クロロフルオロベンゼン化合物、光学的等方性の液晶媒体および光素子
【課題】熱、光に対して安定で、大きな誘電率異方性、大きな屈折率異方性を有する液晶化合物、広い液晶相温度範囲、大きな屈折率異方性、大きな誘電率異方性を有し、光学的に等方性の液晶相を有する液晶媒体を提供する。
【解決手段】４個あるいは５個ベンゼン環を有し、これらのベンゼン環の１つがクロロフルオロベンゼンである液晶化合物およびこれとキラル剤を含有し、光学的に等方性の液晶相を発現することを特徴とする液晶媒体。
【解決手段】４個あるいは５個ベンゼン環を有し、これらのベンゼン環の１つがクロロフルオロベンゼンである液晶化合物およびこれとキラル剤を含有し、光学的に等方性の液晶相を発現することを特徴とする液晶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光素子用の材料として有用な液晶化合物、液晶媒体および光素子に関する。詳しくは、大きな誘電率異方性、屈折率異方性、良好な相溶性を有する液晶媒化合物、広い液晶相温度範囲、大きな誘電率異方性、屈折率異方性を持つ液晶媒体に関する。加えて、この液晶媒体を用いた光素子に関する。詳しくは、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を得ることができる光素子に関する。
【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、ワ−プロ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ＰＣ（phase change）、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盛んに研究されている（特許文献１〜９、非特許文献１〜３）。
【０００３】
さらに光学的に等方性の液晶相の一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ＴＦＴ（thin film transistor）、ＭＩＭ（metal insulator metal）などに分類される。
【０００４】
これらの液晶表示素子は、適切な物性を有する液晶組成物を含有する。液晶表示素子の特性を向上させるには、この液晶組成物が適切な物性を有するのが好ましい。液晶組成物の成分である液晶化合物に必要な一般的物性は、次のとおりである。
（１）化学的に安定であること、および物理的に安定であること、
（２）高い透明点（液晶相−等方相の相転移温度）を有すること、
（３）液晶相（ネマチック相、コレステリック相、スメクチック相、ブルー相などの光学的に等方性の液晶相等）の下限温度が低いこと、
（４）他の液晶化合物との相溶性に優れること、
（５）適切な大きさの誘電率異方性を有すること、
（６）適切な大きさの屈折率異方性を有すること、
である。
特に、光学的に等方性の液晶相においては、誘電率異方性と屈折率異方性が大きな液晶化合物が駆動電圧低減の観点から好ましい。
【０００５】
（１）のように化学的、物理的に安定な液晶化合物を含む液晶組成物を液晶表示素子に用いると、電圧保持率を高くすることができる。
また、（２）および（３）のように、高い透明点、あるいは液晶相の低い下限温度を有する液晶化合物を含む液晶組成物ではネマチック相や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。液晶化合物は、単一の化合物では発揮することが困難な特性を発現させるために、他の多くの液晶化合物と混合して調製した液晶組成物として用いることが一般的である。したがって、液晶表示素子に用いられる液晶化合物は、（４）のように、他の液晶化合物等との相溶性が良好であることが好ましい。近年は特に表示性能、例えばコントラスト、表示容量、応答時間特性等のより高い液晶表示素子が要求されている。さらに使用される液晶材料には駆動電圧の低い液晶組成物が要求されている。また光学的に等方性の液晶相で駆動させる光素子を低電圧で駆動させるためには、誘電率異方性および屈折率異方性が大きい液晶化合物を用いることが好ましい。
【０００６】
本件化合物に類似のクロロベンゼン誘導体が大きな誘電率異方性および大きな屈折率異方性を有することについての報告があるが（特許文献１３）、本件発明のクロロベンゼン部位を有する化合物を想起させる記述は無く、本件化合物の優れた特性を想起させる記述もない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−３２７９６６号公報
【特許文献２】国際公開２００５／９０５２０号パンフレット
【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号パンフレット
【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号パンフレット
【特許文献１２】特開２００６−１２７７０７号公報
【特許文献１３】国際公開１９９８／０２３５６１号パンフレット
【非特許文献】
【０００８】
【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】
【０００９】
本発明の第一の目的は、熱、光などに対する安定性、大きな屈折率異方性および大きな誘電率異方性を有する液晶化合物を提供することである。第二の目的は、熱、光などに対する安定性、広い液晶相温度範囲、大きな屈折率異方性、大きな誘電率異方性を有し、光学的に等方性の液晶相を有する液晶媒体を提供することである。第三の目的は、この液晶媒体を含有し、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、および低い駆動電圧を有する各種光素子を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、以下のような液晶化合物を提供する。さらに以下のような液晶媒体（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。
【００１１】
［１］式（１）で表される化合物。
式（１）において、Ｒ１は水素または炭素数１〜２０のアルキルであり、このアルキル中の任意の−ＣＨ２−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、このアルキル中およびアルキル中の任意の−ＣＨ２−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任意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；Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３、Ｚ４、およびＺ５は独立して、単結合、または−ＣＦ２Ｏ−であるが、すべて単結合であることはなく；Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４およびＬ５は独立して、水素またはフッ素であり；Ｘ１は水素、ハロゲン、−Ｃ≡Ｎ、−Ｎ＝Ｃ＝Ｓ、−Ｃ≡Ｃ−Ｃ≡Ｎ、−ＳＦ５、または炭素数１〜１０のアルキルであり、このアルキルにおいて任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、または−Ｃ≡Ｃ−により置き換えられてもよく、そして任意の水素はハロゲンにより置き換えられてもよく；ｍは０、１または２であり、ｎ、およびｏは独立して、０または１であり、１≦ｍ＋ｎ＋ｏ≦２であり；ｍが２である場合は、Ｌ１およびＺ２はそれぞれ異なっていてもよい。
【００１２】
［２］式（１）において、Ｒ１は炭素数１〜２０のアルキルであり、このアルキル中の任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−ＣＯＯ−、または−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられてもよく；Ｘ１はハロゲン、−Ｃ≡Ｎ、−Ｎ＝Ｃ＝Ｓ、または２個以上の水素原子がフッ素で置き換えられた炭素数１〜１０のアルキルであり、このアルキルにおいて任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、または−Ｃ≡Ｃ−により置き換えられてもよい；である項［１］に記載の液晶化合物。
【００１３】
［３］式（１）において、Ｒ１が炭素数１〜２０のアルキル、炭素数２〜２１のアルケニルまたは炭素数１〜１９のアルコキシであり；Ｘ１がフッ素、塩素、−ＣＦ３、または−ＯＣＦ３である項［１］または［２］に記載の液晶化合物。
【００１４】
［４］式（１）において、Ｒ１が炭素数１〜２０のアルキルであり；Ｘ１がフッ素、塩素または−ＣＦ３である項［１］〜［３］のいずれかに記載の液晶化合物。
【００１５】
［５］ｍ＋ｎ＋ｏ＝１である項［１］〜［４］のいずれか１項に記載の液晶化合物。
【００１６】
［６］ｍ＋ｎ＋ｏ＝２である項［１］〜［４］のいずれか１項に記載の液晶化合物。
【００１７】
［７］式（１−１Ｂ）、（１−１Ｃ）、（１−１Ｅ）、（１−１Ｆ）、および（１−２Ａ）〜（１−２Ｃ）のいずれかで表される、項［１］〜［４］に記載の液晶化合物。
（これらの式において、Ｒ１は式（ＣＨＮ−１）〜（ＣＨＮ−８）で表される構造であり、ここでＲ１ａは水素または炭素数１〜１０のアルキルであり；Ｘ１はフッ素、塩素、−ＣＦ３、−ＯＣＦ３である。）
【００１８】
［８］式（１−１Ｂ）、（１−１Ｅ）、および（１−２Ａ）〜（１−２Ｃ）において、Ｒ１が式（ＣＨＮ−１）〜（ＣＨＮ−６）で表される構造であり、式（ＣＨＮ−１）〜（ＣＨＮ−６）中のＲ１ａは水素または炭素数１〜１０のアルキルであり、Ｘ１がフッ素、塩素、−ＣＦ３、−ＯＣＦ３である、項［７］に記載の液晶化合物。
【００１９】
［９］式（１−１Ｂ）、（１−１Ｅ）、および（１−２Ａ）〜（１−２Ｃ）において、Ｒ１が式（ＣＨＮ−１）〜（ＣＨＮ−６）で表される構造であり、式（ＣＨＮ−１）〜（ＣＨＮ−６）中のＲ１ａは水素または炭素数１〜１０のアルキルであり、Ｘ１がフッ素、塩素、−ＣＦ３、または−ＯＣＦ３であり、Ｌ４およびＬ５が共にフッ素である、項［７］に記載の液晶化合物。
【００２０】
［１０］式（１−１Ｂ−ａ）または（１−２Ａ−ａ）で表される液晶化合物。
（これらの式中、Ｒ１は炭素数１〜２０のアルキル基、または炭素数２〜２０のアルケニル基であり、Ｘ１はフッ素または−ＣＦ３である）
【００２１】
［１１］項［１］〜［１０］のいずれか１項に記載の化合物およびキラル剤を含有し、光学的に等方性の液晶相を発現することを特徴とする液晶組成物。
【００２２】
［１２］式（２）、（３）および（４）のそれぞれで表される化合物の群から選択される少なくとも１つの化合物をさらに含有する、項［１１］に記載の液晶組成物。
これらの式において、Ｒ２は炭素数１〜１０のアルキルまたは炭素数２〜１０のアルケニルであり、アルキルおよびアルケニルにおいて任意の水素はフッ素で置き換えられてもよく、任意の−ＣＨ2−は−Ｏ−で置き換えられてもよく；Ｘ２はフッ素、塩素、−ＯＣＦ3、−ＯＣＨＦ2、−ＣＦ3、−ＣＨＦ2、−ＣＨ2Ｆ、−ＯＣＦ2ＣＨＦ2、または−ＯＣＦ2ＣＨＦＣＦ3であり；環Ｂ１、環Ｂ２、および環Ｂ３は独立して、１，４−シクロヘキシレン、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、ピリミジン−２，５−ジイル、テトラヒドロピラン−２，５−ジイル、１，４−フェニレン、ナフタレン−２，６−ジイル、任意の水素がフッ素で置き換えられた１，４−フェニレン、または任意の水素がフッ素または塩素で置き換えられたナフタレン−２，６−ジイルであり；Ｚ７およびＺ８は独立して、−（ＣＨ2）2−、−（ＣＨ2）4−、−ＣＯＯ−、−ＣＦ2Ｏ−、−ＯＣＦ2−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ２Ｏ−、または単結合であり；Ｌ６およびＬ７は独立して、水素またはフッ素である。
【００２３】
［１３］式（５）で表される化合物の群から選択される少なくとも１つの化合物をさらに含有する、項［１１］に記載の液晶組成物。
これらの式において、Ｒ３は炭素数１〜１０のアルキルまたは炭素数２〜１０のアルケニルであり、アルキルおよびアルケニルにおいて任意の水素はフッ素で置き換えられてもよく、任意の−ＣＨ2−は−Ｏ−で置き換えられてもよく；Ｘ３は−Ｃ≡Ｎまたは−Ｃ≡Ｃ−Ｃ≡Ｎであり；環Ｃ１、環Ｃ２および環Ｃ３は独立して、１，４−シクロヘキシレン、１，４−フェニレン、任意の水素がフッ素で置き換えられた１，４−フェニレン、ナフタレン−２，６−ジイル、任意の水素がフッ素または塩素で置き換えられたナフタレン−２，６−ジイル、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、テトラヒドロピラン−２，５−ジイル、またはピリミジン−２，５−ジイルであり；Ｚ９は−（ＣＨ2）2−、−ＣＯＯ−、−ＣＦ2Ｏ−、−ＯＣＦ2−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ２Ｏ−、または単結合であり；Ｌ８およびＬ９は独立して、水素またはフッ素であり；ｒは１または２であり、ｓは０または１であり、ｒ＋ｓ＝０、１または２である。
【００２４】
［１４］式（６）で表される化合物の群から選択される少なくとも１つの化合物をさらに含有する、項［１１］に記載の液晶組成物。
これらの式において、Ｒ４およびＲ５は独立して、炭素数１〜１０のアルキルまたは炭素数２〜１０のアルケニルであり、このアルキルおよびアルケニルにおいて任意の水素はフッ素で置き換えられてもよく、任意の−ＣＨ2−は−Ｏ−で置き換えられてもよく；環Ｄ１、環Ｄ２、および環Ｄ３は独立して、１，４−シクロヘキシレン、ピリミジン−２，５−ジイル、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；Ｚ１０は、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯＯ−、−（ＣＨ2）2−、−ＣＨ＝ＣＨ−、または単結合である。
【００２５】
［１５］項［１３］に記載の式（５）で表される化合物の群から選択される少なくとも１つの化合物をさらに含有する、項［１２］に記載の液晶組成物。
【００２６】
［１６］式（６）で表される化合物の群から選択される少なくとも１つの化合物をさらに含有する、項［１２］に記載の液晶組成物。
【００２７】
［１７］式（６）で表される化合物の群から選択される少なくとも１つの化合物をさらに含有する、項［１３］に記載の液晶組成物。
【００２８】
［１８］式（７）、（８）、（９）および（１０）のそれぞれで表される化合物の群から選択される少なくとも１つの化合物をさらに含有する、項［１１］に記載の液晶組成物。
これらの式において、Ｒ６は炭素数１〜１０のアルキル、炭素数２〜１０のアルケニルまたは炭素数２〜１０のアルキニルであり、アルキル、アルケニルおよびアルキニルにおいて任意の水素はフッ素で置き換えられてもよく、任意の−ＣＨ2−は−Ｏ−で置き換えられてもよく；Ｘ４はフッ素、塩素、−ＳＦ５、−ＯＣＦ3、−ＯＣＨＦ2、−ＣＦ3、−ＣＨＦ2、−ＣＨ2Ｆ、−ＯＣＦ2ＣＨＦ2、または−ＯＣＦ2ＣＨＦＣＦ3であり；環Ｅ１、環Ｅ２、環Ｅ３および環Ｅ４は独立して、１，４−シクロヘキシレン、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、ピリミジン−２，５−ジイル、テトラヒドロピラン−２，５−ジイル、１，４−フェニレン、ナフタレン−２，６−ジイル、任意の水素がフッ素または塩素で置き換えられた１，４−フェニレン、または任意の水素がフッ素または塩素で置き換えられたナフタレン−２，６−ジイルであり；Ｚ１１、Ｚ１２およびＺ１３は独立して、−（ＣＨ2）2−、−（ＣＨ2）4−、−ＣＯＯ−、−ＣＦ2Ｏ−、−ＯＣＦ2−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ２Ｏ−、または単結合である、ただし、環Ｅ１、環Ｅ２、環Ｅ３および環Ｅ４のいずれかが３−クロロ−５−フルオロ−１，４−フェニレンであるときには、Ｚ１１、Ｚ１２およびＺ１３は−ＣＦ2Ｏ−であることはなく；Ｌ１０およびＬ１１は独立して、水素またはフッ素である。
【００２９】
［１９］式（１１）で表される化合物の群から選択される少なくとも１つの化合物をさらに含有する、項［１１］に記載の液晶組成物。
これらの式において、Ｒ７は炭素数１〜１０のアルキル、炭素数２〜１０のアルケニルまたは炭素数２〜１０のアルキニルであり、アルキル、アルケニルおよびアルキニルにおいて任意の水素はフッ素で置き換えられてもよく、任意の−ＣＨ2−は−Ｏ−で置き換えられてもよく；Ｘ５は−Ｃ≡Ｎ、−Ｎ＝Ｃ＝Ｓ、または−Ｃ≡Ｃ−Ｃ≡Ｎであり；環Ｆ１、環Ｆ２および環Ｆ３は独立して、１，４−シクロヘキシレン、１，４−フェニレン、任意の水素がフッ素または塩素で置き換えられた１，４−フェニレン、ナフタレン−２，６−ジイル、任意の水素がフッ素または塩素で置き換えられたナフタレン−２，６−ジイル、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、テトラヒドロピラン−２，５−ジイル、またはピリミジン−２，５−ジイルであり；Ｚ１４は−（ＣＨ2）2−、−ＣＯＯ−、−ＣＦ2Ｏ−、−ＯＣＦ2−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ２Ｏ−、または単結合であり；Ｌ１２およびＬ１３は独立して、水素またはフッ素であり；ａａは０、１または２であり、ａｂは０または１であり、ａａ＋ａｂは０、１または２である。
【００３０】
［２０］少なくとも１つの酸化防止剤および／または紫外線吸収剤を含む項［１１］〜［１９］のいずれか１項に記載の液晶組成物。
【００３１】
［２１］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、項［１１］〜［２０］のいずれか１項に記載の液晶組成物。
【００３２】
［２２］光学的に等方性の液晶相が二色以上の回折光を示す、項［１１］〜［２０］のいずれか１項に記載の液晶組成物。
【００３３】
［２３］液晶組成物が、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℃である組成物にキラル剤を添加して得られるものである、項［２１］または［２２］に記載の液晶組成物。
【００３４】
［２４］液晶組成物が、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５〜１５０℃である組成物にキラル剤を添加して得られるものである、項［２１］または［２２］に記載の液晶組成物。
【００３５】
［２５］液晶組成物が、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℃である組成物にキラル剤を添加して得られるものである、項［２１］または［２２］に記載の液晶組成物。
【００３６】
［２６］液晶組成物の全重量に対して、キラル剤の割合が１〜４０重量％である、項［１１］〜［２５］のいずれか１項に記載の液晶組成物。
【００３７】
［２７］液晶組成物の全重量に対して、キラル剤の割合が５〜１５重量％である、項［１１］〜［２５］のいずれか１項に記載の液晶組成物。
【００３８】
［２８］７０〜−２０℃のいずれかの温度においてカイ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、項［２６］または［２７］に記載の液晶組成物。
【００３９】
［２９］キラル剤が、式（Ｋ１）〜（Ｋ５）のそれぞれで表される化合物の群から選択される少なくとも１つの化合物を含む、項［２６］〜［２８］のいずれか１項に記載の液晶組成物。
（式（Ｋ１）〜（Ｋ５）中、ＲＫは独立に、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、このアルキル中の任意の−ＣＨ２−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、このアルキル中の任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく；Ａは独立に、芳香族性あるいは非芳香族性の３ないし８員環、または、炭素数９以上の縮合環であり、これらの環の任意の水素がハロゲン、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、環の−ＣＨ２−は−Ｏ−、−Ｓ−または−ＮＨ−で置き換えられてもよく、−ＣＨ＝は−Ｎ＝で置き換えられてもよく；Ｂは独立して、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、芳香族性または非芳香族性の３から８員環、または炭素数９以上の縮合環であり、これらの環の任意の水素がハロゲン、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、−ＣＨ２−は−Ｏ−、−Ｓ−または−ＮＨ−で置き換えられてもよく、−ＣＨ＝は−Ｎ＝で置き換えられてもよく；Ｚは独立に、単結合、炭素数１〜８のアルキレンであるが、任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＳＯ−、−ＯＣＳ−、−Ｎ＝Ｎ−、−ＣＨ＝Ｎ−、−Ｎ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく；
Ｘは単結合、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、または−ＣＨ２ＣＨ２−であり；
ｍＫは１〜４の整数である。）
【００４０】
［３０］キラル剤が、式（Ｋ２−１）〜（Ｋ２−８）、（Ｋ４−１）〜（Ｋ４−６）および（Ｋ５−１）〜（Ｋ５−３）のそれぞれで表される化合物の群から選択される少なくとも１つの化合物を含む、項［２６］〜［２８］のいずれか１項に記載の液晶組成物。
（ＲＫは独立に、炭素数３〜１０のアルキルであり、このアルキル中の環に隣接する−ＣＨ２−は−Ｏ−で置き換えられてもよく、任意の−ＣＨ２−は、−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられてもよい。）
【００４１】
［３１］項［１１］〜［３０］のいずれかに記載の液晶組成物と、重合性モノマーとを含む混合物。
【００４２】
［３２］重合性モノマーが光重合性モノマーまたは熱重合性モノマーである、項［３１］に記載の混合物。
【００４３】
［３３］項［３１］または［３２］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。
【００４４】
［３４］項［３１］または［３２］に記載の混合物を非液晶等方相または光学的に等方性の液晶相で重合させて得られる、項［３３］に記載の高分子／液晶複合材料。
【００４５】
［３５］高分子／液晶複合材料に含まれる高分子がメソゲン部位を有する、項［３３］または［３４］に記載の高分子／液晶複合材料。
【００４６】
［３６］高分子／液晶複合材料に含まれる高分子が架橋構造を有する、項[３３]〜［３５］のいずれかに記載の高分子／液晶複合材料。
【００４７】
［３７］液晶組成物の割合が６０〜９９重量％であり、高分子の割合が１〜４０重量％である、項［３３］〜［３６］のいずれか１項に記載の高分子／液晶複合材料。
【００４８】
［３８］一方または両方の面に電極が配置され、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、項［２６］〜［３０］のいずれか１項に記載の液晶組成物または項［３３］〜［３７］のいずれか１項に記載の高分子／液晶複合材料である光素子。
【００４９】
［３９］一方または両方の面に電極が配置され、少なくとも一方が透明な一組の基板、基板間に配置された液晶媒体、および基板の外側に配置された偏光板を有し、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、項［２６］〜［３０］のいずれか１項に記載の液晶組成物または項［３３］〜［３７］のいずれか１項に記載の高分子／液晶複合材料である光素子。
【００５０】
［４０］一組の基板の少なくとも一方の基板上において、少なくとも２方向に電界を印加できるように電極が構成されている項［３９］に記載の光素子。
【００５１】
［４１］互いに平行に配置された一組の基板の一方または両方に、少なくとも２方向に電界を印加できるように電極が構成されている項［３９］に記載の光素子。
【００５２】
［４２］電極がマトリックス状に配置されて、画素電極を構成し、各画素がアクティブ素子を備え、このアクティブ素子が薄膜トランジスター（ＴＦＴ）である項［３８］〜［４１］のいずれか１項に記載の光素子。
【００５３】
本発明において、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。また、光素子とは、電気光学効果を利用して、光変調や光スイッチングなどの機能を奏する各種の素子を指し、たとえば、表示素子（液晶表示素子）、光通信システム、光情報処理や種々のセンサーシステムに用いられる光変調素子が挙げられる。光学的に等方性の液晶媒体への電圧印加による屈折率の変化を利用した光変調については、カー効果が知られている。カー効果とは電気複屈折値Δｎ（Ｅ）が電場Ｅの二乗に比例する現象であり、カー効果を示す材料ではΔｎ（Ｅ）＝ＫλＥ２が成立する（Ｋ：カー係数（カー定数）、λ：波長））。ここで、電気複屈折値とは、等方性媒体に電界を印加した時に誘起される屈折率異方性値である。
【００５４】
この明細書における用語の使い方は次のとおりである。液晶化合物は、ネマチック相、スメクチック相などの液晶相を有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。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。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。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、例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（１）から式（１９）において、六角形で囲んだＢ、Ｄ、Ｅなどの記号はそれぞれ環Ｂ、環Ｄ、環Ｅ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Ａ１、Ｙ１、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。
【００５５】
「任意の」は、位置だけでなく個数についても任意であることを示すが、個数が０である場合を含まない。任意のＡがＢ、ＣまたはＤで置き換えられてもよいという表現は、任意のＡがＢで置き換えられる場合、任意のＡがＣで置き換えられる場合および任意のＡがＤで置き換えられる場合に加えて、複数のＡがＢ〜Ｄの少なくとも２つで置き換えられる場合をも含むことを意味する。例えば、任意の−ＣＨ２−が−Ｏ−または−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられてもよいアルキルには、アルキル、アルケニル、アルコキシ、アルコキシアルキル、アルコキシアルケニル、アルケニルオキシアルキルなどが含まれる。なお、本発明においては、連続する２つの−ＣＨ２−が−Ｏ−で置き換えられて、−Ｏ−Ｏ−のようになることは好ましくない。そして、アルキルにおける末端の−ＣＨ２−が−Ｏ−で置き換えられることも好ましくない。以下に本発明をさらに説明する。式（１）で表わされる化合物における末端基、環および結合基等に関して好ましい例も述べる。
【発明の効果】
【００５６】
本発明の液晶化合物は、熱、光などに対する安定性、大きな誘電率異方性、大きな屈折率異方性を有し、本発明の液晶組成物は熱、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、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素子において低い駆動電圧を有する。本発明の高分子／液晶複合材料で光学的に等方性の液晶相を有するものは、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素子において低い駆動電圧を有する。
本発明の光学的に等方性の液晶相で駆動される光素子は、使用できる広い温度範囲、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。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】使用例１で用いた櫛型電極基板を示す。
【図２】使用例２で用いた光学系を示す。
【発明を実施するための形態】
【００５８】
１−１ 化合物（１）
本発明の液晶化合物は、前記式（１）で表される化合物である。本発明の第１の態様は、式（１）で表される液晶化合物である。まず、式（１）で表される化合物について説明する。
式（１）において、Ｒ１は水素または炭素数１〜２０のアルキルであり、このアルキル中の任意の−ＣＨ２−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、このアルキル中およびアルキル中の任意の−ＣＨ２−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任意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。
例えば、ＣＨ３（ＣＨ２）３−において任意の−ＣＨ２−を−Ｏ−、−Ｓ−、または−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えた基の例は、ＣＨ３（ＣＨ２）２Ｏ−、ＣＨ３−Ｏ−（ＣＨ２）２−、ＣＨ３−Ｏ−ＣＨ２−Ｏ−、ＣＨ３（ＣＨ２）２Ｓ−、ＣＨ３−Ｓ−（ＣＨ２）２−、ＣＨ３−Ｓ−ＣＨ２−Ｓ−、ＣＨ２＝ＣＨ−（ＣＨ２）３−、ＣＨ３−ＣＨ＝ＣＨ−（ＣＨ２）２−、ＣＨ３−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＨ２Ｏ−、ＣＨ３ＣＨ２Ｃ≡Ｃ−などである。例えば、ＣＨ３（ＣＨ２）３−または、ＣＨ３（ＣＨ２）３−において任意の−ＣＨ２−を−Ｏ−、−Ｃ≡Ｃ−または−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えた基中の任意の水素がハロゲンに置き換えられた基の例として、ＣｌＣＨ２（ＣＨ２）３−、ＣＦ２＝ＣＨ−（ＣＨ２）３−、ＣＨ２Ｆ（ＣＨ２）２Ｏ−、ＣＨ２ＦＣＨ２Ｃ≡Ｃ−が挙げられる。
【００５９】
このようなＲ１において分岐よりも直鎖の方が好ましい。Ｒ１が分岐の基であっても光学活性であるときは好ましい。アルケニルにおける−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＝ＣＨＣＨ３、−ＣＨ＝ＣＨＣ２Ｈ５、−ＣＨ＝ＣＨＣ３Ｈ７、−ＣＨ＝ＣＨＣ４Ｈ９、−Ｃ２Ｈ４ＣＨ＝ＣＨＣＨ３、および−Ｃ２Ｈ４ＣＨ＝ＣＨＣ２Ｈ５のような奇数位に二重結合をもつアルケニルにおいてはトランス配置が好ましい。−ＣＨ２ＣＨ＝ＣＨＣＨ３、−ＣＨ２ＣＨ＝ＣＨＣ２Ｈ５、および−ＣＨ２ＣＨ＝ＣＨＣ３Ｈ７のような偶数位に二重結合をもつアルケニルにおいてはシス配置が好ましい。好ましい立体配置を有するアルケニル化合物は、高い上限温度または液晶相の広い温度範囲を有する。Mol. Cryst. Liq. Cryst., 1985, 131, 109およびMol. Cryst. Liq. Cryst., 1985, 131, 327に詳細な説明がある。
【００６０】
アルキルとしては、直鎖でも分岐でもよく、アルキルの具体的な例は、−ＣＨ３、−Ｃ２Ｈ５、−Ｃ３Ｈ７、−Ｃ４Ｈ９、−Ｃ５Ｈ１１、−Ｃ６Ｈ１３、−Ｃ７Ｈ１５、−Ｃ８Ｈ１７、−Ｃ９Ｈ１９、−Ｃ１０Ｈ２１、−Ｃ１１Ｈ２３、−Ｃ１２Ｈ２５、−Ｃ１３Ｈ２７、−Ｃ１４Ｈ２９、および−Ｃ１５Ｈ３１である。
【００６１】
アルコキシとしては、直鎖でも分岐でもよく、アルコキシの具体的な例は、−ＯＣＨ３、−ＯＣ２Ｈ５、−ＯＣ３Ｈ７、−ＯＣ４Ｈ９、−ＯＣ５Ｈ１１、−ＯＣ６Ｈ１３および−ＯＣ７Ｈ１５、−ＯＣ８Ｈ１７、−ＯＣ９Ｈ１９、−ＯＣ１０Ｈ２１、−ＯＣ１１Ｈ２３、−ＯＣ１２Ｈ２５、−ＯＣ１３Ｈ２７、および−ＯＣ１４Ｈ２９である。
【００６２】
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、−ＣＨ２ＯＣＨ３、−ＣＨ２ＯＣ２Ｈ５、−ＣＨ２ＯＣ３Ｈ７、−（ＣＨ２）２−ＯＣＨ３、−（ＣＨ２）２−ＯＣ２Ｈ５、−（ＣＨ２）２−ＯＣ３Ｈ７、−（ＣＨ２）３−ＯＣＨ３、−（ＣＨ２）４−ＯＣＨ３、および−（ＣＨ２）５−ＯＣＨ３である。
【００６３】
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＝ＣＨ２、−ＣＨ＝ＣＨＣＨ３、−ＣＨ２ＣＨ＝ＣＨ２、−ＣＨ＝ＣＨＣ２Ｈ５、−ＣＨ２ＣＨ＝ＣＨＣＨ３、−（ＣＨ２）２−ＣＨ＝ＣＨ２、−ＣＨ＝ＣＨＣ３Ｈ７、−ＣＨ２ＣＨ＝ＣＨＣ２Ｈ５、−（ＣＨ２）２−ＣＨ＝ＣＨＣＨ３、および−（ＣＨ２）３−ＣＨ＝ＣＨ２である。
【００６４】
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、−ＯＣＨ２ＣＨ＝ＣＨ２、−ＯＣＨ２ＣＨ＝ＣＨＣＨ３、および−ＯＣＨ２ＣＨ＝ＣＨＣ２Ｈ５である。
【００６５】
アルキニルとしては、直鎖でも分岐でもよく、アルキニルの具体的例は、−Ｃ≡ＣＨ、−Ｃ≡ＣＣＨ３、−ＣＨ２Ｃ≡ＣＨ、−Ｃ≡ＣＣ２Ｈ５、−ＣＨ２Ｃ≡ＣＣＨ３、−（ＣＨ２）２−Ｃ≡ＣＨ、−Ｃ≡ＣＣ３Ｈ７、−ＣＨ２Ｃ≡ＣＣ２Ｈ５、−（ＣＨ２）２−Ｃ≡ＣＣＨ３、および−Ｃ≡Ｃ（ＣＨ２）５である。
【００６６】
Ｒ１は式（ＣＨＮ−１）〜（ＣＨＮ−１７）で表される構造が好ましい。ここでＲ１ａは水素または炭素数１〜１０のアルキルである。より好ましいＲ１は式（ＣＨＮ−１）〜（ＣＨＮ−８）で表される構造である。さらに好ましくは式（ＣＨＮ−１）〜（ＣＨＮ−６）であり、特に好ましくは（ＣＨＮ−１）である。
【００６７】
式（１）においてＺ１、Ｚ２、Ｚ３、Ｚ４、およびＺ５は独立して、単結合、または−ＣＦ２Ｏ−であるが、すべて単結合であることはない。
【００６８】
式（１）においてＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４およびＬ５は独立して、水素またはフッ素である。
【００６９】
式（１）においてＸ１は水素、ハロゲン、−Ｃ≡Ｎ、−Ｎ＝Ｃ＝Ｓ、−Ｃ≡Ｃ−Ｃ≡Ｎ、−ＳＦ５、または炭素数１〜１０のアルキルであり、このアルキルにおいて任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、または−Ｃ≡Ｃ−により置き換えられてもよく、そして任意の水素はハロゲンにより置き換えられてもよい。
【００７０】
任意の水素がハロゲンにより置き換えられたアルキルの具体的な例は、−ＣＨ２Ｆ、−ＣＨＦ２、−ＣＦ３、−（ＣＨ２）２−Ｆ、−ＣＦ２ＣＨ２Ｆ、−ＣＦ２ＣＨＦ２、−ＣＨ２ＣＦ３、−ＣＦ２ＣＦ３、−（ＣＨ２）３−Ｆ、−（ＣＦ２）３−Ｆ、−ＣＦ２ＣＨＦＣＦ３、−ＣＨＦＣＦ２ＣＦ３、−（ＣＨ２）４−Ｆ、−（ＣＦ２）４−Ｆ、−（ＣＨ２）５−Ｆ、および−（ＣＦ２）５−Ｆである。
【００７１】
任意の水素がハロゲンにより置き換えられたアルコキシの具体的な例は、−ＯＣＨ２Ｆ、−ＯＣＨＦ２、−ＯＣＦ３、−Ｏ−（ＣＨ２）２−Ｆ、−ＯＣＦ２ＣＨ２Ｆ、−ＯＣＦ２ＣＨＦ２、−ＯＣＨ２ＣＦ３、−Ｏ−（ＣＨ２）３−Ｆ、−Ｏ−（ＣＦ２）３−Ｆ、−ＯＣＦ２ＣＨＦＣＦ３、−ＯＣＨＦＣＦ２ＣＦ３、−Ｏ（ＣＨ２）４−Ｆ、−Ｏ−（ＣＦ２）４−Ｆ、−Ｏ−（ＣＨ２）５−Ｆ、および−Ｏ−（ＣＦ２）５−Ｆである。
【００７２】
任意の水素がハロゲンにより置き換えられたアルケニルの具体的な例は、−ＣＨ＝ＣＨＦ、−ＣＨ＝ＣＦ２、−ＣＦ＝ＣＨＦ、−ＣＨ＝ＣＨＣＨ２Ｆ、−ＣＨ＝ＣＨＣＦ３、−（ＣＨ２）２−ＣＨ＝ＣＦ２、−ＣＨ２ＣＨ＝ＣＨＣＦ３、および−ＣＨ＝ＣＨＣＦ２ＣＦ３である。
【００７３】
Ｘ１の具体的な例は、水素、フッ素、塩素、−Ｃ≡Ｎ、−Ｎ＝Ｃ＝Ｓ、−ＳＦ５、−ＣＨ３、−Ｃ２Ｈ５、−Ｃ３Ｈ７、−Ｃ４Ｈ９、−Ｃ５Ｈ１１、−Ｃ６Ｈ１３、−Ｃ７Ｈ１５、−Ｃ８Ｈ１７、−Ｃ９Ｈ１９、−Ｃ１０Ｈ２１、−ＣＨ２Ｆ、−ＣＨＦ２、−ＣＦ３、−（ＣＨ２）２−Ｆ、−ＣＦ２ＣＨ２Ｆ、−ＣＦ２ＣＨＦ２、−ＣＨ２ＣＦ３、−ＣＦ２ＣＦ３、−（ＣＨ２）３−Ｆ、−（ＣＦ２）３−Ｆ、−ＣＦ２ＣＨＦＣＦ３、−ＣＨＦＣＦ２ＣＦ３、−（ＣＨ２）４−Ｆ、−（ＣＦ２）４−Ｆ、−（ＣＨ２）５−Ｆ、−（ＣＦ２）５−Ｆ、−ＯＣＨ３、−ＯＣ２Ｈ５、−ＯＣ３Ｈ７、−ＯＣ４Ｈ９、−ＯＣ５Ｈ１１、−ＯＣＨ２Ｆ、−ＯＣＨＦ２、−ＯＣＦ３、−Ｏ−（ＣＨ２）２−Ｆ、−ＯＣＦ２ＣＨ２Ｆ、−ＯＣＦ２ＣＨＦ２、−ＯＣＨ２ＣＦ３、−Ｏ−（ＣＨ２）３−Ｆ、−Ｏ−（ＣＦ２）３−Ｆ、−ＯＣＦ２ＣＨＦＣＦ３、−ＯＣＨＦＣＦ２ＣＦ３、−Ｏ（ＣＨ２）４−Ｆ、−Ｏ−（ＣＦ２）４−Ｆ、−Ｏ−（ＣＨ２）５−Ｆ、−Ｏ−（ＣＦ２）５−Ｆ、−ＣＨ＝ＣＨ２、−ＣＨ＝ＣＨＣＨ３、−ＣＨ２ＣＨ＝ＣＨ２、−ＣＨ＝ＣＨＣ２Ｈ５、−ＣＨ２ＣＨ＝ＣＨＣＨ３、−（ＣＨ２）２−ＣＨ＝ＣＨ２、−ＣＨ＝ＣＨＣ３Ｈ７、−ＣＨ２ＣＨ＝ＣＨＣ２Ｈ５、−（ＣＨ２）２−ＣＨ＝ＣＨＣＨ３、−（ＣＨ２）３−ＣＨ＝ＣＨ２、−ＣＨ＝ＣＨＦ、−ＣＨ＝ＣＦ２、−ＣＦ＝ＣＨＦ、−ＣＨ＝ＣＨＣＨ２Ｆ、−ＣＨ＝ＣＨＣＦ３、−（ＣＨ２）２−ＣＨ＝ＣＦ２、−ＣＨ２ＣＨ＝ＣＨＣＦ３、および−ＣＨ＝ＣＨＣＦ２ＣＦ３である。
【００７４】
好ましいＸ１の例は、フッ素、塩素、−Ｃ≡Ｎ、−ＣＦ３、−ＣＨＦ２、−ＣＨ２Ｆ、−ＯＣＦ３、−ＯＣＨＦ２および−ＯＣＨ２Ｆである。最も好ましいＸ１の例は、フッ素、塩素、および−ＣＦ３である。
【００７５】
式（１）においてｍは０、１または２であり、ｎ、およびｏは独立して、０または１であり、１≦ｍ＋ｎ＋ｏ≦２である。
【００７６】
１−２ 化合物（１）の性質
本発明に用いられる化合物（１）をさらに詳細に説明する。化合物（１）はクロロベンゼン環を有する液晶化合物である。この化合物は、素子が通常使用される条件下において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。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。したがって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。さらにこの化合物は誘電率異方性と屈折率異方性が大きい為、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。
【００７７】
化合物（１）のｍ、ｎ、およびｏの組み合わせと、左末端基Ｒ１、Ｌ１〜Ｌ３、一番右側のベンゼン環上の基およびその置換位置（Ｌ４、Ｌ５およびＸ１）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。ｍ、ｎ、およびｏの組み合わせ、左末端基Ｒ１、右末端基Ｘ１、結合基Ｚ１〜Ｚ５、Ｌ１〜Ｌ５の種類が、化合物（１）の物性に与える効果を以下に説明する。
【００７８】
一般にｍ＋ｎ＋ｏが２の化合物は透明点が高く、ｍ＋ｎ＋ｏが１の化合物は融点が低い。
【００７９】
Ｒ１が直鎖であるときは液晶相の温度範囲が広くそして粘度が小さい。Ｒ１が分岐であるときは他の液晶化合物との相溶性がよい。Ｒ１が光学活性基である化合物は、キラルドーパントとして有用である。Ｒ１が光学活性基でない化合物は組成物の成分として有用である。Ｒ１がアルケニルであるとき、好ましい立体配置は二重結合の位置に依存する。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。
【００８０】
結合基Ｚ１〜Ｚ５は単結合または−ＣＦ２Ｏ−であるため、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。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−ＣＦ２Ｏ−であるときは、誘電率異方性が大きい。
【００８１】
右末端基Ｘ１がフッ素、塩素、−Ｃ≡Ｎ、−Ｎ＝Ｃ＝Ｓ、−ＳＦ５、−ＣＦ３、−ＣＨＦ２、−ＣＨ２Ｆ、−ＯＣＦ３、−ＯＣＨＦ２または−ＯＣＨ２Ｆであるときは誘電率異方性が大きい。Ｘ１が−Ｃ≡Ｎ、−Ｎ＝Ｃ＝Ｓまたはアルケニルであるときは屈折率異方性が大きい。Ｘ１がフッ素、−ＯＣＦ３、またはアルキルであるときは、化学的に安定である。
【００８２】
Ｌ４およびＬ５が共にフッ素であり、Ｘ１がフッ素、塩素、−Ｃ≡Ｎ、−Ｎ＝Ｃ＝Ｓ、−ＳＦ５、−ＣＦ３、−ＣＨＦ２、−ＣＨ２Ｆ、−ＯＣＦ３、−ＯＣＨＦ２または−ＯＣＨ２Ｆであるときは、誘電率異方性が大きい。Ｌ４がフッ素でありＸ１が−ＣＦ３、−ＯＣＦ３であるとき、Ｌ４およびＬ５が共にフッ素でありＸ１が−ＣＦ３、−ＯＣＦ３であるとき、またはＬ１、Ｌ２およびＸ１が全てフッ素であるときは誘電率異方性値が大きく、液晶相の温度範囲が広いうえ、化学的に安定であり劣化を起こしにくい。
Ｌ１〜Ｌ３のフッ素の数は好ましくは多いほど誘電率異方性が大きい。
【００８３】
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。
【００８４】
１−３ 化合物（１）の具体例
化合物（１）の好ましい例は、式（１−１Ａ）〜（１−１Ｉ）、（１−２Ａ）〜（１−２Ｄ）である。さらに好ましくは、式（１−１Ｂ）、（１−１Ｃ）、（１−１Ｅ）、（１−１Ｆ）、（１−２Ａ）〜（１−２Ｃ）を挙げることができる。
【００８５】
【００８６】
（これらの式において、Ｒ１は前記式（ＣＨＮ−１）〜（ＣＨＮ−４）および（ＣＨＮ−６）〜（ＣＨＮ−８）から選択される一つの鎖であり；Ｘ１はフッ素、塩素、−Ｃ≡Ｎ、−ＣＦ３、−ＣＨＦ２、−ＣＨ２Ｆ、−ＯＣＦ３、−ＯＣＨＦ２、または−Ｃ＝Ｃ−ＣＦ３である。）
【００８７】
さらに具体的化合物として、下記式（１−１Ｂ−１）〜（１−１Ｂ−６）、（１−１Ｃ−１）〜（１−１Ｃ−６）、（１−１Ｅ−１）〜（１−１Ｅ−６）、（１−１Ｆ−１）〜（１−１Ｆ−６）、（１−１Ｈ−１）〜（１−１Ｈ−４）、（１−１Ｉ−１）〜（１−１Ｉ−４）、（１−２Ａ−１）〜（１−２Ａ−６）、（１−２Ｂ−１）〜（１−２Ｂ−６）、（１−２Ｃ−１）〜（１−２Ｃ−６）で示した化合物、実施例１〜４に記載した式（Ｓ１−９）、（Ｓ２−２）、（Ｓ３−４）、及び（Ｓ１０−１）で示した化合物を挙げることができる。
【００８８】
【００８９】
【００９０】
【００９１】
【００９２】
１−４ 化合物（１）の合成
次に、化合物（１）の合成について説明する。化合物（１）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。
【００９３】
１−４−１ クロロベンゼン環
１−ブロモ−３−クロロ−５−フルオロベンゼン、３−クロロ−５−フルオロフェノールなどクロロベンゼン類は試薬として購入することが可能である。
【００９４】
１−４−２ 結合基Ｚ１〜Ｚ５を生成する方法
化合物（１）における結合基Ｚ１〜Ｚ５を生成する方法の一例は、下記のスキームの通りである。このスキームにおいて、ＭＳＧ１またはＭＳＧ２は少なくとも一つの環を有する１価の有機基である。スキームで用いた複数のＭＳＧ１（またはＭＳＧ２）は、同一であってもよいし、または異なってもよい。化合物（１Ａ）〜（１Ｊ）は、化合物（１）に相当する。
【００９５】
【００９６】
次に、化合物（１）における結合基Ｚ１〜Ｚ６について、各種の結合の生成方法について、以下の（Ｉ）〜（II）項で説明する。
【００９７】
（Ｉ）単結合の生成
アリールホウ酸（２０）と公知の方法で合成される化合物（２１）とを、炭酸塩水溶液とテトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウムのような触媒の存在下で反応させて化合物（１Ａ）を合成する。この化合物（１Ａ）は、公知の方法で合成される化合物（２２）にｎ−ブチルリチウムを、次いで塩化亜鉛を反応させ、ジクロロビス（トリフェニルホスフィン）パラジウムのような触媒の存在下で化合物（２１）を反応させることによっても合成される。
【００９８】
（II）−ＣＦ２Ｏ−の生成
化合物（２２）にｎ−ブチルリチウムを、続いて二酸化炭素を反応させてカルボン酸（２３）を得る。化合物（２３）と、公知の方法で合成されるフェノール（２５）とをＤＣＣ（１，３−ジシクロヘキシルカルボジイミド）とＤＭＡＰ（４−ジメチルアミノピリジン）の存在下で脱水させて−ＣＯＯ−を有する化合物（２４）を合成する。この方法によって−ＯＣＯ−を有する化合物も合成する。化合物（２４）をローソン試薬のような硫黄化剤で処理して化合物（２６）を得る。化合物（２６）をフッ化水素ピリジン錯体とＮＢＳ（Ｎ−ブロモスクシンイミド）でフッ素化し、−ＣＦ２Ｏ−を有する化合物（１Ｂ）を合成する。M. Kuroboshi et al., Chem. Lett., 1992，827.を参照。化合物（１Ｂ）は化合物（２６）を（ジエチルアミノ）サルファートリフルオリド（ＤＡＳＴ）でフッ素化しても合成される。W. H. Bunnelle et al., J. Org. Chem. 1990, 55, 768.を参照。この方法によって−ＯＣＦ２−を有する化合物も合成する。Peer. Kirsch et al., Angew. Chem. Int. Ed. 2001, 40, 1480.に記載の方法によってこれらの結合基を生成させることも可能である。
【００９９】
１−４−４ 化合物（１）を合成する方法
式（１）で表される化合物を合成する方法は複数あり、市販の試薬から適宜、本明細書実施例や文献、書籍を参考にして合成することが可能である。
【０１００】
２ 化合物（２）〜（１１）
本発明の第２の態様は、前記式（１）で表される化合物である成分Ａに以下に示す成分Ｂ、Ｃ、ＤおよびＥから選ばれた成分を加えることにより得られる液晶組成物であり、成分Ａのみの組成物に比べて、駆動電圧、液晶相温度範囲、屈折率異方性値、誘電率異方性値および粘度等を自由に調整することができる。
【０１０１】
成分Ａに加える成分として、前記式（２）、（３）および（４）からなる群から選ばれた少なくとも１種の化合物からなる成分Ｂ、または前記式（５）からなる群から選ばれた少なくとも１種の化合物からなる成分Ｃ、または前記式（６）からなる群から選ばれた少なくとも１種の化合物からなる成分Ｄ、または前記式（７）〜（１０）からなる群から選ばれた少なくとも１種の化合物からなる成分Ｅ、または前記式（１１）からなる群から選ばれた少なくとも１種の化合物からなる成分Ｆを混合したものが好ましい。
【０１０２】
また、本発明に使用される液晶組成物の各成分においては、各元素の同位体元素からなる類縁体でもその物理特性に大きな差異がないので、使用出来る。
【０１０３】
上記成分Ｂのうち、式（２）で表される化合物の好適例として式（２−１）〜（２−１６）、式（３）で表される化合物の好適例として式（３−１）〜（３−１１２）、式（４）で表される化合物の好適例として式（４−１）〜（４−５２）をそれぞれ挙げることができる。
【０１０４】
【０１０５】
【０１０６】
【０１０７】
【０１０８】
【０１０９】
【０１１０】
【０１１１】
（式中、Ｒ２、Ｘ２は前記と同じ意味を表す）
【０１１２】
これらの式（２）〜（４）で表される化合物すなわち成分Ｂは、誘電率異方性値が正であり、熱安定性や化学的安定性が非常に優れているので、ＴＦＴ用の液晶組成物を調製する場合に用いられる。本発明の液晶組成物における成分Ｂの含有量は、液晶組成物の全重量に対して１〜９９重量％の範囲が適するが、好ましくは１０〜９７重量％、より好ましくは４０〜９５重量％である。
前記、式（５）で表される化合物すなわち成分Ｃのうちの好適例として、式（５−１）〜（５−６２）を挙げることができる。
【０１１３】
【０１１４】
【０１１５】
（これらの式において、Ｒ３およびＸ３は前記と同じ意味である）
【０１１６】
これらの式（５）で表される化合物すなわち成分Ｃは、誘電率異方性値が正でその値が非常に大きい。この成分Ｃを含有させることにより、組成物駆動電圧を小さくすることができる。また、粘度の調整、屈折率異方性値の調整および液晶相温度範囲を広げることができる。
【０１１７】
成分Ｃの含有量は、組成物全量に対して好ましくは０．１〜９９．９重量％の範囲、より好ましくは１０〜９７重量％の範囲、さらに好ましくは４０〜９５重量％の範囲である。また、後述の成分を混合することによりしきい値電圧、液晶相温度範囲、屈折率異方性値、誘電率異方性値および粘度などを調整できる。
【０１１８】
式（６）で表わされる化合物（成分Ｄ）の好適例として、それぞれ式（６−１）〜（６−６）を挙げることができる。
【０１１９】
（式中、Ｒ４およびＲ５は前記と同じ意味を表す）
【０１２０】
式（６）で表される化合物（成分Ｄ）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。式（６）で表され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の調整の効果がある。
【０１２１】
成分Ｄ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、液晶組成物の駆動電圧の要求値を満たす限り、含有量は多いほうが望ましい。ＴＦＴ用の液晶組成物を調製する場合に、成分Ｄの含有量は、組成物全量に対して好ましくは６０重量％以下、より好ましくは４０重量％以下である。
本発明の液晶組成物は、本発明の式（１）で表される化合物の少なくとも１種類を０．１〜９９重量％の割合で含有することが、優良な特性を発現せしめるために好ましい。
【０１２２】
本発明の液晶組成物の調製は、公知の方法、例えば必要な成分を高温度下で溶解させる方法などにより一般に調製される。
【０１２３】
３ 化合物（７）〜（１１）
本発明の第３の態様は、成分Ａに以下に示す成分ＥおよびＦから選ばれた成分を加えることにより得られる液晶組成物である。
【０１２４】
成分Ａに加える成分として、前記式（７）、（８）、（９）および（１０）からなる群から選ばれた少なくとも１種の化合物からなる成分Ｅ、または前記式（１１）からなる群から選ばれた少なくとも１種の化合物からなる成分Ｆを混合したものが好ましい。
【０１２５】
また、本発明に使用される液晶組成物の各成分は、各元素の同位体元素からなる類縁体でもその物理特性に大きな差異がない。
【０１２６】
上記成分Ｆのうち、式（７）で表される化合物の好適例として式（７−１）〜（７−８）、式（８）で表される化合物の好適例として式（８−１）〜（８−２６）、式（９）で表される化合物の好適例として式（９−１）〜（９−２２）、式（１０）で表される化合物の好適例として式（１０−１）〜（１０−５）をそれぞれ挙げることができる。
【０１２７】
【０１２８】
【０１２９】
（式中、Ｒ６、Ｘ4は前記と同じ意味を表し、（Ｆ）は水素またはフッ素を表し、（Ｆ，Ｃｌ）は水素またはフッ素または塩素を表す。）
【０１３０】
これらの式（７）〜（１０）で表される化合物すなわち成分Ｅは、誘電率異方性値が正でありかつ非常に大きく、熱安定性や化学的安定性が非常に優れているので、ＴＦＴ駆動などのアクティブ駆動用の液晶組成物を調製する場合に好適である。本発明の液晶組成物における成分Ｆの含有量は、液晶組成物の全重量に対して１〜９９重量％の範囲が適するが、好ましくは１０〜９７重量％、より好ましくは４０〜９５重量％である。また式（６）で表される化合物(成分Ｄ)をさらに含有させることにより透明点および粘度調整をすることができる。
【０１３１】
前記、式（１１）で表される化合物すなわち成分Ｆのうちの好適例として、式（１１−１）〜（１１−３７）を挙げることができる。
【０１３２】
（これらの式において、Ｒ７、Ｘ５、（Ｆ）および（Ｆ，Ｃｌ）は前記と同じ意味である）
【０１３３】
これらの式（１１）で表される化合物すなわち成分Ｆは、誘電率異方性値が正でその値が非常に大きいので光学的に等方性の液晶相で駆動される素子、ＰＤＬＣＤ、ＰＮＬＣＤ、ＰＳＣＬＣＤなどの素子を低駆動電圧化する場合に主として用いられる。この成分Ｇを含有させることにより、組成物の駆動電圧を小さくすることができる。また、粘度の調整、屈折率異方性値の調整および液晶相温度範囲を広げることができる。さらに急峻性の改良にも利用できる。
【０１３４】
成分Ｆの含有量は、組成物全量に対して好ましくは０．１〜９９．９重量％の範囲、より好ましくは１０〜９７重量％の範囲、さらに好ましくは４０〜９５重量％の範囲である。
【０１３５】
４ 光学的に等方性の液晶相を有する組成物
４．１ 光学的に等方性の液晶相を有する組成物の組成
本発明の第４の態様は、式（１）で表される化合物およびキラル剤を含む組成物であり、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のできる液晶組成物である。液晶組成物は、光学的等方性の液晶相を発現する組成物である。
式（１）で表される化合物は、透明点が低く、大きな誘電率異方性と大きな屈折率異方性を有するため、その含有量は、キラル剤が添加されていないアキラルな液晶組成物の全重量に対して、５〜１００重量％でもよく、好ましくは５〜８０重量％、より好ましくは１０〜７０重量％である。
液晶組成物の全重量に対して、キラル剤を１〜４０重量％含むことが好ましく、３〜２５重量％含むことがさらに好ましく、５〜１５重量％含むことが最も好ましい。これらの範囲でキラル剤を含有する液晶組成物は、光学的に等方性の液晶相を有するようになりやすく、好ましい。
液晶組成物に含有されるキラル剤は１種でも２種以上でもよい。
【０１３６】
４．２ キラル剤
光学的に等方性の液晶組成物が含有す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、下記式（Ｋ１）〜（Ｋ５）で表される化合物が好ましい。
【０１３７】
式（Ｋ１）〜（Ｋ５）中、ＲＫは独立に、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、このアルキル中の任意の−ＣＨ２−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、このアルキル中の任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく；Ａは独立に、芳香族性あるいは非芳香族性の３ないし８員環、または、炭素数９以上の縮合環であり、これらの環の任意の水素がハロゲン、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、−ＣＨ２−は−Ｏ−、−Ｓ−または−ＮＨ−で置き換えられてもよく、−ＣＨ＝は−Ｎ＝で置き換えられてもよく；Ｂは独立して、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、芳香族性または非芳香族性の３から８員環、または炭素数９以上の縮合環であり、これらの環の任意の水素がハロゲン、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、−ＣＨ２−は−Ｏ−、−Ｓ−または−ＮＨ−で置き換えられてもよく、−ＣＨ＝は−Ｎ＝で置き換えられてもよく；Ｚは独立に、単結合、炭素数１〜８のアルキレンであるが、任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＳＯ−、−ＯＣＳ−、−Ｎ＝Ｎ−、−ＣＨ＝Ｎ−、−Ｎ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく；Ｘは単結合、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、または−ＣＨ２ＣＨ２−であり；ｍＫは１〜４である。
【０１３８】
これらの中でも、液晶組成物に添加されるキラル剤としては、式（Ｋ２）に含まれる式（Ｋ２−１）〜式（Ｋ２−８）、式（Ｋ４）に含まれる式（Ｋ４−１）〜式（Ｋ４−６）および、式（Ｋ５）に含まれる式（Ｋ５−１）〜式（Ｋ５−３）が好ましい。
【０１３９】
（式中、ＲＫは独立に、炭素数３〜１０のアルキルであり、このアルキル中の環に隣接する−ＣＨ２−は−Ｏ−で置き換えられてもよく、任意の−ＣＨ２−は、−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられてもよい。）。
【０１４０】
４．３ 光学的に等方性の液晶相
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、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。
【０１４１】
ここで、「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。そして、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、たとえば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。
【０１４２】
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。
【０１４３】
一般的に、ブルー相は３種類に分類され（ブルー相Ｉ、ブルー相ＩＩ、ブルー相ＩＩＩ）、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。
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。
【０１４４】
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材料では、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。
【０１４５】
本発明の光学的に等方性の液晶組成物は、ネマチック相を有する組成物にキラル剤を添加して得ることが出来る。この際に、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、ネマチック相を有する組成物は、式（１）で表される化合物および必要に応じてその他の成分を含む。また、本発明の光学的に等方性の液晶組成物は、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出来る。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、式（１）で表される化合物、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。この際に、光学活性化合物は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添加される。ここで、添加される光学活性化合物は、前述のねじり力が大きい化合物である式（Ｋ１）〜（Ｋ５）、式（Ｋ２−１）〜（Ｋ２−８）、式（Ｋ４−１）〜（Ｋ４−６）または式（Ｋ５−１）〜（Ｋ５−３）で表される化合物が使用出来る。また、添加される光学活性化合物は、ねじり力がそれほど大きくない化合物であってもよい。そのような光学活性化合物としては、ネマチック相で駆動される素子（ＴＮ方式、ＳＴＮ方式など）用の液晶組成物に添加される化合物を挙げることができる。
【０１４６】
ねじり力がそれほど大きくない光学活性化合物の例として、以下の光学活性化合物（Ｏｐ−１）〜（Ｏｐ−１３）を挙げることができる。
【０１４７】
なお本発明の光学的に等方性の液晶組成物の温度範囲は、ネマチック相またはキラルネマチック相と非液晶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。例えば、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非液晶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。
【０１４８】
ネマチック相またはキラルネマチック相と非液晶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。
【０１４９】
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。
【０１５０】
４．４ その他の成分
本発明の光学的に等方性の液晶組成物は、その組成物の特性に影響を与えない範囲で、さらに高分子物質等の他の化合物が添加されてもよい。本発明の液晶組成物は、高分子物質の他にも、たとえば二色性色素、フォトクロミック化合物を含有していてもよい。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。
【０１５１】
５．光学的に等方性の高分子／液晶複合材料
本発明の第５の態様は、式（１）で表される化合物およびキラル剤を含む液晶組成物と高分子の複合材料であり、光学的に等方性を示すものである。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のできる光学的に等方性の高分子／液晶複合材料である。モノマーと液晶の混合物をブルー相において重合することにより得られる非特許文献１の高分子安定化ブルー相や、モノマーと液晶の混合物を等方相において重合することにより得られる非特許文献２の擬等方性液晶は、光学的に等方性の高分子／液晶複合材料に包含される。このような高分子／液晶複合材料は例えば、項［１］〜［３０］に記載の液晶組成物（液晶組成物ＣＬＣ）と高分子で構成される。
本発明の、「高分子／液晶複合材料」とは、液晶材料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材料に溶解していない状態で高分子が液晶材料と相分離している状態でもよい。なお、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。
【０１５２】
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。
【０１５３】
５．２ 高分子
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。
【０１５４】
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。
【０１５５】
本発明の複合材料を構成する高分子の原料としては、例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。
【０１５６】
５．２．１ メソゲン部位を有する単官能性・二官能性モノマー
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、例えば下記の式（Ｍ１）または式（Ｍ２）で表される化合物を挙げることができる。
【０１５７】
Ｒａ−Ｙ−（ＡＭ−ＺＭ）ｍ１−ＡＭ−Ｙ−Ｒｂ（Ｍ１）
Ｒｂ−Ｙ−（ＡＭ−ＺＭ）ｍ１−ＡＭ−Ｙ−Ｒｂ （Ｍ２）
【０１５８】
式（Ｍ１）中、Ｒａ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、これらのアルキルにおいて任意の−ＣＨ2−は−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、これらのアルキルにおいて任意の水素はハロゲンまたは−Ｃ≡Ｎで置き換えられてもよい。Ｒｂは、それぞれ独立して、式（Ｍ３−１）〜式（Ｍ３−７）の重合性基である。
【０１５９】
好ましいＲａは、水素、ハロゲン、−Ｃ≡Ｎ、−ＣＦ３、−ＣＦ２Ｈ、−ＣＦＨ２、−ＯＣＦ３、−ＯＣＦ２Ｈ、炭素数１〜２０のアルキル、炭素数１〜１９のアルコキシ、炭素数２〜２１のアルケニル、および炭素数２〜２１のアルキニルである。特に好ましいＲａは、−Ｃ≡Ｎ、炭素数１〜２０のアルキルおよび炭素数１〜１９のアルコキシである。
【０１６０】
式（Ｍ２）中、Ｒｂは、それぞれ独立して、式（Ｍ３−１）〜（Ｍ３−７）の重合性基である。
【０１６１】
ここで、式（Ｍ３−１）〜（Ｍ３−７）におけるＲｄは、それぞれ独立して水素、ハロゲンまたは炭素数１〜５のアルキルであり、これらのアルキルにおいて任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよい。好ましいＲｄは、水素、ハロゲンおよびメチルである。特に好ましいＲｄは、水素、フッ素およびメチルである。
また、式（Ｍ３−２）、式（Ｍ３−３）、式（Ｍ３−４）、式（Ｍ３−７）はラジカル重合で重合するのが好適である。式（Ｍ３−１）、式（Ｍ３−５）、式（Ｍ３−６）はカチオン重合で重合するのが好適である。いずれもリビング重合なので、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。活性種の発生には例えば光または熱を使用できる。
【０１６２】
式（Ｍ１）および（Ｍ２）中、ＡＭは、それぞれ独立して芳香族性または非芳香族性の５員環、６員環または炭素数９以上の縮合環であるが、環中の−ＣＨ２−は−Ｏ−、−Ｓ−、−ＮＨ−、または−ＮＣＨ３−で、環中の−ＣＨ＝は−Ｎ＝で置き換わってもよく、環上の水素原子はハロゲン、および炭素数１〜５のアルキル、またはハロゲン化アルキルで置き換わってもよい。好ましいＡＭの具体例は、１，４−シクロヘキシレン、１，４−シクロヘキセニレン、１，４−フェニレン、ナフタレン−２，６−ジイル、テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル、フルオレン−２，７−ジイル、またはビシクロ［２．２．２］オクタン−１，４−ジイルであり、これらの環において任意の−ＣＨ２−は−Ｏ−で置き換えられてもよく、任意の−ＣＨ＝は−Ｎ＝で置き換えられてもよく、これらの環において任意の水素はハロゲン、炭素数１〜５のアルキルまたは炭素数１〜５のハロゲン化アルキルで置き換えられてもよい。
化合物の安定性を考慮して、酸素と酸素とが隣接した−ＣＨ２−Ｏ−Ｏ−ＣＨ２−よりも、酸素と酸素とが隣接しない−ＣＨ２−Ｏ−ＣＨ２−Ｏ−の方が好ましい。硫黄においても同様である。
【０１６３】
これらの中でも、特に好ましいＡＭは、１，４−シクロヘキシレン、１，４−シクロヘキセニレン、１，４−フェニレン、２−フルオロ−１，４−フェニレン、２，３−ジフルオロ−１，４−フェニレン、２，５−ジフルオロ−１，４−フェニレン、２，６−ジフルオロ−１，４−フェニレン、２−メチル−１，４−フェニレン、２−トリフルオロメチル−１，４−フェニレン、２，３−ビス（トリフルオロメチル）−１，４−フェニレン、ナフタレン−２，６−ジイル、テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル、フルオレン−２，７−ジイル、９−メチルフルオレン−２，７−ジイル、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、ピリジン−２，５−ジイル、およびピリミジン−２，５−ジイルである。なお、前記１，４−シクロヘキシレンおよび１，３−ジオキサン−２，５−ジイルの立体配置はシスよりもトランスの方が好ましい。
２−フルオロ−１，４−フェニレンは、３−フルオロ−１，４−フェニレンと構造的に同一であるので、後者は例示しなかった。この規則は、２，５−ジフルオロ−１，４−フェニレンと３，６−ジフルオロ−１，４−フェニレンの関係などにも適用される。
【０１６４】
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任意の−ＣＨ2−は−Ｏ−、−Ｓ−、−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、ｒは１〜２０の整数である）である。特に好ましいＹは、単結合、−（ＣＨ2）ｍ２−、−Ｏ（ＣＨ2）ｍ２−、および−（ＣＨ2）ｍ２Ｏ−（前記式中、ｍ２は１〜１０の整数である）である。化合物の安定性を考慮して、−Ｙ−Ｒａおよび−Ｙ−Ｒｂは、それらの基中に−Ｏ−Ｏ−、−Ｏ−Ｓ−、−Ｓ−Ｏ−、または−Ｓ−Ｓ−を有しない方が好ましい。
【０１６５】
式（Ｍ１）および（Ｍ２）中、ＺＭは、それぞれ独立して単結合、−（ＣＨ2）ｍ３−、−Ｏ（ＣＨ2）ｍ３−、−（ＣＨ2）ｍ３Ｏ−、−Ｏ（ＣＨ2）ｍ３Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−（ＣＦ2）2−、−（ＣＨ2）２−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−（ＣＨ2）２−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ＝ＣＨ−（ＣＨ2）2−、−（ＣＨ2）2−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−Ｃ≡Ｃ−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＨ−Ｃ≡Ｃ−、−ＯＣＦ２−（ＣＨ2）２−、−（ＣＨ2）２−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−または−ＣＦ２Ｏ−（前記式中、ｍ３は１〜２０の整数である）である。
【０１６６】
好ましいＺＭは単結合、−（ＣＨ2）ｍ３−、−Ｏ（ＣＨ2）ｍ３−、−（ＣＨ2）ｍ３Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−（ＣＨ2）２−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−（ＣＨ2）２−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＯＣＦ２−、および−ＣＦ２Ｏ−である。
【０１６７】
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。例えばｍ１が１であるとき、２つのＡＭは同一であってもよいし、または異なってもよい。また、例えばｍ１が２であるとき、３つのＡＭ（または２つのＺＭ）は同一であってもよいし、または異なってもよい。ｍ１が３〜６であるときについても同様である。Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｄ、ＺＭ、ＡＭおよびＹについても同様である。
【０１６８】
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。
【０１６９】
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（Ｍ２−１）〜（Ｍ２−２７）で表される化合物（Ｍ１−１）〜（Ｍ１−４１）および化合物（Ｍ２−１）〜（Ｍ２−２７）である。これらの化合物において、Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｄ、ＺＭ、ＡＭ、Ｙおよびｐの意味は、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。
【０１７０】
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、任意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、任意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、任意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。
【０１７１】
【０１７２】
【０１７３】
【０１７４】
【０１７５】
【０１７６】
【０１７７】
【０１７８】
【０１７９】
【０１８０】
【０１８１】
【０１８２】
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。
【０１８３】
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、例えば、（Ｍ４−１）〜（Ｍ４−３）であり、より具体的な例として、特開２０００−３２７６３２号、特開２００４−１８２９４９号、特開２００４−５９７７２号に記載された化合物をあげることができる。ただし、（Ｍ４−１）〜（Ｍ４−３）において、Ｒｂ、Ｚa、Ｙ、および（Ｆ）は前述と同一の意味を示す。
【０１８４】
【０１８５】
５．２．２ メソゲン部位を有さない重合性のある官能基を持つモノマー
メソゲン部位を有さない重合性のある官能基を持つモノマーとして、例えば、炭素数１〜３０の直鎖あるいは分岐アクリレート、炭素数１〜３０の直鎖あるいは分岐ジアクリレート、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。
【０１８６】
５．２．３ 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、例えば、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。
【０１８７】
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、登録商標）１１７３および４２６５（いずれも商品名、チバ・スペシャリティ・ケミカルズ（株））、イルガキュア（ＩＲＧＡＣＵＲＥ、登録商標）１８４、３６９、５００、６５１、７８４、８１９、９０７、１３００、１７００、１８００、１８５０、および２９５９（いずれも商品名、チバ・スペシャリティ・ケミカルズ（株））、などである。
【０１８８】
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）などである。
【０１８９】
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として、ジアリールヨードニウム塩（以下、「ＤＡＳ」という。）、トリアリールスルホニウム塩（以下、「ＴＡＳ」という。）などがあげられる。
【０１９０】
ＤＡＳとしては、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、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などが挙げられる。
【０１９１】
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。
【０１９２】
ＴＡＳとしては、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、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などが挙げられる。
【０１９３】
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、登録商標）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、登録商標）２５０（商品名、チバ・スペシャリティ・ケミカルズ（株））、ＵＶ−９３８０Ｃ（商品名、ＧＥ東芝シリコーン（株））などである。
【０１９４】
５．２．４ 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種または２種以上の他の好適な成分、例えば、硬化剤、触媒、安定剤等を加えてもよい。
【０１９５】
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が挙げられる。アミン系硬化剤の例としては、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などが挙げられる。
【０１９６】
ノボラック樹脂系硬化剤の例としては、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などが挙げられる。イミダゾール系硬化剤としては、２−メチルイミダゾール、２−エチルへキシルイミダゾール、２−フェニルイミダゾール、１−シアノエチル−２−フェニルイミダゾリウム・トリメリテートなどが挙げられる。
【０１９７】
酸無水物系硬化剤の例としては、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などが挙げられる。
【０１９８】
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。硬化促進剤としては、例えば、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などが挙げられる。これらの硬化促進剤は単独または２種以上を混合して使用することができる。
【０１９９】
また、例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。
【０２００】
５．３ 液晶組成物等の含有率
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。
【０２０１】
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、６０〜９５重量％がさらに好ましく、６５〜９５重量％が特に好ましい。高分子の含有率は複合材料に対して１〜４０重量％であることが好ましく、５〜４０重量％がさらに好ましく、５〜３５重量％が特に好ましい。
【０２０２】
５．４ その他の成分
本発明の高分子／液晶複合材料は、たとえば二色性色素、フォトクロミック化合物を本発明の効果を損なわない範囲で含有していてもよい。
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。なお特に断りのない限り、「％」は「重量％」を意味する。
【０２０３】
６ 光素子
本発明の第６の態様は、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、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。
【実施例】
【０２０４】
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ので、まず分析方法について説明をする。
【０２０５】
1Ｈ−ＮＭＲ分析：測定装置は、ＤＲＸ−５００（ブルカーバイオスピン（株）社製）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。
【０２０６】
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。
【０２０７】
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。
【０２０８】
なお、試料の希釈溶媒としては、例えば、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。
【０２０９】
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。
【０２１０】
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。
【０２１１】
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。
【０２１２】
〈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％〉
【０２１３】
液晶化合物と母液晶との割合がこの割合であっても、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。
【０２１４】
測定に用いる母液晶としては様々な種類が存在するが、例えば、母液晶Ａの組成（重量％）は以下のとおりである。
母液晶Ａ：
【０２１５】
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。
【０２１６】
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。
【０２１７】
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。
【０２１８】
以下、結晶相はＫと表し、さらに結晶相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とが共存する相を表し、（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、例えば、「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。
【０２１９】
ネマチック相の上限温度（ＴＮＩ；℃）：偏光顕微鏡を備えた融点測定装置のホットプレート（メトラー社ＦＰ−５２型ホットステージ）に、試料（液晶化合物と母液晶との混合物）を置き、１℃／分の速度で加熱しながら偏光顕微鏡を観察した。試料の一部がネマチック相から等方性液体に変化したときの温度をネマチック相の上限温度とした。以下、ネマチック相の上限温度を、単に「上限温度」と略すことがある。
【０２２０】
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。
【０２２１】
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。
【０２２２】
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。
【０２２３】
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。
【０２２４】
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。
【０２２５】
（実施例１）
化合物（Ｓ１−９）の合成
化合物（Ｓ１−９）は、式（１−２Ａ）において、Ｒ１がＣ３Ｈ７であり、Ｌ２、Ｌ４、およびＬ５が全てフッ素であり、Ｘ１がフッ素である化合物である。
合成スキームを下図に示す。
【０２２６】
化合物（Ｓ１−３）の合成
窒素雰囲気下の反応器へ、４−プロピルフェニルボロン酸（Ｓ１−１）２５．８ｇと１−ブロモ−３−クロロ−５−フルオロベンゼン（Ｓ１−２）３０．０ｇとテトラキストリフェニルホスフィンパラジウム２．５ｇと炭酸ナトリウム５０．１ｇとトルエン／エタノール／水＝３／３／１（容積比）の混合溶媒７００ｍｌ加え、５時間還流した。反応液を室温まで冷却し、これにトルエンを加え、これを１Ｎ−塩酸、水で洗浄した。硫酸マグネシウムで乾燥した後、減圧にて溶媒を留去した。ヘプタンを展開溶媒として、シリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製し、減圧にて乾燥して４−プロピル−１−（３−クロロ−５−フルオロフェニル）ベンゼン（Ｓ１−３）３４．８ｇを得た。このものの（Ｓ１−１）からの収率は９７．７％であった。
【０２２７】
化合物（Ｓ１−４）の合成
窒素雰囲気下の反応器へ、（Ｓ１−３）を１５．０ｇ、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）１５０ｍｌを加え、−７０℃まで冷却し、これにｎ−ＢｕＬｉ（１．６Ｍ；ｎ−ヘキサン溶液）４６．１ｍｌを滴下し、１時間そのままの温度で撹拌した。反応液にヨウ素８．４ｇのＴＨＦ１００ｍｌ溶液を−７０℃で滴下し、そのままの温度で５時間撹拌した。反応液を室温まで加温し、チオ硫酸ナトリウム水溶液に注いだ。生成物を酢酸エチルで抽出し、有機層をチオ硫酸ナトリウム水、水で洗浄した。硫酸マグネシウムで乾燥した後、減圧にて溶媒を留去した。ヘプタン／トルエン＝３／１を展開溶媒として、シリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製し、減圧にて乾燥して４−プロピル−１−（３−クロロ−５−フルオロ−４−ヨードフェニル）ベンゼン（Ｓ１−４）２２．４ｇを得た。このものの（Ｓ１−３）からの収率は９９．３％であった。
【０２２８】
化合物（Ｓ１−６）の合成
窒素雰囲気下の反応器へ、（Ｓ１−４）２２．３ｇ、３，５−ジフロオロフェニルボロン酸（Ｓ１−５）１０．３ｇ、テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム１．０ｇと炭酸ナトリウム２０．８ｇとトルエン／エタノール／水＝３／３／１（容積比）の混合溶媒４９０ｍｌ加え、１０時間還流した。テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム１．０ｇを追加しさらに１０時間還流した。反応液を室温まで冷却し、これにトルエンを加え、これを１Ｎ−塩酸、水で洗浄した。硫酸マグネシウムで乾燥した後、減圧にて溶媒を留去した。ヘプタンを展開溶媒として、シリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製し、減圧にて乾燥して４−プロピル−１−（３−クロロ−５−フルオロフェニル）ベンゼン（Ｓ１−６）２４．９ｇを得た。このものの（Ｓ１−４）からの収率は９１．１％であった。
【０２２９】
化合物（Ｓ１−７）の合成
窒素雰囲気下の反応器へ、化合物（Ｓ１−６） １５．０ｇとＴＨＦ １５０ｍｌとを加えて、−７４℃まで冷却した。そこへ、１．６０Ｍ ｎ−ブチルリチウム，ｎ−ヘキサン溶液 ３１．８ｍｌを−７４℃から−６０℃の温度範囲で滴下し、さらに６０分攪拌した。続いてジブロモジフルオロメタン １２．２ｇのＴＨＦ ２０．０ｍｌ溶液を−７５℃から−７０℃の温度範囲で滴下し、２５℃に戻しつつ６０分攪拌した。得られた反応混合物を氷水 １５０ｍｌに注ぎ込み、混合した。トルエン １００ｍｌを加え有機層と水層とに分離させ抽出操作を行い得られた有機層を分取し、続いて食塩水で洗浄して、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。得られた溶液を、減圧下で濃縮し、残渣をヘプタン／トルエン＝４／１の混合溶媒を展開溶媒とし、シリカゲルカラムクロマトグラフィーによる分取操作で精製した。溶媒を留去し乾燥させ、（Ｓ１−７）１９．４ｇを得た。
【０２３０】
化合物（Ｓ１−９）の合成
窒素雰囲気下の反応器へ、化合物（Ｓ１−７） ６．０ｇ、３，４，５−トリフルオロフェノール（Ｓ１−８） １．５ｇ、炭酸カリウム ２．８ｇ、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ） １００ｍｌを加え、９０℃で１２０分攪拌した。反応混合物を２５℃に戻した後、氷水 ５０ｍｌに注ぎ込み混合させ、トルエン １００ｍｌを加え有機層と水層とに分離させ抽出操作を行い得られた有機層を分取し、続いて飽和炭酸水素ナトリウム水溶液、０．５Ｎ水酸化ナトリウム水溶液、食塩水で順次洗浄して、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。得られた溶液を、減圧下で濃縮し、残渣をヘプタンを展開溶媒とし、シリカゲルカラムクロマトグラフィーによる分取操作で精製した。さらにヘプタン／ソルミックスＡ−１１の混合溶媒からの再結晶により精製し、乾燥させ、（Ｓ１−９）２．２ｇを得た。（Ｓ１−９）の（Ｓ１−６）からの収率は３０．６％であった。
【０２３１】
得られた化合物（Ｓ１−９）の相転移温度は以下の通りであった。
相転移温度（℃） ：Ｋ ６９．６ Ｉ 。
【０２３２】
1Ｈ−ＮＭＲ分析の化学シフトδ（ｐｐｍ）は以下の通りであり、得られた化合物が、 （Ｓ１−９）であることが同定できた。なお、測定溶媒はＣＤＣｌ3である。化学シフトδ（ｐｐｍ）；７．５５（ｍ，１Ｈ），７．５１（ｄ，２Ｈ），７．３３（ｄｄ，１Ｈ），７．３０（ｄ，２Ｈ），７．１０（ｄ、２Ｈ）、７．０３〜７．００（ｍ、２Ｈ），２．６６（ｔ、２Ｈ），１．７３−１．６４（ｍ，２Ｈ），０．９８（ｔ，３Ｈ）．
【０２３３】
液晶化合物（Ｓ１−９）の物性
前述した母液晶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の物性は以下のとおりであった。
上限温度（ＴNI）＝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 ８５重量％と、実施例１で得られた（Ｓ１−９）の１５重量％とからなる液晶組成物Ｂを調製した。得られた液晶組成物Ｂの物性値を測定し、測定値を外挿することで液晶化合物（Ｓ１−９）の物性の外挿値を算出した。その値は以下のとおりであった。
上限温度（ＴＮＩ）＝２９．０℃；誘電率異方性（Δε）＝４４．４；屈折率異方性（Δｎ）＝０．１５０。
これらのことから液晶化合物（Ｓ１−９）は、他の液晶化合物との優れた相溶性を有し、誘電率異方性（Δε）、屈折率異方性（Δｎ）の大きい化合物であることがわかった。
【０２３５】
（実施例２）
化合物（Ｓ２−２）の合成
化合物（Ｓ２−２）は、式（１−２Ａ）において、Ｒ１がＣ３Ｈ７であり、Ｌ２、Ｌ４、およびＬ５が全てフッ素であり、Ｘ１が−ＣＦ３である化合物である。
【０２３６】
化合物（Ｓ２−２）の合成
（Ｓ１−６）から（Ｓ２−２）の合成は、実施例１の（Ｓ１−６）から（Ｓ１−９）を合成する手法に準じた。この時、（Ｓ１−８）に代えて、３，５−ジフロオロ−４−トリフロオロメチルフェノール（Ｓ２−１）を用いた。（Ｓ１−６）からの（Ｓ２−２）の収率は２７．２％であった。得られた化合物（Ｓ２−２）の相転移温度は以下の通りであった。
相転移温度（℃） ：Ｋ ９８．９ Ｉ 。
【０２３７】
1Ｈ−ＮＭＲ分析の化学シフトδ（ｐｐｍ）は以下の通りであり、得られた化合物が、 （Ｓ２−２）であることが同定できた。なお、測定溶媒はＣＤＣｌ3である。化学シフトδ（ｐｐｍ）；７．５５（ｍ，１Ｈ），７．５０（ｄ，２Ｈ），７．３３（ｄｄ，１Ｈ），７．３０（ｄ，２Ｈ），７．１０（ｄ、２Ｈ）、７．０１（ｄ、２Ｈ），２．６６（ｔ、２Ｈ），１．７２−１．６７（ｍ，２Ｈ），０．９８（ｔ，３Ｈ）．
【０２３８】
液晶化合物（Ｓ２−２）の物性
前述した母液晶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の物性は以下のとおりであった。
上限温度（ＴNI）＝７１．７℃；誘電率異方性（Δε）＝１１．０；屈折率異方性（Δｎ）＝０．１３７。
【０２３９】
母液晶Ａ ９５重量％と、実施例２で得られた（Ｓ２−２）の５重量％とからなる液晶組成物Ｃを調製した。得られた液晶組成物Ｃの物性値を測定し、測定値を外挿することで液晶化合物（Ｓ２−２）の物性の外挿値を算出した。その値は以下のとおりであった。
上限温度（ＴＮＩ）＝３３．７℃；誘電率異方性（Δε）＝５７．７；屈折率異方性（Δｎ）＝０．１５７。
これらのことから液晶化合物（Ｓ２−２）は、特に誘電率異方性（Δε）の大きい化合物であることがわかった。
【０２４０】
（実施例３）
化合物（Ｓ３−４）の合成
化合物（Ｓ３−４）は、式（１−１Ｂ）において、Ｒ１がＣ３Ｈ７であり、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、およびＬ５が全てフッ素であり、Ｘ１がフッ素である化合物である。
合成スキームを下図に示す。
【０２４１】
化合物（Ｓ３−３）の合成
窒素雰囲気下の反応器へ、４−ブロモ−３−フルオロフェノール（Ｓ３−１）７５．０ｇ、３，４，５−トリフロオロフェニルボロン酸（Ｓ３−２）８２．９ｇ、テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム１３．６ｇと炭酸ナトリウム１０８．５ｇとジメトキシエタン／水＝２／１（容積比）の混合溶媒１１００ｍｌ加え、８０℃まで加温し、４時間撹拌した。反応液を室温まで冷却し、これにトルエンを加え、これを１Ｎ−塩酸、水で洗浄した。硫酸マグネシウムで乾燥した後、減圧にて溶媒を留去した。ヘプタン／酢酸エチル＝４／１を展開溶媒として、シリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製し、減圧にて乾燥した。得られた残分をヘプタンで再結晶して３−フロオロ−４−（３，４，５−トリフルオロフェニル）フェノール（Ｓ３−３）７７．５ｇを得た。このものの（Ｓ３−１）からの収率は８１．５％であった。
【０２４２】
化合物（Ｓ３−４）の合成
（Ｓ１−６）から（Ｓ３−４）の合成は、実施例１の（Ｓ１−６）から（Ｓ１−９）を合成する手法に準じた。この時、（Ｓ１−８）に代えて、３−フロオロ−４−（３，４，５−トリフルオロフェニル）フェノール（Ｓ３−３）を用いた。（Ｓ１−６）からの（Ｓ３−４）の収率は３１．４％であった。得られた化合物（Ｓ３−４）の相転移温度は以下の通りであった。
相転移温度（℃） ：Ｋ １２８．３ Ｎ １６１．１ Ｉ 。
【０２４３】
1Ｈ−ＮＭＲ分析の化学シフトδ（ｐｐｍ）は以下の通りであり、得られた化合物が、 （Ｓ３−４）であることが同定できた。なお、測定溶媒はＣＤＣｌ3である。化学シフトδ（ｐｐｍ）；７．５５（ｍ，１Ｈ），７．５１（ｄ，２Ｈ），７．３９（ｔ，１Ｈ），７．３３（ｄｄ，１Ｈ），７．３０（ｄ，２Ｈ），７．２２〜７．１６（ｍ、４Ｈ）、７．１０（ｄ、２Ｈ），２．６５（ｔ、２Ｈ），１．７１−１．６７（ｍ，２Ｈ），０．９８（ｔ，３Ｈ）．
【０２４４】
液晶化合物（Ｓ３−４）の物性
母液晶Ａ ９５重量％と、実施例３で得られた（Ｓ３−４）の５重量％とからなる液晶組成物Ｄを調製した。得られた液晶組成物Ｄの物性値を測定し、測定値を外挿することで液晶化合物（Ｓ３−４）の物性の外挿値を算出した。その値は以下のとおりであった。
上限温度（ＴＮＩ）＝８３．７℃；誘電率異方性（Δε）＝４７．７；屈折率異方性（Δｎ）＝０．１９７。
これらのことから液晶化合物（Ｓ３−４）は、上限温度（ＴＮＩ）が高いうえに、誘電率異方性（Δε）、屈折率異方性（Δｎ）の大きい化合物であることがわかった。
【０２４５】
（参考例１）
化合物（Ｓ４−４）の合成
【０２４６】
合成スキームを下図に示す。
【０２４７】
化合物（Ｓ４−２）の合成
窒素雰囲気下の反応器へ、４−（４−プロピルフェニル）−２−フルオロフェニルボロン酸（Ｓ４−１）５５．０ｇ、１−ブロモ−３−クロロ−５−フルオロベンゼン（Ｓ１−２）４０．６ｇ、テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム３．４ｇと炭酸ナトリウム６７．８ｇとトルエン／エタノール／水＝３／３／１（容積比）の混合溶媒９００ｍｌ加え、６時間還流した。反応液を室温まで冷却し、これにトルエンを加え、これを１Ｎ−塩酸、水で洗浄した。硫酸マグネシウムで乾燥した後、減圧にて溶媒を留去した。ヘプタンを展開溶媒として、シリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製し、減圧にて乾燥した。得られた残分をエタノール／酢酸エチル＝１０／１で再結晶して（Ｓ４−２）４７．７ｇを得た。このものの（Ｓ１−２）からの収率は７１．９％であった。
【０２４８】
化合物（Ｓ４−３）の合成
窒素雰囲気下の反応器へ、（Ｓ４−２）１０．０ｇとＴＨＦ １００ｍｌとを加えて、−７４℃まで冷却した。そこへ、１．６０Ｍ ｎ−ブチルリチウム，ｎ−ヘキサン溶液 ２２．３ｍｌを−７４℃から−６０℃の温度範囲で滴下し、さらに６０分攪拌した。続いて粉砕したドライアイス（二酸化炭素）６．４ｇを徐々に加えた。反応液を０℃まで徐々に加温し、６Ｎ−ＨＣｌ５０ｍｌを滴下し、１時間撹拌した。反応液に酢酸エチルを加え有機層と水層とに分離させ抽出操作を行い得られた有機層を分取し、続いて食塩水で洗浄して、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。得られた溶液を、減圧下で濃縮し、残渣をエタノールで再結晶して、（Ｓ４−３）６．８ｇを得た。（Ｓ４−２）からの（Ｓ４−３）の収率は５９．８％であった。
【０２４９】
化合物（Ｓ４−４）の合成
窒素雰囲気下の反応器へ、（Ｓ４−３）２．２ｇ、３，４，５−トリフルオロフェノール（Ｓ１−８）０．８８ｇ、ジメチルアミノピリジン（ＤＭＡＰ）０．０７ｇ、塩化メチレン１００ｍｌを加え、０℃まで冷却した。ジシクロヘキシルカルボジイミド（ＤＣＣ）の塩化メチレン３０ｍｌ溶液を滴下し、４時間そのままの温度で撹拌した後、室温まで加温し１５時間撹拌した。反応液を吸引ろ過し、ろ液を１Ｎ−塩酸、飽和重曹水、水でこの順に洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥した。溶液を減圧下で濃縮し、残渣をヘプタン／酢酸エチル＝４／１を展開溶媒としてシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製し、さらにヘプタン／酢酸エチル＝１０／１で再結晶して、（Ｓ４−４）２．２ｇを得た。（Ｓ４−３）からの（Ｓ４−４）の収率は７５．２％であった。
【０２５０】
得られた化合物（Ｓ４−４）の相転移温度は以下の通りであった。
相転移温度（℃） ：Ｋ ７８．６ Ｎ １５５．０ Ｉ 。
【０２５１】
1Ｈ−ＮＭＲ分析の化学シフトδ（ｐｐｍ）は以下の通りであり、得られた化合物が、（Ｓ４−４）であることが同定できた。なお、測定溶媒はＣＤＣｌ3である。
【０２５２】
化学シフトδ（ｐｐｍ）；７．５６〜７．５３（ｍ，３Ｈ），７．５１〜７．４９（ｍ，２Ｈ），７．４３（ｄ，１Ｈ），７．４０（ｄ，１Ｈ），７．３０（ｄ，２Ｈ），７．０６〜７．０１（ｍ、２Ｈ）、２．６５（ｔ、２Ｈ），１．７４−１．６６（ｍ，２Ｈ），０．９９（ｔ，３Ｈ）．
【０２５３】
液晶化合物（Ｓ４−４）の物性
母液晶Ａ ８５重量％と、参考例１で得られた（Ｓ４−４）の１５重量％とからなる液晶組成物Ｅを調製した。得られた液晶組成物Ｅの物性値を測定し、測定値を外挿することで液晶化合物（Ｓ４−４）の物性の外挿値を算出した。その値は以下のとおりであった。
上限温度（ＴＮＩ）＝９３．７℃；誘電率異方性（Δε）＝３７．０；屈折率異方性（Δｎ）＝０．２０４。
（参考例２）
化合物（Ｓ５−２）の合成
【０２５４】
合成スキームを下図に示す。
化合物（Ｓ５−２）の合成
（Ｓ４−３）から（Ｓ５−２）の合成は、参考例１の（Ｓ４−３）から（Ｓ４−４）を合成する手法に準じた。この時、（Ｓ１−８）に代えて、４−クロロ−３，５−ジフロオロフェノール（Ｓ５−１）を用いた。（Ｓ４−３）からの（Ｓ５−２）の収率は９０．３％であった。得られた化合物（Ｓ５−２）の相転移温度は以下の通りであった。
相転移温度（℃） ：Ｋ ９５．４ Ｎ １９２.０ Ｉ 。
【０２５５】
1Ｈ−ＮＭＲ分析の化学シフトδ（ｐｐｍ）は以下の通りであり、得られた化合物が、 （Ｓ５−２）であることが同定できた。なお、測定溶媒はＣＤＣｌ3である。化学シフトδ（ｐｐｍ）；７．５６〜７．５４（ｍ，３Ｈ），７．５０〜７．４９（ｍ，２Ｈ），７．４４（ｄ，１Ｈ），７．４０（ｄ，１Ｈ），７．３０（ｄ，２Ｈ），７．０６〜７．０３（ｍ、２Ｈ）、２．６６（ｔ、２Ｈ），１．７３−１．６６（ｍ，２Ｈ），０．９９（ｔ，３Ｈ）．
【０２５６】
液晶化合物（Ｓ５−２）の物性
母液晶Ａ ８５重量％と、参考例２で得られた（Ｓ５−２）の１５重量％とからなる液晶組成物Ｆを調製した。得られた液晶組成物Ｆの物性値を測定し、測定値を外挿することで液晶化合物（Ｓ５−２）の物性の外挿値を算出した。その値は以下のとおりであった。
上限温度（ＴＮＩ）＝１１０．４℃；誘電率異方性（Δε）＝３３．７；屈折率異方性（Δｎ）＝０．２２４。
（参考例３）
化合物（Ｓ６−２）の合成
【０２５７】
合成スキームを下図に示す。
化合物（Ｓ６−１）の合成
（Ｓ１−３）から（Ｓ６−１）の合成は、参考例１の（Ｓ４−２）から（Ｓ４−３）を合成する手法に準じた。この時、（Ｓ４−２）に代えて、（Ｓ１−３）を用いた。（Ｓ１−３）からの（Ｓ６−１）の収率は９５．０％であった。
化合物（Ｓ６−２）の合成
（Ｓ６−１）から（Ｓ６−２）の合成は、参考例１の（Ｓ４−３）から（Ｓ４−４）を合成する手法に準じた。この時、（Ｓ４−３）に代えて、（Ｓ６−１）を用いた。（Ｓ６−１）からの（Ｓ６−２）の収率は７７．５％であった。得られた化合物（Ｓ６−２）の相転移温度は以下の通りであった。
相転移温度（℃） ：Ｋ ６２．６ Ｉ 。
【０２５８】
1Ｈ−ＮＭＲ分析の化学シフトδ（ｐｐｍ）は以下の通りであり、得られた化合物が、 （Ｓ６−２）であることが同定できた。なお、測定溶媒はＣＤＣｌ3である。化学シフトδ（ｐｐｍ）；７．５１〜７．４８（ｍ，３Ｈ），７．３２（ｄｄ，１Ｈ），７．２９（ｄ，２Ｈ），７．０２〜６．９９（ｍ、２Ｈ）、２．６５（ｔ、２Ｈ），１．７１−１．６６（ｍ，２Ｈ），０．９７（ｔ，３Ｈ）．
【０２５９】
液晶化合物（Ｓ６−２）の物性
母液晶Ａ ８５重量％と、参考例３で得られた（Ｓ６−２）の１５重量％とからなる液晶組成物Ｇを調製した。得られた液晶組成物Ｇの物性値を測定し、測定値を外挿することで液晶化合物（Ｓ６−２）の物性の外挿値を算出した。その値は以下のとおりであった。
上限温度（ＴＮＩ）＝−９．６℃；誘電率異方性（Δε）＝２８．３；屈折率異方性（Δｎ）＝０．１０４。
（参考例４）
化合物（Ｓ７−２）の合成
【０２６０】
合成スキームを下図に示す。
化合物（Ｓ７−２）の合成
（Ｓ６−１）から（Ｓ７−２）の合成は、参考例３の（Ｓ６−１）から（Ｓ６−２）を合成する手法に準じた。この時、（Ｓ１−８）に代えて、３，５−ジフルオロ−４−トリフルオロメトキシフェノール（Ｓ７−１）を用いた。（Ｓ６−１）からの（Ｓ７−２）の収率は７４．４％であった。得られた化合物（Ｓ７−２）の相転移温度は以下の通りであった。
相転移温度（℃） ：Ｋ ６６．０ Ｉ 。
【０２６１】
1Ｈ−ＮＭＲ分析の化学シフトδ（ｐｐｍ）は以下の通りであり、得られた化合物が、 （Ｓ７−２）であることが同定できた。なお、測定溶媒はＣＤＣｌ3である。化学シフトδ（ｐｐｍ）；７．５３〜７．４９（ｍ，３Ｈ），７．３３（ｄｄ，１Ｈ），７．３０（ｄ，２Ｈ），７．０７〜７．０５（ｍ、２Ｈ）、２．６５（ｔ、２Ｈ），１．７１−１．６６（ｍ，２Ｈ），０．９８（ｔ，３Ｈ）．
【０２６２】
液晶化合物（Ｓ７−２）の物性
母液晶Ａ ８５重量％と、参考例４で得られた（Ｓ７−２）の１５重量％とからなる液晶組成物Ｈを調製した。得られた液晶組成物Ｈの物性値を測定し、測定値を外挿することで液晶化合物（Ｓ７−２）の物性の外挿値を算出した。その値は以下のとおりであった。
上限温度（ＴＮＩ）＝４．４℃；誘電率異方性（Δε）＝３１．７；屈折率異方性（Δｎ）＝０．１１０。
（参考例５）
化合物（Ｓ８−１）の合成
【０２６３】
合成スキームを下図に示す。
化合物（Ｓ８−１）の合成
（Ｓ６−１）から（Ｓ８−１）の合成は、参考例３の（Ｓ６−１）から（Ｓ６−２）を合成する手法に準じた。この時、（Ｓ１−８）に代えて、３，５−ジフロオロ−４トリフロオロメチルフェノール（Ｓ２−１）を用いた。（Ｓ６−１）からの（Ｓ８−１）の収率は８２．９％であった。得られた化合物（Ｓ８−１）の相転移温度は以下の通りであった。
相転移温度（℃） ：Ｋ ８５．９ Ｉ 。
【０２６４】
1Ｈ−ＮＭＲ分析の化学シフトδ（ｐｐｍ）は以下の通りであり、得られた化合物が、 （Ｓ８−１）であることが同定できた。なお、測定溶媒はＣＤＣｌ3である。化学シフトδ（ｐｐｍ）；７．５３〜７．４８（ｍ，３Ｈ），７．３３（ｄｄ，１Ｈ），７．３０（ｄ，２Ｈ），７．０6〜７．０４（ｍ、２Ｈ）、２．６５（ｔ、２Ｈ），１．７１−１．６６（ｍ，２Ｈ），０．９７（ｔ，３Ｈ）．
【０２６５】
液晶化合物（Ｓ８−１）の物性
母液晶Ａ ９０重量％と、参考例５で得られた（Ｓ８−１）の１０重量％とからなる液晶組成物Ｉを調製した。得られた液晶組成物Ｉの物性値を測定し、測定値を外挿することで液晶化合物（Ｓ８−１）の物性の外挿値を算出した。その値は以下のとおりであった。
上限温度（ＴＮＩ）＝−６．３℃；誘電率異方性（Δε）＝４０．７；屈折率異方性（Δｎ）＝０．１１７。
（参考例６）
化合物（Ｓ９−１）の合成
【０２６６】
合成スキームを下図に示す。
化合物（Ｓ９−１）の合成
（Ｓ６−１）から（Ｓ９−１）の合成は、参考例３の（Ｓ６−１）から（Ｓ６−２）を合成する手法に準じた。この時、（Ｓ１−８）に代えて、（Ｓ３−３）を用いた。（Ｓ６−１）からの（Ｓ９−１）の収率は６３．３％であった。得られた化合物（Ｓ９−１）の相転移温度は以下の通りであった。
相転移温度（℃） ：Ｋ １０１．２ Ｎ １３９．２ Ｉ 。
【０２６７】
1Ｈ−ＮＭＲ分析の化学シフトδ（ｐｐｍ）は以下の通りであり、得られた化合物が、 （Ｓ８−１）であることが同定できた。なお、測定溶媒はＣＤＣｌ3である。化学シフトδ（ｐｐｍ）；７．５３〜７．４９（ｍ，３Ｈ），７．４５（ｔ，１Ｈ），７．３３（ｄｄ，１Ｈ），７．３０（ｄ，２Ｈ），７．２２〜７．１７（ｍ、４Ｈ）、２．６６（ｔ、２Ｈ），１．７１−１．６７（ｍ，２Ｈ），０．９８（ｔ，３Ｈ）．
【０２６８】
液晶化合物（Ｓ９−１）の物性
母液晶Ａ９５重量％と、参考例６で得られた（Ｓ９−１）の５重量％とからなる液晶組成物Ｊを調製した。得られた液晶組成物Ｊの物性値を測定し、測定値を外挿することで液晶化合物（Ｓ９−１）の物性の外挿値を算出した。その値は以下のとおりであった。
上限温度（ＴＮＩ）＝６９．７℃；誘電率異方性（Δε）＝３３．７；屈折率異方性（Δｎ）＝０．１７７。
【０２６９】
（実施例４）
化合物（Ｓ１０−１）の合成
化合物（Ｓ１０−１）は、式（１−２Ａ）において、Ｒ１がＣ５Ｈ１１であり、Ｌ２、Ｌ４、およびＬ５が全てフッ素であり、Ｘ１が−ＣＦ３である化合物である。
【０２７０】
化合物（Ｓ１０−１）の合成
（Ｓ１０−１）の合成は、実施例１の（Ｓ１−１）から（Ｓ１−９）を合成する手法に準じた。この時、（Ｓ１−１）に代えて、４−ペンチルフェニルボロン酸を用い、（Ｓ１−８）に代えて、３，５−ジフロオロ−４−トリフロオロメチルフェノール（Ｓ２−１）を用いた。得られた化合物（Ｓ１０−１）の相転移温度は以下の通りであった。
相転移温度（℃） ：Ｋ １０２ Ｉ 。
【０２７１】
液晶化合物（Ｓ１０−１）の物性
母液晶Ａ９５重量％と、実施例４で得られた（Ｓ１０−１）の５重量％とからなる液晶組成物Ｋを調製した。得られた液晶組成物Ｋの物性値を測定し、測定値を外挿することで液晶化合物（Ｓ１０−１）の物性の外挿値を算出した。その値は以下のとおりであった。
上限温度（ＴＮＩ）＝３３．７℃；誘電率異方性（Δε）＝５６．２；屈折率異方性（Δｎ）＝０．１５７。
これらのことから液晶化合物（Ｓ１０−１）は、誘電率異方性（Δε）と屈折率異方性（Δｎ）の大きい化合物であることがわかった。
【０２７２】
（本件発明の組成物）
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。
【０２７３】
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。
【０２７４】
ネマチック相の下限温度（ＴC；℃）：ネマチック相を有する試料を０℃、−１０℃、−２０℃、−３０℃、および−４０℃のフリーザー中に１０日間保管したあと、液晶相を観察した。例えば、試料が−２０℃ではネマチック相のままであり、−３０℃では結晶（またはスメクチック相）に変化したとき、ＴCを≦−２０℃と記載する。ネマチック相の下限温度を「下限温度」と略すことがある。
【０２７５】
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。
【０２７６】
粘度（η；２０℃で測定；ｍＰａ・ｓ）：測定にはＥ型粘度計を用いた。
【０２７７】
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ボルトから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。
【０２７８】
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ボルトから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。
【０２７９】
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。試料が化合物のときは、化合物を適切な組成物に混合したあと屈折率異方性を測定した。化合物の屈折率異方性は外挿値である。
【０２８０】
誘電率異方性（Δε；２５℃で測定）：試料が化合物のときは、化合物を適切な組成物に混合したあと誘電率異方性を測定した。化合物の誘電率異方性は外挿値である。
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。
【０２８１】
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。
【０２８２】
しきい値電圧（Ｖｔｈ；２５℃で測定；Ｖ）：試料が化合物のときは、化合物を適切な組成物に混合したあとしきい値電圧を測定した。化合物のしきい値電圧は外挿値である。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。
【０２８３】
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。
【０２８４】
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。
【０２８５】
らせんピッチ（２０℃で測定；μｍ）：らせんピッチの測定には、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。らせんピッチ（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。
【０２８６】
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。
【０２８７】
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。
【０２８８】
（組成例１）
下図に示す液晶化合物を、下記の割合で混合することにより液晶組成物Ａを調製した。
構造式の右側に一般式との対応を記した。本件化合物については化合物番号を記した。
液晶組成物Ａ
【０２８９】
次に、液晶組成物Ａ（９４ｗｔ％）と、下記の式で表されるキラル剤ＩＳＯ−６０ＢＡ２（６ｗｔ％）からなる液晶組成物Ｂを得た。
なお、ＩＳＯ−６０ＢＡ２は、イソソルバイドと４−ヘキシルオキシ安息香酸とをジシクロヘキシルカルボジイミド（ＤＣＣ）、４−ジメチルアミノピリジン存在下でエステル化することによって得た。
ＩＳＯ−６ＯＢＡ２
【０２９０】
（使用例１）
モノマーと液晶組成物の混合物の調製
液晶組成物とモノマーとの混合物として液晶組成物Ｂを７９．４重量％、ｎ−ドデシルアクリレートを１０．０重量％、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−メチルベンゼンを１０．０重量％、光重合開始剤として２，２’−ジメトキシフェニルアセトフェノンを０．６重量％混合した液晶組成物Ｃ−１Ｍを調製した。
【０２９１】
高分子／液晶複合材料の調製
液晶組成物Ｃ−１Ｍ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（セル厚１０μｍ）、得られたセルを６３．０℃の非液晶等方相まで加熱した。この状態で、紫外光（紫外光強度２３ｍＷｃｍ−２（３６５ｎｍ））を１分間照射して、重合反応を行った。
【０２９２】
このようにして得られた高分子／液晶複合材料Ｃ−１Ｐは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。
【０２９３】
なお、図１に示すように、櫛型電極基板の電極は、左側から伸びる電極１と右側から伸びる電極２が交互に配置される。したがって、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、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。
【０２９４】
（使用例２）
使用例１で得られた高分子／液晶複合材料Ｃ−１Ｐが狭持されたセルを、図２に示した光学系にセットし、電気光学特性を測定した。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°となるように前記セルを光学系にセットした。測定温度を透明点（５９．１℃）−４０℃＝１９．１℃として印加電圧と透過率の関係を調べた。４７．６Ｖの矩形波を印加すると、透過率が８０％となり、透過光強度は飽和した。
【産業上の利用可能性】
【０２９５】
本発明の活用法として、たとえば、液晶媒体を用いる表示素子などの光素子が挙げられる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は光素子用の材料として有用な液晶化合物、液晶媒体および光素子に関する。詳しくは、大きな誘電率異方性、屈折率異方性、良好な相溶性を有する液晶媒化合物、広い液晶相温度範囲、大きな誘電率異方性、屈折率異方性を持つ液晶媒体に関する。加えて、この液晶媒体を用いた光素子に関する。詳しくは、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を得ることができる光素子に関する。
【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、ワ−プロ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ＰＣ（phase change）、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盛んに研究されている（特許文献１〜９、非特許文献１〜３）。
【０００３】
さらに光学的に等方性の液晶相の一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ＴＦＴ（thin film transistor）、ＭＩＭ（metal insulator metal）などに分類される。
【０００４】
これらの液晶表示素子は、適切な物性を有する液晶組成物を含有する。液晶表示素子の特性を向上させるには、この液晶組成物が適切な物性を有するのが好ましい。液晶組成物の成分である液晶化合物に必要な一般的物性は、次のとおりである。
（１）化学的に安定であること、および物理的に安定であること、
（２）高い透明点（液晶相−等方相の相転移温度）を有すること、
（３）液晶相（ネマチック相、コレステリック相、スメクチック相、ブルー相などの光学的に等方性の液晶相等）の下限温度が低いこと、
（４）他の液晶化合物との相溶性に優れること、
（５）適切な大きさの誘電率異方性を有すること、
（６）適切な大きさの屈折率異方性を有すること、
である。
特に、光学的に等方性の液晶相においては、誘電率異方性と屈折率異方性が大きな液晶化合物が駆動電圧低減の観点から好ましい。
【０００５】
（１）のように化学的、物理的に安定な液晶化合物を含む液晶組成物を液晶表示素子に用いると、電圧保持率を高くすることができる。
また、（２）および（３）のように、高い透明点、あるいは液晶相の低い下限温度を有する液晶化合物を含む液晶組成物ではネマチック相や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。液晶化合物は、単一の化合物では発揮することが困難な特性を発現させるために、他の多くの液晶化合物と混合して調製した液晶組成物として用いることが一般的である。したがって、液晶表示素子に用いられる液晶化合物は、（４）のように、他の液晶化合物等との相溶性が良好であることが好ましい。近年は特に表示性能、例えばコントラスト、表示容量、応答時間特性等のより高い液晶表示素子が要求されている。さらに使用される液晶材料には駆動電圧の低い液晶組成物が要求されている。また光学的に等方性の液晶相で駆動させる光素子を低電圧で駆動させるためには、誘電率異方性および屈折率異方性が大きい液晶化合物を用いることが好ましい。
【０００６】
本件化合物に類似のクロロベンゼン誘導体が大きな誘電率異方性および大きな屈折率異方性を有することについての報告があるが（特許文献１３）、本件発明のクロロベンゼン部位を有する化合物を想起させる記述は無く、本件化合物の優れた特性を想起させる記述もない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−３２７９６６号公報
【特許文献２】国際公開２００５／９０５２０号パンフレット
【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号パンフレット
【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号パンフレット
【特許文献１２】特開２００６−１２７７０７号公報
【特許文献１３】国際公開１９９８／０２３５６１号パンフレット
【非特許文献】
【０００８】
【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】
【０００９】
本発明の第一の目的は、熱、光などに対する安定性、大きな屈折率異方性および大きな誘電率異方性を有する液晶化合物を提供することである。第二の目的は、熱、光などに対する安定性、広い液晶相温度範囲、大きな屈折率異方性、大きな誘電率異方性を有し、光学的に等方性の液晶相を有する液晶媒体を提供することである。第三の目的は、この液晶媒体を含有し、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、および低い駆動電圧を有する各種光素子を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、以下のような液晶化合物を提供する。さらに以下のような液晶媒体（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。
【００１１】
［１］式（１）で表される化合物。
式（１）において、Ｒ１は水素または炭素数１〜２０のアルキルであり、このアルキル中の任意の−ＣＨ２−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、このアルキル中およびアルキル中の任意の−ＣＨ２−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任意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；Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３、Ｚ４、およびＺ５は独立して、単結合、または−ＣＦ２Ｏ−であるが、すべて単結合であることはなく；Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４およびＬ５は独立して、水素またはフッ素であり；Ｘ１は水素、ハロゲン、−Ｃ≡Ｎ、−Ｎ＝Ｃ＝Ｓ、−Ｃ≡Ｃ−Ｃ≡Ｎ、−ＳＦ５、または炭素数１〜１０のアルキルであり、このアルキルにおいて任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、または−Ｃ≡Ｃ−により置き換えられてもよく、そして任意の水素はハロゲンにより置き換えられてもよく；ｍは０、１または２であり、ｎ、およびｏは独立して、０または１であり、１≦ｍ＋ｎ＋ｏ≦２であり；ｍが２である場合は、Ｌ１およびＺ２はそれぞれ異なっていてもよい。
【００１２】
［２］式（１）において、Ｒ１は炭素数１〜２０のアルキルであり、このアルキル中の任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−ＣＯＯ−、または−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられてもよく；Ｘ１はハロゲン、−Ｃ≡Ｎ、−Ｎ＝Ｃ＝Ｓ、または２個以上の水素原子がフッ素で置き換えられた炭素数１〜１０のアルキルであり、このアルキルにおいて任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、または−Ｃ≡Ｃ−により置き換えられてもよい；である項［１］に記載の液晶化合物。
【００１３】
［３］式（１）において、Ｒ１が炭素数１〜２０のアルキル、炭素数２〜２１のアルケニルまたは炭素数１〜１９のアルコキシであり；Ｘ１がフッ素、塩素、−ＣＦ３、または−ＯＣＦ３である項［１］または［２］に記載の液晶化合物。
【００１４】
［４］式（１）において、Ｒ１が炭素数１〜２０のアルキルであり；Ｘ１がフッ素、塩素または−ＣＦ３である項［１］〜［３］のいずれかに記載の液晶化合物。
【００１５】
［５］ｍ＋ｎ＋ｏ＝１である項［１］〜［４］のいずれか１項に記載の液晶化合物。
【００１６】
［６］ｍ＋ｎ＋ｏ＝２である項［１］〜［４］のいずれか１項に記載の液晶化合物。
【００１７】
［７］式（１−１Ｂ）、（１−１Ｃ）、（１−１Ｅ）、（１−１Ｆ）、および（１−２Ａ）〜（１−２Ｃ）のいずれかで表される、項［１］〜［４］に記載の液晶化合物。
（これらの式において、Ｒ１は式（ＣＨＮ−１）〜（ＣＨＮ−８）で表される構造であり、ここでＲ１ａは水素または炭素数１〜１０のアルキルであり；Ｘ１はフッ素、塩素、−ＣＦ３、−ＯＣＦ３である。）
【００１８】
［８］式（１−１Ｂ）、（１−１Ｅ）、および（１−２Ａ）〜（１−２Ｃ）において、Ｒ１が式（ＣＨＮ−１）〜（ＣＨＮ−６）で表される構造であり、式（ＣＨＮ−１）〜（ＣＨＮ−６）中のＲ１ａは水素または炭素数１〜１０のアルキルであり、Ｘ１がフッ素、塩素、−ＣＦ３、−ＯＣＦ３である、項［７］に記載の液晶化合物。
【００１９】
［９］式（１−１Ｂ）、（１−１Ｅ）、および（１−２Ａ）〜（１−２Ｃ）において、Ｒ１が式（ＣＨＮ−１）〜（ＣＨＮ−６）で表される構造であり、式（ＣＨＮ−１）〜（ＣＨＮ−６）中のＲ１ａは水素または炭素数１〜１０のアルキルであり、Ｘ１がフッ素、塩素、−ＣＦ３、または−ＯＣＦ３であり、Ｌ４およびＬ５が共にフッ素である、項［７］に記載の液晶化合物。
【００２０】
［１０］式（１−１Ｂ−ａ）または（１−２Ａ−ａ）で表される液晶化合物。
（これらの式中、Ｒ１は炭素数１〜２０のアルキル基、または炭素数２〜２０のアルケニル基であり、Ｘ１はフッ素または−ＣＦ３である）
【００２１】
［１１］項［１］〜［１０］のいずれか１項に記載の化合物およびキラル剤を含有し、光学的に等方性の液晶相を発現することを特徴とする液晶組成物。
【００２２】
［１２］式（２）、（３）および（４）のそれぞれで表される化合物の群から選択される少なくとも１つの化合物をさらに含有する、項［１１］に記載の液晶組成物。
これらの式において、Ｒ２は炭素数１〜１０のアルキルまたは炭素数２〜１０のアルケニルであり、アルキルおよびアルケニルにおいて任意の水素はフッ素で置き換えられてもよく、任意の−ＣＨ2−は−Ｏ−で置き換えられてもよく；Ｘ２はフッ素、塩素、−ＯＣＦ3、−ＯＣＨＦ2、−ＣＦ3、−ＣＨＦ2、−ＣＨ2Ｆ、−ＯＣＦ2ＣＨＦ2、または−ＯＣＦ2ＣＨＦＣＦ3であり；環Ｂ１、環Ｂ２、および環Ｂ３は独立して、１，４−シクロヘキシレン、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、ピリミジン−２，５−ジイル、テトラヒドロピラン−２，５−ジイル、１，４−フェニレン、ナフタレン−２，６−ジイル、任意の水素がフッ素で置き換えられた１，４−フェニレン、または任意の水素がフッ素または塩素で置き換えられたナフタレン−２，６−ジイルであり；Ｚ７およびＺ８は独立して、−（ＣＨ2）2−、−（ＣＨ2）4−、−ＣＯＯ−、−ＣＦ2Ｏ−、−ＯＣＦ2−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ２Ｏ−、または単結合であり；Ｌ６およびＬ７は独立して、水素またはフッ素である。
【００２３】
［１３］式（５）で表される化合物の群から選択される少なくとも１つの化合物をさらに含有する、項［１１］に記載の液晶組成物。
これらの式において、Ｒ３は炭素数１〜１０のアルキルまたは炭素数２〜１０のアルケニルであり、アルキルおよびアルケニルにおいて任意の水素はフッ素で置き換えられてもよく、任意の−ＣＨ2−は−Ｏ−で置き換えられてもよく；Ｘ３は−Ｃ≡Ｎまたは−Ｃ≡Ｃ−Ｃ≡Ｎであり；環Ｃ１、環Ｃ２および環Ｃ３は独立して、１，４−シクロヘキシレン、１，４−フェニレン、任意の水素がフッ素で置き換えられた１，４−フェニレン、ナフタレン−２，６−ジイル、任意の水素がフッ素または塩素で置き換えられたナフタレン−２，６−ジイル、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、テトラヒドロピラン−２，５−ジイル、またはピリミジン−２，５−ジイルであり；Ｚ９は−（ＣＨ2）2−、−ＣＯＯ−、−ＣＦ2Ｏ−、−ＯＣＦ2−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ２Ｏ−、または単結合であり；Ｌ８およびＬ９は独立して、水素またはフッ素であり；ｒは１または２であり、ｓは０または１であり、ｒ＋ｓ＝０、１または２である。
【００２４】
［１４］式（６）で表される化合物の群から選択される少なくとも１つの化合物をさらに含有する、項［１１］に記載の液晶組成物。
これらの式において、Ｒ４およびＲ５は独立して、炭素数１〜１０のアルキルまたは炭素数２〜１０のアルケニルであり、このアルキルおよびアルケニルにおいて任意の水素はフッ素で置き換えられてもよく、任意の−ＣＨ2−は−Ｏ−で置き換えられてもよく；環Ｄ１、環Ｄ２、および環Ｄ３は独立して、１，４−シクロヘキシレン、ピリミジン−２，５−ジイル、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；Ｚ１０は、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯＯ−、−（ＣＨ2）2−、−ＣＨ＝ＣＨ−、または単結合である。
【００２５】
［１５］項［１３］に記載の式（５）で表される化合物の群から選択される少なくとも１つの化合物をさらに含有する、項［１２］に記載の液晶組成物。
【００２６】
［１６］式（６）で表される化合物の群から選択される少なくとも１つの化合物をさらに含有する、項［１２］に記載の液晶組成物。
【００２７】
［１７］式（６）で表される化合物の群から選択される少なくとも１つの化合物をさらに含有する、項［１３］に記載の液晶組成物。
【００２８】
［１８］式（７）、（８）、（９）および（１０）のそれぞれで表される化合物の群から選択される少なくとも１つの化合物をさらに含有する、項［１１］に記載の液晶組成物。
これらの式において、Ｒ６は炭素数１〜１０のアルキル、炭素数２〜１０のアルケニルまたは炭素数２〜１０のアルキニルであり、アルキル、アルケニルおよびアルキニルにおいて任意の水素はフッ素で置き換えられてもよく、任意の−ＣＨ2−は−Ｏ−で置き換えられてもよく；Ｘ４はフッ素、塩素、−ＳＦ５、−ＯＣＦ3、−ＯＣＨＦ2、−ＣＦ3、−ＣＨＦ2、−ＣＨ2Ｆ、−ＯＣＦ2ＣＨＦ2、または−ＯＣＦ2ＣＨＦＣＦ3であり；環Ｅ１、環Ｅ２、環Ｅ３および環Ｅ４は独立して、１，４−シクロヘキシレン、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、ピリミジン−２，５−ジイル、テトラヒドロピラン−２，５−ジイル、１，４−フェニレン、ナフタレン−２，６−ジイル、任意の水素がフッ素または塩素で置き換えられた１，４−フェニレン、または任意の水素がフッ素または塩素で置き換えられたナフタレン−２，６−ジイルであり；Ｚ１１、Ｚ１２およびＺ１３は独立して、−（ＣＨ2）2−、−（ＣＨ2）4−、−ＣＯＯ−、−ＣＦ2Ｏ−、−ＯＣＦ2−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ２Ｏ−、または単結合である、ただし、環Ｅ１、環Ｅ２、環Ｅ３および環Ｅ４のいずれかが３−クロロ−５−フルオロ−１，４−フェニレンであるときには、Ｚ１１、Ｚ１２およびＺ１３は−ＣＦ2Ｏ−であることはなく；Ｌ１０およびＬ１１は独立して、水素またはフッ素である。
【００２９】
［１９］式（１１）で表される化合物の群から選択される少なくとも１つの化合物をさらに含有する、項［１１］に記載の液晶組成物。
これらの式において、Ｒ７は炭素数１〜１０のアルキル、炭素数２〜１０のアルケニルまたは炭素数２〜１０のアルキニルであり、アルキル、アルケニルおよびアルキニルにおいて任意の水素はフッ素で置き換えられてもよく、任意の−ＣＨ2−は−Ｏ−で置き換えられてもよく；Ｘ５は−Ｃ≡Ｎ、−Ｎ＝Ｃ＝Ｓ、または−Ｃ≡Ｃ−Ｃ≡Ｎであり；環Ｆ１、環Ｆ２および環Ｆ３は独立して、１，４−シクロヘキシレン、１，４−フェニレン、任意の水素がフッ素または塩素で置き換えられた１，４−フェニレン、ナフタレン−２，６−ジイル、任意の水素がフッ素または塩素で置き換えられたナフタレン−２，６−ジイル、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、テトラヒドロピラン−２，５−ジイル、またはピリミジン−２，５−ジイルであり；Ｚ１４は−（ＣＨ2）2−、−ＣＯＯ−、−ＣＦ2Ｏ−、−ＯＣＦ2−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ２Ｏ−、または単結合であり；Ｌ１２およびＬ１３は独立して、水素またはフッ素であり；ａａは０、１または２であり、ａｂは０または１であり、ａａ＋ａｂは０、１または２である。
【００３０】
［２０］少なくとも１つの酸化防止剤および／または紫外線吸収剤を含む項［１１］〜［１９］のいずれか１項に記載の液晶組成物。
【００３１】
［２１］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、項［１１］〜［２０］のいずれか１項に記載の液晶組成物。
【００３２】
［２２］光学的に等方性の液晶相が二色以上の回折光を示す、項［１１］〜［２０］のいずれか１項に記載の液晶組成物。
【００３３】
［２３］液晶組成物が、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℃である組成物にキラル剤を添加して得られるものである、項［２１］または［２２］に記載の液晶組成物。
【００３４】
［２４］液晶組成物が、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５〜１５０℃である組成物にキラル剤を添加して得られるものである、項［２１］または［２２］に記載の液晶組成物。
【００３５】
［２５］液晶組成物が、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℃である組成物にキラル剤を添加して得られるものである、項［２１］または［２２］に記載の液晶組成物。
【００３６】
［２６］液晶組成物の全重量に対して、キラル剤の割合が１〜４０重量％である、項［１１］〜［２５］のいずれか１項に記載の液晶組成物。
【００３７】
［２７］液晶組成物の全重量に対して、キラル剤の割合が５〜１５重量％である、項［１１］〜［２５］のいずれか１項に記載の液晶組成物。
【００３８】
［２８］７０〜−２０℃のいずれかの温度においてカイ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、項［２６］または［２７］に記載の液晶組成物。
【００３９】
［２９］キラル剤が、式（Ｋ１）〜（Ｋ５）のそれぞれで表される化合物の群から選択される少なくとも１つの化合物を含む、項［２６］〜［２８］のいずれか１項に記載の液晶組成物。
（式（Ｋ１）〜（Ｋ５）中、ＲＫは独立に、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、このアルキル中の任意の−ＣＨ２−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、このアルキル中の任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく；Ａは独立に、芳香族性あるいは非芳香族性の３ないし８員環、または、炭素数９以上の縮合環であり、これらの環の任意の水素がハロゲン、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、環の−ＣＨ２−は−Ｏ−、−Ｓ−または−ＮＨ−で置き換えられてもよく、−ＣＨ＝は−Ｎ＝で置き換えられてもよく；Ｂは独立して、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、芳香族性または非芳香族性の３から８員環、または炭素数９以上の縮合環であり、これらの環の任意の水素がハロゲン、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、−ＣＨ２−は−Ｏ−、−Ｓ−または−ＮＨ−で置き換えられてもよく、−ＣＨ＝は−Ｎ＝で置き換えられてもよく；Ｚは独立に、単結合、炭素数１〜８のアルキレンであるが、任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＳＯ−、−ＯＣＳ−、−Ｎ＝Ｎ−、−ＣＨ＝Ｎ−、−Ｎ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく；
Ｘは単結合、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、または−ＣＨ２ＣＨ２−であり；
ｍＫは１〜４の整数である。）
【００４０】
［３０］キラル剤が、式（Ｋ２−１）〜（Ｋ２−８）、（Ｋ４−１）〜（Ｋ４−６）および（Ｋ５−１）〜（Ｋ５−３）のそれぞれで表される化合物の群から選択される少なくとも１つの化合物を含む、項［２６］〜［２８］のいずれか１項に記載の液晶組成物。
（ＲＫは独立に、炭素数３〜１０のアルキルであり、このアルキル中の環に隣接する−ＣＨ２−は−Ｏ−で置き換えられてもよく、任意の−ＣＨ２−は、−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられてもよい。）
【００４１】
［３１］項［１１］〜［３０］のいずれかに記載の液晶組成物と、重合性モノマーとを含む混合物。
【００４２】
［３２］重合性モノマーが光重合性モノマーまたは熱重合性モノマーである、項［３１］に記載の混合物。
【００４３】
［３３］項［３１］または［３２］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。
【００４４】
［３４］項［３１］または［３２］に記載の混合物を非液晶等方相または光学的に等方性の液晶相で重合させて得られる、項［３３］に記載の高分子／液晶複合材料。
【００４５】
［３５］高分子／液晶複合材料に含まれる高分子がメソゲン部位を有する、項［３３］または［３４］に記載の高分子／液晶複合材料。
【００４６】
［３６］高分子／液晶複合材料に含まれる高分子が架橋構造を有する、項[３３]〜［３５］のいずれかに記載の高分子／液晶複合材料。
【００４７】
［３７］液晶組成物の割合が６０〜９９重量％であり、高分子の割合が１〜４０重量％である、項［３３］〜［３６］のいずれか１項に記載の高分子／液晶複合材料。
【００４８】
［３８］一方または両方の面に電極が配置され、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、項［２６］〜［３０］のいずれか１項に記載の液晶組成物または項［３３］〜［３７］のいずれか１項に記載の高分子／液晶複合材料である光素子。
【００４９】
［３９］一方または両方の面に電極が配置され、少なくとも一方が透明な一組の基板、基板間に配置された液晶媒体、および基板の外側に配置された偏光板を有し、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、項［２６］〜［３０］のいずれか１項に記載の液晶組成物または項［３３］〜［３７］のいずれか１項に記載の高分子／液晶複合材料である光素子。
【００５０】
［４０］一組の基板の少なくとも一方の基板上において、少なくとも２方向に電界を印加できるように電極が構成されている項［３９］に記載の光素子。
【００５１】
［４１］互いに平行に配置された一組の基板の一方または両方に、少なくとも２方向に電界を印加できるように電極が構成されている項［３９］に記載の光素子。
【００５２】
［４２］電極がマトリックス状に配置されて、画素電極を構成し、各画素がアクティブ素子を備え、このアクティブ素子が薄膜トランジスター（ＴＦＴ）である項［３８］〜［４１］のいずれか１項に記載の光素子。
【００５３】
本発明において、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。また、光素子とは、電気光学効果を利用して、光変調や光スイッチングなどの機能を奏する各種の素子を指し、たとえば、表示素子（液晶表示素子）、光通信システム、光情報処理や種々のセンサーシステムに用いられる光変調素子が挙げられる。光学的に等方性の液晶媒体への電圧印加による屈折率の変化を利用した光変調については、カー効果が知られている。カー効果とは電気複屈折値Δｎ（Ｅ）が電場Ｅの二乗に比例する現象であり、カー効果を示す材料ではΔｎ（Ｅ）＝ＫλＥ２が成立する（Ｋ：カー係数（カー定数）、λ：波長））。ここで、電気複屈折値とは、等方性媒体に電界を印加した時に誘起される屈折率異方性値である。
【００５４】
この明細書における用語の使い方は次のとおりである。液晶化合物は、ネマチック相、スメクチック相などの液晶相を有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。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。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。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、例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（１）から式（１９）において、六角形で囲んだＢ、Ｄ、Ｅなどの記号はそれぞれ環Ｂ、環Ｄ、環Ｅ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Ａ１、Ｙ１、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。
【００５５】
「任意の」は、位置だけでなく個数についても任意であることを示すが、個数が０である場合を含まない。任意のＡがＢ、ＣまたはＤで置き換えられてもよいという表現は、任意のＡがＢで置き換えられる場合、任意のＡがＣで置き換えられる場合および任意のＡがＤで置き換えられる場合に加えて、複数のＡがＢ〜Ｄの少なくとも２つで置き換えられる場合をも含むことを意味する。例えば、任意の−ＣＨ２−が−Ｏ−または−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられてもよいアルキルには、アルキル、アルケニル、アルコキシ、アルコキシアルキル、アルコキシアルケニル、アルケニルオキシアルキルなどが含まれる。なお、本発明においては、連続する２つの−ＣＨ２−が−Ｏ−で置き換えられて、−Ｏ−Ｏ−のようになることは好ましくない。そして、アルキルにおける末端の−ＣＨ２−が−Ｏ−で置き換えられることも好ましくない。以下に本発明をさらに説明する。式（１）で表わされる化合物における末端基、環および結合基等に関して好ましい例も述べる。
【発明の効果】
【００５６】
本発明の液晶化合物は、熱、光などに対する安定性、大きな誘電率異方性、大きな屈折率異方性を有し、本発明の液晶組成物は熱、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、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素子において低い駆動電圧を有する。本発明の高分子／液晶複合材料で光学的に等方性の液晶相を有するものは、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素子において低い駆動電圧を有する。
本発明の光学的に等方性の液晶相で駆動される光素子は、使用できる広い温度範囲、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。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】使用例１で用いた櫛型電極基板を示す。
【図２】使用例２で用いた光学系を示す。
【発明を実施するための形態】
【００５８】
１−１ 化合物（１）
本発明の液晶化合物は、前記式（１）で表される化合物である。本発明の第１の態様は、式（１）で表される液晶化合物である。まず、式（１）で表される化合物について説明する。
式（１）において、Ｒ１は水素または炭素数１〜２０のアルキルであり、このアルキル中の任意の−ＣＨ２−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、このアルキル中およびアルキル中の任意の−ＣＨ２−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任意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。
例えば、ＣＨ３（ＣＨ２）３−において任意の−ＣＨ２−を−Ｏ−、−Ｓ−、または−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えた基の例は、ＣＨ３（ＣＨ２）２Ｏ−、ＣＨ３−Ｏ−（ＣＨ２）２−、ＣＨ３−Ｏ−ＣＨ２−Ｏ−、ＣＨ３（ＣＨ２）２Ｓ−、ＣＨ３−Ｓ−（ＣＨ２）２−、ＣＨ３−Ｓ−ＣＨ２−Ｓ−、ＣＨ２＝ＣＨ−（ＣＨ２）３−、ＣＨ３−ＣＨ＝ＣＨ−（ＣＨ２）２−、ＣＨ３−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＨ２Ｏ−、ＣＨ３ＣＨ２Ｃ≡Ｃ−などである。例えば、ＣＨ３（ＣＨ２）３−または、ＣＨ３（ＣＨ２）３−において任意の−ＣＨ２−を−Ｏ−、−Ｃ≡Ｃ−または−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えた基中の任意の水素がハロゲンに置き換えられた基の例として、ＣｌＣＨ２（ＣＨ２）３−、ＣＦ２＝ＣＨ−（ＣＨ２）３−、ＣＨ２Ｆ（ＣＨ２）２Ｏ−、ＣＨ２ＦＣＨ２Ｃ≡Ｃ−が挙げられる。
【００５９】
このようなＲ１において分岐よりも直鎖の方が好ましい。Ｒ１が分岐の基であっても光学活性であるときは好ましい。アルケニルにおける−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＝ＣＨＣＨ３、−ＣＨ＝ＣＨＣ２Ｈ５、−ＣＨ＝ＣＨＣ３Ｈ７、−ＣＨ＝ＣＨＣ４Ｈ９、−Ｃ２Ｈ４ＣＨ＝ＣＨＣＨ３、および−Ｃ２Ｈ４ＣＨ＝ＣＨＣ２Ｈ５のような奇数位に二重結合をもつアルケニルにおいてはトランス配置が好ましい。−ＣＨ２ＣＨ＝ＣＨＣＨ３、−ＣＨ２ＣＨ＝ＣＨＣ２Ｈ５、および−ＣＨ２ＣＨ＝ＣＨＣ３Ｈ７のような偶数位に二重結合をもつアルケニルにおいてはシス配置が好ましい。好ましい立体配置を有するアルケニル化合物は、高い上限温度または液晶相の広い温度範囲を有する。Mol. Cryst. Liq. Cryst., 1985, 131, 109およびMol. Cryst. Liq. Cryst., 1985, 131, 327に詳細な説明がある。
【００６０】
アルキルとしては、直鎖でも分岐でもよく、アルキルの具体的な例は、−ＣＨ３、−Ｃ２Ｈ５、−Ｃ３Ｈ７、−Ｃ４Ｈ９、−Ｃ５Ｈ１１、−Ｃ６Ｈ１３、−Ｃ７Ｈ１５、−Ｃ８Ｈ１７、−Ｃ９Ｈ１９、−Ｃ１０Ｈ２１、−Ｃ１１Ｈ２３、−Ｃ１２Ｈ２５、−Ｃ１３Ｈ２７、−Ｃ１４Ｈ２９、および−Ｃ１５Ｈ３１である。
【００６１】
アルコキシとしては、直鎖でも分岐でもよく、アルコキシの具体的な例は、−ＯＣＨ３、−ＯＣ２Ｈ５、−ＯＣ３Ｈ７、−ＯＣ４Ｈ９、−ＯＣ５Ｈ１１、−ＯＣ６Ｈ１３および−ＯＣ７Ｈ１５、−ＯＣ８Ｈ１７、−ＯＣ９Ｈ１９、−ＯＣ１０Ｈ２１、−ＯＣ１１Ｈ２３、−ＯＣ１２Ｈ２５、−ＯＣ１３Ｈ２７、および−ＯＣ１４Ｈ２９である。
【００６２】
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、−ＣＨ２ＯＣＨ３、−ＣＨ２ＯＣ２Ｈ５、−ＣＨ２ＯＣ３Ｈ７、−（ＣＨ２）２−ＯＣＨ３、−（ＣＨ２）２−ＯＣ２Ｈ５、−（ＣＨ２）２−ＯＣ３Ｈ７、−（ＣＨ２）３−ＯＣＨ３、−（ＣＨ２）４−ＯＣＨ３、および−（ＣＨ２）５−ＯＣＨ３である。
【００６３】
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＝ＣＨ２、−ＣＨ＝ＣＨＣＨ３、−ＣＨ２ＣＨ＝ＣＨ２、−ＣＨ＝ＣＨＣ２Ｈ５、−ＣＨ２ＣＨ＝ＣＨＣＨ３、−（ＣＨ２）２−ＣＨ＝ＣＨ２、−ＣＨ＝ＣＨＣ３Ｈ７、−ＣＨ２ＣＨ＝ＣＨＣ２Ｈ５、−（ＣＨ２）２−ＣＨ＝ＣＨＣＨ３、および−（ＣＨ２）３−ＣＨ＝ＣＨ２である。
【００６４】
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、−ＯＣＨ２ＣＨ＝ＣＨ２、−ＯＣＨ２ＣＨ＝ＣＨＣＨ３、および−ＯＣＨ２ＣＨ＝ＣＨＣ２Ｈ５である。
【００６５】
アルキニルとしては、直鎖でも分岐でもよく、アルキニルの具体的例は、−Ｃ≡ＣＨ、−Ｃ≡ＣＣＨ３、−ＣＨ２Ｃ≡ＣＨ、−Ｃ≡ＣＣ２Ｈ５、−ＣＨ２Ｃ≡ＣＣＨ３、−（ＣＨ２）２−Ｃ≡ＣＨ、−Ｃ≡ＣＣ３Ｈ７、−ＣＨ２Ｃ≡ＣＣ２Ｈ５、−（ＣＨ２）２−Ｃ≡ＣＣＨ３、および−Ｃ≡Ｃ（ＣＨ２）５である。
【００６６】
Ｒ１は式（ＣＨＮ−１）〜（ＣＨＮ−１７）で表される構造が好ましい。ここでＲ１ａは水素または炭素数１〜１０のアルキルである。より好ましいＲ１は式（ＣＨＮ−１）〜（ＣＨＮ−８）で表される構造である。さらに好ましくは式（ＣＨＮ−１）〜（ＣＨＮ−６）であり、特に好ましくは（ＣＨＮ−１）である。
【００６７】
式（１）においてＺ１、Ｚ２、Ｚ３、Ｚ４、およびＺ５は独立して、単結合、または−ＣＦ２Ｏ−であるが、すべて単結合であることはない。
【００６８】
式（１）においてＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４およびＬ５は独立して、水素またはフッ素である。
【００６９】
式（１）においてＸ１は水素、ハロゲン、−Ｃ≡Ｎ、−Ｎ＝Ｃ＝Ｓ、−Ｃ≡Ｃ−Ｃ≡Ｎ、−ＳＦ５、または炭素数１〜１０のアルキルであり、このアルキルにおいて任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、または−Ｃ≡Ｃ−により置き換えられてもよく、そして任意の水素はハロゲンにより置き換えられてもよい。
【００７０】
任意の水素がハロゲンにより置き換えられたアルキルの具体的な例は、−ＣＨ２Ｆ、−ＣＨＦ２、−ＣＦ３、−（ＣＨ２）２−Ｆ、−ＣＦ２ＣＨ２Ｆ、−ＣＦ２ＣＨＦ２、−ＣＨ２ＣＦ３、−ＣＦ２ＣＦ３、−（ＣＨ２）３−Ｆ、−（ＣＦ２）３−Ｆ、−ＣＦ２ＣＨＦＣＦ３、−ＣＨＦＣＦ２ＣＦ３、−（ＣＨ２）４−Ｆ、−（ＣＦ２）４−Ｆ、−（ＣＨ２）５−Ｆ、および−（ＣＦ２）５−Ｆである。
【００７１】
任意の水素がハロゲンにより置き換えられたアルコキシの具体的な例は、−ＯＣＨ２Ｆ、−ＯＣＨＦ２、−ＯＣＦ３、−Ｏ−（ＣＨ２）２−Ｆ、−ＯＣＦ２ＣＨ２Ｆ、−ＯＣＦ２ＣＨＦ２、−ＯＣＨ２ＣＦ３、−Ｏ−（ＣＨ２）３−Ｆ、−Ｏ−（ＣＦ２）３−Ｆ、−ＯＣＦ２ＣＨＦＣＦ３、−ＯＣＨＦＣＦ２ＣＦ３、−Ｏ（ＣＨ２）４−Ｆ、−Ｏ−（ＣＦ２）４−Ｆ、−Ｏ−（ＣＨ２）５−Ｆ、および−Ｏ−（ＣＦ２）５−Ｆである。
【００７２】
任意の水素がハロゲンにより置き換えられたアルケニルの具体的な例は、−ＣＨ＝ＣＨＦ、−ＣＨ＝ＣＦ２、−ＣＦ＝ＣＨＦ、−ＣＨ＝ＣＨＣＨ２Ｆ、−ＣＨ＝ＣＨＣＦ３、−（ＣＨ２）２−ＣＨ＝ＣＦ２、−ＣＨ２ＣＨ＝ＣＨＣＦ３、および−ＣＨ＝ＣＨＣＦ２ＣＦ３である。
【００７３】
Ｘ１の具体的な例は、水素、フッ素、塩素、−Ｃ≡Ｎ、−Ｎ＝Ｃ＝Ｓ、−ＳＦ５、−ＣＨ３、−Ｃ２Ｈ５、−Ｃ３Ｈ７、−Ｃ４Ｈ９、−Ｃ５Ｈ１１、−Ｃ６Ｈ１３、−Ｃ７Ｈ１５、−Ｃ８Ｈ１７、−Ｃ９Ｈ１９、−Ｃ１０Ｈ２１、−ＣＨ２Ｆ、−ＣＨＦ２、−ＣＦ３、−（ＣＨ２）２−Ｆ、−ＣＦ２ＣＨ２Ｆ、−ＣＦ２ＣＨＦ２、−ＣＨ２ＣＦ３、−ＣＦ２ＣＦ３、−（ＣＨ２）３−Ｆ、−（ＣＦ２）３−Ｆ、−ＣＦ２ＣＨＦＣＦ３、−ＣＨＦＣＦ２ＣＦ３、−（ＣＨ２）４−Ｆ、−（ＣＦ２）４−Ｆ、−（ＣＨ２）５−Ｆ、−（ＣＦ２）５−Ｆ、−ＯＣＨ３、−ＯＣ２Ｈ５、−ＯＣ３Ｈ７、−ＯＣ４Ｈ９、−ＯＣ５Ｈ１１、−ＯＣＨ２Ｆ、−ＯＣＨＦ２、−ＯＣＦ３、−Ｏ−（ＣＨ２）２−Ｆ、−ＯＣＦ２ＣＨ２Ｆ、−ＯＣＦ２ＣＨＦ２、−ＯＣＨ２ＣＦ３、−Ｏ−（ＣＨ２）３−Ｆ、−Ｏ−（ＣＦ２）３−Ｆ、−ＯＣＦ２ＣＨＦＣＦ３、−ＯＣＨＦＣＦ２ＣＦ３、−Ｏ（ＣＨ２）４−Ｆ、−Ｏ−（ＣＦ２）４−Ｆ、−Ｏ−（ＣＨ２）５−Ｆ、−Ｏ−（ＣＦ２）５−Ｆ、−ＣＨ＝ＣＨ２、−ＣＨ＝ＣＨＣＨ３、−ＣＨ２ＣＨ＝ＣＨ２、−ＣＨ＝ＣＨＣ２Ｈ５、−ＣＨ２ＣＨ＝ＣＨＣＨ３、−（ＣＨ２）２−ＣＨ＝ＣＨ２、−ＣＨ＝ＣＨＣ３Ｈ７、−ＣＨ２ＣＨ＝ＣＨＣ２Ｈ５、−（ＣＨ２）２−ＣＨ＝ＣＨＣＨ３、−（ＣＨ２）３−ＣＨ＝ＣＨ２、−ＣＨ＝ＣＨＦ、−ＣＨ＝ＣＦ２、−ＣＦ＝ＣＨＦ、−ＣＨ＝ＣＨＣＨ２Ｆ、−ＣＨ＝ＣＨＣＦ３、−（ＣＨ２）２−ＣＨ＝ＣＦ２、−ＣＨ２ＣＨ＝ＣＨＣＦ３、および−ＣＨ＝ＣＨＣＦ２ＣＦ３である。
【００７４】
好ましいＸ１の例は、フッ素、塩素、−Ｃ≡Ｎ、−ＣＦ３、−ＣＨＦ２、−ＣＨ２Ｆ、−ＯＣＦ３、−ＯＣＨＦ２および−ＯＣＨ２Ｆである。最も好ましいＸ１の例は、フッ素、塩素、および−ＣＦ３である。
【００７５】
式（１）においてｍは０、１または２であり、ｎ、およびｏは独立して、０または１であり、１≦ｍ＋ｎ＋ｏ≦２である。
【００７６】
１−２ 化合物（１）の性質
本発明に用いられる化合物（１）をさらに詳細に説明する。化合物（１）はクロロベンゼン環を有する液晶化合物である。この化合物は、素子が通常使用される条件下において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。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。したがって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。さらにこの化合物は誘電率異方性と屈折率異方性が大きい為、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。
【００７７】
化合物（１）のｍ、ｎ、およびｏの組み合わせと、左末端基Ｒ１、Ｌ１〜Ｌ３、一番右側のベンゼン環上の基およびその置換位置（Ｌ４、Ｌ５およびＸ１）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。ｍ、ｎ、およびｏの組み合わせ、左末端基Ｒ１、右末端基Ｘ１、結合基Ｚ１〜Ｚ５、Ｌ１〜Ｌ５の種類が、化合物（１）の物性に与える効果を以下に説明する。
【００７８】
一般にｍ＋ｎ＋ｏが２の化合物は透明点が高く、ｍ＋ｎ＋ｏが１の化合物は融点が低い。
【００７９】
Ｒ１が直鎖であるときは液晶相の温度範囲が広くそして粘度が小さい。Ｒ１が分岐であるときは他の液晶化合物との相溶性がよい。Ｒ１が光学活性基である化合物は、キラルドーパントとして有用である。Ｒ１が光学活性基でない化合物は組成物の成分として有用である。Ｒ１がアルケニルであるとき、好ましい立体配置は二重結合の位置に依存する。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。
【００８０】
結合基Ｚ１〜Ｚ５は単結合または−ＣＦ２Ｏ−であるため、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。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−ＣＦ２Ｏ−であるときは、誘電率異方性が大きい。
【００８１】
右末端基Ｘ１がフッ素、塩素、−Ｃ≡Ｎ、−Ｎ＝Ｃ＝Ｓ、−ＳＦ５、−ＣＦ３、−ＣＨＦ２、−ＣＨ２Ｆ、−ＯＣＦ３、−ＯＣＨＦ２または−ＯＣＨ２Ｆであるときは誘電率異方性が大きい。Ｘ１が−Ｃ≡Ｎ、−Ｎ＝Ｃ＝Ｓまたはアルケニルであるときは屈折率異方性が大きい。Ｘ１がフッ素、−ＯＣＦ３、またはアルキルであるときは、化学的に安定である。
【００８２】
Ｌ４およびＬ５が共にフッ素であり、Ｘ１がフッ素、塩素、−Ｃ≡Ｎ、−Ｎ＝Ｃ＝Ｓ、−ＳＦ５、−ＣＦ３、−ＣＨＦ２、−ＣＨ２Ｆ、−ＯＣＦ３、−ＯＣＨＦ２または−ＯＣＨ２Ｆであるときは、誘電率異方性が大きい。Ｌ４がフッ素でありＸ１が−ＣＦ３、−ＯＣＦ３であるとき、Ｌ４およびＬ５が共にフッ素でありＸ１が−ＣＦ３、−ＯＣＦ３であるとき、またはＬ１、Ｌ２およびＸ１が全てフッ素であるときは誘電率異方性値が大きく、液晶相の温度範囲が広いうえ、化学的に安定であり劣化を起こしにくい。
Ｌ１〜Ｌ３のフッ素の数は好ましくは多いほど誘電率異方性が大きい。
【００８３】
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。
【００８４】
１−３ 化合物（１）の具体例
化合物（１）の好ましい例は、式（１−１Ａ）〜（１−１Ｉ）、（１−２Ａ）〜（１−２Ｄ）である。さらに好ましくは、式（１−１Ｂ）、（１−１Ｃ）、（１−１Ｅ）、（１−１Ｆ）、（１−２Ａ）〜（１−２Ｃ）を挙げることができる。
【００８５】
【００８６】
（これらの式において、Ｒ１は前記式（ＣＨＮ−１）〜（ＣＨＮ−４）および（ＣＨＮ−６）〜（ＣＨＮ−８）から選択される一つの鎖であり；Ｘ１はフッ素、塩素、−Ｃ≡Ｎ、−ＣＦ３、−ＣＨＦ２、−ＣＨ２Ｆ、−ＯＣＦ３、−ＯＣＨＦ２、または−Ｃ＝Ｃ−ＣＦ３である。）
【００８７】
さらに具体的化合物として、下記式（１−１Ｂ−１）〜（１−１Ｂ−６）、（１−１Ｃ−１）〜（１−１Ｃ−６）、（１−１Ｅ−１）〜（１−１Ｅ−６）、（１−１Ｆ−１）〜（１−１Ｆ−６）、（１−１Ｈ−１）〜（１−１Ｈ−４）、（１−１Ｉ−１）〜（１−１Ｉ−４）、（１−２Ａ−１）〜（１−２Ａ−６）、（１−２Ｂ−１）〜（１−２Ｂ−６）、（１−２Ｃ−１）〜（１−２Ｃ−６）で示した化合物、実施例１〜４に記載した式（Ｓ１−９）、（Ｓ２−２）、（Ｓ３−４）、及び（Ｓ１０−１）で示した化合物を挙げることができる。
【００８８】
【００８９】
【００９０】
【００９１】
【００９２】
１−４ 化合物（１）の合成
次に、化合物（１）の合成について説明する。化合物（１）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。
【００９３】
１−４−１ クロロベンゼン環
１−ブロモ−３−クロロ−５−フルオロベンゼン、３−クロロ−５−フルオロフェノールなどクロロベンゼン類は試薬として購入することが可能である。
【００９４】
１−４−２ 結合基Ｚ１〜Ｚ５を生成する方法
化合物（１）における結合基Ｚ１〜Ｚ５を生成する方法の一例は、下記のスキームの通りである。このスキームにおいて、ＭＳＧ１またはＭＳＧ２は少なくとも一つの環を有する１価の有機基である。スキームで用いた複数のＭＳＧ１（またはＭＳＧ２）は、同一であってもよいし、または異なってもよい。化合物（１Ａ）〜（１Ｊ）は、化合物（１）に相当する。
【００９５】
【００９６】
次に、化合物（１）における結合基Ｚ１〜Ｚ６について、各種の結合の生成方法について、以下の（Ｉ）〜（II）項で説明する。
【００９７】
（Ｉ）単結合の生成
アリールホウ酸（２０）と公知の方法で合成される化合物（２１）とを、炭酸塩水溶液とテトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウムのような触媒の存在下で反応させて化合物（１Ａ）を合成する。この化合物（１Ａ）は、公知の方法で合成される化合物（２２）にｎ−ブチルリチウムを、次いで塩化亜鉛を反応させ、ジクロロビス（トリフェニルホスフィン）パラジウムのような触媒の存在下で化合物（２１）を反応させることによっても合成される。
【００９８】
（II）−ＣＦ２Ｏ−の生成
化合物（２２）にｎ−ブチルリチウムを、続いて二酸化炭素を反応させてカルボン酸（２３）を得る。化合物（２３）と、公知の方法で合成されるフェノール（２５）とをＤＣＣ（１，３−ジシクロヘキシルカルボジイミド）とＤＭＡＰ（４−ジメチルアミノピリジン）の存在下で脱水させて−ＣＯＯ−を有する化合物（２４）を合成する。この方法によって−ＯＣＯ−を有する化合物も合成する。化合物（２４）をローソン試薬のような硫黄化剤で処理して化合物（２６）を得る。化合物（２６）をフッ化水素ピリジン錯体とＮＢＳ（Ｎ−ブロモスクシンイミド）でフッ素化し、−ＣＦ２Ｏ−を有する化合物（１Ｂ）を合成する。M. Kuroboshi et al., Chem. Lett., 1992，827.を参照。化合物（１Ｂ）は化合物（２６）を（ジエチルアミノ）サルファートリフルオリド（ＤＡＳＴ）でフッ素化しても合成される。W. H. Bunnelle et al., J. Org. Chem. 1990, 55, 768.を参照。この方法によって−ＯＣＦ２−を有する化合物も合成する。Peer. Kirsch et al., Angew. Chem. Int. Ed. 2001, 40, 1480.に記載の方法によってこれらの結合基を生成させることも可能である。
【００９９】
１−４−４ 化合物（１）を合成する方法
式（１）で表される化合物を合成する方法は複数あり、市販の試薬から適宜、本明細書実施例や文献、書籍を参考にして合成することが可能である。
【０１００】
２ 化合物（２）〜（１１）
本発明の第２の態様は、前記式（１）で表される化合物である成分Ａに以下に示す成分Ｂ、Ｃ、ＤおよびＥから選ばれた成分を加えることにより得られる液晶組成物であり、成分Ａのみの組成物に比べて、駆動電圧、液晶相温度範囲、屈折率異方性値、誘電率異方性値および粘度等を自由に調整することができる。
【０１０１】
成分Ａに加える成分として、前記式（２）、（３）および（４）からなる群から選ばれた少なくとも１種の化合物からなる成分Ｂ、または前記式（５）からなる群から選ばれた少なくとも１種の化合物からなる成分Ｃ、または前記式（６）からなる群から選ばれた少なくとも１種の化合物からなる成分Ｄ、または前記式（７）〜（１０）からなる群から選ばれた少なくとも１種の化合物からなる成分Ｅ、または前記式（１１）からなる群から選ばれた少なくとも１種の化合物からなる成分Ｆを混合したものが好ましい。
【０１０２】
また、本発明に使用される液晶組成物の各成分においては、各元素の同位体元素からなる類縁体でもその物理特性に大きな差異がないので、使用出来る。
【０１０３】
上記成分Ｂのうち、式（２）で表される化合物の好適例として式（２−１）〜（２−１６）、式（３）で表される化合物の好適例として式（３−１）〜（３−１１２）、式（４）で表される化合物の好適例として式（４−１）〜（４−５２）をそれぞれ挙げることができる。
【０１０４】
【０１０５】
【０１０６】
【０１０７】
【０１０８】
【０１０９】
【０１１０】
【０１１１】
（式中、Ｒ２、Ｘ２は前記と同じ意味を表す）
【０１１２】
これらの式（２）〜（４）で表される化合物すなわち成分Ｂは、誘電率異方性値が正であり、熱安定性や化学的安定性が非常に優れているので、ＴＦＴ用の液晶組成物を調製する場合に用いられる。本発明の液晶組成物における成分Ｂの含有量は、液晶組成物の全重量に対して１〜９９重量％の範囲が適するが、好ましくは１０〜９７重量％、より好ましくは４０〜９５重量％である。
前記、式（５）で表される化合物すなわち成分Ｃのうちの好適例として、式（５−１）〜（５−６２）を挙げることができる。
【０１１３】
【０１１４】
【０１１５】
（これらの式において、Ｒ３およびＸ３は前記と同じ意味である）
【０１１６】
これらの式（５）で表される化合物すなわち成分Ｃは、誘電率異方性値が正でその値が非常に大きい。この成分Ｃを含有させることにより、組成物駆動電圧を小さくすることができる。また、粘度の調整、屈折率異方性値の調整および液晶相温度範囲を広げることができる。
【０１１７】
成分Ｃの含有量は、組成物全量に対して好ましくは０．１〜９９．９重量％の範囲、より好ましくは１０〜９７重量％の範囲、さらに好ましくは４０〜９５重量％の範囲である。また、後述の成分を混合することによりしきい値電圧、液晶相温度範囲、屈折率異方性値、誘電率異方性値および粘度などを調整できる。
【０１１８】
式（６）で表わされる化合物（成分Ｄ）の好適例として、それぞれ式（６−１）〜（６−６）を挙げることができる。
【０１１９】
（式中、Ｒ４およびＲ５は前記と同じ意味を表す）
【０１２０】
式（６）で表される化合物（成分Ｄ）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。式（６）で表され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の調整の効果がある。
【０１２１】
成分Ｄ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、液晶組成物の駆動電圧の要求値を満たす限り、含有量は多いほうが望ましい。ＴＦＴ用の液晶組成物を調製する場合に、成分Ｄの含有量は、組成物全量に対して好ましくは６０重量％以下、より好ましくは４０重量％以下である。
本発明の液晶組成物は、本発明の式（１）で表される化合物の少なくとも１種類を０．１〜９９重量％の割合で含有することが、優良な特性を発現せしめるために好ましい。
【０１２２】
本発明の液晶組成物の調製は、公知の方法、例えば必要な成分を高温度下で溶解させる方法などにより一般に調製される。
【０１２３】
３ 化合物（７）〜（１１）
本発明の第３の態様は、成分Ａに以下に示す成分ＥおよびＦから選ばれた成分を加えることにより得られる液晶組成物である。
【０１２４】
成分Ａに加える成分として、前記式（７）、（８）、（９）および（１０）からなる群から選ばれた少なくとも１種の化合物からなる成分Ｅ、または前記式（１１）からなる群から選ばれた少なくとも１種の化合物からなる成分Ｆを混合したものが好ましい。
【０１２５】
また、本発明に使用される液晶組成物の各成分は、各元素の同位体元素からなる類縁体でもその物理特性に大きな差異がない。
【０１２６】
上記成分Ｆのうち、式（７）で表される化合物の好適例として式（７−１）〜（７−８）、式（８）で表される化合物の好適例として式（８−１）〜（８−２６）、式（９）で表される化合物の好適例として式（９−１）〜（９−２２）、式（１０）で表される化合物の好適例として式（１０−１）〜（１０−５）をそれぞれ挙げることができる。
【０１２７】
【０１２８】
【０１２９】
（式中、Ｒ６、Ｘ4は前記と同じ意味を表し、（Ｆ）は水素またはフッ素を表し、（Ｆ，Ｃｌ）は水素またはフッ素または塩素を表す。）
【０１３０】
これらの式（７）〜（１０）で表される化合物すなわち成分Ｅは、誘電率異方性値が正でありかつ非常に大きく、熱安定性や化学的安定性が非常に優れているので、ＴＦＴ駆動などのアクティブ駆動用の液晶組成物を調製する場合に好適である。本発明の液晶組成物における成分Ｆの含有量は、液晶組成物の全重量に対して１〜９９重量％の範囲が適するが、好ましくは１０〜９７重量％、より好ましくは４０〜９５重量％である。また式（６）で表される化合物(成分Ｄ)をさらに含有させることにより透明点および粘度調整をすることができる。
【０１３１】
前記、式（１１）で表される化合物すなわち成分Ｆのうちの好適例として、式（１１−１）〜（１１−３７）を挙げることができる。
【０１３２】
（これらの式において、Ｒ７、Ｘ５、（Ｆ）および（Ｆ，Ｃｌ）は前記と同じ意味である）
【０１３３】
これらの式（１１）で表される化合物すなわち成分Ｆは、誘電率異方性値が正でその値が非常に大きいので光学的に等方性の液晶相で駆動される素子、ＰＤＬＣＤ、ＰＮＬＣＤ、ＰＳＣＬＣＤなどの素子を低駆動電圧化する場合に主として用いられる。この成分Ｇを含有させることにより、組成物の駆動電圧を小さくすることができる。また、粘度の調整、屈折率異方性値の調整および液晶相温度範囲を広げることができる。さらに急峻性の改良にも利用できる。
【０１３４】
成分Ｆの含有量は、組成物全量に対して好ましくは０．１〜９９．９重量％の範囲、より好ましくは１０〜９７重量％の範囲、さらに好ましくは４０〜９５重量％の範囲である。
【０１３５】
４ 光学的に等方性の液晶相を有する組成物
４．１ 光学的に等方性の液晶相を有する組成物の組成
本発明の第４の態様は、式（１）で表される化合物およびキラル剤を含む組成物であり、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のできる液晶組成物である。液晶組成物は、光学的等方性の液晶相を発現する組成物である。
式（１）で表される化合物は、透明点が低く、大きな誘電率異方性と大きな屈折率異方性を有するため、その含有量は、キラル剤が添加されていないアキラルな液晶組成物の全重量に対して、５〜１００重量％でもよく、好ましくは５〜８０重量％、より好ましくは１０〜７０重量％である。
液晶組成物の全重量に対して、キラル剤を１〜４０重量％含むことが好ましく、３〜２５重量％含むことがさらに好ましく、５〜１５重量％含むことが最も好ましい。これらの範囲でキラル剤を含有する液晶組成物は、光学的に等方性の液晶相を有するようになりやすく、好ましい。
液晶組成物に含有されるキラル剤は１種でも２種以上でもよい。
【０１３６】
４．２ キラル剤
光学的に等方性の液晶組成物が含有す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、下記式（Ｋ１）〜（Ｋ５）で表される化合物が好ましい。
【０１３７】
式（Ｋ１）〜（Ｋ５）中、ＲＫは独立に、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、このアルキル中の任意の−ＣＨ２−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、このアルキル中の任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく；Ａは独立に、芳香族性あるいは非芳香族性の３ないし８員環、または、炭素数９以上の縮合環であり、これらの環の任意の水素がハロゲン、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、−ＣＨ２−は−Ｏ−、−Ｓ−または−ＮＨ−で置き換えられてもよく、−ＣＨ＝は−Ｎ＝で置き換えられてもよく；Ｂは独立して、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、芳香族性または非芳香族性の３から８員環、または炭素数９以上の縮合環であり、これらの環の任意の水素がハロゲン、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、−ＣＨ２−は−Ｏ−、−Ｓ−または−ＮＨ−で置き換えられてもよく、−ＣＨ＝は−Ｎ＝で置き換えられてもよく；Ｚは独立に、単結合、炭素数１〜８のアルキレンであるが、任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＳＯ−、−ＯＣＳ−、−Ｎ＝Ｎ−、−ＣＨ＝Ｎ−、−Ｎ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく；Ｘは単結合、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、または−ＣＨ２ＣＨ２−であり；ｍＫは１〜４である。
【０１３８】
これらの中でも、液晶組成物に添加されるキラル剤としては、式（Ｋ２）に含まれる式（Ｋ２−１）〜式（Ｋ２−８）、式（Ｋ４）に含まれる式（Ｋ４−１）〜式（Ｋ４−６）および、式（Ｋ５）に含まれる式（Ｋ５−１）〜式（Ｋ５−３）が好ましい。
【０１３９】
（式中、ＲＫは独立に、炭素数３〜１０のアルキルであり、このアルキル中の環に隣接する−ＣＨ２−は−Ｏ−で置き換えられてもよく、任意の−ＣＨ２−は、−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられてもよい。）。
【０１４０】
４．３ 光学的に等方性の液晶相
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、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。
【０１４１】
ここで、「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。そして、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、たとえば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。
【０１４２】
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。
【０１４３】
一般的に、ブルー相は３種類に分類され（ブルー相Ｉ、ブルー相ＩＩ、ブルー相ＩＩＩ）、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。
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。
【０１４４】
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材料では、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。
【０１４５】
本発明の光学的に等方性の液晶組成物は、ネマチック相を有する組成物にキラル剤を添加して得ることが出来る。この際に、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、ネマチック相を有する組成物は、式（１）で表される化合物および必要に応じてその他の成分を含む。また、本発明の光学的に等方性の液晶組成物は、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出来る。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、式（１）で表される化合物、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。この際に、光学活性化合物は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添加される。ここで、添加される光学活性化合物は、前述のねじり力が大きい化合物である式（Ｋ１）〜（Ｋ５）、式（Ｋ２−１）〜（Ｋ２−８）、式（Ｋ４−１）〜（Ｋ４−６）または式（Ｋ５−１）〜（Ｋ５−３）で表される化合物が使用出来る。また、添加される光学活性化合物は、ねじり力がそれほど大きくない化合物であってもよい。そのような光学活性化合物としては、ネマチック相で駆動される素子（ＴＮ方式、ＳＴＮ方式など）用の液晶組成物に添加される化合物を挙げることができる。
【０１４６】
ねじり力がそれほど大きくない光学活性化合物の例として、以下の光学活性化合物（Ｏｐ−１）〜（Ｏｐ−１３）を挙げることができる。
【０１４７】
なお本発明の光学的に等方性の液晶組成物の温度範囲は、ネマチック相またはキラルネマチック相と非液晶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。例えば、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非液晶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。
【０１４８】
ネマチック相またはキラルネマチック相と非液晶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。
【０１４９】
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。
【０１５０】
４．４ その他の成分
本発明の光学的に等方性の液晶組成物は、その組成物の特性に影響を与えない範囲で、さらに高分子物質等の他の化合物が添加されてもよい。本発明の液晶組成物は、高分子物質の他にも、たとえば二色性色素、フォトクロミック化合物を含有していてもよい。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。
【０１５１】
５．光学的に等方性の高分子／液晶複合材料
本発明の第５の態様は、式（１）で表される化合物およびキラル剤を含む液晶組成物と高分子の複合材料であり、光学的に等方性を示すものである。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のできる光学的に等方性の高分子／液晶複合材料である。モノマーと液晶の混合物をブルー相において重合することにより得られる非特許文献１の高分子安定化ブルー相や、モノマーと液晶の混合物を等方相において重合することにより得られる非特許文献２の擬等方性液晶は、光学的に等方性の高分子／液晶複合材料に包含される。このような高分子／液晶複合材料は例えば、項［１］〜［３０］に記載の液晶組成物（液晶組成物ＣＬＣ）と高分子で構成される。
本発明の、「高分子／液晶複合材料」とは、液晶材料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材料に溶解していない状態で高分子が液晶材料と相分離している状態でもよい。なお、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。
【０１５２】
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。
【０１５３】
５．２ 高分子
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。
【０１５４】
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。
【０１５５】
本発明の複合材料を構成する高分子の原料としては、例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。
【０１５６】
５．２．１ メソゲン部位を有する単官能性・二官能性モノマー
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、例えば下記の式（Ｍ１）または式（Ｍ２）で表される化合物を挙げることができる。
【０１５７】
Ｒａ−Ｙ−（ＡＭ−ＺＭ）ｍ１−ＡＭ−Ｙ−Ｒｂ（Ｍ１）
Ｒｂ−Ｙ−（ＡＭ−ＺＭ）ｍ１−ＡＭ−Ｙ−Ｒｂ （Ｍ２）
【０１５８】
式（Ｍ１）中、Ｒａ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、これらのアルキルにおいて任意の−ＣＨ2−は−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、これらのアルキルにおいて任意の水素はハロゲンまたは−Ｃ≡Ｎで置き換えられてもよい。Ｒｂは、それぞれ独立して、式（Ｍ３−１）〜式（Ｍ３−７）の重合性基である。
【０１５９】
好ましいＲａは、水素、ハロゲン、−Ｃ≡Ｎ、−ＣＦ３、−ＣＦ２Ｈ、−ＣＦＨ２、−ＯＣＦ３、−ＯＣＦ２Ｈ、炭素数１〜２０のアルキル、炭素数１〜１９のアルコキシ、炭素数２〜２１のアルケニル、および炭素数２〜２１のアルキニルである。特に好ましいＲａは、−Ｃ≡Ｎ、炭素数１〜２０のアルキルおよび炭素数１〜１９のアルコキシである。
【０１６０】
式（Ｍ２）中、Ｒｂは、それぞれ独立して、式（Ｍ３−１）〜（Ｍ３−７）の重合性基である。
【０１６１】
ここで、式（Ｍ３−１）〜（Ｍ３−７）におけるＲｄは、それぞれ独立して水素、ハロゲンまたは炭素数１〜５のアルキルであり、これらのアルキルにおいて任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよい。好ましいＲｄは、水素、ハロゲンおよびメチルである。特に好ましいＲｄは、水素、フッ素およびメチルである。
また、式（Ｍ３−２）、式（Ｍ３−３）、式（Ｍ３−４）、式（Ｍ３−７）はラジカル重合で重合するのが好適である。式（Ｍ３−１）、式（Ｍ３−５）、式（Ｍ３−６）はカチオン重合で重合するのが好適である。いずれもリビング重合なので、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。活性種の発生には例えば光または熱を使用できる。
【０１６２】
式（Ｍ１）および（Ｍ２）中、ＡＭは、それぞれ独立して芳香族性または非芳香族性の５員環、６員環または炭素数９以上の縮合環であるが、環中の−ＣＨ２−は−Ｏ−、−Ｓ−、−ＮＨ−、または−ＮＣＨ３−で、環中の−ＣＨ＝は−Ｎ＝で置き換わってもよく、環上の水素原子はハロゲン、および炭素数１〜５のアルキル、またはハロゲン化アルキルで置き換わってもよい。好ましいＡＭの具体例は、１，４−シクロヘキシレン、１，４−シクロヘキセニレン、１，４−フェニレン、ナフタレン−２，６−ジイル、テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル、フルオレン−２，７−ジイル、またはビシクロ［２．２．２］オクタン−１，４−ジイルであり、これらの環において任意の−ＣＨ２−は−Ｏ−で置き換えられてもよく、任意の−ＣＨ＝は−Ｎ＝で置き換えられてもよく、これらの環において任意の水素はハロゲン、炭素数１〜５のアルキルまたは炭素数１〜５のハロゲン化アルキルで置き換えられてもよい。
化合物の安定性を考慮して、酸素と酸素とが隣接した−ＣＨ２−Ｏ−Ｏ−ＣＨ２−よりも、酸素と酸素とが隣接しない−ＣＨ２−Ｏ−ＣＨ２−Ｏ−の方が好ましい。硫黄においても同様である。
【０１６３】
これらの中でも、特に好ましいＡＭは、１，４−シクロヘキシレン、１，４−シクロヘキセニレン、１，４−フェニレン、２−フルオロ−１，４−フェニレン、２，３−ジフルオロ−１，４−フェニレン、２，５−ジフルオロ−１，４−フェニレン、２，６−ジフルオロ−１，４−フェニレン、２−メチル−１，４−フェニレン、２−トリフルオロメチル−１，４−フェニレン、２，３−ビス（トリフルオロメチル）−１，４−フェニレン、ナフタレン−２，６−ジイル、テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル、フルオレン−２，７−ジイル、９−メチルフルオレン−２，７−ジイル、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、ピリジン−２，５−ジイル、およびピリミジン−２，５−ジイルである。なお、前記１，４−シクロヘキシレンおよび１，３−ジオキサン−２，５−ジイルの立体配置はシスよりもトランスの方が好ましい。
２−フルオロ−１，４−フェニレンは、３−フルオロ−１，４−フェニレンと構造的に同一であるので、後者は例示しなかった。この規則は、２，５−ジフルオロ−１，４−フェニレンと３，６−ジフルオロ−１，４−フェニレンの関係などにも適用される。
【０１６４】
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任意の−ＣＨ2−は−Ｏ−、−Ｓ−、−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、ｒは１〜２０の整数である）である。特に好ましいＹは、単結合、−（ＣＨ2）ｍ２−、−Ｏ（ＣＨ2）ｍ２−、および−（ＣＨ2）ｍ２Ｏ−（前記式中、ｍ２は１〜１０の整数である）である。化合物の安定性を考慮して、−Ｙ−Ｒａおよび−Ｙ−Ｒｂは、それらの基中に−Ｏ−Ｏ−、−Ｏ−Ｓ−、−Ｓ−Ｏ−、または−Ｓ−Ｓ−を有しない方が好ましい。
【０１６５】
式（Ｍ１）および（Ｍ２）中、ＺＭは、それぞれ独立して単結合、−（ＣＨ2）ｍ３−、−Ｏ（ＣＨ2）ｍ３−、−（ＣＨ2）ｍ３Ｏ−、−Ｏ（ＣＨ2）ｍ３Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−（ＣＦ2）2−、−（ＣＨ2）２−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−（ＣＨ2）２−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ＝ＣＨ−（ＣＨ2）2−、−（ＣＨ2）2−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−Ｃ≡Ｃ−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＨ−Ｃ≡Ｃ−、−ＯＣＦ２−（ＣＨ2）２−、−（ＣＨ2）２−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−または−ＣＦ２Ｏ−（前記式中、ｍ３は１〜２０の整数である）である。
【０１６６】
好ましいＺＭは単結合、−（ＣＨ2）ｍ３−、−Ｏ（ＣＨ2）ｍ３−、−（ＣＨ2）ｍ３Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−（ＣＨ2）２−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−（ＣＨ2）２−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＯＣＦ２−、および−ＣＦ２Ｏ−である。
【０１６７】
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。例えばｍ１が１であるとき、２つのＡＭは同一であってもよいし、または異なってもよい。また、例えばｍ１が２であるとき、３つのＡＭ（または２つのＺＭ）は同一であってもよいし、または異なってもよい。ｍ１が３〜６であるときについても同様である。Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｄ、ＺＭ、ＡＭおよびＹについても同様である。
【０１６８】
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。
【０１６９】
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（Ｍ２−１）〜（Ｍ２−２７）で表される化合物（Ｍ１−１）〜（Ｍ１−４１）および化合物（Ｍ２−１）〜（Ｍ２−２７）である。これらの化合物において、Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｄ、ＺＭ、ＡＭ、Ｙおよびｐの意味は、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。
【０１７０】
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、任意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、任意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、任意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。
【０１７１】
【０１７２】
【０１７３】
【０１７４】
【０１７５】
【０１７６】
【０１７７】
【０１７８】
【０１７９】
【０１８０】
【０１８１】
【０１８２】
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。
【０１８３】
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、例えば、（Ｍ４−１）〜（Ｍ４−３）であり、より具体的な例として、特開２０００−３２７６３２号、特開２００４−１８２９４９号、特開２００４−５９７７２号に記載された化合物をあげることができる。ただし、（Ｍ４−１）〜（Ｍ４−３）において、Ｒｂ、Ｚa、Ｙ、および（Ｆ）は前述と同一の意味を示す。
【０１８４】
【０１８５】
５．２．２ メソゲン部位を有さない重合性のある官能基を持つモノマー
メソゲン部位を有さない重合性のある官能基を持つモノマーとして、例えば、炭素数１〜３０の直鎖あるいは分岐アクリレート、炭素数１〜３０の直鎖あるいは分岐ジアクリレート、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。
【０１８６】
５．２．３ 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、例えば、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。
【０１８７】
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、登録商標）１１７３および４２６５（いずれも商品名、チバ・スペシャリティ・ケミカルズ（株））、イルガキュア（ＩＲＧＡＣＵＲＥ、登録商標）１８４、３６９、５００、６５１、７８４、８１９、９０７、１３００、１７００、１８００、１８５０、および２９５９（いずれも商品名、チバ・スペシャリティ・ケミカルズ（株））、などである。
【０１８８】
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）などである。
【０１８９】
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として、ジアリールヨードニウム塩（以下、「ＤＡＳ」という。）、トリアリールスルホニウム塩（以下、「ＴＡＳ」という。）などがあげられる。
【０１９０】
ＤＡＳとしては、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、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などが挙げられる。
【０１９１】
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。
【０１９２】
ＴＡＳとしては、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、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などが挙げられる。
【０１９３】
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、登録商標）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、登録商標）２５０（商品名、チバ・スペシャリティ・ケミカルズ（株））、ＵＶ−９３８０Ｃ（商品名、ＧＥ東芝シリコーン（株））などである。
【０１９４】
５．２．４ 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種または２種以上の他の好適な成分、例えば、硬化剤、触媒、安定剤等を加えてもよい。
【０１９５】
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が挙げられる。アミン系硬化剤の例としては、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などが挙げられる。
【０１９６】
ノボラック樹脂系硬化剤の例としては、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などが挙げられる。イミダゾール系硬化剤としては、２−メチルイミダゾール、２−エチルへキシルイミダゾール、２−フェニルイミダゾール、１−シアノエチル−２−フェニルイミダゾリウム・トリメリテートなどが挙げられる。
【０１９７】
酸無水物系硬化剤の例としては、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などが挙げられる。
【０１９８】
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。硬化促進剤としては、例えば、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などが挙げられる。これらの硬化促進剤は単独または２種以上を混合して使用することができる。
【０１９９】
また、例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。
【０２００】
５．３ 液晶組成物等の含有率
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。
【０２０１】
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、６０〜９５重量％がさらに好ましく、６５〜９５重量％が特に好ましい。高分子の含有率は複合材料に対して１〜４０重量％であることが好ましく、５〜４０重量％がさらに好ましく、５〜３５重量％が特に好ましい。
【０２０２】
５．４ その他の成分
本発明の高分子／液晶複合材料は、たとえば二色性色素、フォトクロミック化合物を本発明の効果を損なわない範囲で含有していてもよい。
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。なお特に断りのない限り、「％」は「重量％」を意味する。
【０２０３】
６ 光素子
本発明の第６の態様は、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、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。
【実施例】
【０２０４】
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ので、まず分析方法について説明をする。
【０２０５】
1Ｈ−ＮＭＲ分析：測定装置は、ＤＲＸ−５００（ブルカーバイオスピン（株）社製）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。
【０２０６】
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。
【０２０７】
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。
【０２０８】
なお、試料の希釈溶媒としては、例えば、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。
【０２０９】
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。
【０２１０】
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。
【０２１１】
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。
【０２１２】
〈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％〉
【０２１３】
液晶化合物と母液晶との割合がこの割合であっても、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。
【０２１４】
測定に用いる母液晶としては様々な種類が存在するが、例えば、母液晶Ａの組成（重量％）は以下のとおりである。
母液晶Ａ：
【０２１５】
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。
【０２１６】
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。
【０２１７】
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。
【０２１８】
以下、結晶相はＫと表し、さらに結晶相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とが共存する相を表し、（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、例えば、「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。
【０２１９】
ネマチック相の上限温度（ＴＮＩ；℃）：偏光顕微鏡を備えた融点測定装置のホットプレート（メトラー社ＦＰ−５２型ホットステージ）に、試料（液晶化合物と母液晶との混合物）を置き、１℃／分の速度で加熱しながら偏光顕微鏡を観察した。試料の一部がネマチック相から等方性液体に変化したときの温度をネマチック相の上限温度とした。以下、ネマチック相の上限温度を、単に「上限温度」と略すことがある。
【０２２０】
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。
【０２２１】
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。
【０２２２】
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。
【０２２３】
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。
【０２２４】
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。
【０２２５】
（実施例１）
化合物（Ｓ１−９）の合成
化合物（Ｓ１−９）は、式（１−２Ａ）において、Ｒ１がＣ３Ｈ７であり、Ｌ２、Ｌ４、およびＬ５が全てフッ素であり、Ｘ１がフッ素である化合物である。
合成スキームを下図に示す。
【０２２６】
化合物（Ｓ１−３）の合成
窒素雰囲気下の反応器へ、４−プロピルフェニルボロン酸（Ｓ１−１）２５．８ｇと１−ブロモ−３−クロロ−５−フルオロベンゼン（Ｓ１−２）３０．０ｇとテトラキストリフェニルホスフィンパラジウム２．５ｇと炭酸ナトリウム５０．１ｇとトルエン／エタノール／水＝３／３／１（容積比）の混合溶媒７００ｍｌ加え、５時間還流した。反応液を室温まで冷却し、これにトルエンを加え、これを１Ｎ−塩酸、水で洗浄した。硫酸マグネシウムで乾燥した後、減圧にて溶媒を留去した。ヘプタンを展開溶媒として、シリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製し、減圧にて乾燥して４−プロピル−１−（３−クロロ−５−フルオロフェニル）ベンゼン（Ｓ１−３）３４．８ｇを得た。このものの（Ｓ１−１）からの収率は９７．７％であった。
【０２２７】
化合物（Ｓ１−４）の合成
窒素雰囲気下の反応器へ、（Ｓ１−３）を１５．０ｇ、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）１５０ｍｌを加え、−７０℃まで冷却し、これにｎ−ＢｕＬｉ（１．６Ｍ；ｎ−ヘキサン溶液）４６．１ｍｌを滴下し、１時間そのままの温度で撹拌した。反応液にヨウ素８．４ｇのＴＨＦ１００ｍｌ溶液を−７０℃で滴下し、そのままの温度で５時間撹拌した。反応液を室温まで加温し、チオ硫酸ナトリウム水溶液に注いだ。生成物を酢酸エチルで抽出し、有機層をチオ硫酸ナトリウム水、水で洗浄した。硫酸マグネシウムで乾燥した後、減圧にて溶媒を留去した。ヘプタン／トルエン＝３／１を展開溶媒として、シリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製し、減圧にて乾燥して４−プロピル−１−（３−クロロ−５−フルオロ−４−ヨードフェニル）ベンゼン（Ｓ１−４）２２．４ｇを得た。このものの（Ｓ１−３）からの収率は９９．３％であった。
【０２２８】
化合物（Ｓ１−６）の合成
窒素雰囲気下の反応器へ、（Ｓ１−４）２２．３ｇ、３，５−ジフロオロフェニルボロン酸（Ｓ１−５）１０．３ｇ、テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム１．０ｇと炭酸ナトリウム２０．８ｇとトルエン／エタノール／水＝３／３／１（容積比）の混合溶媒４９０ｍｌ加え、１０時間還流した。テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム１．０ｇを追加しさらに１０時間還流した。反応液を室温まで冷却し、これにトルエンを加え、これを１Ｎ−塩酸、水で洗浄した。硫酸マグネシウムで乾燥した後、減圧にて溶媒を留去した。ヘプタンを展開溶媒として、シリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製し、減圧にて乾燥して４−プロピル−１−（３−クロロ−５−フルオロフェニル）ベンゼン（Ｓ１−６）２４．９ｇを得た。このものの（Ｓ１−４）からの収率は９１．１％であった。
【０２２９】
化合物（Ｓ１−７）の合成
窒素雰囲気下の反応器へ、化合物（Ｓ１−６） １５．０ｇとＴＨＦ １５０ｍｌとを加えて、−７４℃まで冷却した。そこへ、１．６０Ｍ ｎ−ブチルリチウム，ｎ−ヘキサン溶液 ３１．８ｍｌを−７４℃から−６０℃の温度範囲で滴下し、さらに６０分攪拌した。続いてジブロモジフルオロメタン １２．２ｇのＴＨＦ ２０．０ｍｌ溶液を−７５℃から−７０℃の温度範囲で滴下し、２５℃に戻しつつ６０分攪拌した。得られた反応混合物を氷水 １５０ｍｌに注ぎ込み、混合した。トルエン １００ｍｌを加え有機層と水層とに分離させ抽出操作を行い得られた有機層を分取し、続いて食塩水で洗浄して、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。得られた溶液を、減圧下で濃縮し、残渣をヘプタン／トルエン＝４／１の混合溶媒を展開溶媒とし、シリカゲルカラムクロマトグラフィーによる分取操作で精製した。溶媒を留去し乾燥させ、（Ｓ１−７）１９．４ｇを得た。
【０２３０】
化合物（Ｓ１−９）の合成
窒素雰囲気下の反応器へ、化合物（Ｓ１−７） ６．０ｇ、３，４，５−トリフルオロフェノール（Ｓ１−８） １．５ｇ、炭酸カリウム ２．８ｇ、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ） １００ｍｌを加え、９０℃で１２０分攪拌した。反応混合物を２５℃に戻した後、氷水 ５０ｍｌに注ぎ込み混合させ、トルエン １００ｍｌを加え有機層と水層とに分離させ抽出操作を行い得られた有機層を分取し、続いて飽和炭酸水素ナトリウム水溶液、０．５Ｎ水酸化ナトリウム水溶液、食塩水で順次洗浄して、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。得られた溶液を、減圧下で濃縮し、残渣をヘプタンを展開溶媒とし、シリカゲルカラムクロマトグラフィーによる分取操作で精製した。さらにヘプタン／ソルミックスＡ−１１の混合溶媒からの再結晶により精製し、乾燥させ、（Ｓ１−９）２．２ｇを得た。（Ｓ１−９）の（Ｓ１−６）からの収率は３０．６％であった。
【０２３１】
得られた化合物（Ｓ１−９）の相転移温度は以下の通りであった。
相転移温度（℃） ：Ｋ ６９．６ Ｉ 。
【０２３２】
1Ｈ−ＮＭＲ分析の化学シフトδ（ｐｐｍ）は以下の通りであり、得られた化合物が、 （Ｓ１−９）であることが同定できた。なお、測定溶媒はＣＤＣｌ3である。化学シフトδ（ｐｐｍ）；７．５５（ｍ，１Ｈ），７．５１（ｄ，２Ｈ），７．３３（ｄｄ，１Ｈ），７．３０（ｄ，２Ｈ），７．１０（ｄ、２Ｈ）、７．０３〜７．００（ｍ、２Ｈ），２．６６（ｔ、２Ｈ），１．７３−１．６４（ｍ，２Ｈ），０．９８（ｔ，３Ｈ）．
【０２３３】
液晶化合物（Ｓ１−９）の物性
前述した母液晶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の物性は以下のとおりであった。
上限温度（ＴNI）＝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 ８５重量％と、実施例１で得られた（Ｓ１−９）の１５重量％とからなる液晶組成物Ｂを調製した。得られた液晶組成物Ｂの物性値を測定し、測定値を外挿することで液晶化合物（Ｓ１−９）の物性の外挿値を算出した。その値は以下のとおりであった。
上限温度（ＴＮＩ）＝２９．０℃；誘電率異方性（Δε）＝４４．４；屈折率異方性（Δｎ）＝０．１５０。
これらのことから液晶化合物（Ｓ１−９）は、他の液晶化合物との優れた相溶性を有し、誘電率異方性（Δε）、屈折率異方性（Δｎ）の大きい化合物であることがわかった。
【０２３５】
（実施例２）
化合物（Ｓ２−２）の合成
化合物（Ｓ２−２）は、式（１−２Ａ）において、Ｒ１がＣ３Ｈ７であり、Ｌ２、Ｌ４、およびＬ５が全てフッ素であり、Ｘ１が−ＣＦ３である化合物である。
【０２３６】
化合物（Ｓ２−２）の合成
（Ｓ１−６）から（Ｓ２−２）の合成は、実施例１の（Ｓ１−６）から（Ｓ１−９）を合成する手法に準じた。この時、（Ｓ１−８）に代えて、３，５−ジフロオロ−４−トリフロオロメチルフェノール（Ｓ２−１）を用いた。（Ｓ１−６）からの（Ｓ２−２）の収率は２７．２％であった。得られた化合物（Ｓ２−２）の相転移温度は以下の通りであった。
相転移温度（℃） ：Ｋ ９８．９ Ｉ 。
【０２３７】
1Ｈ−ＮＭＲ分析の化学シフトδ（ｐｐｍ）は以下の通りであり、得られた化合物が、 （Ｓ２−２）であることが同定できた。なお、測定溶媒はＣＤＣｌ3である。化学シフトδ（ｐｐｍ）；７．５５（ｍ，１Ｈ），７．５０（ｄ，２Ｈ），７．３３（ｄｄ，１Ｈ），７．３０（ｄ，２Ｈ），７．１０（ｄ、２Ｈ）、７．０１（ｄ、２Ｈ），２．６６（ｔ、２Ｈ），１．７２−１．６７（ｍ，２Ｈ），０．９８（ｔ，３Ｈ）．
【０２３８】
液晶化合物（Ｓ２−２）の物性
前述した母液晶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の物性は以下のとおりであった。
上限温度（ＴNI）＝７１．７℃；誘電率異方性（Δε）＝１１．０；屈折率異方性（Δｎ）＝０．１３７。
【０２３９】
母液晶Ａ ９５重量％と、実施例２で得られた（Ｓ２−２）の５重量％とからなる液晶組成物Ｃを調製した。得られた液晶組成物Ｃの物性値を測定し、測定値を外挿することで液晶化合物（Ｓ２−２）の物性の外挿値を算出した。その値は以下のとおりであった。
上限温度（ＴＮＩ）＝３３．７℃；誘電率異方性（Δε）＝５７．７；屈折率異方性（Δｎ）＝０．１５７。
これらのことから液晶化合物（Ｓ２−２）は、特に誘電率異方性（Δε）の大きい化合物であることがわかった。
【０２４０】
（実施例３）
化合物（Ｓ３−４）の合成
化合物（Ｓ３−４）は、式（１−１Ｂ）において、Ｒ１がＣ３Ｈ７であり、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、およびＬ５が全てフッ素であり、Ｘ１がフッ素である化合物である。
合成スキームを下図に示す。
【０２４１】
化合物（Ｓ３−３）の合成
窒素雰囲気下の反応器へ、４−ブロモ−３−フルオロフェノール（Ｓ３−１）７５．０ｇ、３，４，５−トリフロオロフェニルボロン酸（Ｓ３−２）８２．９ｇ、テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム１３．６ｇと炭酸ナトリウム１０８．５ｇとジメトキシエタン／水＝２／１（容積比）の混合溶媒１１００ｍｌ加え、８０℃まで加温し、４時間撹拌した。反応液を室温まで冷却し、これにトルエンを加え、これを１Ｎ−塩酸、水で洗浄した。硫酸マグネシウムで乾燥した後、減圧にて溶媒を留去した。ヘプタン／酢酸エチル＝４／１を展開溶媒として、シリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製し、減圧にて乾燥した。得られた残分をヘプタンで再結晶して３−フロオロ−４−（３，４，５−トリフルオロフェニル）フェノール（Ｓ３−３）７７．５ｇを得た。このものの（Ｓ３−１）からの収率は８１．５％であった。
【０２４２】
化合物（Ｓ３−４）の合成
（Ｓ１−６）から（Ｓ３−４）の合成は、実施例１の（Ｓ１−６）から（Ｓ１−９）を合成する手法に準じた。この時、（Ｓ１−８）に代えて、３−フロオロ−４−（３，４，５−トリフルオロフェニル）フェノール（Ｓ３−３）を用いた。（Ｓ１−６）からの（Ｓ３−４）の収率は３１．４％であった。得られた化合物（Ｓ３−４）の相転移温度は以下の通りであった。
相転移温度（℃） ：Ｋ １２８．３ Ｎ １６１．１ Ｉ 。
【０２４３】
1Ｈ−ＮＭＲ分析の化学シフトδ（ｐｐｍ）は以下の通りであり、得られた化合物が、 （Ｓ３−４）であることが同定できた。なお、測定溶媒はＣＤＣｌ3である。化学シフトδ（ｐｐｍ）；７．５５（ｍ，１Ｈ），７．５１（ｄ，２Ｈ），７．３９（ｔ，１Ｈ），７．３３（ｄｄ，１Ｈ），７．３０（ｄ，２Ｈ），７．２２〜７．１６（ｍ、４Ｈ）、７．１０（ｄ、２Ｈ），２．６５（ｔ、２Ｈ），１．７１−１．６７（ｍ，２Ｈ），０．９８（ｔ，３Ｈ）．
【０２４４】
液晶化合物（Ｓ３−４）の物性
母液晶Ａ ９５重量％と、実施例３で得られた（Ｓ３−４）の５重量％とからなる液晶組成物Ｄを調製した。得られた液晶組成物Ｄの物性値を測定し、測定値を外挿することで液晶化合物（Ｓ３−４）の物性の外挿値を算出した。その値は以下のとおりであった。
上限温度（ＴＮＩ）＝８３．７℃；誘電率異方性（Δε）＝４７．７；屈折率異方性（Δｎ）＝０．１９７。
これらのことから液晶化合物（Ｓ３−４）は、上限温度（ＴＮＩ）が高いうえに、誘電率異方性（Δε）、屈折率異方性（Δｎ）の大きい化合物であることがわかった。
【０２４５】
（参考例１）
化合物（Ｓ４−４）の合成
【０２４６】
合成スキームを下図に示す。
【０２４７】
化合物（Ｓ４−２）の合成
窒素雰囲気下の反応器へ、４−（４−プロピルフェニル）−２−フルオロフェニルボロン酸（Ｓ４−１）５５．０ｇ、１−ブロモ−３−クロロ−５−フルオロベンゼン（Ｓ１−２）４０．６ｇ、テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム３．４ｇと炭酸ナトリウム６７．８ｇとトルエン／エタノール／水＝３／３／１（容積比）の混合溶媒９００ｍｌ加え、６時間還流した。反応液を室温まで冷却し、これにトルエンを加え、これを１Ｎ−塩酸、水で洗浄した。硫酸マグネシウムで乾燥した後、減圧にて溶媒を留去した。ヘプタンを展開溶媒として、シリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製し、減圧にて乾燥した。得られた残分をエタノール／酢酸エチル＝１０／１で再結晶して（Ｓ４−２）４７．７ｇを得た。このものの（Ｓ１−２）からの収率は７１．９％であった。
【０２４８】
化合物（Ｓ４−３）の合成
窒素雰囲気下の反応器へ、（Ｓ４−２）１０．０ｇとＴＨＦ １００ｍｌとを加えて、−７４℃まで冷却した。そこへ、１．６０Ｍ ｎ−ブチルリチウム，ｎ−ヘキサン溶液 ２２．３ｍｌを−７４℃から−６０℃の温度範囲で滴下し、さらに６０分攪拌した。続いて粉砕したドライアイス（二酸化炭素）６．４ｇを徐々に加えた。反応液を０℃まで徐々に加温し、６Ｎ−ＨＣｌ５０ｍｌを滴下し、１時間撹拌した。反応液に酢酸エチルを加え有機層と水層とに分離させ抽出操作を行い得られた有機層を分取し、続いて食塩水で洗浄して、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。得られた溶液を、減圧下で濃縮し、残渣をエタノールで再結晶して、（Ｓ４−３）６．８ｇを得た。（Ｓ４−２）からの（Ｓ４−３）の収率は５９．８％であった。
【０２４９】
化合物（Ｓ４−４）の合成
窒素雰囲気下の反応器へ、（Ｓ４−３）２．２ｇ、３，４，５−トリフルオロフェノール（Ｓ１−８）０．８８ｇ、ジメチルアミノピリジン（ＤＭＡＰ）０．０７ｇ、塩化メチレン１００ｍｌを加え、０℃まで冷却した。ジシクロヘキシルカルボジイミド（ＤＣＣ）の塩化メチレン３０ｍｌ溶液を滴下し、４時間そのままの温度で撹拌した後、室温まで加温し１５時間撹拌した。反応液を吸引ろ過し、ろ液を１Ｎ−塩酸、飽和重曹水、水でこの順に洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥した。溶液を減圧下で濃縮し、残渣をヘプタン／酢酸エチル＝４／１を展開溶媒としてシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製し、さらにヘプタン／酢酸エチル＝１０／１で再結晶して、（Ｓ４−４）２．２ｇを得た。（Ｓ４−３）からの（Ｓ４−４）の収率は７５．２％であった。
【０２５０】
得られた化合物（Ｓ４−４）の相転移温度は以下の通りであった。
相転移温度（℃） ：Ｋ ７８．６ Ｎ １５５．０ Ｉ 。
【０２５１】
1Ｈ−ＮＭＲ分析の化学シフトδ（ｐｐｍ）は以下の通りであり、得られた化合物が、（Ｓ４−４）であることが同定できた。なお、測定溶媒はＣＤＣｌ3である。
【０２５２】
化学シフトδ（ｐｐｍ）；７．５６〜７．５３（ｍ，３Ｈ），７．５１〜７．４９（ｍ，２Ｈ），７．４３（ｄ，１Ｈ），７．４０（ｄ，１Ｈ），７．３０（ｄ，２Ｈ），７．０６〜７．０１（ｍ、２Ｈ）、２．６５（ｔ、２Ｈ），１．７４−１．６６（ｍ，２Ｈ），０．９９（ｔ，３Ｈ）．
【０２５３】
液晶化合物（Ｓ４−４）の物性
母液晶Ａ ８５重量％と、参考例１で得られた（Ｓ４−４）の１５重量％とからなる液晶組成物Ｅを調製した。得られた液晶組成物Ｅの物性値を測定し、測定値を外挿することで液晶化合物（Ｓ４−４）の物性の外挿値を算出した。その値は以下のとおりであった。
上限温度（ＴＮＩ）＝９３．７℃；誘電率異方性（Δε）＝３７．０；屈折率異方性（Δｎ）＝０．２０４。
（参考例２）
化合物（Ｓ５−２）の合成
【０２５４】
合成スキームを下図に示す。
化合物（Ｓ５−２）の合成
（Ｓ４−３）から（Ｓ５−２）の合成は、参考例１の（Ｓ４−３）から（Ｓ４−４）を合成する手法に準じた。この時、（Ｓ１−８）に代えて、４−クロロ−３，５−ジフロオロフェノール（Ｓ５−１）を用いた。（Ｓ４−３）からの（Ｓ５−２）の収率は９０．３％であった。得られた化合物（Ｓ５−２）の相転移温度は以下の通りであった。
相転移温度（℃） ：Ｋ ９５．４ Ｎ １９２.０ Ｉ 。
【０２５５】
1Ｈ−ＮＭＲ分析の化学シフトδ（ｐｐｍ）は以下の通りであり、得られた化合物が、 （Ｓ５−２）であることが同定できた。なお、測定溶媒はＣＤＣｌ3である。化学シフトδ（ｐｐｍ）；７．５６〜７．５４（ｍ，３Ｈ），７．５０〜７．４９（ｍ，２Ｈ），７．４４（ｄ，１Ｈ），７．４０（ｄ，１Ｈ），７．３０（ｄ，２Ｈ），７．０６〜７．０３（ｍ、２Ｈ）、２．６６（ｔ、２Ｈ），１．７３−１．６６（ｍ，２Ｈ），０．９９（ｔ，３Ｈ）．
【０２５６】
液晶化合物（Ｓ５−２）の物性
母液晶Ａ ８５重量％と、参考例２で得られた（Ｓ５−２）の１５重量％とからなる液晶組成物Ｆを調製した。得られた液晶組成物Ｆの物性値を測定し、測定値を外挿することで液晶化合物（Ｓ５−２）の物性の外挿値を算出した。その値は以下のとおりであった。
上限温度（ＴＮＩ）＝１１０．４℃；誘電率異方性（Δε）＝３３．７；屈折率異方性（Δｎ）＝０．２２４。
（参考例３）
化合物（Ｓ６−２）の合成
【０２５７】
合成スキームを下図に示す。
化合物（Ｓ６−１）の合成
（Ｓ１−３）から（Ｓ６−１）の合成は、参考例１の（Ｓ４−２）から（Ｓ４−３）を合成する手法に準じた。この時、（Ｓ４−２）に代えて、（Ｓ１−３）を用いた。（Ｓ１−３）からの（Ｓ６−１）の収率は９５．０％であった。
化合物（Ｓ６−２）の合成
（Ｓ６−１）から（Ｓ６−２）の合成は、参考例１の（Ｓ４−３）から（Ｓ４−４）を合成する手法に準じた。この時、（Ｓ４−３）に代えて、（Ｓ６−１）を用いた。（Ｓ６−１）からの（Ｓ６−２）の収率は７７．５％であった。得られた化合物（Ｓ６−２）の相転移温度は以下の通りであった。
相転移温度（℃） ：Ｋ ６２．６ Ｉ 。
【０２５８】
1Ｈ−ＮＭＲ分析の化学シフトδ（ｐｐｍ）は以下の通りであり、得られた化合物が、 （Ｓ６−２）であることが同定できた。なお、測定溶媒はＣＤＣｌ3である。化学シフトδ（ｐｐｍ）；７．５１〜７．４８（ｍ，３Ｈ），７．３２（ｄｄ，１Ｈ），７．２９（ｄ，２Ｈ），７．０２〜６．９９（ｍ、２Ｈ）、２．６５（ｔ、２Ｈ），１．７１−１．６６（ｍ，２Ｈ），０．９７（ｔ，３Ｈ）．
【０２５９】
液晶化合物（Ｓ６−２）の物性
母液晶Ａ ８５重量％と、参考例３で得られた（Ｓ６−２）の１５重量％とからなる液晶組成物Ｇを調製した。得られた液晶組成物Ｇの物性値を測定し、測定値を外挿することで液晶化合物（Ｓ６−２）の物性の外挿値を算出した。その値は以下のとおりであった。
上限温度（ＴＮＩ）＝−９．６℃；誘電率異方性（Δε）＝２８．３；屈折率異方性（Δｎ）＝０．１０４。
（参考例４）
化合物（Ｓ７−２）の合成
【０２６０】
合成スキームを下図に示す。
化合物（Ｓ７−２）の合成
（Ｓ６−１）から（Ｓ７−２）の合成は、参考例３の（Ｓ６−１）から（Ｓ６−２）を合成する手法に準じた。この時、（Ｓ１−８）に代えて、３，５−ジフルオロ−４−トリフルオロメトキシフェノール（Ｓ７−１）を用いた。（Ｓ６−１）からの（Ｓ７−２）の収率は７４．４％であった。得られた化合物（Ｓ７−２）の相転移温度は以下の通りであった。
相転移温度（℃） ：Ｋ ６６．０ Ｉ 。
【０２６１】
1Ｈ−ＮＭＲ分析の化学シフトδ（ｐｐｍ）は以下の通りであり、得られた化合物が、 （Ｓ７−２）であることが同定できた。なお、測定溶媒はＣＤＣｌ3である。化学シフトδ（ｐｐｍ）；７．５３〜７．４９（ｍ，３Ｈ），７．３３（ｄｄ，１Ｈ），７．３０（ｄ，２Ｈ），７．０７〜７．０５（ｍ、２Ｈ）、２．６５（ｔ、２Ｈ），１．７１−１．６６（ｍ，２Ｈ），０．９８（ｔ，３Ｈ）．
【０２６２】
液晶化合物（Ｓ７−２）の物性
母液晶Ａ ８５重量％と、参考例４で得られた（Ｓ７−２）の１５重量％とからなる液晶組成物Ｈを調製した。得られた液晶組成物Ｈの物性値を測定し、測定値を外挿することで液晶化合物（Ｓ７−２）の物性の外挿値を算出した。その値は以下のとおりであった。
上限温度（ＴＮＩ）＝４．４℃；誘電率異方性（Δε）＝３１．７；屈折率異方性（Δｎ）＝０．１１０。
（参考例５）
化合物（Ｓ８−１）の合成
【０２６３】
合成スキームを下図に示す。
化合物（Ｓ８−１）の合成
（Ｓ６−１）から（Ｓ８−１）の合成は、参考例３の（Ｓ６−１）から（Ｓ６−２）を合成する手法に準じた。この時、（Ｓ１−８）に代えて、３，５−ジフロオロ−４トリフロオロメチルフェノール（Ｓ２−１）を用いた。（Ｓ６−１）からの（Ｓ８−１）の収率は８２．９％であった。得られた化合物（Ｓ８−１）の相転移温度は以下の通りであった。
相転移温度（℃） ：Ｋ ８５．９ Ｉ 。
【０２６４】
1Ｈ−ＮＭＲ分析の化学シフトδ（ｐｐｍ）は以下の通りであり、得られた化合物が、 （Ｓ８−１）であることが同定できた。なお、測定溶媒はＣＤＣｌ3である。化学シフトδ（ｐｐｍ）；７．５３〜７．４８（ｍ，３Ｈ），７．３３（ｄｄ，１Ｈ），７．３０（ｄ，２Ｈ），７．０6〜７．０４（ｍ、２Ｈ）、２．６５（ｔ、２Ｈ），１．７１−１．６６（ｍ，２Ｈ），０．９７（ｔ，３Ｈ）．
【０２６５】
液晶化合物（Ｓ８−１）の物性
母液晶Ａ ９０重量％と、参考例５で得られた（Ｓ８−１）の１０重量％とからなる液晶組成物Ｉを調製した。得られた液晶組成物Ｉの物性値を測定し、測定値を外挿することで液晶化合物（Ｓ８−１）の物性の外挿値を算出した。その値は以下のとおりであった。
上限温度（ＴＮＩ）＝−６．３℃；誘電率異方性（Δε）＝４０．７；屈折率異方性（Δｎ）＝０．１１７。
（参考例６）
化合物（Ｓ９−１）の合成
【０２６６】
合成スキームを下図に示す。
化合物（Ｓ９−１）の合成
（Ｓ６−１）から（Ｓ９−１）の合成は、参考例３の（Ｓ６−１）から（Ｓ６−２）を合成する手法に準じた。この時、（Ｓ１−８）に代えて、（Ｓ３−３）を用いた。（Ｓ６−１）からの（Ｓ９−１）の収率は６３．３％であった。得られた化合物（Ｓ９−１）の相転移温度は以下の通りであった。
相転移温度（℃） ：Ｋ １０１．２ Ｎ １３９．２ Ｉ 。
【０２６７】
1Ｈ−ＮＭＲ分析の化学シフトδ（ｐｐｍ）は以下の通りであり、得られた化合物が、 （Ｓ８−１）であることが同定できた。なお、測定溶媒はＣＤＣｌ3である。化学シフトδ（ｐｐｍ）；７．５３〜７．４９（ｍ，３Ｈ），７．４５（ｔ，１Ｈ），７．３３（ｄｄ，１Ｈ），７．３０（ｄ，２Ｈ），７．２２〜７．１７（ｍ、４Ｈ）、２．６６（ｔ、２Ｈ），１．７１−１．６７（ｍ，２Ｈ），０．９８（ｔ，３Ｈ）．
【０２６８】
液晶化合物（Ｓ９−１）の物性
母液晶Ａ９５重量％と、参考例６で得られた（Ｓ９−１）の５重量％とからなる液晶組成物Ｊを調製した。得られた液晶組成物Ｊの物性値を測定し、測定値を外挿することで液晶化合物（Ｓ９−１）の物性の外挿値を算出した。その値は以下のとおりであった。
上限温度（ＴＮＩ）＝６９．７℃；誘電率異方性（Δε）＝３３．７；屈折率異方性（Δｎ）＝０．１７７。
【０２６９】
（実施例４）
化合物（Ｓ１０−１）の合成
化合物（Ｓ１０−１）は、式（１−２Ａ）において、Ｒ１がＣ５Ｈ１１であり、Ｌ２、Ｌ４、およびＬ５が全てフッ素であり、Ｘ１が−ＣＦ３である化合物である。
【０２７０】
化合物（Ｓ１０−１）の合成
（Ｓ１０−１）の合成は、実施例１の（Ｓ１−１）から（Ｓ１−９）を合成する手法に準じた。この時、（Ｓ１−１）に代えて、４−ペンチルフェニルボロン酸を用い、（Ｓ１−８）に代えて、３，５−ジフロオロ−４−トリフロオロメチルフェノール（Ｓ２−１）を用いた。得られた化合物（Ｓ１０−１）の相転移温度は以下の通りであった。
相転移温度（℃） ：Ｋ １０２ Ｉ 。
【０２７１】
液晶化合物（Ｓ１０−１）の物性
母液晶Ａ９５重量％と、実施例４で得られた（Ｓ１０−１）の５重量％とからなる液晶組成物Ｋを調製した。得られた液晶組成物Ｋの物性値を測定し、測定値を外挿することで液晶化合物（Ｓ１０−１）の物性の外挿値を算出した。その値は以下のとおりであった。
上限温度（ＴＮＩ）＝３３．７℃；誘電率異方性（Δε）＝５６．２；屈折率異方性（Δｎ）＝０．１５７。
これらのことから液晶化合物（Ｓ１０−１）は、誘電率異方性（Δε）と屈折率異方性（Δｎ）の大きい化合物であることがわかった。
【０２７２】
（本件発明の組成物）
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。
【０２７３】
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。
【０２７４】
ネマチック相の下限温度（ＴC；℃）：ネマチック相を有する試料を０℃、−１０℃、−２０℃、−３０℃、および−４０℃のフリーザー中に１０日間保管したあと、液晶相を観察した。例えば、試料が−２０℃ではネマチック相のままであり、−３０℃では結晶（またはスメクチック相）に変化したとき、ＴCを≦−２０℃と記載する。ネマチック相の下限温度を「下限温度」と略すことがある。
【０２７５】
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。
【０２７６】
粘度（η；２０℃で測定；ｍＰａ・ｓ）：測定にはＥ型粘度計を用いた。
【０２７７】
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ボルトから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。
【０２７８】
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ボルトから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。
【０２７９】
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。試料が化合物のときは、化合物を適切な組成物に混合したあと屈折率異方性を測定した。化合物の屈折率異方性は外挿値である。
【０２８０】
誘電率異方性（Δε；２５℃で測定）：試料が化合物のときは、化合物を適切な組成物に混合したあと誘電率異方性を測定した。化合物の誘電率異方性は外挿値である。
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。
【０２８１】
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。
【０２８２】
しきい値電圧（Ｖｔｈ；２５℃で測定；Ｖ）：試料が化合物のときは、化合物を適切な組成物に混合したあとしきい値電圧を測定した。化合物のしきい値電圧は外挿値である。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。
【０２８３】
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。
【０２８４】
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。
【０２８５】
らせんピッチ（２０℃で測定；μｍ）：らせんピッチの測定には、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。らせんピッチ（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。
【０２８６】
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。
【０２８７】
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。
【０２８８】
（組成例１）
下図に示す液晶化合物を、下記の割合で混合することにより液晶組成物Ａを調製した。
構造式の右側に一般式との対応を記した。本件化合物については化合物番号を記した。
液晶組成物Ａ
【０２８９】
次に、液晶組成物Ａ（９４ｗｔ％）と、下記の式で表されるキラル剤ＩＳＯ−６０ＢＡ２（６ｗｔ％）からなる液晶組成物Ｂを得た。
なお、ＩＳＯ−６０ＢＡ２は、イソソルバイドと４−ヘキシルオキシ安息香酸とをジシクロヘキシルカルボジイミド（ＤＣＣ）、４−ジメチルアミノピリジン存在下でエステル化することによって得た。
ＩＳＯ−６ＯＢＡ２
【０２９０】
（使用例１）
モノマーと液晶組成物の混合物の調製
液晶組成物とモノマーとの混合物として液晶組成物Ｂを７９．４重量％、ｎ−ドデシルアクリレートを１０．０重量％、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−メチルベンゼンを１０．０重量％、光重合開始剤として２，２’−ジメトキシフェニルアセトフェノンを０．６重量％混合した液晶組成物Ｃ−１Ｍを調製した。
【０２９１】
高分子／液晶複合材料の調製
液晶組成物Ｃ−１Ｍ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（セル厚１０μｍ）、得られたセルを６３．０℃の非液晶等方相まで加熱した。この状態で、紫外光（紫外光強度２３ｍＷｃｍ−２（３６５ｎｍ））を１分間照射して、重合反応を行った。
【０２９２】
このようにして得られた高分子／液晶複合材料Ｃ−１Ｐは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。
【０２９３】
なお、図１に示すように、櫛型電極基板の電極は、左側から伸びる電極１と右側から伸びる電極２が交互に配置される。したがって、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、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。
【０２９４】
（使用例２）
使用例１で得られた高分子／液晶複合材料Ｃ−１Ｐが狭持されたセルを、図２に示した光学系にセットし、電気光学特性を測定した。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°となるように前記セルを光学系にセットした。測定温度を透明点（５９．１℃）−４０℃＝１９．１℃として印加電圧と透過率の関係を調べた。４７．６Ｖの矩形波を印加すると、透過率が８０％となり、透過光強度は飽和した。
【産業上の利用可能性】
【０２９５】
本発明の活用法として、たとえば、液晶媒体を用いる表示素子などの光素子が挙げられる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
式（１）で表される化合物。
式（１）において、Ｒ１は水素または炭素数１〜２０のアルキルであり、このアルキル中の任意の−ＣＨ２−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、このアルキル中およびアルキル中の任意の−ＣＨ２−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任意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；Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３、Ｚ４、およびＺ５は独立して、単結合、または−ＣＦ２Ｏ−であるが、すべて単結合であることはなく；Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４およびＬ５は独立して、水素またはフッ素であり；Ｘ１は水素、ハロゲン、−Ｃ≡Ｎ、−Ｎ＝Ｃ＝Ｓ、−Ｃ≡Ｃ−Ｃ≡Ｎ、−ＳＦ５、または炭素数１〜１０のアルキルであり、このアルキルにおいて任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、または−Ｃ≡Ｃ−により置き換えられてもよく、そして任意の水素はハロゲンにより置き換えられてもよく；ｍは０、１または２であり、ｎ、およびｏは独立して、０または１であり、１≦ｍ＋ｎ＋ｏ≦２であり；ｍが２である場合は、Ｌ１およびＺ２はそれぞれ異なっていてもよい。
【請求項２】
式（１）において、Ｒ１は炭素数１〜２０のアルキルであり、このアルキル中の任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−ＣＯＯ−、または−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられてもよく；Ｘ１はハロゲン、−Ｃ≡Ｎ、−Ｎ＝Ｃ＝Ｓ、または２個以上の水素原子がフッ素で置き換えられた炭素数１〜１０のアルキルであり、このアルキルにおいて任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、または−Ｃ≡Ｃ−により置き換えられてもよい；である請求項１に記載の液晶化合物。
【請求項３】
式（１）において、Ｒ１が炭素数１〜２０のアルキル、炭素数２〜２１のアルケニルまたは炭素数１〜１９のアルコキシであり；Ｘ１がフッ素、塩素、−ＣＦ３、または−ＯＣＦ３である請求項１または２に記載の液晶化合物。
【請求項４】
式（１）において、Ｒ１が炭素数１〜２０のアルキルであり；Ｘ１がフッ素、塩素または−ＣＦ３である請求項１〜３のいずれかに記載の液晶化合物。
【請求項５】
ｍ＋ｎ＋ｏ＝１である請求項１〜４のいずれか１項に記載の液晶化合物。
【請求項６】
ｍ＋ｎ＋ｏ＝２である請求項１〜４のいずれか１項に記載の液晶化合物。
【請求項７】
式（１−１Ｂ）、（１−１Ｃ）、（１−１Ｅ）、（１−１Ｆ）、および（１−２Ａ）〜（１−２Ｃ）のいずれかで表される、請求項１〜４に記載の液晶化合物。
（これらの式において、Ｒ１は式（ＣＨＮ−１）〜（ＣＨＮ−８）で表される構造であり、ここでＲ１ａは水素または炭素数１〜１０のアルキルであり；Ｘ１はフッ素、塩素、−ＣＦ３、−ＯＣＦ３である。）
【請求項８】
式（１−１Ｂ）、（１−１Ｅ）、および（１−２Ａ）〜（１−２Ｃ）において、Ｒ１が式（ＣＨＮ−１）〜（ＣＨＮ−６）で表される構造であり、式（ＣＨＮ−１）〜（ＣＨＮ−６）中のＲ１ａは水素または炭素数１〜１０のアルキルであり、Ｘ１がフッ素、塩素、−ＣＦ３、−ＯＣＦ３である、請求項７に記載の液晶化合物。
【請求項９】
式（１−１Ｂ）、（１−１Ｅ）、および（１−２Ａ）〜（１−２Ｃ）において、Ｒ１が式（ＣＨＮ−１）〜（ＣＨＮ−６）で表される構造であり、式（ＣＨＮ−１）〜（ＣＨＮ−６）中のＲ１ａは水素または炭素数１〜１０のアルキルであり、Ｘ１がフッ素、塩素、−ＣＦ３、または−ＯＣＦ３であり、Ｌ４およびＬ５が共にフッ素である、請求項７に記載の液晶化合物。
【請求項１０】
式（１−１Ｂ−ａ）または（１−２Ａ−ａ）で表される液晶化合物。
（これらの式中、Ｒ１は炭素数１〜２０のアルキル、または炭素数２〜２０のアルケニルであり、Ｘ１はフッ素または−ＣＦ３である）
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の化合物およびキラル剤を含有し、光学的に等方性の液晶相を発現することを特徴とする液晶組成物。
【請求項１２】
式（２）、（３）および（４）のそれぞれで表される化合物の群から選択される少なくとも１つの化合物をさらに含有する、請求項１１に記載の液晶組成物。
これらの式において、Ｒ２は炭素数１〜１０のアルキルまたは炭素数２〜１０のアルケニルであり、アルキルおよびアルケニルにおいて任意の水素はフッ素で置き換えられてもよく、任意の−ＣＨ2−は−Ｏ−で置き換えられてもよく；Ｘ２はフッ素、塩素、−ＯＣＦ3、−ＯＣＨＦ2、−ＣＦ3、−ＣＨＦ2、−ＣＨ2Ｆ、−ＯＣＦ2ＣＨＦ2、または−ＯＣＦ2ＣＨＦＣＦ3であり；環Ｂ１、環Ｂ２、および環Ｂ３は独立して、１，４−シクロヘキシレン、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、ピリミジン−２，５−ジイル、テトラヒドロピラン−２，５−ジイル、１，４−フェニレン、ナフタレン−２，６−ジイル、任意の水素がフッ素で置き換えられた１，４−フェニレン、または任意の水素がフッ素または塩素で置き換えられたナフタレン−２，６−ジイルであり；Ｚ７およびＺ８は独立して、−（ＣＨ2）2−、−（ＣＨ2）4−、−ＣＯＯ−、−ＣＦ2Ｏ−、−ＯＣＦ2−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ２Ｏ−、または単結合であり；Ｌ６およびＬ７は独立して、水素またはフッ素である。
【請求項１３】
式（５）で表される化合物の群から選択される少なくとも１つの化合物をさらに含有する、請求項１１に記載の液晶組成物。
これらの式において、Ｒ３は炭素数１〜１０のアルキルまたは炭素数２〜１０のアルケニルであり、アルキルおよびアルケニルにおいて任意の水素はフッ素で置き換えられてもよく、任意の−ＣＨ2−は−Ｏ−で置き換えられてもよく；Ｘ３は−Ｃ≡Ｎまたは−Ｃ≡Ｃ−Ｃ≡Ｎであり；環Ｃ１、環Ｃ２および環Ｃ３は独立して、１，４−シクロヘキシレン、１，４−フェニレン、任意の水素がフッ素で置き換えられた１，４−フェニレン、ナフタレン−２，６−ジイル、任意の水素がフッ素または塩素で置き換えられたナフタレン−２，６−ジイル、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、テトラヒドロピラン−２，５−ジイル、またはピリミジン−２，５−ジイルであり；Ｚ９は−（ＣＨ2）2−、−ＣＯＯ−、−ＣＦ2Ｏ−、−ＯＣＦ2−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ２Ｏ−、または単結合であり；Ｌ８およびＬ９は独立して、水素またはフッ素であり；ｒは１または２であり、ｓは０または１であり、ｒ＋ｓ＝０、１または２である。
【請求項１４】
式（６）で表される化合物の群から選択される少なくとも１つの化合物をさらに含有する、請求項１１に記載の液晶組成物。
これらの式において、Ｒ４およびＲ５は独立して、炭素数１〜１０のアルキルまたは炭素数２〜１０のアルケニルであり、このアルキルおよびアルケニルにおいて任意の水素はフッ素で置き換えられてもよく、任意の−ＣＨ2−は−Ｏ−で置き換えられてもよく；環Ｄ１、環Ｄ２、および環Ｄ３は独立して、１，４−シクロヘキシレン、ピリミジン−２，５−ジイル、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；Ｚ１０は、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯＯ−、−（ＣＨ2）2−、−ＣＨ＝ＣＨ−、または単結合である。
【請求項１５】
請求項１３に記載の式（５）で表される化合物の群から選択される少なくとも１つの化合物をさらに含有する、請求項１２に記載の液晶組成物。
【請求項１６】
式（６）で表される化合物の群から選択される少なくとも１つの化合物をさらに含有する、請求項１２に記載の液晶組成物。
【請求項１７】
式（６）で表される化合物の群から選択される少なくとも１つの化合物をさらに含有する、請求項１３に記載の液晶組成物。
【請求項１８】
式（７）、（８）、（９）および（１０）のそれぞれで表される化合物の群から選択される少なくとも１つの化合物をさらに含有する、請求項１１に記載の液晶組成物。
これらの式において、Ｒ６は炭素数１〜１０のアルキル、炭素数２〜１０のアルケニルまたは炭素数２〜１０のアルキニルであり、アルキル、アルケニルおよびアルキニルにおいて任意の水素はフッ素で置き換えられてもよく、任意の−ＣＨ2−は−Ｏ−で置き換えられてもよく；Ｘ４はフッ素、塩素、−ＳＦ５、−ＯＣＦ3、−ＯＣＨＦ2、−ＣＦ3、−ＣＨＦ2、−ＣＨ2Ｆ、−ＯＣＦ2ＣＨＦ2、または−ＯＣＦ2ＣＨＦＣＦ3であり；環Ｅ１、環Ｅ２、環Ｅ３および環Ｅ４は独立して、１，４−シクロヘキシレン、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、ピリミジン−２，５−ジイル、テトラヒドロピラン−２，５−ジイル、１，４−フェニレン、ナフタレン−２，６−ジイル、任意の水素がフッ素または塩素で置き換えられた１，４−フェニレン、または任意の水素がフッ素または塩素で置き換えられたナフタレン−２，６−ジイルであり；Ｚ１１、Ｚ１２およびＺ１３は独立して、−（ＣＨ2）2−、−（ＣＨ2）4−、−ＣＯＯ−、−ＣＦ2Ｏ−、−ＯＣＦ2−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ２Ｏ−、または単結合である、ただし、環Ｅ１、環Ｅ２、環Ｅ３および環Ｅ４のいずれかが３−クロロ−５−フルオロ−１，４−フェニレンであるときには、Ｚ１１、Ｚ１２およびＺ１３は−ＣＦ2Ｏ−であることはなく；Ｌ１０およびＬ１１は独立して、水素またはフッ素である。
【請求項１９】
式（１１）で表される化合物の群から選択される少なくとも１つの化合物をさらに含有する、請求項１１に記載の液晶組成物。
これらの式において、Ｒ７は炭素数１〜１０のアルキル、炭素数２〜１０のアルケニルまたは炭素数２〜１０のアルキニルであり、アルキル、アルケニルおよびアルキニルにおいて任意の水素はフッ素で置き換えられてもよく、任意の−ＣＨ2−は−Ｏ−で置き換えられてもよく；Ｘ５は−Ｃ≡Ｎ、−Ｎ＝Ｃ＝Ｓ、または−Ｃ≡Ｃ−Ｃ≡Ｎであり；環Ｆ１、環Ｆ２および環Ｆ３は独立して、１，４−シクロヘキシレン、１，４−フェニレン、任意の水素がフッ素または塩素で置き換えられた１，４−フェニレン、ナフタレン−２，６−ジイル、任意の水素がフッ素または塩素で置き換えられたナフタレン−２，６−ジイル、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、テトラヒドロピラン−２，５−ジイル、またはピリミジン−２，５−ジイルであり；Ｚ１４は−（ＣＨ2）2−、−ＣＯＯ−、−ＣＦ2Ｏ−、−ＯＣＦ2−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ２Ｏ−、または単結合であり；Ｌ１２およびＬ１３は独立して、水素またはフッ素であり；ａａは０、１または２であり、ａｂは０または１であり、ａａ＋ａｂは０、１または２である。
【請求項２０】
少なくとも１つの酸化防止剤および／または紫外線吸収剤を含む請求項１１〜１９のいずれか１項に記載の液晶組成物。
【請求項２１】
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、請求項１１〜２０のいずれか１項に記載の液晶組成物。
【請求項２２】
光学的に等方性の液晶相が二色以上の回折光を示す、請求項１１〜２０のいずれか１項に記載の液晶組成物。
【請求項２３】
液晶組成物が、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℃である組成物にキラル剤を添加して得られるものである、請求項２１または２２に記載の液晶組成物。
【請求項２４】
液晶組成物が、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５〜１５０℃である組成物にキラル剤を添加して得られるものである、請求項２１または２２に記載の液晶組成物。
【請求項２５】
液晶組成物が、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℃である組成物にキラル剤を添加して得られるものである、請求項２１または２２に記載の液晶組成物。
【請求項２６】
液晶組成物の全重量に対して、キラル剤の割合が１〜４０重量％である、請求項１１〜２５のいずれか１項に記載の液晶組成物。
【請求項２７】
液晶組成物の全重量に対して、キラル剤の割合が５〜１５重量％である、請求項１１〜２５のいずれか１項に記載の液晶組成物。
【請求項２８】
７０〜−２０℃のいずれかの温度においてカイ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２６または２７に記載の液晶組成物。
【請求項２９】
キラル剤が、式（Ｋ１）〜（Ｋ５）のそれぞれで表される化合物の群から選択される少なくとも１つの化合物を含む、請求項２６〜２８のいずれか１項に記載の液晶組成物。
（式（Ｋ１）〜（Ｋ５）中、ＲＫは独立に、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、このアルキル中の任意の−ＣＨ２−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、このアルキル中の任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく；Ａは独立に、芳香族性あるいは非芳香族性の３ないし８員環、または、炭素数９以上の縮合環であり、これらの環の任意の水素がハロゲン、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、環の−ＣＨ２−は−Ｏ−、−Ｓ−または−ＮＨ−で置き換えられてもよく、−ＣＨ＝は−Ｎ＝で置き換えられてもよく；Ｂは独立して、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、芳香族性または非芳香族性の３から８員環、または炭素数９以上の縮合環であり、これらの環の任意の水素がハロゲン、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、−ＣＨ２−は−Ｏ−、−Ｓ−または−ＮＨ−で置き換えられてもよく、−ＣＨ＝は−Ｎ＝で置き換えられてもよく；Ｚは独立に、単結合、炭素数１〜８のアルキレンであるが、任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＳＯ−、−ＯＣＳ−、−Ｎ＝Ｎ−、−ＣＨ＝Ｎ−、−Ｎ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく；
Ｘは単結合、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、または−ＣＨ２ＣＨ２−であり；
ｍＫは１〜４の整数である。）
【請求項３０】
キラル剤が、式（Ｋ２−１）〜（Ｋ２−８）、（Ｋ４−１）〜（Ｋ４−６）および（Ｋ５−１）〜（Ｋ５−３）のそれぞれで表される化合物の群から選択される少なくとも１つの化合物を含む、請求項２６〜２８のいずれか１項に記載の液晶組成物。
（ＲＫは独立に、炭素数３〜１０のアルキルであり、このアルキル中の環に隣接する−ＣＨ２−は−Ｏ−で置き換えられてもよく、任意の−ＣＨ２−は、−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられてもよい。）
【請求項３１】
請求項１１〜３０のいずれか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３２】
重合性モノマーが光重合性モノマーまたは熱重合性モノマーである、請求項３１に記載の混合物。
【請求項３３】
請求項３１または３２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３４】
請求項３１または３２に記載の混合物を非液晶等方相または光学的に等方性の液晶相で重合させて得られる、請求項３３に記載の高分子／液晶複合材料。
【請求項３５】
高分子／液晶複合材料に含まれる高分子がメソゲン部位を有する、請求項３３または３４に記載の高分子／液晶複合材料。
【請求項３６】
高分子／液晶複合材料に含まれる高分子が架橋構造を有する、請求項３３〜３５のいずれかに記載の高分子／液晶複合材料。
【請求項３７】
液晶組成物の割合が６０〜９９重量％であり、高分子の割合が１〜４０重量％である、請求項３３〜３６のいずれか１項に記載の高分子／液晶複合材料。
【請求項３８】
一方または両方の面に電極が配置され、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２６〜３０のいずれか１項に記載の液晶組成物または請求項３３〜３７のいずれか１項に記載の高分子／液晶複合材料である光素子。
【請求項３９】
一方または両方の面に電極が配置され、少なくとも一方が透明な一組の基板、基板間に配置された液晶媒体、および基板の外側に配置された偏光板を有し、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２６〜３０のいずれか１項に記載の液晶組成物または請求項３３〜３７のいずれか１項に記載の高分子／液晶複合材料である光素子。
【請求項４０】
一組の基板の少なくとも一方の基板上において、少なくとも２方向に電界を印加できるように電極が構成されている請求項３９に記載の光素子。
【請求項４１】
互いに平行に配置された一組の基板の一方または両方に、少なくとも２方向に電界を印加できるように電極が構成されている請求項３９に記載の光素子。
【請求項４２】
電極がマトリックス状に配置されて、画素電極を構成し、各画素がアクティブ素子を備え、このアクティブ素子が薄膜トランジスター（ＴＦＴ）である請求項３８〜４１のいずれか１項に記載の光素子。
【請求項１】
式（１）で表される化合物。
式（１）において、Ｒ１は水素または炭素数１〜２０のアルキルであり、このアルキル中の任意の−ＣＨ２−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、このアルキル中およびアルキル中の任意の−ＣＨ２−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任意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；Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３、Ｚ４、およびＺ５は独立して、単結合、または−ＣＦ２Ｏ−であるが、すべて単結合であることはなく；Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４およびＬ５は独立して、水素またはフッ素であり；Ｘ１は水素、ハロゲン、−Ｃ≡Ｎ、−Ｎ＝Ｃ＝Ｓ、−Ｃ≡Ｃ−Ｃ≡Ｎ、−ＳＦ５、または炭素数１〜１０のアルキルであり、このアルキルにおいて任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、または−Ｃ≡Ｃ−により置き換えられてもよく、そして任意の水素はハロゲンにより置き換えられてもよく；ｍは０、１または２であり、ｎ、およびｏは独立して、０または１であり、１≦ｍ＋ｎ＋ｏ≦２であり；ｍが２である場合は、Ｌ１およびＺ２はそれぞれ異なっていてもよい。
【請求項２】
式（１）において、Ｒ１は炭素数１〜２０のアルキルであり、このアルキル中の任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−ＣＯＯ−、または−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられてもよく；Ｘ１はハロゲン、−Ｃ≡Ｎ、−Ｎ＝Ｃ＝Ｓ、または２個以上の水素原子がフッ素で置き換えられた炭素数１〜１０のアルキルであり、このアルキルにおいて任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、または−Ｃ≡Ｃ−により置き換えられてもよい；である請求項１に記載の液晶化合物。
【請求項３】
式（１）において、Ｒ１が炭素数１〜２０のアルキル、炭素数２〜２１のアルケニルまたは炭素数１〜１９のアルコキシであり；Ｘ１がフッ素、塩素、−ＣＦ３、または−ＯＣＦ３である請求項１または２に記載の液晶化合物。
【請求項４】
式（１）において、Ｒ１が炭素数１〜２０のアルキルであり；Ｘ１がフッ素、塩素または−ＣＦ３である請求項１〜３のいずれかに記載の液晶化合物。
【請求項５】
ｍ＋ｎ＋ｏ＝１である請求項１〜４のいずれか１項に記載の液晶化合物。
【請求項６】
ｍ＋ｎ＋ｏ＝２である請求項１〜４のいずれか１項に記載の液晶化合物。
【請求項７】
式（１−１Ｂ）、（１−１Ｃ）、（１−１Ｅ）、（１−１Ｆ）、および（１−２Ａ）〜（１−２Ｃ）のいずれかで表される、請求項１〜４に記載の液晶化合物。
（これらの式において、Ｒ１は式（ＣＨＮ−１）〜（ＣＨＮ−８）で表される構造であり、ここでＲ１ａは水素または炭素数１〜１０のアルキルであり；Ｘ１はフッ素、塩素、−ＣＦ３、−ＯＣＦ３である。）
【請求項８】
式（１−１Ｂ）、（１−１Ｅ）、および（１−２Ａ）〜（１−２Ｃ）において、Ｒ１が式（ＣＨＮ−１）〜（ＣＨＮ−６）で表される構造であり、式（ＣＨＮ−１）〜（ＣＨＮ−６）中のＲ１ａは水素または炭素数１〜１０のアルキルであり、Ｘ１がフッ素、塩素、−ＣＦ３、−ＯＣＦ３である、請求項７に記載の液晶化合物。
【請求項９】
式（１−１Ｂ）、（１−１Ｅ）、および（１−２Ａ）〜（１−２Ｃ）において、Ｒ１が式（ＣＨＮ−１）〜（ＣＨＮ−６）で表される構造であり、式（ＣＨＮ−１）〜（ＣＨＮ−６）中のＲ１ａは水素または炭素数１〜１０のアルキルであり、Ｘ１がフッ素、塩素、−ＣＦ３、または−ＯＣＦ３であり、Ｌ４およびＬ５が共にフッ素である、請求項７に記載の液晶化合物。
【請求項１０】
式（１−１Ｂ−ａ）または（１−２Ａ−ａ）で表される液晶化合物。
（これらの式中、Ｒ１は炭素数１〜２０のアルキル、または炭素数２〜２０のアルケニルであり、Ｘ１はフッ素または−ＣＦ３である）
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の化合物およびキラル剤を含有し、光学的に等方性の液晶相を発現することを特徴とする液晶組成物。
【請求項１２】
式（２）、（３）および（４）のそれぞれで表される化合物の群から選択される少なくとも１つの化合物をさらに含有する、請求項１１に記載の液晶組成物。
これらの式において、Ｒ２は炭素数１〜１０のアルキルまたは炭素数２〜１０のアルケニルであり、アルキルおよびアルケニルにおいて任意の水素はフッ素で置き換えられてもよく、任意の−ＣＨ2−は−Ｏ−で置き換えられてもよく；Ｘ２はフッ素、塩素、−ＯＣＦ3、−ＯＣＨＦ2、−ＣＦ3、−ＣＨＦ2、−ＣＨ2Ｆ、−ＯＣＦ2ＣＨＦ2、または−ＯＣＦ2ＣＨＦＣＦ3であり；環Ｂ１、環Ｂ２、および環Ｂ３は独立して、１，４−シクロヘキシレン、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、ピリミジン−２，５−ジイル、テトラヒドロピラン−２，５−ジイル、１，４−フェニレン、ナフタレン−２，６−ジイル、任意の水素がフッ素で置き換えられた１，４−フェニレン、または任意の水素がフッ素または塩素で置き換えられたナフタレン−２，６−ジイルであり；Ｚ７およびＺ８は独立して、−（ＣＨ2）2−、−（ＣＨ2）4−、−ＣＯＯ−、−ＣＦ2Ｏ−、−ＯＣＦ2−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ２Ｏ−、または単結合であり；Ｌ６およびＬ７は独立して、水素またはフッ素である。
【請求項１３】
式（５）で表される化合物の群から選択される少なくとも１つの化合物をさらに含有する、請求項１１に記載の液晶組成物。
これらの式において、Ｒ３は炭素数１〜１０のアルキルまたは炭素数２〜１０のアルケニルであり、アルキルおよびアルケニルにおいて任意の水素はフッ素で置き換えられてもよく、任意の−ＣＨ2−は−Ｏ−で置き換えられてもよく；Ｘ３は−Ｃ≡Ｎまたは−Ｃ≡Ｃ−Ｃ≡Ｎであり；環Ｃ１、環Ｃ２および環Ｃ３は独立して、１，４−シクロヘキシレン、１，４−フェニレン、任意の水素がフッ素で置き換えられた１，４−フェニレン、ナフタレン−２，６−ジイル、任意の水素がフッ素または塩素で置き換えられたナフタレン−２，６−ジイル、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、テトラヒドロピラン−２，５−ジイル、またはピリミジン−２，５−ジイルであり；Ｚ９は−（ＣＨ2）2−、−ＣＯＯ−、−ＣＦ2Ｏ−、−ＯＣＦ2−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ２Ｏ−、または単結合であり；Ｌ８およびＬ９は独立して、水素またはフッ素であり；ｒは１または２であり、ｓは０または１であり、ｒ＋ｓ＝０、１または２である。
【請求項１４】
式（６）で表される化合物の群から選択される少なくとも１つの化合物をさらに含有する、請求項１１に記載の液晶組成物。
これらの式において、Ｒ４およびＲ５は独立して、炭素数１〜１０のアルキルまたは炭素数２〜１０のアルケニルであり、このアルキルおよびアルケニルにおいて任意の水素はフッ素で置き換えられてもよく、任意の−ＣＨ2−は−Ｏ−で置き換えられてもよく；環Ｄ１、環Ｄ２、および環Ｄ３は独立して、１，４−シクロヘキシレン、ピリミジン−２，５−ジイル、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；Ｚ１０は、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯＯ−、−（ＣＨ2）2−、−ＣＨ＝ＣＨ−、または単結合である。
【請求項１５】
請求項１３に記載の式（５）で表される化合物の群から選択される少なくとも１つの化合物をさらに含有する、請求項１２に記載の液晶組成物。
【請求項１６】
式（６）で表される化合物の群から選択される少なくとも１つの化合物をさらに含有する、請求項１２に記載の液晶組成物。
【請求項１７】
式（６）で表される化合物の群から選択される少なくとも１つの化合物をさらに含有する、請求項１３に記載の液晶組成物。
【請求項１８】
式（７）、（８）、（９）および（１０）のそれぞれで表される化合物の群から選択される少なくとも１つの化合物をさらに含有する、請求項１１に記載の液晶組成物。
これらの式において、Ｒ６は炭素数１〜１０のアルキル、炭素数２〜１０のアルケニルまたは炭素数２〜１０のアルキニルであり、アルキル、アルケニルおよびアルキニルにおいて任意の水素はフッ素で置き換えられてもよく、任意の−ＣＨ2−は−Ｏ−で置き換えられてもよく；Ｘ４はフッ素、塩素、−ＳＦ５、−ＯＣＦ3、−ＯＣＨＦ2、−ＣＦ3、−ＣＨＦ2、−ＣＨ2Ｆ、−ＯＣＦ2ＣＨＦ2、または−ＯＣＦ2ＣＨＦＣＦ3であり；環Ｅ１、環Ｅ２、環Ｅ３および環Ｅ４は独立して、１，４−シクロヘキシレン、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、ピリミジン−２，５−ジイル、テトラヒドロピラン−２，５−ジイル、１，４−フェニレン、ナフタレン−２，６−ジイル、任意の水素がフッ素または塩素で置き換えられた１，４−フェニレン、または任意の水素がフッ素または塩素で置き換えられたナフタレン−２，６−ジイルであり；Ｚ１１、Ｚ１２およびＺ１３は独立して、−（ＣＨ2）2−、−（ＣＨ2）4−、−ＣＯＯ−、−ＣＦ2Ｏ−、−ＯＣＦ2−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ２Ｏ−、または単結合である、ただし、環Ｅ１、環Ｅ２、環Ｅ３および環Ｅ４のいずれかが３−クロロ−５−フルオロ−１，４−フェニレンであるときには、Ｚ１１、Ｚ１２およびＺ１３は−ＣＦ2Ｏ−であることはなく；Ｌ１０およびＬ１１は独立して、水素またはフッ素である。
【請求項１９】
式（１１）で表される化合物の群から選択される少なくとも１つの化合物をさらに含有する、請求項１１に記載の液晶組成物。
これらの式において、Ｒ７は炭素数１〜１０のアルキル、炭素数２〜１０のアルケニルまたは炭素数２〜１０のアルキニルであり、アルキル、アルケニルおよびアルキニルにおいて任意の水素はフッ素で置き換えられてもよく、任意の−ＣＨ2−は−Ｏ−で置き換えられてもよく；Ｘ５は−Ｃ≡Ｎ、−Ｎ＝Ｃ＝Ｓ、または−Ｃ≡Ｃ−Ｃ≡Ｎであり；環Ｆ１、環Ｆ２および環Ｆ３は独立して、１，４−シクロヘキシレン、１，４−フェニレン、任意の水素がフッ素または塩素で置き換えられた１，４−フェニレン、ナフタレン−２，６−ジイル、任意の水素がフッ素または塩素で置き換えられたナフタレン−２，６−ジイル、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、テトラヒドロピラン−２，５−ジイル、またはピリミジン−２，５−ジイルであり；Ｚ１４は−（ＣＨ2）2−、−ＣＯＯ−、−ＣＦ2Ｏ−、−ＯＣＦ2−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ２Ｏ−、または単結合であり；Ｌ１２およびＬ１３は独立して、水素またはフッ素であり；ａａは０、１または２であり、ａｂは０または１であり、ａａ＋ａｂは０、１または２である。
【請求項２０】
少なくとも１つの酸化防止剤および／または紫外線吸収剤を含む請求項１１〜１９のいずれか１項に記載の液晶組成物。
【請求項２１】
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、請求項１１〜２０のいずれか１項に記載の液晶組成物。
【請求項２２】
光学的に等方性の液晶相が二色以上の回折光を示す、請求項１１〜２０のいずれか１項に記載の液晶組成物。
【請求項２３】
液晶組成物が、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℃である組成物にキラル剤を添加して得られるものである、請求項２１または２２に記載の液晶組成物。
【請求項２４】
液晶組成物が、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５〜１５０℃である組成物にキラル剤を添加して得られるものである、請求項２１または２２に記載の液晶組成物。
【請求項２５】
液晶組成物が、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℃である組成物にキラル剤を添加して得られるものである、請求項２１または２２に記載の液晶組成物。
【請求項２６】
液晶組成物の全重量に対して、キラル剤の割合が１〜４０重量％である、請求項１１〜２５のいずれか１項に記載の液晶組成物。
【請求項２７】
液晶組成物の全重量に対して、キラル剤の割合が５〜１５重量％である、請求項１１〜２５のいずれか１項に記載の液晶組成物。
【請求項２８】
７０〜−２０℃のいずれかの温度においてカイ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２６または２７に記載の液晶組成物。
【請求項２９】
キラル剤が、式（Ｋ１）〜（Ｋ５）のそれぞれで表される化合物の群から選択される少なくとも１つの化合物を含む、請求項２６〜２８のいずれか１項に記載の液晶組成物。
（式（Ｋ１）〜（Ｋ５）中、ＲＫは独立に、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、このアルキル中の任意の−ＣＨ２−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、このアルキル中の任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく；Ａは独立に、芳香族性あるいは非芳香族性の３ないし８員環、または、炭素数９以上の縮合環であり、これらの環の任意の水素がハロゲン、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、環の−ＣＨ２−は−Ｏ−、−Ｓ−または−ＮＨ−で置き換えられてもよく、−ＣＨ＝は−Ｎ＝で置き換えられてもよく；Ｂは独立して、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、芳香族性または非芳香族性の３から８員環、または炭素数９以上の縮合環であり、これらの環の任意の水素がハロゲン、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、−ＣＨ２−は−Ｏ−、−Ｓ−または−ＮＨ−で置き換えられてもよく、−ＣＨ＝は−Ｎ＝で置き換えられてもよく；Ｚは独立に、単結合、炭素数１〜８のアルキレンであるが、任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＳＯ−、−ＯＣＳ−、−Ｎ＝Ｎ−、−ＣＨ＝Ｎ−、−Ｎ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく；
Ｘは単結合、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、または−ＣＨ２ＣＨ２−であり；
ｍＫは１〜４の整数である。）
【請求項３０】
キラル剤が、式（Ｋ２−１）〜（Ｋ２−８）、（Ｋ４−１）〜（Ｋ４−６）および（Ｋ５−１）〜（Ｋ５−３）のそれぞれで表される化合物の群から選択される少なくとも１つの化合物を含む、請求項２６〜２８のいずれか１項に記載の液晶組成物。
（ＲＫは独立に、炭素数３〜１０のアルキルであり、このアルキル中の環に隣接する−ＣＨ２−は−Ｏ−で置き換えられてもよく、任意の−ＣＨ２−は、−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられてもよい。）
【請求項３１】
請求項１１〜３０のいずれか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３２】
重合性モノマーが光重合性モノマーまたは熱重合性モノマーである、請求項３１に記載の混合物。
【請求項３３】
請求項３１または３２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３４】
請求項３１または３２に記載の混合物を非液晶等方相または光学的に等方性の液晶相で重合させて得られる、請求項３３に記載の高分子／液晶複合材料。
【請求項３５】
高分子／液晶複合材料に含まれる高分子がメソゲン部位を有する、請求項３３または３４に記載の高分子／液晶複合材料。
【請求項３６】
高分子／液晶複合材料に含まれる高分子が架橋構造を有する、請求項３３〜３５のいずれかに記載の高分子／液晶複合材料。
【請求項３７】
液晶組成物の割合が６０〜９９重量％であり、高分子の割合が１〜４０重量％である、請求項３３〜３６のいずれか１項に記載の高分子／液晶複合材料。
【請求項３８】
一方または両方の面に電極が配置され、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２６〜３０のいずれか１項に記載の液晶組成物または請求項３３〜３７のいずれか１項に記載の高分子／液晶複合材料である光素子。
【請求項３９】
一方または両方の面に電極が配置され、少なくとも一方が透明な一組の基板、基板間に配置された液晶媒体、および基板の外側に配置された偏光板を有し、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２６〜３０のいずれか１項に記載の液晶組成物または請求項３３〜３７のいずれか１項に記載の高分子／液晶複合材料である光素子。
【請求項４０】
一組の基板の少なくとも一方の基板上において、少なくとも２方向に電界を印加できるように電極が構成されている請求項３９に記載の光素子。
【請求項４１】
互いに平行に配置された一組の基板の一方または両方に、少なくとも２方向に電界を印加できるように電極が構成されている請求項３９に記載の光素子。
【請求項４２】
電極がマトリックス状に配置されて、画素電極を構成し、各画素がアクティブ素子を備え、このアクティブ素子が薄膜トランジスター（ＴＦＴ）である請求項３８〜４１のいずれか１項に記載の光素子。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１１−１３４２（Ｐ２０１１−１３４２Ａ）
【公開日】平成２３年１月６日（２０１１．１．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−９４８２４（Ｐ２０１０−９４８２４）
【出願日】平成２２年４月１６日（２０１０．４．１６）
【出願人】（０００００２０７１）チッソ株式会社 (658)
【出願人】（５９６０３２１００）チッソ石油化学株式会社 (309)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１月６日（２０１１．１．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年４月１６日（２０１０．４．１６）
【出願人】（０００００２０７１）チッソ株式会社 (658)
【出願人】（５９６０３２１００）チッソ石油化学株式会社 (309)
【Ｆターム（参考）】
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