(57)【要約】【課題】光変調素子を提供する。【解決手段】本発明は、フレキソエレクトリック分極性の液晶媒体を含む光変調素子であって、境界状態Ａから境界状態Ｂへのスイッチが、電界印加時のフレキソエレクトリック性スイッチ様式および誘電的スイッチ様式の組合せを含むことを特徴とする光変調素子を提供する。更に、本発明は、そのような光変調素子を電気光学的素子、即ち、ＬＣＤディスプレイ装置中で使用することと、本発明による光変調素子を含む電気光学的装置とに関する。更に、本発明は、本発明による光変調素子を製造する方法に関する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレキソエレクトリック分極性の液晶媒体を含む光変調素子であって、
境界状態Ａから境界状態Ｂへのスイッチが、電界印加時のフレキソエレクトリック性スイッチ様式および誘電的スイッチ様式の組合せを含むことを特徴とする光変調素子。
【請求項２】
液晶媒体は少なくとも２枚の基板間に挟持されており、境界状態Ａにおいて両基板の表面に対してホメオトロピックに配向している、請求項１に記載の光変調素子。
【請求項３】
液晶媒体は、１ｐＣｍ−１〜６０ｐＣｍ−１範囲内のベンド・フレキソエレクトリック係数の絶対値｜ｅ３｜を有するベント骨格の液晶化合物を含む、請求項１または２に記載の光変調素子。
【請求項４】
液晶媒体は式Ｉの化合物から選択される少なくとも１種類のベント骨格化合物を含む、請求項１〜３に記載の光変調素子。
【化１】
2017501451.tif 000081
（式中、
Ｙ１およびＹ２は、それぞれ互いに独立に、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＯＣＯ−Ｏ−、−ＣＯ−ＮＲ０−、−ＮＲ０−ＣＯ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＳＣＨ２−、−ＣＨ２Ｓ−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯＯ−、−ＯＯＣ−ＣＨ＝ＣＨ−または単結合であり、
Ｒ０は、Ｈまたは１〜４個のＣ原子を有するアルキルであり、
Ｍ１およびＭ２は、それぞれ互いに独立に、メソゲン基であり、
Ｂは、化合物にベント構造を付与する２価環基であり、
Ｒ１およびＲ２は、それぞれ互いに独立に、Ｈ、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、ＯＣＮ、ＳＣＮ、ＳＦ５、ＮＯ２または２５個までのＣ原子を有する直鎖状もしくは分岐状のアルキル基を表し、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、また、１個以上の隣接していないＣＨ２基は、それぞれの場合で互いに独立に、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−、−ＯＣＯ−Ｏ−、−Ｓ−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｓ−、−ＣＨ＝ＣＨ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられていることも可能である。）
【請求項５】
液晶媒体全体における式Ｉの化合物の量は３〜７０％の範囲内である、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】
液晶媒体は式ＩＩおよびＩＩＩの１種類以上化合物を含む、請求項１〜５のいずれか１項に記載の光変調素子。
【化２】
2017501451.tif 000082
（式中、
Ｒ２１は、１〜７個のＣ原子を有するアルキル、アルコキシ、フッ化アルキルまたはフッ化アルコキシ、２〜７個のＣ原子を有するアルケニル、アルケニルオキシ、アルコキシアルキルまたはフッ化アルケニルを表し、
【化３】
2017501451.tif 000083
を表し、
Ｌ２１およびＬ２２は、ＨまたはＦを表し、
Ｘ２１は、ハロゲン、１〜３個のＣ原子を有するハロゲン化アルキルまたはアルコキシ、または、２個または３個のＣ原子を有するハロゲン化アルケニルまたはアルケニルオキシを表し、
ｍは、０、１、２または３を表し、
Ｒ３１は、１〜７個のＣ原子を有するアルキル、アルコキシ、フッ化アルキルまたはフッ化アルコキシ、２〜７個のＣ原子を有するアルケニル、アルケニルオキシ、アルコキシアルキルまたはフッ化アルケニルを表し、
【化４】
2017501451.tif 000084
を表し、
Ｌ３１およびＬ３２は、互いに独立に、ＨまたはＦを表し、
Ｘ３１は、ハロゲン、１〜３個のＣ原子を有するハロゲン化アルキルまたはアルコキシ、または、２個または３個のＣ原子を有するハロゲン化アルケニルまたはアルケニルオキシを表し、
Ｚ３１は、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＦ２ＣＦ２−、−ＣＯＯ−、トランス−ＣＨ＝ＣＨ−、トランス−ＣＦ＝ＣＦ−、−ＣＨ２Ｏ−または単結合を表し、および
ｎは、０、１、２または３を表す。）
【請求項７】
液晶媒体は式ＩＶの１種類以上化合物を含む、請求項１〜６のいずれか１項に記載の光変調素子。
【化５】
2017501451.tif 000085
（式中、
Ｒ４１およびＲ４２は、互いに独立に、式ＩＩにおいてＲ２１について上で示される意味を有し、
【化６】
2017501451.tif 000086
を表し、
Ｚ４１およびＺ４２は互いに独立に、Ｚ４１が２回出現する場合は、また、これらも互いに独立に、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＯＯ−、トランス−ＣＨ＝ＣＨ−、トランス−ＣＦ＝ＣＦ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＣＦ２Ｏ−、−Ｃ≡Ｃ−または単結合を表し、および
ｐは、０、１または２を表す。）
【請求項８】
液晶媒体は式Ｖの１種類以上化合物を含む、請求項１〜７のいずれか１項に記載の光変調素子。
【化７】
2017501451.tif 000087
（式中、
Ｒ５１およびＲ５２は、互いに独立に、式ＩＩにおいてＲ２１について上で示される意味を有し、
【化８】
2017501451.tif 000088
を表し、
Ｚ５１およびＺ５２は、互いに独立に、Ｚ５１が２回出現する場合は、また、これらも互いに独立に、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＯＯ−、トランス−ＣＨ＝ＣＨ−、トランス−ＣＦ＝ＣＦ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＣＦ２Ｏ−または単結合を表し、および
ｒは０、１または２を表す。）
【請求項９】
液晶媒体全体における式ＩＩおよび／またはＩＩＩの化合物の量は２〜９０％の範囲内である、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】
液晶媒体全体における式ＩＶおよび／またはＶの化合物の量は２〜７０％の範囲内である、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】
液晶媒体は３以上の正の誘電異方性を示す、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の光変調素子。
【請求項１２】
液晶媒体は０．１０以上〜０．３５以上の範囲内の複屈折を示す、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の光変調素子。
【請求項１３】
その場で印加された電界によって光変調が誘発される、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の光変調素子。
【請求項１４】
０．５Ｖ／μｍ−１より低い電界強度の印加によってフレキソエレクトリック性のスイッチが起こる、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の光変調素子。
【請求項１５】
「オン」状態で誘発されたリターデーションは１ｎｍ〜３００ｎｍの範囲内である、請求項１〜１４のいずれか１項に記載の光変調素子。
【請求項１６】
液晶媒体でセルを充填する工程を少なくとも含む、請求項１〜１５のいずれか１項に記載の光変調素子を製造する方法。
【請求項１７】
電気光学的装置における、請求項１〜１５のいずれか１項に記載の光変調素子の使用。
【請求項１８】
請求項１〜１５のいずれか１項に記載の光変調素子を含む、電気光学的装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フレキソエレクトリック分極性の液晶媒体を含む光変調素子であって、境界状態Ａから境界状態Ｂへのスイッチが、電界印加時のフレキソエレクトリック性スイッチ様式および誘電的スイッチ様式の組合せを伴うことを特徴とする光変調素子を提供する。好ましくは、境界状態Ａから境界状態Ｂへのスイッチは、電界印加時の明りょうなフレキソエレクトリック性スイッチ様式（Ｄｉｓｔｉｎｃｔ  Ｆｌｅｘｏｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ  Ｒｅｇｉｍｅ）および明りょうな誘電的スイッチ様式（Ｄｉｓｔｉｎｃｔ  Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ  Ｒｅｇｉｍｅ）の組合せに関与する。更に、本発明は、そのような光変調素子を電気光学的素子、即ち、ＬＣＤディスプレイ装置中で使用することと、本発明による光変調素子を含む電気光学的装置とに関する。更に、本発明は、本発明による光変調素子を製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）は、情報を表示するために広く使用されている。ＬＣＤは、投射型ディスプレイ用の他、直視ディスプレイ用にに使用されている。殆どのディスプレイ用に使用されている電気光学的モードは、依然として、ツイストネマチック（ＴＮ：Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）モードおよびその種々の変形タイプである。このモードに加え、スーパーツイストネマチック（ＳＴＮ：Ｓｕｐｅｒ  Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、およびより最近では、光学補償ベンド（ＯＣＢ：Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ  Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ  Ｂｅｎｄ）モードおよび電気制御複屈折（ＥＣＢ：Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モードおよびそれらの種々の変形タイプが、例えば、垂直配向ネマチック（ＶＡＮ：Ｖｅｒｔｉｃａｌｌｙ  Ａｌｉｇｎｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、パターン化ＩＴＯ垂直配向ネマチック（ＰＶＡ：Ｐａｔｔｅｒｎｅｄ  ＩＴＯ  Ｖｅｒｔｉｃａｌｌｙ  Ａｌｉｇｎｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、ポリマー安定化垂直配向ネマチック（ＰＳＶＡ：Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｓｔａｂｉｌｉｚｅｄ  Ｖｅｒｔｉｃａｌｌｙ  Ａｌｉｇｎｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）モードおよびマルチドメイン垂直配向ネマチック（ＭＶＡ：Ｍｕｌｔｉ  Ｄｏｍａｉｎ  Ｖｅｒｔｉｃａｌｌｙ  Ａｌｉｇｎｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、および他のモードとして、次第に使用されつつある。
【０００３】
一般に、ネマチック液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）は、誘電体のスイッチ、即ち、液晶の誘電率異方性（Δε）と電気光学的応答を引き起こす印加電界との間のカップリングに基づいて動作する。この応答は印加電界について二次的であり、即ち、極性はなく、電界による液晶分子のスイッチに起因する。従来のネマチックＬＣＤにおいて、液晶分子のスイッチは印加電界の方向を含む平面内で起き、これは液晶を挟持するセルに交わるように電界を印加し、面外に分子をスイッチすること、即ち、セル基板に直交する面内でスイッチすることを意味する。しかしながら、この種のスイッチは、視野角に強く依存するコントラストを有する電気光学的応答を与える。
【０００４】
上述のモードに加え、例えば、面内スイッチ（Ｉｎ  Ｐｌａｎｅ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ、略してＩＰＳ）モード（例えば、ドイツ国特許第４０  ００  ４５１号（特許文献１）および欧州特許第０  ５８８  ５６８号（特許文献２）に開示される通り。）およびフリンジ場（ＦＦＳ、Ｆｒｉｎｇｅ  Ｆｉｅｌｄ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モードなどの、基板および液晶層のそれぞれに実質的に平行な電界を用いる電気光学的モードもある。特に、フリンジ場電気光学的モードは良好な視野角特性および良好な応答時間を有し、最新のデスクトップモニター用およびテレビ用のディスプレイですら、およびマルチメディア用途向けのＬＣＤについて徐々に使用されつつある。
【０００５】
上述のディスプレイモードに加え、所謂「フレキソエレクトリック」効果を利用する新たなディスプレイモードが提案されている。
【０００６】
「フレキソエレクトリック効果」は、圧電効果に類似して液晶として、Ｒ．Ｂ．Ｍｅｙｅｒ著、Ｐｈｙｓ．Ｒｅｖ．Ｌｅｔｔ．１９６９年、第２２巻、第９１８〜９２１頁（非特許文献１）で最初議論された。
【０００７】
フレキソエレクトリックとはダイレクタの変形により液晶中に自発分極が生成されることで、逆に、印加電界によってダイレクタが変形し、これはフレキソエレクトリック性スイッチとも呼ばれる。
【０００８】
典型的には、形状が非対称性な分子によって、フレキソエレクトリック効果が生じる。クサビ形状およびバナナ形状の分子が最初に考慮された。斜めに延ばすと、長手側に双極子を有するクサビ形状の分子は自発分極を示す。同様に、横方向の双極子を有するバナナ形状の分子はベンド変形で自発分極を示す。
【０００９】
上の場合、分極はスプレイおよび／またはベンド変形に連動している。対称性に関する議論より、ツイスト変形は分極を生じ得ないことが分かる。よって、フレキソエレクトリック分極（Ｐｆ）は現象論的に以下の通り定式化できる。
【００１０】
【数１】
2017501451.tif 000002
式中、ｅ１およびｅ３はスプレイおよびベンド・フレキソエレクトリック係数であり、ｎ（ｄｉｖ  ｎ）および（ｃｕｒｌ  ｎ）×ｎは、それぞれスプレイおよびベント・ベクトルである。
【００１１】
フレキソエレクトリック効果は、液晶の多くの現象に大きな影響を与える。技術的には、新規な装置の用途によっては、フレキソエレクトリック効果が重要な役割を果たす。
【００１２】
例えば、国際特許出願公開第２００５／０７１４７７号公報（特許文献３）には、フレキソエレクトリック液晶バルク層を含み、実質的に基板に平行であるが方向が不均一な電界がインターディジテート電極パターンによって生成される液晶デバイスが開示されている。電界がオフの状態で基板に平行な方向の平均分極方向が、電界が発生される方向に直交することが好ましい。この場合、立ち上がりおよび立ち下がりの両方の時間が電界に依存するようになり、よって、総応答時間が短くなる。
【００１３】
更に、国際特許出願公開第２００８／１０４５３３号公報（特許文献４）には、ハイブリッド配向ネマチックＬＣ（ＨＡＮ：ｈｙｂｒｉｄ  ａｌｉｇｎｅｄ  ｎｅｍａｔｉｃ）モードが開示されている。２枚の基板間に挟持されている液晶分子は、一方の基板面に垂直だが、他の基板面には平行に配向する。この表面の方向は、固定されている。２枚の基板は、異なる配向層を必要とする。ＨＡＮの構成では、２枚の基板表面における液晶分子の異なる表面配向および個々の液晶分子中の弾性力（平行から液晶分子層の厚さを横切る垂直方向への連続的な移動による。）によって生じるそのような変形が、フレキソエレクトリック分極が生成されるように誘発される。
【００１４】
面内電界が印加される場合、液晶性分子またはディスプレイ面へのそれらの射影が回転する。次いでフレキソエレクトリック分極によって、分子の回転方向は電圧の符号に依存する。
【００１５】
国際特許出願公開第２００８／１０４５３３号公報（特許文献４）には、更に、電極がＩＰＳディスプレイのように配置され、フリンジ場スイッチ（ＦＦＳ：ｆｒｉｎｇｅ−ｆｉｅｌｄ  ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）ディスプレイ中のように追加の基礎電極が同一表面上に処置されている構成が記載されている。更に、特許文献４には、液晶分子に平行な方向を有する基板上または液晶分子に垂直な方向を有する基板上に、面内電極またはＦＦＳ電極が任意に処置されている構成が開示されている。特許文献４では、前者は正のΔεを有する液晶媒体の実施形態として記載されており、後者は負のΔεを有する液晶媒体の実施形態として記載されている。
【００１６】
加えて、フレキソエレクトリック効果の多くの実験的研究がなされてきた。例えば、Ｔａｋｅｚｏｅら、Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌｓ、第３６巻、２００９年、第１１１９〜１１２４頁（非特許文献２）には、フレキソエレクトリック係数を決定するための実験方法が記載されている。この目的のために、著者らは、以下の式のベント骨格化合物の使用を示唆している。
【００１７】
【化１】
2017501451.tif 000003
スペーサーおよび電極として機能する２ｍｍの間隔で平行な２枚の１２μｍ厚アルミ箔片を具備するホメオトロピック配向セル中に、この化合物を導入した。
【００１８】
直流電界をホメオトロピックセルの横方向に印加すると、誘導フレキソエレクトリック分極（Ｐｆ）と外部電界（Ｅ）との間のカップリングが観察され、ディレクタのベンド変形、いわゆる逆フレキソエレクトリック効果に至った。
【００１９】
この効果に関与する物理的パラメータの関係は、以下のように表すことができる。
【００２０】
【数２】
2017501451.tif 000004
式中、δｎは誘導複屈折、Ｋ３３はベンド弾性定数、Ｅは印加電界強度、ｄは液晶媒質層の厚さ、ならびにｎｏおよびｎｅは、それぞれ、通常および異常屈折率である。
【００２１】
光変調素子において逆フレキソエレクトリック効果を利用するには、以下に関する要件を最適化しなければならない：
１．液晶媒体の全体にわたるホメオトロピック配向、
２．ガラス基板近傍でのアンカーエネルギー、
３．可能な限り均一でなければならない印加電界、
４．電極間隔、および
５．セル厚。
【００２２】
同時に光変調素子の良好な性能を保証するには、液晶媒体における以下の要件を満足しなければならない：
１．適切な高いベンド・フレキソエレクトリック係数、
２．ベンド・フレキソエレクトリック係数に対する誘電率異方性の適切な比率、
３．特定のダイレクタのずれに対してリターデーションを増加するのに適する複屈折の値、
４．スイッチ速度を最適化するのに適する回転粘度、および
５．適切な弾性定数。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２３】
【特許文献１】ドイツ国特許第４０  ００  ４５１号
【特許文献２】欧州特許第０  ５８８  ５６８号
【特許文献３】国際特許出願公開第２００５／０７１４７７号公報
【特許文献４】国際特許出願公開第２００８／１０４５３３号公報、
【非特許文献】
【００２４】
【非特許文献１】Ｒ．Ｂ．Ｍｅｙｅｒ著、Ｐｈｙｓ．Ｒｅｖ．Ｌｅｔｔ．１９６９年、第２２巻、第９１８〜９２１頁
【非特許文献２】Ｔａｋｅｚｏｅら、Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌｓ、第３６巻、２００９年、第１１１９〜１１２４頁
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２５】
本発明の一般的な目的は上記問題を軽減して一般に既知で従来技術の光変調素子に対する代替を提供するか、または好ましくは、改良された光変調素子を提供することである。
【００２６】
特に本発明の目的は、高コントラストおよび広い視野角の画像を生成し、高速面内スイッチを示す能力を有する光変調素子を提供することであり、より特には、総スイッチ時間を短縮し、動画について満足できるディスプレイを可能とすることである。
【００２７】
本発明の他の目的は、光学的開口率を増加して透過率を高めるために、光変調素子の駆動電圧を低減することである。これらのパラメータを改良することは、携帯電話などの携帯用途に特に重要である。
【課題を解決するための手段】
【００２８】
上でまとめた多数の要求およびパラメータを考慮して、驚くべきことに、本発明の発明者らは、光変調素子において、フレキソエレクトリック性および誘電的スイッチの組合せを利用する逆フレキソエレクトリック効果を利用できることを見出した。
【００２９】
よって、本発明は、フレキソエレクトリック分極性の液晶媒体を含む光変調素子であって、境界状態Ａから境界状態Ｂへのスイッチが、電界印加時の明りょうなフレキソエレクトリック性スイッチ様式（Ｄｉｓｔｉｎｃｔ  Ｆｌｅｘｏｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ  Ｒｅｇｉｍｅ）および明りょうな誘電的スイッチ様式（Ｄｉｓｔｉｎｃｔ  Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ  Ｒｅｇｉｍｅ）の組合せを伴うことを特徴とする光変調素子に関する。
【００３０】
他の有益な特性に加え、本発明による光変調素子は特に以下の特性を示す：
・好ましい低コストの電極構造、
・好ましい光学的開口、
・好ましい低駆動電圧、
・好ましい低視野角依存性、
・好ましい光学的消光、およびよって好ましいコントラスト、
・好ましい程度の自己補償、および
・好ましい高速スイッチ時間。
【００３１】
また、本発明は、上および下に記載する通りの光変調素子の製造方法にも関する。
【００３２】
本発明は、更に、上および下に記載する通り、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：ｌｉｑｕｉｄ  ｃｒｙｓｔａｌ  ｄｉｓｐｌａｙ）または他の光学的もしくは電気光学的素子において光変調素子を使用することに関する。
【００３３】
よって、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少なくとも１個含むＬＣＤなどの電気光学的装置に関する。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
＜用語および定義＞
用語「液晶（ＬＣ：ｌｉｑｕｉｄ  ｃｒｙｓｔａｌ）」は、幾つかの温度範囲（サーモトロピックＬＣ）において、または、溶液における幾つかの濃度範囲（リオトロピックＬＣ）において液晶中間相を有する材料に関する。それらは、必ずメソゲン化合物を含有する。
【００３５】
用語「メソゲン化合物」および「液晶化合物」は、１個以上のカラミチック（棒形状または板形状／ラス形状）またはディスコチック（ディスク形状）メソゲン基を含む化合物を意味する。用語「メソゲン基」は、液晶相（または中間相）の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、それら自体が必ずしもＬＣ中間相を示す必要はない。また、それらが、他の化合物との混合物においてのみ、または、メソゲン化合物または材料、またはそれらの混合物を重合させた際に、ＬＣ中間相を示すことも可能である。
【００３６】
カラミチックメソゲン基は、通常、メソゲン核を含む。メソゲン核は、互いに直接または連結基を介してつながっている１個以上の芳香族または非芳香族環状基から成り、任意成分として、メソゲン核の端に結合している末端基を含んでいる。任意成分として、メソゲン核の長手側につながっている１個以上の横方向の基を含んでおり、ただし、これらの末端および横方向の基は、通常、例えば、カルビルまたはヒドロカルビル基、ハロゲン、ニトロ、ヒドロキシなどの極性基、または、重合性基より選択される。
【００３７】
本発明の目的において、用語「液晶媒体」は、一定の条件下で液晶特性を示す材料を意味すると解する。特に、この用語は、一定の条件下でネマチック液晶相を形成する材料を意味すると解する。液晶媒体は、１種類以上の液晶化合物および加えて更なる物質を含んでよい。
【００３８】
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。ＬＣまたはＲＭ材料の配向された層においては、ＬＣ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。
【００３９】
ＬＣまたはＲＭ材料の用語「均一配向（ｕｎｉｆｏｒｍ  ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ）」または「均一配向（ｕｎｉｆｏｒｍ  ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）」は、例えば材料の層において、ＬＣまたはＲＭ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、実質的に同一の方向に配向していることを意味する。換言すれば、ＬＣダイレクタ線が平行である。
【００４０】
本出願を通して、ＬＣまたはＲＭ層の配向は、他に明言しない限り、均一配向である。
【００４１】
用語「平面配向（ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ）／配向（ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）」は、例えばＬＣまたはＲＭ材料の層において、ＬＣまたはＲＭ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に配向していることを意味する。
【００４２】
用語「ホメオトロピック配向（ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ）／配向（ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）」は、例えばＬＣまたはＲＭ材料の層において、ＬＣまたはＲＭ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、層面に実質的に垂直に配向していることを意味する。
【００４３】
フレキソエレクトリック分極性の液晶媒体は、少なくとも１個の有意な値のフレキソエレクトリック係数ｅ１およびｅ３、好ましくは高い値のｅ３を有する液晶媒体を意味すると解する。ベンド・フレキソエレクトリック係数ｅ３は、Ｒ．Ｂ．Ｍｅｙｅｒ，Ｐｈｙｓ．Ｒｅｖ．Ｌｅｔｔ．１９６９年、第２２巻、第９１８〜９２１頁に従い、以下の通り定義できる。
【００４４】
【数３】
2017501451.tif 000005
式中、ａ＞ｂで、ａは分子長であり、ｂは分子幅であり、μは双極子モーメントの横方向成分であり、θは分子の開角度である。一般に、スプレイ変形、ベンド変形および非対称なハイブリッド（スプレイ＋ベンド）変形が存在する。
【００４５】
典型的には、適切な値のベンド・フレキソエレクトリック係数ｅ３を示す化合物は、Ｈｅｌｆｒｉｃｈら．Ｚ．Ｎａｔｕｒｆｏｒｓｃｈ  １９７０年、第２６ａ巻、第８３３〜８３５頁で定義される通り、平均分子構造においてベントを伴う双極子を有する分子である。そのような化合物の例は、所謂「ベント骨格」液晶である。
【００４６】
用語「ベント骨格分子」または「バナナ形状分子」は、非直線形状および対応する１８０°未満の開角度を有する分子の３次元形状に関する。
【００４７】
本願の目的において、境界状態との用語は透過率が最大または最小値に達し、更に変化しないか、電界を印加しなければ事実上さらに変化しない状態を意味すると解する。
【００４８】
光変調素子は、好ましくは、２種類の境界状態を有しており、一方は電界を印加せず所謂「オフ」状態で、対応する透過率ＴＡを有する境界状態Ａであり、他方は電界を印加して所謂「オン」状態で、対応する透過率ＴＢを有する境界状態Ｂであり、以下である。
【００４９】
【数４】
2017501451.tif 000006
本願の目的において、光透過率との用語は、光変調素子を通る可視（ＶＩＳ）、近赤外（近ＩＲ、ＮＩＲ）およびＵＶ−Ａ領域の電磁放射の通過を意味するものと解する。同様に対応して、本願において光との用語は、可視、近赤外およびＵＶ−Ａのスペクトル領域における電磁放射を意味するものと解する。通常使用される物理的な定義に従い、ＵＶ光、可視光および近赤外光は、併せて、３２０〜３０００ｎｍの波長を有する放射線を意味するものと解する。
【００５０】
本願の目的において、面内電界との用語は、基板および液晶層のそれぞれに実質的に平行な直流電界を用いることを意味するものと解する。
【００５１】
液晶媒体の光学的リターデーション（δ（λ））は、入射ビームの波長（λ）の関数として、以下の式で与えられる。
【００５２】
【数５】
2017501451.tif 000007
式中、Δｎは液晶媒体の複屈折率、ｄは液晶媒質層の厚さ、λは光の波長である。本願においては他に明らかに特定しない限り、光の波長は、一般に５５０ｎｍを言う。
【００５３】
本明細書において、複屈折率Δｎは、以下の通り定義される。
【００５４】
【数６】
2017501451.tif 000008
式中、ｎｅは異常屈折率であり、ｎｏは通常屈折率であり、平均屈折率ｎａｖ．は以下で与えられる。
【００５５】
【数７】
2017501451.tif 000009
異常屈折率ｎｅおよび通常屈折率ｎｏは、アッベ屈折計を使用して測定できる。次いで、複屈折率（Δｎ）を計算できる。
【００５６】
誘導リターデーションは、下の通り書ける。
【００５７】
【数８】
2017501451.tif 000010
式中、ｎｅは異常屈折率であり、ｎｏは通常屈折率であり、ｄは液晶媒質層の厚さ、ｅ３はベンド・フレキソエレクトリック係数、Ｋ３３はベントである。
【００５８】
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。
【００５９】
Δεは（ε‖−ε⊥）で定義され、一方でεａｖは（ε‖＋２ε⊥）／３である。化合物の誘電体誘電率は、対象化合物を添加した際のホスト混合物のそれぞれの値の変化より決定される。その値を、対象化合物の濃度１００％に外挿する。
【００６０】
例えば、液晶の融点Ｔ（Ｃ，Ｎ）またはＴ（Ｃ，Ｓ）、スメクチック（Ｓ）からネマチックの（Ｎ）相への転移Ｔ（Ｓ，Ｎ）および透明点Ｔ（Ｎ，Ｉ）などの全ての温度を、摂氏度で引用する。全ての温度差を、差異の度において引用する。
【００６１】
用語「透明点」は、最も高い温度範囲を有する中間相とアイソトロピック相との間の転移が生じる温度を意味する。
【００６２】
本発明においては、用語「閾電圧」は、他に明示しない限り、フレデリックス閾値としても知られる容量閾値（Ｖ０）に関する。例においては、一般に通常である１０％相対コントラストの光学的閾値（Ｖ１０）も示す場合がある。
【００６３】
本出願の全体に渡って他に明確に述べない限り、全ての濃度は重量パーセントで与えられ、個々の完全な混合物に関する。全ての物理的特性は、「Ｍｅｒｃｋ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌｓ、Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ  ｏｆ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌｓ」、１９９７年１１月刊、メルク社、ドイツ国に従って決定されたか決定し、他に明確に言明しない限り２０℃の温度で与えられる。
【００６４】
疑義の場合、Ｃ．Ｔｓｃｈｉｅｒｓｋｅ、Ｇ．ＰｅｌｚｌおよびＳ．Ｄｉｅｌｅ著、Ａｎｇｅｗ．Ｃｈｅｍ．２００４年、１１６巻、６３４０〜６３６８頁で与えられる定義を適用するものとする。
【００６５】
他に明言しない限り、本願で示される全てのパラメータの範囲は限界値を含む。
【００６６】
本願にわたって他に示さない限り、飽和１，４−置換環系上の置換のコンフィギュレーションはトランスである。両方のコンフィギュレーションを表す他の式では、好ましくは、トランスのコンフィギュレーションである。
【００６７】
互いの組合せで種々の範囲の特性に異なる上限および下限が示されている場合、追加の好ましい範囲でるとする。
【００６８】
本明細書の詳細な説明および請求項にわたって、用語「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」および「含有する（ｃｏｎｔａｉｎ）」およびそれらの語の変化形、例えば、「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ」および「ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ」は「包摂するが限定されない（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ  ｂｕｔ  ｎｏｔ  ｌｉｍｉｔｅｄ  ｔｏ）」を意味し、他の要素を排除することを意図しない（排除しない）。一方、語「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」は用語「から成る（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ  ｏｆ）」を包含するが、それに限定されない。
【００６９】
＜詳細な説明＞
本発明による適切な液晶媒体は、その場で電界を印加するとフレキソエレクトリック分極する。
【００７０】
本発明による適切な液晶媒体は、２種類以上、好ましくは少なくとも３種類、特に好ましくは少なくとも４種類、非常に特に好ましくは少なくとも５種類の異なる液晶化合物を含む。２種類のみの液晶化合物を用いる場合、それらの典型的な濃度は、混合物全体の約７０重量％〜９９重量％の範囲である。
【００７１】
好ましくは、本発明による光変調素子で使用する液晶媒体は、約１ｐＣｍ−１〜約６０ｐＣｍ−１範囲内、より好ましくは約２ｐＣｍ−１〜約３０ｐＣｍ−１範囲内、最も好ましくは約３ｐＣｍ−１〜約２０ｐＣｍ−１範囲内のベンド・フレキソエレクトリック係数の絶対値｜ｅ３｜を示す。
【００７２】
好ましい実施形態において、本発明による光変調素子は、平均分子構造においてベンドを伴う双極子を有する少なくとも１種類の液晶分子を含み、適切に高い値のベンド・フレキソエレクトリック係数ｅ３を示す液晶媒体を含む。
【００７３】
適切なベンド・フレキソエレクトリック係数｜ｅ３｜は、好ましくは約１ｐＣｍ−１〜約１００ｐＣｍ−１範囲内、より好ましくは約５ｐＣｍ−１〜約４０ｐＣｍ−１範囲内、最も好ましくは約１３ｐＣｍ−１〜約１８ｐＣｍ−１範囲内である。
【００７４】
平均分子構造においてベンドを伴う双極子を有し、適切に高い値のｅ３を示す分子は、好ましくは、所謂ベント骨格液晶化合物より選択される。
【００７５】
適切なベント骨格液晶化合物は、好ましくは、式Ｉの化合物の群より選択される。
【００７６】
【化２】
2017501451.tif 000011
式中、
Ｙ１およびＹ２は、それぞれ互いに独立に、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＯＣＯ−Ｏ−、−ＣＯ−ＮＲ０−、−ＮＲ０−ＣＯ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＳＣＨ２−、−ＣＨ２Ｓ−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯＯ−、−ＯＯＣ−ＣＨ＝ＣＨ−または単結合であり、
Ｒ０は、Ｈまたは１〜４個のＣ原子を有するアルキルであり、
Ｍ１およびＭ２は、それぞれ互いに独立に、メソゲン基であり、
Ｂは、化合物にベント構造を付与する２価環基であり、
Ｒ１およびＲ２は、それぞれ互いに独立に、Ｈ、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、ＯＣＮ、ＳＣＮ、ＳＦ５、ＮＯ２または２５個までのＣ原子を有する直鎖状もしくは分岐状のアルキル基を表し、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、また、１個以上の隣接していないＣＨ２基は、それぞれの場合で互いに独立に、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−、−ＯＣＯ−Ｏ−、−Ｓ−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｓ−、−ＣＨ＝ＣＨ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられていることも可能である。
【００７７】
式Ｉ中の２価環基Ｂは、上記の通りの分子ベンド角αを有するベントまたはバナナ形状の構造を本発明の化合物に付与するために選択される。２価環基Ｂにより式Ｉの化合物に付与された開角度は、好ましくは約９０〜約１６５°、特には約１０５〜約１５０°、非常に好ましくは約１１５〜約１３５°、最も好ましくは約１２０〜約１３０°である。
【００７８】
Ｂは、好ましくは、３個までのヘテロ原子を含有してもよい単環式または二環式芳香族基で、例えば、以下の基より選択される。
【００７９】
【化３】
2017501451.tif 000012
式中、
Ｕは、ＣＲ’またはＮであり、
Ｖは、ＣＲ’２、ＮＲ’、ＯまたはＳであり、
Ｒ’は、Ｈまたは１〜７個のＣ原子を有するアルキルであり、
単環式の５員環基は、１個、２個または３個の基Ｌで置換されていてもよく、単環式の６員環基は、１個、２個、３個または４個の基Ｌで置換されていてもよく、二環式基は、１個、２個、３個、４個、５個または６個の基Ｌで置換されていてもよく、Ｌは、それぞれ独立に、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、ＳＣＮ、ＮＯ２、ＳＦ５、１〜７個のＣ原子を有するアルキル、アルコキシ、アルキルカルボニルまたはアルコキシカルボニルであり、ただし、１個以上のＨ原子はＦまたはＣｌで置換されていてもよい。
【００８０】
好ましくは、Ｂは以下の基より選択される。
【００８１】
【化４】
2017501451.tif 000013
式中、Ｒ’およびＬは上で与えられる意味の１つを有し、ｒは、０、１、２または３である。好ましくは、Ｒ’の少なくとも１個はＨを表す。
【００８２】
非常に好ましくは、Ｂは、４位、５位および／または６位においてＬで置換されていてもよい１，３−フェニレンで、特に、
【００８３】
【化５】
2017501451.tif 000014
であり、
ただし、Ｌ１、Ｌ２およびＬ３は、好ましくは、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、ＯＨ、ＮＯ２、ＣＨ３、Ｃ２Ｈ５、ＯＣＨ３、ＯＣ２Ｈ５、ＣＯＣＨ３、ＣＯＣ２Ｈ５、ＣＯＯＣＨ３、ＣＯＯＣ２Ｈ５、ＣＦ３、ＯＣＦ３、ＯＣＨＦ２、ＯＣ２Ｆ５、特には、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、ＣＨ３、Ｃ２Ｈ５、ＯＣＨ３、ＣＯＣＨ３、ＣＦ３およびＯＣＦ３、最も好ましくは、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、ＣＨ３、ＯＣＨ３およびＯＣＦ３より選択される。
【００８４】
式Ｉ中のＭ１は、好ましくは、式Ｉ＊１より選択される。
【００８５】
【化６】
2017501451.tif 000015
式中、
Ｚは、それぞれの場合で独立に、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−Ｏ−ＣＯＯ−、−ＣＯ−ＮＲ０−、−ＮＲ０−ＣＯ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＳＣＨ２−、−ＣＨ２Ｓ−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ−または単結合であり、
Ａ１およびＡ２は、それぞれ独立に、１個以上のＣＨ基がＮで置き換えられていてもよい１，４−フェニレン、１個または２個の隣接していないＣＨ２基がＯおよび／またはＳで置き換えられていてもよい１，４−シクロヘキシレン、１，４−シクロヘキセニレン、１，４−ビシクロ（２，２，２）オクチレン、ピペリジン−１，４−ジイル、ナフタレン−２，６−ジイル、デカヒドロナフタレン−２，６−ジイルまたは１，２，３、４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイルであり、これらの基は全て無置換であるか、Ｆ、Ｃｌ、ＳＣＮ、ＣＮ、ＮＯ２、ＳＦ５または１〜７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、アルキルカルボニルもしくはアルコキシカルボニルで一置換または多置換されていることが可能であり、
Ｒ０は、式Ｉの意味を有し、
ｍ１は、０、１、２または３である。
【００８６】
式Ｉ中のＭ２は、好ましくは、式Ｉ＊２より選択される。
【００８７】
【化７】
2017501451.tif 000016
式中、Ａ１、ＺおよびＡ２は式Ｉ＊１の意味の１つを有し、ｍ２は、０、１、２または３である。
【００８８】
式Ｉの好ましい化合物は、ｍ１およびｍ２が、それぞれ互いに独立に、１、２または３のものである。メソゲン基Ｍ１およびＭ２が２個または３個の５員または６員環を含む化合物が更に好ましい。ｍ１およびｍ２の一方が２または３であり、他方が１、２または３であり、非常に好ましくは、ｍ１およびｍ２の両方が２または３、特に２である化合物が特に好ましい。ｍ１＋ｍ２が、３、４、５または６である化合物が更に好ましい。
【００８９】
他の好ましい実施形態は、式Ｉ＊１および／またはＩ＊２中の少なくとも１個の基Ｚが−Ｃ≡Ｃ−を表す化合物に関する。これらの化合物は、特に、高い複屈折材料が必要な使用に特に適している。
【００９０】
好ましいメソゲン基Ｍ１およびＭ２のより小さい群を、下に列記する。単純化の理由により、これらの基におけるＰｈｅは１〜４個の基Ｌで置換されていてもよい１，４−フェニレンであり、ただし、Ｌは、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、ＳＣＮ、ＮＯ２、ＳＦ５、１〜７個のＣ原子を有し、１個以上のＨ原子がＦまたはＣｌで置換されていてもよいアルキル、アルコキシ、アルキルカルボニルまたはアルコキシカルボニル基であり、Ｃｙｃは１，４−シクロヘキシレンである。Ｚは、式Ｉ＊１の意味の１つを有する。列記は、以下のサブ式およびそれらの鏡像を含む。
【００９１】
【化８】
2017501451.tif 000017
サブ式Ｉ＊−３、Ｉ＊−４、Ｉ＊−５、Ｉ＊−７およびＩ＊−１０が、特に好ましい。
【００９２】
Ｚは、好ましくは、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−Ｃ≡Ｃ−または単結合である。
【００９３】
非常に好ましくは、Ｍ１およびＭ２は、以下の式およびそれらの鏡像より選択される。
【００９４】
【化９】
2017501451.tif 000018
【００９５】
【化１０】
2017501451.tif 000019
式中、Ｌは上で与えられる意味を有し、ｒは、０、１または２である。
【００９６】
これらの式において、好ましくは、
【００９７】
【化１１】
2017501451.tif 000020
であり、
ただし、Ｌは、上の意味の１つを有する。
【００９８】
サブ式Ｉ＊ｄ、Ｉ＊ｇ、Ｉ＊ｈ、Ｉ＊ｉ、Ｉ＊ｋおよびＩ＊ｏ、特にＩ＊ｄおよびＩ＊ｋが非常に好ましい。
【００９９】
Ｌは、好ましくは、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、ＯＨ、ＮＯ２、ＣＨ３、Ｃ２Ｈ５、ＯＣＨ３、ＯＣ２Ｈ５、ＣＯＣＨ３、ＣＯＣ２Ｈ５、ＣＯＯＣＨ３、ＣＯＯＣ２Ｈ５、ＣＦ３、ＯＣＦ３、ＯＣＨＦ２、ＯＣ２Ｆ５、特に、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、ＣＨ３、Ｃ２Ｈ５、ＯＣＨ３、ＣＯＣＨ３、ＣＦ３およびＯＣＦ３、最も好ましくは、Ｆ、Ｃｌ、ＣＨ３、ＯＣＨ３およびＯＣＦ３である。
【０１００】
式Ｉ中のＲ１またはＲ２がアルキルまたはアルコキシ基、即ち、末端ＣＨ２基が−Ｏ−で置き換えられている場合、これは直鎖状または分枝状でよい。好ましくは直鎖状で、２個、３個、４個、５個、６個、７個または８個の炭素原子を有し、よって好ましくは、例えば、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ、ペントキシ、ヘキソキシ、ヘプトキシまたはオクトキシ、更に、メチル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシル、トリデシル、テトラデシル、ペンタデシル、ノノキシ、デコキシ、ウンデコキシ、ドデコキシ、トリデコキシまたはテトラデコキシである。
【０１０１】
特に好ましくは、Ｒ１またはＲ２は、１〜８個のＣ原子を有する直鎖状のアルキルまたはアルコキシである。
【０１０２】
オキサアルキル、即ち、１個のＣＨ２基が−Ｏ−で置き換えられているものは、好ましくは例えば、直鎖状の２−オキサプロピル（＝メトキシメチル）、２−（＝エトキシメチル）もしくは３−オキサブチル（＝２−メトキシエチル）、２−、３−もしくは４−オキサペンチル、２−、３−、４−もしくは５−オキサヘキシル、２−、３−、４−、５−もしくは６−オキサヘプチル、２−、３−、４−、５−、６−もしくは７−オキサオクチル、２−、３−、４−、５−、６−、７−もしくは８−オキサノニルまたは２−、３−、４−、５−、６−、７−、８−もしくは９−オキサデシルである。
【０１０３】
ハロゲンは、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、好ましくは、ＦまたはＣｌである。
【０１０４】
式Ｉ中のＲ１またはＲ２は、極性基でも非極性基でもよい。極性基の場合、Ｒは、ＣＮ、ＮＯ２、ハロゲン、ＯＣＨ３、ＯＣＮ、ＳＣＮ、ＣＯＲ５、ＣＯＯＲ５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アルキルもしくはアルコキシ基から選択される。Ｒ５は、１〜４個、好ましくは１〜３個のＣ原子を有するフッ素化されていてもよいアルキルである。特に好ましい極性基Ｒは、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、ＮＯ２、ＯＣＨ３、ＣＯＣＨ３、ＣＯＣ２Ｈ５、ＣＯＯＣＨ３、ＣＯＯＣ２Ｈ５、ＣＦ３、Ｃ２Ｆ５、ＯＣＦ３、ＯＣＨＦ２およびＯＣ２Ｆ５、特に、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、ＯＣＨ３およびＯＣＦ３から選択される。
【０１０５】
非極性基の場合、Ｒ１またはＲ２は、好ましくは、１５個までのＣ原子を有するアルキルまたは２〜１５個のＣ原子を有するアルコキシである。
【０１０６】
式Ｉ中のＲ１またはＲ２は、アキラルでもキラル基でもよい。
【０１０７】
好ましいキラル基Ｒ１またはＲ２は、２−アルキル、２−アルコキシ、２−メチルアルキル、２−メチルアルコキシ、２−フルオロアルキル、２−フルオロアルコキシ、２−（２−エチン）−アルキル、２−（２−エチン）−アルコキシ、１，１，１−トリフルオロ−２−アルキルおよび１，１，１−トリフルオロ−２−アルコキシである。
【０１０８】
特に好ましいキラル基Ｒ１またはＲ２は、例えば、２−ブチル（即ち、１−メチルプロピル）、２−メチルブチル、２−メチルペンチル、３−メチルペンチル、２−エチルヘキシル、２−プロピルペンチル、特には、２−メチルブチル、２−メチルブトキシ、２−メチルペントキシ、３−メチルペントキシ、２−エチルヘキソキシ、１−メチルヘキソキシ、２−オクチルオキシ、２−オキサ−３−メチルブチル、３−オキサ−４−メチルペンチル、４−メチルヘキシル、２−ヘキシル、２−オクチル、２−ノニル、２−デシル、２−ドデシル、６−メトキシオクトキシ、６−メチルオクトキシ、６−メチルオクタノイルオキシ、５−メチルヘプチルオキシカルボニル、２−メチルブチリルオキシ、３−メチルバレロイルオキシ、４−メチルヘキサノイルオキシ、２−クロロプロピオニルオキシ、２−クロロ−３−メチルブチリルオキシ、２−クロロ−４−メチルバレリルオキシ、２−クロロ−３−メチルバレリルオキシ、２−メチル−３−オキサペンチル、２−メチル−３−オキサヘキシル、１−メトキシプロピル−２−オキシ、１−エトキシプロピル−２−オキシ、１−プロポキシプロピル−２−オキシ、１−ブトキシプロピル−２−オキシ、２−フルオロオクチルオキシ、２−フルオロデシルオキシ、１，１，１−トリフルオロ−２−オクチルオキシ、１，１，１−トリフルオロ−２−オクチル、２−フルオロメチルオクチルオキシである。非常に好ましくは、２−ヘキシル、２−オクチル、２−オクチルオキシ、１，１，１−トリフルオロ−２−ヘキシル、１，１，１−トリフルオロ−２−オクチルおよび１，１，１−トリフルオロ−２−オクチルオキシである。
【０１０９】
加えて、アキラルな分枝状基Ｒ１またはＲ２を含有する式Ｉの化合物は、例えば、結晶化する傾向を低減するために、場合により重要なことがある。このタイプの分枝状基は、一般的に、１個より多い鎖分枝を含有しない。好ましいアキラルな分枝状基は、イソプロピル、イソブチル（＝メチルプロピル）、イソペンチル（＝３−メチルブチル）、イソプロポキシ、２−メチル−プロポキシおよび３−メチルブトキシである。
【０１１０】
式Ｉの好ましい化合物は、以下である。
【０１１１】
【化１２】
2017501451.tif 000021
式中、Ｌ１およびＬ２は、それぞれ互いに独立に、Ｌの意味の１つを有し、Ｒ１およびＲ２は、それぞれ独立でそれぞれの出現で、式Ｉで上に与えられる通りの意味の１つを有する。
【０１１２】
Ｌが、ＣＮ、Ｃｌ、Ｆ、ＣＦ３またはＯＣＦ３であり、Ｒ１およびＲ２が１〜１５個のＣ原子を有する直鎖状または分岐状のアルキルまたはアルコキシである上式の化合物が特に好ましい。
【０１１３】
式Ｉ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。幾つかの具体的な調製方法は、例より分かる。
【０１１４】
好ましい実施形態において、液晶媒体は、好ましくは式ＩＩおよびＩＩＩの化合物群から選択される１種類以上の誘電的に正の化合物を含む。
【０１１５】
【化１３】
2017501451.tif 000022
式中、
Ｒ２１は、１〜７個のＣ原子を有するアルキル、アルコキシ、フッ化アルキルまたはフッ化アルコキシ、２〜７個のＣ原子を有するアルケニル、アルケニルオキシ、アルコキシアルキルまたはフッ化アルケニル、好ましくは、アルキルまたはアルケニルを表し、
【０１１６】
【化１４】
2017501451.tif 000023
好ましくは、
【０１１７】
【化１５】
2017501451.tif 000024
を表し、
Ｌ２１およびＬ２２はＨまたはＦを表し、好ましくは、Ｌ２１はＦを表し、
Ｘ２１は、ハロゲン、１〜３個のＣ原子を有するハロゲン化アルキルまたはアルコキシ、または、２個または３個のＣ原子を有するハロゲン化アルケニルまたはアルケニルオキシ、好ましくは、Ｆ、Ｃｌ、−ＯＣＦ３、−Ｏ−ＣＨ２ＣＦ３、−Ｏ−ＣＨ＝ＣＨ２、−Ｏ−ＣＨ＝ＣＦ２または−ＣＦ３、非常に好ましくは、Ｆ、Ｃｌ、−Ｏ−ＣＨ＝ＣＦ２または−ＯＣＦ３を表し、
ｍは、０、１、２または３、好ましくは１または２、特に好ましくは１を表し、
Ｒ３１は、１〜７個のＣ原子を有するアルキル、アルコキシ、フッ化アルキルまたはフッ化アルコキシ、２〜７個のＣ原子を有するアルケニル、アルケニルオキシ、アルコキシアルキルまたはフッ化アルケニル、好ましくは、アルキルまたはアルケニルを表し、
【０１１８】
【化１６】
2017501451.tif 000025
好ましくは、
【０１１９】
【化１７】
2017501451.tif 000026
であり、
Ｌ３１およびＬ３２は、互いに独立に、ＨまたはＦを表し、好ましくは、Ｌ３１はＦを表し、
Ｘ３１は、ハロゲン、１〜３個のＣ原子を有するハロゲン化アルキルまたはアルコキシ、または、２個または３個のＣ原子を有するハロゲン化アルケニルまたはアルケニルオキシ、Ｆ、Ｃｌ、−ＯＣＦ３、−Ｏ−ＣＨ２ＣＦ３、−Ｏ−ＣＨ＝ＣＦ２、−Ｏ−ＣＨ＝ＣＨ２または−ＣＦ３、非常に好ましくは、Ｆ、Ｃｌ、−Ｏ−ＣＨ＝ＣＦ２または−ＯＣＦ３を表し、
Ｚ３１は、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＦ２ＣＦ２−、−ＣＯＯ−、トランス−ＣＨ＝ＣＨ−、トランス−ＣＦ＝ＣＦ−、−ＣＨ２Ｏ−または単結合、好ましくは、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＯＯ−、トランス−ＣＨ＝ＣＨ−または単結合、非常に好ましくは、−ＣＯＯ−、トランス−ＣＨ＝ＣＨ−または単結合を表し、および
ｎは、０、１、２または３、好ましくは１または３、特に好ましくは１を表す。
【０１２０】
好ましい化合物は、サブ式ＩＩ−１およびＩＩ−２の化合物群から選択される。
【０１２１】
【化１８】
2017501451.tif 000027
式中、パラメータは式ＩＩにおいて上で示されるそれぞれの意味を有し、Ｌ２３およびＬ２４は、互いに独立に、ＨまたはＦを表し、好ましくは、Ｌ２３はＦを表し、および
【０１２２】
【化１９】
2017501451.tif 000028
式ＩＩ−１およびＩＩ−４の場合、Ｘ２１は、好ましくは、ＦまたはＯＣＦ３、特に好ましくは、Ｆを表し、および、式ＩＩ−３の場合、
【０１２３】
【化２０】
2017501451.tif 000029
および／または、式ＩＩＩ−１およびＩＩＩ−２の化合物群より選択され、
【０１２４】
【化２１】
2017501451.tif 000030
式中、パラメータは式ＩＩＩにおいて与えられる意味を有する。
【０１２５】
本発明による媒体は、好ましくは、式ＩＩＩ−１および／またはＩＩＩ−２の化合物に代えるか、または加えて、式ＩＩＩ−３の１種類以上の化合物を含み、
【０１２６】
【化２２】
2017501451.tif 000031
式中、パラメータは上で示されるそれぞれの意味を有し、および、パラメータＬ３３およびＬ３４は、互いにおよび他のパラメータと独立に、ＨまたはＦを表す。
【０１２７】
液晶媒体は、好ましくは、Ｌ２１およびＬ２２および／またはＬ２３およびＬ２４の両者がＦを表す式ＩＩ−１およびＩＩ−４の化合物群より選択される化合物を含む。
【０１２８】
好ましい実施形態において、液晶媒体は、Ｌ２１、Ｌ２２、Ｌ２３およびＬ２４の全てがＦを表す式ＩＩ−２の化合物群より選択される化合物を含む。
【０１２９】
液晶媒体は、好ましくは、式ＩＩ−１の１種類以上の化合物を含む。式ＩＩ−１の化合物は、好ましくは、式ＩＩ−１ａ〜ＩＩ−１ｅ、好ましくは、式ＩＩ−１ｄの化合物群より選択される。
【０１３０】
【化２３】
2017501451.tif 000032
式中、パラメータは上で示されるそれぞれの意味を有し、および、Ｌ２５およびＬ２６は、互いにおよび他のパラメータとは独立に、ＨまたはＦを表し、および好ましくは、
式ＩＩ−１ａおよびＩＩ−１ｂにおいて、Ｌ２１およびＬ２２の両者がＦを表し、
式ＩＩ−１ｃおよびＩＩ−１ｄにおいて、Ｌ２１およびＬ２２の両者がＦを表すか、および／または、Ｌ２３およびＬ２４の両者がＦを表し、および、
式ＩＩ−１ｅにおいて、Ｌ２１、Ｌ２２およびＬ２３がＦを表す。
【０１３１】
液晶媒体は、好ましくは式ＩＩ−２の１種類以上の化合物を含み、好ましくは式ＩＩ−２ａ〜ＩＩ−２ｊ、好ましくは、式ＩＩ−２ｊの化合物群より選択される化合物を含む。
【０１３２】
【化２４】
2017501451.tif 000033
【０１３３】
【化２５】
2017501451.tif 000034
式中、パラメータは上で示されるそれぞれの意味を有し、Ｌ２５〜Ｌ２８は、互いに独立に、ＨまたはＦを表し、好ましくは、Ｌ２７およびＬ２８の両者がＨを表し、特に好ましくは、Ｌ２６がＨを表す。
【０１３４】
液晶媒体は、好ましくは、Ｌ２１およびＬ２２の両者がＦを表すか、および／または、Ｌ２３およびＬ２４の両者がＦを表す式ＩＩ−１ａ〜ＩＩ−１ｅの化合物群より選択される化合物を含む。
【０１３５】
好ましい実施形態において、液晶媒体は、Ｌ２１、Ｌ２２、Ｌ２３およびＬ２４の全てがＦを表す式ＩＩ−１ａ〜ＩＩ−１ｉの化合物群より選択される化合物を含む。
【０１３６】
式ＩＩ−２の特に好ましい化合物は、以下の式の化合物である。
【０１３７】
【化２６】
2017501451.tif 000035
【０１３８】
【化２７】
2017501451.tif 000036
式中、Ｒ２１およびＸ２１は上で示される意味を有し、Ｘ２は、好ましくは、Ｆを表す。
【０１３９】
液晶媒体は、好ましくは、式ＩＩＩ−１の１種類以上の化合物を含む。式ＩＩＩ−１の適切な化合物は、好ましくは、式ＩＩＩ−１ａ〜ＩＩＩ−１ｊ、好ましくは、式ＩＩＩ−１ｃ、ＩＩＩ−１ｆ、ＩＩＩ−１ｇおよびＩＩＩ−１ｊの化合物群より選択される。
【０１４０】
【化２８】
2017501451.tif 000037
【０１４１】
【化２９】
2017501451.tif 000038
式中、パラメータは上で与えられる意味を有し、好ましくは、式中、パラメータは上で示されるそれぞれの意味を有し、パラメータＬ３５およびＬ３６は、互いにおよび他のパラメータとは独立に、ＨまたはＦを表す。
【０１４２】
液晶媒体は、好ましくは式ＩＩＩ−１ｃの１種類以上の化合物を含み、好ましくは式ＩＩＩ−１ｃ−１〜ＩＩＩ−１ｃ−５、好ましくは、式ＩＩＩ−１ｃ−３およびＩＩＩ−１ｃ−４の化合物群より選択される化合物を含む。
【０１４３】
【化３０】
2017501451.tif 000039
式中、Ｒ３１は上で示される意味を有する。
【０１４４】
液晶媒体は、好ましくは式ＩＩＩ−１ｆの１種類以上の化合物を含み、好ましくは式ＩＩＩ−１ｆ−１〜ＩＩＩ−１ｆ−５、好ましくは、式ＩＩＩ−１ｆ−１、ＩＩＩ−１ｆ−２、ＩＩＩ−１ｆ−４およびＩＩＩ−１ｆ−５、より好ましくは、式ＩＩＩ−１ｆ−１、ＩＩＩ−１ｆ−４およびＩＩＩ−１ｆ−５の化合物群より選択される化合物を含む。
【０１４５】
【化３１】
2017501451.tif 000040
式中、Ｒ３１は上で示される意味を有する。
【０１４６】
液晶媒体は、好ましくは式ＩＩＩ−１ｇの１種類以上の化合物を含み、好ましくは式ＩＩＩ−１ｇ−１〜ＩＩＩ−１ｇ−５、好ましくは、式ＩＩＩ−１ｇ−３の化合物群より選択される化合物を含む。
【０１４７】
【化３２】
2017501451.tif 000041
式中、Ｒ３１は上で示される意味を有する。
【０１４８】
液晶媒体は、好ましくは式ＩＩＩ−１ｈの１種類以上の化合物を含み、好ましくは式ＩＩＩ−１ｈ−１〜ＩＩＩ−１ｈ−３、好ましくは、式ＩＩＩ−１ｈ−３の化合物群より好ましくは選択される化合物を含む。
【０１４９】
【化３３】
2017501451.tif 000042
式中、パラメータは上で与えられる意味を有し、Ｘ３１は、好ましくは、Ｆを表す。
【０１５０】
液晶媒体は、好ましくは式ＩＩＩ−１ｉの１種類以上の化合物を含み、好ましくは式ＩＩＩ−１ｉ−１およびＩＩＩ−１ｉ−２、好ましくは、式ＩＩＩ−１ｉ−２の化合物群より選択される化合物を含む。
【０１５１】
【化３４】
2017501451.tif 000043
式中、パラメータは上で与えられる意味を有し、Ｘ３１は、好ましくは、Ｆを表す。
【０１５２】
液晶媒体は、好ましくは式ＩＩＩ−１ｊの１種類以上の化合物を含み、好ましくは式ＩＩＩ−１ｊ−１およびＩＩＩ−１ｊ−２、好ましくは、式ＩＩＩ−１ｊ−１の化合物群より選択される化合物を含む。
【０１５３】
【化３５】
2017501451.tif 000044
式中、パラメータは上で与えられる意味を有する。
【０１５４】
液晶媒体は、好ましくは、式ＩＩＩ−２の１種類以上の化合物を含む。式ＩＩＩ−２の化合物は、好ましくは、式ＩＩＩ−２ａおよびＩＩＩ−２ｂの化合物群より選択される。
【０１５５】
【化３６】
2017501451.tif 000045
式中、パラメータは上で示されるそれぞれの意味を有し、パラメータＬ３３およびＬ３４は、互いにおよび他のパラメータとは独立に、ＨまたはＦを表す。
【０１５６】
液晶媒体は、好ましくは式ＩＩＩ−２ａの１種類以上の化合物を含み、好ましくは式ＩＩＩ−２ａ−１〜ＩＩＩ−２ａ−６の化合物群より選択される化合物を含む。
【０１５７】
【化３７】
2017501451.tif 000046
式中、Ｒ３１は上で示される意味を有する。
【０１５８】
液晶媒体は、好ましくは式ＩＩＩ−２ｂの１種類以上の化合物を含み、好ましくは式ＩＩＩ−２ｂ−１〜ＩＩＩ−２ｂ−４、好ましくは、式ＩＩＩ−２ｂ−４の化合物群より選択される化合物を含む。
【０１５９】
【化３８】
2017501451.tif 000047
式中、Ｒ３１は上で示される意味を有する。
【０１６０】
式ＩＩＩ−１および／またはＩＩＩ−２の化合物に代えるか、または加えて、本発明による媒体は、好ましくは、式ＩＩＩ−３の１種類以上の化合物を含んでもよい。
【０１６１】
【化３９】
2017501451.tif 000048
式中、パラメータは式ＩＩＩにおいて上で示されるそれぞれの意味を有する。
【０１６２】
これらの化合物は、好ましくは、式ＩＩＩ−３ａおよびＩＩＩ−３ｂの群より選択される。
【０１６３】
【化４０】
2017501451.tif 000049
式中、Ｒ３１は上で示される意味を有する。
【０１６４】
他の好ましい実施形態において、液晶媒体は、１種類以上で好ましくは誘電的に中性の式ＩＶの化合物を含む。
【０１６５】
【化４１】
2017501451.tif 000050
式中、
Ｒ４１およびＲ４２は、互いに独立に、式ＩＩにおいてＲ２１について上で示される意味を有し、好ましくは、Ｒ４１がアルキルを表し、Ｒ４２がアルキルまたはアルコキシを表すか、または、Ｒ４１がアルケニルを表し、Ｒ４２がアルキルを表し、
【０１６６】
【化４２】
2017501451.tif 000051
を表し、
好ましくは、
【０１６７】
【化４３】
2017501451.tif 000052
Ｚ４１およびＺ４２は互いに独立に、Ｚ４１が２回出現する場合は、また、これらも互いに独立に、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＯＯ−、トランス−ＣＨ＝ＣＨ−、トランス−ＣＦ＝ＣＦ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＣＦ２Ｏ−、−Ｃ≡Ｃ−または単結合を表し、好ましくは、それらの１個以上は単結合を表し、および
ｐは、０、１または２、好ましくは、０または１を表す。
【０１６８】
本発明による液晶媒体は、好ましくは、式ＩＶ−１〜ＩＶ−６の化合物群より選択される１種類以上の化合物を含む。
【０１６９】
【化４４】
2017501451.tif 000053
式中、Ｒ４１およびＲ４２は、式ＩＶにおいて上で示されるそれぞれの意味を有し、および、式ＩＶ−１、ＩＶ−５およびＩＶ−６において、Ｒ４１は、好ましくはアルキルまたはアルケニル、好ましくはアルケニルを表し、および、Ｒ４２は、好ましくはアルキルまたはアルケニル、好ましくはアルキルを表し、式ＩＶ−２において、Ｒ４１およびＲ４２は、好ましくは、アルキルを表し、および、式ＩＶ−４において、Ｒ４１は、好ましくはアルキルまたはアルケニル、より好ましくはアルキルを表し、および、Ｒ４２は、好ましくはアルキルまたはアルコキシ、より好ましくはアルコキシを表す。
【０１７０】
本発明による液晶媒体は、好ましくは、式ＩＶ−１、ＩＶ−４、ＩＶ−５およびＩＶ−６の化合物群より選択される１種類以上の化合物、好ましくは、式ＩＶ−１の１種類以上の化合物、および、式ＩＶ−４およびＩＶ−５の群より選択される１種類以上の化合物、より好ましくは、式ＩＶ−１、ＩＶ−４およびＩＶ−５のそれぞれから１種類以上の化合物、非常に好ましくは、式ＩＶ−１、ＩＶ−４、ＩＶ−５およびＩＶ−６のそれぞれから１種類以上の化合物を含む。
【０１７１】
好ましい実施形態において、本発明による液晶媒体は、好ましくは、式ＩＶ−１の１種類以上の化合物を含有し、より好ましくは、それぞれがそれのサブ式である式ＣＣ−ｎ−ｍおよび／またはＣＣ−ｎ−Ｏｍおよび／またはＣＣ−ｎ−Ｖおよび／またはＣＣ−ｎＶ−ｍおよび／またはＣＣ−Ｖｎ−ｍより選択され、より好ましくは、式ＣＣ−ｎ−ｍおよび／またはＣＣ−ｎ−Ｖおよび／またはＣＣ−ｎＶ−ｍ、非常に好ましくは、式ＣＣ−３−１、ＣＣ−３−２、ＣＣ−３−３、ＣＣ−３−４、ＣＣ−３−５、ＣＣ−３−Ｏ１、ＣＣ−３−Ｖ、ＣＣ−４−Ｖ、ＣＣ−５−ＶおよびＣＣ−３−Ｖ１の群より選択される１種類以上の化合物を含む。これらの略号（頭文字）の定義は、表Ａ〜Ｂから明らかである。
【０１７２】
好ましい実施形態において、本発明による液晶媒体は、好ましくは、式ＩＶ−４の１種類以上の化合物を含有し、より好ましくは、それぞれがそれのサブ式である式ＣＰ−Ｖ−ｎおよび／またはＣＰ−ｎＶ−ｍおよび／またはＣＰ−Ｖｎ−ｍより選択され、より好ましくは、式ＣＰ−ｎＶ−ｍおよび／またはＣＰ−Ｖ２−ｎ、非常に好ましくは、式ＣＰ−２Ｖ−１、ＣＰ−１Ｖ−２およびＣＰ−Ｖ２−１の群より選択される１種類以上の化合物を含む。これらの略号（頭文字）の定義は、表ＡおよびＢから明らかである。
【０１７３】
好ましい実施形態において、本発明による液晶媒体は、好ましくは、式ＩＶ−５の１種類以上の化合物を含有し、より好ましくは、それぞれがそれのサブ式である式ＣＣＰ−Ｖ−ｎおよび／またはＣＣＰ−ｎＶ−ｍおよび／またはＣＣＰ−Ｖｎ−ｍより選択され、より好ましくは、式ＣＣＰ−Ｖ−ｎおよび／またはＣＣＰ−Ｖ２−ｎ、非常に好ましくは、式ＣＣＰ−Ｖ−１およびＣＣＰ−Ｖ２−１の群より選択される１種類以上の化合物を含む。これらの略号（頭文字）の定義は、表ＡおよびＢから明らかである。
【０１７４】
同様に好ましい実施形態において、液晶媒体は、好ましくは、式ＩＶ−１の１種類以上の化合物を含有し、より好ましくは、それぞれがそれのサブ式である式ＣＣ−ｎ−ｍ、ＣＣ−ｎ−Ｏｍ、ＣＣ−ｎ−Ｖ、ＣＣ−ｎ−Ｖｍ、ＣＣ−Ｖ−Ｖ、ＣＣ−Ｖ−Ｖｎおよび／またはＣＣ−ｎＶ−Ｖｍより選択され、より好ましくは、式ＣＣ−ｎ−ｍおよび／またはＣＣ−ｎ−Ｖおよび／またはＣＣ−ｎ−Ｖｍ、非常に好ましくは、式ＣＣ−３−１、ＣＣ−３−２、ＣＣ−３−３、ＣＣ−３−４、ＣＣ−３−５、ＣＣ−３−Ｏ１、ＣＣ−３−Ｖ、ＣＣ−４−Ｖ、ＣＣ−５−ＶおよびＣＣ−３−Ｖ１の群より選択され、特には、式ＣＣ−３−Ｖ、ＣＣ−４−Ｖ、ＣＣ−５−Ｖ、ＣＣ−３−Ｖ１、ＣＣ−４−Ｖ１、ＣＣ−５−Ｖ１、ＣＣ−３−Ｖ２およびＣＣ−Ｖ−Ｖ１の群より選択される１種類以上の化合物を含む。これらの略号（頭文字）の定義は、表ＡおよびＢから明らかである。
【０１７５】
本発明の更なる好ましい実施形態（先のものと同一でも別のものでもよい）において、本発明による液晶混合物は、上に示される通りの式ＩＶ−１〜ＩＶ−６、および、任意に式ＩＶ−７〜ＩＶ−１４（好ましくは、式ＩＶ−７および／またはＩＶ−１４の化合物群）より選択される式ＩＶの化合物を含む。
【０１７６】
【化４５】
2017501451.tif 000054
式中、
Ｒ４１およびＲ４２は、互いに独立に、１〜７個のＣ原子を有するアルキル、アルコキシ、フッ化アルキルまたはフッ化アルコキシ、または、２〜７個のＣ原子を有するアルケニル、アルケニルオキシ、アルコキシアルキルまたはフッ化アルケニルを表し、および
Ｌ４は、ＨまたはＦを表す。
【０１７７】
好ましい実施形態において、液晶媒体は、好ましくは、式ＩＶ−７の１種類以上の化合物を含み、より好ましくは、それぞれがそれのサブ式である式ＣＰＰ−３−２、ＣＰＰ−５−２およびＣＧＰ−３−２より選択され、より好ましくは、式ＣＰＰ−３−２および／またはＣＧＰ−３−２、非常に特に好ましくは、式ＣＰＰ−３−２を含む。これらの略号（頭文字）の定義は、表ＡおよびＢから明らかである。
【０１７８】
好ましい実施形態において、液晶媒体は、好ましくは、式ＩＶ−１４の１種類以上の化合物を含み、より好ましくは、それぞれがそれのサブ式である式ＣＰＧＰ−３−２、ＣＰＧＰ−５−２およびＣＰＧＰ−３−４より選択される化合物、より好ましくは、式ＣＰＧＰ−３−２および／またはＣＰＧＰ−５−２、非常に特に好ましくは、式ＣＰＧＰ−５−２を含む。これらの略号（頭文字）の定義は、表ＡおよびＢから明らかである。
【０１７９】
本発明による液晶媒体は、好ましくは、１種類以上で好ましくは誘電的に中性の式Ｖの化合物を含む。
【０１８０】
【化４６】
2017501451.tif 000055
式中、
Ｒ５１およびＲ５２は、互いに独立に、式ＩＩにおいてＲ２１について上で示される意味を有し、好ましくは、Ｒ５１はアルキルを表し、および、Ｒ５２はアルキルまたはアルケニルを表し、
【０１８１】
【化４７】
2017501451.tif 000056
を表し、
好ましくは、
【０１８２】
【化４８】
2017501451.tif 000057
Ｚ５１およびＺ５２は、互いに独立に、Ｚ５１が２回出現する場合は、これらも互いに独立に、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＯＯ−、トランス−ＣＨ＝ＣＨ−、トランス−ＣＦ＝ＣＦ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＣＦ２Ｏ−または単結合を表し、好ましくは、それらの１つ以上が単結合を表し、および
ｒは０、１または２、好ましくは０または１、特に好ましくは１を表す。
【０１８３】
本発明による液晶媒体は、好ましくは、式Ｖ−１およびＶ−２、好ましくは、式Ｖ−１の化合物群より選択される１種類以上の化合物を含む。
【０１８４】
【化４９】
2017501451.tif 000058
式中、Ｒ５１およびＲ５２は式Ｖにおいて上で示されるそれぞれの意味を有し、および、Ｒ５１は、好ましくは、アルキルを表し、および、式Ｖ−１において、Ｒ５２は、好ましくは、アルケニル、好ましくは、−（ＣＨ２）２−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＨ３を表し、および、式Ｖ−２において、Ｒ５２は、好ましくは、アルキル、−（ＣＨ２）２−ＣＨ＝ＣＨ２または−（ＣＨ２）２−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＨ３を表す。
【０１８５】
本発明による液晶媒体は、好ましくは、式Ｖ−１およびＶ−２の化合物群より選択される１種類以上の化合物を含み、式中、Ｒ５１は、好ましくは、ｎ−アルキルを表し、および、式Ｖ−１において、Ｒ５２は、好ましくは、アルケニルを表し、および、式Ｖ−２において、Ｒ５２は、好ましくは、ｎ−アルキルを表す。
【０１８６】
好ましい実施形態において、液晶媒体は、好ましくは、式Ｖ−１、より好ましくは、そのサブ式ＰＰ−ｎ−２Ｖｍ、更により好ましくは、式ＰＰ−１−２Ｖ１の１種類以上の化合物を含む。これらの略号（頭文字）の定義は、表ＡおよびＢから明らかである。
【０１８７】
好ましい実施形態において、液晶媒体は、好ましくは、式Ｖ−２、より好ましくは、それのサブ式ＰＧＰ−ｎ−ｍ、ＰＧＰ−ｎ−２ＶおよびＰＧＰ−ｎ−２Ｖｍ、更により好ましくは、それのサブ式ＰＧＰ−３−ｍ、ＰＧＰ−ｎ−２ＶおよびＰＧＰ−ｎ−Ｖ１、非常に好ましくは、式ＰＧＰ−３−２、ＰＧＰ−３−３、ＰＧＰ−３−４、ＰＧＰ−３−５、ＰＧＰ−１−２Ｖ、ＰＧＰ−２−２ＶおよびＰＧＰ−３−２Ｖより選択される１種類以上の化合物を含む。これらの略号（頭文字）の定義は、表ＡおよびＢから明らかである。
【０１８８】
本発明による液晶媒体は、好ましくは、式Ｉ〜Ｖ、より好ましくは式Ｉ〜ＩＶの化合物群より選択される化合物を含み、より好ましくは大部分がこれらより成り、更により好ましくは本質的にこれらより成り、非常に好ましくは完全にこれらより成る。
【０１８９】
式Ｉの化合物に加え、本発明による液晶混合物は、好ましくは、式ＩＩおよび／またはＩＩＩ、好ましくは式ＩＩの化合物および式ＩＩＩの化合物を含む。本発明による液晶混合物は、特に好ましくは、式ＩＶおよび／またはＶ、特に好ましくは、式ＩＶの１種類以上の化合物を追加的に含む。
【０１９０】
また、本発明による混合物は、当然、式Ｉ〜Ｖの５つの式のうちの複数の式からそれぞれ１種類以上、更には、式Ｉ〜Ｖの５つの全ての式からそれぞれ１種類以上の化合物を含んでもよい。
【０１９１】
本出願において、組成物に関して含むは、対象となっている項目、即ち、一般に媒体が、示される１種類の化合物または多種類の化合物を、好ましくは約１０％以上、非常に好ましくは約２０％以上の総濃度で含むことを意味する。
【０１９２】
この関係において、「大部分が〜成る」は、対象となっている項目が、約５５％以上、好ましくは約６０％以上、非常に好ましくは約７０％以上の示される１種類の化合物または多種類の化合物を含むことを意味する。
【０１９３】
この関係において、「本質的に〜成る」は、対象となっている項目が、約８０％以上、好ましくは約９０％以上、非常に好ましくは約９５％以上の示される１種類の化合物または多種類の化合物を含むことを意味する。
【０１９４】
この関係において、「完全に〜成る」は、対象となっている項目が、約９８％以上、好ましくは約９９％以上、非常に好ましくは１００．０％の示される１種類の化合物または多種類の化合物を含むことを意味する。
【０１９５】
また、例えば、誘電的に負の化合物などの明らかには上述されていない他のメソゲン化合物も、本発明による媒体中において任意成分として有効に使用できる。そのような化合物は、当業者に知られている。
【０１９６】
式Ｉの化合物は、混合物全体の好ましくは約３％〜約７０％、より好ましくは約５％〜約６０％、非常に特に好ましくは約１０％〜約５０％の濃度において使用される。
【０１９７】
式ＩＩおよびＩＩＩの化合物は、混合物全体の好ましくは約２％〜約９０％、より好ましくは約３％〜約８０％、非常に特に好ましくは約４％〜約７０％の濃度において使用される。
【０１９８】
式ＩＶおよびＶの化合物は、混合物全体の好ましくは約２％〜約７０％、より好ましくは約５％〜約６５％、更により好ましくは約１０％〜約６０％、非常に特に好ましくは約１０％（好ましくは約１５％）〜約５５％の濃度において使用される。
【０１９９】
物理的特性を調節するために、本発明による媒体は、更なる液晶化合物を任意成分として含んでよい。そのような化合物は、当業者に既知である。本発明による媒体中のそれらの濃度は、好ましくは０％〜約３０％、より好ましくは約０．１％〜約２０％、非常に好ましくは約１％〜約１５％である。
【０２００】
液晶媒体は、合計で約５０％〜１００％、より好ましくは約７０％〜１００％、非常に好ましくは約８０％〜１００％、特に約９０％〜１００％の式Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶおよびＶ、好ましくは式Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩおよびＩＶまたはＶの１種類以上の化合物を含むか、好ましくは大部分が成り、非常に好ましくは全体が成る。
【０２０１】
本発明の好ましい実施形態による液晶媒体について、以下の条件を与える。これらの好ましい条件は個別に満たされてよく、または好ましくは、それぞれ互いに組み合わされて満たされてよい。それらの二元の組み合わせが好ましく、一方、それらの三元以上の組み合わせが特に好ましい。
【０２０２】
本発明による液晶媒体は、任意成分として更なる化合物、例えば、安定剤、酸化防止剤および／または上で述べた通りの自己配向剤を含む。それらは、好ましくは０％〜約３０％、特に好ましくは０％〜約１５％、非常に特に好ましくは０％〜約５％の濃度で用いる。
【０２０３】
本発明によれば、液晶媒体は、好ましくは、正の値の誘電異方性Δεを示す。この場合、Δεは、好ましくは約３以上、より好ましくは約５以上、更により好ましくは約８以上の値を有する。
【０２０４】
本発明による液晶媒体は、好ましくは約６５℃以上、より好ましくは約７０℃以上、更により好ましくは８０℃以上、特に好ましくは約８５℃以上、非常に特に好ましくは約９０℃以上の透明点を有する。
【０２０５】
本発明による媒体のネマチック相は、好ましくは少なくとも約０℃以下〜約６５℃以上、より好ましくは少なくとも約２０℃以下〜約７０℃以上、非常に好ましくは少なくとも約３０℃以下〜約７０℃以上、特には少なくとも約４０℃以下〜約９０℃以上に及ぶ。個々の好ましい実施形態においては、本発明による媒体のネマチック相が、約１００℃以上まで、更に約１１０℃以上の温度にまで及ぶ必要があることがある。
【０２０６】
適切な液晶媒体のΔｎは、好ましくは、可能な限り高い。典型的には、本発明による液晶媒体のΔｎは、５８９ｎｍ（ＮａＤ）および２０℃において、好ましくは約０．１０以上〜約０．３５以下の範囲内、より好ましくは約０．１２以上〜約０．３５以下の範囲内、更により好ましくは約０．１５以上〜約０．３５以下の範囲内、非常に特に好ましくは約０．１７以上〜約０．３５以下の範囲内である。
【０２０７】
本発明による光変調素子に使用する液晶媒体は、好ましくは約１８ｐＮ以上、より好ましくは約２０ｐＮ以上、更により好ましくは約２５ｐＮ以上の弾性定数Ｋ１１を有する。
【０２０８】
本発明による光変調素子に使用する液晶媒体は、好ましくは約３０ｐＮ以下、より好ましくは約１５ｐＮ以下、更により好ましくは約１０ｐＮ以下の弾性定数Ｋ３３を有する。
【０２０９】
適切な液晶媒体の回転粘度は、好ましくは、可能な限り低い。典型的には、本発明による媒体は、約９０ｍＰａ・秒以下、好ましくは約８０ｍＰａ・秒以下の回転粘度を示す。
【０２１０】
本発明による光変調素子に利用する液晶媒体は、それ自体従来の様式で調製される。一般に、より少ない量で使用される成分の所望の量を、主要な組成を構成する成分中で、有利には加温して溶解する。また、有機溶媒中、例えば、アセトン、クロロホルムまたはメタノール中の成分溶液を混合し、完全に混合後、例えば、蒸留によって溶媒を再び除去することも可能である。更に、例えば、同族混合物などのプレミックスを例えば使用するか、または、所謂「マルチボトル」系を使用することにより、他の従来の様式で混合物を調製することも可能である。
【０２１１】
本発明による装置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しない特許請求される本発明の範囲の制限は、機能を推定する上でのコメントから導かれるべきではないことに留意する。
【０２１２】
本発明の好ましい実施形態では、光変調素子は２個以上の偏光子を含み、少なくとも１個が液晶媒体層の片側に配置され、少なくとも１個が液晶媒体層の反対側に配置される。本明細書において、液晶媒体層および偏光子は、好ましくは、互いに平行に配置される。
【０２１３】
偏光子は直線偏光子でよい。好ましくは、２個のみの偏光子が光変調素子中に存在する。この場合、それぞれ両方の偏光子が直線偏光子であることが更に好ましい。光変調素子中に２個の直線偏光子が存在する場合、本発明によれば、２個の偏光子の偏光方向が交差していることが好ましい。
【０２１４】
２個の円偏光子が光変調素子中に予め搬設されている場合、これらは同一の偏光方向を有すること、即ち、それぞれ両方が右手円偏光化されているか、または片方が左手円偏光化されていることが更に好ましい。
【０２１５】
偏光子は反射性または吸収性偏光子でよい。本願の意味において、反射性偏光子は他の偏光方向を有する光または他の種類の円偏光を透過しつつ、１つの偏光方向または１種類の円偏光を反射する。これに対応して、吸収性偏光子は他の偏光方向を有する光または他の種類の円偏光を透過しつつ、１つの偏光方向または１種類の円偏光を吸収する。通常、反射または吸収は定量的ではなく、偏光子を通過する光が完全には偏光化されないことを意味する。
【０２１６】
本発明の目的には、吸収性および反射性偏光子の両方を用いることができる。薄い光学的フィルムの形態の偏光子を使用することが好ましい。本発明による光変調素子で使用できる反射性偏光子の例は、ＤＲＰＦ（拡散反射偏光板フィルム（ｄｉｆｆｕｓｉｖｅ  ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ  ｐｏｌａｒｉｓｅｒ  ｆｉｌｍ）３Ｍ社）、ＤＢＥＦ（二重明度増強フィルム（ｄｕａｌ  ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ  ｅｎｈａｎｃｅｄ  ｆｉｌｍ）３Ｍ社）、ＤＢＲ（層化ポリマー分散ブラッグ反射板（ｌａｙｅｒｅｄ−ｐｏｌｙｍｅｒ  ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  Ｂｒａｇｇ  ｒｅｆｌｅｃｔｏｒｓ）米国特許第７，０３８，７４５号および米国特許第６，０９９，７５８号に記載される）およびＡＰＦフィルム（先進偏光膜（ａｄｖａｎｃｅｄ  ｐｏｌａｒｉｓｅｒ  ｆｉｌｍ）３Ｍ社）である。
【０２１７】
本発明による光変調素子で用いることができる吸収性偏光子の例は、ＩＴＯＳ社ＸＰ３８偏光フィルムおよび日東電工社ＧＵ−１２２０ＤＵＮ偏向フィルムである。本発明により用いることができる円偏光板の例は、ＡＰＮＣＰ３７−０３５−ＳＴＤ偏光板（Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｐｏｌａｒｉｚｅｒｓ社）である。更なる例は、ＣＰ４２偏光板（ＩＴＯＳ社）である。
【０２１８】
本発明の好ましい実施形態において、液晶媒体層は２枚の基板層の間に配置される。
【０２１９】
本発明によれば、２枚の基板層は、とりわけ、それぞれ互いに独立に、重合体材料から、金属酸化物、例えばＩＴＯから、およびガラスから、好ましくは、それぞれ互いに独立に、カラスおよび／またはＩＴＯ、特にガラス／ガラスから成る。
【０２２０】
好ましい実施形態において、基板は、互いに約１μｍ〜約５０μｍの範囲内、好ましくは互いに約２μｍ〜約４０μｍの範囲内、より好ましくは互いに約３μｍ〜約３０μｍの範囲内の間隔で配置される。それにより、液晶媒体層を内部空間内に配置する。
【０２２１】
基板層は、例えばセル厚全体にわたって延びるスペーサーもしくは電極または層内の突出構造で、互いに規定の間隔を保つことができる。典型的なスペーサー材料は、例えば、プラスチック、シリカ、エポキシ樹脂などで作製されたスペーサーなど一般に専門家に既知である。
【０２２２】
光変調素子は、更に、液晶媒体層と直接接触しており、好ましくは液晶媒体の全体にわたってホメオトロピック配向を誘発する１層以上の配向層を有してよい。また、光変調素子内に基板層が必要ないように、配向層は基板層として機能してよい。基板層が追加して存在している場合、配向層は、それぞれの場合で、基板層および液晶媒体層の間に配置される。典型的な配向層材料は、一般に、例えば、ポリイミド、アルコキシシラン、アルキルトリクロロシラン、ＣＴＡＢなど当業者に既知で、ならびに例えば、Ｚａｃｌｏｎ社から商業的に入手可能なＱｕｉｌｏｎ（著作権）Ｃなどのクロム系ウェルナー錯体である。
【０２２３】
本発明によれば、同様に特定の条件下では有利に、光変調素子が液晶媒体層に隣接する配向層を含まないことが可能である。この場合、１種類以上の所謂「自己配向剤」を液晶媒体に添加することで、ホメオトロピック配向を達成できる。
【０２２４】
適切な自己配向剤は、例えば、Ｓｈｉｅ−Ｃｈａｎｇ  Ｊｅｎｇら、Ｏｐｔｉｃｓ  Ｌｅｔｔｅｒｓ（２００９年）、第３４巻、第４５５〜４５７頁またはＳｈｕｇ−Ｊｕｎｅ  Ｈｗａｎｇら、Ｊ．Ｐｈｙｓ  Ｄ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ  ２００９年、第４２巻、第０２５１０２頁に記載されており、自己配向剤は、米国特許出願公開第２００８／０１９８３０１号公報、特開２０１０−１７００９０号公報、欧州特許出願公開第２  ５９３  ５２９号公報または欧州特許出願公開第２  ６０６  １０１号公報に開示されている。
【０２２５】
更に、光変調素子は、特定の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／またはコンペンセーションフィルムなどの一般的に当業者に既知の更なる機能層も存在してよい。
【０２２６】
好ましい実施形態では、光変調素子は、基板または液晶層に実質的に平行な電界の印加を可能にする平行電極のパターンを含む。
【０２２７】
利用する電極構造に依存して、好ましくは両方の基板は、その間に介在する液晶媒体との対面上に対向電極のパターンを担持する。適切な電極構造は、例えば、クシ状電極配置である。更に好適な電極構造は、例えば、ＩＰＳまたはＦＦＳ電極構造である。
【０２２８】
他の好ましい実施形態では、セルにわたって、スペーサーおよび電極の両方として機能する電極構造を利用する。他の適切な電極構造は、一般に当業者に既知である。
【０２２９】
適切な電極材料は、例えば、本発明で好ましい透明インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）などの金属または金属酸化物から作製される電極として、例えば、一般に専門家に既知である。
【０２３０】
電極間の間隔は、好ましくは約１μｍ〜約１０００μｍの範囲内、より好ましくは約１０μｍ〜約１０００μｍの範囲内、更により好ましくは約２０μｍ〜約１０００μｍの範囲内、特には約３０μｍ〜約２００μｍの範囲内である。
【０２３１】
好ましくは、光変調素子の電極には、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）または薄膜ダイオード（ＴＦＤ）などのスイッチ素子が付設される。
【０２３２】
本発明による装置の光透過率は印加電界に依存する。好ましい実施形態では、電界印加時の装置の光透過率は高く、初期状態で電界を印加していない時は低い。
【０２３３】
好ましい実施形態では、本発明による装置は境界状態Ａおよび境界状態Ｂを有する。本願の目的のために、境界状態との用語は、透過が最大または最小値に達し、更に変化がないか、印加電界の更なる減少または増加が実質的に更にない状態を意味するものと解する。
【０２３４】
光変調素子は、好ましくは、電界を印加しておらず、所謂オフ状態で、液晶媒体が本質的にホメオトロピック配向している時に、ＴＡの透過率を有する境界状態Ａを有する。
【０２３５】
光変調素子は、好ましくは、電界を印加した時に、所謂「オン状態」である他の境界状態Ｂを有し、そこにおいて液晶媒体が垂直からベンド状態に徐々に歪み、それにより、ＬＣ媒体が最初ホメオトロピックに配向し、次いでベントになる。
【０２３６】
【数９】
2017501451.tif 000059
光変調素子は、好ましくは、「オン」状態で、約１ｎｍ〜約３００ｎｍ、より好ましくは約１ｎｍ〜約２７５ｎｍ、更により好ましくは約１ｎｍ〜約２６０ｎｍの範囲内の誘導リターデーションを示す。
【０２３７】
本発明による光変調素子をスイッチするのに必要な低い印加電界は、幾つかの利点を有する。電極間の間隔は、現行のＩＰＳ装置に見られる電極間の間隔よりも実質的に大きい。従って、電極のより低コストのパターニング、収率の向上、光学的開口部の増加およびより低い駆動電圧が、本発明による光変調素子による幾つかの利点である。
【０２３８】
デバイスのホメオトロピック「オフ状態」は、優れた光学的消光、よって好ましいコントラストを提供する。
【０２３９】
デバイスの光学系は、ある程度、自己補償的（従来のパイ・セルと同様である。）で、ＶＡモードによる従来の光変調素子よりも良好な視野角を提供する。
【０２４０】
必要な印加電界強度は、主に、電極のギャップ、式Ｉの化合物の濃度ならびにホスト混合物のΔｅに依存する。必要な印加電界強度は、典型的には約０．５Ｖ／μｍ−１未満、好ましくは約０．２Ｖ／μｍ−１未満、より好ましくは約０．１Ｖ／μｍ−１未満である。
【０２４１】
好ましくは、印加駆動電圧は０Ｖ〜約１０Ｖの範囲内、より好ましくは約１Ｖ〜約７Ｖの範囲内、更により好ましくは約１．５Ｖ〜約４Ｖの範囲内である。
【０２４２】
また、遅波矩形駆動下でのデバイス挙動からスイッチの性質を推測できる。フレデリックス転移に起因してスイッチした状態は極性を感知せず、電圧を反転したときの光学的変化は最小である。しかしながら、ベンド状態は印加電圧に応答して歪みの方向を変え、セルは光学的に消光し、次いで極性が変化すると前の外観に戻る。これにより、特定のセル／電圧の組み合わせで生じる歪みの性質を簡単にチェックする。
【０２４３】
好ましい実施形態では、３種類の固有スイッチ様式を本発明による光変調素子で観測できる。
【０２４４】
１．低い印加電界において、誘導フレキソエレクトリック性ベンド歪みの結果、誘導リターデーションが増加する。
【０２４５】
２．フレデリックス臨界電界に電界が近づくと、透過率が急速に増加する。フレデリックス閾値より有意に高い電界においてすら、誘導フレキソエレクトリック性ベント歪みは極性に依存するベンドモードのままである。
【０２４６】
３．更に高い電界において、フレデリックス歪みが電極からセル内に広がる。この結果、リターデーションが大きく増加し、もはやセルは極性の変化に応答しなくなる。
【０２４７】
従って低い印加電界において、明りょうなフレキソエレクトリック性スイッチ様式の結果、誘導リターデーションが増加し、より高い印加電界がフレデリックス臨界電界に近づくと、明りょうな誘電的スイッチ様式の結果、透過率が急速に増加する。
【０２４８】
本発明による光変調素子は、一般に専門家に既知の従来の駆動波形で動作できる。
【０２４９】
しかしながら本発明による好ましい実施形態において、代替の駆動波形を利用できる。従って、より高い電圧の存在をシミュレートし、よって、より高速のスイッチング速度が得られるようにするために、所望のスイッチ振幅を得るために必要なＤＣパルスの振幅より数倍も大きく、短時間の「キック」またはプレパルスを使用できる。
【０２５０】
本発明による光変調素子を製造するための典型的な方法は、
・ガラス基板を切断および清浄し、その上に電極を配置する工程と。
【０２５１】
・配向層剤で基板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、および
・液晶媒体でセルを充填する工程と
を含む。
【０２５２】
本発明の光変調素子は、種々のタイプの光学的および電気光学的装置で使用できる。
【０２５３】
前記光学的および電気光学的装置としては、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）装置および光的情報記録装置が挙げられる。
【０２５４】
本発明の特に好ましい特徴を、番号を付して列記する形でまとめる。
【０２５５】
１．フレキソエレクトリック分極性の液晶媒体を含む光変調素子であって、境界状態Ａから境界状態Ｂへのスイッチが、電界印加時のフレキソエレクトリック性スイッチ様式および誘電的スイッチ様式の組合せを伴うことを特徴とする光変調素子。
【０２５６】
２．液晶媒体は少なくとも２枚の基板間に挟持されており、境界状態Ａにおいて両基板の表面に対してホメオトロピックに配向している、項目１に記載の光変調素子。
【０２５７】
３．液晶媒体は、１ｐＣｍ−１〜６０ｐＣｍ−１範囲内のベンド・フレキソエレクトリック係数の絶対値｜ｅ３｜を有するベント骨格の液晶化合物を含む、項目１または２に記載の光変調素子。
【０２５８】
４．液晶媒体は式Ｉの化合物から選択される少なくとも１種類のベント骨格化合物を含む、項目１〜３に記載の光変調素子。
【０２５９】
【化５０】
2017501451.tif 000060
（式中、パラメータＲ１、Ｍ１、Ｙ１、Ｂ、Ｙ２、Ｍ２およびＲ２は、式Ｉで上に与えられるのと同一の意味を有する。）
５．液晶媒体全体における式Ｉの化合物の量は３〜７０％の範囲内である、項目１〜４のいずれか１項に記載の光変調素子。
【０２６０】
６．液晶媒体は式ＩＩおよびＩＩＩの１種類以上化合物を含む、項目１〜５のいずれか１項に記載の光変調素子。
【０２６１】
【化５１】
2017501451.tif 000061
（式中、パラメータは、式ＩＩおよびＩＩＩで上に与えられるのと同一の意味を有する。）
７．液晶媒体は式ＩＶの１種類以上化合物を含む、項目１〜６のいずれか１項に記載の光変調素子。
【０２６２】
【化５２】
2017501451.tif 000062
（式中、パラメータは、式ＩＶで上に与えられるのと同一の意味を有する。）
８．液晶媒体は式Ｖの１種類以上化合物を含む、項目１〜７のいずれか１項に記載の光変調素子。
【０２６３】
【化５３】
2017501451.tif 000063
（式中、パラメータは、式Ｖで上に与えられるのと同一の意味を有する。）
９．液晶媒体全体における式ＩＩおよび／またはＩＩＩの化合物の量は２〜９０％の範囲内である、項目１〜８のいずれか１項に記載の光変調素子。
【０２６４】
１０．液晶媒体全体における式ＩＶおよび／またはＶの化合物の量は２〜７０％の範囲内である、項目１〜９のいずれか１項に記載の光変調素子。
【０２６５】
１１．液晶媒体は３以上の正の誘電異方性を示す、項目１〜１０のいずれか１項に記載の光変調素子。
【０２６６】
１２．液晶媒体は０．１０以上〜０．３５以上の範囲内の複屈折を示す、項目１〜１１のいずれか１項に記載の光変調素子。
【０２６７】
１３．その場で印加された電界によって光変調が誘発される、項目１〜１２のいずれか１項に記載の光変調素子。
【０２６８】
１４．０．５Ｖ／μｍ−１より低い電界強度の印加によってフレキソエレクトリック性のスイッチが起こる、項目１〜１３のいずれか１項に記載の光変調素子。
【０２６９】
１５．「オン状態」で誘発されたリターデーションは１ｎｍ〜３００ｎｍの範囲内である、項目１〜１４のいずれか１項に記載の光変調素子。
【０２７０】
１６．液晶媒体でセルを充填する工程を少なくとも含む、項目１〜１５のいずれか１項に記載の光変調素子を製造する方法。
【０２７１】
１７．電気光学的装置における、項目１〜１５のいずれか１項に記載の光変調素子の使用。
【０２７２】
１８．項目１〜１５のいずれか１項に記載の光変調素子を含む、電気光学的装置。
【０２７３】
本発明の範囲内にありながら、本発明の前記実施形態を改変できると認められる。他に明言しない限り、この明細書で開示する各特徴を、同一、等価または同様の目的を果たす代替の特徴で置き換えてよい。よって他に明言しない限り、開示する各特徴は、総括的な一連の等価および同様の特徴の一例に過ぎない。
【０２７４】
この明細書で開示する全ての特徴を、そのような特徴および／または工程の少なくとも幾つかが相互に排他的である組み合わせを除いて、任意の組み合わせで組み合わせてよい。特に、本発明の好ましい特徴は、本発明の全ての観点に適用可能であり、任意の組み合わせで使用してよい。同様に、必須でない組み合わせで記載する特徴を、別個に（組み合わせずに）使用してよい。
【０２７５】
上記の特徴の多く、特に好ましい実施形態の多くは、それら自身で発明として権利主張されるもので、ただ単に本発明の実施形態の一部と言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。
【０２７６】
本出願および以下の例において、液晶化合物の構造は頭文字で示されており、その化学式への変換は下の表ＡおよびＢに従って行われる。全ての基ＣｎＨ２ｎ＋１およびＣｍＨ２ｍ＋１は、ｎおよびｍ個の炭素原子をそれぞれ有する直鎖状のアルキル基であり；ｎ、ｍ、ｋおよびｚは整数であり、好ましくは、０、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１または１２を表す。表Ｂのコードは、それ自体で明らかである。表Ａには、親構造のための頭文字のみが示されている。それぞれの場合において、これは親構造のための頭文字の後にダッシュにより分離され、置換基Ｒ１＊、Ｒ２＊、Ｌ１＊およびＬ２＊のためのコードが続く。
【０２７７】
【表１】
2017501451.tif 000064
好ましい混合物の構成成分は、表ＡおよびＢ中で見つかる。
【０２７８】
＜表Ａ＞
【０２７９】
【表２】
2017501451.tif 000065
【０２８０】
【表３】
2017501451.tif 000066
【０２８１】
＜表Ｂ＞
【０２８２】
【表４】
2017501451.tif 000067
【０２８３】
【表５】
2017501451.tif 000068
【０２８４】
【表６】
2017501451.tif 000069
【０２８５】
【表７】
2017501451.tif 000070
【０２８６】
【表８】
2017501451.tif 000071
【０２８７】
【表９】
2017501451.tif 000072
本発明の好ましい実施形態において、本発明によるＬＣ媒体は、表ＡおよびＢの化合物から成る群より選択される１種類以上の化合物を含む。
【０２８８】
＜表Ｃ＞
本発明によるＬＣ媒体に添加できる可能な安定剤を表Ｃに示す。
【０２８９】
【表１０】
2017501451.tif 000073
【０２９０】
【表１１】
2017501451.tif 000074
【０２９１】
【表１２】
2017501451.tif 000075
【０２９２】
【表１３】
2017501451.tif 000076
ＬＣ媒体は、好ましくは０〜１０重量％、特には０．０１〜５重量％、特に好ましくは０．１〜３重量％のドーパントを含む。ＬＣ媒体は、好ましくは、表Ｃの化合物から成る群より選択される１種類以上のドーパントを含む。
【実施例】
【０２９３】
セルを次の方法で調製する：２枚のガラス基板を超音波浴中で脱イオン水で１０分間洗浄し、空気流中で乾燥し、脱イオン水中の２０％ＫＯＨ溶液中に６０秒間浸漬する。基板を脱イオン水ですすぎ、空気流下で乾燥し、クロム錯体溶液の溶液であるＱｕｉｌｏｎ  Ｃ中に６０秒間浸漬する。処理済み基板を脱イオン水で簡単にすすぎ、６０分間１５０℃で乾燥する。続いて、厚さ３０μｍのアルミ箔を２枚に細長く切り、電極間に約１ｍｍの狭いギャップを有する基板上に互いに平行に配置した。
【０２９４】
Ｎｏｒｌａｎｄ社製の光接着剤＃６５の薄ビードを電極の外側周辺に塗工し、圧力を加え、Ｎｏｒｌａｎｄ社製の光接着剤＃６５をＵＶ光（３５０ｎｍ）に曝露し、セルを接着し、液晶混合物を充填できるように２箇所の空隙を残して端を封止した。
【０２９５】
＜例１＞
ＺＬＩ−１１３２（７０％）中３０％の化合物（１）を含有する混合物を調製し、８０℃で毛細管で充填してセル中に導入する。
【０２９６】
【化５４】
2017501451.tif 000077
セルを６０℃で３０分保ち、周囲温度まで冷却する。導電性接着剤（ＲＳ  １８６−３６００、銀混入導電性塗料）およびクリップを使用して、ワイヤをアルミ箔電極に接続する。直流電圧を印加し、偏光顕微鏡上で標準的なフォトダイオードを使用してセルの透過率を記録する。電圧の関数としての透過率を表１に示す。
【０２９７】
【表１４】
2017501451.tif 000078
表より分かる通り、低い印加電界において、誘導フレキソエレクトリック性ベント歪みの結果、誘導リターデーションが増加している。
【０２９８】
０．７５Ｖμｍ−１のフレデリックス臨界電界に電界が近づくと、透過率が急速に増加している。フレデリックス閾値より有意に高い電界においてすら、誘導フレキソエレクトリック性ベンド歪みは極性に依存するベンドモードのままである。
【０２９９】
更に０．７５Ｖμｍ−１よりも高い電界において、フレデリックス歪みが電極からセル内に広がる。この結果、リターデーションが大きく増加し、もはやセルは極性の変化に応答しなくなる。
【０３００】
＜例２＞
６３．６％のＺＬＩ−１１３２、２７．３％の化合物（１）および９．１％の化合物（２）を含有する混合物を調製する。
【０３０１】
【化５５】
2017501451.tif 000079
セルを６０℃で３０分保ち、周囲温度まで冷却する。導電性接着剤（ＲＳ  １８６−３６００、銀混入導電性塗料）およびクリップを使用して、ワイヤをアルミ箔電極に接続する。直流電圧を印加し、偏光顕微鏡上で標準的なフォトダイオードを使用してセルの透過率を記録する（表２）。
【０３０２】
【表１５】
2017501451.tif 000080
【国際調査報告】
2017501451.tif 000089
2017501451.tif 000090