(57)【要約】  本発明は、それぞれ電極構造（２）が設けられた２枚の基材（１）間にサンドイッチされたコレステリック液晶媒体を含む光変調素子に関し、ここで、前記基材の少なくとも１つに配向層（３）がさらに設けられており、該配向層（３）には、実質的に平行な周期ストライプ（４）からなるフォトレジストパターンが設けられている。さらに、本発明は、前記光変調素子を製造する方法、並びに様々な種類の光学デバイス及び電気光学デバイス、例えば電気光学ディスプレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤｓ）、非線形光学（ＮＬＯ）デバイス及び光情報記憶デバイスにおける前記光変調素子の使用に関する。
2017534923.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光変調素子であって、それぞれ電極構造（２）が設けられた２枚の基材（１）間にサンドイッチされたコレステリック液晶媒体を含み、ここで、前記基材の少なくとも１つに配向層（３）がさらに設けられており、該配向層（３）には、実質的に平行な周期ストライプ（４）からなるフォトレジストパターンが設けられている、光変調素子。
【請求項２】
請求項１記載の光変調素子であって、前記基材が、互いに約１μｍ〜約５０μｍの範囲の間隔をあけて配置されている、光変調素子。
【請求項３】
請求項１又は２記載の光変調素子であって、前記電極構造が、電極層として前記基材全体及び／又は画素領域に設けられている、光変調素子。
【請求項４】
請求項１から３までのいずれか１項記載の光変調素子であって、前記配向層が、隣接する液晶分子にホメオトロピック配向を誘起させる、光変調素子。
【請求項５】
請求項１から４までのいずれか１項記載の光変調素子であって、前記フォトレジストパターンの実質的に平行な周期ストライプの高さが、３０〜９００ｎｍの範囲にある、光変調素子。
【請求項６】
請求項１から５までのいずれか１項記載の光変調素子であって、前記フォトレジストパターンを、同時に前記ストライプ間のギャップと前記ストライプの幅とが、塗布された前記コレステリック液晶材料のらせんピッチの半分に相当するように選択するか、又は前記フォトレジストパターンを、同時に前記ストライプ間のギャップと前記ストライプの幅とが、塗布された前記コレステリック液晶材料のらせんピッチの偶数倍に相当するように選択する、光変調素子。
【請求項７】
請求項１から６までのいずれか１項記載の光変調素子であって、前記隣接する液晶分子にホメオトロピック及び平面配向を誘起させることができる、前記光変調素子における配向領域の周期列を有する、光変調素子。
【請求項８】
請求項１から７までのいずれか１項記載の光変調素子であって、２つ以上の偏光子を含み、該偏光子の少なくとも１つが、前記液晶媒体の層の一方の面に配置されており、かつ該偏光子の少なくとも１つが、前記液晶媒体の層の反対側の面に配置されている、光変調素子。
【請求項９】
請求項１から８までのいずれか１項記載の光変調素子であって、前記コレステリック液晶媒体が、少なくとも１種のビメソゲン化合物及び少なくとも１種のキラル化合物を含む、光変調素子。
【請求項１０】
請求項１から９までのいずれか１項記載の光変調素子であって、前記コレステリック液晶媒体が、少なくとも１種のビメソゲン化合物、少なくとも１種のキラル化合物及び１種以上のネマトゲン化合物を含む、光変調素子。
【請求項１１】
請求項１から１０までのいずれか１項記載の光変調素子であって、前記コレステリック液晶媒体が、式Ａ−Ｉ〜Ａ−ＩＩＩ：
【化１】
2017534923.tif 000059
［式中、
Ｒ11及びＲ12、Ｒ21及びＲ22、並びにＲ31及びＲ32は、それぞれ独立して、Ｈ、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、ＮＣＳ、又は１〜２５個の炭素原子を有する直鎖状アルキル基若しくは分枝鎖状アルキル基であり、該アルキル基は、置換されていないか、ハロゲン若しくはＣＮによって一置換若しくは多置換されていてよく、ここで、１個以上の隣接していないＣＨ2基が、各出現において互いに独立して、酸素原子が互いに直接結合しないように、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＮＨ−、−Ｎ（ＣＨ3）−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−、−Ｓ−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｓ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＦ−、−ＣＦ＝ＣＦ−又は−Ｃ≡Ｃ−によって置き換えられていることも可能であり、
ＭＧ11及びＭＧ12、ＭＧ21及びＭＧ22、並びにＭＧ31及びＭＧ32は、それぞれ独立して、メソゲン基であり、
Ｓｐ1、Ｓｐ2及びＳｐ3は、それぞれ独立して、５〜４０個の炭素原子を有するスペーサー基であり、ここで、１個以上の隣接していないＣＨ2基が、Ｏ−ＭＧ11及び／若しくはＯ−ＭＧ12に結合されたＳｐ1のＣＨ2基、ＭＧ21及び／若しくはＭＧ22に結合されたＳｐ2のＣＨ2基並びにＸ31及びＸ32に結合されたＳｐ3のＣＨ2基を除いて、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＮＨ−、−Ｎ（ＣＨ3）−、−ＣＯ−、−Ｏ−ＣＯ−、−Ｓ−ＣＯ−、−Ｏ−ＣＯＯ−、−ＣＯ−Ｓ−、−ＣＯ−Ｏ−、−ＣＨ（ハロゲン）−、−ＣＨ（ＣＮ）−、−ＣＨ＝ＣＨ−又は−Ｃ≡Ｃ−によって置き換えられていてもよく、しかしながら、この置き換えは、２個の酸素原子が互いに隣接せず、２個の−ＣＨ＝ＣＨ−基が互いに隣接せず、かつ−Ｏ-ＣＯ−、−Ｓ−ＣＯ−、−Ｏ−ＣＯＯ−、−ＣＯ−Ｓ−、−ＣＯ−Ｏ−及び−ＣＨ＝ＣＨ−から選択される２個の基が互いに隣接しないように行われ、そして
Ｘ31及びＸ32は、互いに独立して、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−又は−Ｓ−から選択される結合基であるか、あるいは、それらのうちの一方が、−Ｏ−又は単結合のいずれかであってよく、あるいはまた、それらのうちの一方が、−Ｏ−であり、かつ他方が単結合であってよい］
の化合物の群から選択される少なくとも１種のビメソゲン化合物を含む、光変調素子。
【請求項１２】
請求項１から１１までのいずれか１項記載の光変調素子であって、前記コレステリック液晶媒体が、１種以上のキラル化合物を含み、該化合物は、式Ｃ−Ｉ〜Ｃ−ＩＩＩ：
【化２】
2017534923.tif 000060
［式中、
Ｅ及びＦは、それぞれ独立して、１，４−フェニレン又はｔｒａｎｓ−１，４−シクロヘキシレンであり、
ｖは、０又は１であり、
Ｚ0は、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ2ＣＨ2−又は単結合であり、かつ
Ｒは、１〜１２個の炭素原子を有するアルキル、アルコキシ又はアルカノイルである］
の化合物並びにそれぞれの（Ｓ，Ｓ）エナンチオマーの群から選択される、光変調素子。
【請求項１３】
請求項１から１２までのいずれか１項記載の光変調素子であって、前記コレステリック液晶媒体が、１種以上の重合性液晶化合物を含み、該化合物は、式Ｄ
Ｐ−Ｓｐ−ＭＧ−Ｒ0  Ｄ
［式中、
Ｐは、重合性基であり、
Ｓｐは、スペーサー基又は単結合であり、
ＭＧは、棒状メソゲン基であり、該基は、好ましくは式Ｍから選択され、
Ｍは、−（ＡD21−ＺD21）k−ＡD22−（ＺD22−ＡD23）l−であり、
ＡD21〜ＡD23は、各出現において互いに独立して、任意に１個以上の同一又は異なる基Ｌによって置換されているアリール基、ヘテロアリール基、複素環式基又は脂環式基、好ましくは、任意に１個以上の同一又は異なる基Ｌによって置換されている１，４−シクロヘキシレン又は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−フルオレン、２，６−ナフタレン、２，７−フェナントレンであり、
ＺD21及びＺD22は、各出現において互いに独立して、−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−、又は単結合、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−、又は単結合であり、
Ｌは、各出現において互いに独立して、Ｆ又はＣｌであり、
Ｒ0は、Ｈ、１〜２０個の炭素原子を有するアルキル、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若しくはアルコキシカルボニルオキシであるか、又はＹD0若しくはＰ−Ｓｐ−であり、
Ｙ0は、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、ＮＯ2、ＯＣＨ3、ＯＣＮ、ＳＣＮ、１〜４個の炭素原子を有する、任意にフッ素化された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若しくはアルコキシカルボニルオキシ、又は１〜４個の炭素原子を有するモノフッ素化、オリゴフッ素化若しくはポリフッ素化されたアルキル若しくはアルコキシであり、
Ｙ01及びＹ02は、それぞれ互いに独立して、Ｈ、Ｆ、Ｃｌ又はＣＮを表し、
Ｒ01及びＲ02は、それぞれかつ独立して、上記Ｒ0で定義される意味を有し、かつ
ｋ及びｌは、それぞれかつ独立して、０、１、２、３又は４である］
の化合物の群から選択される、光変調素子。
【請求項１４】
請求項１から１３までのいずれか１項記載の光変調素子を製造する方法であって、少なくとも以下のステップ
−  基材を切断及び洗浄するステップ、
−  該基材に電極構造を設けるステップ、
−  少なくとも１つの配向層をコーティングするステップ、
−  該配向層にフォトレジストをコーティングするステップ、
−  該フォトレジストのフォトリソグラフィーを行うステップ、
−  任意に、パターン化されたフォトレジストをラビングするステップ、
−  ＵＶ硬化性接着剤を用いてセルを組み立てるステップ、
−  該セルにコレステリック液晶媒体を満たすステップ、
−  ＬＣ媒体に電界を印加しながら、アイソトロピック相からコレステリック相へと徐々に冷却してＵＬＨ組織を得るステップ、及び
−  任意に、ＬＣ媒体の重合性化合物を硬化するステップ
を含む、方法。
【請求項１５】
請求項１から１３までのいずれか１項記載の光変調素子の、光学デバイス又は電気光学デバイスにおける使用。
【請求項１６】
請求項１から１３までのいずれか１項記載の光変調素子を含む、光学デバイス又は電気光学デバイス。
【請求項１７】
請求項１６記載の光学デバイス又は電気光学デバイスにおいて、該デバイスが、電気光学ディスプレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤｓ）、非線形光学（ＮＬＯ）デバイス、又は光情報記憶デバイスである、光学デバイス又は電気光学デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、それぞれ電極構造（２）が設けられた２枚の基材（１）間にサンドイッチされたコレステリック液晶媒体を含む光変調素子に関し、ここで、該基材の少なくとも１つに配向層（３）がさらに設けられており、該配向層（３）には、実質的に平行な周期ストライプ（４）からなるフォトレジストパターンが設けられている。さらに、本発明は、前記光変調素子を製造する方法、並びに様々な種類の光学デバイス及び電気光学デバイス、例えば電気光学ディスプレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤｓ）、非線形光学（ＮＬＯ）デバイス及び光情報記憶デバイスにおける前記光変調素子の使用に関する。
【０００２】
液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）は、情報を表示するために幅広く用いられている。ＬＣＤｓは、直視型ディスプレイだけでなく、投影型ディスプレイにも用いられている。大部分のディスプレイに用いられている電気光学モードは、依然として、様々な変更が加えられたねじれネマチック（ＴＮ）モードである。このモードのほかに、様々な変更が加えられた超ねじれネマチック（ＳＴＮ）モードや、比較的最近では光学補償ベンド（ＯＣＢ）モード及び電気制御複屈折（ＥＣＢ）モード、例えば、垂直配向ネマチック（ＶＡＮ）モード、パターン化ＩＴＯ垂直配向ネマチック（ＰＶＡ）モード、高分子安定化垂直配向ネマチック（ＰＳＶＡ）モード及びマルチドメイン垂直配向（ＭＶＡ）モード並びに他のモードの使用がますます増えてきている。これらのすべてのモードでは、基材及び液晶層のそれぞれに実質的に垂直である電界（電場）が用いられている。これらのモードのほかに、基材及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モード、例えばインプレインスイッチング（略してＩＰＳ）モード（例えば独国特許出願公開第４０００４５１号明細書(DE 4000451)及び欧州特許出願公開第０５８８５６８号明細書(EP 0588568)に開示されている）及びフリンジ電界スイッチング（ＦＦＳ）モードのようなものもある。特に、良好な視野角特性及び改善された応答時間を有する後述の電気光学モードは、今日のデスクトップモニターのＬＣＤ並びにＴＶ及びマルチメディア用途のディスプレイにもますます使用されてきており、ＴＮ−ＬＣＤｓと競合している。
【０００３】
これらのディスプレイに加えて、比較的短いコレステリックピッチを有するコレステリック液晶を使用した新しい表示モードが、いわゆる「フレクソエレクトリック」効果を利用するディスプレイにおいて使用するために提案されており、この効果は、とりわけ、Meyer et al., Liquid Crystals 1987, 58, 15; Chandrasekhar,“Liquid Crystals”, 2nd edition, Cambridge University Press (1992);及びP.G. deGennes et al.,“The Physics of Liquid Crystals”, 2nd edition, Oxford Science Publications (1995)に記載されている。
【０００４】
一般的に、フレクソエレクトリック効果を利用したディスプレイは、５００μｓ〜３ｍｓの代表的な高速応答時間と、更なる特徴である優れたグレースケール能力とによって特徴付けられる。
【０００５】
これらのディスプレイにおいて、コレステリック液晶は、例えば「均等に位置しているらせん(uniformly lying helix)」配向（ＵＬＨ）で配列されており、これもまたこの表示モードにその名称を与える。このために、ネマチック材料と混合されるキラル物質が、該材料をコレステリック材料に相当するキラルネマチック材料に変えながららせん状のねじれを誘起させる。
【０００６】
均等に位置しているらせん組織(helix texture)は、典型的には０．２μｍ〜２μｍ、好ましくは１．５μｍ以下、特に１．０μｍ以下の短いピッチを有するキラルネマチック液晶を使用して実現され、これは、液晶セルの基材に平行なそのらせん軸をともなって一方向に配向されている。この構成では、キラルネマチック液晶のらせん軸は、複屈折板の光軸に相当する。
【０００７】
らせん軸に垂直なこの構造に電界が印加されると、光軸は、表面安定化強誘電性液晶ディスプレイにおいて回転する強誘電性液晶のダイレクターと同様にセルの面内で回転される。
【０００８】
フレクソエレクトリックモードを利用する液晶ディスプレイでは、傾斜角（Θ）は、セルのｘ−ｙ平面における光軸の回転を表す。この効果を使用して白状態と暗状態を生ずる基本的な方法が２つある。これらの２つの方法の最大の違いは、必要とされる傾斜角と、ゼロ磁場状態(zero field state)におけるＵＬＨの光軸に対する偏光子の透過軸の向きとにある。２つの異なる方法を、図１及び図２を参照して、以下で簡単に説明する。
【０００９】
「Θモード」（図２に示されている）と「２Θモード」（図１に示されている）との主な違いは、ゼロ磁場状態における液晶の光軸が、偏光子の軸の１つに対して平行であるか（２Θモードの場合）又は偏光子の１つの軸に対して２２．５°の角度である（Θモードの場合）かのいずれかの点にある。Θモードに対する２Θモードの利点は、電界がセルに印加されていないときに液晶ディスプレイが黒く見える点にある。しかしながら、Θモードの利点は、２Θモードと比較してこのモードに必要とされるスイッチング角が半分だけなので、ｅ／Ｋがより低くなり得ることである。
【００１０】
光軸の回転角（Φ）は、式（１）によって良好な近似値が与えられる：
【数１】
2017534923.tif 000003
式中、
Ｐ0は、コレステリック液晶の非撹乱ピッチであり、
【数２】
2017534923.tif 000004
Ｅは、電界強度であり、かつ
Ｋは、スプレイ弾性定数（ｋ11）及びベンド弾性定数（ｋ33）の平均［Ｋ＝1／2（ｋ11＋ｋ33）］であり、ここで、
【数３】
2017534923.tif 000005
【００１１】
この回転角は、フレクソエレクトリックスイッチング素子におけるスイッチング角の半分である。
【００１２】
電気光学効果の応答時間（τ）は、式（２）によって良好な近似値が与えられる：
τ＝［Ｐ0／（２π）］2・γ／Ｋ  （２）
式中、
γ＝らせんの歪みと関連する有効粘性係数である。
【００１３】
らせんを解く臨界磁場（Ｅc）が存在し、これは等式（３）から得ることができる：
Ｅc＝（π2／Ｐ0）・［ｋ22／（ε0・Δε）］1/2  （３）
式中、
ｋ22は、ねじれ弾性定数であり、
ε0は、真空の誘電率であり、かつ
Δεは、液晶の誘電率異方性である。
【００１４】
しかしながら、ＵＬＨディスプレイの大量生産を妨げる主な障壁は、その配向が本質的に不安定であり、かつ単一の表面処理（平面配向、ホメオトロピック配向又は傾斜配向）ではＵＬＨ組織の更なる指向性をともったエネルギー的に安定な状態が提供されない。このため、従来のセルを使用した場合、大量の欠陥が存在するために高品質の暗状態を得ることは困難である。
【００１５】
主に表面のポリマー構造又はバルクポリマーネットワークを含めたＵＬＨ配向を改善する試みは、例えば、
Appl.Phys. Lett. 2010, 96, 113503“Periodic anchoring condition for alignment of a short pitch cholesteric liquid crystal in uniform lying helix texture”;
Appl. Phys. Lett. 2009, 95, 011102,“Short pitch cholesteric electro-optical device based on periodic polymer structures”;
J. Appl. Phys.2006, 99, 023511,“Effect of polymer concentration on stabilized large-tilt-angle flexoelectro-optic switching”;
J. Appl. Phys.1999, 86, 7,“Alignment of cholesteric liquid crystals using periodic anchoring”;
Jap. J. Appl. Phys. 2009, 48, 101302, “Alignment of the Uniform Lying Helix Structure in Cholesteric Liquid Crystals”又は米国特許出願公開第２００５／０１６２５８５号明細書(US 2005/0162585 A1)などに記載されている。
【００１６】
ＵＬＨ配向を改善するための別の試みは、Carbone et alによってMol. Cryst. Liq. Cryst. 2011, 544, 37−49の中で示唆されていた。著者は、安定したＵＬＨ組織の形成を促進するために、２光子励起レーザーリソグラフィープロセスによってＵＶ硬化性材料を硬化させることによって作製した表面レリーフ構造を利用していた。
【００１７】
しかしながら、上記の試みにはすべて、不都合な加工ステップが必要とされており、これらは、特にＬＣデバイスの大量生産のための一般に知られている方法に適合しない。
【００１８】
したがって、本発明の１つの目的は、先行技術の欠点を有さず、好ましくは上記及び下記の利点を有する、ＵＬＨモードの代替的な又は好ましくは改善されたフレクソエレクトリック光変調素子を提供することである。
【００１９】
これらの利点は、とりわけ、好適な高いスイッチング角、好適な高速応答時間、アドレッシングに必要とされる好適な低い電圧、一般的な駆動エレクトロニクスとの互換性、最終的に、好適な真に暗い「オフ状態」とであり、これらは、ＵＬＨ組織の長期安定配向によって達成されることができる。
【００２０】
本発明の他の目的は、以下の詳細な説明から当業者に直ちに明らかになる。
【００２１】
意想外にも、本発明者は、請求項１に記載の光変調素子を提供することによって、上記目的の１つ以上を達成することができることを見出した。
【００２２】
特に、本発明の光変調素子におけるコレステリック液晶材料のＵＬＨ組織の安定性が著しく改善され、最終的に、これにより先行技術のデバイスと比較して改善された暗い「オフ」状態が生じる。
【００２３】
用語及び定義
「液晶」、「メソモルフィック（中間相形態）化合物（mesomorphic compound）」、又は「メソゲン化合物（mesogenic compound）」（略して「メソゲン」とも呼ばれる）との用語は、温度、圧力及び濃度の適切な条件下で、中間相（ネマチック相、スメクチック相など）として存在することができるか、又は、特にＬＣ相として存在することが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つ以上の棒状（calamitic）、バナナ型又は円盤状のメソゲン基を含む。
【００２４】
「メソゲン基」との用語は、これに関連して、液晶（ＬＣ）相挙動を誘起させることができる基を意味する。メソゲン基を有する化合物は、必ずしもＬＣ相それ自体を示す必要はない。それらが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。簡略化のために、これ以降、「液晶」との用語は、メソゲン材料及びＬＣ材料の両方に用いられる。
【００２５】
本出願全体を通して、「アリール基及びヘテロアリール基」との用語は、単環式若しくは多環式であってよい基を包含し、すなわち、それらは１つの環（例えばフェニルなど）若しくは２つ以上の環を有していてよく、該環は、縮合していてよく（例えばナフチルなど）若しくは共有結合していてよく（例えばビフェニルなど）、又は縮合環と結合環の組合せを有していてよい基を有する。ヘテロアリール基は、好ましくはＯ、Ｎ、Ｓ及びＳｅから選択される１個以上のヘテロ原子を有していてよい。特に好ましいのは、６〜２５個の炭素原子を有する単環式、二環式若又は三環式のアリール基及び２〜２５個の炭素原子を有する単環式、二環式又は三環式のヘテロアリール基であり、これらの基は、任意に縮合環を有し、かつ場合により置換されている。さらに好ましいのは、５員環、６員環又は７員環のアリール基及びヘテロアリール基であり、該基においてはまた、１個以上のＣＨ基が、Ｏ原子及び／又はＳ原子が互いに直接結合しないように、Ｎ、Ｓ又はＯによって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、テルフェニル、［１，１’：３’１’’］テルフェニル−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、より好ましくは１，４−フェニレン、４，４’−ビフェニレン、１，４−テルフェニレンである。
【００２６】
好ましいヘテロアリール基は、例えば、５員環、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、６員環、例えばピリジン、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、又は縮合基、例えばインドール、イソインドール、インドリジン、インダゾール、ベンズイミダゾール、ベンゾトリアゾール、プリン、ナフトイミダゾール、フェナントロイミダゾール、ピリドイミダゾール、ピラジンイミダゾール、キノキサリンイミダゾール、ベンズオキサゾール、ナフトオキサゾール、アントロオキサゾール、フェナントロオキサゾール、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、又はこれらの基の組合せである。これらの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、フルオロアルキル又はさらにアリール基若しくはヘテロアリール基によって置換されていてもよい。
【００２７】
本出願に関連して、「（非芳香族の）脂環式基及び複素環式基」との用語は、飽和環、すなわち単結合のみを有する環と、部分的に不飽和の環、すなわち多重結合も有していてよい環の両方を包含する。複素環は、好ましくはＳｉ、Ｏ、Ｎ、Ｓ及びＳｅから選択される１個以上のヘテロ原子を含有する。（非芳香族の）脂環式基及び複素環式基は、単環式であってよく、すなわち１つの環のみを有し（例えばシクロヘキサンなど）、又は多環式であってよく、すなわち複数の環（例えばデカヒドロナフタレン若しくはビシクロオクタンなど）を有する。特に好ましいのは、飽和基である。さらに好ましいのは、３〜２５個の炭素原子を有する単環式基、二環式基又は三環式基であり、該基は、縮合環を任意に含み、かつ場合により置換されている。さらに好ましいのは、５員環、６員環、７員環又は８員環の炭素環式基であり、該基においてはまた、１個以上の炭素原子がＳｉによって置き換えられていてよく並びに／又は１個以上のＣＨ基がＮによって置き換えられていてよく並びに／又は１個以上の隣接していないＣＨ基2が−Ｏ−及び／若しくは−Ｓ−によって置き換えられていてよい。好ましい脂環式基及び複素環式基は、例えば、５員環の基、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、ピロロリジン、６員環の基、例えばシクロヘキサン、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、７員環の基、例えばシクロヘプタン、及び縮合基、例えば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、より好ましくは１，４−シクロヘキシレン、４，４’−ビシクロヘキシレン、３，１７−ヘキサデカヒドロ−シクロペンタ［ａ］フェナントレンであって、任意に１個以上の同一又は異なる基Ｌによって置換されたものである。特にこのましいアリール基、ヘテロアリール基、脂環式基及び複素環式基は、１，４−フェニレン、４，４’−ビフェニレン、１，４−テルフェニレン、１，４−シクロヘキシレン、４，４’−ビシクロヘキシレン、及び３，１７−ヘキサデカヒドロ−シクロペンタ［ａ］フェナントレンであって、任意に１個以上の同一又は異なる基Ｌによって置換されたものである。
【００２８】
上記のアリール基、ヘテロアリール基、脂環式基及び複素環式基の好ましい置換基（Ｌ）は、例えば、溶解性促進基、例えばアルキル基又はアルコキシ基、並びに電子求引性基、例えばフッ素基、ニトロ基又はニトリル基である。特に好ましい置換基は、例えばＦ、Ｃｌ、ＣＮ、ＮＯ2、ＣＨ3、Ｃ2Ｈ5、ＯＣＨ3、ＯＣ2Ｈ5、ＣＯＣＨ3、ＣＯＣ2Ｈ5、ＣＯＯＣＨ3、ＣＯＯＣ2Ｈ5、ＣＦ3、ＯＣＦ3、ＯＣＨＦ2又はＯＣ2Ｆ5である。
【００２９】
上記及び下記の「ハロゲン」は、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ又はＩを表す。
【００３０】
上記及び下記において、「アルキル」、「アリール」、「ヘテロアリール」などの用語は、多価基、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。「アリール」との用語は、芳香族炭素基又はそれから誘導された基を表す。「ヘテロアリール」との用語は、１個以上のヘテロ原子を含有する上記の定義に従った「アリール」を表す。
【００３１】
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、パーフルオロ−ｎ−ブチル、２，２，２−トリフルオロエチル、パーフルオロオクチル、パーフルオロヘキシルなどである。
【００３２】
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−ドデコキシである。
【００３３】
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、シクロオクテニルである。
【００３４】
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、オクチニルである。
【００３５】
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、フェニルアミノである。
【００３６】
「キラル」との用語は、一般的に、そのものの鏡像に重ね合わせることができない物体を表すために用いられる。
【００３７】
「アキラル」（非キラル）な物体は、その鏡像と同一の物体である。
【００３８】
「キラルネマチック」及び「コレステリック」との用語は、特に他に明記しない限り、本出願では同義的に用いられる。
【００３９】
キラル物質により誘起されるピッチ（Ｐ0）は、第１近似においては、使用されるキラル物質の濃度（ｃ）と反比例する。この関係の比例定数は、キラル物質のらせんねじり力（ＨＴＰ）と呼ばれ、等式（５）によって定義される：
ＨＴＰ≡１／（ｃ・Ｐ0）  （５）
式中
ｃは、キラル化合物の濃度である。
【００４０】
「ビメソゲン化合物」との用語は、分子中に２個のメソゲン基を含む化合物に関する。通常のメソゲンと同様に、それらは自身の構造に依存して多くの中間層を形成することができる。特に、ビメソゲン化合物は、ネマチック液晶媒体に添加されると、第２のネマチック相を誘起させることができる。ビメソゲン化合物は、「ダイマー液晶」としても知られている。
【００４１】
「フォトレジスト」は、表面にパターン化されたコーティングを形成するためのフォトリソグラフィー及び写真製版などのいくつかの工業プロセスにおいて使用される感光性材料である。最も重要な光の種類には、ＵＶと、水銀ランプの４３６ｎｍ及び３６５ｎｍのそれぞれの波長を有するｇ線及びＩ線とが含まれる。
【００４２】
「紫外（ＵＶ）光」は、約４００ｎｍから２００ｎｍの間の範囲の波長を有する電磁放射線である。
【００４３】
「ポジレジスト」又は「ポジ型フォトレジスト」は、露光されるフォトレジストの部分がフォトレジスト現像液に対して可溶性になるフォトレジストタイプである。露光されないフォトレジストの部分は、フォトレジスト現像液に対して不溶性のままであり、この場合、フォトレジストマスクに相当する。
【００４４】
「ネガレジスト」又は「ネガ型フォトレジスト」は、露光されるフォトレジストの部分がフォトレジスト現像液に対して不溶性になり、この場合、フォトレジストマスクに相当するフォトレジストタイプである。フォトレジストの露光されていない部分は、フォトレジスト現像液によって溶解される。
【００４５】
「フォトレジスト現像液」は、フォトレジストプロセスに用いられて、フォトレジストに投影されたパターン像をウェハ表面に作り出す。現像液は、典型的には、ＴＭＡＨなどの有機アミン、又は水酸化カリウムなどの無機塩のいずれかが配合された塩基性水溶液である。
【００４６】
「ストライプ」との用語は、特に、直線状、曲線状又はジグザグ形のパターンを有するストライプに関するが、これらに限定されない。さらに、ストライプの外形又は断面は、三角形、円形、半円形、又は四角形を含むが、これらに限定されない。
【００４７】
「実質的に平行（な）」との用語は、ストライプパターンの互いの平行度の偏差が小さい、例えば、それらの互いの向きに対して１０°未満、好ましくは５°未満、特に２°未満のものも包含する。
【００４８】
「配向」又は「配列」との用語は、「配列方向」と称される共通方向における材料、例えば小さな分子又は大きな分子の断片の異方性単位の配向（配列秩序化）に関する。液晶材料の配向された層において、液晶ダイレクターは、配列方向が材料の異方性軸の方向に相当するように配列方向と一致する。
【００４９】
「平面配列／配向」との用語は、例えば、液晶材料の層において、液晶分子の割合の長い分子軸（カラミチック化合物の場合）又は短い分子軸（ディスコチック化合物の場合）が、該層の平面に対して実質的に平行（約１８０°）に配列されていることを意味する。
【００５０】
「ホメオトロピック配列／配向」との用語は、例えば、液晶材料の層において、液晶分子の割合の長い分子軸（カラミチック化合物の場合）又は短い分子軸（ディスコチック化合物の場合）が、層の平面に対して約８０°から９０°の間の角度θ（「傾斜角」）で配列されていることを意味する。
【００５１】
本出願で一般的に言及される光の波長は、特に他に明記しない限り、５５０ｎｍである。
【００５２】
本明細書中での複屈折Δｎは、等式（６）で定義される：
Δｎ＝ｎe−ｎo  （６）
式中、ｎeは、異常屈折率であり、かつｎoは、常屈折率であり、そして平均屈折率ｎav.は、以下の等式（７）によって与えられる：
ｎav.＝［（２ｎo2＋ｎe2）／３］1/2  （７）
【００５３】
異常屈折率ｎe及び常屈折率ｎoは、アッベ屈折計を用いて測定することができる。この場合、Δｎは、等式（６）から算出することができる。
【００５４】
本出願では、「誘電的に正の」との用語は、Δε＞３．０を有する化合物又は成分に対して用いられ、「誘電的に中性の」との用語は、−１．５≦Δε≦３．０を有するものに対して用いられ、そして「誘電的に負の」との用語は、Δε＜−１．５を有するものに対して用いられる。Δεは、１ｋＨｚの周波数及び２０℃で測定される。それぞれの化合物の誘電率異方性は、ネマチックホスト混合物中でのそれぞれの個々の化合物の１０％溶液の結果から決定される。ホスト媒体中でのそれぞれの化合物の溶解度が１０％未満である場合、その濃度は、得られる媒体が、少なくともその特性を決定することができるほど十分安定するまで２分の１に減少される。しかしながら、好ましくは、結果の有意性をできるだけ高く保つために、濃度は少なくとも５％に保たれる。試験混合物のキャパシタンスは、ホメオトロピック配向を有するセルとホモジニアス配向を有するセルとの両方で決定される。両タイプのセルのセルギャップは、約２０μｍである。印加される電圧は、１ｋＨｚの周波数及び典型的には０．５Ｖ〜１．０Ｖの二乗平均平方根値を有する矩形波であるが、しかしながら、それぞれの試験混合物のキャパシタンス閾値より低くなるように常に選択される。
【００５５】
Δεは、（ε｜｜−ε⊥）で定義されるのに対して、εav.は、（ε｜｜−２ε⊥）／３である。
【００５６】
化合物の誘電率は、対象の化合物を加えたときのホスト媒体のそれぞれの値の変化から決定される。これらの値は、対象の化合物の１００％の濃度へと外挿される。ホスト混合物は、H.J. Coles et al., J. Appl. Phys. 2006, 99, 034104に開示されており、これは第１表に示される組成を有する。
【００５７】
【表１】
2017534923.tif 000006
【００５８】
さらに、C. Tschierske, G. Pelz及びS. Diele, Angew. Chem. 2004, 116, 6340-6368の中で示される定義が、本出願における液晶材料に関する定義されていない用語に適用されるものとする。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】「２Θモード」の略図を示す
【図２】「Θモード」の略図を示す
【図３】図３は、本発明による光変調素子の概略図を示す。該図は、２枚の基材（１）、電極構造（２）、配向層（３）、及び実質的に平行な周期ストライプ（４）からなるフォトレジストパターンを詳細に示す。明確にするために、コレステリック液晶媒体層は省略されている。図示されるように、組み立てられたセルの配置が再現されている。
【図４】本発明による光変調素子の別の実施形態の概略図を示す。該図は、２枚の基材（１）、電極構造（２）、配向層（３）、及び実質的に平行な周期ストライプ（４）からなるフォトレジストパターンを詳細に示す。明確にするために、コレステリック液晶媒体層は省略されている。
【００６０】
詳細な説明
好ましい実施形態では、光変調素子は、それぞれ電極構造（２）が設けられた２枚の基材（１）間にサンドイッチされたコレステリック液晶媒体を含み、ここで、該基材の少なくとも１つに配向層（３）がさらに設けられており、該配向層（３）には、実質的に平行な周期ストライプ（４）からなるフォトレジストパターンが設けられている。
【００６１】
別の実施形態では、光変調素子は、それぞれ電極構造（２）が設けられた２枚の基材（１）間にサンドイッチされたコレステリック液晶媒体を含み、ここで、両方の基材に配向層（３）がさらに設けられており、該配向層（３）には、実質的に平行な周期ストライプ（４）からなるフォトレジストパターンが設けられている。
【００６２】
本発明によれば、基材は、それぞれ独立して、とりわけ、別のポリマー材料、金属酸化物、例えばＩＴＯ及びガラス又は石英板からなってよく、好ましくは、それぞれ独立して、別のガラス及び／又はＩＴＯ、特にガラス／ガラスからなってよい。
【００６３】
好適なポリマー基材は、例えば、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）、環状オレフィンコポリマー（ＣＯＣ）、ポリエステル、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）又はポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）又はトリアセチルセルロース（ＴＡＣ）の膜、非常に好ましくはＰＥＴ又はＴＡＣ膜である。ＰＥＴ膜は、例えば帝人デュポンフィルム株式会社からＭｅｌｉｎｅｘ（登録商標）の商品名で市販されている。ＣＯＰ膜は、例えばＺＥＯＮ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ  Ｌ．Ｐ．社からＺｅｏｎｏｒ（登録商標）又はＺｅｏｎｅｘ（登録商標）の商品名で市販されている。ＣＯＣ膜は、例えばＴｏｐａｓ  Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｐｏｌｙｍｅｒｓ  Ｉｎｃ．社からＴｏｐａｓ（登録商標）の商品名で市販されている。
【００６４】
基材層は、例えば、スペーサー、又は層における突起構造によって互いに規定された間隔で維持してよい。典型的なスペーサー材料は、当業者に一般に知られており、例えば、プラスチック、シリカ、エポキシ樹脂などから選択される。
【００６５】
好ましい実施形態では、基材は、互いに約１μｍ〜約５０μｍの範囲の間隔をあけて、好ましくは、互いに約１μｍ〜約２５μｍの範囲の間隔をあけて、より好ましくは、互いに約１μｍ〜約１５μｍの範囲の間隔をあけて配置される。これにより、コレステリック液晶媒体の層が、その隙間に位置決めされる。
【００６６】
好ましい実施形態では、光変調素子は、基材又はコレステリック液晶媒体層に実質的に垂直な電界の印加を可能にすることができる電極構造を含む。
【００６７】
好ましくは、光変調素子は、基材全体及び／又は画素領域に電極層として設けられている電極構造を含む。
【００６８】
適切な電極材料は、例えば本発明に従って好ましい透明なインジウム・スズ酸化物（ＩＴＯ）などの、例えば金属又は金属酸化物からなる電極構造として当業者に一般に知られている。
【００６９】
ＩＴＯの薄膜は、物理蒸着、電子ビーム蒸着、又はスパッタ堆積技法によって基材上に通常堆積される。
【００７０】
好ましくは、光変調素子の電極は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）又は薄膜ダイオード（ＴＦＤ）などのスイッチング素子と関連している。
【００７１】
好ましい実施形態では、光変調素子は、少なくとも１つの配向層を含み、該層は、隣接する液晶分子にホメオトロピック配向を誘起させ、かつ電極構造又は電極層に設けられている。
【００７２】
典型的な配向層材料は、当業者に一般に知られており、例えばアルコキシシラン、アルキルトリクロロシラン、ＣＴＡＢなど、又は例えば日産社から市販されているＳＥ５５６１などのポリイミドからなる層である。
【００７３】
配向層材料は、スピンコーティング、ロールコーティング又はブレードコーティングのような従来のコーティング技法によって基材又は電極層上に塗布することができる。それは、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、凸版印刷、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又はスタンプ若しくは印刷版による印刷のような当業者に公知の従来の印刷技法によって基材又は電極層に塗布することもできる。
【００７４】
ホメオトロピック配向を達成するための更なる適切な方法は、例えば、J.Cognard, Mol.Cryst.Liq.Cryst. 78, Supplement 1, 1-77（1981）に記載されている。
【００７５】
本発明による光変調素子は、実質的に平行なストライプからなるフォトレジストパターンが設けられた少なくとも１つの配向層を含む。前記フォトレジストパターンは、一般に知られているフォトリソグラフィープロセスによって、配向層に設けられている適切なフォトレジストの層から得られることができる。
【００７６】
適切なフォトレジスト、構造化可能なトップコート及びフォトスペーサー材料は、当業者に一般に知られており、かつネガ型又はポジ型フォトレジストから選択されることができる。
【００７７】
適切なポジ型フォトレジストの例は、ＡＺエレクトロニックマテリアルズ社（例えばＲＦＰシリーズ、ＴＦＰシリーズ、ＳＺＰシリーズ、ＨＫＴシリーズ、ＳＦＰシリーズ）、ＭｉｃｒｏＣｈｅｍ社（例えばＰＭＭＡシリーズ）、Ｄｏｗ社（例えばＳ１８００シリーズ又はＳＰＲ−２２０）及びＭｉｃｒｏｒｅｓｉｓｔ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ社（例えばｍａ−Ｐ１２００シリーズ）から市販されている。
【００７８】
適切なネガ型フォトレジストの例は、ＡＺエレクトロニックマテリアルズ社（例えばＣＴＰシリーズ、ＡＮＲシリーズ）、ＭｉｃｒｏＣｈｅｍ社（例えばＳＵ−８シリーズ又はＫＭＰＲシリーズ）、Ｄｏｗ社（例えばＵＶＮ−３０）及びＭｉｃｒｏｒｅｓｉｓｔ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ社（例えばｍａ−Ｎ１４００シリーズ又はｍａ−Ｎ２４００シリーズ）から市販されている。
【００７９】
適切なフォトスペーサー及び構造化可能なトップコート材料の例は、ＪＳＲ  Ｃｏｒｐ．（例えばＯｐｔｍｅｒ  ＮＮシリーズ、Ｏｐｔｍｅｒ  ＰＣシリーズ）から市販されている。
【００８０】
フォトレジストは、スピンコーティング、ロールコーティング又はブレードコーティングのような従来のコーティング技法によって配向層上に塗布することができる。それは、例えばスクリーン印刷、オフセット印刷、リール・トウ・リール印刷、凸版印刷、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又はスタンプ若しくは印刷版による印刷のような当業者に公知の従来の印刷技法によって基材に塗布することもできる。
【００８１】
フォトレジストを適切な溶媒に溶解することも可能である。次いで、この溶液を、例えばスピンコーティング、印刷、又は他の公知の技法によって基材上にコーティング又は印刷し、そして溶媒を重合前に蒸発させる。たいていの場合、溶媒の蒸発を促進するために混合物を加熱することが適切である。
【００８２】
溶媒として、例えば、標準的な有機溶媒を使用することができる。溶媒は、例えば、ＴＨＦのようなエーテル、アセトン、メチルエチルケトン、メチルプロピルケトン又はシクロヘキサノンのようなケトン；酢酸メチル、酢酸エチル若しくは酢酸ブチル又はアセト酢酸メチルのような酢酸塩；メタノール、エタノール又はイソプロピルアルコールのようなアルコール；トルエン又はキシレンのような芳香族溶媒；ジクロロメタン又はトリクロロメタンのようなハロゲン化炭化水素；ＰＧＭＥＡ（プロピルグリコールモノメチルエーテルアセテート）、γ−ブチロラクトンなどのようなグリコール又はそれらのエステルが挙げられる。上記溶媒の２元混合物、３元混合物又は多元混合物を使用することも可能である。
【００８３】
塗布されるフォトレジストの層厚は、３０〜９００ｎｍの範囲、好ましくは５０〜６００ｎｍの範囲、より好ましくは７５〜４００ｎｍの範囲、特に１００〜２５０ｎｍの範囲で様々に変化してよい。それに応じて、本発明による光変調素子におけるフォトレジストパターンの実質的に平行な周期ストライプの高さは、３０〜９００ｎｍの範囲、好ましくは５０〜６００ｎｍの範囲、より好ましくは７５〜４００ｎｍの範囲、特に１００〜２５０ｎｍの範囲で様々に変化してよい。
【００８４】
たいていの場合、ホットプレート上で、典型的には９０〜１２０℃で３０〜９０秒間、溶媒の蒸発を促進するために、フォトレジストコーティングされた基材を加熱すること（いわゆるプリベーク）が適している。
【００８５】
プリベークの後、フォトレジストは、適切なフォトマスクを通して化学線に露光される。露光することで、適切なフォトレジスト現像液によってフォトレジストの一部を除去することを可能にする化学変化が引き起こされる。詳細には、照射後、照射されたポジ型フォトレジストの領域は現像液に可溶性になり、露光されていないポジ型フォトレジストが重合して現像液に不溶性になる。ネガ型フォトレジストが塗布される場合、露光されていない領域は現像液に可溶性であり、かつ露光されたネガ型フォトレジストが重合して現像液に不溶性になる。
【００８６】
適切なフォトレジスト現像液は、例えばＡＺエレクトロニックマテリアルズ社（ＡＺ  ３００  ＭＩＦ、ＡＺ  ３２６  ＭＩＦ、ＡＺ  ３３０  ＭＩＦ、ＡＺ  ４０５  ＭＩＦ、ＡＺ  ７２６  ＭＩＦ、ＡＺ  ８３３  ＭＩＦ、ＡＺ  Ｄｅｖｅｌｏｐｅｒ、ＡＺ  ４００Ｋ  Ｄｅｖｅｌｏｐｅｒ、ＡＺ  ４２１Ｋ  Ｄｅｖｅｌｏｐｅｒ）又はＭｉｃｒｏｒｅｓｉｓｔ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ社（例えばｍｒ−Ｄｅｖ６００）から市販されているものなどの有機又は無機現像液から選択されることができる。
【００８７】
化学線は、光、好ましくはＵＶ光による照射を意味する。
【００８８】
放射波長は、ＵＶバンドパスフィルターによって調節することができる。照射波長は、好ましくは２５０ｎｍ〜４５０ｎｍの範囲、より好ましくは３２０ｎｍ〜３９０ｎｍの範囲にある。特に好ましいのは、約３６５ｎｍの照射波長である。
【００８９】
ＵＶ放射源として、例えば単一のＵＶランプを使用することができる。高いランプパワーを使用する場合、硬化時間を短縮することができる。他の可能なＵＶ放射源はレーザーである。
【００９０】
硬化時間は、とりわけ、フォトレジストの反応性、コーティング層の厚み、及びＵＶランプのパワーに依存する。硬化時間は、好ましくは５分以下、非常に好ましくは３分以下、最も好ましくは１分以下である。大量生産のために、３０秒以下の短い硬化時間が好ましい。
【００９１】
適切なＵＶ放射パワーは、好ましくは、５〜２００ｍＷｃｍ-2の範囲、より好ましくは１０〜１７５ｍＷｃｍ-2の範囲、最も好ましくは１５〜１５０ｍＷｃｍ-2の範囲にある。
【００９２】
適用されるＵＶ放射に関連して、及び時間の関数として、適切なＵＶ線量は、好ましくは、２５〜７２００ｍＪｃｍ-2の範囲、より好ましくは５００〜７２００ｍＪｃｍ-2の範囲、最も好ましくは３０００〜７２００ｍＪｃｍ-2の範囲にある。
【００９３】
本発明によれば、照射は、フォトレジスト層の明確に区分された部分のみを化学線に曝露することによって行われる。これは、例えば、フォトマスク、好ましくはストライプマスクを使用することなどによる、当業者一般に知られているマスキング技法によって達成されることができる。
【００９４】
上記のとおり、フォトレジストパターンの構造は、利用したフォトマスクから直接得られる。好ましくは、フォトマスク又はフォトレジストパターンは、同時にストライプ間のギャップとストライプの幅とが同一であり、かつ塗布されたコレステリック液晶材料のらせんピッチの半分に相当するように選択される。例えば、１μｍのピッチを有するコレステリック液晶材料に関して、実質的に平行な周期ストライプからなるフォトレジストパターンが好ましく、これは５００ｎｍのストライプ間のギャップと５００ｎｍのストライプの幅とを有する。
【００９５】
別の好ましい実施形態では、フォトマスク又は相応のフォトレジストパターンは、同時にストライプ間のギャップとストライプの幅とが同一であり、かつ塗布されたコレステリック液晶材料のらせんピッチの偶数倍に相当するように選択される。
【００９６】
更なる好ましい実施形態では、フォトマスク又は相応のフォトレジストパターンは、同時にストライプ間のギャップとストライプの幅とが同一ではないが、塗布されたコレステリック液晶材料のらせんピッチの半分に相当するか又は塗布されたコレステリック液晶材料のらせんピッチの偶数倍に相当するように選択される。
【００９７】
現像後、生じるストライプパターンのフォトレジストパターンが、典型的には１２０〜２５０℃で２０〜３０分間「ハードベーク」される。
【００９８】
任意に、フォトレジストパターンは、当業者に公知の技法によって、ストライプと平行な方向にラビングしてよい。これにより、隣接する液晶分子の平面配向が誘発させられる。その結果、ラビングされたフォトレジストパターンは、別の配向領域の機能を有する。それゆえ、隣接する液晶分子にホメオトロピック及び平面配向を誘起させることができる、光変調素子における配向領域の周期列(periodic sequence)を実現することができ、さらに、ＵＬＨ組織を安定化することができる。
【００９９】
本発明の好ましい実施形態では、光変調素子は、少なくとも２つ以上の偏光子を含み、該偏光子の少なくとも１つは、液晶媒体の層の一方の面に配置されており、かつ該偏光子の少なくとも１つは、液晶媒体の層の反対側の面に配置されている。ここで、液晶媒体の層と偏光子とは、好ましくは互いに平行に配置される。
【０１００】
偏光子は、直線偏光子であってよい。好ましくは、ちょうど２つの偏光子が光変調素子内に存在する。この場合、さらに、偏光子は、片方が又は両方とも直線偏光子であることが好ましい。２つの直線偏光子が光変調素子内に存在する場合、本発明に従って、２つの偏光子の偏光方向が交差することが好ましい。
【０１０１】
さらに、２つの円偏光子が光変調素子内でこれらが同じ偏光方向を有するように、すなわち、両方が右旋円偏光であるか又は両方が左旋円偏光のいずれかである場合に好ましい。
【０１０２】
偏光子は、反射偏光子又は吸収偏光子であってよい。本出願の意味における反射偏光子は、一方の偏光方向又は一方のタイプの円偏光を有する光を反射するのに対して、他方の偏光方向又は他方のタイプの円偏光を有する光は透過する。それに応じて、吸収偏光子は、一方の偏光方向又は一方のタイプの円偏光を有する光を吸収し、他方の偏光方向又は他方のタイプの円偏光を有する光は透過する。通常、反射又は吸収は定量的ではない；偏光子を通過する光の完全な偏光が起こらないことを意味する。
【０１０３】
本発明の目的のために、吸収偏光子及び反射偏光子の両方を用いることができる。薄い光学フィルムの形態である偏光子の使用が好ましい。本発明による光変調素子において使用することができる反射偏光子の例は、ＤＲＰＦ（拡散反射型偏光子フィルム、３Ｍ）、ＤＢＥＦ（二重輝度上昇フィルム、３Ｍ）、ＤＢＲ（積層ポリマー分布ブラッグ反射器、米国特許７０３８７４５号明細書(US 7,038,745)及び米国特許第６０９９７５８号明細書(US 6,099,758)に記載）並びにＡＰＦ（高機能偏光子フィルム、３Ｍ）である。
【０１０４】
本発明による光変調素子において用いることができる吸収偏光子の例は、Ｉｔｏｓ社のＸＰ３８偏光子フィルム及び日東電工社のＧＵ−１２２０ＤＵＮ偏光子フィルムである。本発明に従って使用することができる円偏光子の例は、ＡＰＮＣＰ３７−０３５−ＳＴＤ偏光子（Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｐｏｌａｒｉｚｅｒｓ社）である。更なる例は、ＣＰ４２偏光子（ＩＴＯＳ社）である。
【０１０５】
さらに、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いてよい。本発明に従って、当業者に一般に知られている更なる機能層、例えば保護フィルム及び／又は補償フィルムなども存在していてよい。
【０１０６】
本発明による光変調素子用の適切なコレステリック液晶媒体は、当業者に一般に知られており、典型的には、少なくとも１種のビメソゲン化合物及び少なくとも１種のキラル化合物を含む。
【０１０７】
ＵＬＨモード用のビメソゲン化合物を考慮して、Ｃｏｌｅｓのグループは、ダイマー液晶の構造物性相間に関する論文（Coles et al., 2012（Physical Review E 2012, 85, 012701））を発表していた。
【０１０８】
更なるビメソゲン化合物は、一般的に先行技術から公知である（Hori, K., Limuro, M., Nakao, A., Toriumi, H., J. Mol. Struc. 2004, 699, 23-29又は英国特許第２３５６６２９号明細書(GB 2356629)を参照されたい）。
【０１０９】
さらに、液晶挙動を示すダイマー対称化合物が、Joo-Hoon Park et al.“Liquid Crystalline Properties of Dimers Having o-, m- and p- Positional Molecular structures”, Bill. Korean Chem. Soc., 2012, Vol. 33, No. 5, pp. 1647-1652に開示されている。
【０１１０】
フレクソエレクトリックデバイス用の短いコレステリックピッチを有する類似の液晶組成物が、欧州特許第０９７１０１６号明細書(EP 0971016)、英国特許第２３５６６２９号明細書(GB 2356629)及びColes, H.J., Musgrave, B., Coles, M.J., and Willmott, J., J. Mater. Chem., 11, p. 2709-2716 (2001)から知られている。欧州特許第０９７１０１６号明細書(EP 0971016)は、それ自体が高いフレクソエレクトリック係数を有するメソゲンエストラジオールを報告している。
【０１１１】
典型的には、ＵＬＨモードを利用した光変調素子の場合、コレステリック液晶媒体の光学リターデーションｄ＊Δｎ（有効）は、好ましくは、式（８）：
ｓｉｎ２（π・ｄ・Δｎ／λ）＝１  （８）
［式中、
ｄは、セルギャップであり、かつ
λは、光の波長である］
を満たすようなものであるべきである。等式の右辺の偏差許容は、±３％である。
【０１１２】
適切なコレステリック液晶媒体の誘電率異方性（Δε）は、アドレス電圧の印加時にらせんが解かれないように選択されるべきである。典型的には、適切な液晶媒体のΔεは、好ましくは、−２より高く、より好ましくは０以上、しかし、好ましくは１０以下、より好ましくは５以下、最も好ましくは３以下である。
【０１１３】
利用されるコレステリック液晶媒体は、好ましくは、約６５℃以上、より好ましくは約７０℃以上、さらにより好ましくは８０℃以上、特に好ましくは約８５℃以上、非常に好ましくは約９０℃以上の透明点を有する。
【０１１４】
本発明により利用されるコレステリック液晶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、特に少なくとも約−４０℃以下〜約９０℃以上にわたる。個々の好ましい実施形態では、本発明による媒体のネマチック相が、約１００℃以上、さらには約１１０℃以上の温度にわたることが必要な場合もある。
【０１１５】
典型的には、本発明に従った光変調素子において利用されるコレステリック液晶媒体は、好ましくは式Ａ−Ｉ〜Ａ−ＩＩＩ：
【化１】
2017534923.tif 000007
［式中、
Ｒ11及びＲ12、Ｒ21及びＲ22、並びにＲ31及びＲ32は、それぞれ独立して、Ｈ、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、ＮＣＳ、又は１〜２５個の炭素原子を有する直鎖状アルキル基若しくは分枝鎖状アルキル基であり、該アルキル基は、置換されていないか、ハロゲン若しくはＣＮによって一置換若しくは多置換されていてよく、ここで、１個以上の隣接していないＣＨ2基が、各出現において互いに独立して、酸素原子が互いに直接結合しないように、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＮＨ−、−Ｎ（ＣＨ3）−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−、−Ｓ−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｓ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＦ−、−ＣＦ＝ＣＦ−又は−Ｃ≡Ｃ−によって置き換えられていることも可能であり、
ＭＧ11及びＭＧ12、ＭＧ21及びＭＧ22、並びにＭＧ31及びＭＧ32は、それぞれ独立して、メソゲン基であり、
Ｓｐ1、Ｓｐ2及びＳｐ3は、それぞれ独立して、５〜４０個の炭素原子を有するスペーサー基であり、ここで、１個以上の隣接していないＣＨ2基が、Ｏ−ＭＧ11及び／若しくはＯ−ＭＧ12に結合されたＳｐ1のＣＨ2基、ＭＧ21及び／若しくはＭＧ22に結合されたＳｐ2のＣＨ2基並びにＸ31及びＸ32に結合されたＳｐ3のＣＨ2基を除いて、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＮＨ−、−Ｎ（ＣＨ3）−、−ＣＯ−、−Ｏ−ＣＯ−、−Ｓ−ＣＯ−、−Ｏ−ＣＯＯ−、−ＣＯ−Ｓ−、−ＣＯ−Ｏ−、−ＣＨ（ハロゲン）−、−ＣＨ（ＣＮ）−、−ＣＨ＝ＣＨ−又は−Ｃ≡Ｃ−によって置き換えられていてもよく、しかしながら、この置き換えは、２個の酸素原子が互いに隣接せず、２個の−ＣＨ＝ＣＨ−基が互いに隣接せず、かつ−Ｏ−ＣＯ−、−Ｓ−ＣＯ−、−Ｏ−ＣＯＯ−、−ＣＯ−Ｓ−、−ＣＯ−Ｏ−及び−ＣＨ＝ＣＨ−から選択される２個の基が互いに隣接しないように行われ、そして
Ｘ31及びＸ32は、互いに独立して、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−又は−Ｓ−から選択される結合基であるか、あるいは、それらのうちの一方が、−Ｏ−又は単結合のいずれかであってよく、あるいはまた、それらのうちの一方が、−Ｏ−であり、かつ他方が単結合であってよい］
の化合物の群から選択される１種以上のビメソゲン化合物を含む。
【０１１６】
好ましくは、式Ａ−Ｉ〜Ａ−ＩＩＩにおいて、
Ｓｐ1、Ｓｐ2及びＳｐ3が、それぞれ独立して、−（ＣＨ2）n−であり、ここで、ｎは、１〜１５の整数、最も好ましくは奇数の整数であり、１個以上の−ＣＨ2−基は、−ＣＯ−によって置き換えられていてよい
化合物が用いられる。
【０１１７】
特に好ましくは、式Ａ−ＩＩＩにおいて、
−Ｘ31−Ｓｐ3−Ｘ32が、−Ｓｐ3−Ｏ−、−Ｓｐ3−ＣＯ−Ｏ−、−Ｓｐ3−Ｏ−ＣＯ−、−Ｏ−Ｓｐ3−、−Ｏ−Ｓｐ3−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−Ｓｐ3−Ｏ−ＣＯ−、−Ｏ−ＣＯ−Ｓｐ3−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−Ｓｐ3−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−Ｓｐ3−Ｏ−又は−ＣＯ−Ｏ−Ｓｐ3−ＣＯ−Ｏ−であり、しかしながら、−Ｘ31−Ｓｐ3−Ｘ32において、２個の酸素原子が互いに隣接せず、２個の−ＣＨ＝ＣＨ−基は互いに隣接せず、かつ−Ｏ−ＣＯ−、−Ｓ−ＣＯ−、−Ｏ−ＣＯＯ−、−ＣＯ−Ｓ−、−ＣＯ−Ｏ−及び−ＣＨ＝ＣＨ−から選択される２個の基は互いに隣接しないという条件下にある
化合物が用いられる。
【０１１８】
好ましくは、式Ａ−Ｉにおいて、
ＭＧ11及びＭＧ12が、互いに独立して、−Ａ11−（Ｚ1−Ａ12）m−であり、
式中、
Ｚ1は、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−、−ＯＣＨ2−、−ＣＨ2Ｏ−、−ＣＨ2ＣＨ2−、−（ＣＨ2）4−，−ＣＦ2ＣＦ2−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−又は単結合であり、
Ａ11及びＡ12は、各出現においてそれぞれ独立して、１，４−フェニレン（ここで、さらに、１個以上のＣＨ基が、Ｎによって置き換えられていてよい）、ｔｒａｎｓ−１，４−シクロ−ヘキシレン（ここで、さらに、１個又は２個の隣接していないＣＨ2基が、Ｏ及び／又はＳによって置き換えられていてよい）、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、１，２，３，４−テトラヒドロ−ナフタレン−２，６−ジイル、シクロブタン−１，３−ジイル、スピロ［３．３］ヘプタン−２，６−ジイル又はジスピロ［３．１．３．１］デカン−２，８−ジイルであり、これらのすべての基は、置換されていないか、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、又は１〜７個の炭素原子を有するアルキル基、アルコキシ基、アルキルカルボニル基若しくはアルコキシカルボニル基で一置換、二置換、三置換若しくは四置換されていてよく、ここで、１個以上の水素原子が、Ｆ又はＣｌによって置換されていてよく、そして
ｍは、０、１、２又は３である
化合物が用いられる。
【０１１９】
好ましくは、式Ａ−ＩＩにおいて、
ＭＧ21及びＭＧ22が、互いに独立して、−Ａ21−（Ｚ2−Ａ22）m−であり、
式中、
Ｚ2は、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−、−ＯＣＨ2−、−ＣＨ2Ｏ−、−ＣＨ2ＣＨ2−、−（ＣＨ2）4−，−ＣＦ2ＣＦ2−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−又は単結合であり、
Ａ21及びＡ22は、各出現においてそれぞれ独立して、１，４−フェニレン（ここで、さらに、１個以上のＣＨ基が、Ｎによって置き換えられていてよい）、ｔｒａｎｓ−１，４−シクロ−ヘキシレン（ここで、さらに、１個又は２個の隣接していないＣＨ2基が、Ｏ及び／又はＳによって置き換えられていてよい）、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、１，２，３，４−テトラヒドロ−ナフタレン−２，６−ジイル、シクロブタン−１，３−ジイル、スピロ［３．３］ヘプタン−２，６−ジイル又はジスピロ［３．１．３．１］デカン−２，８−ジイルであり、これらのすべての基は、置換されていないか、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、又は１〜７個の炭素原子を有するアルキル基、アルコキシ基、アルキルカルボニル基若しくはアルコキシカルボニル基で一置換、二置換、三置換若しくは四置換されていてよく、ここで、１個以上の水素原子が、Ｆ又はＣｌによって置換されていてよく、そして
ｍは、０、１、２又は３である
化合物が用いられる。
【０１２０】
最も好ましくは、式Ａ−ＩＩＩにおいて、
ＭＧ31及びＭＧ32が、互いに独立して、−Ａ31−（Ｚ3−Ａ32）m−であり、
式中、
Ｚ3は、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−、−ＯＣＨ2−、−ＣＨ2Ｏ−、−ＣＨ2ＣＨ2−、−（ＣＨ2）4−，−ＣＦ2ＣＦ2−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−又は単結合であり、
Ａ31及びＡ32は、各出現においてそれぞれ独立して、１，４−フェニレン（ここで、さらに、１個以上のＣＨ基が、Ｎによって置き換えられていてよい）、ｔｒａｎｓ−１，４−シクロ−ヘキシレン（ここで、さらに、１個又は２個の隣接していないＣＨ2基が、Ｏ及び／又はＳによって置き換えられていてよい）、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、１，２，３，４−テトラヒドロ−ナフタレン−２，６−ジイル、シクロブタン−１，３−ジイル、スピロ［３．３］ヘプタン−２，６−ジイル又はジスピロ［３．１．３．１］デカン−２，８−ジイルであり、これらのすべての基は、置換されていないか、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、又は１〜７個の炭素原子を有するアルキル基、アルコキシ基、アルキルカルボニル基若しくはアルコキシカルボニル基で一置換、二置換、三置換若しくは四置換されていてよく、ここで、１個以上の水素原子が、Ｆ又はＣｌによって置換されていてよく、そして
ｍは、０、１、２又は３である
化合物が用いられる。
【０１２１】
好ましくは、式Ａ−ＩＩＩの化合物は、非対称化合物であり、好ましくは、異なるメソゲン基ＭＧ31及びＭＧ32を有する。
【０１２２】
一般的に、式Ａ−Ｉ〜Ａ−ＩＩＩにおいて、メソゲン基中に存在するエステル基の双極子が、すべて同じ方向に配向されており、すなわち、すべて−ＣＯ−Ｏ−又はすべて−Ｏ−ＣＯ−である化合物が好ましい。
【０１２３】
特に、式Ａ−Ｉ及び／又はＡ−ＩＩ及び／又はＡ−ＩＩＩにおいて、メソゲン基（ＭＧ11及びＭＧ12）及び（ＭＧ21及びＭＧ22）及び（ＭＧ31及びＭＧ32）のそれぞれのペアが、各出現において互いに独立して、１つ、２つ又は３つの６原子環、好ましくは２つ又は３つの６原子環を含む化合物が好ましい。
【０１２４】
好ましいメソゲン基のより小単位の群を、以下に列挙する。簡略化のために、これらの基におけるＰｈｅは、１，４−フェニレンであり、ＰｈｅＬは、１〜４個の基Ｌで置換されている１，４−フェニレン基であり、ここで、Ｌは、好ましくは、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、ＯＨ、ＮＯ2、又は１〜７個の炭素原子を有する、任意にフッ素化されたアルキル基、アルコキシ基、又はアルカノイル基、非常に好ましくは、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及びＯＣＦ3であり、最も好ましくは、Ｆ、Ｃｌ、ＣＨ3、ＯＣＨ3及びＣＯＣＨ3であり、かつＣｙｃは、１，４−シクロヘキシレンである。このリストは、以下に示す下位式(sub-formulae)に加えてそれらの鏡像を含む：
【化２】
2017534923.tif 000008
【０１２５】
特に、下位式ＩＩ−１、ＩＩ−４、ＩＩ−６、ＩＩ−７、ＩＩ−１３、ＩＩ−１４、ＩＩ−１５、ＩＩ−１６、ＩＩ−１７及びＩＩ−１８が好ましい。
【０１２６】
これらの好ましい群では、Ｚは、そのつど独立して、ＭＧ21及びＭＧ22について上で示したＺ1の意味の１つを有する。好ましくは、Ｚは、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ2ＣＨ2−、−Ｃ≡Ｃ−又は単結合であり、特に単結合が好ましい。
【０１２７】
非常に好ましくは、メソゲン基ＭＧ11及びＭＧ12、ＭＧ21及びＭＧ22並びにＭＧ31及びＭＧ32は、それぞれ独立して、以下の式及びそれらの鏡像から選択される。
【０１２８】
非常に好ましくは、メソゲン基ＭＧ11及びＭＧ12、ＭＧ21及びＭＧ22並びにＭＧ31及びＭＧ32のそれぞれのペアの少なくとも１つが、以下の式ＩＩａ〜ＩＩｎ（２つの参照符号「ＩＩ  ｉ」及び「ＩＩ  ｌ」は、誤解を招く恐れがあることから意図的に省いている）及びそれらの鏡像から選択され、好ましくは、それらの両方が、それぞれ独立して選択される：
【化３】
2017534923.tif 000009
式中、
Ｌは、各出現において互いに独立して、Ｆ又はＣｌ、好ましくはＦであり、かつ
ｒは、各出現において互いに独立して、０、１、２又は３、好ましくは０、１又は２である。
【０１２９】
これらの好ましい式における基
【化４】
2017534923.tif 000010
は、非常に好ましくは
【化５】
2017534923.tif 000011
を示している。
【０１３０】
特に、下位式ＩＩａ、ＩＩｄ、ＩＩｇ、ＩＩｈ、ＩＩｉ、ＩＩｋ及びＩＩｏ、特に下位式ＩＩａ及びＩＩｇが好ましい。
【０１３１】
非極性基を有する化合物の場合、Ｒ11、Ｒ12、Ｒ21、Ｒ22、Ｒ31及びＲ32は、好ましくは、１５個までの炭素原子を有するアルキル又は２〜１５個の炭素原子を有するアルコキシである。
【０１３２】
Ｒ11及びＲ12、Ｒ21及びＲ22並びにＲ31及びＲ32が、アルキル基、又はアルコキシ基、すなわち、末端ＣＨ2基が−Ｏ−によって置き換えられている場合、これは直鎖状又は分岐鎖状であってよい。それは好ましくは直鎖状であり、２個、３個、４個、５個、６個、７個又は８個の炭素原子を有し、それに応じて、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、又はオクトキシ、さらに、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、トリデコキシ又はテトラデコキシである。
【０１３３】
オキサアルキル、すなわち、１個のＣＨ2基が−Ｏ−によって置き換えられているものは、好ましくは、例えば、直鎖の２−オキサプロピル（＝メトキシメチル）、２−（＝エトキシメチル）又は３−オキサブチル（＝２−メトキシエチル）、２−、３−若しくは４−オキサペンチル、２−、３−、４−若しくは５−オキサヘキシル、２−、３−、４−、５−若しくは６−オキサヘプチル、２−、３−、４−、５−、６−若しくは７−オキサオクチル、２−、３−、４−、５−、６−、７−若しくは８−オキサノニル又は２−、３−、４−、５−、６−、７−、８−若しくは９−オキサデシルである。
【０１３４】
末端極性基を有する化合物の場合、Ｒ11及びＲ12、Ｒ21及びＲ22並びにＲ31及びＲ32は、ＣＮ、ＮＯ2、ハロゲン、ＯＣＨ3、ＯＣＮ、ＳＣＮ、ＣＯＲx、ＣＯＯＲx、又は１〜４個の炭素原子を有するモノフッ素化、オリゴフッ素化若しくはポリフッ素化されたアルキル基若しくはアルコキシ基から選択される。Ｒxは、１〜４個、好ましくは１〜３個の炭素原子を有する、任意にフッ素化されたアルキルである。ハロゲンは、好ましくはＦ又はＣｌである。
【０１３５】
式Ａ−Ｉ、Ａ−ＩＩ及びＡ−ＩＩＩのそれぞれにおける特に好ましいＲ11及びＲ12、Ｒ21及びＲ22並びにＲ31及びＲ32は、Ｈ、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、ＮＯ2、ＯＣＨ3、ＣＯＣＨ3、ＣＯＣ2Ｈ5、ＣＯＯＣＨ3、ＣＯＯＣ2Ｈ5、ＣＦ3、Ｃ2Ｆ5、ＯＣＦ3、ＯＣＨＦ2及びＯＣ2Ｆ5から、特にＨ、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、ＯＣＨ3及びＯＣＦ3、殊にＨ、Ｆ、ＣＮ及びＯＣＦ3から選択される。
【０１３６】
さらに、アキラル分枝基Ｒ11及び／又はＲ21及び／又はＲ31を含有する式Ａ−Ｉ、Ａ−ＩＩ及びＡ−ＩＩＩのそれぞれの化合物が、例えば、結晶化傾向の低減のために、時に重要であり得る。このタイプの分枝基は、一般的に、１つより多い鎖分枝を含有しない。好ましいアキラル分枝基は、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−プロポキシ及び３−メチルブトキシである。
【０１３７】
スペーサー基Ｓｐ1、Ｓｐ2及びＳｐ3は、好ましくは、５〜４０個の炭素原子、特に５〜２５個の炭素原子、非常に好ましくは５〜１５個の炭素原子を有する線状又は分枝状アルキレン基であり、該基においてはまた、１個以上の非隣接及び非末端のＣＨ2基が、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＮＨ−、−Ｎ（ＣＨ3）−、−ＣＯ−、−Ｏ−ＣＯ−、−Ｓ−ＣＯ−、−Ｏ−ＣＯＯ−、−ＣＯ−Ｓ−、−ＣＯ−Ｏ−、−ＣＨ（ハロゲン）−、−ＣＨ（ＣＮ）−、−ＣＨ＝ＣＨ−又は−Ｃ≡Ｃ−によって置き換えられていてよい。
【０１３８】
「末端」ＣＨ2基は、メソゲン基に直接結合したものである。それに応じて、「非末端」ＣＨ2基は、メソゲン基Ｒ11及びＲ12、Ｒ21及びＲ22並びにＲ31及びＲ32に直接結合していない。
【０１３９】
典型的なスペーサー基は、例えば、−（ＣＨ2）o−、−（ＣＨ2ＣＨ2Ｏ）p−ＣＨ2ＣＨ2−であり、ここで、ｏは、５〜４０、特に５〜２５、非常に好ましくは５〜１５の整数であり、かつｐは、１〜８の整数、特に１、２、３又は４である。
【０１４０】
好ましいスペーサー基は、例えば、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、ジエチレンオキシエチレン、ジメチレンオキシブチレン、ペンテニレン、ヘプテニレン、ノネニレン及びウンデセニレンである。
【０１４１】
特に、式Ａ−Ｉ、Ａ−ＩＩ及びＡ−ＩＩＩにおいて、Ｓｐ1、Ｓｐ2及びＳｐ3のそれぞれが５〜１５個の炭素原子を有するアルキレンである化合物が好ましい。特に、直鎖のアルキレン基が好ましい。
【０１４２】
６個、８個、１０個、１２個及び１４個の炭素原子を有する偶数の直鎖のアルキレンを有するスペーサー基が好ましい。
【０１４３】
本発明の別の態様では、好ましくは５個、７個、９個、１１個、１３個及び１５個の炭素原子を有する奇数の直鎖のアルキレンを有するスペーサー基が好ましい。５個、７個、又は９個の炭素原子を有する直鎖のアルキレンスペーサーが非常に好ましい。
【０１４４】
特に好ましいのは、式Ａ−Ｉ、Ａ−ＩＩ及びＡ−ＩＩＩにおいて、Ｓｐ1、Ｓｐ2及びＳｐ3のそれぞれが５〜１５個の炭素原子を有する完全に重水素化されたアルキレンである化合物が好ましい。重水素化された直鎖のアルキレン基が非常に好ましい。部分的に重水素化された直鎖のアルキレン基が最も好ましい。
【０１４５】
式Ａ−Ｉにおいて、メソゲン基Ｒ11−ＭＧ11−及びＲ12−ＭＧ1−が異なる化合物が好ましい。式Ａ−Ｉにおいて、該式Ａ−Ｉ中のＲ11−ＭＧ11−及びＲ12−ＭＧ12が同一である化合物が特に好ましい。
【０１４６】
式Ａ−Ｉの好ましい化合物は、式Ａ−Ｉ−１〜Ａ−Ｉ−３：
【化６】
2017534923.tif 000012
［式中、パラメーターｎは、上で示した意味を有し、好ましくは３、５、７又は９、より好ましくは５、７又は９である］の化合物の群から選択される。
【０１４７】
式Ａ−ＩＩの好ましい化合物は、式Ａ−ＩＩ−１〜Ａ−ＩＩ−４：
【化７】
2017534923.tif 000013
［式中、パラメーターｎは、上で示した意味を有し、好ましくは３、５、７又は９、より好ましくは５、７又は９である］の化合物の群から選択される。
【０１４８】
式Ａ−ＩＩＩの好ましい化合物は、式Ａ−ＩＩＩ−１〜Ａ−ＩＩＩ−１２：
【化８】
2017534923.tif 000014
［式中、パラメーターｎは、上で示した意味を有し、好ましくは３、５、７又は９、より好ましくは５、７又は９である］の化合物の群から選択される。
【０１４９】
式Ａ−Ｉの特に好ましい例示的な化合物は、以下の化合物である：
対称化合物：
【化９】
2017534923.tif 000015
及び非対称化合物：
【化１０】
2017534923.tif 000016
【０１５０】
式Ａ−ＩＩの特に好ましい例示的な化合物は、以下の化合物である：
対称化合物：
【化１１】
2017534923.tif 000017
及び非対称化合物：
【化１２】
2017534923.tif 000018
【０１５１】
式Ａ−ＩＩＩの特に好ましい例示的な化合物は、以下の化合物である：
対称化合物：
【化１３】
2017534923.tif 000019
及び非対称化合物：
【化１４−１】
2017534923.tif 000020
【０１５２】
【化１４−２】
2017534923.tif 000021
【０１５３】
式Ａ−Ｉ〜Ａ−ＩＩＩのビメソゲン化合物は、フレクソエレクトリック液晶ディスプレイにおいて特に有用である。それというのも、該化合物は、巨視的に均一な向きに容易に配向させることができ、かつ塗布された液晶媒体において高い値の弾性定数ｋ11及び高いフレクソエレクトリック係数に結び付くからである。
【０１５４】
式Ａ−Ｉ〜Ａ−ＩＩＩの化合物は、自体公知であって、例えばHouben-Weyl、Methoden der organischen Chemie、Thieme-Verlag, Stuttgartのような権威のある有機化学の著作物に記載されている方法に従って又は該方法に類似して合成することができる。
【０１５５】
好ましい実施形態では、コレステリック液晶媒体は、任意に、好ましくは式Ｂ−Ｉ〜Ｂ−ＩＩＩの化合物の群から選択される１種以上のネマトゲン化合物を含む：
【化１５】
2017534923.tif 000022
式中、
ＬB11〜ＬB31は、独立して、Ｈ又はＦであり、好ましくは、一方がＨであり、かつ他方がＨ又はＦであり、最も好ましくは、両方がＨであるか又は両方がＦであり、
ＲB1、ＲB21及びＲB22並びにＲB31及びＲB32は、それぞれ独立して、Ｈ、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、ＮＣＳ、又は１〜２５個の炭素原子を有する直鎖状アルキル基若しくは分枝鎖状アルキル基であり、該アルキル基は、置換されていないか、ハロゲン若しくはＣＮによって一置換若しくは多置換されていてよく、ここで、１個以上の隣接していないＣＨ2基が、各出現において互いに独立して、酸素原子が互いに直接結合しないように、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＮＨ−、−Ｎ（ＣＨ3）−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−、−Ｓ−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｓ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＦ−、−ＣＦ＝ＣＦ−又は−Ｃ≡Ｃ−によって置き換えられていることも可能であり、
ＸB1は、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、ＮＣＳ、好ましくはＣＮであり、
ＺB1、ＺB2及びＲB3は、各出現において独立して、−ＣＨ2−ＣＨ2−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＦ2−Ｏ−、−Ｏ−ＣＦ2−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−又は単結合、好ましくは、−ＣＨ2−ＣＨ2−、−ＣＯ−Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−又は単結合であり、
【化１６】
2017534923.tif 000023
は、各出現において独立して、
【化１７】
2017534923.tif 000024
であるか、あるいは、
【化１８】
2017534923.tif 000025
の１つ以上が、
【化１９】
2017534923.tif 000026
であり、かつ
ｎは、１、２又は３、好ましくは１又は２である。
【０１５６】
さらに、式Ｂ−Ｉ−１〜Ｂ−Ｉ−４の群から選択される式Ｂ−Ｉの、好ましくは式Ｂ−Ｉ−２及び／又はＢ−Ｉ−４の、最も好ましくはＢ−Ｉ−４の１種以上のネマトゲンを含むコレステリック液晶媒体が好ましい：
【化２０】
2017534923.tif 000027
式中、パラメーターは、上で示した意味を有し、好ましくは、
ＲB1は、１２個までの炭素原子を有するアルキル、アルコキシ、アルケニル又はアルケニルオキシであり、かつ
ＬB11及びＬB12は、独立して、Ｈ又はＦであり、好ましくは、一方がＨであり、かつ他方がＨ又はＦであり、最も好ましくは、両方がＨである。
【０１５７】
さらに、式Ｂ−ＩＩ−１〜Ｂ−ＩＩ−２の群から選択される式Ｂ−ＩＩの、好ましくは式Ｂ−ＩＩ−２及び／又はＢ−ＩＩ−４の、最も好ましくはＢ−ＩＩ−１の１種以上のネマトゲンを含むコレステリック液晶媒体が好ましい：
【化２１】
2017534923.tif 000028
式中、パラメーターは、上で示した意味を有し、好ましくは、
ＲB21及びＲB22は、独立して、１２個までの炭素原子を有するアルキル、アルコキシ、アルケニル又はアルケニルオキシであり、より好ましくは、ＲB21は、アルキルであり、かつＲB22は、アルキル、アルコキシ又はアルケニルであり、式Ｂ−ＩＩ−１中では、最も好ましくは、アルケニル、特にビニル又は１−プロペニルであり、式Ｂ−ＩＩ−２中では、最も好ましくはアルキルである。
【０１５８】
さらに、好ましくは式Ｂ−ＩＩＩ−１〜Ｂ−ＩＩＩ−９の化合物の群から選択される式Ｂ−ＩＩＩの１種以上のネマトゲンを含むコレステリック液晶媒体が好ましい：
【化２２】
2017534923.tif 000029
式中、パラメーターは、上で示した意味を有し、好ましくは、
ＲB31及びＲB32は、独立して、１２個までの炭素原子を有するアルキル、アルコキシ、アルケニル又はアルケニルオキシであり、より好ましくは、ＲB31は、アルキルであり、かつＲB32は、アルキル又はアルコキシであり、最も好ましくはアルコキシであり、並びに
ＬB22及びＬB31、ＬB32は、独立して、Ｈ又はＦであり、好ましくは、一方がＨであり、かつ他方がＨ又はＦであり、最も好ましくは、両方がＦである。
【０１５９】
式Ｂ−Ｉ〜Ｂ−ＩＩＩの化合物は、当業者に知られているか、自体公知であって、例えばHouben-Weyl、Methoden der organischen Chemie、Thieme-Verlag, Stuttgartのような権威のある有機化学の著作物に記載されている方法に従って又は該方法に類似して合成することができる。
【０１６０】
ＵＬＨモード用の適切なコレステリック液晶媒体は、適切ならせんねじり力（ＨＴＰ）を有する１種以上のキラル化合物、特に国際公開第９８／００４２８号(WO 98/00428)に開示されているキラル化合物を含む。
【０１６１】
好ましくは、キラル化合物は、式Ｃ−Ｉ〜Ｃ−ＩＩＩの化合物の群から選択される：
【化２３】
2017534923.tif 000030
ここで、後者の化合物は、それぞれの（Ｓ，Ｓ）エナンチオマーを含み、
式中、Ｅ及びＦは、それぞれ独立して、１，４−フェニレン又はｔｒａｎｓ−１，４−シクロヘキシレンであり、ｖは、０又は１であり、Ｚ0は、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ2ＣＨ2−又は単結合であり、かつＲは、１〜１２個の炭素原子を有するアルキル、アルコキシ又はアルカノイルである。
【０１６２】
特に好ましいコレステリック液晶媒体は、少なくとも１種以上のキラル化合物を含み、該化合物は、それ自体が必ずしも液晶相を示す必要はなく、良好な均一な配向をそれ自体に与える。
【０１６３】
式Ｃ−ＩＩの化合物及び該化合物の合成は、国際公開第９８／００４２８号(WO 98/00428)に記載されている。以下の表Ｄに示すように、化合物ＣＤ−１が特に好ましい。式Ｃ−ＩＩＩの化合物及び該化合物の合成は、英国特許第２３２８２０７号明細書(GB 2328207)に記載されている。
【０１６４】
さらに、典型的に使用されるキラル化合物は、例えば、市販のＲ／Ｓ−５０１１、ＣＤ−１、Ｒ／Ｓ−８１１及びＣＢ−１５（ドイツ（ダルムシュタット在）のＭｅｒｃｋ  ＫＧａＡ社）である。
【０１６５】
上記のキラル化合物Ｒ／Ｓ−５０１１及びＣＤ−１並びに式Ｃ-Ｉ、Ｃ−ＩＩ及びＣ−ＩＩＩの（他の）化合物は、非常に高いらせんねじり力（ＨＴＰ）を示し、それゆえ、本発明のために特に有用である。
【０１６６】
好ましくは、コレステリック液晶媒体は、好ましくは上記式Ｃ−ＩＩから選択される１〜５種の、特に１〜３種の、非常に好ましくは１若しくは２種のキラル化合物、特にＣＤ−１、及び／又は式Ｃ−ＩＩＩ及び／又はＲ−５０１１若しくはＳ−５０１１を含み、非常に好ましくは、キラル化合物は、Ｒ−５０１１、Ｓ−５０１１又はＣＤ−１である。
【０１６７】
コレステリック液晶媒体中のキラル化合物の量は、好ましくは、混合物全体の１〜２０質量％、より好ましくは１〜１５質量％、さらにより好ましくは１〜１０質量％、最も好ましくは１〜５質量％である。
【０１６８】
さらに好ましい実施形態では、少量（例えば０．３質量％、典型的には１質量％未満）の重合性化合物を、上記のコレステリック液晶媒体に添加し、光変調素子に導入した後、その場で、通常はＵＶ光重合によって、重合又は架橋される。「反応性メソゲン（ＲＭｓ）」としても知られている重合性メソゲン化合物又は液晶化合物のＬＣ混合物への添加は、ＵＬＨ組織をさらに安定化させるために特に適していることが判明している（例えば、Lagerwall et al., Liquid Crystals 1998, 24, 329−334）。
【０１６９】
適切な重合性液晶化合物は、好ましくは、式Ｄの化合物の群から選択される：
Ｐ−Ｓｐ−ＭＧ−Ｒ0  Ｄ
式中、
Ｐは、重合性基であり、
Ｓｐは、スペーサー基又は単結合であり、
ＭＧは、棒状メソゲン基であり、該基は、好ましくは式Ｍから選択され、
Ｍは、−（ＡD21−ＺD21）k−ＡD22−（ＺD22−ＡD23）l−であり、
ＡD21〜ＡD23は、各出現において互いに独立して、任意に１個以上の同一若しくは異なる基Ｌによって置換されているアリール基、ヘテロアリール基、複素環式基又は脂環式基、好ましくは、任意に１個以上の同一若しくは異なる基Ｌによって置換されている１，４−シクロヘキシレン又は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−フルオレン、２，６−ナフタレン、２，７−フェナントレンであり、
ＺD21及びＺD22は、各出現において互いに独立して、−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−、又は単結合、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−、又は単結合であり、
Ｌは、各出現において互いに独立して、Ｆ又はＣｌであり、
Ｒ0は、Ｈ、任意にフッ素化されている１〜２０個の炭素原子、好ましくは１〜１５個の炭素原子を有するアルキル、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若しくはアルコキシカルボニルオキシであるか、又はＹD0若しくはＰ−Ｓｐ−であり、
Ｙ0は、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、ＮＯ2、ＯＣＨ3、ＯＣＮ、ＳＣＮ、１〜４個の炭素原子を有する、任意にフッ素化された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若しくはアルコキシカルボニルオキシ、又は１〜４個の炭素原子を有するモノフッ素化、オリゴフッ素化若しくはポリフッ素化されたアルキル若しくはアルコキシ、好ましくは、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、ＮＯ2、ＯＣＨ3、又は１〜４個の炭素原子を有するモノフッ素化、オリゴフッ素化若しくはポリフッ素化されたアルキル若しくはアルコキシであり、
Ｙ01及びＹ02は、それぞれ互いに独立して、Ｈ、Ｆ、Ｃｌ又はＣＮを表し、
Ｒ01及びＲ02は、それぞれかつ独立して、上記Ｒ0で定義される意味を有し、かつ
ｋ及びｌは、それぞれかつ独立して、０、１、２、３又は４、好ましくは０、１又は２、最も好ましくは１である。
【０１７０】
好ましい重合性モノ−、ジ−又はマルチ反応性の液晶化合物は、例えば、国際公開９３／２２３９７号(WO 93/22397)、欧州特許出願公開第０２６１７１２号明細書、独国特許出願公開第１９５０４２２４号明細書(DE 19504224)、国際公開第９５／２２５８６号(WO 95/22586)、国際公開第９７／００６００号(WO 97/00600)、米国特許第５５１８６５２号明細書(US 5,518,652)、米国特許第５７５００５１号明細書(US 5,750,051)、米国特許第５７７０１０７号明細書(US 5,770,107)及び米国特許第６５１４５７８号明細書(US 6,514,578)に開示されている。
【０１７１】
好ましい重合性基は、ＣＨ2＝ＣＷ1−ＣＯＯ−、ＣＨ2＝ＣＷ1−ＣＯ−、
【化２４】
2017534923.tif 000031
ＣＨ2＝ＣＷ2−（Ｏ）ｋ3−、ＣＷ1＝ＣＨ−ＣＯ−（Ｏ）ｋ3−、ＣＷ1＝ＣＨ−ＣＯ−ＮＨ−、ＣＨ2＝ＣＷ1−ＣＯ−ＮＨ−、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−及びＷ4Ｗ5Ｗ6Ｓｉ−からなる群から選択され、ここで、Ｗ1は、Ｈ、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、ＣＦ3、フェニル又は１〜５個の炭素原子を有するアルキル、特にＨ、Ｆ、Ｃｌ又はＣＨ3であり、Ｗ2及びＷ3は、それぞれ互いに独立して、Ｈ又は１〜５個の炭素原子を有するアルキル、特にＨ、メチル、エチル又はｎ−プロピルを表し、Ｗ4、Ｗ5及びＷ6は、それぞれ互いに独立して、Ｃｌ、１〜５個の炭素原子を有するオキサアルキル又はオキサカルボニルアルキルであり、Ｗ7及びＷ8は、それぞれ互いに独立して、Ｈ、Ｃｌ又は１〜５個の炭素原子を有するアルキルを表し、Ｐｈｅは、１，４−フェニレンを表し、これは、上記で定義した１個以上の基Ｌによって任意に置換されているが、Ｐ−Ｓｐとは異なり、並びにｋ1、ｋ2及びｋ3は、それぞれ互いに独立して、０又は１を表し、ｋ3は、好ましくは１を表し、かつｋ4は、１〜１０の整数である。
【０１７２】
特に好ましい基Ｐは、ＣＨ2＝ＣＨ−ＣＯＯ−、ＣＨ2＝Ｃ（ＣＨ3）−ＣＯＯ−、ＣＨ2＝ＣＦ−ＣＯＯ−、ＣＨ2＝ＣＨ−、ＣＨ2＝ＣＨ−Ｏ−、（ＣＨ2＝ＣＨ）2ＣＨ−ＯＣＯ−、（ＣＨ2＝ＣＨ）2ＣＨ−Ｏ−、
【化２５】
2017534923.tif 000032
特に、ビニルオキシ、アクリレート、メタクリレート、フルオロアクリレート、クロロアクリレート、オキセタン及びエポキシドである。
【０１７３】
本発明の更なる好ましい実施形態では、式Ｉ＊及びＩＩ＊並びにそれらの下位式の重合性化合物は、１個以上の基Ｐ−Ｓｐ−の代わりに、重合性基Ｐを２個以上含有する１個以上の分枝基（マルチ反応性の重合性基）を含有する。このタイプの適切な基、及びそれらを含有する重合性化合物は、例えば、米国特許第７０６０２００号明細書(US 7,060,200 B1)又は米国特許出願公開第２００６／０１７２０９０号明細書(US 2006/0172090 A1)に記載されている。以下の式から選択されるマルチ反応性の重合性基が好ましい：
【化２６】
2017534923.tif 000033
式中、
アルキルは、単結合、又は１〜１２個の炭素原子を有する直鎖状若しくは分枝鎖状アルキル基であって、該基においては、１個以上の隣接していないＣＨ2基が、それぞれ互いに独立して、Ｏ及び／又はＳ原子が互いに直接結合しないように、−Ｃ（Ｒx）＝Ｃ（Ｒx）−、−Ｃ≡Ｃ−、−Ｎ（Ｒx）−、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−によって置き換えられていてよく、該基においてはまた、１個以上の水素原子が、Ｆ、Ｃｌ又はＣＮによって置き換えられていてよく、ここで、Ｒxは、上記の意味を有し、好ましくは、上記で定義したＲ0を表し、
ａａ及びｂｂは、それぞれ互いに独立して、０、１、２、３、４、５又は６を表し、
Ｘは、Ｘ1について示した意味の１つを有し、かつ
Ｐ1-5は、それぞれ互いに独立して、Ｐについて上で示した意味の１つを有する。
【０１７４】
好ましいスペーサー基Ｓｐは、式Ｓｐ’−Ｘ’から選択され、そのため、基「Ｐ−Ｓｐ−」は、式「Ｐ−Ｓｐ’−Ｘ’」に一致し、式中、
Ｓｐ’は、１〜２０個、好ましくは１〜１２個の炭素原子を有し、任意にＦ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ又はＣＮによってモノ置換又はポリ置換されているアルキレンを表し、該アルキレンにおいてはまた、１個以上の隣接していないＣＨ2基が、それぞれ互いに独立して、Ｏ及び／又はＳ原子が互いに直接結合しないように、−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−又は−Ｃ≡Ｃ−によって置き換えられていてよく、
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−、−ＣＹ2＝ＣＹ3−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ−又は単結合であり、
Ｒx及びＲxxは、それぞれ互いに独立して、Ｈ又は１〜１２個の炭素原子を有するアルキルを表し、かつ
Ｙ2及びＹ3は、それぞれ互いに独立して、Ｈ、Ｆ、Ｃｌ又はＣＮを表す。
【０１７５】
Ｘ’は、好ましくは、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−Ｏ−ＣＯＯ−、−ＣＯ−ＮＲｘ−、−ＮＲｘ−ＣＯ−、−ＮＲｘ−ＣＯ−ＮＲｘ−又は単結合である。
【０１７６】
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−又は−（ＳｉＲｘＲｘｘ−Ｏ）ｐ１−であり、式中、ｐ１は、１〜１２の整数であり、ｑ１は、１〜３の整数であり、かつＲx及びＲxxは、上記の意味を有する。
【０１７７】
特に好ましい基−Ｘ’−Ｓｐ’−は、−（ＣＨ２）ｐ１−、−Ｏ−（ＣＨ２）ｐ１−、−ＯＣＯ−（ＣＨ２）ｐ１−、−ＯＣＯＯ−（ＣＨ２）ｐ１−である。
【０１７８】
特に好ましい基Ｓｐ’は、例えば、そのつど直鎖のエチレン、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、プロペニレン及びブテニレンである。
【０１７９】
更なる好ましい重合性モノ−、ジ−又はマルチ反応性の液晶化合物を、以下のリストに示す：
【化２７−１】
2017534923.tif 000034
【０１８０】
【化２７−２】
2017534923.tif 000035
【０１８１】
【化２７−３】
2017534923.tif 000036
【０１８２】
【化２７−４】
2017534923.tif 000037
式中、
Ｐ0は、多数出現する場合には、互いに独立して、重合性基、好ましくは、アクリル基、メタクリル基、オキセタン基、エポキシ基、ビニル基、ビニルオキシ基、プロペニルエーテル基又はスチレン基であり、
Ａ0は、多数出現する場合には、互いに独立して、任意に１個、２個、３個若しくは４個の基Ｌによって置換されている１，４−フェニレン、又はｔｒａｎｓ−１，４−シクロヘキシレンであり、
Ｚ0は、多数出現する場合には、互いに独立して、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ−又は単結合であり、
ｒは、０、１、２、３又は４、好ましくは０、１又は２であり、
ｔは、多数出現する場合には、互いに独立して、０、１、２又は３であり、
ｕ及びｖは、互いに独立して、０、１又は２であり、
ｗは、０又は１であり、
ｘ及びｙは、互いに独立して、０、又は１〜１２の同一若しくは異なる整数であり、
ｚは、０又は１であり、ここで、ｚは、隣接するｘ又はｙが０である場合は０であり、
さらに、ベンゼン環及びナフタレン環は、１個以上の同一又は異なる基Ｌでさらに置換されていてよく、かつパラメーターＲ0、Ｙ0、Ｒ01、Ｒ02及びＬは、式Ｄにおいて上で示したのと同じ意味を有する。
【０１８３】
更なる好ましい重合性モノ−、ジ−又はマルチ反応性の液晶化合物は、表Ｅから選択される。
【０１８４】
重合性化合物は、ＬＣディスプレイの基材間のＬＣ媒体中でイン  サイチュ重合によって重合又は架橋（化合物が２個以上の重合性基を含む場合）される。適切で好ましい重合方法は、例えば、熱又は光重合、好ましくは光重合、特にＵＶ光重合である。必要に応じて、これに１種以上の開始剤を加えてもよい。重合のための適切な条件、並びに開始剤の適切な種類及び量は、当業者に知られており、かつ文献に記載されている。フリーラジカル重合に適しているのは、例えば、市販の光開始剤Ｉｒｇａｃｕｒｅ６５１（登録商標）、Ｉｒｇａｃｕｒｅ１８４（登録商標）、Ｉｒｇａｃｕｒｅ９０７（登録商標）、Ｉｒｇａｃｕｒｅ３６９（登録商標）又はＤａｒｏｃｕｒｅ１１７３（登録商標）（Ｃｉｂａ  ＡＧ）である。開始剤が用いられる場合、混合物中でのその全体としての割合は、好ましくは０．００１〜５質量％、特に好ましくは０．００１〜１質量％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。更なる好ましい実施形態では、ＬＣ媒体は、重合開始剤を含まない。
【０１８５】
重合性成分又はコレステリック液晶媒体は、例えば貯蔵又は輸送中のＲＭの望ましくない自発重合を防止するために１種以上の安定剤を含んでいてもよい。安定剤の適切な種類及び量は、当業者に知られており、かつ文献に記載されている。特に適しているのは、例えばＩｒｇａｎｏｘ（登録商標）シリーズ（Ｃｉｂａ  ＡＧ）の市販の安定剤である。安定剤が用いられる場合、ＲＭ又は重合性化合物の全量に基づくそれらの割合は、好ましくは１０〜５０００ｐｐｍ、特に好ましくは５０〜５００ｐｐｍである。
【０１８６】
上記の重合性化合物は、開始剤を用いない重合にも適しており、これは、例えば、材料コストが低く、特に開始剤又はその分解生成物からの考えられる残留量によってＬＣ媒体が汚染されることがより少なくなるといった非常に大きな利点を伴う。
【０１８７】
重合性化合物は、コレステリック液晶媒体に個別的に添加してよいが、２つ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。さらに、本発明は、上記及び下記の重合性混合物に関する。
【０１８８】
本発明に従って使用することができるコレステリック液晶媒体は、それ自体慣用の方法で、例えば、上記の化合物の１種以上を、上記で定義した１種以上の重合性化合物と、場合によりさら液晶化合物及び／又は添加剤と混合することによって調製される。一般的に、より少ない量で使用される成分の所望量が、主たる構成成分をなす成分に、有利には高温で溶解される。成分の溶液を、有機溶媒、例えばアセトン、クロロホルム又はメタノール中で混合し、十分に混合した後、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。
【０１８９】
当業者には自明のように、ＬＣ媒体は、例えば、Ｈ、Ｎ、Ｏ、Ｃｌ、Ｆが相応の同位体で置き換えられた化合物を含んでいてもよい。
【０１９０】
液晶媒体は、更なる添加剤、例えば、更なる安定剤、抑制剤、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、疎水化剤、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、染料、顔料又はナノ粒子を通常の濃度で含有してよい。
【０１９１】
これらの更なる構成成分全体の濃度は、混合物全体を基準として、０．１〜１０％、好ましくは０．１〜６％の範囲にある。それぞれ使用される個々の化合物の濃度は、好ましくは０．１〜３％の範囲にある。これらの及び類似の添加剤の濃度は、本出願における液晶媒体の液晶成分及び化合物の濃度の値及び範囲に対しては考慮されない。このことはまた、混合物中で使用される二色性色素の濃度についても当てはめられ、該濃度は、ホスト媒体の化合物及び成分のそれぞれの濃度が規定される場合にはカウントされない。それぞれの添加剤の濃度は、最終的なドープされた混合物に対して常に与えられる。
【０１９２】
一般的に、本出願による媒体中でのすべての化合物の全体の濃度は１００％である。
【０１９３】
本発明による光変調素子の典型的な製造方法は、少なくとも以下のステップを含む：
−  基材を切断及び洗浄するステップ、
−  該基材に電極構造を設けるステップ、
−  少なくとも１つの配向層をコーティングするステップ、
−  該配向層にフォトレジストをコーティングするステップ、
−  該フォトレジスト層のフォトリソグラフィーを行うステップ、
−  任意に、パターン化されたフォトレジストをラビングするステップ、
−  ＵＶ硬化性接着剤を用いてセルを組み立てるステップ、
−  該セルにコレステリック液晶媒体を満たすステップ、
−  ＬＣ媒体に電界を印加しながら、アイソトロピック相からコレステリック相へと徐々に冷却してＵＬＨ組織を得るステップ、及び
−  任意に、ＬＣ媒体の重合性化合物を硬化するステップ。
【０１９４】
本発明によるデバイスの機能原理を以下に詳細に説明する。特許請求の範囲には記載されていない請求項にかかる発明の範囲を限定するものは、想定される機能の仕方に関する補足説明からは導き出されないことに留意されたい。
【０１９５】
フォーカルコニック又はグランジャン(Grandjean)組織から出発して、例えば１０Ｖ及び２００Ｈｚの高周波電界をコレステリック液晶媒体に印加しながら、そのアイソトロピック相からそのコレステリック相へと徐々に冷却してＵＬＨ組織を得ることが可能である。電界周波数は、媒体が異なると異なり得る。
【０１９６】
ＵＬＨ組織から出発して、コレステリック液晶媒体は、電界の印加によってフレクソエレクトリックスイッチングに供され得る。これによりセル基材の平面における材料の光軸の回転が引き起こされ、かつ交差偏光子間に材料が配置されたときに透過率の変化が生じる。本発明による材料のフレクソエレクトリックスイッチングは、上記導入部及び実施例でさらに詳細に説明している。
【０１９７】
本発明に従った光変調素子の「オフ状態」において均等に位置しているらせん組織は、有意に改善された光減衰、ひいては、好ましいコントラストを提供する。さらに、ＵＬＨ組織は、電圧の除去後に安定し、数日間／数週間保持される。
【０１９８】
デバイスの光学素子は、ある程度は自己補償型（従来のパイセルと類似）であり、かつ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。
【０１９９】
必要とされる印加電界強度は、主に、電極ギャップ及びホスト混合物のｅ／Ｋに依存する。印加電界強度は、典型的には、約１０Ｖ／μｍ-1より低く、好ましくは約８Ｖ／μｍ-1より低く、より好ましくは約５Ｖ／μｍ-1より低い。それに応じて、本発明による光変調素子の印加駆動電圧は、好ましくは約３０Ｖより低く、より好ましくは約２０Ｖより低く、さらにより好ましくは約１０Ｖより低い。
【０２００】
本発明による光変調素子は、当業者に一般に知られている従来の駆動波形で動作させることができる。
【０２０１】
本発明の光変調素子は、様々な種類の光学及び電気光学デバイスにおいて用いることができる。
【０２０２】
前記光学及び電気光学デバイスには、電気光学ディスプレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、非線形光学（ＮＬＯ）デバイス、及び光情報記憶デバイスが含まれるが、これらに限定されない。
【０２０３】
特に他に明記しない限り、本明細書中で用いられるように、本明細書中の用語の複数形は、単数形を含むと解釈されるべきであり、逆もまた同様である。
【０２０４】
本出願において示されるパラメーター範囲にはすべて、当業者に知られている最大許容誤差を含む限界値が含まれている。互いに組み合わされた特性の様々な範囲について示される異なる上限値及び下限値が、更なる好ましい範囲を生じさせる。
【０２０５】
本出願全体を通して、特に他に明記しない限り、以下の条件及び定義が適用される。すべての濃度は質量パーセントで示され、それぞれの混合物の全体を基準としており、すべての温度は摂氏温度で示され、すべての温度差は差分度で示される。すべての物理的特性は、“Merck Liquid Crystals, Physical Properties of Liquid Crystals”，Status Nov. 1997, Merck KGaA（ドイツ）”に従って測定され、特に他に明記しない限り、２０℃の温度に対して示される。光学異方性（Δｎ）は、５８９．３ｎｍの波長で測定される。誘電率異方性（Δε）は、１ｋＨｚの周波数で、又は明示されている場合は１９ＧＨｚの周波数で測定される。閾値電圧だけでなく、他のすべての電気光学特性も、ドイツのＭｅｒｃｋ  ＫＧａＡ社で製造された試験セルを用いて測定される。Δεを測定するための試験セルは、約２０μｍのセル厚さを有する。電極は、１．１３ｃｍ2の面積を有する円形のＩＴＯ電極及びガードリングである。配列層は、ホメオトロピック配向（ε｜｜）については、日本の日産化学工業社のＳＥ−１２１１であり、ホモジニアス配向（ε⊥）については、日本の合成ゴム社のポリイミドＡＬ−１０５４である。キャパシタンスは、０．３Ｖｒｍｓの電圧を有する正弦波を使用するＳｏｌａｔｒｏｎ社製の周波数特性分析器１２６０を使用して測定される。電気光学測定において使用される光は、白色光である。市販のＤＭＳ試験器（ドイツのＡｕｔｒｏｎｉｃ−Ｍｅｌｃｈｅｒｓ社）を使用したセットアップをここでは使用する。
【０２０６】
本明細書の説明及び特許請求の範囲の全体を通して、「〜を含む（comprise）」及び「〜を含有する（contain）」との単語、並びにこれらの単語の変形、例えば「〜を含んでいる(comprising)」及び「〜を含む(comprises)」は、「〜を含むが、これに限定されない」ことを意味し、他の要素を除外することを意図していない（及び除外しない）。一方で、「〜を含む(comprise)」との単語は、「〜からなる(consisting of)」との用語も包含するが、これに限定されない。
【０２０７】
上記の特徴、特に好ましい実施形態の多くは、それ自体が創意性を有しており、本発明の実施形態の一部として構成されているだけではないと理解されたい。これらの特徴は、ここに特許請求されている任意の発明に加えて、又はそれに代わるものとして、独立した保護を求めることができる。
本出願全体を通して、３つの隣接する原子に結合している炭素原子の結合の角度、例えば、Ｃ＝Ｃ若しくはＣ＝Ｏ二重結合における、又は例えばベンゼン環における炭素原子の結合の角度は１２０°であり、かつ２つの隣接する原子に結合している炭素原子の結合の角度、例えば、Ｃ≡Ｃ若しくはＣ≡Ｎ三重結合における、又は例えばアリル位Ｃ＝Ｃ＝Ｃにおける炭素原子の結合の角度は１８０°であると理解されるべきであるが、ただし、これらの角度が（いくつかの構造式において、これらの角度は正確に表されないこともあるが）、別様に、例えば３−、４−又は５原子環などの小さい環の一部分などに制限されていない場合に限られる。
本発明の前述の実施形態に対する変更を、本発明の範囲内に依然として含めながら行うことができると理解されたい。本明細書中に開示されるそれぞれの特徴は、特に明記しない限り、同じ、均等な又は類似の目的を担う代替的な特徴により置き換えられてもよい。したがって、特に明記しない限り、開示されるそれぞれの特徴は、包括的な一連の均等な又は類似の特徴の一例にすぎない。
【０２０８】
本明細書中に開示されるすべての特徴は、かかる特徴及び／又はステップの少なくともいくつかが互いに排他的である組合せを除き、任意の組合せで組み合わせてもよい。特に、本発明の好ましい特徴は、本発明のすべての態様に適用可能であり、かつ任意の組合せで用いてよい。同様に、必須ではない組合せで記載される特徴は、（組合せではなく）別個に用いてもよい。
【０２０９】
さらに詳述しなくても、当業者であれば、前出の説明を用いて、本発明を最大限に利用することができると考えられる。それゆえ、以下の実施例は、単なる例示にすぎず、本開示の残りの部分をいかなる形でも限定するものではないと解釈されるべきである。
【０２１０】
以下の略語は、化合物の液晶相挙動を説明するために用いられる：Ｋ＝結晶；Ｎ＝ネマチック；Ｎ２＝第２のネマチック；Ｓ＝スメクチック；Ｃｈ＝コレステリック；Ｉ＝アイソトロピック；Ｔｇ＝ガラス転移。記号間の数字は、相転移温度（℃）を示す。
【０２１１】
本出願及び特に以下の実施例において、液晶化合物の構造は、「頭字語」とも呼ばれる略語によって表される。略語を対応する構造に読み換えることは、以下の３つの表Ａ〜Ｃに従って容易である。
【０２１２】
すべての基ＣnＨ2n+1、ＣmＨ2m+1及びＣlＨ2l+1は、好ましくは、それぞれｎ、ｍ及びｌ個の炭素原子を有する直鎖のアルキル基であり、すべての基ＣnＨ2n、ＣmＨ2m及びＣlＨ2lは、好ましくは、それぞれ（ＣＨ2）m、（ＣＨ2）m及び（ＣＨ2）lであり、並びに−ＣＨ＝ＣＨ−は、好ましくは、ｔｒａｎｓ−ビニレン及びＥビニレンのそれぞれである。
【０２１３】
表Ａは、環要素に関する記号を、表Ｂは、結合基に関する記号を、そして表Ｃは、分子の左手側及び右手側の末端基に関する記号を列挙している。
【０２１４】
【表２−１】
2017534923.tif 000038
【０２１５】
【表２−２】
2017534923.tif 000039
【０２１６】
【表３】
2017534923.tif 000040
【０２１７】
【表４】
2017534923.tif 000041
ここで、ｎ及びｍは、整数であり、３つの点「．．．」は、この表の他の記号のスペースを示す。
【０２１８】
【表５−１】
2017534923.tif 000042
【０２１９】
【表５−２】
2017534923.tif 000043
【０２２０】
【表５−３】
2017534923.tif 000044
【０２２１】
【表５−４】
2017534923.tif 000045
【０２２２】
ＬＣ媒体は、好ましくは、０〜１０質量％、特に１ｐｐｍ〜５質量％、特に好ましくは１ｐｐｍ〜３質量％の安定剤を含む。ＬＣ媒体は、好ましくは、表Ｄからの化合物からなる群から選択される１種以上の安定剤を含む。
【０２２３】
【表６−１】
2017534923.tif 000046
【０２２４】
【表６−２】
2017534923.tif 000047
【０２２５】
【表６−３】
2017534923.tif 000048
【０２２６】
【表６−４】
2017534923.tif 000049
【０２２７】
【表６−５】
2017534923.tif 000050
【０２２８】
【表６−６】
2017534923.tif 000051
【０２２９】
【表６−７】
2017534923.tif 000052
【０２３０】
【表６−８】
2017534923.tif 000053
【０２３１】
【表６−９】
2017534923.tif 000054
【０２３２】
【表６−１０】
2017534923.tif 000055
【０２３３】
【表６−１１】
2017534923.tif 000056
【０２３４】
【表６−１２】
2017534923.tif 000057
【０２３５】
ＬＣ媒体は、好ましくは、表Ｅからの化合物からなる群から選択される１種以上の反応性メソゲンを含む。
【０２３６】
実施例
実施例１：
ＩＴＯコーティングされたガラス基材上に、３０ｎｍのＶＡ−ポリイミド（ＳＥ−５５６１、日産社）層をスピンコートする。乾燥後、１６０ｎｍのフォトレジスト層（ＳＵ−８、ＭｉｃｒｏＣｈｅｍ社）をスピンコートし、５００ｎｍのストライプギャップ及び５００ｎｍのストライプ幅を有するストライプフォトマスクを介してＵＶ光に露光する。１００℃で１分間の焼戻し工程の後、フォトレジスト層をフォトレジスト現像液（ｍｒ−Ｄｅｖ  ６００、ＭｉｃｒｏＲｅｓｉｓｔ  ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社）で処理する。サンプルを２００℃で１０分間熱処理する。試験セルを組み立て、それと同時に上記基材の２枚を、３μｍのセルギャップで互いに平行に配向させる。試験セルを、以下のＬＣ媒体で満たす：
【表７】
2017534923.tif 000058
【０２３７】
試験セルをＬＣ媒体の透明点より高い温度に加熱し、電界を試験セルに印加（１０Ｖ、２００Ｈｚ）しながら冷却して、ＵＬＨ組織を誘起させる。
【０２３８】
ＵＬＨ組織を、セルの任意の機械的処理（これは、典型的にはラビングされた平面配列層で必要である）なしで発生させ、電界をスイッチオフしてから数日間にわたって意想外にも安定である。さらに、欠陥が有意に減少する。
【０２３９】
実施例２：
ＩＴＯコーティングされたガラス基材上に、３０ｎｍのＶＡ−ポリイミド（ＳＥ−５５６１、日産社）層をスピンコートする。乾燥後、１６０ｎｍのフォトレジスト層（ＳＵ−８、ＭｉｃｒｏＣｈｅｍ社）をスピンコートし、５００ｎｍのストライプギャップ及び５００ｎｍのストライプ幅を有するストライプフォトマスクを介してＵＶ光に露光する。１００℃で１分間の焼戻し工程の後、フォトレジスト層をフォトレジスト現像液（ｍｒ−Ｄｅｖ  ６００、ＭｉｃｒｏＲｅｓｉｓｔ  ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社）で処理する。サンプルを２００℃で１０分間熱処理する。その後、フォトレジストパターンの表面を、ストライプパターンと平行な方向にベルベット布でラビングする。試験セルを組み立て、それと同時に上記基材の２枚を、３μｍのセルギャップで互いに平行に配向させる。試験セルを、実施例１に記載したのと同じ混合物で満たす。試験セルをＬＣ媒体の透明点より高い温度に加熱し、電界を試験セルに印加（１０Ｖ、２００Ｈｚ）しながら冷却して、ＵＬＨ組織を誘起させる。
【０２４０】
ＵＬＨ組織は、電界をスイッチオフしてから数週間にわたって意想外にも安定であり、実施例１と比べて欠陥の数がさらに減少し、これは交差偏光子間で観察することができる。
【符号の説明】
【０２４１】
１  基材、  ２  電極構造、  ３  配向層、  ４  周期ストライプ
【図１】
2017534923.tif 000061
【図２】
2017534923.tif 000062
【図３】
2017534923.tif 000063
【図４】
2017534923.tif 000064
【国際調査報告】
2017534923.tif 000065
2017534923.tif 000066
2017534923.tif 000067
2017534923.tif 000068