイソトロピック）への相転移温度が８３．０℃から８３．４℃に幅があることを示す。他の表記も同様である。【０１６３】
１−５）ネマチック相の上限温度（ＴＮＩ；℃）
偏光顕微鏡を備えた融点測定装置のホットプレート（メトラー社ＦＰ−５２型ホットステージ）に、試料（液晶化合物と母液晶との混合物）を置き、１℃／分の速度で加熱しながら偏光顕微鏡を観察した。試料の一部がネマチック相から等方性液体に変化したときの温度をネマチック相の上限温度とした。以下、ネマチック相の上限温度を、単に「上限温度」と略すことがある。【０１６４】
１−６）低温相溶性
母液晶と液晶化合物とを、液晶化合物が、２０重量％、１５重量％、１０重量％、５重量％、３重量％、および１重量％の量となるように混合した試料を作製し、試料をガラス瓶に入れる。このガラス瓶を、−１０℃または−２０℃のフリーザー中に一定期間保管したあと、結晶もしくはスメクチック相が析出しているかどうか観察をした。【０１６５】
１−７）粘度（バルク粘度；η；２０℃で測定；ｍＰａ・ｓ）
液晶化合物と母液晶との混合物を、Ｅ型粘度計を用いて測定した。【０１６６】
１−８）屈折率異方性（Δｎ）
測定は２５℃の温度下で、波長５８９ｎｍの光を用い、接眼鏡に偏光板を取り付けたアッベ屈折計により行なった。主プリズムの表面を一方向にラビングしたあと、試料（液晶化合物と母液晶との混合物）を主プリズムに滴下した。屈折率（ｎ‖）は偏光の方向がラビングの方向と平行であるときに測定した。屈折率（ｎ⊥）は偏光の方向がラビングの方向と垂直であるときに測定した。屈折率異方性（Δｎ）の値は、Δｎ＝ｎ‖−ｎ⊥の式から計算した。【０１６７】
１−９）誘電率異方性（Δε；２５℃で測定）
２枚のガラス基板の間隔（ギャップ）が約９μｍ、ツイスト角が８０度の液晶セルに試料（液晶化合物と母液晶との混合物）を入れた。このセルに２０ボルトを印加して、液晶分子の長軸方向における誘電率（ε‖）を測定した。０．５ボルトを印加して、液晶分子の短軸方向における誘電率（ε⊥）を測定した。誘電率異方性の値は、Δε＝ε‖−ε⊥、の式から計算した。【０１６８】
１−１０）ピッチ（Ｐ；２５℃で測定；ｎｍ）
ピッチ長は選択反射を用いて測定した（液晶便覧196頁  2000年発行、丸善）。選択反射波長λには、関係式<ｎ>ｐ/λ＝１が成立する。ここで<ｎ>は平均屈折率を表し、次式で与えられる。<ｎ>＝{(ｎ‖2＋ｎ⊥2)/２}1/2。選択反射波長は顕微分光光度計（日本電子（株）、商品名MSV-350）で測定した。得られた反射波長を平均屈折率で除すことにより、ピッチを求めた。可視光より長波長領域に反射波長を有するコレステリック液晶のピッチは、光学活性化合物濃度が低い領域では光学活性化合物の濃度の逆数に比例することから、可視光領域に選択反射波長を有する液晶のピッチ長を数点測定し、直線外挿法により求めた。「光学活性化合物」は本発明におけるキラル剤に相当する。【０１６９】
本発明において、液晶組成物の特性値の測定は下記の方法にしたがって行うことができる。それらの多くは、日本電子機械工業会規格（Standard of Electric Industries Association of Japan）ＥＩＡＪ・ＥＤ−２５２１Ａに記載された方法、またはこれを修飾した方法である。測定に用いたＴＮ素子には、ＴＦＴを取り付けなかった。【０１７０】
１−１１）ネマチック相の上限温度（ＮＩ；℃）
偏光顕微鏡を備えた融点測定装置のホットプレートに試料を置き、１℃／分の速度で加熱した。試料の一部がネマチック相から等方性液体に変化したときの温度を測定した。ネマチック相の上限温度を「上限温度」と略すことがある。【０１７１】
１−１２）ネマチック相の下限温度（ＴC；℃）
ネマチック相を有する試料を０℃、−１０℃、−２０℃、−３０℃、および−４０℃のフリーザー中に１０日間保管したあと、液晶相を観察した。たとえば、試料が−２０℃ではネマチック相のままであり、−３０℃では結晶（またはスメクチック相）に変化したとき、ＴCを≦−２０℃と記載する。ネマチック相の下限温度を「下限温度」と略すことがある。【０１７２】
１−１３）光学的に等方性の液晶相の転移温度
偏光顕微鏡を備えた融点測定装置のホットプレートに試料を置き、クロスニコルの状態で、まず試料が非液晶等方相になる温度まで昇温した後、１℃／分の速度で降温し、完全にキラルネマチック相または光学的に等方性の液晶相を出現させた。その降温過程での相転移した温度を測定し、次いで１℃／分の速度で昇熱し、その昇温過程における相転移した温度を測定した。本発明において、特に断りの無い限り、昇温過程での相転移した温度を相転移温度とした。光学的に等方性の液晶相においてクロスニコル下では暗視野で相転移温度の判別が困難な場合は、偏光板をクロスニコルの状態から１〜１０°ずらして相転移温度を測定した。【０１７３】
１−１４）粘度（回転粘度；γ１；２５℃で測定；ｍＰａ・ｓ）
（１）誘電率異方性が正である試料：測定はM. Imai et al., Molecular Crystals and Liquid Crystals, Vol. 259, 37 (1995) に記載された方法に従った。ツイスト角が０°であり、そして２枚のガラス基板の間隔（セルギャップ）が５μｍであるＴＮ素子に試料を入れた。ＴＮ素子に１６ボルト〜１９．５ボルトの範囲で０．５ボルト毎に段階的に印加した。０．２秒の無印加のあと、ただ１つの矩形波（矩形パルス；０．２秒）と無印加（２秒）の条件で印加を繰り返した。この印加によって発生した過渡電流（transient current）のピーク電流（peak current）とピーク時間（peak time）を測定した。これらの測定値とM. Imaiらの論文の４０頁の計算式（８）とから回転粘度の値を得た。この計算で必要な誘電率異方性の値は、この回転粘度の測定で使用した素子にて、下記の誘電率異方性の測定方法で求めた。【０１７４】
（２）誘電率異方性が負である試料：測定はM. Imai et al., Molecular Crystals and Liquid Crystals, Vol. 259, 37 (1995) に記載された方法に従った。２枚のガラス基板の間隔（セルギャップ）が２０μｍのＶＡ素子に試料を入れた。この素子に３０ボルト〜５０ボルトの範囲で１ボルト毎に段階的に印加した。０．２秒の無印加のあと、ただ１つの矩形波（矩形パルス；０．２秒）と無印加（２秒）の条件で印加を繰り返した。この印加によって発生した過渡電流（transient current）のピーク電流（peak current）とピーク時間（peak time）を測定した。これらの測定値とM. Imaiらの論文、４０頁の計算式（８）とから回転粘度の値を得た。この計算に必要な誘電率異方性の値は、下記の誘電率異方性の測定方法で測定した値を用いた。【０１７５】
１−１５）屈折率異方性（Δｎ；２５℃で測定）
測定は、波長５８９ｎｍの光を用い、接眼鏡に偏光板を取り付けたアッベ屈折計により行なった。主プリズムの表面を一方向にラビング（rubbing）したあと、試料を主プリズムに滴下した。屈折率（ｎ‖）は偏光の方向がラビングの方向と平行であるときに測定した。屈折率（ｎ⊥）は偏光の方向がラビングの方向と垂直であるときに測定した。屈折率異方性の値は、Δｎ＝ｎ‖−ｎ⊥、の式から計算した。試料が組成物のときはこの方法によって屈折率異方性を測定した。【０１７６】
１−１６）誘電率異方性（Δε；２５℃で測定）
（１）誘電率異方性が正である組成物：２枚のガラス基板の間隔（ギャップ）が約９μｍ、ツイスト角が８０度の液晶セルに試料を入れた。このセルに２０ボルトを印加して、液晶分子の長軸方向における誘電率（ε‖）を測定した。０．５ボルトを印加して、液晶分子の短軸方向における誘電率（ε⊥）を測定した。誘電率異方性の値は、Δε＝ε‖−ε⊥、の式から計算した。【０１７７】
（２）誘電率異方性が負である組成物：ホメオトロピック配向に処理した液晶セルに試料を入れ、０．５ボルトを印加して誘電率（ε‖）を測定した。ホモジニアス配向に処理した液晶セルに試料を入れ、０．５ボルトを印加して誘電率（ε⊥）を測定した。誘電率異方性の値は、Δε＝ε‖−ε⊥、の式から計算した。【０１７８】
１−１７）しきい値電圧（Ｖｔｈ；２５℃で測定；Ｖ）
１）誘電率異方性が正である組成物：２枚のガラス基板の間隔（ギャップ）が（０．５／Δｎ）μｍであり、ツイスト角が８０度である、ノーマリーホワイトモード（normally white mode）の液晶表示素子に試料を入れた。Δｎは上記の方法で測定した屈折率異方性の値である。この素子に周波数が３２Ｈｚである矩形波を印加した。矩形波の電圧を上昇させ、素子を通過する光の透過率が９０％になったときの電圧の値を測定した。【０１７９】
２）誘電率異方性が負である組成物：２枚のガラス基板の間隔（ギャップ）が約９μｍであり、ホメオトロピック配向に処理したノーマリーブラックモード（normally black mode）の液晶表示素子に試料を入れた。この素子に周波数が３２Ｈｚである矩形波を印加した。矩形波の電圧を上昇させ、素子を通過する光の透過率１０％になったときの電圧の値を測定した。【０１８０】
１−１８）電圧保持率（ＶＨＲ；２５℃で測定；％）
測定に用いたＴＮ素子はポリイミド配向膜を有し、そして２枚のガラス基板の間隔（セルギャップ）は６μｍである。この素子は試料を入れたあと紫外線によって重合する接着剤で密閉した。このＴＮ素子にパルス電圧（５Ｖで６０マイクロ秒）を印加して充電した。減衰する電圧を高速電圧計で１６．７ミリ秒のあいだ測定し、単位周期における電圧曲線と横軸との間の面積Ａを求めた。面積Ｂは減衰しなかったときの面積である。電圧保持率は面積Ｂに対する面積Ａの百分率である。【０１８１】
１−１９）螺旋ピッチ（２０℃で測定；μｍ）
螺旋ピッチの測定には、カノのくさび型セル法を用いた。カノのくさび型セルに試料を注入し、セルから観察されるディスクリネーションラインの間隔（ａ；単位はμｍ）を測定した。螺旋ピッチ（Ｐ）は、式Ｐ＝２・ａ・ｔａｎθから算出した。θは、くさび型セルにおける２枚のガラス板の間の角度である。【０１８２】
あるいは、ピッチ長は選択反射を用いて測定した（液晶便覧196頁  2000年発行、丸善）。選択反射波長λには、関係式<ｎ>ｐ/λ＝１が成立する。ここで<ｎ>は平均屈折率を表し、次式で与えられる。<ｎ>＝{(ｎ‖2＋ｎ⊥2)/２}1/2。選択反射波長は顕微分光光度計（日本電子（株）、商品名MSV-350）で測定した。得られた反射波長を平均屈折率で除すことにより、ピッチを求めた。
可視光より長波長領域に反射波長を有するコレステリック液晶のピッチは、キラル剤濃度が低い領域ではキラル剤の濃度の逆数に比例することから、可視光領域に選択反射波長を有する液晶のピッチ長を数点測定し、直線外挿法により求めた。【０１８３】
１−２０）飽和電圧（２５°Cで測定；Ｖ）
高分子／液晶複合材料が挟持されたセルを、図２に示した光学系にセットした。具体的には、光源として偏光顕微鏡（ニコン製  エクリプス  ＬＶ１００ＰＯＬ）の白色光源を用い、セルへの入射角度がセル面に対して垂直となるようにし、ＰｏｌａｒｉｚｅｒとＡｎａｌｙｚｅｒの偏光板がクロスニコルになるようにセットした。高分子／液晶複合材料が挟持されたセルの図１に示した櫛型電極の線方向がそれぞれの偏光板に対して４５°となるようにセットし、光測定器（ＹＯＫＯＧＡＷＡ製  ３２９８Ｆ）を使用し偏光板とセルを通過する透過光強度を測定した。この高分子／液晶複合材料が挟持されたセルに矩形波で電圧を印加し、透過光強度が最大となる印加電圧を飽和電圧とした。【０１８４】
１−２１）コントラスト比（室温で測定）
高分子／液晶複合材料が挟持されたセルを、図２に示した光学系にセットした。具体的には、光源として偏光顕微鏡（ニコン製  エクリプス  ＬＶ１００ＰＯＬ）の白色光源を用い、セルへの入射角度がセル面に対して垂直となるようにし、ＰｏｌａｒｉｚｅｒとＡｎａｌｙｚｅｒの偏光板がクロスニコルになるようにセットした。高分子／液晶複合材料が挟持されたセルの図１に示した櫛型電極の線方向がそれぞれの偏光板に対して４５°となるようにセットし、光測定器（ＹＯＫＯＧＡＷＡ製  ３２９８Ｆ）を使用し偏光板とセルを通過する透過光強度を測定した。この高分子／液晶複合材料が挟持されたセルに矩形波で電圧を印加し透過光強度が最大となった値を、電圧を除去したときの透過光強度で割った値をコントラスト比とした。【０１８５】
１−２２）応答時間（２５°Cで測定；ｍｓ）
高分子／液晶複合材料が挟持されたセルを、図２に示した光学系にセットした。具体的には、光源として偏光顕微鏡（ニコン製  エクリプス  ＬＶ１００ＰＯＬ）の白色光源を用い、セルへの入射角度がセル面に対して垂直となるようにし、ＰｏｌａｒｉｚｅｒとＡｎａｌｙｚｅｒの偏光板がクロスニコルになるようにセットした。高分子／液晶複合材料が挟持されたセルの図１に示した櫛型電極の線方向がそれぞれの偏光板に対して４５°となるようにセットし、光測定器（ＨＡＭＡＭＡＴＳＵ製  Ｈ５７８４）を使用し偏光板とセルを通過する透過光強度を測定した。この高分子／液晶複合材料が挟持されたセルにパルス波で電圧を印加し、透過光強度が最大値に対して１０％から９０％まで変化する時間を「電圧印加時の応答時間」とし、電圧を除去し透過光強度が最大値に対して９０％から１０％まで変化する時間を「電圧除去時の応答時間」とした。【０１８６】
成分または液晶化合物の割合（百分率）は、液晶化合物の全重量に基づいた重量百分率（重量％）である。組成物は、液晶化合物などの成分の重量を測定してから混合することによって調製される。したがって、成分の重量％を算出するのは容易である。【０１８７】
［実施例１］ネマチック液晶組成物（ＮＬＣ）の調製
表１に示す化合物を混合して、ネマチック液晶組成物ＮＬＣ−１〜ＮＬＣ−７を調製した。表中の数値は、組成比（重量％）である。【０１８８】
【表１】
2018003658.tif 000068
【０１８９】
ネマチック液晶組成物ＮＬＣ−１〜ＮＬＣ−７の相転移温度は、表２に示す通りであった
。
【０１９０】
【表２】
2018003658.tif 000069
【０１９１】
［実施例２］キラル液晶組成物(ＣＬＣ)の調製
次に、表１に示すネマチック液晶組成物ＮＬＣ−１〜ＮＬＣ−７と、下記に示すキラル剤（ＣＤ１）を混合して、キラル液晶組成物ＣＬＣ−１〜ＣＬＣ−７を調製した。当該キ
ラル液晶組成物の組成は、下記の表３の通りであり、相転移温度は、表４の通りであった。【０１９２】
【表３】
2018003658.tif 000070
【０１９３】
【表４】
2018003658.tif 000071
【０１９４】
ＣＤ１
2018003658.tif 000072
【０１９５】
［実施例３］重合性モノマーとの混合物である液晶組成物(ＭＬＣ)の調製
実施例２で調製された各キラル液晶組成物（ＣＬＣ）を重合性モノマーとの混合物を等方相で加熱混合することで、液晶組成物ＭＬＣ−１〜ＭＬＣ−７を調製した。これらの液晶組成物の組成は、下記の表５の通りであり、相転移温度は、表６の通りであった。【０１９６】
【表５】
2018003658.tif 000073
【０１９７】
【表６】
2018003658.tif 000074
【０１９８】
尚、表５中のＬＣＡ−１２は、１，４−ジ（４−（６−（アクリロイルオキシ）ドデシ
ルオキシ）ベンゾイルオキシ）−２−メチルベンゼンであり、ＤＭＰＡは２，２’−ジメトキシフェニルアセトフェノンであり、光重合開始剤である。
ＬＣＡ−１２
2018003658.tif 000075
【０１９９】
［実施例４］高分子／液晶複合材料が挟持されたセル
キラル液晶組成物（ＣＬＣ）と重合性モノマーとの混合物である液晶組成物(ＭＬＣ)をを配向処理の施されていない櫛型電極基板と対向ガラス基板（非電極付与）の間に挟持し、ブルー相が発現する温度まで加温した。ブルー相が発現している状態で、下記のＵＶ露光条件１またはＵＶ露光条件２で重合反応を行い、高分子／液晶複合材料ＰＳＢＰ−１〜ＰＳＢＰ−７が挟持されたセルを作成した（セル厚７〜９μｍ）。
ＵＶ露光条件１：紫外光（紫外光強度２３ｍＷｃｍ−２（３６５ｎｍ））を１分間照射
ＵＶ露光条件２：紫外光（紫外光強度２ｍＷｃｍ−２（３６５ｎｍ））を７分間照射
重合温度は、表７に示す通りであった。【０２００】
［実施例５］セルを用いた光学系
実施例４で得られた高分子／液晶複合材料が挟持されたセルを、図２に示した光学系にセットした。具体的には、光源として偏光顕微鏡（ニコン製  エクリプス  LV100POL）の白色光源を用い、セルへの入射角度がセル面に対して垂直となるようにし、櫛型電極の線方向がＰｏｌａｒｉｚｅｒとＡｎａｌｙｚｅｒ偏光板に対してそれぞれ４５°となるように実施例４で得られた高分子／液晶複合材料が挟持されたセルがセットされた（図２）。
当該光学系を用いて、実施例４で得られた高分子／液晶複合材料の室温で印加電圧と透過率との関係を調べた。セルに挟持された高分子／液晶複合材料(ＰＳＢＰ)の物性値は、表７に示すとおりであった。なお応答時間のデータは、飽和電圧印加、除去時のものである。【０２０１】
【表７】
2018003658.tif 000076
【０２０２】
［実施例６］ネマチック液晶組成物（ＮＬＣ）の調製
表８に示す化合物を混合して、ネマチック液晶組成物ＮＬＣ−８〜ＮＬＣ−１４を調製した。表中の数値は、組成比（重量％）である。【０２０３】
【表８】
2018003658.tif 000077
【０２０４】
ネマチック液晶組成物ＮＬＣ−８〜ＮＬＣ−１４の相転移温度は、表９に示す通りであった。【０２０５】
【表９】
2018003658.tif 000078
【０２０６】
［実施例７］キラル液晶組成物(ＣＬＣ)の調製
表８に示すネマチック液晶組成物ＮＬＣ−８〜ＮＬＣ−１４と、キラル剤ＣＤ１を混合して、キラル液晶組成物ＣＬＣ−８〜ＣＬＣ−１４を調製した。当該キラル液晶組成物の組成は、下記の表１０の通りであり、相転移温度は、表１１の通りであった。【０２０７】
【表１０】
2018003658.tif 000079
【０２０８】
【表１１】
2018003658.tif 000080
【０２０９】
［実施例８］重合性モノマーとの混合物である液晶組成物(ＭＬＣ)の調製
実施例７で調製された各キラル液晶組成物（ＣＬＣ）を重合性モノマーとの混合物を等方相で加熱混合することで、液晶組成物ＭＬＣ−８〜ＭＬＣ−１４を調製した。これらの液晶組成物の組成は、下記の表１２の通りであり、相転移温度は、表１３の通りであった。【０２１０】
【表１２】
2018003658.tif 000081
【０２１１】
【表１３】
2018003658.tif 000082
【０２１２】
尚、表１２中のＬＣＡ−２−１２は、１，３，４−トリ（４−（６−（アクリロイルオ
キシ）ドデシルオキシ）ベンゾイルオキシ）ベンゼンであり、ＤＭＰＡは２，２’−ジメトキシフェニルアセトフェノンであり、光重合開始剤である。【０２１３】
ＬＣＡ−２−１２
2018003658.tif 000083
【０２１４】
［実施例９］高分子／液晶複合材料が挟持されたセル
実施例４と同様な方法で、高分子／液晶複合材料ＰＳＢＰ−８〜ＰＳＢＰ−１４が挟持されたセルを作成した（セル厚７〜９μｍ）。重合温度は、表１４に示すとおりであった。【０２１５】
［実施例１０］セルを用いた光学系
実施例５と同様な方法で、高分子／液晶複合材料の室温で印加電圧と透過率との関係を調べた。セルに挟持された高分子／液晶複合材料(ＰＳＢＰ)の物性値は、表１４に示すとおりであった。なお応答時間のデータは、飽和電圧印加、除去時のものである。【０２１６】
【表１４】
2018003658.tif 000084
【０２１７】
［実施例１１］ネマチック液晶組成物（ＮＬＣ）の調製
表１５に示す化合物を混合して、ネマチック液晶組成物ＮＬＣ−１５〜ＮＬＣ−２１を調製した。表中の数値は、組成比（重量％）である。
【０２１８】
【表１５】
2018003658.tif 000085
【０２１９】
ネマチック液晶組成物ＮＬＣ−１５〜ＮＬＣ−２１の相転移温度は、表１５に示す通りであった。【０２２０】
【表１６】
2018003658.tif 000086
【０２２１】
［実施例１２］キラル液晶組成物(ＣＬＣ)の調製
表１５に示すネマチック液晶組成物ＮＬＣ−１５〜ＮＬＣ−２１と、キラル剤ＣＤ１を混合して、キラル液晶組成物ＣＬＣ−１５〜ＣＬＣ−２１を調製した。当該キラル液晶組成物の組成は、下記の表１７の通りであり、相転移温度は、表１８の通りであった。【０２２２】
【表１７】
2018003658.tif 000087
【０２２３】
【表１８】
2018003658.tif 000088
【０２２４】
［実施例１３］重合性モノマーとの混合物である液晶組成物(ＭＬＣ)の調製
実施例１２で調製された各キラル液晶組成物（ＣＬＣ）を重合性モノマーとの混合物を等方相で加熱混合することで、液晶組成物ＭＬＣ−１５〜ＭＬＣ−２１を調製した。これらの液晶組成物の組成は、下記の表１９の通りであり、相転移温度は、表２０の通りであった。【０２２５】
【表１９】
2018003658.tif 000089
【０２２６】
【表２０】
2018003658.tif 000090
【０２２７】
［実施例１４］高分子／液晶複合材料が挟持されたセル
実施例４と同様な方法で、高分子／液晶複合材料ＰＳＢＰ−１５〜ＰＳＢＰ−２１が挟持されたセルを作成した（セル厚７〜９μｍ）。重合温度は、表２１に示すとおりであった。【０２２８】
［実施例１５］セルを用いた光学系
実施例５と同様な方法で、高分子／液晶複合材料の室温で印加電圧と透過率との関係を調べた。セルに挟持された高分子／液晶複合材料(ＰＳＢＰ)の物性値は、表２１に示すとおりであった。なお応答時間のデータは、飽和電圧印加、除去時のものである。【０２２９】
【表２１】
2018003658.tif 000091
【０２３０】
［実施例１６］ネマチック液晶組成物（ＮＬＣ）の調製
表２２に示す化合物を混合して、ネマチック液晶組成物ＮＬＣ−２２およびＮＬＣ−２３を調製した。表中の数値は、組成比（重量％）である。【０２３１】
【表２２】
2018003658.tif 000092
【０２３２】
ネマチック液晶組成物ＮＬＣ−２２およびＮＬＣ−２３の相転移温度は、表２３に示す通りであった。【０２３３】
【表２３】
2018003658.tif 000093
【０２３４】
［実施例１７］キラル液晶組成物(ＣＬＣ)の調製
表２２に示すネマチック液晶組成物ＮＬＣ−２２およびＮＬＣ−２３と、キラル剤ＣＤ１を混合して、キラル液晶組成物ＣＬＣ−２２およびＣＬＣ−２３を調製した。当該キラル液晶組成物の組成は、下記の表２４の通りであり、相転移温度は、表２５の通りであった。【０２３５】
【表２４】
2018003658.tif 000094
【０２３６】
【表２５】
2018003658.tif 000095
【０２３７】
［実施例１８］重合性モノマーとの混合物である液晶組成物(ＭＬＣ)の調製
実施例１７で調製された各キラル液晶組成物（ＣＬＣ）を重合性モノマーとの混合物を等方相で加熱混合することで、液晶組成物ＭＬＣ−２２およびＭＬＣ−２３を調製した。これらの液晶組成物の組成は、下記の表２６の通りであり、相転移温度は、表２７の通りであった。【０２３８】
【表２６】
2018003658.tif 000096
【０２３９】
【表２７】
2018003658.tif 000097
【０２４０】
［実施例１９］高分子／液晶複合材料が挟持されたセル
実施例４と同様な方法で、高分子／液晶複合材料ＰＳＢＰ−２２およびＰＳＢＰ−２３が挟持されたセルを作成した（セル厚７〜９μｍ）。重合温度は表２８に示すとおりであった。【０２４１】
［実施例２０］セルを用いた光学系
実施例５と同様な方法で、高分子／液晶複合材料の室温で印加電圧と透過率との関係を調べた。セルに挟持された高分子／液晶複合材料(ＰＳＢＰ)の物性値は、表２８に示すとおりであった。なお応答時間のデータは、飽和電圧印加、除去時のものである。【０２４２】
【表２８】
2018003658.tif 000098
【０２４３】
［比較例１］ネマチック液晶組成物（ＮＬＣ）の調製
比較例として、上記ＮＬＣ−７から化合物（３−１−１）１０重量％を除いたネマチック液晶組成物ＮＬＣ−Ｒを調製した。組成および相転移温度を示す。
2018003658.tif 000099
相転移温度：Ｎ  ８８．７−８９．０  Ｉ【０２４４】
［比較例２］キラル液晶組成物(ＣＬＣ)の調製
ネマチック液晶組成物ＮＬＣ−Ｒとキラル剤ＣＤ１を混合して、キラル液晶組成物ＣＬＣ−Ｒを調製した。組成および相転移温度を示す。
ＮＬＣ−Ｒ    ９５．２重量％
ＣＤ１          ４．８重量％
相転移点：Ｎ＊  ８０．４−８０．５  ＢＰ  ８２．３  Ｉ【０２４５】
［比較例３］
調製されたキラル液晶組成物ＣＬＣ−Ｒを重合性モノマーとの混合物を等方相で加熱混合することで、液晶組成物ＭＬＣ−Ｒを調製した。組成と相転移温度を示す。
ＣＬＣ−Ｒ                    ８８．４重量％
ｎ−ヘキサデシルアクリレート    ６．２重量％
ＬＣＡ−１２                    ５．２重量％
ＤＭＰＡ                        ０．４重量％
相転移点：Ｎ＊  ５２．８−５３．２  ＢＰ  ５７．０  Ｉ【０２４６】
［比較例４］高分子／液晶複合材料が挟持されたセル
実施例４と同様な方法で、ＵＶ露光条件２：紫外光（紫外光強度２ｍＷｃｍ−２（３６５ｎｍ））を７分間照射で重合反応を行い、高分子／液晶複合材料ＰＳＢＰ−Ｒが挟持されたセルを作成した（セル厚７．６μｍ）。【０２４７】
［比較例５］セルを用いた光学系
実施例５と同様な方法で、高分子／液晶複合材料の室温で印加電圧と透過率との関係を調べた。セルに挟持された高分子／液晶複合材料ＰＳＢＰ−Ｒの物性値は以下の通りであった。
飽和電圧：６０．４Ｖ，コントラスト比：１０８０，電圧印加時の応答時間：０．５６ｍs，電圧除去時の応答時間：０．５３ｍs，重合温度：５２．８℃。【０２４８】
このようにして得られた高分子／液晶複合材料ＰＳＢＰ−１〜ＰＳＢＰ−２３およびＰＳＢＰ−Ｒは、いずれも、室温まで冷却しても光学的に等方性の液晶相を維持していた。【０２４９】
ＣＬＣ−７は、ＣＬＣ−Ｒに化合物（３）を添加した組成物である。
ＰＳＢＰ−７の飽和電圧は４５．４Ｖ、コントラスト比は１０６２．６であり、ＰＳＢＰ−Ｒ（飽和電圧は６０．４Ｖ、コントラスト比は１０８０）と比べて、コントラスト比は同等でありながら駆動電圧が低下した。化合物（１’）および化合物（２’）に化合物（３）の組み合わせの組成物は、駆動電圧の低下に有効であることがわかった。【０２５０】
上記実施例から明らかなように、本発明の光素子は、駆動電圧が低く、コントラストが高く、応答時間が速いことから従来技術より優れている。
【産業上の利用可能性】
【０２５１】
本発明の活用法として、たとえば、高分子／液晶複合体を用いる表示素子などの光素子が挙げられる。
【符号の説明】
【０２５２】
１  電極
２  電極
３  光源
４  偏光子（偏光板）（Polarizer）
５  櫛型電極セル
６  検光子（偏光板）（Analyzer）
７  受光器（Photodetector）
【図１】
2018003658.tif 000124
【図２】
2018003658.tif 000125
【国際調査報告】
2018003658.tif 000126
2018003658.tif 000127
2018003658.tif 000128
2018003658.tif 000129