特許 6179373 液晶媒体、光素子および液晶化合物

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6179373

(24)【登録日】2017年7月28日

(45)【発行日】2017年8月16日

(54)【発明の名称】液晶媒体、光素子および液晶化合物

(51)【国際特許分類】

   C09K 19/20 20060101AFI20170807BHJP

   C09K 19/34 20060101ALI20170807BHJP

   C09K 19/54 20060101ALI20170807BHJP

   C09K 19/30 20060101ALI20170807BHJP

   C09K 19/12 20060101ALI20170807BHJP

   C07C 69/76 20060101ALI20170807BHJP

   G02F 1/13 20060101ALI20170807BHJP

【ＦＩ】

   C09K19/20

   C09K19/34

   C09K19/54 B

   C09K19/54 Z

   C09K19/30

   C09K19/12

   C07C69/76 ACSP

   G02F1/13 500

【請求項の数】18

【全頁数】85

(21)【出願番号】特願2013-244614(P2013-244614)

(22)【出願日】2013年11月27日

(65)【公開番号】特開2015-101686(P2015-101686A)

(43)【公開日】2015年6月4日

【審査請求日】2016年6月9日

(73)【特許権者】

【識別番号】311002067

【氏名又は名称】ＪＮＣ株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】596032100

【氏名又は名称】ＪＮＣ石油化学株式会社

(72)【発明者】

【氏名】長谷場 康宏

(72)【発明者】

【氏名】佐郷 弘毅

(72)【発明者】

【氏名】山本 真一

【審査官】 上條 のぶよ

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１２／０４６６２６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００９−１４４１３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１０−５４０７３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−００１３４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５９−０８４８４６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ０９Ｋ １９／００

Ｃ０７Ｃ ６９／７６

Ｇ０２Ｆ １／１３

ＣＡｐｌｕｓ／ＲＥＧＩＳＴＲＹ（ＳＴＮ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

式（１）で表される化合物１を少なくとも１つ以上含むアキラル成分Ｔとキラル剤とを含有し、光学的に等方性の液晶相を発現する液晶組成物。

式（１）中、Ｒ^１は水素または炭素数１〜２０のアルキルであり、当該アルキル中の少なくとも１つの−ＣＨ_２−は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、当該アルキル中および当該アルキル中の−ＣＨ_２−が−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられた基中の少なくとも１つの水素はハロゲンまたは炭素数１〜３のアルキルで置き換えられてもよく；
Ｌ^１１、Ｌ^１２、Ｌ^１３、Ｌ^１４、Ｌ^１５、Ｌ^１６およびＬ^１７はそれぞれ独立して水素またはフッ素であり；
Ｘ^１はハロゲン、−ＣＦ_３、−ＯＣＦ_３、−Ｃ≡Ｎ、または−Ｎ＝Ｃ＝Ｓであり、
ｎ１１は０または１である。

【請求項2】

式（１）において、ｎ１１が０である請求項１に記載の液晶組成物。

【請求項3】

式（１）において、Ｌ^１１が水素であり、Ｌ^１２，Ｌ^１３、Ｌ^１６およびＬ^１７がフッ素である請求項１に記載の液晶組成物。

【請求項4】

式（１）で表される化合物が、式（１−１）または（１−２）で表される化合物である、請求項１に記載の液晶組成物。

上記式中、Ｒ^１ａは炭素数１〜１０のアルキルであり、；
Ｘ^１ａはフッ素、塩素、−Ｃ≡Ｎ、−ＣＦ_３または−ＯＣＦ_３である。

【請求項5】

下記式（３）で表される化合物３および式（７）で表される化合物７からなる群から選ばれる少なくとも１つの化合物をさらに含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の液晶組成物。

式（３）中、Ｒ^３は水素または炭素数１〜２０のアルキルであり、当該アルキル中の少なくとも１つの−ＣＨ_２−は−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−または−ＯＣＯ−で置き換えられてもよく、当該アルキル中の少なくとも１つの−ＣＨ_２−ＣＨ_２−は−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられもよく、当該アルキル中の少なくとも１つの水素はフッ素または塩素で置き換えられてもよく、ただし、当該アルキルにおいて−Ｏ−と−ＣＨ＝ＣＨ−および−ＣＯ−と−ＣＨ＝ＣＨ−が隣接することはなく；
Ｚ^３１、Ｚ^３２およびＺ^３３はそれぞれ独立して、単結合または炭素数１〜４のアルキレンであり、当該アルキレン中の少なくとも１つの−ＣＨ_２−は、−Ｏ−、−ＣＯＯ−または−ＣＦ_２Ｏ−で置き換えられてもよく；
Ｌ^３１、Ｌ^３２、Ｌ^３３，Ｌ^３４およびＬ^３５はそれぞれ独立して、水素またはフッ素であり；
Ｘ^３は水素、ハロゲン、−ＳＦ_５または炭素数１〜１０のアルキルであり、当該アルキル中の少なくとも１つの−ＣＨ_２−は−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−または−ＯＣＯ−で置き換えられてもよく、当該アルキル中の少なくとも１つの−ＣＨ_２−ＣＨ_２−は−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられもよく、当該アルキル中の少なくとも１つの水素はフッ素または塩素で置き換えられてもよく、ただし、当該アルキルにおいて−Ｏ−と−ＣＨ＝ＣＨ−とが隣接することはなく、−ＣＯ−と−ＣＨ＝ＣＨ−とが隣接することはない。

式（７）中、Ｒ^７は炭素数１〜２０のアルキルであり、当該アルキル中の少なくとも１つの−ＣＨ_２−は−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−または−ＯＣＯ−で置き換えられてもよく、当該アルキル中の少なくとも１つの−ＣＨ_２−ＣＨ_２−は−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられもよく、当該アルキル中の少なくとも１つの水素はフッ素または塩素で置き換えられてもよく、ただし、当該アルキルにおいて−Ｏ−と−ＣＨ＝ＣＨ−および−ＣＯ−と−ＣＨ＝ＣＨ−が隣接することはなく；
Ｌ^７１、Ｌ^７２、Ｌ^７３、Ｌ^７４、Ｌ^７５、Ｌ^７６、Ｌ^７７およびＬ^７８はそれぞれ独立して、水素またはフッ素であり；
Ｚ^７１、Ｚ^７２およびＺ^７３はそれぞれ独立して、単結合、−ＣＯＯ−または−ＣＦ_２Ｏ−であるが、少なくとも一つは−ＣＯＯ−または−ＣＦ_２Ｏ−であり；
ｎ７１およびｎ７２はそれぞれ独立して０または１であり、かつｎ７１≧ｎ７２であり、；
Ｘ^７は水素、ハロゲン、−ＳＦ_５または炭素数１〜１０のアルキルであり、当該アルキル中の少なくとも１つの−ＣＨ_２−は−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−または−ＯＣＯ−で置き換えられてもよく、当該アルキル中の少なくとも１つの−ＣＨ_２−ＣＨ_２−は−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられもよく、当該アルキル中の少なくとも１つの水素はフッ素または塩素で置き換えられてもよく、ただし、当該アルキルにおいて−Ｏ−と−ＣＨ＝ＣＨ−とが隣接することはなく、−ＣＯ−と−ＣＨ＝ＣＨ−とが隣接することはない。

【請求項6】

化合物３が、式（３−２）および式（３−３）で表される化合物の群から選ばれる１つ以上である、請求項５に記載の液晶組成物。

上記式中、Ｒ^３Ａはそれぞれ独立して、炭素数１〜１２のアルキル、炭素数１〜１２のアルコキシ、炭素数２〜１２のアルケニルまたは少なくとも１つの水素がフッ素で置き換えられてもよい炭素数２〜１２のアルケニルであり；
Ｌ^３１、Ｌ^３２、Ｌ^３３，Ｌ^３４およびＬ^３５はそれぞれ独立して水素またはフッ素であり；
Ｘ^３Ａはフッ素、塩素、−ＣＦ_３または−ＯＣＦ_３である。

【請求項7】

化合物７が、式（７−１）〜（７−８）で表される化合物の群から選ばれる１つ以上である、請求項５に記載の液晶組成物。

上記式中、Ｒ^７Ａは水素、炭素数１〜１２のアルキル、炭素数１〜１１のアルコキシ、炭素数２〜１２のアルケニル、または少なくとも１つの水素がフッ素で置き換えられた炭素数２〜１２のアルケニルであり；
Ｌ^７２、Ｌ^７４、Ｌ^７５、Ｌ^７６、Ｌ^７７およびＬ^７８はそれぞれ独立して、水素またはフッ素であり；
式（７−１）〜（７−３）および（７−６）〜（７−８）において、Ｚ^７１およびＺ^７２はそれぞれ独立して、単結合、−ＣＯＯ−または−ＣＦ_２Ｏ−であるが、少なくとも一つは−ＣＯＯ−または−ＣＦ_２Ｏ−であり、式（７−４）および（７−５）においては、Ｚ^７１はそれぞれ独立して、−ＣＯＯ−または−ＣＦ_２Ｏ−であり、
Ｘ^７Ａは、フッ素、塩素、−ＣＦ_３または−ＯＣＦ_３である。

【請求項8】

化合物７が、式（７−２−２−Ｅ）、（７−２−５−Ｅ）、（７−２−２−Ｆ）、（７−２−５−Ｆ）および（７−２−６−Ｆ）で表される化合物の群から選ばれる１つ以上である、請求項７に記載の液晶組成物。

（上記式中、Ｒ^７Ａは、炭素数１〜１２のアルキル、炭素数１〜１１のアルコキシ、炭素数２〜１２のアルケニル、または少なくとも１つの水素がフッ素で置き換えられた炭素数２〜１２のアルケニルであり；
Ｘ^７Ａは、フッ素、塩素、−ＣＦ_３または−ＯＣＦ_３である。）

【請求項9】

アキラル成分Ｔの全重量に対して、化合物１を合計で３重量％〜２０重量％含有し、化合物３を合計で２０重量％〜６７重量％、化合物７を合計で３０重量％〜７７重量％含有する、請求項５に記載の液晶組成物。

【請求項10】

アキラル成分Ｔが、さらに式（４）で表される化合物４、および（２）で表される化合物２の群から選ばれる少なくとも１つの化合物をさらに含む、請求項１〜９のいずれか一項に記載の液晶組成物。

式（４）中、Ｒ^４は、炭素数１〜１２のアルキル、炭素数１〜１２のアルコキシ、炭素数２〜１２のアルケニル、または少なくとも１つの水素がフッ素で置き換えられた炭素数２〜１２のアルケニルであり；
環Ｂはそれぞれ独立して、１，４−シクロへキシレン、１，４−フェニレン、２−フルオロ−１，４−フェニレン、３−フルオロ−１，４−フェニレン、３，５−ジフルオロ−１，４−フェニレン、３，５−ジクロロ−１，４−フェニレンまたはピリミジン−２，５−ジイルであり；
Ｚ^４１はそれぞれ独立して、単結合、エチレン、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＦ_２Ｏ−または−ＯＣＦ_２−であり；
Ｌ^４８およびＬ^４９はそれぞれ独立して、水素またはフッ素であり；
Ｘ^４はフッ素、塩素、−ＣＦ_３または−ＯＣＦ_３であり；
ｎ４１は、１、２、３または４であり、ただしｎ４１が３または４である場合、少なくとも１つのＺ^４１は−ＣＦ_２Ｏ−または−ＯＣＦ_２−であり、ｎ４１が３の場合は、環Ｂのすべてがフッ素で置換された１，４−フェニレンであることはない。

式（２）中、Ｒ^２は水素または炭素数１〜２０のアルキルであり、当該アルキル中の少なくとも１つの−ＣＨ_２−は−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−または−ＯＣＯ−で置き換えられてもよく、当該アルキル中の少なくとも１つの−ＣＨ_２−ＣＨ_２−は−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられもよく、当該アルキル中、アルキル中の少なくとも１つの−ＣＨ_２−が−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−または−ＯＣＯ−で置き換えられた基中、またはアルキル中の少なくとも１つの−ＣＨ_２−が−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−または−ＯＣＯ−で置き換えられた基中の少なくとも１つの−ＣＨ_２−ＣＨ_２−が−ＣＨ＝ＣＨ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられた基中の少なくとも１つの水素はフッ素または塩素で置き換えられてもよく、ただし、Ｒ^２において−Ｏ−と−ＣＨ＝ＣＨ−および−ＣＯ−と−ＣＨ＝ＣＨ−が隣接することはなく；
環Ａ^２１、環Ａ^２２、環Ａ^２３、環Ａ^２４および環Ａ^２５はそれぞれ独立して、１，４−シクロへキシレン、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、１，４−フェニレン、１つまたは２つの水素がフッ素で置き換えられた１，４−フェニレン、２つの水素がそれぞれフッ素と塩素で置き換えられた１，４−フェニレン、ピリジン−２，５−ジイル、ピリミジン−２，５−ジイルであり；
Ｚ^２１、Ｚ^２２、Ｚ^２３、Ｚ^２４、Ｚ^２５およびＺ^２６はそれぞれ独立して、単結合または炭素数１〜４のアルキレンであり、当該アルキレン中の少なくとも１つの−ＣＨ_２−は、−Ｏ−、−ＣＯＯ−または−ＣＦ_２Ｏ−で置き換えられてもよく；
Ｌ^２１、Ｌ^２２およびＬ^２３はそれぞれ独立して、水素またはフッ素であり；
Ｘ^２はフッ素、塩素、−ＣＦ_３、−ＣＨＦ_２、−ＣＨ_２Ｆ、−ＯＣＦ_３、−ＯＣＨＦ_２、−ＯＣＨ_２Ｆ、−ＯＣＦ_２ＣＦＨＣＦ_３または−ＣＨ＝ＣＨＣＦ_３であり；
ｎ２１、ｎ２２、ｎ２３、ｎ２４およびｎ２５はそれぞれ独立して、０または１であり、２≦ｎ２１＋ｎ２２＋ｎ２３＋ｎ２４＋ｎ２５≦３である。

【請求項11】

アキラル成分Ｔが、式（４−１）〜（４−９）で表される化合物の群から選ばれる１つ以上の化合物４、および式（２−１−１−２）、(２−１−２−１)、(２−１−３−１)、(２−１−３−２)、（２−１−４−２）および(２−１−４−３)で表される化合物の群から選ばれる１以上の化合物２を、さらに含む、請求項１〜９のいずれか一項に記載の液晶組成物。

（上記式中、Ｒ^４Ａはそれぞれ独立して、炭素数１〜１２のアルキル、炭素数１〜１２のアルコキシ、炭素数２〜１２のアルケニルまたは少なくとも１つの水素がフッ素で置き換えられた炭素数２〜１２のアルケニルであり；
Ｘ^４Ａはフッ素、塩素、−ＣＦ_３または−ＯＣＦ_３であり；
Ｌ^４０〜Ｌ^４９はそれぞれ独立して水素またはフッ素である。

上記式中、Ｒ^２Ａは炭素数１〜１２のアルキル、炭素数１〜１２のアルコキシ、炭素数２〜１２のアルケニル、または、少なくとも１つの水素がフッ素で置き換えられた炭素数２〜１２のアルケニルであり；
（Ｆ）はそれぞれ独立して、水素またはフッ素であり；
Ｘ^２Ａは、フッ素、塩素、−ＣＦ_３または−ＯＣＦ_３である。

【請求項12】

キラル剤が、式（Ｋ１）〜（Ｋ６）で表される化合物の群から選択される少なくとも１つの化合物である、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の液晶組成物。

（上記式中、Ｒ^Ｋはそれぞれ独立して、水素、ハロゲン、−Ｃ≡Ｎ、−Ｎ＝Ｃ＝Ｏ、−Ｎ＝Ｃ＝Ｓまたは炭素数１〜２０のアルキルであり、当該アルキル中の少なくとも１つの−ＣＨ_２−は−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−または−ＯＣＯ−で置き換えられてもよく、当該アルキル中の少なくとも１つの−ＣＨ_２−ＣＨ_２−は−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられもよく、当該アルキル中の少なくとも１つの水素はフッ素または塩素で置き換えられてもよく；
Ａはそれぞれ独立して、芳香族性の６〜８員環、非芳香族性の３〜８員環、または、炭素数９以上の縮合環であり、これらの環の少なくとも１つの水素はハロゲン、炭素数１〜３のアルキルまたはハロアルキルで置き換えられてもよく、環の−ＣＨ_２−は−Ｏ−、−Ｓ−または−ＮＨ−で置き換えられてもよく、−ＣＨ＝は−Ｎ＝で置き換えられてもよく；
Ｂはそれぞれ独立して、水素、ハロゲン、炭素数１〜３のアルキル、炭素数１〜３のハロアルキル、芳香族性の６〜８員環、非芳香族性の３〜８員環、または、炭素数９以上の縮合環であり、これらの環の少なくとも１つの水素がハロゲン、炭素数１〜３のアルキルまたはハロアルキルで置き換えられてもよく、当該アルキル中の−ＣＨ_２−は−Ｏ−、−Ｓ−または−ＮＨ−で置き換えられてもよく、−ＣＨ＝は−Ｎ＝で置き換えられてもよく；
Ｚはそれぞれ独立して、単結合、炭素数１〜８のアルキレンであり、当該アルキレン中の少なくとも１つの−ＣＨ_２−は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＳＯ−、−ＯＣＳ−、−Ｎ＝Ｎ−、−ＣＨ＝Ｎ−または−Ｎ＝ＣＨ−で置き換えられてもよく、当該アルキレン中の少なくとも１つの−ＣＨ_２−ＣＨ_２−は−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、当該アルキレン中の少なくとも１つの水素はハロゲンで置き換えられてもよく；
Ｘはそれぞれ独立して、単結合、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＯＣＨ_２−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−、または−ＣＨ_２ＣＨ_２−であり；
ｍＫはそれぞれ独立して、１〜４の整数である。）

【請求項13】

−２０℃〜７０℃のいずれかの温度においてキラルネマチック相を示し、この温度範囲の少なくとも一部において螺旋ピッチが７００ｎｍ以下である、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の液晶組成物。

【請求項14】

請求項１〜１３のいずれか一項に記載の液晶組成物と、重合性モノマーとを含む混合物。

【請求項15】

請求項１４に記載の混合物を重合して得られる、光学的に等方性の液晶相で駆動される素子に用いられる高分子／液晶複合材料。

【請求項16】

一方または両方の基板に電極が配置され、基板間に配置された液晶媒体、および電極を介して液晶媒体に電界を印加する電界印加手段を備えた光素子であって、液晶媒体が、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の液晶組成物、または、請求項１５に記載の高分子／液晶複合材料である光素子。

【請求項17】

請求項１〜１３のいずれか一項に記載の液晶組成物または請求項１５に記載の高分子／液晶複合材料の光素子への使用。

【請求項18】

式（１−１）または式（１−２）で表される化合物。

上記式中、Ｒ^１ａは炭素数１〜１０のアルキルであり、；
Ｘ^１ａはフッ素、塩素、−Ｃ≡Ｎ、−ＣＦ_３または−ＯＣＦ_３である。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、たとえば光素子用の材料として有用な液晶化合物、液晶組成物、当該液晶組成物を用いた光素子等に関する。

【背景技術】

【0002】

液晶組成物を用いた液晶表示素子は、時計、電卓、携帯電話、パーソナルコンピュータ、テレビなどのディスプレイに広く利用されている。これらの液晶表示素子は液晶化合物の屈折率異方性、誘電率異方性などを利用したものである。液晶表示素子における動作モードとしては、主として１枚以上の偏光板を利用して表示するＴＮ（twisted nematic）、ＳＴＮ（super twisted nematic）、ＢＴＮ（Bistable twisted nematic）、ＥＣＢ（electrically controlled birefringence）、ＯＣＢ（opticallycompensated bend）、ＩＰＳ（in-plane switching）、ＶＡ（vertical alignment）などが知られている。さらに近年は光学的に等方性の液晶相において電場を印加し、電気複屈折を発現させるモードも研究されている（特許文献１〜１５、非特許文献１〜３）。

【0003】

さらに光学的に等方性の液晶相の１つであるブルー相における電気複屈折を利用した波長可変フィルター、波面制御素子、液晶レンズ、収差補正素子、開口制御素子、光ヘッド装置などが提案されている（特許文献１０〜１２）。
素子の駆動方式に基づいた分類は、ＰＭ（passive matrix）とＡＭ（active matrix）である。ＰＭ（passive matrix）はスタティック（static）とマルチプレックス（multiplex）などに分類され、ＡＭはそのスイッチング素子の種類によって、ＴＦＴ（thin film transistor）、ＭＩＭ（metal insulator metal）などに分類される。
またクロロベンゼンとエステル基を有する組成物が、特許文献１５に開示されている。ただし、特許文献１５に開示されている化合物は、駆動電圧低減効果が小さく、これらを含む組成物の駆動電圧は高い。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００３−３２７９６６号公報

【特許文献2】国際公開２００５／９０５２０号

【特許文献3】特開２００５−３３６４７７号公報

【特許文献4】特開２００６−８９６２２号公報

【特許文献5】特開２００６−２９９０８４号公報

【特許文献6】特表２００６−５０６４７７号公報

【特許文献7】特表２００６−５０６５１５号公報

【特許文献8】国際公開２００６／０６３６６２号

【特許文献9】特開２００６−２２５６５５号公報

【特許文献10】特開２００５−１５７１０９号公報

【特許文献11】国際公開２００５／８０５２９号

【特許文献12】特開２００６−１２７７０７号公報

【特許文献13】国際公開１９９８／０２３５６１号

【特許文献14】国際公開２０１０／０５８６８１号

【特許文献15】特開２００９−１４４１３５号公報

【非特許文献】

【0005】

【非特許文献1】Nature Materials, 1, 64, (2002)

【非特許文献2】Adv. Mater., 17, 96, (2005)

【非特許文献3】Journal of the SID, 14, 551, (2006)

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

上記状況の下、熱、光などに対する安定性、広い液晶相温度範囲、極めて大きな誘電率異方性を有し、光学的に等方性の液晶相を発現する液晶媒体が求められている。また、広い温度範囲で使用可能であり、短い応答時間、大きなコントラスト比、および低い駆動電圧を有する各種光素子が求められている。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明は、たとえば、以下のような液晶化合物、液晶媒体（液晶組成物、高分子／液晶複合材料等）、重合モノマーと液晶組成物との混合物、液晶媒体等を含有する光素子、液晶化合物等を提供する。

【0008】

本発明は、以下のような化合物、液晶媒体（液晶組成物または高分子／液晶複合体）および液晶媒体を含有する光素子等を提供する。

【0009】

［１］式（１）で表される化合物１を少なくとも１つ以上含むアキラル成分Ｔとキラル剤とを含有し、光学的に等方性の液晶相を発現する液晶組成物。

式（１）中、Ｒ^１は水素または炭素数１〜２０のアルキルであり、当該アルキル中の少なくとも１つの−ＣＨ_２−は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、当該アルキル中および当該アルキル中の−ＣＨ_２−が−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられた基中の少なくとも１つの水素はハロゲンまたは炭素数１〜３のアルキルで置き換えられてもよく；
Ｌ^１１、Ｌ^１２、Ｌ^１３、Ｌ^１４、Ｌ^１５、Ｌ^１６およびＬ^１７はそれぞれ独立して水素またはフッ素であり；
Ｘ^１はハロゲン、−ＣＦ_３、−ＯＣＦ_３、−Ｃ≡Ｎ、または−Ｎ＝Ｃ＝Ｓであり、
ｎ１１は０または１である。

【0010】

［２］式（１）において、ｎ１１が０である［１］に記載液晶組成物。

【0011】

［３］式（１）において、Ｌ^１１が水素であり、Ｌ^１２，Ｌ^１３、Ｌ^１６およびＬ^１７がフッ素である［１］に記載の液晶組成物。

【0012】

［４］式（１）で表される化合物が、式（１−１）〜（１−２）で表される化合物である、［１］に記載の液晶組成物。

上記式中、Ｒ^１ａは炭素数１〜１０のアルキルであり、；
Ｘ^１ａはフッ素、塩素、−Ｃ≡Ｎ、−ＣＦ_３または−ＯＣＦ_３である。

【0013】

［５］下記式（３）で表される化合物３および式（７）で表される化合物７からなる群から選ばれる少なくとも１つの化合物をさらに含む、［１］〜［４］のいずれか一項に記載の液晶組成物。

式（３）中、Ｒ^３は水素または炭素数１〜２０のアルキルであり、当該アルキル中の少なくとも１つの−ＣＨ_２−は−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−または−ＯＣＯ−で置き換えられてもよく、当該アルキル中の少なくとも１つの−ＣＨ_２−ＣＨ_２−は−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられもよく、当該アルキル中の少なくとも１つの水素はフッ素または塩素で置き換えられてもよく、ただし、当該アルキルにおいて−Ｏ−と−ＣＨ＝ＣＨ−および−ＣＯ−と−ＣＨ＝ＣＨ−が隣接することはなく；
Ｚ^３１、Ｚ^３２およびＺ^３３はそれぞれ独立して、単結合または炭素数１〜４のアルキレンであり、当該アルキレン中の少なくとも１つの−ＣＨ_２−は、−Ｏ−、−ＣＯＯ−または−ＣＦ_２Ｏ−で置き換えられてもよく；
Ｌ^３１、Ｌ^３２、Ｌ^３３，Ｌ^３４およびＬ^３５はそれぞれ独立して、水素またはフッ素であり；
Ｘ^３は水素、ハロゲン、−ＳＦ_５または炭素数１〜１０のアルキルであり、X^３中の少なくとも１つの−ＣＨ_２−は−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−または−ＯＣＯ−で置き換えられてもよく、X^３中の少なくとも１つの−ＣＨ_２−ＣＨ_２−は−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられもよく、X^３中の少なくとも１つの水素はフッ素または塩素で置き換えられてもよく、ただし、Ｘ^３において−Ｏ−と−ＣＨ＝ＣＨ−とが隣接することはなく、−ＣＯ−と−ＣＨ＝ＣＨ−とが隣接することはない。

式（７）中、Ｒ^７は炭素数１〜２０のアルキルであり、該アルキル中の少なくとも１つの−ＣＨ_２−は−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−または−ＯＣＯ−で置き換えられてもよく、該アルキル中の少なくとも１つの−ＣＨ_２−ＣＨ_２−は−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられもよく、該アルキル中の少なくとも１つの水素はフッ素または塩素で置き換えられてもよく、ただし、該アルキルにおいて−Ｏ−と−ＣＨ＝ＣＨ−および−ＣＯ−と−ＣＨ＝ＣＨ−が隣接することはなく；
Ｌ^７１、Ｌ^７２、Ｌ^７３、Ｌ^７４、Ｌ^７５、Ｌ^７６、Ｌ^７７およびＬ^７８はそれぞれ独立して、水素またはフッ素であり；
Ｚ^７１、Ｚ^７２およびＺ^７３はそれぞれ独立して、単結合、−ＣＯＯ−または−ＣＦ_２Ｏ−であるが、少なくとも一つは−ＣＯＯ−または−ＣＦ_２Ｏ−であり；
ｎ７１およびｎ７２はそれぞれ独立して０または１であり、かつｎ７１≧ｎ７２であり、；
Ｘ^７は水素、ハロゲン、−ＳＦ_５または炭素数１〜１０のアルキルであり、当該アルキレン中の少なくとも１つの−ＣＨ_２−は−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−または−ＯＣＯ−で置き換えられてもよく、当該アルキレン中の少なくとも１つの−ＣＨ_２−ＣＨ_２−は−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられもよく、当該アルキレン中の少なくとも１つの水素はフッ素または塩素で置き換えられてもよく、ただし、当該アルキレンにおいて−Ｏ−と−ＣＨ＝ＣＨ−とが隣接することはなく、−ＣＯ−と−ＣＨ＝ＣＨ−とが隣接することはない。

【0014】

［６］化合物３が、式（３−２）および式（３−３）で表される化合物の群から選ばれる１つ以上である、［５］に記載の液晶組成物。

上記式中、Ｒ^３Ａはそれぞれ独立して、炭素数１〜１２のアルキル、炭素数１〜１２のアルコキシ、炭素数２〜１２のアルケニルまたは少なくとも１つの水素がフッ素で置き換えられてもよい炭素数２〜１２のアルケニルであり；
Ｌ^３１、Ｌ^３２、Ｌ^３３，Ｌ^３４およびＬ^３５はそれぞれ独立して水素またはフッ素であり；
Ｘ^３Ａはフッ素、塩素、−ＣＦ_３または−ＯＣＦ_３である。

【0015】

［７］化合物７が、式（７−１）〜（７−８）で表される化合物の群から選ばれる１つ以上である、［５］に記載の液晶組成物。

上記式中、Ｒ^７Ａは水素、炭素数１〜１２のアルキル、炭素数１〜１１のアルコキシ、炭素数２〜１２のアルケニル、または少なくとも１つの水素がフッ素で置き換えられた炭素数２〜１２のアルケニルであり；
Ｌ^７２、Ｌ^７４、Ｌ^７５、Ｌ^７６、Ｌ^７７およびＬ^７８はそれぞれ独立して、水素またはフッ素であり；
式（７−１）〜（７−３）および（７−６）〜（７−８）において、Ｚ^７１およびＺ^７２はそれぞれ独立して、単結合、−ＣＯＯ−または−ＣＦ_２Ｏ−であるが、少なくとも一つは−ＣＯＯ−または−ＣＦ_２Ｏ−であり、式（７−４）および（７−５）においては、Ｚ^７１はそれぞれ独立して、−ＣＯＯ−または−ＣＦ_２Ｏ−であり、
Ｘ^７Ａは、フッ素、塩素、−ＣＦ_３または−ＯＣＦ_３である。

【0016】

［８］化合物７が、式（７−２−２−Ｅ）、（７−２−５−Ｅ）、（７−２−２−Ｆ）、（７−２−５−Ｆ）および（７−２−６−Ｆ）で表される化合物の群から選ばれる１つ以上である、［７］に記載の液晶組成物。

（上記式中、Ｒ^７Ａは、炭素数１〜１２のアルキル、炭素数１〜１１のアルコキシ、炭素数２〜１２のアルケニル、または少なくとも１つの水素がフッ素で置き換えられた炭素数２〜１２のアルケニルであり；
Ｘ^７Ａは、フッ素、塩素、−ＣＦ_３または−ＯＣＦ_３である。）

【0017】

［９］アキラル成分Ｔの全重量に対して、化合物１を合計で３重量％〜２０重量％含有し、化合物３を合計で２０重量％〜６７重量％、化合物７を合計で３０重量％〜７７重量％含有する、［５］に記載の液晶組成物。

【0018】

［１０］アキラル成分Ｔが、さらに式（４）で表される化合物４、および（２）で表される化合物２の群から選ばれる少なくとも１つの化合物をさらに含む、、［１］〜［９］のいずれか一項に記載の液晶組成物。

式（４）中、Ｒ^４は、炭素数１〜１２のアルキル、炭素数１〜１２のアルコキシ、炭素数２〜１２のアルケニル、または少なくとも１つの水素がフッ素で置き換えられた炭素数２〜１２のアルケニルであり；
環Ｂはそれぞれ独立して、１，４−シクロへキシレン、１，４−フェニレン、２−フルオロ−１，４−フェニレン、３−フルオロ−１，４−フェニレン、３，５−ジフルオロ−１，４−フェニレン、３，５−ジクロロ−１，４−フェニレンまたはピリミジン−２，５−ジイルであり；
Ｚ^４１はそれぞれ独立して、単結合、エチレン、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＦ_２Ｏ−または−ＯＣＦ_２−であり；
Ｌ^４８およびＬ^４９はそれぞれ独立して、水素またはフッ素であり；
Ｘ^４はフッ素、塩素、−ＣＦ_３または−ＯＣＦ_３であり；
ｎ４１は、１、２、３または４であり、ただしｎ４１が３または４である場合、少なくとも１つのＺ^４１は−ＣＦ_２Ｏ−または−ＯＣＦ_２−であり、ｎ４１が３の場合は、環Ｂのすべてがフッ素で置換された１，４−フェニレンであることはない。

式（２）中、Ｒ^２は水素または炭素数１〜２０のアルキルであり、当該アルキル中の少なくとも１つの−ＣＨ_２−は−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−または−ＯＣＯ−で置き換えられてもよく、当該アルキル中の少なくとも１つの−ＣＨ_２−ＣＨ_２−は−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられもよく、当該アルキル中、アルキル中の少なくとも１つの−ＣＨ_２−が−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−または−ＯＣＯ−で置き換えられた基中、またはアルキル中の少なくとも１つの−ＣＨ_２−が−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−または−ＯＣＯ−で置き換えられた基中の少なくとも１つの−ＣＨ_２−ＣＨ_２−が−ＣＨ＝ＣＨ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられた基中の少なくとも１つの水素はフッ素または塩素で置き換えられてもよく、ただし、Ｒ^２において−Ｏ−と−ＣＨ＝ＣＨ−および−ＣＯ−と−ＣＨ＝ＣＨ−が隣接することはなく；
環Ａ^２１、環Ａ^２２、環Ａ^２３、環Ａ^２４および環Ａ^２５はそれぞれ独立して、１，４−シクロへキシレン、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、１，４−フェニレン、１つまたは２つの水素がフッ素で置き換えられた１，４−フェニレン、２つの水素がそれぞれフッ素と塩素で置き換えられた１，４−フェニレン、ピリジン−２，５−ジイル、ピリミジン−２，５−ジイルであり；
Ｚ^２１、Ｚ^２２、Ｚ^２３、Ｚ^２４、Ｚ^２５およびＺ^２６はそれぞれ独立して、単結合または炭素数１〜４のアルキレンであり、当該アルキレン中の少なくとも１つの−ＣＨ_２−は、−Ｏ−、−ＣＯＯ−または−ＣＦ_２Ｏ−で置き換えられてもよく；
Ｌ^２１、Ｌ^２２およびＬ^２３はそれぞれ独立して、水素またはフッ素であり；
Ｘ^２はフッ素、塩素、−ＣＦ_３、−ＣＨＦ_２、−ＣＨ_２Ｆ、、−ＯＣＦ_３、−ＯＣＨＦ_２、−ＯＣＨ_２Ｆ、−ＯＣＦ_２ＣＦＨＣＦ_３または−ＣＨ＝ＣＨＣＦ_３であり；
ｎ２１、ｎ２２、ｎ２３、ｎ２４およびｎ２５はそれぞれ独立して、０または１であり、２≦ｎ２１＋ｎ２２＋ｎ２３＋ｎ２４＋ｎ２５≦３である。

【0019】

［１１］化合物４が、式（４−１）〜（４−９）で表される化合物の群から選ばれる１つ以上であり、化合物２が、式（２−１−１−２）、(２−１−２−１)、(２−１−３−１)、(２−１−３−２)、（２−１−４−２）および(２−１−４−３)で表される化合物の群から選ばれる１以上である［１０］に記載の液晶組成物。

（上記式中、Ｒ^４Ａはそれぞれ独立して、炭素数１〜１２のアルキル、炭素数１〜１２のアルコキシ、炭素数２〜１２のアルケニルまたは少なくとも１つの水素がフッ素で置き換えられた炭素数２〜１２のアルケニルであり；
Ｘ^４Ａはフッ素、塩素、−ＣＦ_３または−ＯＣＦ_３であり；
Ｌ^４０〜Ｌ^４９はそれぞれ独立して水素またはフッ素である。

上記式中、Ｒ^２Ａは炭素数１〜１２のアルキル、炭素数１〜１２のアルコキシ、炭素数２〜１２のアルケニル、または、少なくとも１つの水素がフッ素で置き換えられた炭素数２〜１２のアルケニルであり；
（Ｆ）はそれぞれ独立して、水素またはフッ素であり；
Ｘ^２Ａは、フッ素、塩素、−ＣＦ_３または−ＯＣＦ_３である。

【0020】

［１２］キラル剤が、式（Ｋ１）〜（Ｋ６）で表される化合物の群から選択される少なくとも１つの化合物である、［１］〜［１１］のいずれか一項に記載の液晶組成物。

（上記式中、Ｒ^Ｋはそれぞれ独立して、水素、ハロゲン、−Ｃ≡Ｎ、−Ｎ＝Ｃ＝Ｏ、−Ｎ＝Ｃ＝Ｓまたは炭素数１〜２０のアルキルであり、当該アルキル中の少なくとも１つの−ＣＨ_２−は−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−または−ＯＣＯ−で置き換えられてもよく、当該アルキル中の少なくとも１つの−ＣＨ_２−ＣＨ_２−は−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられもよく、当該アルキル中の少なくとも１つの水素はフッ素または塩素で置き換えられてもよく；
Ａはそれぞれ独立して、芳香族性の６〜８員環、非芳香族性の３〜８員環、または、炭素数９以上の縮合環であり、これらの環の少なくとも１つの水素はハロゲン、炭素数１〜３のアルキルまたはハロアルキルで置き換えられてもよく、環の−ＣＨ_２−は−Ｏ−、−Ｓ−または−ＮＨ−で置き換えられてもよく、−ＣＨ＝は−Ｎ＝で置き換えられてもよく；
Ｂはそれぞれ独立して、水素、ハロゲン、炭素数１〜３のアルキル、炭素数１〜３のハロアルキル、芳香族性の６〜８員環、非芳香族性の３〜８員環、または、炭素数９以上の縮合環であり、これらの環の少なくとも１つの水素がハロゲン、炭素数１〜３のアルキルまたはハロアルキルで置き換えられてもよく、当該アルキル中の−ＣＨ_２−は−Ｏ−、−Ｓ−または−ＮＨ−で置き換えられてもよく、−ＣＨ＝は−Ｎ＝で置き換えられてもよく；
Ｚはそれぞれ独立して、単結合、炭素数１〜８のアルキレンであり、当該アルキレン中の少なくとも１つの−ＣＨ_２−は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＳＯ−、−ＯＣＳ−、−Ｎ＝Ｎ−、−ＣＨ＝Ｎ−または−Ｎ＝ＣＨ−で置き換えられてもよく、当該アルキレン中の少なくとも１つの−ＣＨ_２−ＣＨ_２−は−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、当該アルキレン中の少なくとも１つの水素はハロゲンで置き換えられてもよく；
Ｘはそれぞれ独立して、単結合、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＯＣＨ_２−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−、または−ＣＨ_２ＣＨ_２−であり；
ｍＫはそれぞれ独立して、１〜４の整数である。）

【0021】

［１３］−２０℃〜７０℃のいずれかの温度においてキラルネマチック相を示し、この温度範囲の少なくとも一部において螺旋ピッチが７００ｎｍ以下である、［１］〜［１２］のいずれか一項に記載の液晶組成物。

【0022】

［１４］［１］〜［１３］のいずれか一項に記載の液晶組成物と、重合性モノマーとを含む混合物。

【0023】

［１５］［１４］に記載の混合物を重合して得られる、光学的に等方性の液晶相で駆動される素子に用いられる高分子／液晶複合材料。

【0024】

［１６］一方または両方の基板に電極が配置され、基板間に配置された液晶媒体、および電極を介して液晶媒体に電界を印加する電界印加手段を備えた光素子であって、液晶媒体が、［１］〜［１３］のいずれか一項に記載の液晶組成物、または、［１５］に記載の高分子／液晶複合材料である光素子。

【0025】

［１７］［１］〜［１３］のいずれか一項に記載の液晶組成物または［１５］に記載のの高分子／液晶複合材料の光素子への使用。

【0026】

［１８］式（１−１）および式（１−２）で表される化合物。

上記式中、Ｒ^１ａは炭素数１〜１０のアルキルであり、；
Ｘ^１ａはフッ素、塩素、−Ｃ≡Ｎ、−ＣＦ_３または−ＯＣＦ_３である。

【0027】

本明細書において、「液晶化合物」とはメソゲンを有する化合物を表し、液晶相を発現する化合物に限定されない。具体的には、ネマチック相、スメクチック相などの液晶相を発現する化合物および液晶相を有しないが液晶組成物の成分として有用な化合物の総称である。
「液晶媒体」とは、液晶組成物および高分子／液晶複合体の総称である。
「アキラル成分」とはアキラルなメソゲン化合物であって、光学活性化合物および重合性官能基を有する化合物を含まない成分である。したがって、「アキラル成分」には、キラル剤、モノマー、重合開始剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、硬化剤、安定剤等は含まれない。
「キラル剤」は、光学活性化合物であり、液晶組成物に所望のねじれた分子配列を与える為に添加されるために用いられる成分である。
「液晶表示素子」は、液晶表示パネルおよび液晶表示モジュールの総称である。
また、「光素子」とは、電気光学効果を利用して、光変調や光スイッチングなどの機能を奏する各種の素子を指し、たとえば、表示素子（液晶表示素子）、光通信システム、光情報処理や種々のセンサーシステムに用いられる光変調素子が挙げられる。光学的に等方性の液晶媒体への電圧印加による屈折率の変化を利用した光変調については、カー効果が知られている。カー効果とは電気複屈折値Δｎ（Ｅ）が電場Ｅの二乗に比例する現象であり、カー効果を示す材料ではΔｎ（Ｅ）＝ＫλＥ^２が成立する（Ｋ：カー係数（カー定数）、λ：波長））。ここで、電気複屈折値とは、等方性媒体に電界を印加した時に誘起される屈折率異方性値である。

【0028】

「液晶化合物」、「液晶組成物」、「液晶表示素子」をそれぞれ「化合物」、「組成物」、「素子」と略すことがある。
また、たとえば液晶相の上限温度は液晶相−等方相の相転移温度であり、そして単に透明点または上限温度と略すことがある。液晶相の下限温度を単に下限温度と略すことがある。式（１）で表わされる化合物を化合物１と略すことがある。この略記は式（２）などで表される化合物にも適用することがある。式（２）〜（５）において、六角形で囲んだＡ^１、Ｂ、Ｃなどの記号はそれぞれ環Ａ^１、環Ｂ、環Ｃなどに対応する。百分率で表した化合物の量は組成物の全重量に基づいた重量百分率（重量％）である。環Ａ^１、Ｙ^１、Ｂなど複数の同じ記号を同一の式または異なった式に記載したが、これらはそれぞれが同一であってもよいし、または異なってもよい。

【0029】

本明細書中、「アルキル」の具体例は、−ＣＨ_３、−Ｃ_２Ｈ_５、−Ｃ_３Ｈ_７、−Ｃ_４Ｈ_９、−Ｃ_５Ｈ_１１、−Ｃ_６Ｈ_１３、−Ｃ_７Ｈ_１５、−Ｃ_８Ｈ_１７、−Ｃ_９Ｈ_１９、−Ｃ_１０Ｈ_２１、−Ｃ_１１Ｈ_２３、−Ｃ_１２Ｈ_２５、−Ｃ_１３Ｈ_２７、−Ｃ_１４Ｈ_２９、および−Ｃ_１５Ｈ_３１が挙げられる。

【0030】

本明細書中、「アルコキシ」の具体例は、−ＯＣＨ_３、−ＯＣ_２Ｈ_５、−ＯＣ_３Ｈ_７、−ＯＣ_４Ｈ_９、−ＯＣ_５Ｈ_１１、−ＯＣ_６Ｈ_１３および−ＯＣ_７Ｈ_１５、−ＯＣ_８Ｈ_１７、−ＯＣ_９Ｈ_１９、−ＯＣ_１０Ｈ_２１、−ＯＣ_１１Ｈ_２３、−ＯＣ_１２Ｈ_２５、−ＯＣ_１３Ｈ_２７、および−ＯＣ_１４Ｈ_２９が挙げられる。

【0031】

本明細書中、「アルコキシアルキル」の具体例は、−ＣＨ_２ＯＣＨ_３、−ＣＨ_２ＯＣ_２Ｈ_５、−ＣＨ_２ＯＣ_３Ｈ_７、−（ＣＨ_２）_２−ＯＣＨ_３、−（ＣＨ_２）_２−ＯＣ_２Ｈ_５、−（ＣＨ_２）_２−ＯＣ_３Ｈ_７、−（ＣＨ_２）_３−ＯＣＨ_３、−（ＣＨ_２）_４−ＯＣＨ_３、および−（ＣＨ_２）_５−ＯＣＨ_３が挙げられる。

【0032】

本明細書中、「アルケニル」の具体例は、−ＣＨ＝ＣＨ_２、−ＣＨ＝ＣＨＣＨ_３、−ＣＨ_２ＣＨ＝ＣＨ_２、−ＣＨ＝ＣＨＣ_２Ｈ_５、−ＣＨ_２ＣＨ＝ＣＨＣＨ_３、−（ＣＨ_２）_２−ＣＨ＝ＣＨ_２、−ＣＨ＝ＣＨＣ_３Ｈ_７、−ＣＨ_２ＣＨ＝ＣＨＣ_２Ｈ_５、−（ＣＨ_２）_２−ＣＨ＝ＣＨＣＨ_３、および−（ＣＨ_２）_３−ＣＨ＝ＣＨ_２が挙げられる。

【0033】

本明細書中、「アルケニルオキシ」の具体例は、−ＯＣＨ_２ＣＨ＝ＣＨ_２、−ＯＣＨ_２ＣＨ＝ＣＨＣＨ_３、および−ＯＣＨ_２ＣＨ＝ＣＨＣ_２Ｈ_５が挙げられる。

【0034】

本明細書中、「アルキニル」の具体例は、−Ｃ≡ＣＨ、−Ｃ≡ＣＣＨ_３、−ＣＨ_２Ｃ≡ＣＨ、−Ｃ≡ＣＣ_２Ｈ_５、−ＣＨ_２Ｃ≡ＣＣＨ_３、−（ＣＨ_２）_２−Ｃ≡ＣＨ、−Ｃ≡ＣＣ_３Ｈ_７、−ＣＨ_２Ｃ≡ＣＣ_２Ｈ_５、−（ＣＨ_２）_２−Ｃ≡ＣＣＨ_３、および−Ｃ≡Ｃ（ＣＨ_２）_５が挙げられる。

【0035】

本明細書中、「ハロゲン」の具体例は、フッ素、塩素、臭素、およびヨウ素が挙げられる。

【発明の効果】

【0036】

本発明の好ましい化合物は液晶性を示し、比較的高い透明点、広いネマチック相温度範囲、大きな誘電率異方性を有する。
本発明の好ましい液晶組成物および高分子／液晶複合材料等は、熱、光などに対する安定性、光学的に等方性の液晶相の高い上限温度と低い下限温度を示し、大きな誘電率異方性を有する。また、本発明の好ましい態様の高分子／液晶複合材料は、光学的に等方性の液晶相の高い上限温度、低い下限温度を示し、光学的に等方性の液晶相で駆動させる光素子において低い駆動電圧を有する。
また、本発明の好ましい態様の光学的に等方性の液晶相で駆動される光素子は、幅広い温度範囲で使用可能であり、低電圧駆動が可能であり、高速な電気光学応答が可能であり、大きなコントラスト比を有する。

【図面の簡単な説明】

【0037】

【図1】実施例で用いた櫛型電極基板を示す。

【図2】実施例で用いた光学系を示す。

【発明を実施するための形態】

【0038】

本発明の光学的に等方性の液晶相を有する液晶組成物は、アキラル成分Ｔとキラル剤を含有し、アキラル成分Ｔは第一成分として、前記式（１）で表される化合物を含む。本発明の液晶組成物の第１の態様は、第一成分と本明細書中で特に成分名を示していないその他の成分を含有する組成物である。まず、式（１）で表される化合物について説明する。また、本発明の液晶組成物は上記成分の他に、溶媒、モノマー、重合開始剤、硬化剤、安定剤（酸化防止剤、紫外線吸収剤等）等をさらに含有してもよい。

【0039】

１−１ 化合物１
式（１）において、Ｒ^１は水素または炭素数１〜２０のアルキルであり、当該アルキル中の少なくとも１つの−ＣＨ_２−は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、当該アルキル中および当該アルキル中の−ＣＨ_２−が−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられた基中の少なくとも１つの水素はハロゲンまたは炭素数１〜３のアルキルで置き換えられてもよい。
たとえば、ＣＨ_３（ＣＨ_２）_３−において少なくとも１つの−ＣＨ_２−を−Ｏ−、−Ｓ−または−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えた基の例として、ＣＨ_３（ＣＨ_２）_２Ｏ−、ＣＨ_３−Ｏ−（ＣＨ_２）_２−、ＣＨ_３−Ｏ−ＣＨ_２−Ｏ−、ＣＨ_３（ＣＨ_２）_２Ｓ−、ＣＨ_３−Ｓ−（ＣＨ_２）_２−、ＣＨ_３−Ｓ−ＣＨ_２−Ｓ−、ＣＨ_２＝ＣＨ−（ＣＨ_２）_３−、ＣＨ_３−ＣＨ＝ＣＨ−（ＣＨ_２）_２−、ＣＨ_３−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＨ_２Ｏ−、ＣＨ_３ＣＨ_２Ｃ≡Ｃ−等が挙げられる。たとえば、ＣＨ_３（ＣＨ_２）_３−または、ＣＨ_３（ＣＨ_２）_３−において少なくとも１つの−ＣＨ_２−を−Ｏ−、−Ｃ≡Ｃ−または−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えた基中の少なくとも１つの水素がハロゲンに置き換えられた基の例として、ＣｌＣＨ_２（ＣＨ_２）_３−、ＣＦ_２＝ＣＨ−（ＣＨ_２）_３−、ＣＨ_２Ｆ（ＣＨ_２）_２Ｏ−、ＣＨ_２ＦＣＨ_２Ｃ≡Ｃ−等が挙げられる。

【0040】

Ｒ^１における−ＣＨ＝ＣＨ−の好ましい立体配置は、二重結合の位置に依存する。−ＣＨ＝ＣＨＣＨ_３、−ＣＨ＝ＣＨＣ_２Ｈ_５、−ＣＨ＝ＣＨＣ_３Ｈ_７、−ＣＨ＝ＣＨＣ_４Ｈ_９、−Ｃ_２Ｈ_４ＣＨ＝ＣＨＣＨ_３、および−Ｃ_２Ｈ_４ＣＨ＝ＣＨＣ_２Ｈ_５のような奇数位に二重結合をもつアルケニルにおいてはトランス配置が好ましい。−ＣＨ_２ＣＨ＝ＣＨＣＨ_３、−ＣＨ_２ＣＨ＝ＣＨＣ_２Ｈ_５、および−ＣＨ_２ＣＨ＝ＣＨＣ_３Ｈ_７のような偶数位に二重結合をもつアルケニルにおいてはシス配置が好ましい。好ましい立体配置を有するアルケニル化合物は、高い上限温度または液晶相の広い温度範囲を有する。Mol. Cryst. Liq. Cryst., 1985, 131, 109およびMol. Cryst. Liq. Cryst., 1985, 131, 327に詳細な説明がある。また、アルケニル基の位置はベンゼン環と共役を作らない位置が好ましい。

【0041】

Ｒ^１におけるアルキルとしては、直鎖でも分岐鎖でもよく、アルキルの具体的な例は、−ＣＨ_３、−Ｃ_２Ｈ_５、−Ｃ_３Ｈ_７、−Ｃ_４Ｈ_９、−Ｃ_５Ｈ_１１、−Ｃ_６Ｈ_１３、−Ｃ_７Ｈ_１５、−Ｃ_８Ｈ_１７、−Ｃ_９Ｈ_１９、−Ｃ_１０Ｈ_２１、−Ｃ_１１Ｈ_２３、−Ｃ_１２Ｈ_２５、−Ｃ_１３Ｈ_２７、−Ｃ_１４Ｈ_２９、および−Ｃ_１５Ｈ_３１である。

【0042】

Ｒ^１におけるアルコキシとしては、直鎖でも分岐鎖でもよく、アルコキシの具体的な例は、−ＯＣＨ_３、−ＯＣ_２Ｈ_５、−ＯＣ_３Ｈ_７、−ＯＣ_４Ｈ_９、−ＯＣ_５Ｈ_１１、−ＯＣ_６Ｈ_１３および−ＯＣ_７Ｈ_１５、−ＯＣ_８Ｈ_１７、−ＯＣ_９Ｈ_１９、−ＯＣ_１０Ｈ_２１、−ＯＣ_１１Ｈ_２３、−ＯＣ_１２Ｈ_２５、−ＯＣ_１３Ｈ_２７、および−ＯＣ_１４Ｈ_２９である。

【0043】

Ｒ^１におけるアルコキシアルキルとしては、直鎖でも分枝でもよく、アルコキシアルキルの具体的な例は、−ＣＨ_２ＯＣＨ_３、−ＣＨ_２ＯＣ_２Ｈ_５、−ＣＨ_２ＯＣ_３Ｈ_７、−（ＣＨ_２）_２−ＯＣＨ_３、−（ＣＨ_２）_２−ＯＣ_２Ｈ_５、−（ＣＨ_２）_２−ＯＣ_３Ｈ_７、−（ＣＨ_２）_３−ＯＣＨ_３、−（ＣＨ_２）_４−ＯＣＨ_３、および−（ＣＨ_２）_５−ＯＣＨ_３である。

【0044】

Ｒ^１におけるアルケニルとしては、直鎖でも分枝でもよく、アルケニルの具体的な例は、−ＣＨ_２ＣＨ＝ＣＨ_２、−ＣＨ_２ＣＨ＝ＣＨＣＨ_３、−（ＣＨ_２）_２−ＣＨ＝ＣＨ_２、−ＣＨ_２ＣＨ＝ＣＨＣ_２Ｈ_５、−（ＣＨ_２）_２−ＣＨ＝ＣＨＣＨ_３、および−（ＣＨ_２）_３−ＣＨ＝ＣＨ_２である。

【0045】

Ｒ^１におけるアルケニルオキシとしては、直鎖でも分枝でもよく、アルケニルオキシの具体的な例は、−ＯＣＨ_２ＣＨ＝ＣＨ_２、−ＯＣＨ_２ＣＨ＝ＣＨＣＨ_３、および−ＯＣＨ_２ＣＨ＝ＣＨＣ_２Ｈ_５である。

【0046】

Ｒ^１におけるアルキニルとしては、直鎖でも分岐鎖でもよく、アルキニルの具体的例は、−Ｃ≡ＣＨ、−Ｃ≡ＣＣＨ_３、−ＣＨ_２Ｃ≡ＣＨ、−Ｃ≡ＣＣ_２Ｈ_５、−ＣＨ_２Ｃ≡ＣＣＨ_３、−（ＣＨ_２）_２−Ｃ≡ＣＨ、−Ｃ≡ＣＣ_３Ｈ_７、−ＣＨ_２Ｃ≡ＣＣ_２Ｈ_５、−（ＣＨ_２）_２−Ｃ≡ＣＣＨ_３、および−Ｃ≡Ｃ（ＣＨ_２）_５である。

【0047】

Ｒ^１は式（ＣＨＮ−１）〜（ＣＨＮ−６）で表される構造が好ましい。より好ましくは（ＣＨＮ−１）または（ＣＨＮ−２）である。

（上記式中、Ｒ^１ａは水素または炭素数１〜２０のアルキルである。）

【0048】

式（１）においてＬ^１１、Ｌ^１２、Ｌ^１３、Ｌ^１４、Ｌ^１５、Ｌ^１６およびＬ^１７はそれぞれ独立して水素またはフッ素であるが、Ｌ^１１が水素である化合物は、低温での相溶性が良好であり、Ｌ^１１がフッ素であるものは誘電率異方性が大きい。好ましいＬ^１１は水素である。Ｌ^１２〜Ｌ^１６いずれも水素である化合物は、透明点が高く、低温での相溶性が良好である。Ｌ^１２〜Ｌ^１６いずれか一方のみフッ素である化合物は、誘電率異方性が大きい。Ｌ^１２、Ｌ^１３、存在する場合Ｌ^１４、Ｌ^１６およびＬ^１７がフッ素であり、Ｌ^１１および、存在する場合Ｌ^１５が水素である化合物は、誘電率の大きさと相溶性のバランスが良好である。

【0049】

式（１）において、Ｘ^１はハロゲン、−ＣＦ_３、−ＯＣＦ_３、−Ｃ≡Ｎ、または−Ｎ＝Ｃ＝Ｓ、である。

【0050】

Ｘ^１の好ましい例は、フッ素、−Ｃ≡Ｎ、−ＣＦ_３である。
より好ましいＸ^１の例は、フッ素、および−ＣＦ_３である。

【0051】

化合物１として、好ましくは式（１−１）〜（１−２）で表される化合物である。

（上記式中、Ｒ^１ａは炭素数１〜１０のアルキルであり、；
Ｘ^１ａはフッ素、塩素、−Ｃ≡Ｎ、−ＣＦ_３または−ＯＣＦ_３である。）

【0052】

１−２ 化合物１の性質
化合物１は、素子が通常使用される条件下で物理的および化学的に極めて安定であり、ｎ１１＝１のものは、比較的大きな誘電率異方性と大きな屈折率異方性を有し、透明点が高く、他の化合物との相溶性が比較的よい。この化合物を含有する組成物は素子が通常使用される条件下で安定である。したがって、液晶組成物においてｎ１１＝１の化合物１を用いると、液晶相の温度範囲を広げることが可能となり、幅広い温度範囲で表示素子として使用することができる。
化合物１においてｎ１１＝０のものは、大きな誘電率異方性と比較的大きな屈折率異方性を有するため、この化合物１は光学的に等方性の液晶相で駆動される液晶組成物の駆動電圧を下げるための成分として有用である。
化合物１は、少量使用するだけで透明点を上げることができる、または駆動電圧を低下させる、低温側の温度範囲を広げるという、優れた特長を有する。

【0053】

１−３ 化合物１の合成
化合物１は公知の有機合成化学における手法を適切に組み合わせることにより合成できる。化合物１を合成する方法は複数あり、市販の試薬から適宜、合成することが可能である。
また、化合物１を合成する際、出発物に目的の末端基、環および結合基を導入する方法は、オーガニック・シンセシス（Organic Syntheses, John Wiley & Sons, Inc）、オーガニック・リアクションズ（Organic Reactions, John Wiley & Sons, Inc)、コンプリヘンシブ・オーガニック・シンセシス（Comprehensive Organic Synthesis, Pergamon Press）、新実験化学講座（丸善）などに記載されている。

【0054】

以下に、化合物１を合成するスキームの一例を示すが、化合物１の合成が当該スキームに限定されることはない。

【0055】

【0056】

１−３−１ 化合物（１０２）の合成
ハロゲン化合物（１０１）および（１０２）は市販されている、もしくは一般的な有機化学合成法により準備できる。ハロゲン化合物（１０２）にマグネシウム等の金属を作用させてＧｒｉｇｎａｒｄ試薬を調製し、さらにパラジウム触媒下でハロゲン化合物（１０１）とクロスカップリング反応を行うことにより化合物（１０３）に誘導できる。
１−３−２ 化合物（１０４）の合成
化合物（１０３）にブチルリチウムなどを用いてリチウム試薬とした後に、ヨウ素を作用させてヨウ素化合物を得る。次いで、得られたヨウ素化合物を炭酸カリウムなどの塩基とパラジウム触媒の存在下で３−フルオロ−５−クロロ−フェニルボロン酸と鈴木カップリング反応を行うことにより化合物（１０４）を得ることができる。

【0057】

１−３−３ 化合物（１０６）の合成
化合物（１０４）にブチルリチウムなどを用いてリチウム試薬とした後に、ヨウ素を作用させてヨウ素化合物を得る。次いで、得られたヨウ素化合物を炭酸カリウムなどの塩基とパラジウム触媒の存在下で、対応するフェニルボロン酸（１０５）と鈴木カップリング反応を行うことにより化合物（１０６）を得ることができる。

【0058】

１−３−４ 化合物（１）の合成
化合物（１０６）にブチルリチウムなどを用いてリチウム試薬とした後に、炭酸ガスを作用させてカルボン酸誘導体（１０７）を得る。得られたカルボン酸誘導体（１０７）にジシクロヘキシルカルボジイミド（ＤＣＣ）およびジメチルアミノピリジン（ＤＭＡＰ）を用いてエステル化反応を行うことにより、化合物（１）を得ることができる。

【0059】

２−１ 液晶組成物
本発明の液晶組成物は、式（１）で表される化合物１を含有し、光学的に等方性の液晶相を発現する組成物である。また、光学的に等方性の液晶組成物は化合物１を含むアキラル成分Ｔの他に、キラル剤を含み、さらに、酸化防止剤、紫外線吸収剤、安定剤等を含んでもよい。

【0060】

アキラル成分Ｔは、化合物１として１つの化合物からなる場合も、化合物１として式（１）で表される２つ以上の化合物を含有する場合も含む。さらに、アキラル成分は、必要に応じて化合物３〜７からなる群から選ばれる１つ以上の化合物を含む。アキラル成分Ｔは、化合物１の他に、化合物２，３，５および７を含むことが好ましく、化合物３、７を含むことが特に好ましく、さらに求められる性質に応じて化合物４と６を含むことができる。化合物１および３〜７は液晶化合物である。
化合物１は比較的高い透明点、大きな誘電率異方性、比較的良好な低温での相溶性を併せ持つため、化合物１を用いたアキラル成分Ｔも、広い液晶相温度範囲、または大きな誘電率異方性を発現する。このため、アキラル成分Ｔを用いた光学的に等方性の液晶組成物も、光素子に用いる組成物として有用である。
アキラル成分Ｔの全重量に対して、化合物１を合計で１重量％〜３０重量％含有することが好ましく、３重量％〜２０重量％含有することがさらに好ましく、５重量％〜１５重量％含有することが特に好ましい。
大きな誘電率異方性を発現させるためには、化合物３と７で表される群から選択される化合物をさらに添加することが好ましい。この組成物は非常に大きな誘電率異方性を発現するため、光素子の低電圧化に極めて有効な組成物である。

【0061】

２−２−１ 化合物２
本発明のアキラル成分は、化合物１に加えて、さらに式（２）で表される化合物２を１つ以上含んでもよい。すなわち、本発明は、アキラル成分Ｔにおいて、化合物２として１つの化合物からなる場合も、化合物２として式（２）で表される複数の化合物を含有する場合も含む。

式中、Ｒ^２は水素または炭素数１〜２０のアルキルであり、当該アルキル中の少なくとも１つの−ＣＨ_２−は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、当該アルキル中および当該アルキル中の−ＣＨ_２−が−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられた基中の少なくとも１つの水素はハロゲンまたは炭素数１〜３のアルキルで置き換えられてもよく；環Ａ^２１、環Ａ^２２、環Ａ^２３、環Ａ^２４、および環Ａ^２５は独立して、１，４−シクロへキシレン、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、１，４−フェニレン、１つまたは２つの水素がフッ素で置き換えられた１，４−フェニレン、２つの水素がそれぞれフッ素と塩素で置き換えられた１，４−フェニレン、ピリジン−２，５−ジイル、ピリミジン−２，５−ジイルであり；Ｚ^２１、Ｚ^２２、Ｚ^２３、Ｚ^２４、Ｚ^２５、およびＺ^２６は独立して、単結合または−ＣＦ_２Ｏ−であり、；Ｌ^２１、Ｌ^２２およびＬ^２３は独立して、水素またはフッ素であり；Ｘ^２はフッ素、塩素、−ＣＦ_３、または−ＯＣＦ_３であり；ｎ２１、ｎ２２、ｎ２３、ｎ２４、およびｎ２５は独立して、０または１であり、２≦ｎ２１＋ｎ２２＋ｎ２３＋ｎ２４＋ｎ２５≦３である。

【0062】

式（２）中のＲ^２は、炭素数１〜１２のアルキル、炭素数１〜１２のアルコキシ、炭素数２〜１２のアルケニル、または少なくとも１つの水素がフッ素で置き換えられた炭素数２〜１２のアルケニルが好ましい。

【0063】

化合物の安定性や大きな誘電率異方性の点から、式（２）中の環Ａ^２１、環Ａ^２２、環Ａ^２３、環Ａ^２４および環Ａ^２５は、１，４−フェニレン、１つまたは２つの水素がフッ素で置き換えられた１，４−フェニレンが好ましい。

【0064】

式（２）中のＺ^２１、Ｚ^２２、Ｚ^２３、Ｚ^２４、Ｚ^２５およびＺ^２６は、すべて単結合であるか少なくとも一つが−ＣＦ_２Ｏ−であることが好ましく、他の液晶化合物との相溶性が重視される場合は、少なくとも一つが−ＣＦ_２Ｏ−であることが好ましい。
式（２）中、ｎ２４＝１であり、Ｚ^２５が−ＣＦ_２Ｏ−であることが特に好ましい。

【0065】

式（２）中のＸ^２はフッ素、塩素、−ＣＦ_３、−ＣＨＦ_２、−ＣＨ_２Ｆ、−ＯＣＦ_３、−ＯＣＨＦ_２、−ＯＣＨ_２Ｆ、−ＯＣＦ_２ＣＦＨＣＦ_３または−ＣＨ＝ＣＨＣＦ_３であり、好ましくはフッ素、塩素、−ＣＦ_３および−ＯＣＦ_３である。
式（２）中、ｎ２１＋ｎ２２＋ｎ２３＋ｎ２４＋ｎ２５＝２の化合物は透明点が高く、ｎ２１＋ｎ２２＋ｎ２３＋ｎ２４＋ｎ２５＝１の化合物は融点が低い。
式（２）中のＲ^２Ａがアルケニルであるとき、好ましい立体配置は、式（１）のＲ^１における−ＣＨ＝ＣＨ−の好ましい立体配置に準ずる。
式（２）中の結合基Ｚ^２１〜Ｚ^２６は単結合、または−ＣＦ_２Ｏ−であるため、化学的に比較的安定であって、比較的劣化を起こしにくい。さらに結合基が単結合であるときは、粘度が小さい。また、結合基が−ＣＦ_２Ｏ−であるときは、誘電率異方性が大きい。
式（２）中の右末端基Ｘ^２がフッ素、塩素、−ＯＣＦ_３であるときは、他の液晶化合物との低温での相溶性に優れ、−ＣＦ_３であるときは、駆動電圧低下効果が大きい。

【0066】

化合物２において、式（２−１）の化合物を用いることが好ましい。

（式中、Ｒ^２Ａは、炭素数１〜１２のアルキル、炭素数１〜１２のアルコキシ、炭素数２〜１２のアルケニル、または少なくとも１以上の水素がフッ素で置き換えられた炭素数２〜１２のアルケニルであり；
Ｚ^２１、Ｚ^２２、Ｚ^２３、Ｚ^２４、Ｚ^２５、およびＺ^２６はそれぞれ独立して、単結合または−ＣＦ_２Ｏ−であり；
式（２−１）中のｎ２２、ｎ２３、ｎ２４およびｎ２５は独立して、０または１であり、ｎ２２＋ｎ２３＋ｎ２４＋ｎ２５は１〜２の整数である。
Ｘ^２Ａはフッ素、塩素、−ＣＦ_３および−ＯＣＦ_３であり；
（Ｆ）はそれぞれ独立して水素またはフッ素を表す。）

【0067】

式（２）および式（２−１）中のＲ^２ＡおよびＺ^２１〜Ｚ^２６中のアルケニルにおいて、−ＣＨ＝ＣＨ−の好ましい立体配置は、式（１）のＲ^１における−ＣＨ＝ＣＨ−の好ましい立体配置に準ずる。

【0068】

Ｚ^２１、Ｚ^２２、Ｚ^２３、Ｚ^２４、Ｚ^２５およびＺ^２６はそれぞれ独立して、単結合または−ＣＦ_２Ｏ−であり、他の液晶化合物との相溶性が重視される場合は、Ｚ^２１、Ｚ^２２、Ｚ^２３、Ｚ^２４、Ｚ^２５およびＺ^２６は、少なくとも１つが−ＣＦ_２Ｏ−であることが好ましい。
式（２−１）中、ｎ２４＝１であり、Ｚ^２５が−ＣＦ_２Ｏ−であることが特に好ましい。

【0069】

化合物２において、式（２−１−１）〜（２−１−５）で表される化合物を用いることがさらに好ましい。

（式中、Ｒ^２Ａ，Ｚ^２１〜Ｚ^２６、Ｘ^２Ａおよび（Ｆ）の定義は式（２−１）と同じである）

【0070】

化合物２として、式（２−１−１）〜（２−１−５）の化合物を用いる場合において、下記式（２−１−１−１）〜（２−１−１−３）、（２−１−２−１）〜（２−１−２−３）、（２−１−３−１）〜（２−１−３−３）、（２−１−４−１）〜（２−１−４−３）、または（２−１−５−１）〜（２−１−５−３）で表される化合物を用いることが好ましく、式（２−１−１−１）、（２−１−１−２）、式（２−１−２−１）、（２−１−２−２）、式（２−１−３−１）、（２−１−３−２）、（２−１−４−２）、（２−１−４−３）または（２−１−５−３）で表される化合物を用いることがさらに好ましい。

（上記式中、Ｒ^２Ａ、（Ｆ）、およびＸ^２Ａの定義は式（２−１）と同じである）

【0071】

これらの化合物の中でも、化合物２が、式（２−１−１−２）、(２−１−２−１)、(２−１−３−１)、(２−１−３−２)、（２−１−４−２）または(２−１−４−３)で表される化合物が好ましい。

【0072】

化合物２は、良好な相溶性と大きな誘電率異方性と大きな屈折率異方性を有する。
アキラル成分Ｔの全重量に対して、化合物２を合計で０．５重量％〜７０重量％含有することが好ましく、５重量％〜６０重量％含有することがさらに好ましく、１０重量％〜５０重量％含有することが特に好ましい。

【0073】

２−２−２ 化合物２の性質
化合物２はクロロベンゼン環を有する。化合物２は、素子が通常使用される条件下で物理的および化学的に極めて安定であり、他の液晶化合物との相溶性がよい。さらにスメクチック相を発現しにくい。この化合物を含有する組成物は素子が通常使用される条件下で安定である。

【0074】

式（２）中の環構造、末端基、結合基などの種類を適当に選択することにより目的の物性を有する化合物を得ることができる。

【0075】

２−３−１ 化合物３
本発明のアキラル成分は、化合物１に加えて、さらに式（３）で表される化合物３を少なくとも１つ含んでもよい。すなわち、本発明は、アキラル成分Ｔにおいて、化合物３として１つの化合物からなる場合も、化合物３として式（３）で表される複数の化合物を含有する場合も含む。また、たとえば、本発明の液晶組成物は化合物１と化合物３の他に、化合物４〜７からなる群から選ばれる１つ以上を含んでもよい。

【0076】

式（３）中、Ｒ^３は前述のとおりであるが、Ｒ^３におけるアルケニルの−ＣＨ＝ＣＨ−の好ましい立体配置は、式（１）のＲ^１における−ＣＨ＝ＣＨ−の好ましい立体配置に準ずる。

【0077】

式（３）中、Ｚ^３１、Ｚ^３２、およびＺ^３３は独立して、単結合、−ＣＯＯ−または−ＣＦ_２Ｏ−であるが、少なくとも一つは−ＣＦ_２Ｏ−である。Ｚ^３１、Ｚ^３２、およびＺ^３３の好ましい例は、単結合または−ＣＦ_２Ｏ−である。

【0078】

式（３）中、Ｌ^３１、Ｌ^３２、Ｌ^３３、Ｌ^３４およびＬ^３５は独立して、水素またはフッ素である。Ｚ^３２が−ＣＯＯ−または−ＣＦ_２Ｏ−である場合は、Ｌ^３２、Ｌ^３４およびＬ^３５がフッ素であることが好ましく、Ｚ^３３が−ＣＯＯ−または−ＣＦ_２Ｏ−である場合は、Ｌ^３３、Ｌ^３４およびＬ^３５がフッ素であることが好ましい。

【0079】

式（３）のＸ^３における１以上の水素がハロゲンで置き換えられたアルキルの具体的な例として、−ＣＨ_２Ｆ、−ＣＨＦ_２、−ＣＦ_３、−（ＣＨ_２）_２−Ｆ、−ＣＦ_２ＣＨ_２Ｆ、−ＣＦ_２ＣＨＦ_２、−ＣＨ_２ＣＦ_３、−ＣＦ_２ＣＦ_３、−（ＣＨ_２）_３−Ｆ、−（ＣＦ_２）_３−Ｆ、−ＣＦ_２ＣＨＦＣＦ_３、−ＣＨＦＣＦ_２ＣＦ_３、−（ＣＨ_２）_４−Ｆ、−（ＣＦ_２）_４−Ｆ、−（ＣＨ_２）_５−Ｆ、および−（ＣＦ_２）_５−Ｆが挙げられる。
１以上の水素がハロゲンで置き換えられたアルコキシの具体的な例として、−ＯＣＨ_２Ｆ、−ＯＣＨＦ_２、−ＯＣＦ_３、−Ｏ−（ＣＨ_２）_２−Ｆ、−ＯＣＦ_２ＣＨ_２Ｆ、−ＯＣＦ_２ＣＨＦ_２、−ＯＣＨ_２ＣＦ_３、−Ｏ−（ＣＨ_２）_３−Ｆ、−Ｏ−（ＣＦ_２）_３−Ｆ、−ＯＣＦ_２ＣＨＦＣＦ_３、−ＯＣＨＦＣＦ_２ＣＦ_３、−Ｏ（ＣＨ_２）_４−Ｆ、−Ｏ−（ＣＦ_２）_４−Ｆ、−Ｏ−（ＣＨ_２）_５−Ｆ、および−Ｏ−（ＣＦ_２）_５−Ｆが挙げられる。
１以上の水素がハロゲンで置き換えられたアルケニルの具体的な例として、−ＣＨ＝ＣＨＦ、−ＣＨ＝ＣＦ_２、−ＣＦ＝ＣＨＦ、−ＣＨ＝ＣＨＣＨ_２Ｆ、−ＣＨ＝ＣＨＣＦ_３、−（ＣＨ_２）_２−ＣＨ＝ＣＦ_２、−ＣＨ_２ＣＨ＝ＣＨＣＦ_３、−ＣＨ＝ＣＨＣＦ_３、および−ＣＨ＝ＣＨＣＦ_２ＣＦ_３が挙げられる。

【0080】

式（３）中、Ｘ^３は、フッ素、塩素、−ＣＦ_３、−ＣＨＦ_２、−ＯＣＦ_３または−ＯＣＨＦ_２が好ましく、フッ素、塩素、−ＣＦ_３または−ＯＣＦ_３がさらに好ましい。

【0081】

化合物３において、式（３−１）〜（３−３）で表される化合物を用いることが好ましく、式（３−２）および（３−３）で表される化合物を用いることがより好ましい。式（３−２）で表される化合物においては、式（３−２Ａ）〜（３−２Ｈ）で表される化合物を用いることがさらに好ましく、式（３−２Ａ）〜（３−２Ｄ）で表される化合物を用いることが特に好ましく、式（３−２Ａ）および（３−２Ｃ）で表される化合物を用いることが最も好ましい。式（３−３）で表される化合物においては、式（３−３Ａ）〜（３−３Ｄ）で表される化合物を用いることがさらに好ましく、式（３−３Ａ）および（３−３C）で表される化合物を用いることが特に好ましく、式（３−３Ａ）で表される化合物を用いることが最も好ましい。

（式中、Ｒ^３Ａはそれぞれ独立して、炭素数１〜１２のアルキル、炭素数１〜１２のアルコキシ、炭素数２〜１２のアルケニルまたは少なくとも１つの水素がフッ素で置き換えられてもよい炭素数２〜１２のアルケニルであり；
Ｌ^３１〜Ｌ^３５はそれぞれ独立して水素またはフッ素であり；
Ｘ^３Ａはフッ素、塩素、−ＣＦ_３、または−ＯＣＦ_３である。）

（上記式中、Ｒ^３Ａは独立して、炭素数１〜１２のアルキル、炭素数１〜１２のアルコキシ、炭素数２〜１２のアルケニルまたは少なくとも１以上の水素がフッ素で置き換えられた炭素数２〜１２のアルケニルであり；
Ｘ^３Ａはフッ素、塩素、−ＣＦ_３または−ＯＣＦ_３である。）

【0082】

化合物３は透明点が比較的高く、大きな誘電率異方性と大きな屈折率異方性を有する。
アキラル成分Ｔの全重量に対して、化合物３を合計で０．５重量％〜７０重量％含有することが好ましく、５重量％〜６０重量％含有することがさらに好ましく、１０重量％〜５０重量％含有することが特に好ましくである。

【0083】

２−３−２ 化合物３の性質
化合物３は４個のベンゼン環を有し、少なくとも１個の−ＣＦ_２Ｏ−連結基を有する。化合物３は、素子が通常使用される条件下で物理的および化学的に極めて安定であり、そして他の液晶化合物との相溶性がよい。この化合物を含有する組成物は素子が通常使用される条件下で安定である。

【0084】

式（３）における左末端基Ｒ^３、ベンゼン環上の基（Ｌ^３１〜Ｌ^３５およびＸ^３）、あるいは結合基Ｚ^３１〜Ｚ^３３を適切に選択することによって、透明点、屈折率異方性、誘電率異方性などの物性を任意に調整することが可能である。左末端基Ｒ^３、ベンゼン環上の基（Ｌ^３１〜Ｌ^３５およびＸ^３）、あるいは結合基Ｚ^３１〜Ｚ^３３の種類が、化合物（３）の物性に与える効果を以下に説明する。

【0085】

式（３）におけるＲ^３がアルケニルであるとき、アルケニルにおける−ＣＨ＝ＣＨ−の好ましい立体配置は、式（１）のＲ^１における−ＣＨ＝ＣＨ−の好ましい立体配置に準ずる。

【0086】

式（３）における結合基Ｚ^３１、Ｚ^３２およびＺ^３３が単結合、または−ＣＦ_２Ｏ−であるときは粘度が小さい。結合基がＺ^３１、Ｚ^３２およびＺ^３３が−ＣＦ_２Ｏ−であるときは誘電率異方性が大きい。式（３）におけるＺ^３１、Ｚ^３２およびＺ^３３が単結合、−ＣＦ_２Ｏ−であるときは化学的に比較的安定であって、比較的劣化をおこしにくい。

【0087】

式（３）における右末端基Ｘ^３がフッ素、塩素、−ＳＦ_５、−ＣＦ_３、−ＣＨＦ_２、−ＣＨ_２Ｆ、−ＯＣＦ_３、−ＯＣＨＦ_２または−ＯＣＨ_２Ｆであるときは誘電率異方性が大きい。Ｘ^３がフッ素、−ＯＣＦ_３、または−ＣＦ_３であるときは、化学的に安定である。

【0088】

式（３）において、Ｌ^３１〜Ｌ^３５におけるフッ素の数が多いときは誘電率異方性が大きい。Ｌ^３１が水素であるときは他の液晶との相溶性に優れる。Ｌ^３４およびＬ^３５がともにフッ素である場合は、誘電率異方性が特に大きい。

【0089】

以上のように、末端基、結合基などの種類を適当に選択することにより目的の物性を有する化合物を得ることができる。

【0090】

２−４−１ 化合物４
本発明のアキラル成分は、化合物１に加えて、さらに式（４）で表される化合物４を少なくとも１つ含んでもよい。すなわち、本発明は、アキラル成分Ｔにおいて、化合物４として１つの化合物からなる場合も、化合物４として式（４）で表される複数の化合物を含有する場合も含む。また、たとえば、本発明の液晶組成物は化合物１と化合物４の他に、化合物２、３および５〜７からなる群から選ばれる１つ以上を含んでもよい。

【0091】

式（４）中のＲ^４は、炭素数１〜１２のアルキル、炭素数１〜１２のアルコキシ、炭素数２〜１２のアルケニル、または少なくとも１つの水素がフッ素で置き換えられた炭素数２〜１２のアルケニルである。式（４）中の好ましいＲ^４は、紫外線に対する安定性を上げるため、または熱に対する安定性のために、炭素数１〜１２のアルキルである。式（４）中のＲ^４は、粘度を下げる点から、炭素数２〜１２のアルケニルが好ましく、紫外線に対する安定性を上げる点または熱に対する安定性を上げる点から、炭素数１〜１２のアルキルが好ましい。

【0092】

式（４）中のＲ^４において好ましいアルキルは、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、またはオクチルであり、さらに好ましいアルキルは、粘度を下げるために、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、またはヘプチルである。

【0093】

式（４）中のＲ^４において好ましいアルコキシは、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ、ペンチルオキシ、ヘキシルオキシ、またはヘプチルオキシであり、さらに好ましいアルコキシは、粘度を下げるために、メトキシまたはエトキシである。

【0094】

式（４）中のＲ^４において好ましいアルケニルは、ビニル、１−プロペニル、２−プロペニル、１−ブテニル、２−ブテニル、３−ブテニル、１−ペンテニル、２−ペンテニル、３−ペンテニル、４−ペンテニル、１−ヘキセニル、２−ヘキセニル、３−ヘキセニル、４−ヘキセニル、または５−ヘキセニルであり、さらに好ましいアルケニルは、粘度を下げるために、ビニル、１−プロペニル、３−ブテニル、または３−ペンテニルである。
式（４）中のＲ^４においてアルケニルにおける−ＣＨ＝ＣＨ−の好ましい立体配置は、式（１）のＲ^１における−ＣＨ＝ＣＨ−の好ましい立体配置に準ずる。粘度を下げるために、１−プロペニル、１−ブテニル、１−ペンテニル、１−ヘキセニル、３−ペンテニル、３−ヘキセニルのようなアルケニルにおいてはトランスが好ましい。２−ブテニル、２−ペンテニル、２−ヘキセニルのようなアルケニルにおいてはシスが好ましい。これらのアルケニルにおいては、分岐鎖よりも直鎖のアルケニルが好ましい。

【0095】

式（４）中のＲ^４において、１以上の水素がフッ素で置き換えられたアルケニルの好ましい例としては、２，２−ジフルオロビニル、３，３−ジフルオロ−２−プロペニル、４，４−ジフルオロ−３−ブテニル、５，５−ジフルオロ−４−ペンテニル、および６，６−ジフルオロ−５−ヘキセニルであるが挙げられ、液晶組成物の粘度を下げるためには、２，２−ジフルオロビニル、および４，４−ジフルオロ−３−ブテニルであるが好ましい。

【0096】

式（４）中のＲ^４におけるアルキルは環状アルキルを含まない。アルコキシは環状アルコキシを含まない。アルケニルは環状アルケニルを含まない。少なくとも１つの水素がフッ素で置き換えられたアルケニルは、少なくとも１つの水素がフッ素で置き換えられた環状アルケニルを含まない。
式（４）中のｎ４１は、１、２、３または４であり、ただしｎ４１が３または４である場合、少なくとも１つのＺ^４１は−ＣＦ_２Ｏ−または−ＯＣＦ_２−であり、ｎ４１が３の場合は、環Ｂのすべてがフッ素で置換された１，４−フェニレンであることはない。

【0097】

式（４）中の環Ｂは独立して、１，４−シクロへキシレン、１，４−フェニレン、２−フルオロ−１，４−フェニレン、３−フルオロ−１，４−フェニレン、３，５−ジフルオロ−１，４−フェニレン、３，５−ジクロロ−１，４−フェニレン、またはピリミジン−２，５−ジイルであり、ｎ４１が２以上である時、そのうちの少なくとも２つの環Ｂは同じであっても、異なってもよい。式（４）中の環Ｂは光学異方性を上げるために１，４−フェニレン、３−フルオロ−１，４−フェニレンまたは３，５−ジフルオロ−１，４−フェニレンであり、粘度を下げるために１，４−シクロへキシレンであることが好ましい。

【0098】

式（４）中のＺ^４１は独立して、単結合、エチレン、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＦ_２Ｏ−または−ＯＣＦ_２−であり、ただしｎ４１が３または４である場合、一つのＺ^４１は−ＣＦ_２Ｏ−である。ｎ４１が２以上である時、それぞれのＺ^４１は同じであっても、異なってもよい。式（４）中のＺ^４１は、粘度を下げるために単結合が好ましい。式（４）中のＺ^４１は、誘電率異方性を上げるためおよび相溶性を良好にするために−ＣＦ_２Ｏ−が好ましい。

【0099】

式（４）中のＬ^４８およびＬ^４９は独立して、水素、またはフッ素であり、誘電率異方性を上げるため、Ｌ^４８およびＬ^４９ともにフッ素が好ましく、透明点を上げるため、Ｌ^４８およびＬ^４９ともに水素が好ましい。

【0100】

式（４）中のＸ^４は、フッ素、塩素、−ＣＦ_３または−ＯＣＦ_３である。誘電率異方性を上げるために、−ＣＦ_３であることが好ましく、相溶性を良好にするためにフッ素、−ＯＣＦ_３が好ましく、屈折率異方性を上げるために塩素が好ましい。

【0101】

化合物４において、式（４−１）〜（４−１０）で表される化合物を用いることが好ましい。

【0102】

上記式（４−１）〜（４−１０）において、Ｒ^４Ａは独立して、炭素数１〜１２のアルキル、炭素数１〜１２のアルコキシ、炭素数２〜１２のアルケニル、または少なくとも１つの水素がフッ素で置き換えられた炭素数２〜１２のアルケニルであり、Ｘ^４Ａはフッ素、塩素、−ＣＦ_３、−ＯＣＦ_３であり、Ｌ^４０〜Ｌ^４９は独立して水素またはフッ素である。
（４−１）〜（４−４）は透明点が高く、５環としては相溶性に優れる。（４−５）〜（４−７）は透明点が高く、Δｎが大きく、(４−８)〜(４-１０)は相溶性に優れる。なお、Ｌ^４０〜Ｌ^４９において、フッ素の数が多いほど、誘電率異方性が大きい。
化合物４は、大きな誘電率異方性あるいは低温での良好な相溶性を有する組成物の調製に適している。アキラル成分Ｔの全重量に対して、化合物４を合計で５重量％〜４０重量％含有することが好ましく、５重量％〜３０重量％含有することがさらに好ましく、５重量％〜２０重量％含有することが特に好ましい。

【0103】

２−５−１ 化合物５
本発明のアキラル成分は、化合物１に加えて、さらに式（５）で表される化合物５を少なくとも１つ含んでもよい。すなわち、本発明は、アキラル成分Ｔにおいて、化合物５として１つの化合物からなる場合も、化合物５として式（５）で表される複数の化合物を含有する場合も含む。また、たとえば、本発明の液晶組成物は化合物１と化合物５の他に、化合物２〜４、６および７からなる群から選ばれる１つ以上を含んでもよい。

（式（５）中、Ｒ^５は水素または炭素数１〜２０のアルキルであり、当該アルキル中の少なくとも１つの−ＣＨ_２−は−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−または−ＯＣＯ−で置き換えられてもよく、当該アルキル中の少なくとも１つの−ＣＨ_２−ＣＨ_２−は−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられもよく、当該アルキル中の少なくとも１つの水素はフッ素または塩素で置き換えられてもよく、ただし、Ｒ^５において−Ｏ−と−ＣＨ＝ＣＨ−および−ＣＯ−と−ＣＨ＝ＣＨ−が隣接することはなく；
（Ｆ）はそれぞれ独立して、水素またはフッ素であり；
Ｘ^５は水素、ハロゲン、−ＳＦ_５または炭素数１〜１０のアルキルであり、当該アルキル中の少なくとも１つの−ＣＨ_２−は−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−または−ＯＣＯ−で置き換えられてもよく、当該アルキル中および当該アルキル中の−ＣＨ_２−が−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられた基中の少なくとも１つの−ＣＨ_２−ＣＨ_２−が−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられもよく、当該アルキル中、当該アルキル中の−ＣＨ_２−が−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられた基中および当該アルキル中の少なくとも１つの−ＣＨ_２−ＣＨ_２−が−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられた基中の少なくとも１つの水素はフッ素または塩素で置き換えられてもよく、ただし、Ｘ^５において−Ｏ−と−ＣＨ＝ＣＨ−とが隣接することはなく、−ＣＯ−と−ＣＨ＝ＣＨ−とが隣接することはない。）

【0104】

式（５）中のＲ^５において、アルケニルにおける−ＣＨ＝ＣＨ−の好ましい立体配置は式（１）のＲ^１における−ＣＨ＝ＣＨ−の好ましい立体配置に準ずる。

【0105】

式（５）中のＲ^５とＸ^５において、少なくとも１つの水素がフッ素で置き換えられたアルキルの具体的な例は、−ＣＨＦ_２、−ＣＦ_３、−ＣＦ_２ＣＨ_２Ｆ、−ＣＦ_２ＣＨＦ_２、−ＣＨ_２ＣＦ_３、−ＣＦ_２ＣＦ_３、−（ＣＨ_２）_３−Ｆ、−（ＣＦ_２）_３−Ｆ、−ＣＦ_２ＣＨＦＣＦ_３、および−ＣＨＦＣＦ_２ＣＦ_３である。

【0106】

式（５）中のＲ^５とＸ^５において、少なくとも１つの水素がフッ素で置き換えられたアルコキシの具体的な例は、−ＯＣＨＦ_２、−ＯＣＦ_３、−ＯＣＦ_２ＣＨ_２Ｆ、−ＯＣＦ_２ＣＨＦ_２、−ＯＣＨ_２ＣＦ_３、−Ｏ−（ＣＦ_２）_３−Ｆ、−ＯＣＦ_２ＣＨＦＣＦ_３、および−ＯＣＨＦＣＦ_２ＣＦ_３である。

【0107】

式（５）中のＲ^５とＸ^５において、少なくとも１つの水素がフッ素で置き換えられたアルケニルの具体的な例は、−ＣＨ＝ＣＦ_２、−ＣＦ＝ＣＨＦ、−ＣＨ＝ＣＨＣＨ_２Ｆ、−ＣＨ＝ＣＨＣＦ_３、−（ＣＨ_２）_２−ＣＨ＝ＣＦ_２、−ＣＨ_２ＣＨ＝ＣＨＣＦ_３、および−ＣＨ＝ＣＨＣＦ_２ＣＦ_３である。

【0108】

式（５）中のＸ^５の具体的な例として、フッ素、塩素、−ＣＦ_３、−ＣＨＦ_２、−ＯＣＦ_３および−ＯＣＨＦ_２が挙げられ、フッ素、塩素、−ＣＦ_３および−ＯＣＦ_３が好ましい。式（５）中のＸ^５が塩素、フッ素である場合、化合物５の融点が比較的低く、他の液晶化合物との相溶性が特に優れている。式（５）中のＸ^５が−ＣＦ_３、−ＣＨＦ_２、−ＯＣＦ_３および−ＯＣＨＦ_２である場合は、化合物５は比較的大きな誘電率異方性を示す。
式（５）中のＸ^５がフッ素、塩素、−ＳＦ_５、−ＣＦ_３、−ＯＣＦ_３、または−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＦ_３であるとき、化合物５の誘電率異方性が比較的大きく、Ｘ^５がフッ素、−ＣＦ_３、または−ＯＣＦ_３であるときは、比較的、化学的に安定する。

【0109】

化合物５において、式（５−１）〜（５−４）で表される化合物を用いることが好ましく、（５−１）〜（５−３）で表される化合物がさらに好ましい。これらの化合物の中でも、式（５−１−１）、（５−１−２）、（５−２−１）〜(５−２−４)、(５−３−１)または（５−３−２）で表される化合物が特に好ましく、式（５−２−１）、（５−２−２）または（５−３−２）で表される化合物が最も好ましい。

（式中、Ｒ^５Ａは、炭素数１〜１２のアルキル、炭素数１〜１２のアルコキシ、炭素数２〜１２のアルケニルまたは少なくとも１つの水素がフッ素で置き換えられた炭素数２〜１２のアルケニルであり；
（Ｆ）はそれぞれ独立して、水素またはフッ素であり；
Ｘ^５Ａは、フッ素、塩素、−ＣＦ_３または−ＯＣＦ_３である。）

【0110】

化合物５は、大きな誘電率異方性を有する組成物の調製に適している。
透明点を上げるために、アキラル成分Ｔの全重量に対して、化合物５を合計で約１.０重量％以上含有することが好ましい。また、液晶相の下限温度を下げるために、アキラル成分Ｔの全重量に対して、化合物５を合計で１重量％〜５０重量％含有することが好ましい。さらに、アキラル成分Ｔの全重量に対して、化合物５を１重量％〜２５重量％含有することが好ましく、１重量％〜１５重量％含有することがさらに好ましい。

【0111】

２−５−２ 化合物５の性質
化合物５はジオキサン環と３個のベンゼン環を有する。化合物５は、素子が通常使用される条件下で物理的および化学的に極めて安定であり、そして透明点が高いにも関らず、他の液晶化合物との相溶性が比較的よい。化合物５を含有する組成物は素子が通常使用される条件下で安定である。したがって、化合物５を含む組成物では、光学的に等方性の液晶相の温度範囲を広げることが可能となり、幅広い温度範囲で表示素子として使用することができる。また、化合物５は光学的に等方性の液晶相で駆動される組成物の駆動電圧を下げるための成分として有用である。キラル剤および化合物５を含む好ましい態様の組成物でブルー相を発現させると、Ｎ＊相や等方相との共存がない均一なブルー相となる。このように、化合物５を含む好ましい態様の組成物は均一なブルー相を発現しやすい。また、化合物５を用いると液晶組成物の透明点が高くなる傾向がある。

【0112】

２−５−３ 化合物５の合成
次に、化合物（５）の合成について説明する。化合物（５）は有機合成化学における公知の手法を適切に組み合わせることにより合成できる。出発物に目的の末端基、環および結合基を導入する方法は、オーガニック・シンセシス（Organic Syntheses, John Wiley & Sons, Inc）、オーガニック・リアクションズ（Organic Reactions, John Wiley & Sons, Inc)、コンプリヘンシブ・オーガニック・シンセシス（Comprehensive Organic Synthesis, Pergamon Press）、新実験化学講座（丸善）などに記載されている。

【0113】

たとえば、特許２９５９５２６号公報（JP 2959526B）の方法を準用しても、本願式（５）の化合物を合成することが可能である。

【0114】

２−６−１ 化合物６
本発明のアキラル成分は、化合物１に加えて、さらに式（６）で表される化合物６を少なくとも１つ含んでもよい。すなわち、本発明は、アキラル成分Ｔにおいて、化合物６として１つの化合物からなる場合も、化合物６として式（６）で表される複数の化合物を含有する場合も含む。また、たとえば、本発明の液晶組成物は化合物１と化合物６の他に、化合物２〜５および７からなる群から選ばれる１つ以上を含んでもよい。化合物６は、誘電率異方性値の絶対値が小さく、中性に近い化合物である。

【0115】

式（６）中ｒは、１、２または３である。
式（６）においてｒが１の化合物は主として粘度調整または屈折率異方性値の調整の効果があり、また式（６）においてｒが２または３である化合物は透明点を高くするなどの光学的に等方性の液晶相の温度範囲を広げる効果、または屈折率異方性値を調整する効果がある。

【0116】

式（６）で表される化合物の含有量を増加させると液晶組成物の駆動電圧が高くなり、粘度が低くなるので、液晶組成物の粘度の要求値を満たす限り、駆動電圧の観点から含有量は少ないほうが望ましい。アキラル成分Ｔの化合物６の含有量は、アキラル成分Ｔの全重量に対して、０重量％〜４０重量％含有することが好ましく、１重量％〜４０重量％含有することがさらに好ましく、１重量％〜２０重量％含有することが特に好ましい。

【0117】

式（６）中のＲ^６AおよびＲ^６Bは、それぞれ独立して、炭素数１〜１２のアルキル、炭素数１〜１２のアルコキシ、炭素数２〜１２のアルケニル、または少なくとも１つの水素がフッ素で置き換えられた炭素数２〜１２のアルケニルである。化合物６の、粘度を下げるためには、式（６）中のＲ^６AおよびＲ^６Bは炭素数２〜１２のアルケニルが好ましい。紫外線に対する安定性を上げるため、または熱に対する安定性を上げるためには、式（６）中のＲ^６AおよびＲ^６Bは、炭素数１〜１２のアルキルであることが好ましい。

【0118】

式（６）中のＲ^６AおよびＲ^６Bにおいて、アルキルは、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、またはオクチルであることが好ましく、粘度を下げるために、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、またはヘプチルであることが好ましい。

【0119】

式（６）中のＲ^６AおよびＲ^６Bにおいて、アルコキシは、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ、ペンチルオキシ、ヘキシルオキシ、またはヘプチルオキシが好ましく、、粘度を下げるためには、メトキシまたはエトキシが好ましい。

【0120】

式（６）中のＲ^６AおよびＲ^６Bにおいて、アルケニルにおける−ＣＨ＝ＣＨ−の好ましい立体配置は、式（１）のＲ^１における−ＣＨ＝ＣＨ−の好ましい立体配置に準ずる。

【0121】

式（６）中のＲ^６AおよびＲ^６Bにおいて、少なくとも１つの水素がフッ素で置き換えられたアルケニルは、２，２−ジフルオロビニル、３，３−ジフルオロ−２−プロペニル、４，４−ジフルオロ−３−ブテニル、５，５−ジフルオロ−４−ペンテニル、および６，６−ジフルオロ−５−ヘキセニルが好ましい。化合物６を含む組成物の粘度を下げるためにはＲ^６AおよびＲ^６Bは２，２−ジフルオロビニル、および４，４−ジフルオロ−３−ブテニルであることが好ましい。

【0122】

式（６）中の環Ｃおよび環Ｄは独立して、１，４−シクロへキシレン、１，４−フェニレン、２−フルオロ−１，４−フェニレン、３−フルオロ−１，４−フェニレンまたは２，５−ジフルオロ−１，４−フェニレンであり、ｒが２以上である時、そのうちの少なくとも２つの環Ｃは同じであっても、異なってもよい。化合物６の光学異方性を上げるためには、環Ｃおよび環Ｄは１，４−フェニレンまたは３−フルオロ−１，４−フェニレンであることが好ましい。化合物６の粘度を下げるためには、環Ｃおよび環Ｄは１，４−シクロへキシレンである。

【0123】

式（６）中のＺ^６１はそれぞれ独立して、単結合、エチレン、または−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−であり、ｒが２以上である時、そのうちの少なくとも２つのＺ^６１は同じであっても、異なってもよい。好ましいＺ^６１は、粘度を下げるために単結合である。

【0124】

化合物６において、式（６−１）〜（６−１３）で表される化合物を用いることが好ましい。

これらの化合物の中でも、（６−１）〜（６−３）で表される化合物は比較的粘度が低く、（６−４）〜（６−８）で表される化合物は透明点が比較的高く、(６−９)〜(６−１３)で表される化合物は比較的透明点が高い。

【0125】

化合物６は、必要に応じて粘度を下げるため、あるいは透明点を上げるために用いられる。ただし、駆動電圧を上昇させるので、駆動電圧を重視する場合は、使用しないか、少ない使用量で使用されることが好ましい。化合物６を合計で０重量％〜３０重量％含有することが好ましく、０重量％〜２０重量％含有することがさらに好ましく、０重量％〜１０重量％含有することが特に好ましい。

【0126】

２−７−１ 化合物７
本発明のアキラル成分は、化合物１に加えて、さらに式（７）で表される化合物７を少なくとも１つ含んでもよい。すなわち、本発明は、アキラル成分Ｔにおいて、化合物７として１つの化合物からなる場合も、化合物７として式（７）で表される複数の化合物を含有する場合も含む。また、たとえば、本発明の液晶組成物は化合物１と化合物７の他に、化合物２〜６からなる群から選ばれる１つ以上を含んでもよい。

【0127】

式（７）中のＲ^７とＸ^７において、アルケニルにおける−ＣＨ＝ＣＨ−の好ましい立体配置は、式（１）のＲ^１における−ＣＨ＝ＣＨ−の好ましい立体配置に準ずる。

【0128】

式（７）中のＸ^７において、少なくとも１つの水素がフッ素で置き換えられたアルキルの具体的な例は、−ＣＨＦ_２、−ＣＦ_３、−ＣＦ_２ＣＨ_２Ｆ、−ＣＦ_２ＣＨＦ_２、−ＣＨ_２ＣＦ_３、−ＣＦ_２ＣＦ_３、−（ＣＨ_２）_３−Ｆ、−（ＣＦ_２）_３−Ｆ、−ＣＦ_２ＣＨＦＣＦ_３、および−ＣＨＦＣＦ_２ＣＦ_３である。

【0129】

式（７）中のＸ^７において、少なくとも１つの水素がフッ素で置き換えられたアルコキシの具体的な例は、−ＯＣＨＦ_２、−ＯＣＦ_３、−ＯＣＦ_２ＣＨ_２Ｆ、−ＯＣＦ_２ＣＨＦ_２、−ＯＣＨ_２ＣＦ_３、−Ｏ−（ＣＦ_２）_３−Ｆ、−ＯＣＦ_２ＣＨＦＣＦ_３、および−ＯＣＨＦＣＦ_２ＣＦ_３である。

【0130】

式（７）中のＸ^７において、少なくとも１つの水素がフッ素で置き換えられたアルケニルの具体的な例は、−ＣＨ＝ＣＦ_２、−ＣＦ＝ＣＨＦ、−ＣＨ＝ＣＨＣＨ_２Ｆ、−ＣＨ＝ＣＨＣＦ_３、−（ＣＨ_２）_２−ＣＨ＝ＣＦ_２、−ＣＨ_２ＣＨ＝ＣＨＣＦ_３、および−ＣＨ＝ＣＨＣＦ_２ＣＦ_３である。

【0131】

式（７）において、Ｘ^７の好ましい具体的としては、フッ素、塩素、−ＣＦ_３、−ＣＨＦ_２、−ＯＣＦ_３および−ＯＣＨＦ_２が挙げられ、フッ素、塩素、−ＣＦ_３および−ＯＣＦ_３がさらに好ましい。
式（７）のＸ^７が塩素、フッ素である場合は化合物７の融点が比較的低く、他の液晶化合物との相溶性が特に優れている。式（７）Ｘ^７が−ＣＦ_３、−ＳＦ_５、−ＣＨＦ_２、−ＯＣＦ_３および−ＯＣＨＦ_２である場合は、化合物７は比較的大きな誘電率異方性を示す。
Ｘ^７がフッ素、−ＣＦ_３、または−ＯＣＦ_３であるときは、化学的に安定である。

【0132】

化合物７において、式（７−１）〜（７−８）で表される化合物を用いることが好ましく、式（７−１−１）、（７−１−２）、（７−２−１）〜(７−２−７)、(７−３−１)〜（７−３−４）、（７−４−１）、（７−５−１）または（７−５−２）で表される化合物を用いることがより好ましく、式（７−２−１）〜（７−２−７）で表される化合物を用いることがさらに好ましく、（７−２−２−Ｅ）、（７−２−５−Ｅ）、（７−２−２−Ｆ）、（７−２−５−Ｆ）または（７−２−６−Ｆ）で表される化合物が特に好ましい。

（式中、Ｒ^７Ａは、炭素数１〜１２のアルキル、炭素数１〜１１のアルコキシ、炭素数２〜１２のアルケニル、または少なくとも１つの水素がフッ素で置き換えられた炭素数２〜１２のアルケニルであり；
Ｘ^７Ａは、フッ素、塩素、−ＣＦ_３または−ＯＣＦ_３である。）

【0133】

化合物７は、大きな誘電率異方性を有する組成物の調製に適しており、本発明の素子における駆動電圧を低下させることができる。アキラル成分Ｔの全重量に対して、化合物７を合計で５重量％〜８０重量％含有することが好ましく、２０重量％〜７５重量％含有することがさらに好ましく、３０重量％〜７０重量％含有することが特に好ましい。

【0134】

２−７−２ 化合物７の性質
化合物７はジオキサン環と２〜４個のベンゼン環を有し、かつ少なくとも一つの−ＣＦ_２Ｏ−または−ＣＯＯ−連結基を有する。化合物７は、素子が通常使用される条件下で物理的および化学的に極めて安定であり、そして透明点が高いにも関らず、他の液晶化合物との相溶性が比較的よい。化合物７を含有する組成物は素子が通常使用される条件下で比較的安定している。したがって、化合物７を含む組成物において光学的に等方性の液晶相の温度範囲を広げることが可能となり、幅広い温度範囲で表示素子として使用することができる。さらに化合物７は光学的に等方性の液晶相で駆動される組成物の駆動電圧を下げるための成分として有用である。また、化合物７とキラル剤とを含む組成物においてブルー相を発現させると、Ｎ＊相や等方相との共存がない均一なブルー相となりやすい。すなわち、化合物７は均一なブルー相を発現させやすい化合物である。また、極めて大きな誘電率異方性を発現する。

【0135】

２−７−３ 化合物７の合成
化合物７は有機合成化学における手法を適切に組み合わせることにより合成できる。出発物に目的の末端基、環および結合基を導入する方法は、オーガニック・シンセシス（Organic Syntheses, John Wiley & Sons, Inc）、オーガニック・リアクションズ（Organic Reactions, John Wiley & Sons, Inc)、コンプリヘンシブ・オーガニック・シンセシス（Comprehensive Organic Synthesis, Pergamon Press）、新実験化学講座（丸善）などに記載されている。

【0136】

３ 光学的等方性液晶組成物
本発明の液晶組成物は、アキラル成分Ｔとキラル剤とを含み、光学的に等方性の液晶相を発現する組成物の態様を含む（光学的等方性液晶組成物）。

【0137】

３−１ アキラル成分T
本発明の光学的等方性液晶組成物に含まれるアキラル成分Ｔは化合物１を含み、必要に応じて化合物２〜７からなる群から選ばれる１以上を含む。アキラル成分Ｔは、化合物１の他に、化合物２，３，５および７を含むことが好ましく、化合物３、７を含むことが特に好ましく、さらに求められる性質に応じて化合物４と６を含むことができる。
化合物１は比較的高い透明点、比較的大きな誘電率異方性、低温での比較的良好な相溶性を併せ持つため、化合物１を用いた光学的等方性を発現する液晶組成物も、高い透明点、広い液晶相温度範囲、または大きな誘電率異方性を発現するため、光素子に用いる組成物として有用である。化合物１を含有する光学的等方性液晶組成物は、高い透明点と低い駆動電圧を同時に発現する。
さらに、大きな誘電率異方性を発現させるためには、化合物３と７で表される化合物をさらに添加することが好ましい。この組成物は非常に大きな誘電率異方性を発現するため、光素子の低電圧化に極めて有効な組成物である。

【0138】

３−２ キラル剤
本発明の光学的等方性液晶組成物等が含有するキラル剤は光学活性化合物であり、ラジカル重合性基を有さない化合物から選ばれた化合物からなることが好ましい。
本発明の液晶組成物に用いられるキラル剤としては、ねじり力（Helical Twisting Power）が大きい化合物が好ましい。ねじり力が大きい化合物は所望のピッチを得るために必要な添加量が少なくできるので、駆動電圧の上昇を抑えられ、実用上有利である。具体的には、式（Ｋ１）〜（Ｋ６）で表される化合物が好ましい。なお、式（Ｋ４）〜（Ｋ６）は、ビナフチル基、オクタヒドロナフチル基が光学活性部位であり、かつ、キラル剤の掌性は問わない。

これらの化合物の中でも、液晶組成物に添加されるキラル剤としては、式（Ｋ４）に含まれる式（Ｋ４−１）〜式（Ｋ４−６）、式（Ｋ５）に含まれる式（Ｋ５−１）〜式（Ｋ５−３）および式（Ｋ６）に含まれる式（Ｋ６−１）〜式（Ｋ６−６）が好ましく、式（Ｋ４−５）、式（Ｋ５−１）〜式（Ｋ５−３）および式（Ｋ６−５）〜式（Ｋ６−６）がさらに好ましい。

（式中、Ｒ^Ｋは独立して、炭素数３〜１０のアルキルまたは炭素数３〜１０のアルコキシであり、アルキル中またはアルコキシ中の少なくとも１以上の−ＣＨ_２−ＣＨ_２−は、−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられてもよい。）。

【0139】

液晶組成物に含有されるキラル剤として１つの化合物を用いても、複数の化合物を用いてもよい。

【0140】

光学的に等方性の液晶相の発現を容易にするために、本発明の液晶組成物の全重量に対して、キラル剤を１〜４０重量％含有することが好ましく、３〜２５重量％含有することがさらに好ましく、３〜１５重量％含有することが特に好ましい。

【0141】

３−３ 光学的に等方性の液晶相
本明細書において、液晶組成物が光学的に等方性を有するとは、巨視的には液晶分子配列は等方的であるため光学的に等方性を示すが、微視的には液晶秩序が存在することをいう。「液晶組成物が微視的に有する液晶秩序に基づくピッチ（以下では、単に「ピッチ」と呼ぶことがある）」は７００ｎｍ以下であることが好ましく、５００ｎｍ以下であることがさらに好ましく、３５０ｎｍ以下であることが最も好ましい。

【0142】

本明細書において、「非液晶等方相」とは一般的に定義される等方相、すなわち、無秩序相であり、局所的な秩序パラメーターがゼロでない領域が生成したとしても、その原因がゆらぎによるものである等方相である。たとえばネマチック相の高温側に発現する等方相は、本明細書では非液晶等方相に該当する。本明細書におけるキラルな液晶についても、同様の定義があてはまるものとする。
本明細書において「光学的に等方性の液晶相」とは、ゆらぎではなく光学的に等方性の液晶相を発現する相を表し、プレートレット組織を発現する相（狭義のブルー相）はその一例である。
本明細書において、特に言及がなければ、ネマチック相はキラルネマチック相を含まない、狭義のネマチック相を意味する。

【0143】

本発明の光学的に等方性の液晶組成物において、光学的に等方性の液晶相ではあるが、偏光顕微鏡観察下、ブルー相に典型的なプレートレット組織が観測されないことがある。そこで本明細書において、プレートレット組織を発現する相をブルー相と称し、ブルー相を含む光学的に等方性の液晶相を光学的に等方性の液晶相と称する。すなわちブルー相は光学的に等方性の液晶相に包含される。

【0144】

一般的に、ブルー相は、ブルー相Ｉ、ブルー相ＩＩ、ブルー相ＩＩＩの３種類に分類され、これら３種類のブルー相はすべて光学活性であり、かつ、等方性である。ブルー相Ｉやブルー相ＩＩのブルー相では異なる格子面からのブラッグ反射に起因する２種以上の回折光が観測される。ブルー相は一般的に非液晶等方相とキラルネマチック相の間で観測される。

【0145】

光学的に等方性の液晶相が二色以上の回折光を示さない状態とは、ブルー相Ｉ、ブルー相ＩＩに観測されるプレートレット組織が観測されず、概ね一面単色であることを意味する。二色以上の回折光を示さない光学的に等方性の液晶相では、色の明暗が面内で均一であることまでは不要である。

【0146】

二色以上の回折光を示さない光学的に等方性の液晶相は、ブラッグ反射による反射光強度が抑えられる、あるいは低波長側にシフトするという利点がある。
また、可視光の光を反射する液晶媒体では、表示素子として利用する場合に色味が問題となることがあるが、二色以上の回折光を示さない液晶では、反射波長が低波長シフトするため、狭義のブルー相（プレートレット組織を発現する相）より長いピッチで可視光の反射を消失させることができる。

【0147】

アキラル成分Ｔとキラル剤とを含む本発明の液晶組成物において、キラル剤は好ましくはピッチが７００ｎｍ以下になるような濃度で添加される。なお、ネマチック相を発現する組成物は、化合物１および必要に応じてその他の成分を含む。

【0148】

また、本発明の光学的等方性液晶組成物は、キラルネマチック相を有し、光学的に等方性の液晶相を有さない組成物にキラル剤を添加して得ることもできる。なお、キラルネマチック相を有し光学的に等方性の液晶を有さない組成物は、化合物１、光学活性化合物および必要に応じてその他の成分を含む。この際、光学的に等方性の液晶相を発現させないために、好ましくはピッチが７００ｎｍ以上になるような濃度でキラル剤が添加される。ここで、添加されるは、前述のねじり力が大きい化合物である式（Ｋ１）〜（Ｋ５）が使用でき、より好ましくは、式（Ｋ２−１）〜（Ｋ２−８）、式（Ｋ４−１）〜（Ｋ４−６）、式（Ｋ５−１）〜（Ｋ５−３）、または式（Ｋ６−１）〜（Ｋ６−６）で表される化合物が用いられる。

【0149】

本発明の好ましい態様の液晶組成物が光学的に等方性の液晶相を発現する温度範囲は、ネマチック相またはキラルネマチック相と等方相の共存温度範囲が広い液晶組成物に、キラル剤を添加し、光学的に等方性の液晶相を発現させることにより、広くすることができる。たとえば、透明点の高い液晶化合物と透明点の低い液晶化合物とを混合し、広い温度範囲でネマチック相と等方相の共存温度範囲が広い液晶組成物を調製し、これにキラル剤を添加することで、広い温度範囲で光学的に等方性の液晶相を発現する組成物を調製することができる。

【0150】

ネマチック相またはキラルネマチック相と等方相の共存温度範囲が広い液晶組成物としては、キラルネマチック相と非液晶等方相とが共存する上限温度と下限温度との差が３〜１５０℃である液晶組成物が好ましく、差が５〜１５０℃である液晶組成物が更に好ましい。また、ネマチック相と非液晶等方相とが共存する上限温度と下限温度との差が３〜１５０℃である液晶組成物が好ましい。

【0151】

光学的に等方性の液晶相において本発明の液晶媒体に電界を印加すると、電気複屈折が生じるが、必ずしもカー効果である必要はない。
光学的に等方性の液晶相における電気複屈折はピッチが長くなるほど大きくなるので、その他の光学特性（透過率、回折波長など）の要求を満たす限り、キラル剤の種類と含有量を調整して、ピッチを長く設定することにより、電気複屈折を大きくすることができる。

【0152】

３−４ その他の成分
本発明の液晶組成物は、その組成物の特性に大きな影響を与えない範囲で、さらに、溶媒、モノマー、高分子物質、重合開始剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、硬化剤、安定剤、二色性色素、フォトクロミック化合物等を含んでもよい。
また、本発明の液晶組成物に用いられる二色性色素の例としては、メロシアニン系、スチリル系、アゾ系、アゾメチン系、アゾキシ系、キノフタロン系、アントラキノン系、テトラジン系などが挙げられる。

【0153】

４ 光学的に等方性の高分子／液晶複合材料
４−１ 高分子／液晶複合材料
本発明の高分子／液晶複合材料は、液晶組成物と高分子とを含む複合材料であり、光学的に等方性を示すものであり、光学的に等方性の液晶相で駆動される光素子に用いることができる。本発明の高分子／液晶複合材料に含まれる液晶組成物は本発明の液晶組成物である。

【0154】

本明細書中、「高分子／液晶複合材料」とは、液晶組成物と高分子の化合物の両者を含む複合材料であれば特に限定されないが、高分子の一部または全部が液晶組成物や溶媒等に溶解していない状態で高分子が液晶組成物と相分離している状態でもよい。

【0155】

本発明の好ましい態様に係る光学的に等方性の高分子／液晶複合材料は、光学的に等方性の液晶相を広い温度範囲で発現させることが可能である。また、本発明の好ましい態様に係る高分子／液晶複合材料は、応答速度が極めて速い。また、本発明の好ましい態様に係る高分子／液晶複合材料は、これらの効果に基づいて表示素子等の光素子等に好適に用いることができる。

【0156】

４−２ 高分子化合物
本発明の複合材料は、光学的に等方性の液晶組成物と、予め重合されて得られた高分子とを混合しても製造できるが、高分子の材料となる低分子量のモノマー、マクロモノマー、オリゴマー等（以下、まとめて「モノマー等」という）と液晶組成物ＣＬＣとを混合してから、当該混合物において重合反応を行うことによって、製造されることが好ましい。モノマー等と液晶組成物とを含む混合物を本件明細書では、「重合性モノマー／液晶混合物」と呼ぶ。「重合性モノマー／液晶混合物」には必要に応じて、後述する重合開始剤、硬化剤、触媒、安定剤、二色性色素、またはフォトクロミック化合物等を、本発明の効果を損なわない範囲で含んでもよい。たとえば、本件発明の重合性モノマー／液晶混合物には必要に応じて、重合開始剤を重合性モノマー１００重量部に対して０．１〜２０重量部含有してもよい。「重合性モノマー／液晶混合物」は、ブルー相で重合する場合は液晶媒体であることが必須となるが、等方相で重合する場合は、必ずしも液晶媒体である必要はない。

【0157】

重合温度は、高分子／液晶複合材料が高透明性と等方性を示す温度であることが好ましい。より好ましくはモノマーと液晶材料の混合物が等方相またはブルー相を発現する温度で、かつ、等方相ないしは光学的に等方性の液晶相で重合を終了する。すなわち、重合後は高分子／液晶複合材料が可視光線より長波長側の光を実質的に散乱せずかつ光学的に等方性の状態を発現する温度とするのが好ましい。

【0158】

本発明の複合材料を構成する高分子の原料としては、たとえば低分子量のモノマー、マクロモノマー、オリゴマーを使用することができ、本明細書において高分子の原料モノマーとは低分子量のモノマー、マクロモノマー、オリゴマー等を包含する意味で用いる。また、得られる高分子が三次元架橋構造を有するものが好ましく、そのために、高分子の原料モノマーとして２つ以上の重合性官能基を有する多官能性モノマーを用いることが好ましい。重合性の官能基は特に限定されないが、アクリル基、メタクリル基、グリシジル基、エポキシ基、オキセタニル基、ビニル基などを上げることができるが、重合速度の観点からアクリル基およびメタクリル基が好ましい。高分子の原料モノマー中、二つ以上の重合性のある官能基を持つモノマーをモノマー中に１０重量％以上含有させると、本発明の複合材料において高度な透明性と等方性を発現しやすくなるので好ましい。
また、好適な複合材料を得るためには、高分子はメソゲン部位を有するものが好ましく、高分子の原料モノマーとしてメソゲン部位を有する原料モノマーをその一部に、あるいは全部に用いることができる。

【0159】

４−２−１ メソゲン部位を有する単官能性・二官能性モノマー・三官能性モノマー
メソゲン部位を有する単官能性、または二官能性モノマーは構造上特に限定されないが、たとえば下記の式（Ｍ１）または式（Ｍ２）で表される化合物を挙げることができる。 Ｒ^ａ−Ｙ−（Ａ^Ｍ−Ｚ^Ｍ）_ｍ１−Ａ^Ｍ−Ｙ−Ｒ^ｂ（Ｍ１）
Ｒ^ｂ−Ｙ−（Ａ^Ｍ−Ｚ^Ｍ）_ｍ１−Ａ^Ｍ−Ｙ−Ｒ^ｂ（Ｍ２）

【0160】

式（Ｍ１）中、Ｒ^ａは、水素、ハロゲン、−Ｃ≡Ｎ、−Ｎ＝Ｃ＝Ｏ、−Ｎ＝Ｃ＝Ｓ、または炭素数１〜２０のアルキルであり、これらのアルキルにおいて少なくとも１つの−ＣＨ₂−は−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、または−ＯＣＯ−、で置き換えられてもよく、このアルキル中の少なくとも１つの−ＣＨ_２−ＣＨ_２−は−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、これらのアルキル基中、当該アルキル中の少なくとも１つの−ＣＨ_２−が−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−、または−ＯＣＯ−で置き換えられた基中、または当該アルキル中の少なくとも１つの−ＣＨ_２−ＣＨ_２−が−ＣＨ＝ＣＨ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられた基中の少なくとも１つの水素はハロゲンまたは−Ｃ≡Ｎで置き換えられてもよい。Ｒ^ｂは、それぞれ独立して、式（Ｍ３−１）〜式（Ｍ３−７）の重合性基である。

【0161】

好ましいＲ^ａは、水素、ハロゲン、−Ｃ≡Ｎ、−ＣＦ_３、−ＣＦ_２Ｈ、−ＣＦＨ_２、−ＯＣＦ_３、−ＯＣＦ_２Ｈ、炭素数１〜２０のアルキル、炭素数１〜１９のアルコキシ、炭素数２〜２１のアルケニル、および炭素数２〜２１のアルキニルである。特に好ましいＲ^ａは、−Ｃ≡Ｎ、炭素数１〜２０のアルキルおよび炭素数１〜１９のアルコキシである。

【0162】

式（Ｍ２）中、Ｒ^ｂは、それぞれ独立して、式（Ｍ３−１）〜（Ｍ３−７）の重合性基である。

【0163】

ここで、式（Ｍ３−１）〜（Ｍ３−７）におけるＲ^ｄは、それぞれ独立して水素、ハロゲンまたは炭素数１〜５のアルキルであり、これらのアルキルにおいて少なくとも１つの水素はハロゲンで置き換えられてもよい。好ましいＲ^ｄは、水素、ハロゲンおよびメチルである。特に好ましいＲ^ｄは、水素、フッ素およびメチルである。
また、式（Ｍ３−２）、式（Ｍ３−３）、式（Ｍ３−４）、式（Ｍ３−７）はラジカル重合で重合するのが好適である。式（Ｍ３−１）、式（Ｍ３−５）、式（Ｍ３−６）はカチオン重合で重合するのが好適である。いずれも少量のラジカルあるいはカチオン活性種が反応系内に発生すれば重合は開始する。活性種の発生を加速する目的で重合開始剤を使用できる。活性種の発生にはたとえば光または熱を使用できる。

【0164】

式（Ｍ１）および（Ｍ２）中、Ａ^Ｍは、それぞれ独立して芳香族性または非芳香族性の５員環、６員環または炭素数９以上の縮合環であるが、環中の−ＣＨ_２−は−Ｏ−、−Ｓ−、−ＮＨ−、または−ＮＣＨ_３−で、環中の−ＣＨ＝は−Ｎ＝で置き換わってもよく、環上の水素原子はハロゲン、および炭素数１〜５のアルキル、またはハロゲン化アルキルで置き換わってもよい。好ましいＡ^Ｍの具体例は、１，４−シクロヘキシレン、１，４−シクロヘキセニレン、１，４−フェニレン、ナフタレン−２，６−ジイル、テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル、フルオレン−２，７−ジイル、またはビシクロ［２．２．２］オクタン−１，４−ジイルであり、これらの環において少なくとも１つの−ＣＨ_２−は−Ｏ−で置き換えられてもよく、少なくとも１つの−ＣＨ＝は−Ｎ＝で置き換えられてもよく、これらの環において少なくとも１つの水素はハロゲン、炭素数１〜５のアルキルまたは炭素数１〜５のハロゲン化アルキルで置き換えられてもよい。
化合物の安定性を考慮して、酸素と酸素とが隣接した−ＣＨ_２−Ｏ−Ｏ−ＣＨ_２−よりも、酸素と酸素とが隣接しない−ＣＨ_２−Ｏ−ＣＨ_２−Ｏ−の方が好ましい。硫黄においても同様である。

【0165】

これらの中でも、特に好ましいＡ^Ｍは、１，４−シクロヘキシレン、１，４−シクロヘキセニレン、１，４−フェニレン、２−フルオロ−１，４−フェニレン、２，３−ジフルオロ−１，４−フェニレン、２，５−ジフルオロ−１，４−フェニレン、２，６−ジフルオロ−１，４−フェニレン、２−メチル−１，４−フェニレン、２−トリフルオロメチル−１，４−フェニレン、２，３−ビス（トリフルオロメチル）−１，４−フェニレン、ナフタレン−２，６−ジイル、テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル、フルオレン−２，７−ジイル、９−メチルフルオレン−２，７−ジイル、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、ピリジン−２，５−ジイル、およびピリミジン−２，５−ジイルである。なお、前記１，４−シクロヘキシレンおよび１，３−ジオキサン−２，５−ジイルの立体配置はシスよりもトランスの方が好ましい。
２−フルオロ−１，４−フェニレンは、３−フルオロ−１，４−フェニレンと構造的に同一であるので、後者は例示しなかった。この規則は、２，５−ジフルオロ−１，４−フェニレンと３，６−ジフルオロ−１，４−フェニレンの関係などにも適用される。

【0166】

式（Ｍ１）および（Ｍ２）中、Ｙは、それぞれ独立して単結合または炭素数１〜２０のアルキレンであり、これらのアルキレンにおいて少なくとも１つの−ＣＨ₂−は−Ｏ−、−Ｓ−で置き換えられてもよく、このアルキル中の少なくとも１つの−ＣＨ_２−ＣＨ_２−は−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯＯ−、または−ＯＣＯ−で置き換えられてもよい。好ましいＹは、単結合、−（ＣＨ₂）_ｍ２−、−Ｏ（ＣＨ₂）_ｍ２−、および−（ＣＨ₂）_ｍ２Ｏ−（前記式中、ｍ２は１〜２０の整数である）である。特に好ましいＹは、単結合、−（ＣＨ₂）_ｍ２−、−Ｏ（ＣＨ₂）_ｍ２−、および−（ＣＨ₂）_ｍ２Ｏ−（前記式中、ｍ２は１〜１０の整数である）である。化合物の安定性を考慮して、−Ｙ−Ｒ^ａおよび−Ｙ−Ｒ^ｂは、それらの基中に−Ｏ−Ｏ−、−Ｏ−Ｓ−、−Ｓ−Ｏ−、または−Ｓ−Ｓ−を有しない方が好ましい。

【0167】

式（Ｍ１）および（Ｍ２）中、Ｚ^Ｍは、それぞれ独立して単結合、−（ＣＨ₂）_ｍ３−、−Ｏ（ＣＨ₂）_ｍ３−、−（ＣＨ₂）_ｍ３Ｏ−、−Ｏ（ＣＨ₂）_ｍ３Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−（ＣＦ₂）₂−、−（ＣＨ₂）_２−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−（ＣＨ₂）_２−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ＝ＣＨ−（ＣＨ₂）₂−、−（ＣＨ₂）₂−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−Ｃ≡Ｃ−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＨ−Ｃ≡Ｃ−、−ＯＣＦ_２−（ＣＨ₂）_２−、−（ＣＨ₂）_２−ＣＦ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−または−ＣＦ_２Ｏ−（前記式中、ｍ３は１〜２０の整数である）である。

【0168】

好ましいＺ^Ｍは単結合、−（ＣＨ₂）_ｍ３−、−Ｏ（ＣＨ₂）_ｍ３−、−（ＣＨ₂）_ｍ３Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−（ＣＨ₂）_２−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−（ＣＨ₂）_２−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＯＣＦ_２−、および−ＣＦ_２Ｏ−である。

【0169】

式（Ｍ１）および（Ｍ２）中、ｍ１は１〜６の整数である。好ましいｍ１は、１〜３の整数である。ｍ１が１のときは、６員環などの環を２つ有する二環の化合物である。ｍ１が２と３のときは、それぞれ三環と四環の化合物である。たとえばｍ１が１であるとき、２つのＡ^Ｍは同一であってもよいし、または異なってもよい。また、たとえばｍ１が２であるとき、３つのＡ^Ｍ（または２つのＺ^Ｍ）は同一であってもよいし、または異なってもよい。ｍ１が３〜６であるときについても同様である。Ｒ^ａ、Ｒ^ｂ、Ｒ^ｄ、Ｚ^Ｍ、Ａ^ＭおよびＹについても同様である。

【0170】

式（Ｍ１）で表される化合物（Ｍ１）および式（Ｍ２）で表される化合物（Ｍ２）は^２Ｈ（重水素）、^１３Ｃなどの同位体を天然存在比の量よりも多く含んでいても同様の特性を有するので好ましく用いることができる。

【0171】

化合物（Ｍ１）および化合物（Ｍ２）の更に好ましい例は、式（Ｍ１−１）〜（Ｍ１−４１）および式（Ｍ２−１）〜（Ｍ２−２７）で表される化合物（Ｍ１−１）〜（Ｍ１−４１）および化合物（Ｍ２−１）〜（Ｍ２−２７）である。これらの化合物において、Ｒ^ａ、Ｒ^ｂ、Ｒ^ｄ、Ｚ^Ｍ、Ａ^Ｍ、Ｙおよびｐの定義は、本発明の態様に記載した式（Ｍ１）および式（Ｍ２）のそれらと同一である。

【0172】

化合物（Ｍ１−１）〜（Ｍ１−４１）および（Ｍ２−１）〜（Ｍ２−２７）における下記の部分構造について説明する。部分構造（ａ１）は、少なくとも１つの水素がフッ素で置き換えられた１，４−フェニレンを表す。部分構造（ａ２）は、少なくとも１つの水素がフッ素で置き換えられてもよい１，４−フェニレンを表す。部分構造（ａ３）は、少なくとも１つの水素がフッ素またはメチルのいずれかで置き換えられてもよい１，４−フェニレンを表す。部分構造（ａ４）は、９位の水素がメチルで置き換えられてもよいフルオレンを表す。

【0173】

前述のメソゲン部位を有さないモノマー、およびメソゲン部位を持つモノマー（Ｍ１）、および（Ｍ２）以外の重合性化合物を必要に応じて使用することができる。

【0174】

本発明の高分子／液晶複合材料の光学的に等方性を最適化する目的で、メソゲン部位を持ち３つ以上の重合性官能基を持つモノマーを使用することもできる。メソゲン部位を持ち３つ以上の重合性官能基を持つモノマーとしては公知の化合物を好適に使用できるが、たとえば、（Ｍ４−１）〜（Ｍ４−３）であり、より具体的な例として、特開２０００−３２７６３２号（JP 2000-327632A）、特開２００４−１８２９４９号(JP 2004-182949A)、特開２００４−５９７７２号(JP 2004-59772A)に記載された化合物をあげることができる。ただし、（Ｍ４−１）〜（Ｍ４−３）において、Ｒ^ｂ、Ｚ^Ｍ、Ｙ、および（Ｆ）は前述と同一の定義を示す。

【0175】

４−２−２ メソゲン部位を有さない重合性官能基を持つモノマー
メソゲン部位を有さない重合性官能基を持つモノマーとして、たとえば、炭素数１〜３０の直鎖あるいは分岐鎖のアクリレート、炭素数１〜３０の直鎖あるいは分岐鎖のジアクリレート、三つ以上の重合性官能基を有するモノマーとしては、グリセロール・プロポキシレート（１ＰＯ／ＯＨ）トリアクリレート、ペンタエリスリトール・プロポキシレート・トリアクリレート、ペンタエリスリトール・トリアクリレート、トリメチロールプロパン・エトキシレート・トリアクリレート、トリメチロールプロパン・プロポキシレート・トリアクリレート、トリメチロールプロパン・トリアクリレート、ジ（トリメチロールプロパン）テトラアクリレート、ペンタエリスリトール・テトラアクリレート、ジ（ペンタエリスリトール）ペンタアクリレート、ジ（ペンタエリスリトール）ヘキサアクリレート、トリメチロールプロパン・トリアクリレートなどを挙げることができるが、これらに限定されるものではない。

【0176】

４−２−３ 重合開始剤
本発明の複合材料を構成する高分子の製造における重合反応は特に限定されず、たとえば、光ラジカル重合、熱ラジカル重合、光カチオン重合等が行われる。

【0177】

光ラジカル重合において用いることができる光ラジカル重合開始剤の例は、ダロキュア（ＤＡＲＯＣＵＲ）１１７３および４２６５（いずれも商品名、ＢＡＳＦジャパン（株））、イルガキュア（ＩＲＧＡＣＵＲＥ）１８４、３６９、５００、６５１、７８４、８１９、９０７、１３００、１７００、１８００、１８５０、および２９５９（いずれも商品名、ＢＡＳＦジャパン（株））である。

【0178】

熱ラジカル重合において用いることができる熱によるラジカル重合の好ましい開始剤の例は、過酸化ベンゾイル、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、ｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート、ｔ−ブチルパーオキシピバレート、ｔ−ブチルパーオキシジイソブチレート、過酸化ラウロイル、２，２’−アゾビスイソ酪酸ジメチル（ＭＡＩＢ）、ジｔ−ブチルパーオキシド（ＤＴＢＰＯ）、アゾビスイソブチロニトリル（ＡＩＢＮ）、アゾビスシクロヘキサンカルボニトリル（ＡＣＮ）である。

【0179】

光カチオン重合において用いることができる光カチオン重合開始剤の例は、ジアリールヨードニウム塩（以下、「ＤＡＳ」という。）およびトリアリールスルホニウム塩（以下、「ＴＡＳ」という。）である。

【0180】

ＤＡＳの例は、ジフェニルヨードニウムテトラフルオロボレート、ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロホスホネート、ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロアルセネート、ジフェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート、ジフェニルヨードニウムトリフルオロアセテート、ジフェニルヨードニウム−ｐ−トルエンスルホネート、ジフェニルヨードニウムテトラ（ペンタフルオロフェニル）ボレート、４−メトキシフェニルフェニルヨードニウムテトラフルオロボレート、４−メトキシフェニルフェニルヨードニウムヘキサフルオロホスホネート、４−メトキシフェニルフェニルヨードニウムヘキサフルオロアルセネート、４−メトキシフェニルフェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート、４−メトキシフェニルフェニルヨードニウムトリフルオロアセテート、および４−メトキシフェニルフェニルヨードニウム−ｐ−トルエンスルホナートである。

【0181】

ＤＡＳには、チオキサントン、フェノチアジン、クロロチオキサントン、キサントン、アントラセン、ジフェニルアントラセン、ルブレンなどの光増感剤を添加することで高感度化することもできる。

【0182】

ＴＡＳの例は、トリフェニルスルホニウムテトラフルオロボレート、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロホスホネート、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロアルセネート、トリフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホナート、トリフェニルスルホニウムトリフルオロアセテート、トリフェニルスルホニウム−ｐ−トルエンスルホネート、トリフェニルスルホニウムテトラ（ペンタフルオロフェニル）ボレート、４−メトキシフェニルジフェニルスルホニウムテトラフルオロボレート、４−メトキシフェニルジフェニルスルホニウムヘキサフルオロホスホネート、４−メトキシフェニルジフェニルスルホニウムヘキサフルオロアルセネート、４−メトキシフェニルジフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホナート、４−メトキシフェニルジフェニルスルホニウムトリフルオロアセテート、および４−メトキシフェニルジフェニルスルホニウム−ｐ−トルエンスルホネートである。

【0183】

光カチオン重合開始剤の具体的な商品名の例は、サイラキュア（Ｃｙｒａｃｕｒｅ）ＵＶＩ−６９９０、サイラキュアＵＶＩ−６９７４、サイラキュアＵＶＩ−６９９２（それぞれ商品名、ＵＣＣ（株））、アデカオプトマーＳＰ−１５０、ＳＰ−１５２、ＳＰ−１７０、ＳＰ−１７２（それぞれ商品名、(株)ＡＤＥＫＡ）、Rhodorsil Photoinitiator ２０７４（商品名、ローディアジャパン（株））、イルガキュア（ＩＲＧＡＣＵＲＥ）２５０（商品名、ＢＡＳＦジャパン（株））、およびＵＶ−９３８０Ｃ（商品名、ＧＥ東芝シリコーン（株））である。

【0184】

４−２−４ 硬化剤等
本発明の複合材料を構成する高分子の製造において、前記モノマー等および重合開始剤の他にさらに１つまたは２つ以上の他の好適な成分、たとえば、硬化剤、触媒、安定剤等を加えてもよい。

【0185】

硬化剤としては、通常、エポキシ樹脂の硬化剤として使用されている従来公知の潜在性硬化剤が使用できる。潜在性エポキシ樹脂用硬化剤の例は、アミン系硬化剤、ノボラック樹脂系硬化剤、イミダゾール系硬化剤、酸無水物系硬化剤等である。アミン系硬化剤の例は、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラアミン、テトラエチレンペンタアミン、ｍ−キシレンジアミン、トリメチルヘキサメチレンジアミン、２−メチルペンタメチレンジアミン、ジエチルアミノプロピルアミン等の脂肪族ポリアミン、イソフォロンジアミン、１，３−ビスアミノメチルシクロヘキサン、ビス（４−アミノシクロヘキシル）メタン、ノルボルネンジアミン、１，２−ジアミノシクロヘキサン、ラロミン等の脂環式ポリアミン、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルエタン、メタフェニレンジアミン等の芳香族ポリアミンである。

【0186】

ノボラック樹脂系硬化剤の例は、フェノールノボラック樹脂、ビスフェノールノボラック樹脂である。イミダゾール系硬化剤の例、２−メチルイミダゾール、２−エチルへキシルイミダゾール、２−フェニルイミダゾール、１−シアノエチル−２−フェニルイミダゾリウム・トリメリテートである。

【0187】

酸無水物系硬化剤の例は、テトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、メチルへキサヒドロ無水フタル酸、メチルシクロヘキセンテトラカルボン酸二無水物、無水フタル酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物である。

【0188】

また、グリシジル基、エポキシ基、オキセタニル基を有する重合性化合物と硬化剤との硬化反応を促進するための硬化促進剤をさらに用いてもよい。硬化促進剤の例は、ベンジルジメチルアミン、トリス（ジメチルアミノメチル）フェノール、ジメチルシクロヘキシルアミン等の３級アミン類、１−シアノエチル−２−エチル−４−メチルイミダゾール、２−エチル−４−メチルイミダゾール等のイミダゾール類、トリフェニルホスフィン等の有機リン系化合物、テトラフェニルホスホニウムブロマイド等の４級ホスホニウム塩類、１，８−ジアザビシクロ［５．４．０］ウンデセン−７等やその有機酸塩等のジアザビシクロアルケン類、テトラエチルアンモニウムブロマイド、テトラブチルアンモニウムブロマイド等の４級アンモニウム塩類、三フッ化ホウ素、トリフェニルボレート等のホウ素化合物である。これらの硬化促進剤は単独または複数を混合して使用することができる。

【0189】

また、たとえば貯蔵中の不所望な重合を防止するために、安定剤を添加することが好ましい。安定剤として、当業者に知られているすべての化合物を用いることができる。安定剤の代表例としては、４−エトキシフェノール、ハイドロキノン、ブチル化ヒドロキシトルエン（ＢＨＴ）等が挙げられる。

【0190】

４−３ 高分子／液晶複合材料の組成
本発明の高分子／液晶複合材料中における液晶組成物の含有率は、複合材料が光学的に等方性の液晶相を発現できる範囲であれば、可能な限り高含有率であることが好ましい。液晶組成物の含有率が高い方が、本発明の複合材料の電気複屈折値が大きくなるからである。

【0191】

本発明の高分子／液晶複合材料において、液晶組成物の含有率は複合材料に対して６０〜９９重量％であることが好ましく、６０重量％〜９８重量％がさらに好ましく、８０重量％〜９７重量％が特に好ましい。また、本発明の高分子／液晶複合材料において、高分子の含有率は複合材料に対して１重量％〜４０重量％であることが好ましく、２重量％〜４０重量％がさらに好ましく、３重量％〜２０重量％が特に好ましい。

【0192】

５ 光素子
本発明の光素子は、液晶組成物または高分子／液晶複合材料（以下では、本発明の液晶組成物および高分子／液晶複合材料を総称して液晶媒体と呼ぶことがある）を含む光学的に等方性の液晶相で駆動される光素子である。
電界無印加時には液晶媒体は光学的に等方性であるが、電場を印加すると、液晶媒体は光学的異方性を生じ、電界による光変調が可能となる。
液晶表示素子の構造例としては、図１に示すように、櫛型電極基板の電極が、左側から伸びる電極１と右側から伸びる電極２が交互に配置された構造を挙げることができる。電極１と電極２との間に電位差がある場合、図１に示すような櫛型電極基板上では、１本の電極に注目すると、図面上の上方向と下方向の２つの方向の電界が存在する状態を提供できる。
本発明の液晶組成物は光素子に利用できる。本発明の液晶組成物は、低い駆動電圧と短い応答時間を示すため、本発明の好ましい態様の光素子は低電圧で駆動が可能であり、高速応答が可能である。

【0193】

６ 化合物
本発明の液晶化合物は、式 (１−１)および（１−２）)で表される化合物である。

式（１−１）および式（１−２）で表される化合物。

（上記式中、Ｒ^１ａは炭素数１〜１０のアルキルであり、；
Ｘ^１ａはフッ素、塩素、−Ｃ≡Ｎ、−ＣＦ_３または−ＯＣＦ_３である。）
式（１−１）で表される化合物は、高い透明点と大きな誘電率異方性値、大きな屈折率異方性値を有し、式（１−２）で表される化合物は、比較的高い透明点、大きな誘電率異方性値、比較的良好な低温での相溶性を有する、したがって、これらの化合物は、低い駆動電圧、あるいは広い液晶相温度範囲を有する液晶組成物の成分として有用である。

【実施例】

【0194】

以下、実施例により本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれら実施例によっては制限されない。なお特に言及のない限り、「％」は「重量％」を意味する。
また、得られた化合物は、¹Ｈ−ＮＭＲ分析で得られる核磁気共鳴スペクトル、ガスクロマトグラフィー（ＧＣ）分析で得られるガスクロマトグラムなどにより同定した。分析方法は以下のとおりであった。

【0195】

１）分析方法
１−１）¹Ｈ−ＮＭＲ分析
測定装置は、ＤＲＸ−５００（商品名、ブルカーバイオスピン（株））を用いた。測定は、実施例等で製造したサンプルを、ＣＤＣｌ₃等のサンプルが可溶な重水素化溶媒に溶解し、室温で、５００ＭＨｚ、積算回数２４回の条件で行った。なお、得られた核磁気共鳴スペクトルの説明において、ｓはシングレット、ｄはダブレット、ｔはトリプレット、ｑはカルテット、ｍはマルチプレットであることを意味する。また、化学シフトδ値のゼロ点の基準物質としてはテトラメチルシラン（ＴＭＳ）を用いた。

【0196】

１−２）ＧＣ分析
測定装置は、島津製作所製のＧＣ−１４Ｂ型ガスクロマトグラフを用いた。カラムは、島津製作所製のキャピラリーカラムＣＢＰ１−Ｍ２５−０２５（長さ２５ｍ、内径０．２２ｍｍ、膜厚０．２５μｍ）；固定液相はジメチルポリシロキサン；無極性）を用いた。キャリアーガスとしてはヘリウムを用い、流量は１ｍｌ／分に調整した。試料気化室の温度を３００℃、検出器（ＦＩＤ）部分の温度を３００℃に設定した。

【0197】

試料はトルエンに溶解して、１重量％の溶液となるように調製し、得られた溶液１μｌを試料気化室に注入した。
記録計としては島津製作所製のＣ−Ｒ６Ａ型Chromatopac、またはその同等品を用いた。得られたガスクロマトグラムには、成分化合物に対応するピークの保持時間およびピークの面積値が示されている。

【0198】

なお、試料の希釈溶媒としては、たとえば、クロロホルム、ヘキサンを用いてもよい。また、カラムとしては、Agilent Technologies Inc.製のキャピラリカラムＤＢ−１（長さ３０ｍ、内径０．３２ｍｍ、膜厚０．２５μｍ）、Agilent Technologies Inc.製のＨＰ−１（長さ３０ｍ、内径０．３２ｍｍ、膜厚０．２５μｍ）、Restek Corporation製のＲｔｘ−１（長さ３０ｍ、内径０．３２ｍｍ、膜厚０．２５μｍ）、SGE International Pty.Ltd製のＢＰ−１（長さ３０ｍ、内径０．３２ｍｍ、膜厚０．２５μｍ）などを用いてもよい。

【0199】

ガスクロマトグラムにおけるピークの面積比は成分化合物の割合に相当する。一般には、分析サンプルの成分化合物の重量％は、分析サンプルの各ピークの面積％と完全に同一ではないが、本発明において上述したカラムを用いる場合には、実質的に補正係数は１であるので、分析サンプル中の成分化合物の重量％は、分析サンプル中の各ピークの面積％とほぼ対応している。成分の液晶化合物における補正係数に大きな差異がないからである。ガスクロマトグラムにより液晶組成物中の液晶化合物の組成比をより正確に求めるには、ガスクロマトグラムによる内部標準法を用いる。一定量正確に秤量された各液晶化合物成分（被検成分）と基準となる液晶化合物（基準物質）を同時にガスクロ測定して、得られた被検成分のピークと基準物質のピークとの面積比の相対強度をあらかじめ算出する。基準物質に対する各成分のピーク面積の相対強度を用いて補正すると、液晶組成物中の液晶化合物の組成比をガスクロ分析からより正確に求めることができる。

【0200】

１−３）液晶化合物等の物性値の測定試料
液晶化合物の物性値を測定する試料としては、化合物そのものを試料とする場合、化合物を母液晶と混合して試料とする場合の２種類がある。

【0201】

化合物を母液晶と混合した試料を用いる後者の場合には、以下の方法で測定を行う。まず、得られた液晶化合物１５重量％と母液晶８５重量％とを混合して試料を作製する。そして、得られた試料の測定値から、下記の計算式に基づく外挿法にしたがって、外挿値を計算する。この外挿値をこの化合物の物性値とする。

【0202】

〈外挿値〉＝（１００×〈試料の測定値〉−〈母液晶の重量％〉×〈母液晶の測定値〉）／〈液晶化合物の重量％〉

【0203】

液晶化合物と母液晶との割合がこの割合（１５重量％：８５重量％）であっても、スメクチック相、または結晶が２５℃で析出する場合には、液晶化合物と母液晶との割合を１０重量％：９０重量％、５重量％：９５重量％、１重量％：９９重量％の順に変更をしていき、スメクチック相、または結晶が２５℃で析出しなくなった組成で試料の物性値を測定し上記式にしたがって外挿値を求めて、これを液晶化合物の物性値とする。

【0204】

測定に用いる母液晶としては様々な種類が存在するが、たとえば、母液晶Ａの組成（重量％）は以下のとおりである。

【0205】

１−４）液晶化合物等の物性値の測定方法
物性値の測定は後述する方法で行った。これら測定方法の多くは、日本電子機械工業会規格（Standard of Electric Industries Association of Japan）ＥＩＡＪ・ＥＤ−２５２１Ａに記載された方法、またはこれを修飾した方法である。また、測定に用いたＴＮ素子には、ＴＦＴを取り付けなかった。

【0206】

測定値のうち、液晶化合物そのものを試料とした場合は、得られた値を実験データとして記載した。液晶化合物と母液晶との混合物を試料として用いた場合は、外挿法で得られた値を実験データとして記載した。

【0207】

１−４−１）相構造および相転移温度（℃）：
以下（１）、および（２）の方法で測定を行った。
（１）偏光顕微鏡を備えた融点測定装置のホットプレート（メトラー社ＦＰ−５２型ホットステージ）に化合物を置き、３℃／分の速度で加熱しながら相状態とその変化を偏光顕微鏡で観察し、液晶相の種類を特定した。
（２）パーキンエルマー社製走査熱量計ＤＳＣ−７システム、またはＤｉａｍｏｎｄ ＤＳＣシステムを用いて、３℃／分速度で昇降温し、試料の相変化に伴う吸熱ピーク、または発熱ピークの開始点を外挿により求め（on set）、相転移温度を決定した。

【0208】

以下、結晶はＫと表し、さらに結晶の区別がつく場合は、それぞれＫ₁またはＫ₂と表した。また、スメクチック相はＳｍ、ネマチック相はＮ、キラルネマチック相はＮ^＊と表した。液体（アイソトロピック）はＩと表した。スメクチック相の中で、スメクチックＢ相、またはスメクチックＡ相の区別がつく場合は、それぞれＳｍＢ、またはＳｍＡと表した。ＢＰはブルー相または光学的に等方性の液晶相を表す。２相の共存状態は（Ｎ^＊＋Ｉ）、（Ｎ^＊＋ＢＰ）という形式で表記することがある。具体的には、（Ｎ^＊＋Ｉ）は、それぞれ非液晶等方相とキラルネマチック相がと共存する相を表し、（Ｎ^＊＋ＢＰ）は、ＢＰ相または光学的に等方性の液晶相とキラルネマチック相が共存した相を表す。Ｕｎは光学的等方性ではない未確認の相を表す。相転移温度の表記として、たとえば、「Ｋ ５０．０ Ｎ １００．０ Ｉ」とは、結晶からネマチック相への相転移温度（ＫＮ）が５０．０℃であり、ネマチック相から液体への相転移温度（ＮＩ）が１００．０℃であることを示す。他の表記も同様である。

【0209】

１−５）ネマチック相の上限温度（Ｔ_ＮＩ；℃）
偏光顕微鏡を備えた融点測定装置のホットプレート（メトラー社ＦＰ−５２型ホットステージ）に、試料（液晶化合物と母液晶との混合物）を置き、１℃／分の速度で加熱しながら偏光顕微鏡を観察した。試料の一部がネマチック相から等方性液体に変化したときの温度をネマチック相の上限温度とした。以下、ネマチック相の上限温度を、単に「上限温度」と略すことがある。

【0210】

１−６）低温相溶性
母液晶と液晶化合物とを、液晶化合物が、２０重量％、１５重量％、１０重量％、５重量％、３重量％、および１重量％の量となるように混合した試料を作製し、試料をガラス瓶に入れる。このガラス瓶を、−１０℃または−２０℃のフリーザー中に一定期間保管したあと、結晶もしくはスメクチック相が析出しているかどうか観察をした。

【0211】

１−７）粘度（バルク粘度；η；２０℃で測定；ｍＰａ・ｓ）
液晶化合物と母液晶との混合物を、Ｅ型粘度計を用いて測定した。

【0212】

１−８）屈折率異方性（Δｎ）
測定は２５℃の温度下で、波長５８９ｎｍの光を用い、接眼鏡に偏光板を取り付けたアッベ屈折計により行なった。主プリズムの表面を一方向にラビングしたあと、試料（液晶化合物と母液晶との混合物）を主プリズムに滴下した。屈折率（ｎ‖）は偏光の方向がラビングの方向と平行であるときに測定した。屈折率（ｎ⊥）は偏光の方向がラビングの方向と垂直であるときに測定した。屈折率異方性（Δｎ）の値は、Δｎ＝ｎ‖−ｎ⊥の式から計算した。

【0213】

１−９）誘電率異方性（Δε；２５℃で測定）
２枚のガラス基板の間隔（ギャップ）が約９μｍ、ツイスト角が８０度の液晶セルに試料（液晶化合物と母液晶との混合物）を入れた。このセルに２０ボルトを印加して、液晶分子の長軸方向における誘電率（ε‖）を測定した。０．５ボルトを印加して、液晶分子の短軸方向における誘電率（ε⊥）を測定した。誘電率異方性の値は、Δε＝ε‖−ε⊥、の式から計算した。

【0214】

１−１０）ピッチ（Ｐ；２５℃で測定；ｎｍ）
ピッチ長は選択反射を用いて測定した（液晶便覧196頁 2000年発行、丸善）。選択反射波長λには、関係式<ｎ>ｐ/λ＝１が成立する。ここで<ｎ>は平均屈折率を表し、次式で与えられる。<ｎ>＝{(ｎ_‖²＋ｎ_⊥²)/２}^1/2。選択反射波長は顕微分光光度計（日本電子（株）、商品名MSV-350）で測定した。得られた反射波長を平均屈折率で除すことにより、ピッチを求めた。可視光より長波長領域に反射波長を有するコレステリック液晶のピッチは、光学活性化合物濃度が低い領域では光学活性化合物の濃度の逆数に比例することから、可視光領域に選択反射波長を有する液晶のピッチ長を数点測定し、直線外挿法により求めた。「光学活性化合物」は本発明におけるキラル剤に相当する。

【0215】

本発明において、液晶組成物の特性値の測定は下記の方法にしたがって行うことができる。それらの多くは、日本電子機械工業会規格（Standard of Electric Industries Association of Japan）ＥＩＡＪ・ＥＤ−２５２１Ａに記載された方法、またはこれを修飾した方法である。測定に用いたＴＮ素子には、ＴＦＴを取り付けなかった。

【0216】

１−１１）ネマチック相の上限温度（ＮＩ；℃）
偏光顕微鏡を備えた融点測定装置のホットプレートに試料を置き、１℃／分の速度で加熱した。試料の一部がネマチック相から等方性液体に変化したときの温度を測定した。ネマチック相の上限温度を「上限温度」と略すことがある。

【0217】

１−１２）ネマチック相の下限温度（Ｔ_C；℃）
ネマチック相を有する試料を０℃、−１０℃、−２０℃、−３０℃、および−４０℃のフリーザー中に１０日間保管したあと、液晶相を観察した。たとえば、試料が−２０℃ではネマチック相のままであり、−３０℃では結晶（またはスメクチック相）に変化したとき、Ｔ_Cを≦−２０℃と記載する。ネマチック相の下限温度を「下限温度」と略すことがある。

【0218】

１−１３）光学的に等方性の液晶相の転移温度
偏光顕微鏡を備えた融点測定装置のホットプレートに試料を置き、クロスニコルの状態で、まず試料が非液晶等方相になる温度まで昇温した後、１℃／分の速度で降温し、完全にキラルネマチック相または光学的に等方性の液晶相を出現させた。その降温過程での相転移した温度を測定し、次いで１℃／分の速度で昇熱し、その昇温過程における相転移した温度を測定した。本発明において、特に断りの無い限り、昇温過程での相転移した温度を相転移温度とした。光学的に等方性の液晶相においてクロスニコル下では暗視野で相転移温度の判別が困難な場合は、偏光板をクロスニコルの状態から１〜１０°ずらして相転移温度を測定した。

【0219】

１−１４）粘度（回転粘度；γ１；２５℃で測定；ｍＰａ・ｓ）
（１）誘電率異方性が正である試料：測定はM. Imai et al., Molecular Crystals and Liquid Crystals, Vol. 259, 37 (1995) に記載された方法に従った。ツイスト角が０°であり、そして２枚のガラス基板の間隔（セルギャップ）が５μｍであるＴＮ素子に試料を入れた。ＴＮ素子に１６ボルト〜１９．５ボルトの範囲で０．５ボルト毎に段階的に印加した。０．２秒の無印加のあと、ただ１つの矩形波（矩形パルス；０．２秒）と無印加（２秒）の条件で印加を繰り返した。この印加によって発生した過渡電流（transient current）のピーク電流（peak current）とピーク時間（peak time）を測定した。これらの測定値とM. Imaiらの論文の４０頁の計算式（８）とから回転粘度の値を得た。この計算で必要な誘電率異方性の値は、この回転粘度の測定で使用した素子にて、下記の誘電率異方性の測定方法で求めた。

【0220】

（２）誘電率異方性が負である試料：測定はM. Imai et al., Molecular Crystals and Liquid Crystals, Vol. 259, 37 (1995) に記載された方法に従った。２枚のガラス基板の間隔（セルギャップ）が２０μｍのＶＡ素子に試料を入れた。この素子に３０ボルト〜５０ボルトの範囲で１ボルト毎に段階的に印加した。０．２秒の無印加のあと、ただ１つの矩形波（矩形パルス；０．２秒）と無印加（２秒）の条件で印加を繰り返した。この印加によって発生した過渡電流（transient current）のピーク電流（peak current）とピーク時間（peak time）を測定した。これらの測定値とM. Imaiらの論文、４０頁の計算式（８）とから回転粘度の値を得た。この計算に必要な誘電率異方性は、下記の誘電率異方性で測定した値を用いた。

【0221】

１−１５）屈折率異方性（Δｎ；２５℃で測定）
測定は、波長５８９ｎｍの光を用い、接眼鏡に偏光板を取り付けたアッベ屈折計により行なった。主プリズムの表面を一方向にラビング（rubbing）したあと、試料を主プリズムに滴下した。屈折率（ｎ‖）は偏光の方向がラビングの方向と平行であるときに測定した。屈折率（ｎ⊥）は偏光の方向がラビングの方向と垂直であるときに測定した。屈折率異方性の値は、Δｎ＝ｎ‖−ｎ⊥、の式から計算した。試料が組成物のときはこの方法によって屈折率異方性を測定した。

【0222】

１−１６）誘電率異方性（Δε；２５℃で測定）：
（１）誘電率異方性が正である組成物：２枚のガラス基板の間隔（ギャップ）が約９μｍ、ツイスト角が８０度の液晶セルに試料を入れた。このセルに２０ボルトを印加して、液晶分子の長軸方向における誘電率（ε‖）を測定した。０．５ボルトを印加して、液晶分子の短軸方向における誘電率（ε⊥）を測定した。誘電率異方性の値は、Δε＝ε‖−ε⊥、の式から計算した。

【0223】

（２）誘電率異方性が負である組成物：ホメオトロピック配向に処理した液晶セルに試料を入れ、０．５ボルトを印加して誘電率（ε‖）を測定した。ホモジニアス配向に処理した液晶セルに試料を入れ、０．５ボルトを印加して誘電率（ε⊥）を測定した。誘電率異方性の値は、Δε＝ε‖−ε⊥、の式から計算した。

【0224】

１−１７）しきい値電圧（Ｖｔｈ；２５℃で測定；Ｖ）
１）誘電率異方性が正である組成物：２枚のガラス基板の間隔（ギャップ）が（０．５／Δｎ）μｍであり、ツイスト角が８０度である、ノーマリーホワイトモード（normally white mode）の液晶表示素子に試料を入れた。Δｎは上記の方法で測定した屈折率異方性の値である。この素子に周波数が３２Ｈｚである矩形波を印加した。矩形波の電圧を上昇させ、素子を通過する光の透過率が９０％になったときの電圧の値を測定した。

【0225】

２）誘電率異方性が負である組成物：２枚のガラス基板の間隔（ギャップ）が約９μｍであり、ホメオトロピック配向に処理したノーマリーブラックモード（normally black mode）の液晶表示素子に試料を入れた。この素子に周波数が３２Ｈｚである矩形波を印加した。矩形波の電圧を上昇させ、素子を通過する光の透過率１０％になったときの電圧の値を測定した。

【0226】

１−１８）電圧保持率（ＶＨＲ；２５℃で測定；％）
測定に用いたＴＮ素子はポリイミド配向膜を有し、そして２枚のガラス基板の間隔（セルギャップ）は６μｍである。この素子は試料を入れたあと紫外線によって重合する接着剤で密閉した。このＴＮ素子にパルス電圧（５Ｖで６０マイクロ秒）を印加して充電した。減衰する電圧を高速電圧計で１６．７ミリ秒のあいだ測定し、単位周期における電圧曲線と横軸との間の面積Ａを求めた。面積Ｂは減衰しなかったときの面積である。電圧保持率は面積Ｂに対する面積Ａの百分率である。

【0227】

１−１９）螺旋ピッチ（２０℃で測定；μｍ）
螺旋ピッチの測定には、カノのくさび型セル法を用いた。カノのくさび型セルに試料を注入し、セルから観察されるディスクリネーションラインの間隔（ａ；単位はμｍ）を測定した。螺旋ピッチ（Ｐ）は、式Ｐ＝２・ａ・ｔａｎθから算出した。θは、くさび型セルにおける２枚のガラス板の間の角度である。

【0228】

あるいは、ピッチ長は選択反射を用いて測定した（液晶便覧196頁 2000年発行、丸善）。選択反射波長λには、関係式<ｎ>ｐ/λ＝１が成立する。ここで<ｎ>は平均屈折率を表し、次式で与えられる。<ｎ>＝{(ｎ‖²＋ｎ⊥²)/２}^1/2。選択反射波長は顕微分光光度計（日本電子（株）、商品名MSV-350）で測定した。得られた反射波長を平均屈折率で除すことにより、ピッチを求めた。
可視光より長波長領域に反射波長を有するコレステリック液晶のピッチは、キラル剤濃度が低い領域ではキラル剤の濃度の逆数に比例することから、可視光領域に選択反射波長を有する液晶のピッチ長を数点測定し、直線外挿法により求めた。

【0229】

成分または液晶化合物の割合（百分率）は、液晶化合物の全重量に基づいた重量百分率（重量％）である。組成物は、液晶化合物などの成分の重量を測定してから混合することによって調製される。したがって、成分の重量％を算出するのは容易である。

【0230】

［実施例１］
本願の式（１−２）で表される化合物の合成実施例およびその特性を下記合成例１〜４に記す。

【0231】

［合成例１］ 化合物（１−２−Ｓ１） の合成

式（１−２）において、Ｒ^１ａがＣ_４Ｈ_９、およびＸ^１ａが−ＣＦ_３である、上記式（１−２−Ｓ１）で表される化合物（化合物（１−２−Ｓ１））を以下のとおりに合成した。

【0232】

（第１段）化合物（Ｓ１０７）の合成
窒素雰囲気下で、化合物（Ｓ１０６）（15.0g, 38.2mmol）のＴＨＦ（150mL）溶液を−４０℃まで冷却し、ｎ−ブチルリチウム／ｎ−ヘキサン溶液（1.57mol/L, 29.0mL）を滴下してそのままの温度で１時間撹拌した。さらにそのままの温度でドライアイス（2.01g, 45.8mmoL）を少しずつ加え、徐々に室温に戻しながら１時間撹拌した。反応液を２Ｎ−ＨＣｌ水に空け、リトマス試験紙で溶液が酸性になっていることを確認した後にジエチルエーテル（200mL）で２回抽出し、水で３回洗浄した後に有機相を減圧濃縮した。残渣にｎ−ヘプタンを加え、４０℃で５分間加熱撹拌した後に−２０℃までゆっくりと冷却して固形物をろ過した。ろ晶を取り出して減圧乾燥し、カルボン酸誘導体（Ｓ１０７）（15.8g, 36.1mmoL）を得た。

【0233】

（第２段）化合物（１−２−Ｓ１）の合成
窒素雰囲気下で、フェノール誘導体（Ｓ１０８）（2.72g, 13.7mmoL）のジクロロメタン（120mL）溶液を０℃まで冷却し、Ｎ，Ｎ’−ジクロロヘキシルカルボジイミド（2.96g, 14.4mmoL）、４−ジメチルアミノピリジン（0.168g, 1.37mmoL）、およびカルボン酸誘導体（Ｓ１０７）（6.00g, 13.7mmoL）加え、常温にて８時間撹拌した。反応液を水に空けてジクロロメタン（120mL）を追加し、重層水で２回、水で３回洗浄し、次いで減圧濃縮を行った。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒：トルエン／ｎ−ヘプタン＝１／２（容量））、さらに再結晶ろ過（溶媒：トルエン／ｎ−ヘプタン＝１／４（容量））にて精製して化合物（１−２−Ｓ１）（4.14g, 6.70mmoL）を得た。この化合物の融点（℃）は、Ｃ １２３．６ Ｉであった。
^１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ_３，ｐｐｍ）： δ 0.944-0.974(3H, t), 1.36-1.43(2H, m), 1.61-1.67(2H, m), 2.65-2.68(2H, t), 7.00-7.04(2H, dd), 7.02-7.05(1H, dd), 7.07-7.09(1H, dd), 7.12-7.14(2H, d), 7.33-7.37(2H, dd), 7.53(1H, dd)
^１９Ｆ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ_３，ｐｐｍ）： δ -109.23- -109.25(2F, d), -111.92- -111.94(1F, d), -118.64- -118.68(1F, dd), -132.74- 132.81(2F, dd), -163.07- -163.08(1F, tt)
次に、上述した母液晶Ａとして記載された４つの化合物を混合し、ネマチック相を有する母液晶Ａを調製した。この母液晶Ａの物性は以下の通りであった。
上限温度（Ｔ_ＮＩ）＝７１．７℃； 誘電率異方性（Δε）＝１１．０； 屈折率異方性（Δｎ）＝０．１３７。

【0234】

母液晶Ａ（９５重量％）と、合成例１で得られた化合物（１−２−Ｓ１）（５重量％）とからなる液晶組成物ＡＳ１を調製した。得られた液晶組成物ＡＳ１の物性値を測定し、測定値を外挿することで化合物（１−２−Ｓ１）の物性の外挿値を算出した。その値は以下の通りであった。
上限温度（Ｔ_ＮＩ）＝５５℃； 誘電率異方性（Δε）＝７５．４； 屈折率異方性（Δｎ）＝０．１７０。
これらのことから化合物（１−２−Ｓ１）は、屈折率異方性（Δｎ）と誘電率異方性（Δε）の大きい化合物であることが分かった。

【0235】

［合成例２］ 化合物（１−２−Ｓ２） の合成

式（１−２）において、Ｒ^１ａがＣ_４Ｈ_９、およびＸ^１ａが−Ｆである、上記式（１−２−Ｓ２）で表される化合物（化合物（１−２−Ｓ２））を合成例１の方法に準じて合成した。相転移点（℃）は、Ｃ １１８．１（Ｎ １０４．７） Ｉであった。

【0236】

母液晶Ａ（９５重量％）と、合成例２で得られた化合物（１−２−Ｓ２）（５重量％）とからなる液晶組成物ＡＳ１を調製した。得られた液晶組成物ＡＳ１の物性値を測定し、測定値を外挿することで化合物（１−２−Ｓ２）の物性の外挿値を算出した。その値は以下の通りであった。
上限温度（Ｔ_ＮＩ）＝４９．７℃； 誘電率異方性（Δε）＝６３．９； 屈折率異方性（Δｎ）＝０．１７７。
これらのことから化合物（１−２−Ｓ２）は、屈折率異方性（Δｎ）と誘電率異方性（Δε）の大きい化合物であることが分かった。

【0237】

［合成例３］ 化合物（１−２−Ｓ３） の合成

式（１−２）において、Ｒ^１ａがＣ_５Ｈ_１１、およびＸ^１ａが−ＣＦ_３である、上記式（１−２−Ｓ３）で表される化合物（化合物（１−２−Ｓ３））を合成例１の方法に準じて合成した。相転移点（℃）は、Ｃ １１４．９ Ｉであった。

【0238】

母液晶Ａ（９５重量％）と、合成例３で得られた化合物（１−２−Ｓ３）（５重量％）とからなる液晶組成物ＡＳ１を調製した。得られた液晶組成物ＡＳ１の物性値を測定し、測定値を外挿することで化合物（１−２−Ｓ３）の物性の外挿値を算出した。その値は以下の通りであった。
上限温度（Ｔ_ＮＩ）＝５５．７℃； 誘電率異方性（Δε）＝７８．１； 屈折率異方性（Δｎ）＝０．１７７。
これらのことから化合物（１−２−Ｓ３）は、屈折率異方性（Δｎ）と誘電率異方性（Δε）の大きい化合物であることが分かった。

【0239】

［合成例４］ 化合物（１−２−Ｓ４） の合成

式（１−２）において、Ｒ^１ａがＣ_６Ｈ_１３−、およびＸ^１ａが−ＣＦ_３である、上記式（１−２−Ｓ４）で表される化合物（化合物（１−２−Ｓ４））を合成例１の方法に準じて合成した。相転移点（℃）は、Ｃ １１７．８ Ｉであった。

【0240】

母液晶Ａ（９５重量％）と、合成例３で得られた化合物（１−２−Ｓ４）（５重量％）とからなる液晶組成物ＡＳ１を調製した。得られた液晶組成物ＡＳ１の物性値を測定し、測定値を外挿することで化合物（１−２−Ｓ４）の物性の外挿値を算出した。その値は以下の通りであった。
上限温度（Ｔ_ＮＩ）＝５３．７℃； 誘電率異方性（Δε）＝７３．９； 屈折率異方性（Δｎ）＝０．１５７。
これらのことから化合物（１−２−Ｓ４）は、屈折率異方性（Δｎ）と誘電率異方性（Δε）の大きい化合物であることが分かった。

【0241】

［実施例２］ネマチック液晶組成物（ＮＬＣ）の調製
表１に示すように、実施例１で合成した化合物（１−２−Ｓ１）〜（１−２−Ｓ４）を含むネマチック液晶組成物ＮＬＣ−Ａ、ＮＬＣ−Ｂ、ＮＬＣ−Ｃ、ＮＬＣ−Ｄ、ＮＬＣ−ＥおよびＮＬＣ−Ｆを調製した。また、ＮＬＣ−ＡとＮＬＣ−Ｂのリファレンスとして、ＮＬＣ−Ｒを調製した。

【表1】

表１の続き

表１の続き

表１の続き

【0242】

各ネマチック液晶組成物の相転移点は表２に示すとおりであった。

【表2】

【0243】

［実施例３］キラル液晶組成物(ＣＬＣ)の調製
次に、表１に示す各ネマチック液晶組成物を、下記に示すキラル剤ＢＮ−Ｈ４、ＢＮ−Ｈ５およびＣＤ１と混合して、キラル液晶組成物ＣＬＣ−Ａ、ＣＬＣ−Ｂ、ＣＬＣ−Ｃ、ＣＬＣ−Ｄ、ＣＬＣ−Ｅ、ＣＬＣ−ＦおよびＣＬＣ−Ｒを調製した。当該キラル液晶組成物の組成は下記の通りで、相転移点は表３に示すとおりであった。
ＣＬＣ−Ａ
ＮＬＣ−Ａ ９４．７重量％
ＢＮ−Ｈ４ ２．６５重量％
ＢＮ−Ｈ５ ２．６５重量％
ＣＬＣ−Ｂ
ＮＬＣ−Ｂ ９４．７重量％
ＢＮ−Ｈ４ ２．６５重量％
ＢＮ−Ｈ５ ２．６５重量％
ＣＬＣ−Ｃ
ＮＬＣ−Ｃ ９５．２重量％
ＣＤ１ ４．８重量％
ＣＬＣ−Ｄ
ＮＬＣ−Ｃ ９５．５重量％
ＣＤ１ ４．５重量％
ＣＬＣ−Ｅ
ＮＬＣ−Ｃ ９５．５重量％
ＣＤ１ ４．５重量％
ＣＬＣ−Ｆ
ＮＬＣ−Ｃ ９５．５重量％
ＣＤ１ ４．５重量％
ＣＬＣ−Ｒ
ＮＬＣ−Ｃ ９５．２重量％
ＢＮ−Ｈ４ ２．６５重量％
ＢＮ−Ｈ５ ２．６５重量％

【0244】

【表3】

【0245】

ＢＮ−Ｈ４

ＢＮ−Ｈ５

ＣＤ１

【0246】

［実施例４］重合性モノマーとの混合物である液晶組成物(ＭＬＣ)の調製
実施例３で調製された各キラル液晶組成物（ＣＬＣ）を重合性モノマーとの混合物を等方相で加熱混合することで、液晶組成物ＭＬＣ−Ａ、ＭＬＣ−Ｂ、ＭＬＣ−Ｃ、ＭＬＣ−Ｄ、、ＭＬＣ−E、ＭＬＣ−FおよびＭＬＣ−Ｒを調製した。これらの液晶組成物の組成を下記に示し、相転移温度は表４に示した。
ＭＬＣ−Ａ
ＣＬＣ−Ａ ８８．８重量％
ｎ−ヘキサデシルアクリレート ６．０重量％
ＬＣＡ−１２ ４．８重量％
ＤＭＰＡ ０．４重量％
ＭＬＣ−Ｂ
ＣＬＣ−Ｂ ８８．８重量％
ｎ−ヘキサデシルアクリレート ６．０重量％
ＬＣＡ−１２ ４．８重量％
ＤＭＰＡ ０．４重量％
ＭＬＣ−Ｃ
ＣＬＣ−Ｃ ８８．８重量％
ｎ−ヘキサデシルアクリレート ６．０重量％
ＬＣＡ−１２ ４．８重量％
ＤＭＰＡ ０．４重量％
ＭＬＣ−Ｄ
ＣＬＣ−Ｄ ８８．８重量％
ｎ−ヘキサデシルアクリレート ６．０重量％
ＬＣＡ−１２ ４．８重量％
ＤＭＰＡ ０．４重量％
ＭＬＣ−Ｅ
ＣＬＣ−Ｅ ８８．２重量％
ｎ−ヘキサデシルアクリレート ６．０重量％
ＬＣＡ−１２ ４．８重量％
ＤＭＰＡ ０．８重量％
ＭＬＣ−Ｆ
ＣＬＣ−Ｆ ８８．８重量％
ｎ−ヘキサデシルアクリレート ６．０重量％
ＬＣＴＡ−６ ４．８重量％
ＤＭＰＡ ０．４重量％
ＭＬＣ−Ｒ
ＣＬＣ−Ｒ ８８．８重量％
ｎ−ヘキサデシルアクリレート ６．０重量％
ＬＣＡ−１２ ４．８重量％
ＤＭＰＡ ０．４重量％

【0247】

上記のＬＣＡ−６、ＬＣＡ−１２、ＤＭＰＡはそれぞれ、１，４−ジ（４−（６−（アクリロイルオキシ）ヘキシルオキシ）ベンゾイルオキシ）−２−メチルベンゼン（ＬＣＡ−６）、１，４−ジ（４−（６−（アクリロイルオキシ）ドデシルオキシ）ベンゾイルオキシ）−２−メチルベンゼン（ＬＣＡ−１２）、２，２’−ジメトキシフェニルアセトフェノンを表し、ＤＭＰＡは光重合開始剤である。ＬＣＴＡ−６は、下記に化学構造を示した。

【0248】

【表4】

【0249】

ＬＣＡ−６

ＬＣＡ−１２

ＬＣＴＡ−６

【0250】

［実施例５］高分子／液晶複合材料の調製が狭持されたセル
キラル液晶組成物（ＣＬＣ）と重合性モノマーとの混合物である液晶組成物(ＭＬＣ)をを配向処理の施されていない櫛型電極基板と対向ガラス基板（非電極付与）の間に狭持し、ブルー相まで加熱した。この状態で、紫外光（紫外光強度２３ｍＷｃｍ−２（３６５ｎｍ））を１分間照射して、重合反応を行い、高分子／液晶複合材料ＰＳＢＰ−Ａ、ＰＳＢＰ−Ｂ、ＰＳＢＰ−Ｃ、ＰＳＢＰ−Ｄ、ＰＳＢＰ−Ｅ、ＰＳＢＰ−ＦおよびＰＳＢＰ−Ｒが挟持されたセルを作成した（セル厚７〜９μｍ）。重合温度は表５に示すとおりであった。

【0251】

【表5】

【0252】

このようにして得られた高分子／液晶複合材料(ＰＳＢＰ)は、いずれも、室温まで冷却しても光学的に等方性の液晶相を維持していた。

【0253】

［実施例６］セルを用いた光学系
実施例５で得られた高分子／液晶複合材料が狭持されたセルを、図２に示した光学系にセットした。具体的には、光源として偏光顕微鏡（ニコン製 エクリプス LV100POL）の白色光源を用い、セルへの入射角度がセル面に対して垂直となるようにし、櫛型電極の線方向がＰｏｌａｒｉｚｅｒとＡｎａｌｙｚｅｒ偏光板に対してそれぞれ４５°となるように実施例５で得られた高分子／液晶複合材料が狭持されたセルがセットされた（図２）。
当該光学系を用いて、実施例５で得られた高分子／液晶複合材料の室温で印加電圧と透過率との関係を調べた。セルに挟持された高分子／液晶複合材料(ＰＳＢＰ)の物性値は表５に示すとおりであった。なお応答時間のデータは、飽和電圧印加、除去時のものである。

【0254】

ＣＬＣ−ＡおよびＣＬＣ−Ｂは、ＣＬＣ−Ｒに式（１）の化合物を添加した組成物である。
ＰＳＢＰ−Ａの飽和電圧（Ｖｍａｘ）は４０．４Ｖ、コントラスト比は９６８．４であり、リファレンスとなるＰＳＢＰ−Ｒと比べて、駆動電圧が低下し、コントラストが向上した。また、ＰＳＢＰ−Ｂの飽和電圧（Ｖｍａｘ）は４５．２Ｖ、コントラスト比は１２１１であり、リファレンスとなるＰＳＢＰ−Ｒと比べて、駆動電圧は同等であるが、コントラストが著しく向上した。式（１）の化合物は、駆動電圧の低下とコントラストの向上に有効な化合物であることがわかった。

【0255】

上記実施例および比較例から明らかなように、本発明の光素子は、駆動電圧が低く、あるいは、コントラストが高いことから従来技術より優れている。

【産業上の利用可能性】

【0256】

本発明の活用法として、たとえば、高分子／液晶複合体を用いる表示素子などの光素子が挙げられる。

【符号の説明】

【0257】

１ 電極
２ 電極
３ 光源
４ 偏光子（偏光板）（Polarizer）
５ 櫛型電極セル
６ 検光子（偏光板）（Analyzer）
７ 受光器（Photodetector）

【図1】

【図2】