(57)【要約】【課題】光変調素子を提供する。【解決手段】本発明は、それぞれの基板の内面上に電極構造を備える一対の対向する透明基板と、１種類以上の粒子を含むコレステリック液晶媒体を含むスイッチ層とを含む光変調素子に関する。本発明は更に、光学的もしくは電気光学的部品またはデバイスにおける上および下に記載する通りの光変調素子の使用に関する。本発明は更に、上および下に記載する通りの光変調素子を含む光学的もしくは電気光学的部品またはデバイスに関する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれの基板の内面上に電極構造を備える一対の対向する透明基板と、
１種類以上の粒子を含むコレステリック液晶媒体を含むスイッチ層と
を含む光変調素子。
【請求項２】
コレステリック液晶媒体が、
正の誘電異方性を有する１種類以上のメソゲン化合物と、
負の誘電異方性を有する１種類以上のメソゲン化合物と
を含むことを特徴とする請求項１に記載の光変調素子。
【請求項３】
コレステリック液晶媒体が、デュアル周波数コレステリック液晶媒体であることを特徴とする請求項１または２に記載の光変調素子。
【請求項４】
コレステリック液晶媒体が、式Ｂ−１〜Ｂ−ＩＩＩの化合物の群から選択する１種類以上の化合物を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の光変調素子。
【化１】
2018538555.tif 000056
（式中、
ＬＢ１１〜ＬＢ３１は、独立にＨまたはＦであり、ただし、
【化２】
2018538555.tif 000057
ＬＢ２２およびＬＢ３１は、Ｆを表し、
ＲＢ１、ＲＢ２１、ＲＢ２２、ＲＢ３１およびＲＢ３２は、それぞれ独立に、Ｈ、１〜２５個のＣ原子を有する直鎖状または分岐状のアルキル基であり、該アルキル基は無置換でも、ハロゲンもしくはＣＮで一置換または多置換されていてもよく、１個以上の隣接していないＣＨ２基は、それぞれの出現で互いに独立に酸素原子が互いに直接連結しないようにして、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＮＨ−、−Ｎ（ＣＨ３）−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−、−Ｓ−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｓ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＦ−、−ＣＦ＝ＣＦ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられていることも可能であり、
ＸＢ１は、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、ＮＣＳ、ＯＣＦ２Ｈ、ＯＣＦ３、ＣＦ３であり、
ＺＢ１、ＺＢ２、ＺＢ３１およびＺＢ３２は、それぞれの出現で独立に、−ＣＨ２−ＣＨ２−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＦ２−Ｏ−、−Ｏ−ＣＦ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−または単結合であり、
【化３】
2018538555.tif 000058
ｎは、１、２または３であり、および
ｍは、０、１または２である。）
【請求項５】
コレステリック液晶媒体が、式Ｂ−Ｉ、Ｂ−ＩＩおよび／またはＢ−ＩＩＩの１種類以上の化合物を５０〜９８重量％の量で含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の光変調素子。
【請求項６】
コレステリック液晶媒体が、それぞれ単独または互いに組み合わせて５μｍ−１以上のヘリカルツイスト力の絶対値（ｈｅｌｉｃａｌ  ｔｗｉｓｔｉｎｇ  ｐｏｗｅｒ、｜ＨＴＰｔｏｔａｌ｜）を有する１種類以上のキラル化合物を含むことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の光変調素子。
【請求項７】
コレステリック液晶媒体が、１種類以上のキラル化合物を１〜２０重量％の量で含むことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の光変調素子。
【請求項８】
コレステリック液晶媒体が１種類以上の粒子を含み、粒子材料の屈折率は利用する液晶媒体の屈折率と、−０．５〜＋０．５の範囲内で異なることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の光変調素子。
【請求項９】
コレステリック液晶媒体が、１種類以上の粒子を０．１〜１０重量％の量で含むことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の光変調素子。
【請求項１０】
コレステリック液晶媒体のクロスオーバー周波数の値が、１５以上であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の光変調素子。
【請求項１１】
少なくとも以下の工程：
・基板を切断および洗浄する工程と、
・基板上に電極構造を設ける工程と、
・任意工程として、少なくとも１層の配向層をコーティングする工程と、
・ＵＶ硬化性接着剤を使用してセルを組み立てる工程と、
・１種類以上の粒子を含むコレステリック液晶媒体をセルに充填する工程と、
・任意工程として、ＬＣ媒体の重合性化合物を硬化する工程と
を含む光変調素子の製造方法。
【請求項１２】
光学的もしくは電気光学的部品またはデバイスにおける請求項１〜１０のいずれか１項に記載の光変調素子の使用。
【請求項１３】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の光変調素子を含む光学的もしくは電気光学的部品またはデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、それぞれの基板の内面上に電極構造を備える一対の対向する透明基板と、１種類以上の粒子を含むコレステリック液晶媒体を含むスイッチ層とを含む光変調素子に関する。
【０００２】
本発明は更に、光学的もしくは電気光学的部品またはデバイスにおける上および下に記載する通りの光変調素子の使用に関する。
【０００３】
本発明は更に、上および下に記載する通りの光変調素子を含む光学的もしくは電気光学的部品またはデバイスに関する。
【背景技術】
【０００４】
液晶ディスプレイは、先行技術より既知である。最も一般的なディスプレイデバイスはＳｃｈａｄｔ−Ｈｅｌｆｒｉｃｈ効果に基づいており、ツイストネマチック構造、例えば典型的には９０°のツイスト角を有するＴＮ（「ツイストネマチック（ｔｗｉｓｔｅｄ  ｎｅｍａｔｉｃ）」）セル、および、典型的には１８０〜２７０°のツイスト角を有するＳＴＮ（「超ツイストネマチック（ｓｕｐｅｒ−ｔｗｉｓｔｅｄ  ｎｅｍａｔｉｃ）」）セルなどを有する液晶媒体を含有する。これらのディスプレイにおけるツイスト構造は通常、１種類以上のキラルドーパントをネマチックまたはスメクチック液晶媒体へ添加することで達成される。
【０００５】
また、キラルネマチックまたはコレステリック構造を有する液晶（ＬＣ（ｌｉｑｕｉｄ−ｃｒｙｓｔａｌ））媒体を含有する液晶ディスプレイも既知である。これらの媒体は、ＴＮおよびＳＴＮセルからの媒体と比較して著しく高いツイストを有する。
【０００６】
コレステリック液晶は、円偏光に対して、光ベクトルの回転方向がコレステリックへリックスの回転方向に対応する選択的反射を示す。反射波長λは、コレステリックへリックスのピッチｐおよびコレステリック液晶の平均複屈折ｎにより、下に従って与えられる。
【０００７】
【数１】
2018538555.tif 000002
式中、λｍａｘは選択反射極大の波長であり、ｎは平均屈折率（ｎｍｅａｎ＝［（ｎｏ＋ｎｅ）］／２）であり、ピッチ（ｐ）は２π回転するＣＬＣ相の配向軸（ダイレクタ）の距離である。
【０００８】
慣用のコレステリック液晶（ＣＬＣ（ｃｈｏｌｅｓｔｅｒｉｃ  ｌｉｑｕｉｄ−ｃｒｙｓｔａｌ））ディスプレイの例は、所謂ＳＳＣＴ（「表面安定化コレステリック構造（ｓｕｒｆａｃｅ  ｓｔａｂｉｌｉｓｅｄ  ｃｈｏｌｅｓｔｅｒｉｃ  ｔｅｘｔｕｒｅ）」）およびＰＳＣＴ（「ポリマー安定化コレステリック構造（ｐｏｌｙｍｅｒ  ｓｔａｂｉｌｉｓｅｄ  ｃｈｏｌｅｓｔｅｒｉｃ  ｔｅｘｔｕｒｅ）」）ディスプレイである。ＣＬＣおよびそれらの複合体においてコレステリック液晶（ＣＬＣ（ｃｈｏｌｅｓｔｅｒｉｃ  ｌｉｑｕｉｄ−ｃｒｙｓｔａｌ））の制御されたピッチを有する螺旋構造によって、それらは電気的にスイッチ可能なプライバシーウィンドウ、光シャッターなどの偏光子を使用しない電気光学的デバイスでの使用に非常に有望である。
【０００９】
上述のディスプレイのためのＣＬＣ媒体は、例えば、ネマチックＬＣ混合物を、高いツイスト力を有するキラルドーパントでドープすることで調製できる。なお、誘発されたコレステリックへリックスのピッチｐは、濃度ｃおよびキラルドーパントのヘリカルツイスト力ＨＴＰ（ｈｅｌｉｃａｌ  ｔｗｉｓｔｉｎｇ  ｐｏｗｅｒ）により、以下の式に従って与えられる。
【００１０】
【数２】
2018538555.tif 000003
また、例えば、それぞれのドーパントのＨＴＰの温度依存性を補償し、よってＣＬＣ媒体のへリックスピッチおよび反射波長の低い温度依存性を達成するために、２種類以上のドーパントを使用することも可能である。総ＨＴＰ（ＨＴＰｔｏｔａｌ）は、下の通りである。
【００１１】
【数３】
2018538555.tif 000004
式中、ｃｉはそれぞれ個々のドーパントの濃度であり、ＨＴＰｉはそれぞれ個々のドーパントのヘリカルツイスト力である。
【００１２】
上述の用途において使用するためには、キラルドーパントは、可能な限り高いヘリカルツイスト力および低い温度依存性、高い安定性および液晶ホスト相中における良好な可溶性を有していなければならない。加えて、液晶ホスト相の液晶および電気光学的特性に対して、キラルドーパントによる悪影響は可能な限り低くなければならない。ドーパントの高いヘリカルツイスト力は、特に、例えば、コレステリックディスプレイにおいて小さいピッチを達成するために、しかしまた、ドーパントの濃度を減少できるようにするために望ましい。これにより、第１に、ドーパントによって液晶の特性が損なわれる潜在性の低減が達成され、第２に、ドーパントの可溶性に関する許容度が増大し、また、例えば、比較的溶解性の低いドーパントを用いることも可能となる。
【００１３】
一般的に、上述のディスプレイにおいて使用するためのＣＬＣ材料は、良好な化学的および熱的安定性および電界および電磁放射線に対する良好な安定性を有しなければならない。更に、液晶材料は、高い透明点、十分に高い複屈折、高い正の誘電異方性および低い回転粘度を有する広いコレステリック液晶相を有しなければならない。
【００１４】
ＣＬＣのテクスチャがフォーカルコニックテクスチャにスイッチすると、ブラッグ反射が消滅し、螺旋軸がランダムに分布するためＣＬＣは入射光を散乱する。
【００１５】
ＣＬＣ複合システムでは少量のモノマーがＣＬＣ中に分散され、液晶相中で重合して異方性ポリマーネットワークを形成し、ポリマーネットワークは液晶を平行に保つ傾向があるＬＣに対して配向効果を有する。コレステリックピッチ、重合条件およびポリマーネットワークの構造に依存して、ポリマー安定化コレステリックテクスチャ（ＰＳＣＴ、ｐｏｌｙｍｅｒ  ｓｔａｂｉｌｉｚｅｄ  ｃｈｏｌｅｓｔｅｒｉｃ  ｔｅｘｔｕｒｅ）は、正常および反転モードの光シャッターで一般に動作していた。モノマーがＣＬＣのホメオトロピック（Ｈ、ｈｏｍｅｏｔｒｏｐｉｃ）状態で重合される場合、形成されたポリマーネットワークは通常、セル基板に対して垂直であり、散乱フォーカルコニック（ＦＣ、ｆｏｃａｌ  ｃｏｎｉｃ）テクスチャを安定化させ、ＰＳＣＴ正常モード光変調素子が得られる。平面（Ｐ、ｐｌａｎａｒ）テクスチャでは、全ての螺旋軸が基板表面に垂直な方向に配列される。ピッチ長が可視光線の波長よりもはるかに大きいかまたは小さい場合、セルは透明になる。
【００１６】
フォーカルコニック状態では螺旋軸がランダムに配向し、テクスチャはドメイン境界での屈折率の不連続な空間的変化のために強い光散乱を示す。ポリマーネットワークにおける平面およびフォーカルコニック状態間の電界駆動によるテクスチャ転移の効果は、ＰＳＣＴディスプレイの動作の基礎となる。
【００１７】
平面およびフォーカルコニック型の両構成は、外部電界がない場合でも安定している。しかしながら状態間のスイッチは、正の誘電異方性（Δε＞０）および垂直電界を有するＬＣ分子間の誘電結合によってコレステリック螺旋が完全に巻き戻されるＨ状態においてのみ達成され得る。
【００１８】
その結果、従来のＰＳＣＴ光デバイスは高いスイッチ電圧を必要とする。従来は一般的に、Ｐ状態からＦＣ状態にスイッチするＣＬＣは、交流矩形波のパルスによって誘導される。臨界値を超える高電圧を印加すると、ＣＬＣはＨ状態になる。電界を急にオフにすると、引き続いてＰ状態への転移が達成され得るが、高電圧をゆっくりとオフにすると、ＣＬＣのＨ状態はＦＣ状態に変わる。この駆動スキームでは、ＦＣからＰ状態への転移は、中間のＨ状態を通して達成され、転移時間はＨからＰへの転移が遅いために非常に長い。
【００１９】
この従来の駆動方式は、双安定ＦＣ状態からＰ状態にスイッチする間接転移経路を用いる。いずれにしてもコレステリックディスプレイ、反転モード光シャッターおよび他の電気光学的デバイスなど種々のＬＣ用途に対して、Ｐまたは光散乱ＦＣ状態のいずれかから他方へのスイッチが提案されてきた。
【００２０】
非常に最近では付加的な電界（エネルギー効率と呼ばれる）を印加して２種類の光学的状態を維持でき、熱的および電気的にスイッチ可能な双安定ＰＳＬＣ光シャッターが報告された（Ｊ．Ｍａ、Ｌ．ＳｈｉおよびＤ．−Ｋ．Ｙａｎｇ著、「Ｂｉｓｔａｂｌｅ  ｐｏｌｙｍｅｒ  ｓｔａｂｉｌｉｚｅｄ  ｃｈｏｌｅｓｔｅｒｉｃ  ｔｅｘｔｕｒｅ  ｌｉｇｈｔ  ｓｈｕｔｔｅｒ（双安定性ポリマー安定化コレステリックテクスチャ光シャッター）」Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｅｘｐｒｅｓｓ  第３巻（第２号）、０２１７０２頁（２０１０年）（非特許文献１））。
【００２１】
Ｍａらは電気的にスイッチ可能な双安定ＰＳＣＴ光を実現するために、デュアル周波数ＣＬＣを使用した。しかし、速いスイッチ速度、非常に小さなヒステリシス、選択反射などの優れた電気光学的性能を有する反転モードＰＳＣＴがどのように双安定化できるかは依然として未解決の問題である。セル基板に垂直な十分に大きな電界を反転モードＰＳＣＴに印加するとポリマーネットワークは歪み、安定なＰテクスチャから安定なＦＣテクスチャへのスイッチによっては、透明なＰテクスチャに戻ることができない。ＣＬＣのＨ状態を介してシャッターを不透明から透明状態にスイッチするには、非常に高い電界が必要である。
【００２２】
２種類の安定した状態の間でＣＬＣ光変調素子をスイッチする別の方法は、デュアル周波数ネマチック液晶（ＤＦＬＣ、ｄｕａｌ−ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｎｅｍａｔｉｃ  ｌｉｑｕｉｄ  ｃｒｙｓｔａｌ）を使用することである。これらＤＦＬＣ材料は高い誘電分散を有し、誘電異方性Δε（ｆ）＝ε‖（ｆ）−ε⊥（ｆ）は周波数に依存し、Δε（ｆＣＯ）＝０であるクロスオーバー周波数ｆＣＯにおいて符号が変化する結果となる。ＤＦＬＣ材料によってはｆＣＯが少ないｋＨｚで発生し、ΔｆＣＯが１〜１００ｋＨｚにわたる範囲で大きく変化する。ＤＦＬＣセルにおいてｆＣＯより上または下のいずれかの周波数で電界を試料に印加することで、ホモジニアスまたはホメオトロピック配向のいずれかの間でダイレクタを駆動できる。ＬＣの分子は、それらが配向する傾向にある好ましい方向（単位ベクトル）を有するのでＬＣに電界を印加すると、単位ベクトルにトルクが働く。異方性の符号、即ちΔε＞０またはΔε＜０に応じて、このトルクはダイレクタをそれぞれ電界方向に平行または垂直に向かって回転させる。
【００２３】
ＸｕおよびＤ．−Ｋ．Ｙａｎｇは直接スイッチングに基づくＤＦＬＣ材料を使用し、小型のＣＬＣ反射ディスプレイの電気光学的特性について報告した。
【００２４】
しかしながら著者らは初期の平面状態のためにホモジニアスなポリイミド（ＰＩ、ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）配向層を使用しており、施行費用は競争力がなく、デバイスのために種々の製造プロセス工程を必要とする。
【００２５】
更にアドレス方式は動画を表示するには十分速くはなく、ＦＣおよびＰテクスチャにアドレスするためのピクセルに印加する電圧は、それぞれ６６Ｖおよび１００Ｖと非常に高い。更に著者らは商業的用途のための、メモリモードの保持時間、Ｐ状態の可視性、ＦＣ状態の不透明度を示すことはできなかった。
【００２６】
より最近ではＹ．Ｃ．ＨｓｉａｏらもＤＦＬＣを使用し、平面セル内にホモジニアスなポリイミド配向層を有する双安定コレステリック強度変調器について報告したが、動作電圧は依然として高く、ＦＣ状態の散乱力は、理想的な双安定光シャッターとしてのデバイスの使用を保証するには不十分であった（Ｙ．−Ｃ．Ｈｓｉａｏ、Ｃ．−Ｙ．ＴａｎｇおよびＷ．Ｌｅｅ著、「Ｆａｓｔ−ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ  ｂｉｓｔａｂｌｅ  ｃｈｏｌｅｓｔｅｒｉｃ  ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ  ｍｏｄｕｌａｔｏｒ（高速スイッチ双安定コレステリック強度変調器）」、Ｏｐｔ．Ｅｘｐｒｅｓｓ  第１９巻（第１０号）、第９７４４〜９７４９頁（２０１１年）（非特許文献２））。著者らは平面セル内でホモジニアスなＰＩ層を使用し、ホモジニアスな配向層は初期平面状態（高周波電界を印加する前）でＬＣのより良好な配向を与えることができるが、０Ｖで純粋なコレステリック系のＦＣ状態を常に不安定にし、ＦＣ状態は低周波の印加電界がない場合、長時間は安定でない。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００２７】
【非特許文献１】Ｊ．Ｍａ、Ｌ．ＳｈｉおよびＤ．−Ｋ．Ｙａｎｇ著、「Ｂｉｓｔａｂｌｅ  ｐｏｌｙｍｅｒ  ｓｔａｂｉｌｉｚｅｄ  ｃｈｏｌｅｓｔｅｒｉｃ  ｔｅｘｔｕｒｅ  ｌｉｇｈｔ  ｓｈｕｔｔｅｒ（双安定性ポリマー安定化コレステリックテクスチャ光シャッター）」Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｅｘｐｒｅｓｓ  第３巻（第２号）、０２１７０２頁（２０１０年）
【非特許文献２】Ｙ．−Ｃ．Ｈｓｉａｏ、Ｃ．−Ｙ．ＴａｎｇおよびＷ．Ｌｅｅ著、「Ｆａｓｔ−ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ  ｂｉｓｔａｂｌｅ  ｃｈｏｌｅｓｔｅｒｉｃ  ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ  ｍｏｄｕｌａｔｏｒ（高速スイッチ双安定コレステリック強度変調器）」、Ｏｐｔ．Ｅｘｐｒｅｓｓ  第１９巻（第１０号）、第９７４４〜９７４９頁（２０１１年）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２８】
よって好ましくは、誘電率異方性の符号反転のために異なる周波数で比較的非常に低い電場を印加することで、透明（または反射）Ｐ状態から不透明（または透明）ＦＣ状態へおよびその逆の間で直接スイッチでき、ホモジニアスなＰＩコーティングなしで、デュアル周波数液晶（ＤＦＬＣ、ｄｕａｌ−ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｎｅｍａｔｉｃ  ｌｉｑｕｉｄ  ｃｒｙｓｔａｌ）媒体を利用する反転モード双安定ＣＬＣ光シャッターに対する大きな需要がある。
【課題を解決するための手段】
【００２９】
驚くべきことに先行技術の光変調素子の欠点を示さないか、少なくともそれらを著しく低減した程度に示す、このような反転モード双安定ＣＬＣ光シャッターまたは光変調素子を実現することができることが見出された。
【００３０】
よって本発明は、それぞれの基板の内面上に電極構造を備える一対の対向する透明基板と、１種類以上の粒子を含むコレステリック液晶媒体を含むスイッチ層とを含む光変調素子に関する。
【００３１】
本発明は更に、光学的もしくは電気光学的部品またはデバイスにおける上および下に記載する通りの光変調素子の使用に関する。
【００３２】
本発明は更に、上および下に記載する通りの光変調素子を含む光学的もしくは電気光学的部品またはデバイスに関する。
【００３３】
前記デバイスおよび部品としては限定することなく、電気光学的ディスプレイ、ＬＣＤ、光学フィルム、偏光子、コンペンセータ、ビームスプリッタ、反射フィルム、配向層、カラーフィルタ、ホログラフィック素子、ホットスタンプホイル、カラー画像、装飾またはセキュリティマーキング、ＬＣ顔料、接着剤、非線形光学（ＮＬＯ、ｎｏｎ−ｌｉｎｅａｒ  ｏｐｔｉｃ）デバイス、光情報記憶デバイス、電子デバイス、有機半導体、有機電界効果トランジスタ（ＯＦＥＴ、ｏｒｇａｎｉｃ  ｆｉｅｌｄ  ｅｆｆｅｃｔ  ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）、集積回路（ＩＣ、ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  ｃｉｒｃｕｉｔ）、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ、ｔｈｉｎ  ｆｉｌｍ  ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）、無線周波数識別（ＲＦＩＤ、Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）タグ、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ、ｏｒｇａｎｉｃ  ｌｉｇｈｔ  ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｄｉｏｄｅ）、有機発光トランジスタ（ＯＬＥＴ、ｏｒｇａｎｉｃ  ｌｉｇｈｔ  ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）、エレクトロルミネセントディスプレイ、有機太陽光発電（ＯＰＶ、ｏｒｇａｎｉｃ  ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ）デバイス、有機太陽電池（Ｏ−ＳＣ、ｏｒｇａｎｉｃ  ｓｏｌａｒ  ｃｅｌｌ）、有機レーザーダイオード（Ｏ−レーザー、ｏｒｇａｎｉｃ  ｌａｓｅｒ  ｄｉｏｄｅ）、有機集積回路（Ｏ−ＩＣ、ｏｒｇａｎｉｃ  ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  ｃｉｒｃｕｉｔ）、照明デバイス、センサーデバイス、電極材料、光伝導体、光検出器、電子写真記録デバイス、キャパシタ、電荷注入層、ショットキーダイオード、平坦化層、帯電防止フィルム、導電性基板、導電性パターン、光導電体、電子写真用途、電子写真記録、有機メモリーデバイス、バイオセンサー、バイオチップ、複数の波長において同様の位相シフトを必要とする光電子デバイス、複合ＣＤ／ＤＶＤ／ＨＤ−ＤＶＤ／ブルーレイ、読出・書込・書換データ記憶システム、カメラまたはウィンドウが挙げられる。
【００３４】
特に本発明は更に、プライバシーウィンドウ内での光変調素子の使用および本発明による光変調素子を含むプライバシーウィンドウに関する。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
＜用語および定義＞
用語「液晶」、「メソモルフィック化合物」または「メソゲニック化合物」（略して「メソゲン」とも言う）は、温度、圧力および濃度の適切な条件下において、中間相（ネマチック、スメクチックなど）として、または、特にＬＣ相として存在できる化合物を意味する。非両親媒性メソゲン化合物は、例えば、１個以上のカラミチック、バナナ形状またはディスコチックのメソゲン基を含む。
【００３６】
用語「メソゲン基」は、これに関連して、液晶（ＬＣ）相挙動を誘発する能力を有する基を意味する。メソゲン基を含む化合物は、それ自体が必ずしもＬＣ相を示さなければならないと言う訳ではない。メソゲン基を含む化合物は、他の化合物との混合物においてのみＬＣ相挙動を示すことも可能である。単純化のため、用語「液晶」は本明細書において、メソゲンおよびＬＣ材料の両者に対して使用する。
【００３７】
用語「低分子量」は、化合物の相対分子量が２０００ｇ／ｍｏｌ未満であることを意味する。
【００３８】
用語「反応性メソゲン」（ＲＭ、ｒｅａｃｔｉｖｅ  ｍｅｓｏｇｅｎ）は重合性メソゲンまたは液晶化合物を意味し、好ましくはモノマー化合物である。
【００３９】
上で「Ｓｐ」とも呼ばれる用語「スペーサー」または「スペーサー基」は当業者に既知で文献に記載されており、例えば、Ｐｕｒｅ  Ａｐｐｌ．Ｃｈｅｍ．第７３巻（第５号）、第８８８頁（２００１年）およびＣ．Ｔｓｃｈｉｅｒｓｋｅ、Ｇ．Ｐｅｌｚｌ、Ｓ．Ｄｉｅｌｅ、Ａｎｇｅｗ．Ｃｈｅｍ．２００４年、第１１６巻、第６３４０〜６３６８頁参照。他に明言しない限り用語「スペーサー」または「スペーサー基」は上および下において、重合性メソゲン化合物においてメソゲン基と重合性基（１個または複数個）とを連結するフレキシブルな有機基を表す。
【００４０】
好ましいスペーサー基Ｓｐは、基「Ｐ−Ｓｐ−」が式「Ｐ−Ｓｐ’−Ｘ’−」と合致するように式Ｓｐ’−Ｘ’より選択され、ただし
Ｓｐ’は、１〜２０個、好ましくは１〜１２個のＣ原子を有するアルキレンを表し、該アルキレンは、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、ＩまたはＣＮで一置換または多置換されていてもよく、ただし加えて、１個以上の隣接していないＣＨ２基は、それぞれ互いに独立に、Ｏおよび／またはＳ原子が互いに直接連結しないようにして、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＮＨ−、−ＮＲｘ−、−ＳｉＲｘＲｘｘ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＯＣＯ−Ｏ−、−Ｓ−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｓ−、−ＮＲｘ−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−ＮＲｘ−、−ＮＲｘ−ＣＯ−ＮＲｘ−、−ＣＨ＝ＣＨ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられていてもよく、
Ｘ’は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−Ｏ−ＣＯＯ−、−ＣＯ−ＮＲｘ−、−ＮＲｘ−ＣＯ−、−ＮＲｘ−ＣＯ−ＮＲｘ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＳＣＨ２−、−ＣＨ２Ｓ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＦ２Ｓ−、−ＳＣＦ２−、−ＣＦ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＦ２−、−ＣＦ２ＣＦ２−、−ＣＨ＝Ｎ−、−Ｎ＝ＣＨ−、−Ｎ＝Ｎ−、−ＣＨ＝ＣＲｘ−、−ＣＹｘ＝ＣＹｘｘ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ−または単結合を表し、
ＲｘおよびＲｘｘは、それぞれ互いに独立に、Ｈまたは１〜１２個のＣ原子を有するアルキルを表し、および
ＹｘおよびＹｘｘは、それぞれ互いに独立に、Ｈ、Ｆ、ＣｌまたはＣＮを表し、
Ｘ’は、好ましくは、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−Ｏ−ＣＯＯ−、−ＣＯ−ＮＲｘ−、−ＮＲｘ−ＣＯ−、−ＮＲｘ−ＣＯ−ＮＲｘ−または単結合である。
【００４１】
典型的なスペーサー基Ｓｐ’は、例えば、−（ＣＨ２）ｐ１−、−（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｑ１−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２−Ｓ−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２−ＮＨ−ＣＨ２ＣＨ２−または−（ＳｉＲｘＲｘｘ−Ｏ）ｐ１−であり、ただし、ｐ１は１〜１２の整数であり、ｑ１は１〜３の整数であり、ＲｘおよびＲｘｘは上述の意味を有する。
【００４２】
特に好ましい基−Ｘ’−Ｓｐ’−は、−（ＣＨ２）ｐ１−、−Ｏ−（ＣＨ２）ｐ１−、−ＯＣＯ−（ＣＨ２）ｐ１−、−ＯＣＯＯ−（ＣＨ２）ｐ１−である。
【００４３】
特に好ましい基Ｓｐ’は、例えば、それぞれの場合で直鎖状のエチレン、プロピレン、ブチレン、ペンチレン、ヘキシレン、ヘプチレン、オクチレン、ノニレン、デシレン、ウンデシレン、ドデシレン、オクタデシレン、エチレンオキシエチレン、メチレンオキシブチレン、エチレンチオエチレン、エチレン−Ｎ−メチルイミノエチレン、１−メチルアルキレン、エテニレン、プロペニレンおよびブテニレンである。
【００４４】
１個の重合性基を有する重合性化合物は「一反応性」化合物とも呼ばれ、２個の重合性基を有する化合物は「二反応性」化合物とも呼ばれ、２個より多い重合性基を有する化合物は「多反応性」化合物とも呼ばれる。重合性基を持たない化合物は、「非反応性」化合物とも呼ばれる。
【００４５】
重合性基（Ｐ）はラジカルまたはイオン連鎖重合、重付加または重縮合などの重合反応に関与し得るか、例えばポリマー主鎖上への縮合または付加といったポリマー類似反応においてグラフト化し得る基である。ラジカル、カチオンまたはアニオン重合などの連鎖重合反応のための重合性基が特に好ましい。特に、−Ｃ＝Ｃ−または−Ｃ≡Ｃ−結合を含む重合性基、およびオキセタンまたはエポキシなどの開環重合で重合し得る重合性基が非常に好ましい。
【００４６】
適切で好ましい重合性基（Ｐ）としては限定することなく、ＣＨ２＝ＣＷ１−ＣＯＯ−、ＣＨ２＝ＣＷ１−ＣＯ−、
【００４７】
【化１】
2018538555.tif 000005
ＣＨ２＝ＣＷ２−（Ｏ）ｋ１−、ＣＨ３−ＣＨ＝ＣＨ−Ｏ−、（ＣＨ２＝ＣＨ）２ＣＨ−ＯＣＯ−、（ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＨ２）２ＣＨ−ＯＣＯ−、（ＣＨ２＝ＣＨ）２ＣＨ−Ｏ−、（ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＨ２）２Ｎ−、（ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＨ２）２Ｎ−ＣＯ−、ＨＯ−ＣＷ２Ｗ３−、ＨＳ−ＣＷ２Ｗ３−、ＨＷ２Ｎ−、ＨＯ−ＣＷ２Ｗ３−ＮＨ−、ＣＨ２＝ＣＷ１−ＣＯ−ＮＨ−、ＣＨ２＝ＣＨ−（ＣＯＯ）ｋ１−Ｐｈｅ−（Ｏ）ｋ２−、ＣＨ２＝ＣＨ−（ＣＯ）ｋ１−Ｐｈｅ−（Ｏ）ｋ２−、Ｐｈｅ−ＣＨ＝ＣＨ−、ＨＯＯＣ−、ＯＣＮ−およびＷ４Ｗ５Ｗ６Ｓｉ−が挙げられ、ただしＷ１は、Ｈ、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、ＣＦ３、フェニルまたは１〜５個のＣ原子を有するアルキル、特に、Ｈ、ＣｌまたはＣＨ３であり、Ｗ２およびＷ３は、それぞれ互いに独立に、Ｈまたは１〜５個のＣ原子を有するアルキル、特に、Ｈ、メチル、エチルまたはｎ−プロピルであり、Ｗ４、Ｗ５およびＷ６は、それぞれ互いに独立に、Ｃｌ、１〜５個のＣ原子を有するオキサアルキルまたはオキサカルボニルアルキルであり、Ｗ７およびＷ８は、それぞれ互いに独立に、Ｈ、Ｃｌまたは１〜５個のＣ原子を有するアルキルであり、Ｐｈｅは、好ましくは上で定義される通り（Ｐ−Ｓｐ−の意味以外）の１個以上の基Ｌで置換されてよい１，４−フェニレンであり、ｋ１およびｋ２は、それぞれ互いに独立に、０または１である。
【００４８】
非常に好ましい重合性基は、ＣＨ２＝ＣＷ１−ＣＯＯ−、ＣＨ２＝ＣＷ１−ＣＯ−、
【００４９】
【化２】
2018538555.tif 000006
（ＣＨ２＝ＣＨ）２ＣＨ−ＯＣＯ−、（ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＨ２）２ＣＨ−ＯＣＯ−、（ＣＨ２＝ＣＨ）２ＣＨ−Ｏ−、（ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＨ２）２Ｎ−、（ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＨ２）２Ｎ−ＣＯ−、ＨＯ−ＣＷ２Ｗ３−、ＨＳ−ＣＷ２Ｗ３−、ＨＷ２Ｎ−、ＨＯ−ＣＷ２Ｗ３−ＮＨ−、ＣＨ２＝ＣＷ１−ＣＯ−ＮＨ−、ＣＨ２＝ＣＨ−（ＣＯＯ）ｋ１−Ｐｈｅ−（Ｏ）ｋ２−、ＣＨ２＝ＣＨ−（ＣＯ）ｋ１−Ｐｈｅ−（Ｏ）ｋ２−、Ｐｈｅ−ＣＨ＝ＣＨ−、ＨＯＯＣ−、ＯＣＮ−およびＷ４Ｗ５Ｗ６Ｓｉ−から選択され、ただしＷ１は、Ｈ、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、ＣＦ３、フェニルまたは１〜５個のＣ原子を有するアルキル、特に、Ｈ、Ｆ、ＣｌまたはＣＨ３であり、Ｗ２およびＷ３は、それぞれ互いに独立に、Ｈまたは１〜５個のＣ原子を有するアルキル、特に、Ｈ、メチル、エチルまたはｎ−プロピルであり、Ｗ４、Ｗ５およびＷ６は、それぞれ互いに独立に、Ｃｌ、１〜５個のＣ原子を有するオキサアルキルまたはオキサカルボニルアルキルであり、Ｗ７およびＷ８は、それぞれ互いに独立に、Ｈ、Ｃｌまたは１〜５個のＣ原子を有するアルキルであり、Ｐｈｅは、好ましくは上で定義される通り（Ｐ−Ｓｐ−の意味以外）の１個以上の基Ｌで置換されてよい１，４−フェニレンであり、ｋ１およびｋ２は、それぞれ互いに独立に、０または１である。
【００５０】
最も好ましい重合性基は、ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＯＯ−、ＣＨ２＝Ｃ（ＣＨ３）−ＣＯＯ−、ＣＨ２＝ＣＦ−ＣＯＯ−、（ＣＨ２＝ＣＨ）２ＣＨ−ＯＣＯ−、（ＣＨ２＝ＣＨ）２ＣＨ−Ｏ−、
【００５１】
【化３】
2018538555.tif 000007
から選択される。
【００５２】
用語「重合」は複数の重合性単位またはそのような重合性単位を含有するポリマー前駆体を共に結合して、ポリマーを形成する化学的プロセスを意味する。
【００５３】
用語「ポリマー」はモノマーと呼ばれる多くの小分子を化学的に共に結合させることで形成された、多くの繰返単位の鎖または網目構造から成る長いまたは大きい分子を意味する。ポリマーは重合、多くのモノマー分子またはポリマー前駆体の結合で形成される。
【００５４】
「ポリマー網目構造」は、全てのポリマー鎖が相互連結されて、多数の架橋によって単一の巨視的実体を形成する網目構造である。ポリマー網目構造は、以下のタイプで生じ得る：
・グラフトポリマー分子は、１個以上の側鎖が主鎖から構造的にまたは構造的に異なる分岐状のポリマー分子である、
・星形ポリマー分子は、単一の分岐点が複数の直鎖状の鎖または腕を生じる分岐状ポリマー分子である。腕が同一の場合、星形ポリマー分子は規則的と言われる。隣接する腕が異なる繰返サブ単位から構成される場合、星形ポリマー分子は異型性と言われる、
・櫛形ポリマー分子は、２個以上の３方向性分岐点および直鎖状の側鎖を有する主鎖から成る。腕が同一の場合、櫛形ポリマー分子は規則的と言われる、
・ブラシ形ポリマー分子は直鎖状で非分枝状の側鎖を有する主鎖から成り、１個以上の分岐点が４方向性以上の官能性を有する。
【００５５】
本明細書で使用される場合、用語「粒子（１個または複数個）」および「ポリマー粒子（１個または複数個）」は交換可能に使用され、均一な形状および規定された直径を有する多数の単離された固体粒子を意味し、好ましくは重合プロセスでモノマー材料から直接入手され、より好ましくは光学異方性を示す。
【００５６】
本出願を通して、用語「アリールおよびヘテロアリール基」は、単環または多環でもよい基を含み、即ち、それらは１個の環（例えば、フェニルなど）または２個以上の環を含有してもよく、また、該基は縮合されていてもよく（例えば、ナフチルなど）または共有結合によって連結されていてもよく（例えば、ビフェニルなど）、または、縮合および連結された環の組み合わせを含有していてもよい。ヘテロアリール基は、好ましくは、Ｏ、Ｎ、ＳおよびＳｅより選択される１個以上のヘテロ原子を含有する。６〜２５個のＣ原子を有する単環式、二環式または三環式アリール基および２〜２５個のＣ原子を有する単環式、二環式または三環式ヘテロアリール基が特に好ましく、これらの基は縮合された環を含有していてもよく、置換されていてもよい。更に、５員、６員または７員のアリールおよびヘテロアリール基が好ましく、ただし加えて、１個以上のＣＨ基は、Ｏ原子および／またはＳ原子が互いに直接連結しないようにして、Ｎ、ＳまたはＯで置き換えられていてもよい。好ましいアリール基は、例えば、フェニル、ビフェニル、ターフェニル、［１，１’：３’，１”］ターフェニル−２’−イル、ナフチル、アントラセン、ビナフチル、フェナントレン、ピレン、ジヒドロピレン、クリセン、ペリレン、テトラセン、ペンタセン、ベンゾピレン、フルオレン、インデン、インデノフルオレン、スピロビフルオレン、さらに好ましくは、１、４−フェニレン、４，４’−ビフェニレン、１，４−ターフェニレンなどである。
【００５７】
好ましいヘテロアリール基は、例えば、ピロール、ピラゾール、イミダゾール、１，２，３−トリアゾール、１，２，４−トリアゾール、テトラゾール、フラン、チオフェン、セレノフェン、オキサゾール、イソキサゾール、１，２−チアゾール、１，３−チアゾール、１，２，３−オキサジアゾール、１，２，４−オキサジアゾール、１，２，５−オキサジアゾール、１，３，４−オキサジアゾール、１，２，３−チアジアゾール、１，２，４−チアジアゾール、１，２，５−チアジアゾール、１，３，４−チアジアゾールなどの５員環；ピリジン、ピリダジン、ピリミジン、ピラジン、１，３，５−トリアジン、１，２，４−トリアジン、１，２，３−トリアジン、１，２，４，５−テトラジン、１，２，３，４−テトラジン、１，２，３，５−テトラジンなどの６員環；またはインドール、イソインドール、インドリジン、インダゾール、ベンゾイミダゾール、ベンゾトリアゾール、プリン、ナフタイミダゾール、フェナントロイミダゾール、ピリダイミダゾール、ピラジンイミダゾール、キノキサリンイミダゾール、ベンゾキサゾール、ナフトキサゾール、アントロキサゾール、フェナントロキサゾール、イソキサゾール、ベンゾチアゾール、ベンゾフラン、イソベンゾフラン、ジベンゾフラン、キノリン、イソキノリン、プテリジン、ベンゾ−５，６−キノリン、ベンゾ−６，７−キノリン、ベンゾ−７，８−キノリン、ベンゾイソキノリン、アクリジン、フェノチアジン、フェノキサジン、ベンゾピリダジン、ベンゾピリミジン、キノキサリン、フェナジン、ナフチリジン、アザカルバゾール、ベンゾカルボリン、フェナントリジン、フェナントロリン、チエノ［２，３ｂ］チオフェン、チエノ［３，２ｂ］チオフェン、ジチエノチオフェン、イソベンゾチオフェン、ジベンゾチオフェン、ベンゾチアジアゾチオフェンなどの縮合基；またはこれらの基の組み合わせである。ヘテロアリール基は、アルキル、アルコキシ、チオアルキル、フッ素、フルオロアルキルまたは更なるアリールまたはヘテロアリール基で置換されてよい。
【００５８】
本出願の文意において用語「（非芳香族）脂環式およびヘテロ環式基」は、飽和環、即ち、排他的に単結合を含有するものと、また、部分的に不飽和な環、即ち、多重結合も含有してよいものとの両者を包含する。ヘテロ環式環は、好ましくは、Ｓｉ、Ｏ、Ｎ、ＳおよびＳｅより選択される１個以上のヘテロ原子を含有する。（非芳香族）脂環式およびヘテロ環式基は、単環式、即ち、１個のみの環を含有（例えば、シクロヘキサンなど）してもよく、または、多環式、即ち、複数の環を含有（例えば、デカヒドロナフタレンまたはビシクロオクタンなど）していてもよい。飽和基が、特に好ましい。更に、単環式、二環式または三環式で、３〜２５個のＣ原子を有する基が好ましく、該基は縮合環を含有していてもよく、置換されていてもよい。更に、５員、６員、７員または８員の炭素環式基が好ましく、ただし加えて、１個以上のＣ原子はＳｉで置き換えられていてもよく、および／または、１個以上のＣＨ基はＮで置き換えられていてもよく、および／または、１個以上の隣接していないＣＨ２基は−Ｏ−および／または−Ｓ−で置き換えられていてもよい。好ましい脂環式およびヘテロ環式基は、例えば、シクロペンタン、テトラヒドロフラン、テトラヒドロチオフラン、ピロリジンなどの５員基、シクロヘキサン、シリナン、シクロヘキセン、テトラヒドロピラン、テトラヒドロチオピラン、１，３−ジオキサン、１，３−ジチアン、ピペリジンなどの６員基、シクロヘプタンなどの７員基、および、テトラヒドロナフタレン、デカヒドロナフタレン、インダン、ビシクロ［１．１．１］ペンタン−１，３−ジイル、ビシクロ［２．２．２］オクタン−１，４−ジイル、スピロ［３．３］ヘプタン−２，６−ジイル、オクタヒドロ−４，７−メタノインダン−２，５−ジイルなどの縮合基であり、さらに好ましくは、１，４−シクロへキシレン、４，４’−ビシクロへキシレン、および３，１７−ヘキサデカヒドロ−シクロペンタフェナントレンであり、同一または異なる１以上のＬにより置換されていてもよい。特に好ましいアリール−、ヘテロアリール−、脂環式−およびヘテロ環式基は、１，４−フェニレン、４，４−ビフェニレン、１，４−ターフェニレン、１，４−シクロへキシレン、４，４’−ビシクロへキシレン、３，１７−ヘキサデカヒドロ−シクロペンタフェナントレンであり、任意に１以上の同一または異なる基Ｌで置換されていてもよい。
【００５９】
上記アリール−、ヘテロアリール−、脂環式−およびヘテロ環式基の好ましい置換基（Ｌ）は、例えば、アルキルまたはアルコキシなどの溶解促進基、フッ素、ニトロまたはニトリルなどの電子吸引基などである。好ましい置換基は、例えば、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、ＮＯ２、ＣＨ３、Ｃ２Ｈ５、ＯＣＨ３、ＯＣ２Ｈ５、ＣＯＣＨ３、ＣＯＣ２Ｈ５、ＣＯＯＣＨ３、ＣＯＯＣ２Ｈ５、ＣＦ３、ＯＣＦ３、ＯＣＨＦ２またはＯＣ２Ｆ５である。
【００６０】
上および下で「ハロゲン」は、Ｆ、Ｃｌ、ＢｒまたはＩを表す。
【００６１】
上および下で用語「アルキル」、「アリール」、「ヘテロアリール」などは、多価の基、例えば、アルキレン、アリーレン、ヘテロアリーレンなども包含する。用語「アリール」は、芳香族炭素基またはそれらより誘導される基を表す。用語「ヘテロアリール」は、１個以上のヘテロ原子を含有する、上で定義される通りの「アリール」を表す。
【００６２】
好ましいアルキル基は、例えば、メチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、イソブチル、ｓ−ブチル、ｔ−ブチル、２−メチルブチル、ｎ−ペンチル、ｓ−ペンチル、シクロペンチル、ｎ−ヘキシル、シクロヘキシル、２−エチルヘキシル、ｎ−ヘプチル、シクロヘプチル、ｎ−オクチル、シクロオクチル、ｎ−ノニル、ｎ−デシル、ｎ−ウンデシル、ｎ−ドデシル、ドデカニル、トリフルオロメチル、ペルフルオロ−ｎ−ブチル、２，２，２−トリフルオロエチル、ペルフルオロオクチル、ペルフルオロヘキシルなどである。
【００６３】
好ましいアルコキシ基は、例えば、メトキシ、エトキシ、２−メトキシエトキシ、ｎ−プロポキシ、ｉ−プロポキシ、ｎ−ブトキシ、ｉ−ブトキシ、ｓ−ブトキシ、ｔ−ブトキシ、２−メチルブトキシ、ｎ−ペントキシ、ｎ−ヘキソキシ、ｎ−ヘプトキシ、ｎ−オクトキシ、ｎ−ノノキシ、ｎ−デコキシ、ｎ−ウンデコキシ、ｎ−ドデコキシなどである。
【００６４】
好ましいアルケニル基は、例えば、エテニル、プロペニル、ブテニル、ペンテニル、シクロペンテニル、ヘキセニル、シクロヘキセニル、ヘプテニル、シクロヘプテニル、オクテニル、シクロオクテニルなどである。
【００６５】
好ましいアルキニル基は、例えば、エチニル、プロピニル、ブチニル、ペンチニル、ヘキシニル、オクチニルなどである。
【００６６】
好ましいアミノ基は、例えば、ジメチルアミノ、メチルアミノ、メチルフェニルアミノ、フェニルアミノなどである。
【００６７】
用語「キラル」は、一般に、その鏡像体に重ね合わせることができない物体を記載するために使用する。
【００６８】
「アキラル」（非キラル）な物体は、それらの鏡像体と同一の物体である。
【００６９】
用語「キラルネマチック」および「コレステリック」は、他に明示的に述べてない場合、本出願では同意語として使用する。
【００７０】
用語「配向（ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）」または「配向（ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ）」は、「配向方向」と名づけられた一般的な方向における、小型分子または巨大分子の断片などの材料の異方性単位の配向（配向配列）に関する。液晶材料の配向された層においては、液晶ダイレクタは、配向方向が材料の異方性軸の方向に対応するように配向方向と一致する。
【００７１】
用語「平面配向（ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ）／配向（ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）」は、例えば液晶材料の層において、液晶分子の分子長軸（カラミチック化合物の場合）または分子短軸（ディスコチック化合物の場合）が、層面に実質的に平行（約１８０°）に配向していることを意味する。
【００７２】
用語「ホメオトロピック配向（ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ）／配向（ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）」は、例えば液晶材料の層において、液晶分子の分子長軸（カラミチック化合物の場合）または分子短軸（ディスコチック化合物の場合）が、層面に約８０°から９０°の間の角度θ（「チルト角」）で配向していることを意味する。
【００７３】
他に明らかに特定しない限り、本出願で一般的に言及される光の波長は５５０ｎｍである。
【００７４】
本明細書において複屈折Δｎは、以下の式で定義される：
Δｎ＝ｎｅ−ｎｏ
式中、ｎｅは異常屈折率であり、ｎｏは正常屈折率であり、平均屈折率ｎａｖ．は以下の式で与えられる：
ｎａｖ．＝［（２ｎｏ２＋ｎｅ２）／３］１／２
異常屈折率ｎｅおよび正常屈折率ｎｏは、アッベ屈折計を使用して測定できる。次いで、Δｎを計算できる。
【００７５】
本願において用語「誘電的に正」は、Δε＞３．０を有する化合物または成分に対して使用され、「誘電的に中性」は−１．５≦Δε≦３．０を有するもの、および「誘電的に負」はΔε＜−１．５を有するものである。Δεは、１ｋＨｚの周波数および２０℃で決定する。それぞれの化合物の誘電異方性は、ネマチックホスト混合物におけるそれぞれ個々の化合物の１０％溶液の結果から決定する。ホスト媒体におけるそれぞれの化合物の溶解度が１０％未満の場合、少なくとも化合物の特性を決定できるのに十分に得られる媒体が安定するまで、化合物の濃度を１／２ずつ低下する。しかしながら、好ましくは、結果の有意性を可能な限り高く保つために、濃度は少なくとも５％に保つ。試験混合物の容量は、ホメオトロピック配向を有するおよびホモジニアス配向を有するセルの両方で決定する。両方のタイプのセルのセルギャップは、約２０μｍである。印加電圧は１ｋＨｚの周波数を有する矩形波で、二乗平均平方根値は０．５Ｖ〜１．０Ｖであるが、常にそれぞれの試験混合物の容量閾値より低く選択する。
【００７６】
Δεは（ε‖−ε⊥）で定義され、一方でεａｖは（ε‖＋２ε⊥）／３である。
【００７７】
デュアル周波数コレステリック液晶混合物は通常、２つのカテゴリーの材料から構成される：
（１）化合物は、低周波数で正の誘電異方性を示す、および
（２）化合物は、高周波数で負の誘電率異方性を示す。
【００７８】
クロスオーバー周波数は、誘電率異方性が符号を変化する周波数として定義される。透明な平面（Ｐ、ｐｌａｎａｒ）状態から不透明なフォーカルコニック（ＦＣ、ｆｏｃａｌ  ｃｏｎｉｃ）状態間への直接スイッチは、ＤＦ−ＣｈＬＣで実証できる。
【００７９】
さらにＣ．Ｔｓｃｈｉｅｒｓｋｅ、Ｇ．ＰｅｌｚｌおよびＳ．Ｄｉｅｌｅ著、Ａｎｇｅｗ．Ｃｈｅｍ．２００４年、１１６巻、６３４０−６３６８頁に記載の定義が、本明細書において液晶材料に関する定義されていない用語に当てはまる。
【００８０】
＜詳細な説明＞
本発明によれば基板はとりわけ、それぞれ互いに独立にポリマー材料、金属酸化物、例えばＩＴＯ、およびガラスまたは石英板のそれぞれから独立して、好ましくはそれぞれ互いに独立に別のガラスおよび／またはＩＴＯ、特にガラス／ガラスから成ってよい。
【００８１】
適切で好ましいポリマー基板は例えば、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ、ｃｙｃｌｏ  ｏｌｅｆｉｎ  ｐｏｌｙｍｅｒ）、環状オレフィンコポリマー（ＣＯＣ、ｃｙｃｌｉｃ  ｏｌｅｆｉｎ  ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ、ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）もしくはポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ、ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ−ｎａｐｈｔｈａｌａｔｅ）などのポリエステル、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ、ｐｏｌｙｖｉｎｙｌａｌｃｏｈｏｌ）、ポリカーボネート（ＰＣ、ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ）またはトリアセチルセルロース（ＴＡＣ、ｔｒｉａｃｅｔｙｌｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）のフィルム、非常に好ましくはＰＥＴまたはＴＡＣフィルムである。ＰＥＴフィルムは例えば、帝人デュポンフィルム社からＭｅｌｉｎｅｘ（登録商標）の商品名で商業的に入手可能である。ＣＯＰフィルムは例えば、ゼオン・ケミカルズ社からＺｅｏｎｏｒ（登録商標）またはＺｅｏｎｅｘ（登録商標）の商品名で商業的に入手可能である。ＣＯＣフィルムは例えば、ＴＯＰＡＳ  Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｐｏｌｙｍｅｒｓ社からＴｏｐａｓ（登録商標）の商品名で商業的に入手可能である。
【００８２】
本発明の好ましい実施形態において液晶媒体の層は、２層のフレキシブル層、例えばフレキシブルポリマーフィルムの間に配置される。結果として、本発明によるデバイスはフレキシブルであり、曲げることが可能で、例えば巻き上げることができる。フレキシブル層は、基板層、配向層および／または偏光子を表すことができる。好ましくはフレキシブルである更なる層が存在してもよい。液晶媒体の層がフレキシブル層の間に位置する好ましい実施形態のより詳細な開示については、米国特許出願公開第２０１０／００４５９２４号明細書を参照されたい。
【００８３】
基板層は例えば、層内のスペーサーまたは突出構造で互いに規定された間隔で保持できる。典型的なスペーサ材料は当業者に一般に既知で、例えばプラスチック、シリカ、エポキシ樹脂などから選択する。
【００８４】
好ましい実施形態において基板は、互いに約１μｍ〜約２０μｍの範囲、好ましくは互いに約１．５μｍ〜約１０μｍの範囲、より好ましくは互いに約２μｍ〜約５μｍの範囲の間隔で配置する。これによりコレステリック液晶媒体の層は、その内部空間に配置される。
【００８５】
好ましい実施形態において光変調素子は、基板または液晶媒体層に対して実質的に垂直な電界の印加が可能になる電極構造を含む。
【００８６】
好ましくは光変調素子は、基板および／またはピクセル領域全体上に電極層として設けられ、コレステリック液晶媒体に直接接触する電極構造を含む。
【００８７】
適切な電極材料は当業者に一般に既知で例えば、例えば透明インジウム錫酸化物（ＩＴＯ、ｉｎｄｉｕｍ  ｔｉｎ  ｏｘｉｄｅ）などの金属または金属酸化物から作製される電極構造であり、これは本発明に従って好ましい。
【００８８】
ＩＴＯの薄膜は、物理的蒸着、電子ビーム蒸着またはスパッタ蒸着技術で基板上に通常堆積する。
【００８９】
好ましい実施形態において光変調素子は、電極構造上に設けられる少なくとも１層の配向層を含む。しかしながら同様に本発明による光変調素子において、配向層が存在しないことが好ましい。
【００９０】
少なくとも１層の配向層が存在している場合、配向層は好ましくは電極構造上に設けられる。
【００９１】
好ましくは配向層は、ホメオトロピック配向、チルトホメオトロピックまたは平面配向を隣接する液晶分子に誘発し、上記の通りの共通電極構造および／または配向電極構造上に設けられる。
【００９２】
好ましくは配向層（１層または複数層）は、例えば例えば日産社から商業的に入手可能なＳＥ−５５６１または例えばＪＳＲコーポレーション社から商業的に入手可能なＡＬ−３０４６、５５６１などの、例えばアルコキシシラン、アルキルトリクロロシラン、ＣＴＡＢ、レシチンまたはポリイミドなどから作製される層などの当業者に一般に既知のホメオトロピック配向層材料から作製される。
【００９３】
配向層は、スピンコーティング、ロールコーティング、浸漬コーティングまたはブレードコーティングなどの従来のコーティング技術で基板アレイまたは電極構造上に塗工できる。また蒸着または例えばスクリーン印刷、オフセット印刷、リール・ツーリール印刷、レタープレス印刷、グラビア印刷、輪転グラビア印刷、フレキソ印刷、凹版印刷、パッド印刷、ヒートシール印刷、インクジェット印刷またはスタンプもしくは印刷版による印刷などの当業者に既知の従来の印刷技術でも塗工できる。
【００９４】
好ましい実施形態において配向層は好ましくは、当業者に既知のラビング技術でラビングされる。
【００９５】
他の好ましい実施形態によれば、第１電極構造は第１基板層に直接隣接せず、第２電極層は第２基板層に直接隣接していないが、好ましくはイオン移動に対するバリア層である誘電体層が、それぞれの基板層およびそれぞれの導電層の間に存在する。
【００９６】
典型的な誘電体層材料は当業者に一般に既知で例えば、ＳｉＯｘ、ＳｉＮｘ、サイトップ、テフロンおよびＰＭＭＡなどである。
【００９７】
誘電体層材料は、スピンコーティング、ロールコーティング、ブレードコーティングなどの従来のコーティング技術またはＰＶＤもしくはＣＶＤなどの真空堆積で基板または電極層上に塗工できる。また例えばスクリーン印刷、オフセット印刷、リール・ツーリール印刷、レタープレス印刷、グラビア印刷、輪転グラビア印刷、フレキソ印刷、凹版印刷、パッド印刷、ヒートシール印刷、インクジェット印刷またはスタンプもしくは印刷版による印刷などの当業者に既知の従来の印刷技術でも基板または電極層上に塗工できる。
【００９８】
光変調素子は更に、特定波長の光を遮断するフィルター例えば、ＵＶフィルターを含んでよい。また本発明によれば、例えば保護フィルムおよび／または補償フィルムなどの当業者に一般に既知の更なる機能層も存在してよい。
【００９９】
本発明による光変調素子に利用されるコレステリック液晶媒体は、１種類以上の非重合性メソゲン化合物、１種類以上のキラル化合物および１種類以上の粒子を含む。
【０１００】
好適なコレステリック液晶媒体は幾つかの化合物、好ましくは３〜３０種類、より好ましくは４〜２０種類、最も好ましくは４〜１６種類の化合物から成る。これらの化合物は、従来の方法で混合される。原則として、より少ない量で使用される化合物の必要量を、より多く使用される化合物に溶解する。温度が高濃度で使用される化合物の透明点を超える場合、溶解プロセスの完了を観察することが特に容易である。しかしながら媒体を他の従来の方法、例えば化合物の相同または共融混合物でよい所謂プレ混合物を例えば使用して、または混合物自体を使用する準備ができている構成成分である所謂マルチボトル系を使用して調製することも可能である。
【０１０１】
好ましい実施形態において本発明による光変調素子に利用されるコレステリック液晶媒体は、正の誘電率異方性を有する１種類以上の非重合性メソゲン化合物および負の誘電率異方性を有する１種類以上の非重合性メソゲン化合物を含む。
【０１０２】
他の好ましい実施形態においてコレステリック液晶媒体は、デュアル周波数コレステリック液晶媒体である。
【０１０３】
他の好ましい実施形態においてコレステリック液晶媒体の非重合性メソゲン化合物は好ましくは、式Ｂ−Ｉ〜Ｂ−ＩＩＩの化合物の群から選択する。
【０１０４】
【化４】
2018538555.tif 000008
式中、
ＬＢ１１〜ＬＢ３１は、独立にＨまたはＦであり、ただし、
【０１０５】
【化５】
2018538555.tif 000009
ＬＢ２２およびＬＢ３１は、Ｆを表し、
ＲＢ１、ＲＢ２１、ＲＢ２２、ＲＢ３１およびＲＢ３２は、それぞれ独立に、１〜２５個のＣ原子を有する直鎖状または分岐状のアルキル基であり、該アルキル基は無置換でも、ハロゲンもしくはＣＮで一置換または多置換されていてもよく、１個以上の隣接していないＣＨ２基は、それぞれの出現で互いに独立に酸素原子が互いに直接連結しないようにして、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＮＨ−、−Ｎ（ＣＨ３）−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−、−Ｓ−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｓ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＦ−、−ＣＦ＝ＣＦ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられていることも可能であり、
ＸＢ１は、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、ＮＣＳ、ＯＣＦ２Ｈ、ＯＣＦ３、ＣＦ３であり、好ましくは、ＣＮであり、
ＺＢ１、ＺＢ２、ＺＢ３１およびＺＢ３２は、それぞれの出現で独立に、−ＣＨ２−ＣＨ２−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＦ２−Ｏ−、−Ｏ−ＣＦ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−または単結合であり、好ましくは、−ＣＨ２−ＣＨ２−、−ＣＯ−Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−または単結合であり、
【０１０６】
【化６】
2018538555.tif 000010
ｎは、１、２または３、好ましくは１または２であり、および
ｍは、０、１、２、好ましくは０または１である。
【０１０７】
好ましくは式Ｂ−Ｉの非重合性メソゲン化合物は、式Ｂ−Ｉ−１〜Ｂ−Ｉ−１０の化合物の群から選択する。
【０１０８】
【化７】
2018538555.tif 000011
【０１０９】
【化８】
2018538555.tif 000012
式中パラメーターは、上に与えられる意味を有し、好ましくは、
ＲＢ１は、１２個までのＣ原子を有する、アルキル、アルコキシ、アルケニルまたはアルケニルオキシであり、
ＸＢ１は、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、ＮＣＳ、ＯＣＦ３、好ましくはＣＮ、ＯＣＦ３またはＦである。
【０１１０】
好ましくは式Ｂ−ＩＩの非重合性メソゲン化合物は、以下の化合物の群から選択する。
【０１１１】
【化９】
2018538555.tif 000013
式中パラメーターは、上に与えられる意味を有し、好ましくは、
ＲＢ２１およびＲＢ２２は、それぞれ独立に、１２個までのＣ原子を有する、アルキル、アルコキシ、アルケニルまたはアルケニルオキシであり、さらに好ましくは、ＲＢ２１は、アルキルおよびＲＢ２２は、アルキル、アルコキシまたはアルケニルであり、および式Ｂ−ＩＩ−１中、最も好ましくは、アルケニル、特にビニルまたは１−プロペニルであり、式Ｂ−ＩＩ−２中、最も好ましくは、アルキルである。
【０１１２】
好ましくは式Ｂ−ＩＩＩの非重合性メソゲン化合物は、以下の化合物の群から選択する。
【０１１３】
【化１０】
2018538555.tif 000014
式中パラメーターは、上に与えられる意味を有し、好ましくは、
ＲＢ３１およびＲＢ３２は独立に、１２個までのＣ原子を有する、アルキル、アルコキシ、アルケニルまたはアルケニルオキシであり、さらに好ましくは、ＲＢ３１は、アルキルおよびＲＢ３２は、アルキルまたはアルコキシであり、最も好ましくは、アルコキシである。
【０１１４】
式Ｂ−Ｉ〜Ｂ−ＩＩＩの化合物は、それ自体は既知で、例えば、Ｈｏｕｂｅｎ−Ｗｅｙｌ著、Ｍｅｔｈｏｄｅｎ  ｄｅｒ  ｏｒｇａｎｉｓｃｈｅｎ  Ｃｈｅｍｉｅ、Ｔｈｉｅｍｅ−Ｖｅｒｌａｇ、Ｓｔｕｔｔｇａｒｔなどの有機化学の標準的な著作に記載される方法に従うか類似して合成できる。
【０１１５】
更に好ましい実施形態において本発明による光変調素子用のコレステリック液晶媒体は好ましくは、１種類以上の式Ｂ−Ｉの化合物、１種類以上の式Ｂ−ＩＩＩの化合物および任意成分として１種類以上の式Ｂ−ＩＩの化合物を含む。
【０１１６】
液晶媒体中の非重合性メソゲン化合物、好ましくは１種類以上の式Ｂ−Ｉ、Ｂ−ＩＩおよび／またはＢ−ＩＩＩの化合物の量は、全混合物の好ましくは５０〜９８重量％、より好ましくは６０〜９５重量％、より更に好ましくは７０〜９０重量％、最も好ましくは８０〜９０重量％である。
【０１１７】
本発明による光変調素子用のコレステリック液晶媒体は、１種類以上のキラル化合物を含む。これらのキラル化合物は、非メソゲン化合物またはメソゲン化合物でよい。これらのキラル化合物はメソゲンまたは非メソゲンであろうと、非反応性、一反応性または多反応性でよい。
【０１１８】
好ましくは本発明により利用されるキラル化合物は、それぞれ単独または互いに組み合わせて、５μｍ−１以上、好ましくは４０μｍ−１以上、より好ましくは６０μｍ−１以上、最も好ましくは８０μｍ−１以上〜２６０μｍ−１の範囲内の、ヘリカルツイスト力の絶対値（ｈｅｌｉｃａｌ  ｔｗｉｓｔｉｎｇ  ｐｏｗｅｒ、｜ＨＴＰｔｏｔａｌ｜）を有し、特に国際公開第９８／００４２８号に開示されるものである。
【０１１９】
より好ましくは非重合性キラル化合物は式Ｃ−Ｉ〜Ｃ−ＩＩＩの化合物群から選択され、それぞれの（Ｓ，Ｓ）エナンチオマーを含む。
【０１２０】
【化１１】
2018538555.tif 000015
式中、ＥおよびＦは、それぞれ独立に、１，４−フェニレンまたはトランス−１，４−シクロヘキシレンであり、ｖは０または１であり、Ｚ０は−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ２ＣＨ２−または単結合であり、Ｒは１〜１２個のＣ原子を有するアルキル、アルコキシまたはアルカノイルである。
【０１２１】
特に好ましいコレステリック液晶媒体は、必ずしも液晶相を示す必要はない１種類以上のキラル化合物を含む。
【０１２２】
式Ｃ−ＩＩの化合物およびそれらの合成は、国際公開第９８／００４２８号に記載される。下の表Ｄに示される化合物ＣＤ−１が特に好ましい。式Ｃ−ＩＩＩの化合物およびそれらの合成は、英国特許第２，３２８，２０７号明細書に記載される。
【０１２３】
更に典型的に使用されるキラル化合物は、例えば、商業的に入手可能なＲ／Ｓ−５０１１、ＣＤ−１、Ｒ／Ｓ−８１１およびＣＢ−１５である（ドイツ国、ダルムスタット市、メルク社製）。
【０１２４】
上述のキラル化合物Ｒ／Ｓ−５０１１およびＣＤ−１ならびに式Ｃ−Ｉ、Ｃ−ＩＩおよびＣ−ＩＩＩの化合物は非常に高いヘリカルツイスト力（ｈｅｌｉｃａｌ  ｔｗｉｓｔｉｎｇ  ｐｏｗｅｒ、ＨＴＰ）を示し、よって、本発明に目的のために特に有用である。
【０１２５】
好ましくは、コレステリック液晶媒体は、好ましくは上の式Ｃ−ＩＩ、特にＣＤ−１、および／または式Ｃ−ＩＩＩおよび／またはＲ−５０１１またはＳ−５０１１から選択される、１〜５種類、特に１〜３種類、非常に好ましくは１種類または２種類のキラル化合物を含み、非常に好ましくは、キラル化合物はＲ−５０１１、Ｓ−５０１１またはＣＤ−１である。
【０１２６】
他の好ましい実施形態においてコレステリック液晶媒体は、１種類以上の非反応性キラル化合物および／または１種類以上の一反応性キラル化合物および／または１種類以上の多反応性、好ましくは二反応性キラル化合物を含む。
【０１２７】
適切なメソゲン一反応性キラル化合物は好ましくは、直接結合または連結基を介して共に連結された１個以上の環構造要素を含み、これらの環構造要素のうち２個は、直接または前述の連結基と同一または異なってよい連結基を介してかのいずれかで、それぞれ互いに連結されてよい。環構造要素は好ましくは、４員環、５員環、６員環または７員環、好ましくは５員環または６員環の群から選択する。
【０１２８】
好ましい重合性キラル化合物およびその合成は、米国特許第７，２２３，４５０号明細書に記載される。
【０１２９】
重合性キラル化合物は好ましくは、式ＣＲＭの化合物から選択する。
【０１３０】
【化１２】
2018538555.tif 000016
式中、
Ｒ０＊はＨまたはＰであり、ただしＰは重合性基であり、
Ａ０およびＢ０は複数出現する場合は互いに独立に、無置換であるか上で定義する通りの１個、２個、３個もしくは４個の基Ｌで置換された１，４−フェニレンまたはトランス−１，４−シクロヘキシレンであり、
Ｘ１およびＸ２は、それぞれ互いに独立に、−Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−または単結合であり、
Ｚ０＊は複数出現する場合は互いに独立に、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−（ＣＨ２）４−、−ＣＦ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＦ２−、−ＣＦ２ＣＦ２−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ−または単結合であり、
ｔは、それぞれ互いに独立に、０、１、２または３であり、
ａは、０、１または２であり、
ｂは、０または１〜１３の整数であり、
ｚは、０または１であり、
ただしナフタレン環は加えて、１個以上の同一または異なる基Ｌで置換でき、
ただしＬは、それぞれ互いに独立に、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、１〜５個のＣ原子を有するハロゲン化アルキル、アルコキシ、アルキルカルボニル、アルコキシカルボニル、アルキルカルボニルオキシまたはアルコキシカルボニルオキシである。
【０１３１】
式ＣＲＭの化合物は好ましくは、式ＣＲＭ−ａの化合物の群から選択する。
【０１３２】
【化１３】
2018538555.tif 000017
式中、Ａ０、Ｂ０、Ｚ０＊、Ｒ０＊、ａおよびｂは式ＣＲＭで与える意味または上および下に与える好ましい意味の１つを有し、（ＯＣＯ）は−Ｏ−ＣＯ−または単結合を表す。
【０１３３】
式ＣＲＭの特に好ましい化合物は、以下のサブ式から成る群より選択する。
【０１３４】
【化１４】
2018538555.tif 000018
【０１３５】
【化１５】
2018538555.tif 000019
式中Ｒは、式ＣＲＭ−ａで定義する通りの−Ｘ２−（ＣＨ２）ｘ−Ｒ０＊であり、ベンゼンおよびナフタレン環は無置換であるか、または上および下で定義する通りの１個、２個、３個または４個の基Ｌで置換されている。好ましくはＲ０＊は、上で定義する通りの重合性基である。
【０１３６】
コレステリック液晶媒体におけるキラル化合物の量は合計で、混合物全体の好ましくは１〜２０重量％、さらに好ましくは１〜１５重量％、非常にさらに好ましくは１〜１０重量％、最も好ましくは、１〜５重量％である。
【０１３７】
他の好ましい実施形態において上記液晶媒体に重合性化合物を添加し、光変調素子に導入後、通常ＵＶ光重合によって、その場で重合または架橋する。「反応性メソゲン」（ＲＭ、ｒｅａｃｔｉｖｅ  ｍｅｓｏｇｅｎ）としても既知の重合性メソゲンまたは液晶化合物をＬＣ混合物に添加することは、ＣＬＣテクスチャを更に安定化するために特に適していることが証明されている。
【０１３８】
適切な重合性液晶化合物は好ましくは、式Ｄの化合物群から選択する。
【０１３９】
【化１６】
2018538555.tif 000020
式中、
Ｐは、であり、
Ｓｐは、スペーサー基または単結合であり、
ＭＧは、好ましくは式Ｍから選択される棒状のメソゲン基であり、
Ｍは、−（ＡＤ２１−ＺＤ２１）ｋ−ＡＤ２２−（ＺＤ２２−ＡＤ２３）ｌ−であり、
ＡＤ２１〜ＡＤ２３は、それぞれの出現で互いに独立に、１個以上の同一または異なる基Ｌで置換されていてもよいアリール、ヘテロアリール、複素環式または脂環式基、好ましくは、１個以上の同一または異なる基Ｌで置換されていてもよい１，４−シクロヘキシレンまたは１，４−フェニレン、１，４  ピリジン、１，４−ピリミジン、２，５−チオフェン、２，６−ジチエノ［３，２−ｂ：２’，３’−ｄ］チオフェン、２，７−フッ素、２，６−ナフタレン、２，７−フェナントレンであり、
ＺＤ２１およびＺＤ２２は、それぞれの出現でそれぞれ互いに独立に、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−Ｓ−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｓ−、−Ｏ−ＣＯＯ−、−ＣＯ−ＮＲ０１−、−ＮＲ０１−ＣＯ−、−ＮＲ０１−ＣＯ−ＮＲ０２、−ＮＲ０１−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−ＮＲ０１−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＳＣＨ２−、−ＣＨ２Ｓ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＦ２Ｓ−、−ＳＣＦ２−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−（ＣＨ２）４−、−ＣＦ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＦ２−、−ＣＦ２ＣＦ２−、−ＣＨ＝Ｎ−、−Ｎ＝ＣＨ−、−Ｎ＝Ｎ−、−ＣＨ＝ＣＲ０１−、−ＣＹ０１＝ＣＹ０２−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ−または単結合、好ましくは、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−（ＣＨ２）４−、−ＣＦ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＦ２−、−ＣＦ２ＣＦ２−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ−または単結合であり、
Ｌは、それぞれの出現で、それぞれ互いに独立に、ＦまたはＣｌであり、
Ｒ０は、Ｈ、１〜２０個のＣ原子、より好ましくは１〜１５個のＣ原子を有し、フッ素化されていてもよいアルキル、アルコキシ、チオアルキル、アルキルカルボニル、アルコキシカルボニル、アルキルカルボニルオキシもしくはアルコキシカルボニルオキシであるか、またはＹＤ０もしくはＰ−Ｓｐ−であり、
Ｙ０は、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、ＮＯ２、ＯＣＨ３、ＯＣＮ、ＳＣＮ、１〜４個のＣ原子を有し、フッ素化されていてもよいアルキルカルボニル、アルコキシカルボニル、アルキルカルボニルオキシもしくはアルコキシカルボニルオキシ、または１〜４個のＣ原子を有する一フッ素化、オリゴフッ素化もしくは多フッ素化されたアルキルもしくはアルコキシ、好ましくは、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、ＮＯ２、ＯＣＨ３または１〜４個のＣ原子を有する一フッ素化、オリゴフッ素化もしくは多フッ素化されたアルキルもしくはアルコキシであり、
Ｙ０１およびＹ０２は、それぞれ互いに独立に、Ｈ、Ｆ、ＣｌまたはＣＮを表し、
Ｒ０１およびＲ０２は、それぞれ独立に、Ｒ０において上に定義した意味を有し、および
ｋおよびｌは、それぞれ独立に、０、１、２、３または４、好ましくは、０、１または２、最も好ましくは１である。
【０１４０】
更に好ましい重合性重合性一反応性、二反応性または多反応性液晶化合物は、例えば、国際公開第９３／２２３９７号、欧州特許第０  ２６１  ７１２号明細書、独国特許第１９５  ０４  ２２４号明細書、国際公開第９５／２２５８６号、国際公開第９７／００６００号、米国特許第５，５１８，６５２号明細書、米国特許第５，７５０，０５１号明細書、米国特許第５，７７０，１０７号明細書および米国特許第６，５１４，５７８号明細書に開示されている。
【０１４１】
本発明の他の好ましい実施形態において、式Ｉ＊およびＩＩ＊の重合性化合物およびその対応するサブ式は、１個以上の基Ｐ−Ｓｐ−の代わりに、２個以上の重合性基Ｐを含む１個以上の分枝状基（多反応性重合性基）を含む。このタイプの好適な基、およびそれらを含む重合性化合物は、例えば米国特許第７，０６０，２００号明細書または米国特許出願公開第２００６／０１７２０９０号明細書に記載されている。以下の式から選択される多官能性重合性基が特に好ましい。
【０１４２】
【化１７】
2018538555.tif 000021
式中、
ａｌｋｙｌは、単結合または１〜１２個のＣ原子を有する直鎖状もしくは分枝状アルキレンを表し、ただし、１個以上の隣接していないＣＨ２基は、それぞれ互いに独立に、Ｏおよび／またはＳ原子が互いに直接連結しないようにして、−Ｃ（Ｒｘ）＝Ｃ（Ｒｘ）−、−Ｃ≡Ｃ−、−Ｎ（Ｒｘ）−、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−で置き換えられていてもよく、ただし加えて、１個以上のＨ原子は、Ｆ、ＣｌまたはＣＮで置き換えられていてもよく、ただし、Ｒｘは上述の意味を有し、好ましくは上に定義したＲ０を現し、
ａａおよびｂｂは、それぞれ互いに独立に、０、１、２、３、４、５または６を表し、
Ｘは、Ｘ’に示した意味の１つを有し、ならびに
Ｐ１〜５は、それぞれ互いに独立に、Ｐについて上に示した意味の１つを有する。
【０１４３】
更に好ましい重合性一反応性、二反応性または多反応性液晶化合物を、以下のリストに示す。
【０１４４】
【化１８】
2018538555.tif 000022
【０１４５】
【化１９】
2018538555.tif 000023
【０１４６】
【化２０】
2018538555.tif 000024
【０１４７】
【化２１】
2018538555.tif 000025
式中、
Ｐ０は、複数出現する場合は互いに独立に、重合性基、好ましくは、アクリル、メタクリル、オキセタン、エポキシ、ビニル、ビニルオキシ、プロペニルエーテルまたはスチレン基であり、
Ａ０は、複数出現する場合は互いに独立に、１個、２個、３個もしくは４個の基Ｌで置換されていてもよい１，４−フェニレン、またはトランス−１，４−シクロヘキシレンであり、
Ｚ０は、複数出現する場合は互いに独立に、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ−または単結合であり、
ｒは、０、１、２、３または４、好ましくは、０、１または２であり、
ｔは、複数出現する場合は互いに独立に、０、１、２または３であり、
ｕおよびｖは、それぞれ互いに独立に、０、１または２であり、
ｗは、０または１であり、
ｘおよびｙは、それぞれ互いに独立に、０、または１〜１２の同一もしくは異なる整数であり、
ｚは０または１であり、隣接するｘまたはｙが０の場合、ｚは０であり、
ただし加えて、ベンゼンおよびナフタレン環を１個以上の同一または異なる基Ｌで追加して置換でき、パラメータＲ０、Ｙ０、Ｒ０１、Ｒ０２およびＬは、式Ｄで上に与えるのと同一の意味を有する。
【０１４８】
特に好ましい重合性一反応性、二反応性または多反応性液晶化合物は、表Ｆから選択する。
【０１４９】
重合性化合物はＬＣディスプレイの基板間のＬＣ媒体中で、その場重合で重合または架橋（化合物が２個以上の重合性基を含有する場合）する。適切で好ましい重合方法は例えば、熱または光重合、好ましくは光重合、特にＵＶ光重合である。必要に応じて本明細書において、１種類以上の開始剤も添加できる。重合のための適切な条件ならびに適切なタイプおよび量の開始剤は当業者に既知であり、文献に記載されている。例えば、商業的に入手可能な光開始剤Ｉｒｇａｃｕｒｅ  ６５１（登録商標）、Ｉｒｇａｃｕｒｅ  １８４（登録商標）、Ｉｒｇａｃｕｒｅ  ９０７（登録商標）、Ｉｒｇａｃｕｒｅ  ３６９（登録商標）またはＤａｒｏｃｕｒｅ  １１７３（登録商標）（チバ社）がフリーラジカル重合に適する。開始剤を用いる場合、混合物全体におけるその割合は、好ましくは０．００１〜５重量％、特に好ましくは０．００１〜１重量％である。しかしながら、重合は開始剤を添加せずに行うこともできる。更に好ましい実施形態において、ＬＣ媒体は重合開始剤を含まない。
【０１５０】
また例えば、保存または輸送中におけるＲＭの好ましくない自発的な重合を防止するために、コレステリック液晶媒体の重合性成分は１種類以上の安定剤も含んでよい。安定剤の適切なタイプおよび量は当業者に既知であり、文献に記載されている。例えば、Ｉｒｇａｎｏｘ（登録商標）シリーズ（Ｃｉｂａ社）の商業的に入手可能な安定剤が特に適切である。安定剤を用いる場合、ＲＭまたは重合性化合物の総量を基礎とする安定剤の割合は、好ましくは１０〜５０００ｐｐｍ、特に好ましくは５０〜１０００ｐｐｍである。
【０１５１】
また上述の重合可能な化合物は開始剤のない重合にも適しており、例えば材料コストがより低く、開始剤またはその分解生成物の可能な残留量によるＬＣ媒体の汚染が特に少ないなど相当な利点を伴う。
【０１５２】
重合性化合物はコレステリック液晶媒体に個別に添加できるが、２種類以上の重合性化合物を含む混合物を使用することも可能である。このタイプの混合物の重合では、コポリマーが形成される。本発明は更に、上および下に述べる重合性混合物に関する。
【０１５３】
コレステリック液晶媒体は例えば、更なる安定剤、阻害剤、連鎖移動剤、共反応性モノマー、表面活性化合物、潤滑剤、湿潤剤、分散剤、疎水剤、接着剤、流動性向上剤、消泡剤、脱気剤、希釈剤、反応性希釈剤、助剤、着色剤、色素、顔料またはナノ粒子などの更なる添加剤を通常の濃度で含有できる。
【０１５４】
これらの更なる構成成分の総濃度は総混合物を基礎として、０．１％〜１０％、好ましくは０．１％〜６％の範囲内である。それぞれ使用する個々の化合物の濃度は好ましくは、０．１％〜３％の範囲内である。これらおよび類似の添加剤の濃度は本願において、コレステリック液晶媒体の液晶成分および化合物の濃度の値および範囲については考慮しない。このことは混合物中で使用する二色性色素の濃度についても当てはまり、化合物の濃度およびホスト媒体の成分を特定するときに考慮しない。それぞれの添加剤の濃度は常に、最終的にドープされた混合物に対して与えられる。
【０１５５】
本発明の光変調素子用の液晶媒体は追加して、１種類以上のポリマー粒子を含む。
【０１５６】
好ましくは粒子は、平面状態においてコレステリック液晶媒体を含む光変調素子の透明性に影響せず、フォーカルコニック状態での散乱を改良するよう選択する。よって好適な粒子材料は好ましくは、利用されるコレステリック液晶媒体の屈折率に応じて選択する。好ましくは粒子材料の屈折率は利用するコレステリック液晶媒体の屈折率と、−０．５〜＋０．５、より好ましくは−０．２５〜＋０．２５、より更に好ましくは−０．１〜＋０．１の範囲内で異なる。
【０１５７】
コレステリック液晶媒体の適切な屈折率（ｎａｖ）と粒子材料の屈折率とをほぼ一致させることは、常道的な技術の問題である。
【０１５８】
適切な粒子材料は例えば、ポリスチレン（ｎは約１．５９）；反応性メソゲンまたは式Ｄで与える１種類以上の反応性メソゲンを含む混合物；日立社製ＯＰＩシリーズポリイミドなどのポリイミドまたはフッ素化ポリイミド（ｎは約１．５２〜１．５４）；テフロン（登録商標）、テフロンＡＦ（登録商標）およびサイトップ（登録商標）などのフルオロカーボン（ｎは約１．３４〜１．３８）；シルガード（登録商標）１８４などのシリコンポリマー（ｎは約１．４３）；アクリルガラス（ｎは約１．４９）；マクロロン（登録商標）などのポリカーボネート（ｎは約１．５８）；ＰＭＭＡ（ｎは約１．４８）；ＰＥＴ（ｎは約１．５７）；そのようなポリマーの混合物、例えば米国特許第６，９８９，１９０号明細書で開示される通り；フリントガラス（ｎは約１．５２〜１．９２）またはクラウンガラス（ｎは約１．４８〜１．７５）から選択する。
【０１５９】
そのような粒子の粒子サイズは、好ましくは０．１μｍ〜１５μｍの範囲内、より好ましくは０．５μｍ〜１０μｍの範囲内、より更に好ましくは０．８μｍ〜７μｍの範囲内である。
【０１６０】
これらの粒子の合計濃度は好ましくは混合物全体に対して、０．１％〜１０％、より好ましくは０．２％〜５％、特に０．３％〜３％、特に０．５％〜１％の範囲内である。これらの粒子の濃度は、本出願におけるコレステリック液晶媒体の液晶成分および化合物の濃度の値および範囲については考慮しない。
【０１６１】
特に好ましい混合物の考え方において、本発明による光変調素子用のコレステリック液晶媒体は、
・式Ｂ−Ｉの、好ましくは式Ｂ−Ｉ−１および／またはＢ−Ｉ−８の化合物から選択する１種類以上の化合物を、好ましくは１０〜５０％、より好ましくは１５〜３５％の量で、および／または
・式Ｂ−ＩＩＩの、好ましくは式Ｂ−ＩＩＩ−１、Ｂ−ＩＩＩ−２、Ｂ−ＩＩＩ−４、Ｂ−ＩＩＩ−１０および／またはＢ−ＩＩＩ−１１の化合物から選択する１種類以上の化合物を、好ましくは４０〜９０％、より好ましくは５０〜８５％の量で、および
・任意成分として、１種類以上の式Ｂ−ＩＩの化合物、および
・５μｍ−１以上のヘリカルツイスト力の絶対値（ｈｅｌｉｃａｌ  ｔｗｉｓｔｉｎｇ  ｐｏｗｅｒ、｜ＨＴＰｔｏｔａｌ｜）を有する１種類以上のキラル化合物、特に好ましくは２０μｍ−１以上、非常に好ましくは４０μｍ−１以上、最も好ましくは８０μｍ−１以上のＨＴＰを有するキラル化合物であり、好ましくは式Ｃ−１〜Ｃ−ＩＩＩの化合物から選択し、より好ましくは式Ｃ−１の化合物から選択し、好ましくは０．２５〜２０％、より好ましくは０．７５〜１０％の量で、および
・任意成分として、１種類以上の式Ｄの化合物、および
・１種類以上の粒子で、好ましくはポリスチレンまたは反応性メソゲン製を、好ましくは０．１〜１０％、より好ましくは０．２〜５％、特に０．３〜３％の範囲内で
含む。
【０１６２】
好ましくはコレステリック液晶媒体は、少なくとも０℃以下〜８０℃以上、より好ましくは少なくとも−２０℃以下〜８５℃以上、最も好ましくは少なくとも−２０℃以下〜９０℃以上、特に少なくとも−３０℃以下〜９５℃以上に及ぶネマチック相を有する。
【０１６３】
本明細書において、表現「ネマチック相を有する」は、一方で、対応する温度における低温においてスメクチック相および結晶化が確認されず、他方で、ネマチック相から加熱しても依然として透明化が起きないことを意味する。低温における検討は対応する温度において流動粘度計中で行なわれ、電気光学的な使用に対応する層厚を有する試験用セル中において少なくとも１００時間保存して確認する。対応する試験用セル中において−２０℃の温度における保存安定性が１０００時間以上の場合、媒体はこの温度において安定であるとする。−３０℃および−４０℃の温度において、対応する時間は、それぞれ５００時間および２５０時間である。高温においては、毛細管中で従来法によって透明点を測定する。
【０１６４】
本発明によるコレステリック液晶媒体は、８０℃以上、好ましくは８５℃以上、非常に好ましくは９０℃以上の透明点を特徴とする。
【０１６５】
５８９ｎｍ（ＮａＤ）および２０℃における本発明によるコレステリック液晶媒体のΔｎの値は、好ましくは０．１００以上〜０．３５０以下の範囲内、より好ましくは０．１２０以上〜０．２５０以下の範囲内、最も好ましくは０．１２５以上〜０．２２０以下の範囲内である。
【０１６６】
１ｋＨｚおよび２０℃における本発明によるコレステリック液晶媒体のΔεの値は、好ましくは１．０以上、好ましくは２．０以上、より好ましくは２．５以上、最も好ましくは３．０以上で、一方、好ましくは１０以下、より好ましくは７以下、より好ましくは２．０以上〜７．０以下の範囲内、最も好ましくは４．０〜７．０の範囲内である。
【０１６７】
１ｋＨｚおよび２０℃における本発明によるコレステリック液晶媒体のε⊥の値は、好ましくは３．０以上、好ましくは４．０以上、より好ましくは５．０以上、最も好ましくは６．０以上で、一方、好ましくは１０以下、より好ましくは９．０以下、より好ましくは５．０以上〜８．０以下の範囲内、最も好ましくは６．０〜７．５の範囲内である。
【０１６８】
５０ｋＨｚおよび２０℃における本発明によるコレステリック液晶媒体のΔεの値は、好ましくは＋２．０〜−３．０以上の範囲内、より好ましくは＋１．０〜−３．０以上の範囲内、より更に好ましくは０．０〜−３．０以上の範囲内である。
【０１６９】
５０ｋＨｚおよび２０℃における本発明によるコレステリック液晶媒体のε⊥の値は、好ましくは３．０以上、好ましくは４．０以上、より好ましくは５．０以上、最も好ましくは６．０以上で、一方、好ましくは１０以下、より好ましくは９．０以下、より好ましくは８．０以下である。
【０１７０】
本発明によるコレステリック液晶媒体のクロスオーバー周波数（ν）の値は、好ましくは１５ｋＨｚ以上、より好ましくは２０ｋＨｚ以上、最も好ましくは２５ｋＨｚ以上である。
【０１７１】
好ましくはキラルドーパントを含まないコレステリック液晶媒体のネマチック相は、少なくとも０℃以下〜８０℃以上、より好ましくは少なくとも−２０℃以下〜８５℃以上、最も好ましくは少なくとも−２０℃以下〜１００℃以上、特に少なくとも−３０℃以下〜８５℃以上に及ぶ。
【０１７２】
好ましくはコレステリック液晶媒体は、６０ｎｍ〜６０μｍの範囲内の可変コレステリックピッチを特徴とする。好ましくはコレステリック液晶媒体のコレステリックピッチは、その反射波長が可視光の範囲外、即ち７５０ｎｍ〜１２５０ｎｍの範囲内にあるよう選択する。
【０１７３】
本発明による光変調素子の典型的な製造方法は、少なくとも以下の工程：
・基板を切断および洗浄する工程と、
・基板上に電極構造を設ける工程と、
・任意工程として、少なくとも１層の配向層をコーティングする工程と、
・ＵＶ硬化性接着剤を使用してセルを組み立てる工程と、
・１種類以上の粒子を含むコレステリック液晶媒体をセルに充填する工程と、
・任意工程として、コレステリック液晶媒体の重合性化合物を硬化する工程と
を含む。
【０１７４】
本発明による光変調素子の機能原理を以下に詳細に説明する。特許請求の範囲に存在せず特許請求された発明の範囲の限定は、想定されている機能の方法に関する注釈からは導かれないことに留意されたい。
【０１７５】
光変調素子の透過率の変化を達成するために、液晶媒体の透明なＨまたはＰ状態から散乱ＦＣ状態への変化を使用できる。
【０１７６】
従って本発明の光変調素子は、各種の光学的および電気光学的デバイスで使用できる。
【０１７７】
前記光学的および電気光学的デバイスとしては限定することなく、電気光学的ディスプレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ、ｌｉｑｕｉｄ  ｃｒｙｓｔａｌ  ｄｉｓｐｌａｙ）、非線形光学（ＮＬＯ、ｎｏｎ−ｌｉｎｅａｒ  ｏｐｔｉｃ）デバイス、光情報記憶デバイスおよびウィンドウ、好ましくはプライバシーウィンドウが挙げられる。
【０１７８】
よって本発明はまた、光の入射および／または内部へのエネルギー入力を制御するために、本発明による光変調素子を使用することにも関する。
【０１７９】
よって本発明による光変調素子は、ウィンドウ、ファサード、ドアまたは屋根に設置できる。
【０１８０】
上述の通り本発明は建物に限定されるものではなく、搬送用容器、例えば出荷用容器または輸送手段にも使用できる。デバイスをウィンドウの窓ガラスに設置するか、または多重絶縁ガラスの構成要素として使用することが特に好ましい。本発明による光変調素子は、外側、内側、または多重ガラスの場合、２枚のガラス板の間の空洞内に設置でき、ただし内側は屋内に面するガラスの表面側を意味する。多重絶縁ガラスの場合、２枚のガラス板の間の内部または空洞での使用が好ましい。
【０１８１】
本発明による光変調素子は、それが設置されているそれぞれのガラス表面を完全に覆うか、または部分的にのみ覆うのでよい。完全に覆う場合、ガラス表面を通過する光の透過への影響は最大である。対照的に一部のみ覆う場合、デバイスが透過率の低い状態であっても、一定量の光が覆われていない部分を通過してガラス表面を透過する。例えば帯状または特定のパターンの形態でデバイスをガラス表面上に設置することで、一部のみ覆うことを達成できる。
【０１８２】
文意が他に明確に示さない限り、本明細書で用いられる複数形の用語は本明細書中では単数形も含むものと解され、逆もまたそうである。
【０１８３】
本明細書で示されるパラメータの範囲は、当業者に知られている最大許容誤差を含む限界値を含む。特性の種々の範囲に示される異なる上限値および下限値は、相互の組み合わせでさらなる好適範囲をもたらす。
【０１８４】
本出願を通して以下の条件および定義が他に明言しない限り、適用される。すべての濃度が重量％で用いられ、それぞれの混合物全体に対してであり、すべての温度は、セ氏温度であり、すべての温度差は、セ氏温度差である。すべての物理的特性は、「Ｍｅｒｃｋ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌｓ、Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ  ｏｆ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌｓ、Ｓｔａｔｕｓ、Ｎｏｖ．  １９９７年11月、メルク社、ドイツ国」に従って、決定され、他に明言しない限り、２０℃の温度で用いられる。光学異方性（Δｎ）は、５８９．３ｎｍの波長で決定される。誘電異方性（Δε）は、１ｋＨｚの周波数または明らかに記載があるときは、１９ＧＨｚの周波数で決定される。閾電圧および他の光学的特性は、メルク社、ドイツ国で調製された試験セルを用いて決定される。Δεの決定のための試験セルは、約２０μｍのセル厚を有する。電極は、１．１３ｃｍ２の面積および保護リングを有する循環ＩＴＯ電極である。配向層はホメオトロピック配向（ε‖）には、日産化学製（日本）のＳＥ−１２１１であり、ホモジニアス配向（ε⊥）には日本合成ゴム社製（日本）のポリイミドＡＬ−１０５４である。容量は周波数応答分析器Ｓｏｌａｔｒｏｎ１２６０により電圧０．３Ｖｒｍｓの正弦波を用いて決定する。電気光学的測定で使用した光は白色光であった。商業的に入手可能なＡｕｔｒｏｎｉｃ  Ｍｅｌｃｈｅｒｓ、ドイツ国：からのＤＭＳデバイスを用いるセットを本明細書では用いる。
【０１８５】
本明細書および本明細書の特許請求の範囲にわたって、用語「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」および「含有する（ｃｏｎｔａｉｎ）」ならびにこれらの用語の変形、例えば「含んでいる（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」および「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」は、「含むが限定しない（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ  ｂｕｔ  ｎｏｔ  ｌｉｍｉｔｅｄ  ｔｏ）」ことを意味し、他の成分を除外することを意図しない（および除外しない）。一方、用語「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」は、用語「からなる（ｃｏｎｓｉｓｉｔｉｎｇ  ｏｆ）」もまた包含するが、これに限定はしない。
【０１８６】
上記特徴の多く、特に好ましい実施形態の多くは、それ自身で発明であり、ただ単に本発明の実施形態の一部という訳ではないと認められる。これらの特徴については、特許請求される任意の本発明に加えるか代えて、独立した保護を求めてよい。
【０１８７】
またＬＣ媒体は例えば、Ｈ、Ｎ、Ｏ、Ｃｌ、Ｆが対応する同位体で置き換えられた化合物も含んでよいことは当業者には言うまでもない。
【０１８８】
本願発明について
【０１８９】
【化２２】
2018538555.tif 000026
は、トランス−１，４−シクロヘキシレンを表し、および
【０１９０】
【化２３】
2018538555.tif 000027
は、１，４−フェニレンを表す。
【０１９１】
本願にわたって、これらの角度が、例えば３員環、５員環または５員環など、小さい環の一部分であるなど、他に制限されなければ、いくつかの場合においていくつかの構造式においてこれらの角度は正確には表されてはいないが、３個の隣接する原子に結合するＣ原子における結合の、例えばＣ＝ＣまたはＣ＝Ｏ二重結合の、あるいは例えばベンゼン環における角度は１２０°であること、ならびに２個の隣接する原子に結合するＣ原子における結合の、例えばＣ≡ＣにおけるまたはＣ≡Ｎ三重結合における、またはアリル位Ｃ＝Ｃ＝Ｃにおける角度が１８０°であることが、当業者に理解される。
【０１９２】
また、本発明の前述の実施形態を改変することもでき、一方でなお本発明の範囲内にあると考えられるべきである。本明細書において開示されるそれぞれの特徴は、他に述べない限り、同じ、均等のまたは類似の目的の役割をする代替の特徴で置き換えられてもよい。よって、他に述べない限り、開示されるそれぞれの特徴は、一般的な一連の均等なまたは類似の特徴の一例にすぎない。
【０１９３】
本明細書に開示される特徴の全ては、そのような構成および／または工程の少なくともいくつかが互いに排他的である組み合わせを除き、任意の組合せで組み合わせてよい。特に、本発明の好ましい特徴は本発明の全ての側面に適用可能で、任意の組合せで使用してよい。同様に、必須でない組み合わせに記載される特徴は、別々に（組み合わせにおいてではなく）使用してよい。
【０１９４】
更に検討することなく、当業者は、前述の記載を使用し、本発明をその最大限の程度にまで利用できる。よって、以下の例は単なる説明と考えられるべきであり、本開示の残りの部分を一切限定しない。
【０１９５】
以下の略号を、液晶化合物の液晶相挙動を説明するために使用する：Ｋ＝結晶；Ｎ＝ネマチック；Ｎ２＝ツイストベンドネマチック；Ｓ＝スメクチック；Ｃｈ＝コレステリック；Ｉ＝等方；Ｔｇ＝ガラス転移。記号の間の数字は、℃での相転移温度を示す。
【０１９６】
本願においておよび特に以下の例において、液晶化合物の構造は、「頭文字」とも称される略号で表される。略号の対応する構造への変換は、以下の３つの表Ａ〜Ｃにより直接的である。
【０１９７】
全ての基ＣｎＨ２ｎ＋１、ＣｍＨ２ｍ＋１およびＣｌＨ２ｌ＋１は、好ましくはそれぞれｎ、ｍおよびｌ個のＣ原子を有する直鎖状のアルキル基であり、全ての基ＣｎＨ２ｎ、ＣｍＨ２ｍおよびＣｌＨ２ｌは、好ましくはそれぞれ（ＣＨ２）ｎ、（ＣＨ２）ｍおよび（ＣＨ２）ｌであり、ならびに−ＣＨ＝ＣＨ−は好ましくは、それぞれトランス−のＥビニレンである。
【０１９８】
表Ａは環要素に関して使用される記号を、表Ｂは連結基に関する記号を、表Ｃは分子の左手側および右手側の末端基に関する記号を列記する。
【０１９９】
表Ｄは、例示的な重合性キラルメソゲン分子構造をそれらのそれぞれのコードと共に列記する。
【０２００】
表Ｅは、例示的な非重合性キラルメソゲン分子構造をそれらのそれぞれのコードと共に列記する。
【０２０１】
表Ｆは、例示的な重合性非キラルメソゲン分子構造をそれらのそれぞれのコードと共に列記する。
【０２０２】
例えば本発明による混合物に添加できる安定剤を、表Ｇに記載する。
【０２０３】
【表１】
2018538555.tif 000028
【０２０４】
【表２】
2018538555.tif 000029
【０２０５】
【表３】
2018538555.tif 000030
【０２０６】
【表４】
2018538555.tif 000031
【０２０７】
【表５】
2018538555.tif 000032
表中、ｎおよびｍはそれぞれ整数であり、および３つの点「…」はこの表の他の記号のためのスペースを示す。
【０２０８】
好ましくは本発明による液晶媒体は式Ｉの化合物の他に、以下の表の式の化合物の群から選択する１種類以上の化合物を含む。
【０２０９】
【表６】
2018538555.tif 000033
【０２１０】
【表７】
2018538555.tif 000034
【０２１１】
【表８】
2018538555.tif 000035
表Ｆは、ＬＣ媒体の重合性成分に使用できる可能性のある反応性メソゲンを示す。
【０２１２】
【表９】
2018538555.tif 000036
【０２１３】
【表１０】
2018538555.tif 000037
【０２１４】
【表１１】
2018538555.tif 000038
【０２１５】
【表１２】
2018538555.tif 000039
【０２１６】
【表１３】
2018538555.tif 000040
【０２１７】
【表１４】
2018538555.tif 000041
【０２１８】
【表１５】
2018538555.tif 000042
【０２１９】
【表１６】
2018538555.tif 000043
【０２２０】
【表１７】
2018538555.tif 000044
【０２２１】
【表１８】
2018538555.tif 000045
ＬＣ媒体は好ましくは、表Ｆからの化合物から成る群から選択する１種類以上の反応性メソゲンを含む。
【０２２２】
【表１９】
2018538555.tif 000046
【０２２３】
【表２０】
2018538555.tif 000047
【０２２４】
【表２１】
2018538555.tif 000048
【０２２５】
【表２２】
2018538555.tif 000049
【実施例】
【０２２６】
以下に与える例は、本発明を一切限定せず例示する。
【０２２７】
しかしながら物理的特性および組成は、どの特性を達成できるか、どの範囲でそれらを改変できるかを当業者に例示する。よって特に好ましく達成できる種々の特性の組み合わせは、当業者にとって十分に定義されている。
【０２２８】
液晶混合物は、以下の表に与える組成および特性で実現される。それらの光学的性能を検討する。特に、その反射スペクトルを記録する。
【０２２９】
＜試験用セル＞
【０２３０】
【表２３】
2018538555.tif 000050
＜実施例＞
以下のＬＣ混合物Ｄ−０を調製する。
【０２３１】
【表２４】
2018538555.tif 000051
＜実施例１−１＞
＜ＲＭ粒子（５±２μｍ）＞
以下のＲＭ組成物を調製する。
【０２３２】
【表２５】
2018538555.tif 000052
球状赤外線反射性「ＲＭ粒子」は国際公開第２０１４／１６９９８４号に記載される通り、乳化重合で製造する。
【０２３３】
ＲＭ粒子は、１００３ｎｍに位置する最大をもって赤外光を反射する。
【０２３４】
ＲＭ粒子溶液をエタノールで希釈する。３０μＬのＲＭ粒子溶液および１０００μＬのエタノールμＬから、０．３％重量／重量のＲＭ粒子溶液をを得る。粒子を均一に分散させるために、シェーカーを利用する。
【０２３５】
上記０．３％重量／重量のＲＭ粒子を混合物Ｄ−０に添加し、得られた混合物を毛細管現象でセル２に充填し、次いで溶媒を蒸発させるために５０℃のオーブンで４８時間乾燥する。
【０２３６】
透明な平面状態から出発してセルを平面状態から安定した不透明なフォーカルコニック状態にスイッチするために、５０Ｖおよび６０Ｈｚの電界を試験用セルに印加する。次いでセルを不透明なフォーカルコニック状態から安定した平面状態にスイッチするために、４０Ｖおよび５０ｋＨｚの電界を試験用セルに印加する。直接スイッチは、低（６０Ｈｚ）および高（５０ｋＨｚ）周波数で矩形波形の電界を印加して達成する。
【０２３７】
＜実施例１−２＞
＜ポリスチレン粒子（シグマアルドリッチ社製ラテックスビーズ（０．８μｍ）溶液）＞
ラテックスビーズ懸濁液は、ポリマー粒子および水と、少量の界面活性剤、重炭酸ナトリウムおよび硫酸カリウムとで主に構成される。
【０２３８】
典型的なラテックスビーズは、以下を含有する：
粒子１０％
水＞６９．０％
ポリマー３０．０％
界面活性剤０．１〜０．５％
無機塩０．２％。
【０２３９】
５０μＬのポリスチレン溶液と１９５０μＬのエタノールから０．２５％のポリスチレン溶液を得る。ポリスチレンの５８９ｎｍにおける屈折率は１．５９０５で、４８６ｎｍにおいては１．６０２である。
【０２４０】
上記０．２５％重量／重量のポリスチレン粒子を混合物Ｄ−０に添加し、溶媒を蒸発させるために５０℃のオーブンで４８時間乾燥する。得られた混合物を毛細管現象でセル２に充填する。
【０２４１】
透明な平面状態から出発してセルを平面状態から安定した不透明なフォーカルコニック状態にスイッチするために、５０Ｖおよび６０Ｈｚの電界を試験用セルに印加する。次いでセルを不透明なフォーカルコニック状態から安定した平面状態にスイッチするために、４０Ｖおよび５０ｋＨｚの電界を試験用セルに印加する。直接スイッチは、低（６０Ｈｚ）および高（５０ｋＨｚ）周波数で矩形波形の電界を印加して達成する。
【０２４２】
＜実施例１−３＞
３．５％重量／重量の以下の化合物および０．０３５％重量／重量のＩｒｇａｃｕｒｅ  ６５１を混合物Ｄ−０に添加する。
【０２４３】
【化２４】
2018538555.tif 000053
ＬＣ混合物を等方相に加熱する。セルをＵＶ光下で硬化する。放射強度は４ｍＷ／ｃｍ２であり、露光時間は６００秒である。ＵＶで硬化後、次いでセルを室温まで冷却し、毛管作用でセル２に充填し、次いで溶媒を蒸発させるために５０℃のオーブンで４８時間乾燥する。
【０２４４】
透明な平面状態から出発してセルを平面状態から安定した不透明なフォーカルコニック状態にスイッチするために、５０Ｖおよび６０Ｈｚの電界を試験用セルに印加する。次いでセルを不透明なフォーカルコニック状態から安定した平面状態にスイッチするために、４０Ｖおよび５０ｋＨｚの電界を試験用セルに印加する。直接スイッチは、低（６０Ｈｚ）および高（５０ｋＨｚ）周波数で矩形波形の電界を印加して達成する。
【０２４５】
＜比較例１＞
混合物Ｄ−０を毛管作用でセル２に充填する。
【０２４６】
透明な平面状態から出発してセルを平面状態から安定した不透明なフォーカルコニック状態にスイッチするために、５０Ｖおよび６０Ｈｚの電界を試験用セルに印加する。次いでセルを不透明なフォーカルコニック状態から安定した平面状態にスイッチするために、４０Ｖおよび５０ｋＨｚの電界を試験用セルに印加する。直接スイッチは、低（６０Ｈｚ）および高（５０ｋＨｚ）周波数で矩形波形の電界を印加して達成する。
【０２４７】
＜まとめ＞
実施例１−２はフォーカルコニック状態において最高レベルのヘイズを示し、実施例１−１はフォーカルコニック状態において僅かに低いレベルのヘイズを示すが、比較例１よりもなお良好である。加えて実施例１−３は比較例１と比較して、フォーカルコニック状態においてヘイズレベルの向上を示す。
【０２４８】
＜実施例２＞
以下のＬＣ混合物Ｄ−１を調製する。
【０２４９】
【表２６】
2018538555.tif 000054
実施例１−２における上記０．２５％重量／重量のポリスチレン粒子を混合物Ｄ−１に添加し、溶媒を蒸発させるために５０℃のオーブンで４８時間乾燥する。得られた混合物を毛細管現象でセル２に充填する。
【０２５０】
透明な平面状態から出発してセルを平面状態から安定した不透明なフォーカルコニック状態にスイッチするために、１０５Ｖおよび６０Ｈｚの電界を試験用セルに印加する。次いでセルを不透明なフォーカルコニック状態から安定した平面状態にスイッチするために、１０５Ｖおよび２００ｋＨｚの電界を試験用セルに印加する。直接スイッチは、低（６０Ｈｚ）および高（２００ｋＨｚ）周波数で矩形波形の電界を印加して達成する。
【０２５１】
＜比較例２＞
以下のＬＣ混合物Ｃ−１を調製する。
【０２５２】
【表２７】
2018538555.tif 000055
得られた混合物を毛管作用でセル１に充填する。
【０２５３】
透明な平面状態から出発してセルを平面状態から安定した不透明なフォーカルコニック状態にスイッチするために、５０Ｖおよび６０Ｈｚの電界を試験用セルに印加する。次いでセルを不透明なフォーカルコニック状態から安定した平面状態にスイッチするために、４０Ｖおよび５０ｋＨｚの電界を試験用セルに印加する。直接スイッチは、低（６０Ｈｚ）および高（５０ｋＨｚ）周波数で矩形波形の電界を印加して達成する。
【０２５４】
比較例２がΔｎについてより高い値を示すとしても比較例２とは対照的に、、実施例２はヘイズレベルの著しい改良を示す。実施例２において対応するデバイスが、より厚いセル（１５μｍ）であって配向層なしでも迅速に平面状態にスイッチでき透明状態を維持できることを実証するために、デュアル周波数ＣｈＬＣ混合物を利用する。更にポリマー粒子の屈折率がＣｈＬＣ混合物のＮｍｅａｎに近く、ＣｈＬＣ混合物の反射波長が可視光の波長外であるため、平面状態は高度に透明である。
【国際調査報告】
2018538555.tif 000059
2018538555.tif 000060
2018538555.tif 000061
2018538555.tif 000062