液晶組成物および液晶素子
【課題】 電気複屈折が大きい、すなわち駆動電圧が低い液晶材料を提供する。また、大きなカー係数を発現する光学的に等方性の液晶材料を提供する。
【解決手段】 ジフルオロアルケニルを有する化合物とアルケニルを有する化合物からなる群から選ばれる１種以上の化合物からなる液晶成分Ａを含む液晶成分とキラル剤とを有し、前記液晶成分中、環構造を３つ以上有する化合物の合計の含有量が１５重量％以上である、光学的等方性液晶組成物。
【解決手段】 ジフルオロアルケニルを有する化合物とアルケニルを有する化合物からなる群から選ばれる１種以上の化合物からなる液晶成分Ａを含む液晶成分とキラル剤とを有し、前記液晶成分中、環構造を３つ以上有する化合物の合計の含有量が１５重量％以上である、光学的等方性液晶組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶組成物およびその液晶組成物を用いた液晶素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
ネマチック液晶材料における等方相（以下「非液晶等方相」ということがある。）と同様に、光学的に等方性の液晶相の一種であるブルー相においても電気複屈折値（等方性媒体に電界を印加した時に誘起される複屈折値）ΔｎＥが電場Ｅの二乗に比例する現象であるカー効果［ΔｎＥ＝ＫλＥ２（Ｋ：カー係数（カー定数）、λ：波長）］が観測される。
【０００３】
近年、ブルー相などの光学的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１〜１１、非特許文献１〜３）。さらにこのモードの表示素子への応用のみならず、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、光ヘッド装置などへの応用が提案されている（特許文献６、１０、１１）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−３２７９６６
【特許文献２】国際公開２００５／９０５２０
【特許文献３】特開２００５−３３６４７７
【特許文献４】特開２００６−８９６２２
【特許文献５】特開２００６−２９９０８４
【特許文献６】国際公開２００５／０８０５２９
【特許文献７】特表２００５−５３７５２０
【特許文献８】特表２００６−５０６４７７
【特許文献９】特表２００７−５０３４８７
【特許文献１０】特開２００５−１５７１０９
【特許文献１１】特開２００６−１２７７０７
【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)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
電気複屈折が大きい、すなわち駆動電圧が低い液晶材料が求められている。また、大きなカー係数を発現する光学的に等方性の液晶材料が求められていた。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、鋭意研究の結果、アルケニルやジフルオロアルケニルを有する化合物を含む液晶成分とキラル剤を有する光学的等方性液晶組成物等を見出した。
【０００７】
［１］ 一般式（１−１）または（１−２）で表される１種以上の化合物からなる液晶成分Ａを含む液晶成分とキラル剤とを有し、
前記液晶成分中、環構造を３つ以上有する化合物の合計の含有量が１５重量％以上である、光学的等方性液晶組成物。
【化１４】
（式（１−１）および（１−２）中、Ｒ1は炭素数２〜２０のアルケニルであり、このアルケニル中の任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、このアルケニル中の任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく；環Ａ１、環Ａ２、環Ａ３および環Ａ4はそれぞれ独立して、ベンゼン環、ナフタレン環、シクロヘキセン環、ビシクロオクタン環またはシクロヘキサン環であり、これらの環中の任意の水素がハロゲンで置き換えられてもよく、環中の任意の−ＣＨ２−は−Ｏ−または−Ｓ−で置き換えられてもよく、環中の任意の−ＣＨ＝は−Ｎ＝で置き換えられてもよく；Ｚ０は単結合、炭素数１〜２０のアルキレンであり、このアルキレン中の任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＳＯ−、−ＯＣＳ−、−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；Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３およびＺ４はそれぞれ独立して、単結合、炭素数１〜４のアルキレンであり、このアルキレン中の任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＳＯ−、−ＯＣＳ−、−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；Ｌ1およびＬ２はそれぞれ独立して、水素またはハロゲンであり；Ｘ１はハロゲン、−Ｃ≡Ｎ、−Ｎ＝Ｃ＝Ｓ、−Ｃ≡Ｃ−Ｃ≡Ｎ、−ＳＦ５、−ＣＨＦ２、−ＣＦ３、−ＣＦ２ＣＨ２Ｆ、−ＣＦ２ＣＨＦ２、−ＣＦ２ＣＦ３、−（ＣＦ２）３−Ｆ、−ＣＦ２ＣＨＦＣＦ３、−ＣＨＦＣＦ２ＣＦ３、−（ＣＦ２）４−Ｆ、−（ＣＦ２）５−Ｆ、−ＯＣＨＦ２、−ＯＣＦ３、−ＯＣＦ２ＣＨ２Ｆ、−ＯＣＦ２ＣＨＦ２、−ＯＣＨ２ＣＦ３、−ＯＣＦ２ＣＦ３、−Ｏ−（ＣＦ２）３−Ｆ、−ＯＣＦ２ＣＨＦＣＦ３、−ＯＣＨＦＣＦ２ＣＦ３、−Ｏ−（ＣＦ２）４−Ｆ、−Ｏ−（ＣＦ２）５−Ｆ、−ＣＨ＝ＣＦ２、−ＣＨ＝ＣＨＣＦ３、または−ＣＨ＝ＣＨＣＦ２ＣＦ３であり；ｌ、ｍ、ｎおよびｏはそれぞれ独立して、０または１である。）
［２］ 一般式（１−１）または（１−２）で表される１種以上の化合物からなる液晶成分Ａを含む液晶成分とキラル剤とを有し、
前記液晶成分中、液晶成分Ａの含有量が１５重量％以上である、
光学的等方性液晶組成物。
【化１５】
（式（１−１）および（１−２）中、Ｒ1は炭素数２〜２０のアルケニルであり、このアルケニル中の任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、このアルケニル中の任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく；環Ａ１、環Ａ２、環Ａ３および環Ａ4はそれぞれ独立して、ベンゼン環、ナフタレン環、シクロヘキセン環、ビシクロオクタン環またはシクロヘキサン環であり、これらの環中の任意の水素がハロゲンで置き換えられてもよく、環中の任意の−ＣＨ２−は−Ｏ−または−Ｓ−で置き換えられてもよく、環中の任意の−ＣＨ＝は−Ｎ＝で置き換えられてもよく；Ｚ０は単結合、炭素数１〜２０のアルキレンであり、このアルキレン中の任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＳＯ−、−ＯＣＳ−、−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；Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３およびＺ４はそれぞれ独立して、単結合、炭素数１〜４のアルキレンであり、このアルキレン中の任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＳＯ−、−ＯＣＳ−、−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；Ｌ1およびＬ２はそれぞれ独立して、水素またはハロゲンであり；Ｘ１はハロゲン、−Ｃ≡Ｎ、−Ｎ＝Ｃ＝Ｓ、−Ｃ≡Ｃ−Ｃ≡Ｎ、−ＳＦ５、−ＣＨＦ２、−ＣＦ３、−ＣＦ２ＣＨ２Ｆ、−ＣＦ２ＣＨＦ２、−ＣＦ２ＣＦ３、−（ＣＦ２）３−Ｆ、−ＣＦ２ＣＨＦＣＦ３、−ＣＨＦＣＦ２ＣＦ３、−（ＣＦ２）４−Ｆ、−（ＣＦ２）５−Ｆ、−ＯＣＨＦ２、−ＯＣＦ３、−ＯＣＦ２ＣＨ２Ｆ、−ＯＣＦ２ＣＨＦ２、−ＯＣＨ２ＣＦ３、−ＯＣＦ２ＣＦ３、−Ｏ−（ＣＦ２）３−Ｆ、−ＯＣＦ２ＣＨＦＣＦ３、−ＯＣＨＦＣＦ２ＣＦ３、−Ｏ−（ＣＦ２）４−Ｆ、−Ｏ−（ＣＦ２）５−Ｆ、−ＣＨ＝ＣＦ２、−ＣＨ＝ＣＨＣＦ３、または−ＣＨ＝ＣＨＣＦ２ＣＦ３であり；ｌ、ｍ、ｎおよびｏはそれぞれ独立して、０または１であり、ｌ＋ｍ＋ｎ＋ｏ≧２である。）
［３］ 一般式（１−１）または（１−２）で表される１種以上の化合物からなる液晶成分Ａを含む液晶成分とキラル剤とを有し、
前記液晶成分中、(１−１)または（１−２）式において、ｌ＋ｍ＋ｎ＋ｏ≧２で表される化合物の含有量が１５重量％以上であり、ｌ＋ｍ＋ｎ＋ｏ＝１で表される化合物の含有量が０．１〜８５重量％である、
光学的等方性液晶組成物。
【化１６】
（式（１−１）および（１−２）中、Ｒ1は炭素数２〜２０のアルケニルであり、このアルケニル中の任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、このアルケニル中の任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく；環Ａ１、環Ａ２、環Ａ３および環Ａ4はそれぞれ独立して、ベンゼン環、ナフタレン環、シクロヘキセン環、ビシクロオクタン環またはシクロヘキサン環であり、これらの環中の任意の水素がハロゲンで置き換えられてもよく、環中の任意の−ＣＨ２−は−Ｏ−または−Ｓ−で置き換えられてもよく、環中の任意の−ＣＨ＝は−Ｎ＝で置き換えられてもよく；Ｚ０は単結合、炭素数１〜２０のアルキレンであり、このアルキレン中の任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＳＯ−、−ＯＣＳ−、−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；Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３およびＺ４はそれぞれ独立して、単結合、炭素数１〜４のアルキレンであり、このアルキレン中の任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＳＯ−、−ＯＣＳ−、−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；Ｌ1およびＬ２はそれぞれ独立して、水素またはハロゲンであり；Ｘ１はハロゲン、−Ｃ≡Ｎ、−Ｎ＝Ｃ＝Ｓ、−Ｃ≡Ｃ−Ｃ≡Ｎ、−ＳＦ５、−ＣＨＦ２、−ＣＦ３、−ＣＦ２ＣＨ２Ｆ、−ＣＦ２ＣＨＦ２、−ＣＦ２ＣＦ３、−（ＣＦ２）３−Ｆ、−ＣＦ２ＣＨＦＣＦ３、−ＣＨＦＣＦ２ＣＦ３、−（ＣＦ２）４−Ｆ、−（ＣＦ２）５−Ｆ、−ＯＣＨＦ２、−ＯＣＦ３、−ＯＣＦ２ＣＨ２Ｆ、−ＯＣＦ２ＣＨＦ２、−ＯＣＨ２ＣＦ３、−ＯＣＦ２ＣＦ３、−Ｏ−（ＣＦ２）３−Ｆ、−ＯＣＦ２ＣＨＦＣＦ３、−ＯＣＨＦＣＦ２ＣＦ３、−Ｏ−（ＣＦ２）４−Ｆ、−Ｏ−（ＣＦ２）５−Ｆ、−ＣＨ＝ＣＦ２、−ＣＨ＝ＣＨＣＦ３、または−ＣＨ＝ＣＨＣＦ２ＣＦ３であり；ｌ、ｍ、ｎおよびｏはそれぞれ独立して、０または１である。）
［４］ 一般式（１−１）または（１−２）で表される１種以上の化合物からなる液晶成分Ａ、および、一般式（１−３）で表される１種以上の化合物からなる液晶成分Ｂを含む液晶成分とキラル剤とを有し、
前記液晶成分中、液晶成分Ｂの含有量が１５〜９９．５重量％以上である、
光学的等方性液晶組成物。
【化１７】
（式（１−１）および（１−２）中、Ｒ1は炭素数２〜２０のアルケニルであり、このアルケニル中の任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、このアルケニル中の任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく；環Ａ１、環Ａ２、環Ａ３および環Ａ4はそれぞれ独立して、ベンゼン環、ナフタレン環、シクロヘキセン環、ビシクロオクタン環またはシクロヘキサン環であり、これらの環中の任意の水素がハロゲンで置き換えられてもよく、環中の任意の−ＣＨ２−は−Ｏ−または−Ｓ−で置き換えられてもよく、環中の任意の−ＣＨ＝は−Ｎ＝で置き換えられてもよく；Ｚ０は単結合、炭素数１〜２０のアルキレンであり、このアルキレン中の任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＳＯ−、−ＯＣＳ−、−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；Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３およびＺ４はそれぞれ独立して、単結合、炭素数１〜４のアルキレンであり、このアルキレン中の任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＳＯ−、−ＯＣＳ−、−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；Ｌ1およびＬ２はそれぞれ独立して、水素またはハロゲンであり；Ｘ１はハロゲン、−Ｃ≡Ｎ、−Ｎ＝Ｃ＝Ｓ、−Ｃ≡Ｃ−Ｃ≡Ｎ、−ＳＦ５、−ＣＨＦ２、−ＣＦ３、−ＣＦ２ＣＨ２Ｆ、−ＣＦ２ＣＨＦ２、−ＣＦ２ＣＦ３、−（ＣＦ２）３−Ｆ、−ＣＦ２ＣＨＦＣＦ３、−ＣＨＦＣＦ２ＣＦ３、−（ＣＦ２）４−Ｆ、−（ＣＦ２）５−Ｆ、−ＯＣＨＦ２、−ＯＣＦ３、−ＯＣＦ２ＣＨ２Ｆ、−ＯＣＦ２ＣＨＦ２、−ＯＣＨ２ＣＦ３、−ＯＣＦ２ＣＦ３、−Ｏ−（ＣＦ２）３−Ｆ、−ＯＣＦ２ＣＨＦＣＦ３、−ＯＣＨＦＣＦ２ＣＦ３、−Ｏ−（ＣＦ２）４−Ｆ、−Ｏ−（ＣＦ２）５−Ｆ、−ＣＨ＝ＣＦ２、−ＣＨ＝ＣＨＣＦ３、または−ＣＨ＝ＣＨＣＦ２ＣＦ３；ｌ、ｍ、ｎおよびｏはそれぞれ独立して、０または１である。）
【化１８】
（一般式（１−３）において、Ｒ２は水素、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−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；環Ａ１、環Ａ２、環Ａ３および環Ａ4は独立して、ベンゼン環、ナフタレン環、シクロヘキセン環、ビシクロオクタン環、またはシクロヘキサン環であり、これらの環中の任意の水素がハロゲンで置き換えられてもよく、環中の任意の−ＣＨ２−は−Ｏ−または−Ｓ−で置き換えられてもよく、環中の任意の−ＣＨ＝は−Ｎ＝で置き換えられてもよく；Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３およびＺ４は独立して、単結合、炭素数１〜４のアルキレンであり、このアルキレン中の任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＳＯ−、−ＯＣＳ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、このアルキレン中の任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく；Ｌ1およびＬ２はそれぞれ独立して、水素またはハロゲンであり；Ｘ１はハロゲン、−Ｃ≡Ｎ、−Ｎ＝Ｃ＝Ｓ、−Ｃ≡Ｃ−Ｃ≡Ｎ、−ＳＦ５、−ＣＨＦ２、−ＣＦ３、−ＣＦ２ＣＨ２Ｆ、−ＣＦ２ＣＨＦ２、−ＣＦ２ＣＦ３、−（ＣＦ２）３−Ｆ、−ＣＦ２ＣＨＦＣＦ３、−ＣＨＦＣＦ２ＣＦ３、−（ＣＦ２）４−Ｆ、−（ＣＦ２）５−Ｆ、−ＯＣＨＦ２、−ＯＣＦ３、−ＯＣＦ２ＣＨ２Ｆ、−ＯＣＦ２ＣＨＦ２、−ＯＣＨ２ＣＦ３、−ＯＣＦ２ＣＦ３、−Ｏ−（ＣＦ２）３−Ｆ、−ＯＣＦ２ＣＨＦＣＦ３、−ＯＣＨＦＣＦ２ＣＦ３、−Ｏ−（ＣＦ２）４−Ｆ、−Ｏ−（ＣＦ２）５−Ｆ、−ＣＨ＝ＣＦ２、−ＣＨ＝ＣＨＣＦ３、または−ＣＨ＝ＣＨＣＦ２ＣＦ３；ｌおよびｍは独立して、０または１である。）
【０００８】
［５］ 液晶成分が、さらに、一般式（１−１）〜（１−３）で表される化合物以外の化合物であり、２以上の誘電率異方性を有する化合物からなる液晶成分Ｃ、および、一般式（１−１）〜（１−３）で表される化合物以外の化合物であり、−２以上かつ２未満の誘電率異方性を有する化合物からなる液晶成分Ｄを含み
前記液晶成分中、液晶成分Ｃの含有量が０．１〜８４．５重量％であり、液晶成分Ｄの含有量が０〜８４．５重量％である、
［１］〜［４］のいずれかに記載の光学的等方性液晶組成物。
［６］ 液晶成分Ａ中、一般式（１−１）で表される化合物の含有量が５〜８５重量％である、［１］〜［５］のいずれかに記載の光学的等方性液晶組成物。
［７］ 液晶成分中、液晶成分Ａの含有量が４０〜８５重量％である、［１］〜［６］のいずれかに記載の光学的等方性液晶組成物。
［８］ 液晶成分中、液晶成分Ａの含有量が７０〜８５重量％である、［１］〜［６］のいずれかに記載の光学的等方性液晶組成物。
［９］ 光学的等方性液晶組成物中、液晶成分Ａの含有量が７０〜８４重量％である、［１］〜［８］のいずれかに記載の光学的等方性液晶組成物。
［１０］ 一般式（１−２）中のＲ1が、下記式（ＣＨＮ−１）〜（ＣＨＮ−１２）からなる群から選ばれるいずれかで表される、［１］〜［９］のいずれかに記載の光学的等方性液晶組成物。
【化１９】
（式（ＣＨＮ−１）〜（ＣＨＮ−１２）中、Ｒ1ａはそれぞれ独立して水素または炭素数１〜１０のアルキルである。）
［１１］ 一般式（１−１）〜（１−３）中の環Ａ１、環Ａ２、環Ａ３および環Ａ4がそれぞれ独立して、下記式（ＲＧ−１）〜（ＲＧ−９）のいずれか１つで表される［１］〜［１０］に記載の光学的等方性液晶組成物。
【化２０】
［１２］
液晶成分Ｃが、一般式（２）で表される化合物を含有する、［５］〜［１１］のいずれかに記載の光学的等方性液晶組成物。
【化２１】
（式中、Ｒ２は炭素数１〜１０のアルキルまたは炭素数２〜１０のアルキニルであり、アルキ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；Ｘ２はフッ素、塩素、−ＳＦ５、−ＯＣＦ3、−ＯＣＨＦ2、−ＣＦ3、−ＣＨＦ2、−ＣＨ2Ｆ、−ＯＣＦ2ＣＨＦ2、または−ＯＣＦ2ＣＨＦＣＦ3であり；環Ｂ１は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、ピペリジン−１，４−ジイル、１，４−フェニレン、ナフタレン−２，６−ジイル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１，４−フェニレン、ナフタレン−２，６−ジイルであり；Ｚ５は−（ＣＨ2）2−、−（ＣＨ2）4−、−ＣＯＯ−、−ＣＦ2Ｏ−、−ＯＣＦ2−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ２Ｏ−または単結合であり；Ｌ３およびＬ４は独立して、水素またはフッ素である。）
【０００９】
［１３］ 液晶成分Ｃが、一般式（６）で表される化合物の群から選択される少なくとも１つの化合物を含有する、［５］〜［１１］のいずれかに記載の光学的等方性液晶組成物。
【化２２】
（式中、Ｒ３は炭素数１〜１０のアルキルであり、アルキ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は、１，４−シクロヘキシレン、１，４−フェニレン、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、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−ジイルであり；Ｚ８は−（ＣＨ2）2−、−ＣＯＯ−、−ＣＦ2Ｏ−、−ＯＣＦ2−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ２Ｏ−、または単結合であり；Ｌ５およびＬ６は独立して、水素またはフッ素である。）
［１４］ 液晶成分Ｄが、一般式（７）〜（９）で表される化合物からなる群から選択される少なくとも１つの化合物を含有する、［５］〜［１３］のいずれかに記載の光学的等方性液晶組成物。
【化２３】
（式中、Ｒ４およびＲ５はそれぞれ独立して、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、アルキルおよびアルケニル中の任意の１つの水素は１つのフッ素で置き換えられてもよく、アルキルおよびアルケニル中の任意の−ＣＨ2−は−Ｏ−で置き換えられてもよく；環Ｄ１、環Ｄ２および環Ｄ３はそれぞれ独立して、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；Ｚ９およびＺ１０はそれぞれ独立して、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯＯ−、−（ＣＨ2）2−、−ＣＨ＝ＣＨ−または単結合である。）
［１５］ 液晶成分において、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［１］〜［１４］のいずれかに記載の光学的等方性液晶組成物。
［１６］ 液晶組成物の全重量に対して、キラル剤を１〜４０重量％含む、［１］〜［１５］のいずれかに記載の光学的等方性液晶組成物。
［１７］ 液晶組成物の全重量に対して、キラル剤を５〜１５重量％含む、［１］〜［１５］のいずれかに記載の光学的等方性液晶組成物。
【００１０】
［１８］ キラル剤が、下記式（Ｋ１）〜（Ｋ５）のいずれかで表される化合物を１種以上含む、［１］〜［１７］のいずれかに記載の光学的等方性液晶組成物。
【化２４】
（式（Ｋ１）〜（Ｋ５）中、ＲＫ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はそれぞれ独立して、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、これらの環中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、これらの環中のＣＨ２−は−Ｏ−、−Ｓ−または−ＮＨ−で置き換えられてもよく、これらの環中のＣＨ＝は−Ｎ＝で置き換えられてもよく；Ｚはそれぞれ独立して、単結合または炭素数１〜８のアルキレンであるが、アルキレン中の任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＳＯ−、−ＯＣＳ−、−Ｎ＝Ｎ−、−ＣＨ＝Ｎ−、−Ｎ＝ＣＨ−、−Ｎ（Ｏ）＝Ｎ−、−Ｎ＝Ｎ（Ｏ）−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、アルキレン中の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−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＣＦ２Ｏ−または−ＣＨ２ＣＨ２−であり；ｍＫは１〜４の整数である。）
［１９］ キラル剤が、下記式（Ｋ２−１）〜（Ｋ２−８）および（Ｋ５−１）〜（Ｋ５−３）のいずれかで表される化合物を１種以上含む、［１］〜［１７］のいずれかに記載の光学的等方性液晶組成物。
【化２５】
【化２６】
（式（Ｋ２−１）〜（Ｋ２−８）および（Ｋ５−１）〜（Ｋ５−３）中、ＲＫはそれぞれ独立して、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、アルキル中の任意の−ＣＨ２−は、−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられてもよい。）
【００１１】
［２０］ 酸化防止剤および紫外線吸収剤からなる群から選ばれる１以上をさらに含む、［１］〜［１９］のいずれかに記載の光学的等方性液晶組成物。
［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、［１］〜［２０］のいずれかに記載の光学的等方性液晶組成物。
［２２］ 光学的に等方性の液晶相が二色以上の回折光を示す、［１］〜［２０］のいずれかに記載の光学的等方性液晶組成物。
［２３］ −２０℃〜７０℃の温度においてキラルネマチック相を示し、この温度範囲の少なくとも一部において螺旋ピッチが７００ｎｍ以下である、［１］〜［２２］のいずれか記載の光学的等方性液晶組成物。
【００１２】
［２４］ ［１］〜［２３］のいずれかに記載の光学的等方性液晶組成物と、重合性モノマーとを含む混合物。
［２５］ 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、［２４］に記載の混合物。
［２６］ ［２４］または［２５］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。
［２７］ ［２４］または［２５］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、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。
［２８］ 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、［２６］または「２７」に記載の高分子／液晶複合材料。
［２９］ 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、［２６］〜［２８］のいずれかに記載の高分子／液晶複合材料。
［３０］ 液晶組成物を６０〜９９重量％、高分子を１〜４０重量％含む、［２６］〜［２９］のいずれかに記載の高分子／液晶複合材料。
【００１３】
［３１］ 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組成物または高分子／液晶複合材料、および電極を介して液晶組成物または高分子／液晶複合材料に電界を印加する電界印加手段を備えた液晶素子であって、前記液晶組成物が、［１］〜［２３］のいずれかに記載の液晶組成物であり、前記高分子／液晶複合材料が［２６］〜［３０］のいずれかに記載の高分子／液晶複合材料である液晶素子。
［３２］ 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組成物または高分子／液晶複合材料、および基板の外側に配置された偏光板を有し、電極を介して液晶組成物または高分子／液晶複合材料に電界を印加する電界印加手段を備えた液晶素子であって、前記液晶組成物が、［１］〜［２３］のいずれかに記載の液晶組成物であり、前記高分子／液晶複合材料が［２６］〜［３０］のいずれかに記載の高分子／液晶複合材料である液晶素子。
［３３］ 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［３１］または［３２］に記載の液晶素子。
［３４］ 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［３１］または［３２］に記載の液晶素子。
［３５］ 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［３１］〜［３４］のいずれかに記載の液晶素子。
【００１４】
本明細書中、「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。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。
【００１５】
本明細書中、「液晶素子」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。ネマチック相の上限温度はネマチック相−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。ネマチック相の下限温度を単に下限温度と略すことがある。
【００１６】
本明細書中、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。化学式において、六角形で囲んだＡ、Ｂなどの記号はそれぞれ環構造Ａ、環構造Ｂなどに対応する。これらは、「環Ａ」、「環Ｂ」と略すことがある。「環構造」とは、環状の基を言い、ベンゼン環、ナフタレン環、シクロヘキセン環、ビシクロオクタン環またはシクロヘキサン環などを含む。ここで、ナフタレン環のような縮合多環炭化水素やビシクロオクタン環のような橋かけ環炭化水素などの複数の環を含む環構造も、環構造としては１つと数える。
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。
【００１７】
「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。
【００１８】
また、本明細書中、特に言及しない限り、「％」は「重量％」を意味する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の好ましい態様に係る光学的に等方性の液晶組成物および高分子／液晶複合材料は、比較的大きなカー係数を発現する。本発明の好ましい態様に係る光学的に等方性の液晶組成物および高分子／液晶複合材料は、応答速度が速い。本発明の好ましい態様に係る光学的に等方性の液晶組成物および高分子／液晶複合材料は、広い温度範囲使用できる。
そして、本発明の好ましい態様に係る光学的に等方性の液晶組成物および高分子／液晶複合材料は、これらの効果に基づいて表示素子等の液晶素子等に好適に用いることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
１ 本発明の光学的等方性液晶組成物
本発明の第１の態様は、光学的に等方性の液晶相で駆動される液晶素子に用いることのできる液晶組成物であり、光学的等方性の液晶相を発現する組成物である。
本発明の光学的等方性液晶組成物は、ジフルオロアルケニルを有する上記式（１−１）で表される化合物またはアルケニルを有する上記式（１−２）で表される化合物からなる液晶成分Ａを含む液晶成分とキラル剤とを有する液晶組成物である。前記液晶成分Ａを含む液晶成分には、環構造を３つ以上有する化合物が合計１５重量％以上含まれる。液晶相の上限範囲および駆動電圧の観点から当該環構造を３つ以上有する化合物は好ましくは３０重量％以上であり、より好ましくは５０重量％以上である。
一般的に、これらの式（１−１）または（１−２）で表される化合物は、Δｎ×Δε×Ｋ３３／Ｋ１１の値を大きくすることにより、カー係数を大きくすることができるので、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。したがって、一般的に、光学的等方性液晶組成物中に可能な限り含有させることが好ましい。
なお、式（１−１）と（１−２）で表される化合物は、これらの構造式において左の末端に二重結合を有するが、重合性モノマーとしては作用しない。
【００２１】
本発明の液晶組成物に含まれる化合物は、一般的に、公知の方法、例えば必要な成分を高温度下で反応させる方法などにより合成される。
また、本発明に使用される液晶組成物を構成する化合物の各元素は、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限り使用できる。
【００２２】
１．１ 光学的に等方性の液晶相
本発明の液晶組成物は光学的に等方性である。ここで、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。
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。
【００２３】
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、本明細書において、ブルー相は光学的に等方性の液晶相に包含される。
【００２４】
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。
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。
【００２５】
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。
【００２６】
なお、本発明の液晶組成物において、光学的に等方性の性質を示す温度範囲は、ネマチック相またはキラルネマチック相と等方相と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、これにカイ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。
【００２７】
本発明の光学的等方性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、単に「ピッチ」ということがある）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以下であることが特に好ましい。
【００２８】
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、所望の光学特性（透過率、回折波長など）が満たされる限り、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。
【００２９】
また、本明細書において、「非液晶等方相」とは一般的に定義される等方相、すなわち、無秩序相であり、局所的な秩序パラメーターがゼロでない領域が生成したとしても、その原因がゆらぎによるものである等方相である。たとえばネマチック相の高温側に発現する等方相は、本明細書では非液晶等方相に該当する。本明細書におけるキラルな液晶についても、同様の定義があてはまるものとする。
【００３０】
１．２ 液晶成分Ａ
本発明の光学的等方性液晶組成物は、ジフルオロアルケニルを有する化合物（１−１）またはアルケニルを有する化合物（１−２）からなる液晶成分Ａを必須成分とする。
液晶成分Ａは、式（１−１）もしくは式（１−２）のどちらか一方で表される化合物だけからなる構成であっても、式（１−１）で表される化合物と式（１−２）で表される化合物とを含む構成であってもよい。
【００３１】
（１） 化合物（１−１）および化合物（１−２）
上記式（１−２）において、Ｒ1は炭素数２〜２０のアルケニルであり、このアルケニル中の任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、このアルキル基中の任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよい。
【００３２】
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は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。
【００３３】
Ｒ１は炭素数２〜２０のアルケニルの中でも、上記式（ＣＨＮ−１）〜（ＣＨＮ−１２）で表される基が好ましい。
【００３４】
また、式（１−２）中において、環Ａ１が芳香族である場合は、Ｒ１は式（ＣＨＮ−３）、（ＣＨＮ−４）、および（ＣＨＮ−６）〜（ＣＨＮ−８）からなる群から選ばれるいずれか１つで表される基であることが好ましい。他方、環Ａ１が非芳香族である場合は、Ｒ１は式（ＣＨＮ−１）〜（ＣＨＮ−６）からなる群から選ばれるいずれか１つで表される基であることが好ましい。
【００３５】
上記式（１−１）および（１−２）において、環Ａ１、環Ａ２、環Ａ３および環Ａ4は独立して、ベンゼン環、ナフタレン環、シクロヘキセン環、ビシクロオクタン環、またはシクロヘキサン環であり、これらの環の任意の水素がハロゲンで置き換えられてもよく、環の−ＣＨ２−は−Ｏ−または−Ｓ−で置き換えられてもよく、−ＣＨ＝は−Ｎ＝で置き換えられてもよい。
【００３６】
環Ａ１、環Ａ２、環Ａ３および環Ａ４は、それぞれ独立して、上記式（ＲＧ−１）〜（ＲＧ−９）からなる群から選ばれるいずれか１つで表される環であることが好ましい。
これらの環の中でも、環Ａ１、環Ａ２、環Ａ３および環Ａ４は、それぞれ独立して、上記式（ＲＧ−１）、（ＲＧ−３）、（ＲＧ−４）、（ＲＧ−５）または（ＲＧ−８）で表される環であることが好ましい。
【００３７】
上記式（１−１）において、Ｚ０は単結合、炭素数１〜２０のアルキレンであり、このアルキレン中の任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＳＯ−、−ＯＣＳ−、−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い。
【００３８】
式（１−１）において、環Ａ１が芳香族の場合は、Ｚ０は炭素数２、４、６もしくは８のアルキレンまたはアルケニレン（但し二重結合が環Ａ１と隣接することはない）が好ましい。他方、式（１−１）において、環Ａ１が非芳香族の場合は、Ｚ０は炭素数２、４、６、８のアルキレンまたはアルケニレンが好ましい。
【００３９】
上記式（１−１）および（１−２）において、Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３およびＺ４はそれぞれ独立して、単結合、炭素数１〜４のアルキレンであり、このアルキレン中の任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＳＯ−、−ＯＣＳ−、−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い。
【００４０】
Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３およびＺ４は、単結合、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯＯ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＣＨ２Ｏ−または−ＯＣＨ２−が好ましく、これらの中でも、単結合、−ＣＯＯ−または−ＣＦ２Ｏ−が好ましい。
また、これらの結合において、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−ＣＨ＝ＣＨ−（ＣＨ２）２−、および−（ＣＨ２）２−ＣＨ＝ＣＨ−等のような二重結合を有する結合基では、その立体配置はシスよりもトランスが好ましい。
【００４１】
上記式（１−１）および（１−２）において、Ｌ1およびＬ2はそれぞれ独立して、水素またはハロゲンである。これらの中でも、Ｌ1およびＬ2はそれぞれ独立して、水素またはフッ素であることが好ましい。
【００４２】
上記式（１−１）および（１−２）において、Ｘ１はハロゲン、−Ｃ≡Ｎ、−Ｎ＝Ｃ＝Ｓ、−Ｃ≡Ｃ−Ｃ≡Ｎ、−ＳＦ５、−ＣＨＦ２、−ＣＦ３、−ＣＦ２ＣＨ２Ｆ、−ＣＦ２ＣＨＦ２、−ＣＦ２ＣＦ３、−（ＣＦ２）３−Ｆ、−ＣＦ２ＣＨＦＣＦ３、−ＣＨＦＣＦ２ＣＦ３、−（ＣＦ２）４−Ｆ、−（ＣＦ２）５−Ｆ、−ＯＣＨＦ２、−ＯＣＦ３、−ＯＣＦ２ＣＨ２Ｆ、−ＯＣＦ２ＣＨＦ２、−ＯＣＨ２ＣＦ３、−ＯＣＦ２ＣＦ３、−Ｏ−（ＣＦ２）３−Ｆ、−ＯＣＦ２ＣＨＦＣＦ３、−ＯＣＨＦＣＦ２ＣＦ３、−Ｏ−（ＣＦ２）４−Ｆ、−Ｏ−（ＣＦ２）５−Ｆ、−ＣＨ＝ＣＦ２、−ＣＨ＝ＣＨＣＦ３、または−ＣＨ＝ＣＨＣＦ２ＣＦ３であり
【００４３】
好ましいＸ１の例は、フッ素、塩素、−Ｃ≡Ｎ、−Ｎ＝Ｃ＝Ｓ、−ＣＦ３、−ＣＨＦ２、−ＯＣＦ３および−ＯＣＨＦ２である。最も好ましいＸ１の例は、フッ素、塩素、−Ｃ≡Ｎ、−Ｎ＝Ｃ＝Ｓ、−ＣＦ３および−ＯＣＦ３である。
【００４４】
式（１−１）および（１−２）においてｌ、ｍ、ｎおよびｏは独立して、０または１である。
【００４５】
上記式（１−１）で表される化合物として、特に好ましいのは、下記式（１−１ａ）〜（１−１ｇ）で表される化合物である。
【化２７】
（式（１−１ａ）〜（１−１ｇ）中、Ｘ１はフッ素、塩素、−Ｃ≡Ｎ、−ＣＦ３、−ＣＨＦ２、−ＣＨ２Ｆ、−ＯＣＦ３、−ＯＣＨＦ２、−ＯＣＨ２Ｆまたは−Ｃ＝Ｃ−ＣＦ３であり、（Ｆ）は水素またはフッ素である。）
【００４６】
上記式（１−２）で表される化合物として、特に好ましいのは、下記式（１−２ａ）〜（１−２ｇ）で表される化合物である。
【化２８】
（式（１−２ａ）〜（１−２ｇ）中、Ｘ１はフッ素、塩素、−Ｃ≡Ｎ、−ＣＦ３、−ＣＨＦ２、−ＣＨ２Ｆ、−ＯＣＦ３、−ＯＣＨＦ２、−ＯＣＨ２Ｆまたは−Ｃ＝Ｃ−ＣＦ３であり、（Ｆ）は水素またはフッ素である。）
【００４７】
（２） 化合物（１−１）および（１−２）の性質
化合物（１−１）および（１−２）におけるｌ、ｍ、ｎ、およびｏの組み合わせ、環Ａ１〜Ａ４の種類、Ｚ０、末端基Ｒ１、末端のベンゼン環上の基およびその置換位置（Ｌ１、Ｌ２およびＸ１）、結合基Ｚ１〜Ｚ４等を適切に選択することによって、液晶成分Ａの透明点、屈折率異方性、誘電率異方性等の物性を調整することが可能である。
ｌ、ｍ、ｎおよびｏの組み合わせ、環Ａ１〜Ａ４、Ｚ０、末端基Ｒ１、末端基Ｘ１、結合基Ｚ１〜Ｚ４、Ｌ１およびＬ２の種類等と、化合物（１−１）および（１−２）の物性との一般的な関係を以下に説明する。
【００４８】
一般的に、ｌ＋ｍ＋ｎ＋ｏが大きいほど、化合物（１−１）および（１−２）の透明点が高く、ｌ＋ｍ＋ｎ＋ｏが小さいほど化合物（１−１）および（１−２）の融点が低い。
【００４９】
一般的に、環Ａ１〜Ａ４に芳香族環が多く含まれるほど、化合物（１−１）および（１−２）の屈折率異方性が大きくなる。任意の水素がハロゲンにより置き換えられた１，４−フェニレン、ピリミジン環、ピリジン環、テトラヒドロピラン環、１，３−ジオキサン−２，５−ジイルは大きな誘電率異方性発現に効果があり、シクロヘキサン環、テトラヒドロピラン環は、化合物（１−１）および（１−２）の良好な相溶性発現に寄与する。
【００５０】
一般的に、Ｚ０とＲ１がそれぞれ直鎖であるときは、化合物（１−１）および（１−２）の液晶相の温度範囲が広くそして粘度が小さくなる。他方、Ｚ０とＲ１がそれぞれ分岐鎖であるときは、化合物（１−１）および（１−２）は他の液晶化合物との相溶性が向上する。
【００５１】
一般的に、結合基Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３およびＺ４がそれぞれ単結合、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＨ2Ｏ−、−ＯＣＨ2−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−（ＣＨ２）３−Ｏ−、−Ｏ−（ＣＨ２）３−、−（ＣＨ２）２−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−（ＣＨ２）２−または−（ＣＨ２）４−であるとき、化合物（１−１）および（１−２）の粘度が小さい。また、一般的に、結合基Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３およびＺ４がそれぞれ単結合、−（ＣＨ２）２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−または−ＣＨ＝ＣＨ−であるとき、化合物（１−１）および（１−２）の粘度がさらに小さくなる。一般的に、結合基Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３およびＺ４がそれぞれ−Ｃ≡Ｃ−のとき、化合物（１−１）および（１−２）の屈折率異方性が大きい。一般的に、結合基が−ＣＯＯ−、−ＣＦ２Ｏ−であるとき、化合物（１−１）および（１−２）の誘電率異方性が大きい。一般的に、Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３、およびＺ４が単結合、−（ＣＨ２）２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−または−（ＣＨ２）４−であるとき、化合物（１−１）および（１−２）は、比較的、化学的に安定であって、劣化が生じにくい。
一般的に、屈折率異方性または誘電率異方性が大きい場合、本発明の液晶素子が低電圧になる傾向があり、粘度が低いと応答速度が速くなる。
【００５２】
一般的に、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、化合物（１−１）および（１−２）の誘電率異方性が大きい。また、一般的に、Ｘ１が−Ｃ≡Ｎ、または−Ｎ＝Ｃ＝Ｓであるとき、化合物（１−１）および（１−２）の光学異方性が大きい。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。
【００５３】
一般的に、Ｌ１およびＬ２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、化合物（１−１）および（１−２）の誘電率異方性が大きい。また、一般的に、Ｌ１がフッ素でありＸ１が−ＣＦ３、−ＯＣＦ３であるとき、Ｌ１およびＬ２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、化合物（１−１）および（１−２）の誘電率異方性値が大きく、液晶相の温度範囲が広く、さらに、化学的に安定であり劣化を起こしにくい。
【００５４】
１．３ 液晶成分Ｂ
本発明の光学的等方性液晶組成物は、さらに、化合物（１−３）からなる液晶成分Ｂを含んでもよい。
【００５５】
（１） 化合物（１−３）
式（１−３）において、環Ａ１、環Ａ２、環Ａ３および環Ａ4、Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３、Ｚ４、Ｌ1およびＬ2、Ｘ１ｌおよびｍ、化合物（１−２）と化合物（１−３）と同様である。
【００５６】
また、Ｒ２は、水素、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−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い。
このようなＲ２において分岐よりも直鎖の方が好ましい。
【００５７】
（２） 化合物（１−３）の性質
化合物（１−３）は環構造を３〜５つ有する化合物であり、特に液晶成分Ａが環構造を１および２つ有する化合物で構成される場合は、光学的等方性液晶の温度範囲を高温側に拡大するために用いられる。
【００５８】
化合物（１−３）におけるｌおよびｍの組み合わせ、環Ａ１〜Ａ４の種類、末端基Ｒ２、末端のベンゼン環上の基およびその置換位置（Ｌ１、Ｌ２およびＸ１）、結合基Ｚ１〜Ｚ４等を適切に選択することによって、液晶成分Ａの透明点、屈折率異方性、誘電率異方性等の物性を調整することが可能である。
【００５９】
式（１−３）中の、環Ａ１〜Ａ４、結合基Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３、Ｚ４、末端基Ｘ１、ならびに、Ｌ１およびＬ２は、式（１−１）または式（１−２）におけるそれらと同様である。
【００６０】
ｌおよびｍの組み合わせ、環Ａ１〜Ａ４、Ｚ０、末端基Ｒ２、末端基Ｘ１、結合基Ｚ１〜Ｚ４、Ｌ１およびＬ２の種類等と、化合物（１−３）の物性との一般的な関係を以下に説明する。
【００６１】
一般的に、ｌ＋ｍが大きいほど、化合物（１−３）の透明点が高く、ｌ＋ｍが小さいほど化合物（１−３）の融点が低い。
【００６２】
一般的に、Ｒ２が直鎖であるとき、化合物（１−３）の液晶相の温度範囲が広くそして粘度が小さくなる。他方、Ｒ２がそれぞれ分岐鎖であるときは、化合物（１−３）は他の液晶化合物との相溶性が向上する。
化合物（１−３）の好ましい具体例としては、下記式（１−３−１）〜（１−３−２８）で表される化合物が挙げられる。
【化２９】
（式（１−３−１）〜（１−３−２８）中、Ｒ２とＸ１は式（１−３）のＲ２とＸ１と同じ意味を表し、（Ｆ）は水素またはフッ素を表す。）
【００６３】
１．４ 液晶成分Ｃ
本発明の光学的等方性液晶組成物は、さらに、化合物（２）および化合物（６）からなる群から選ばれる１以上である液晶成分Ｃを含んでもよい。
本発明の光学的等方性液晶組成物は、液晶成分Ｃを含むことによって、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の自由度を増すことができる。
【００６４】
一般的に、化合物（２）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ましく用いられる。
特に、化合物（６）は、誘電率異方性値が正であり、その値が大きいので光学的に等方性の液晶相で駆動される素子を低駆動電圧化する場合に主として用いられることが好ましい。一般的に、化合物（６）は、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。
【００６５】
本発明の液晶組成物における成分Ｃの含有量は、液晶組成物の全重量に対して、０．１〜９９重量％であることが好ましく、１〜９９重量％がさらに好ましく、１０〜９７重量％が特に好ましい。
【００６６】
（１） 化合物（２）
式（２）において、Ｒ２は炭素数１〜１０のアルキルまたは炭素数２〜１０のアルキニルであり、アルキ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；Ｘ２はフッ素、塩素、−ＳＦ５、−ＯＣＦ3、−ＯＣＨＦ2、−ＣＦ3、−ＣＨＦ2、−ＣＨ2Ｆ、−ＯＣＦ2ＣＨＦ2、または−ＯＣＦ2ＣＨＦＣＦ3であり；環Ｂ１は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、ピペリジン−１，４−ジイル、１，４−フェニレン、ナフタレン−２，６−ジイル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１，４−フェニレン、ナフタレン−２，６−ジイルであり；Ｚ５は−（ＣＨ2）2−、−（ＣＨ2）4−、−ＣＯＯ−、−ＣＦ2Ｏ−、−ＯＣＦ2−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ２Ｏ−または単結合であり；Ｌ３およびＬ４は独立して、水素またはフッ素である。
【００６７】
化合物（２）の好ましい具体例としては、下記式（２−１）〜（２−８）で表わされる化合物が挙げられる。
【化３０】
（式（２−１）〜（２−８）中、Ｒ２とＸ２は式（２）のＲ２とＸ２と同じ意味を表し、（Ｆ）は水素またはフッ素を表す。）
【００６８】
（２） 化合物（６）
式（６）において、Ｒ３は炭素数１〜１０のアルキルであり、アルキ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は、１，４−シクロヘキシレン、１，４−フェニレン、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、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−ジイルであり；Ｚ８は−（ＣＨ2）2−、−ＣＯＯ−、−ＣＦ2Ｏ−、−ＯＣＦ2−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ２Ｏ−、または単結合であり；Ｌ５およびＬ６は独立して、水素またはフッ素である。
【００６９】
化合物（６）の好ましい具体例としては、下記式（６−１）〜（６−９）で表わされる化合物が挙げられる。
【化３１】
（式（６−１）〜（６−９）中、Ｒ３とＸ３は式（６）のＲ３とＸ３と同じ意味を表し、（Ｆ）は水素またはフッ素を表す。）
【００７０】
１．５ 液晶成分Ｄ
本発明の光学的等方性液晶組成物は、さらに、化合物（７）〜化合物（９）からなる群から選ばれる１以上である液晶成分Ｄを含んでもよい。一般的に、液晶成分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。また、一般的に、化合物（９）は、主として粘度調整または屈折率異方性値の調整の効果がある。
【００７１】
本発明の光学的等方性液晶組成物は、液晶成分Ｄを含むことによって、通常、液晶組成物を用いた液晶素子の駆動電圧が高くなり、応答速度が速くなる。したがって、液晶成分Ｄの含有量は多いほうが望ましいが、液晶組成物の駆動電圧の要求値を満たす必要があるので、一般的に、液晶成分Ｄの含有量は、液晶組成物全体に対して４０重量％以下が好ましく、２０重量％以下が好ましい。
【００７２】
式（７）〜（９）において、Ｒ４およびＲ５はそれぞれ独立して、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、アルキルおよびアルケニル中の任意の１つの水素は１つのフッ素で置き換えられてもよく、アルキルおよびアルケニル中の任意の−ＣＨ2−は−Ｏ−で置き換えられてもよく；環Ｄ１、環Ｄ２および環Ｄ３はそれぞれ独立して、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；Ｚ９およびＺ１０はそれぞれ独立して、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯＯ−、−（ＣＨ2）2−、−ＣＨ＝ＣＨ−または単結合である。
【００７３】
化合物（７）の好ましい具体例としては、下記式（７−１）〜（７−１１）で表わされる化合物が挙げられ、化合物（８）の好ましい具体例としては、下記式（８−１）〜（８−１８）で表わされる化合物が挙げられ、化合物（９）の好ましい具体例としては、下記式（９−１）〜（９−６）で表わされる化合物が挙げられる。
【化３２】
【化３３】
（上記式中、Ｒ４およびＲ５は式（７）〜式（９）のＲ４およびＲ５と同じ意味を表す）
【００７４】
１．６ キラル剤
本発明の光学的等方性液晶組成物に含まれるキラル剤は特に限定されるものではないが、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）で表される化合物をキラル剤として用いることが好ましい。
【化３４】
【００７５】
式（Ｋ１）〜（Ｋ５）中、ＲＫは独立に、水素、ハロゲン（Ｆ，Ｃｌ，Ｂｒ，Ｉ等）、−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；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−、−Ｎ（Ｏ）＝Ｎ−、−Ｎ＝Ｎ（Ｏ）−、−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−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＣＨ２ＣＨ２−であり；ｍＫは１〜４である。
【００７６】
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）、および、式（Ｋ５）に含まれる式（Ｋ５−１）〜式（Ｋ５−３）が好ましい。
【化３５】
【化３６】
【化３７】
（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。）。
なお、上記「アルキル」は炭素数１〜１０のアルキルであることが好ましく、炭素数１〜６のアルキルであることが更に好ましい。アルキルの例としては、制限するわけではないが、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、ｓ−ブチル、ｔ−ブチル、ペンチル、ヘキシル、ドデカニル等を挙げることができる。
【００７７】
一般的に、本発明の光学的等方性液晶組成物におけるキラル剤の含有量は、１〜２０重量％が好ましく、１〜１０重量％が特に好ましい。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なる。
【００７８】
また、液晶表示素子に用いる場合は、キラル剤濃度を調製して、可視域に回折や反射が実質的に認められないことが好ましい。
なお、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。
【００７９】
２ 光学的等方性液晶組成物と重合性モノマーとを含む混合物、および、高分子／液晶複合材料
本発明の第２の態様は、光学的等方性液晶組成物と重合性モノマーとを含む混合物である。また、本発明の第３の態様は光学的に等方性の高分子／液晶複合材料であり、たとえば、本発明の第２の態様の光学的等方性液晶組成物と重合性モノマーとを含む混合物において重合反応を行うことによって製造できる。
【００８０】
２．１ 高分子／液晶複合材料を製造する際の重合条件
本発明の第３の態様は光学的に等方性の高分子／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。本発明の高分子／液晶複合材料は、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）と光学的等方性液晶組成物とを混合してから、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本発明の第２の態様は、光学的等方性液晶組成物と重合性モノマーとを含む混合物を、本件明細書では、「重合性モノマー／液晶混合物」ともいう。「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（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、テトラジン系等）、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の０．１〜２０重量部含有してもよい。
【００８１】
上記混合物における重合は、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行われることが好ましい。すなわち、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非液晶等方相またはブルー相を発現する温度で、かつ、非液晶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。
【００８２】
２．２ 複合材料を構成する高分子の原料
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。
【００８３】
（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。
【００８４】
Ｒａ−Ｙ−（ＡＭ−ＺＭ）ｍ１−ＡＭ−Ｙ−Ｒｂ（Ｍ１）
Ｒｂ−Ｙ−（ＡＭ−ＺＭ）ｍ１−ＡＭ−Ｙ−Ｒｂ（Ｍ２）
【００８５】
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。
【００８６】
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。式（Ｍ１）中、Ｒｂは、それぞれ独立して、基（Ｍ３−１）〜基（Ｍ３−７）の重合性基である。
【化３８】
【００８７】
式（Ｍ２）中、Ｒｂは、それぞれ独立して、基（Ｍ３−１）〜基（Ｍ３−７）の重合性基である。
【００８８】
ここで、基（Ｍ３−１）〜基（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、基（Ｍ３−２）、基（Ｍ３−３）、基（Ｍ３−４）、基（Ｍ３−７）はラジカル重合で重合するのが好適である。基（Ｍ３−１）、基（Ｍ３−５）、基（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。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【００９５】
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。
【００９６】
化合物（Ｍ１）および化合物（Ｍ２）の更に好ましい例は、下記式（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。
【００９７】
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。
【化３９】
【化４０】
【化４１】
【化４２】
【化４３】
【化４４】
【化４５】
【化４６】
【化４７】
【化４８】
【化４９】
【００９８】
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。
【００９９】
本発明の高分子／液晶複合材料の光学的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。
【化５０】
【０１００】
なお、本明細書において、「炭素数１〜２０のアルキル」は、炭素数１〜１０のアルキルであることが好ましく、炭素数１〜６のアルキルであることが更に好ましい。アルキルの例としては、制限するわけではないが、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、ｓ−ブチル、ｔ−ブチル、ペンチル、ヘキシル、ドデカニル等を挙げることができる。
【０１０１】
本明細書において、「炭素数２〜２１のアルケニル」は、炭素数２〜１０のアルケニルであることが好ましく、炭素数２〜６のアルケニルであることが更に好ましい。アルケニルの例としては、制限するわけではないが、ビニル、アリル、プロペニル、イソプロペニル、２−メチル−１−プロペニル、２−メチルアリル、２−ブテニル等を挙げることができる。
【０１０２】
本明細書において、「炭素数２〜２１のアルキニル」は、炭素数２〜１０のアルキニルであることが好ましく、炭素数２〜６のアルキニルであることが更に好ましい。アルキニルの例としては、制限するわけではないが、エチニル、プロピニル、ブチニル等を挙げることができる。
【０１０３】
本明細書において、「炭素数１〜１９のアルコキシ」は、炭素数１〜１０のアルコキシであることが好ましく、炭素数２〜６のアルコキシであることが更に好ましい。アルコキシの例としては、制限するわけではないが、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ、ペンチルオキシ等がある。
【０１０４】
（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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
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。
【０１０９】
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。
【０１１０】
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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
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。
【０１１３】
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。
【０１１４】
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。
【０１１５】
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。
【０１１６】
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。
【０１１７】
また、グリシジル、エポキシ、オキセタニル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。
【０１１８】
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。
【０１１９】
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。
【０１２０】
２．５ 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、複合材料が等方性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（カー係数）が大きくなるからである。
【０１２１】
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。
【０１２２】
３ 液晶素子
本発明の第４の態様は、光学的等方性液晶組成物または高分子／液晶複合材料（以下、液晶組成物と高分子／液晶複合材料をあわせて「液晶媒体」ということがある）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。
液晶表示素子の構造例としては、図１に示すように、櫛歯電極基板の電極が、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に示すような櫛歯電極基板上では、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】
【０１２３】
以下、実施例により本発明さらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。
【０１２４】
本明細書の実施例において、Ｉは非液晶等方相、Ｎはネマチック相、Ｎ＊はキラルネマチック相、ＢＰはブルー相、ＢＰＸは二色以上の回折光が観測されない光学的に等方性の液晶相を表す。 本明細書において、Ｉ−Ｎ相転移点をＮ−Ｉ点ということがある。Ｉ−Ｎ＊転移点をＮ＊−Ｉ点ということがある。Ｉ−ＢＰ相転移点をＢＰ−Ｉ点ということがある。
【０１２５】
本明細書の実施例において、物性値等の測定・算出は特に断らない限り、日本電子機械工業規格（Standard of Electronic Industries Association of Japan）、ＥＩＡＪ・ＥＤ−２５２１Ａに記載された方法に従った。
前述した弾性定数、誘電率異方性の測定および屈折率異方性の測定法を除く具体的な測定方法、算出方法等は以下のとおりである。
【０１２６】
Ｉ−Ｎ相転移点（ＴＮＩ）
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異方性の相が出現させた。その過程での相転移温度を測定し、次いで１℃／分の速度で加熱し、その過程における相転移温度を測定した。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点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。
【０１２７】
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（大塚電子株式会社、商品名ＦＥ−３０００）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。
可視光の長波長領域あるいは短波長領域に反射波長を有するコレステリック液晶、および、測定が困難であったコレステリック液晶のピッチは、可視光領域に選択反射波長を有するような濃度でキラル剤を添加（濃度Ｃ’）して、選択反射波長（λ’）を測定し、本来の選択反射波長（λ）を本来のキラル濃度（濃度Ｃ）から、直線外挿法（λ＝λ’×Ｃ’／Ｃ）で算出することにより求めた。
【０１２８】
弾性定数および誘電率異方性（Δε）
静電容量の電圧依存性を用いて弾性定数を求める。擬似平衡状態となるように十分ゆっくりと掃引を行う。特にFreedericksz転移付近は、精度のよい値を得るために、印加電圧の分解能を出来る限り小さくする（数十ｍＶ刻み程度）。得られた低電圧領域における静電容量（Ｃ０）よりε‖を、また印加電圧を無限大に外挿した場合の静電容量よりε⊥を算出し、それらの値からΔεを求める。このΔεを用いてFreedericksz転移点よりＫ１１を求める。さらに、測定されたＫ１１と、容量変化に対するカーブフィッティングによりＫ３３を求める（装置：ＥＣ−１弾性定数測定装置、株式会社東陽テクニカ社製）。
【０１２９】
なお、弾性定数、誘電率異方性の測定条件は、サイン波を重畳した矩形波：ＶＡＣを０Ｖから１５Ｖまで、昇圧レートは０．１Ｖでサンプルに印加した。矩形波の周波数は１００Ｈｚ、サイン波はＶＡＣ＝１００ｍＶ、周波数２ｋＨｚ。矩形波の測定は各液晶成分のＴＮＩより２０℃低い温度で行った。使用したセルは配向膜が塗布されたセルギャップ１０μｍのアンチパラレルセル（Ｅ．Ｈ．Ｃ社製）。
【０１３０】
屈折率異方性（Δｎ）
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測定した。主プリズムの表面を一方向にラビングしたあと、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。Δｎ＝ｎ‖−ｎ⊥、の式から計算した。測定温度は、液晶成分のＴＮＩから−２０℃において測定した。
【０１３１】
ここで、透明点は、化合物または組成物が昇温過程で、等方相を発現する点をいう。本明細書では、ネマチック相から等方相への相転移点であるＮ−Ｉ点をＴＮＩと示した。
【０１３２】
［実施例１〜７］ 液晶組成物ＬＣ１−２〜ＬＣ７−２の調製
（１）液晶成分（ＬＣ１〜ＬＣ７）の調製
下記式（１ａ）〜（１ｃ），（２ａ）、（２ｂ），（５ａ）、（５ｂ）、（６）で表される化合物、および、下記に示す３つの化合物の混合物である液晶組成物Ｊを下記、表１に示す重量比で混合してネマチック液晶組成物である液晶成分ＬＣ１〜ＬＣ７を調製した。
【化５１】
【化５２】
【表１】
【０１３３】
液晶成分ＬＣ１〜ＬＣ７に対してＴＮＩ、Δn、Δε、Δn×Δεおよび弾性定数Ｋ１１、弾性定数Ｋ３３、弾性定数比Ｋ３３／Ｋ１１の諸物性値を測定・算出した。結果は表２のとおりであった。
【表２】
【０１３４】
（２）液晶組成物ＬＣ１−２〜ＬＣ７−２の調製
液晶成分ＬＣ１に、以下に示すキラル剤ＩＳＯ−６ＯＢＡ２を添加して液晶組成物ＬＣ１−２を調製した。添加されるキラル剤は、得られる液晶組成物の選択反射波長が２９０ｎｍ〜３９０ｎｍとなるような割合で添加した。液晶組成物ＬＣ１−２（実施例１）におけるキラル剤の含有率（重量％）は６．５重量％であった。
また、液晶組成物ＬＣ１−２の調製と同様に、液晶成分ＬＣ２〜ＬＣ７を用いて液晶組成物ＬＣ２−２〜ＬＣ７−２を調製した。液晶組成物ＬＣ２−２〜ＬＣ７−２（実施例２〜７）におけるキラル剤の含有率（重量％）は表３に示すとおりであった。
【化５３】
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。
【０１３５】
得られた液晶組成物ＬＣ１−２〜ＬＣ７−２を配向処理の施されていない素ガラス２枚からなるセルに狭持し、偏光顕微鏡を用いて透明点を測定した。具体的には、選択反射波長を前述のピッチ測定法の項で示した方法により測定した（表３）。なお、実施例４〜７の選択反射波長の値は直線外挿法を用いて算出した。
【０１３６】
【表３】
【０１３７】
[実施例８〜１４] 液晶組成物と重合性モノマーとを含む混合物（モノマー含有混合物（Ｄ１〜Ｄ７））の調製
まず、ＲＭ２５７（メルク社製）およびＴＭＰＴＡ（トリメチロールプロパンアクリレート、東京化成社製）を５７：４３の重量比で混合しモノマー組成物（Ｃ）を調製した。
次に、モノマー組成物（Ｃ）と重合開始剤と実施例１〜７で調製した各液晶組成物ＬＣ１−２〜ＬＣ７−２と混合して、モノマー含有混合物（Ｄ１〜Ｄ７）（実施例８〜１４）を調製した。
【０１３８】
混合物（Ｄ１〜Ｄ７）の調製の際、モノマー組成物（Ｃ）の含有率が、混合物全体の２０重量％となるように混合した。
【０１３９】
また、重合開始剤として2,2-Dimethoxy-1,2-diphenylethan-1-one(アルドリッチ社製)を用いた。重合開始剤は、重合開始剤とモノマー組成物（Ｃ）を合計した重量に対し０．４重量％となるように用いた。
【０１４０】
[実施例１５〜２１] 高分子／液晶複合材料（Ｅ１〜Ｅ７）の調製
モノマー含有混合物（Ｄ１）を配向処理の施されていない櫛歯電極基板（図１参照）と対向ガラス基板（非電極付与）との間（セル厚１２μｍ）に狭持し、液晶組成物の透明点ＴＣより３℃上（ＴＣ＋３℃）において、ＤＥＥＰ ＵＶ（ウシオ電機社製）を１０ｍＷ／ｃｍ２、３分間照射して重合反応を行い、高分子／液晶複合材料（Ｅ１）を調製した。このようにして、高分子／液晶複合材料（Ｅ１）を含む基板（櫛歯電極セル）を得た。
各モノマー含有混合物（Ｄ２〜Ｄ７）についても、モノマー含有混合物（Ｄ１）と同様に重合反応を行い、高分子／液晶複合材料（Ｅ２〜Ｅ７）を調製し、高分子／液晶複合材料（Ｅ２〜Ｅ７）を含む櫛歯電極セルを得た。
【０１４１】
各高分子／液晶複合材料（Ｅ１〜Ｅ７）を含む櫛歯電極セルを、図２に示す光学系に設置し、電気光学特性（電場印加時と無印加時の透過光強度等）を測定した。サンプルセルは入射光に対して垂直に配置し、リンカム社製温度調節装置（ホットステージ）に固定し、任意の温度にセル温度を調節した。櫛歯電極の電界印加方向を入射偏光方向に対して４５度傾け、電気光学応答は、クロスニコル下、櫛歯電極セルに０〜１５５Ｖ、周波数１００Ｈｚの交流矩形波を印加し、電場印加・無印加時の透過光強度を測定した。
電場印加時の透過光強度をＩとし、無印加時の透過光強度をＩ０として、式（１）を適用し、リタデーションを算出した。
【数１】
（式中、Ｒはリタデーション、λは入射光波長を表す。）
【０１４２】
得られたリタデーションを、セル厚（光路長；１２μｍ）で除して得た電気複屈折Δn（Ｅ）の値を、式（２）に適用した。
Δn（Ｅ）＝ＫλＥ２ （２）
（式中、Δn（Ｅ）は電気複屈折、λは入射光波長、Ｋはカー係数、Ｅは電界強度を表す。）
【０１４３】
電界強度の二乗に対する電気複屈折Δn（Ｅ）の測定結果において、電界強度の二乗の値が（０〜２．０５×１０１３）付近の直線性のよい測定結果から最小自乗法により直線の傾きを算出し、この傾きを入射光波長（λ）で除した値を、本明細書ではカー係数Ｋとした。算出したカー係数は表４のとおりであった。
【表４】
【０１４４】
上記結果に基づいて、高分子／液晶複合材料（Ｅ１〜Ｅ３）において、そのカー係数（縦軸）と各高分子／液晶複合材料（Ｅ１〜Ｅ３）に用いられた液晶成分（ＬＣ１〜ＬＣ３）とのΔｎ×Δε（横軸）の関係を示す図３Ａ、および、高分子／液晶複合材料（Ｅ４〜Ｅ７）において、同様の関係を示す図３Ｂ、高分子／液晶複合材料（Ｅ１〜Ｅ３）において、そのカー係数（縦軸）と液晶成分（ＬＣ１〜ＬＣ３）のΔｎ×Δε×Ｋ３３／Ｋ１１（横軸）との関係を示す図４Ａ、高分子／液晶複合材料（Ｅ４〜Ｅ７）において、同様の関係を示す図４Ｂを作成した。
これらの図３Ａ〜図４Ｂから、弾性定数比Ｋ３３／Ｋ１１とカー係数とは正の相関があることがわかった。
【０１４５】
また、高分子／液晶複合材料Ｅ２、Ｅ４およびＥ５のカー係数（縦軸）と、各高分子／液晶複合材料に用いた液晶成分ＬＣ２、ＬＣ４およびＬＣ５の弾性定数比Ｋ３３／Ｋ１１（横軸）との関係を示す図５から、Ｋ３３／Ｋ１１が大きな液晶成分を用いて得られた高分子／複合材料のカー係数が大きくなることが明らかになった 。
【０１４６】
これらの結果から、本発明の光学的等方性液晶組成物は、その成分である液晶成分のΔｎ×Δε×Ｋ３３／Ｋ１１の値を大きくすることが出来ることから、大きなカー係数を有することが判った。
【産業上の利用可能性】
【０１４７】
本発明の活用法として、たとえば、液晶材料、および、液晶材料を用いる液晶素子が挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【０１４８】
【図１】櫛歯電極基板を示す。
【図２】櫛歯電極セルを含む光学系を示す。
【図３Ａ】カー係数と、液晶成分（ＬＣ１〜ＬＣ３）のΔｎ×Δεとの関係を示す。
【図３Ｂ】カー係数と、液晶成分（ＬＣ４〜ＬＣ７）のΔｎ×Δεとの関係を示す。
【図４Ａ】カー係数と、液晶成分（ＬＣ１〜ＬＣ３）のΔｎ×Δε×Ｋ３３／Ｋ１１との関係を示す。
【図４Ｂ】カー係数と、液晶成分（ＬＣ４〜ＬＣ７）のΔｎ×Δε×Ｋ３３／Ｋ１１との関係を示す。
【図５】高分子／液晶複合材料Ｅ２、Ｅ４およびＥ５のカー係数と、各高分子／液晶複合材料に用いた液晶成分ＬＣ２、ＬＣ４およびＬＣ５の弾性定数比Ｋ３３／Ｋ１１との関係を示す。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶組成物およびその液晶組成物を用いた液晶素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
ネマチック液晶材料における等方相（以下「非液晶等方相」ということがある。）と同様に、光学的に等方性の液晶相の一種であるブルー相においても電気複屈折値（等方性媒体に電界を印加した時に誘起される複屈折値）ΔｎＥが電場Ｅの二乗に比例する現象であるカー効果［ΔｎＥ＝ＫλＥ２（Ｋ：カー係数（カー定数）、λ：波長）］が観測される。
【０００３】
近年、ブルー相などの光学的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１〜１１、非特許文献１〜３）。さらにこのモードの表示素子への応用のみならず、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、光ヘッド装置などへの応用が提案されている（特許文献６、１０、１１）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−３２７９６６
【特許文献２】国際公開２００５／９０５２０
【特許文献３】特開２００５−３３６４７７
【特許文献４】特開２００６−８９６２２
【特許文献５】特開２００６−２９９０８４
【特許文献６】国際公開２００５／０８０５２９
【特許文献７】特表２００５−５３７５２０
【特許文献８】特表２００６−５０６４７７
【特許文献９】特表２００７−５０３４８７
【特許文献１０】特開２００５−１５７１０９
【特許文献１１】特開２００６−１２７７０７
【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)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
電気複屈折が大きい、すなわち駆動電圧が低い液晶材料が求められている。また、大きなカー係数を発現する光学的に等方性の液晶材料が求められていた。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、鋭意研究の結果、アルケニルやジフルオロアルケニルを有する化合物を含む液晶成分とキラル剤を有する光学的等方性液晶組成物等を見出した。
【０００７】
［１］ 一般式（１−１）または（１−２）で表される１種以上の化合物からなる液晶成分Ａを含む液晶成分とキラル剤とを有し、
前記液晶成分中、環構造を３つ以上有する化合物の合計の含有量が１５重量％以上である、光学的等方性液晶組成物。
【化１４】
（式（１−１）および（１−２）中、Ｒ1は炭素数２〜２０のアルケニルであり、このアルケニル中の任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、このアルケニル中の任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく；環Ａ１、環Ａ２、環Ａ３および環Ａ4はそれぞれ独立して、ベンゼン環、ナフタレン環、シクロヘキセン環、ビシクロオクタン環またはシクロヘキサン環であり、これらの環中の任意の水素がハロゲンで置き換えられてもよく、環中の任意の−ＣＨ２−は−Ｏ−または−Ｓ−で置き換えられてもよく、環中の任意の−ＣＨ＝は−Ｎ＝で置き換えられてもよく；Ｚ０は単結合、炭素数１〜２０のアルキレンであり、このアルキレン中の任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＳＯ−、−ＯＣＳ−、−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；Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３およびＺ４はそれぞれ独立して、単結合、炭素数１〜４のアルキレンであり、このアルキレン中の任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＳＯ−、−ＯＣＳ−、−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；Ｌ1およびＬ２はそれぞれ独立して、水素またはハロゲンであり；Ｘ１はハロゲン、−Ｃ≡Ｎ、−Ｎ＝Ｃ＝Ｓ、−Ｃ≡Ｃ−Ｃ≡Ｎ、−ＳＦ５、−ＣＨＦ２、−ＣＦ３、−ＣＦ２ＣＨ２Ｆ、−ＣＦ２ＣＨＦ２、−ＣＦ２ＣＦ３、−（ＣＦ２）３−Ｆ、−ＣＦ２ＣＨＦＣＦ３、−ＣＨＦＣＦ２ＣＦ３、−（ＣＦ２）４−Ｆ、−（ＣＦ２）５−Ｆ、−ＯＣＨＦ２、−ＯＣＦ３、−ＯＣＦ２ＣＨ２Ｆ、−ＯＣＦ２ＣＨＦ２、−ＯＣＨ２ＣＦ３、−ＯＣＦ２ＣＦ３、−Ｏ−（ＣＦ２）３−Ｆ、−ＯＣＦ２ＣＨＦＣＦ３、−ＯＣＨＦＣＦ２ＣＦ３、−Ｏ−（ＣＦ２）４−Ｆ、−Ｏ−（ＣＦ２）５−Ｆ、−ＣＨ＝ＣＦ２、−ＣＨ＝ＣＨＣＦ３、または−ＣＨ＝ＣＨＣＦ２ＣＦ３であり；ｌ、ｍ、ｎおよびｏはそれぞれ独立して、０または１である。）
［２］ 一般式（１−１）または（１−２）で表される１種以上の化合物からなる液晶成分Ａを含む液晶成分とキラル剤とを有し、
前記液晶成分中、液晶成分Ａの含有量が１５重量％以上である、
光学的等方性液晶組成物。
【化１５】
（式（１−１）および（１−２）中、Ｒ1は炭素数２〜２０のアルケニルであり、このアルケニル中の任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、このアルケニル中の任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく；環Ａ１、環Ａ２、環Ａ３および環Ａ4はそれぞれ独立して、ベンゼン環、ナフタレン環、シクロヘキセン環、ビシクロオクタン環またはシクロヘキサン環であり、これらの環中の任意の水素がハロゲンで置き換えられてもよく、環中の任意の−ＣＨ２−は−Ｏ−または−Ｓ−で置き換えられてもよく、環中の任意の−ＣＨ＝は−Ｎ＝で置き換えられてもよく；Ｚ０は単結合、炭素数１〜２０のアルキレンであり、このアルキレン中の任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＳＯ−、−ＯＣＳ−、−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；Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３およびＺ４はそれぞれ独立して、単結合、炭素数１〜４のアルキレンであり、このアルキレン中の任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＳＯ−、−ＯＣＳ−、−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；Ｌ1およびＬ２はそれぞれ独立して、水素またはハロゲンであり；Ｘ１はハロゲン、−Ｃ≡Ｎ、−Ｎ＝Ｃ＝Ｓ、−Ｃ≡Ｃ−Ｃ≡Ｎ、−ＳＦ５、−ＣＨＦ２、−ＣＦ３、−ＣＦ２ＣＨ２Ｆ、−ＣＦ２ＣＨＦ２、−ＣＦ２ＣＦ３、−（ＣＦ２）３−Ｆ、−ＣＦ２ＣＨＦＣＦ３、−ＣＨＦＣＦ２ＣＦ３、−（ＣＦ２）４−Ｆ、−（ＣＦ２）５−Ｆ、−ＯＣＨＦ２、−ＯＣＦ３、−ＯＣＦ２ＣＨ２Ｆ、−ＯＣＦ２ＣＨＦ２、−ＯＣＨ２ＣＦ３、−ＯＣＦ２ＣＦ３、−Ｏ−（ＣＦ２）３−Ｆ、−ＯＣＦ２ＣＨＦＣＦ３、−ＯＣＨＦＣＦ２ＣＦ３、−Ｏ−（ＣＦ２）４−Ｆ、−Ｏ−（ＣＦ２）５−Ｆ、−ＣＨ＝ＣＦ２、−ＣＨ＝ＣＨＣＦ３、または−ＣＨ＝ＣＨＣＦ２ＣＦ３であり；ｌ、ｍ、ｎおよびｏはそれぞれ独立して、０または１であり、ｌ＋ｍ＋ｎ＋ｏ≧２である。）
［３］ 一般式（１−１）または（１−２）で表される１種以上の化合物からなる液晶成分Ａを含む液晶成分とキラル剤とを有し、
前記液晶成分中、(１−１)または（１−２）式において、ｌ＋ｍ＋ｎ＋ｏ≧２で表される化合物の含有量が１５重量％以上であり、ｌ＋ｍ＋ｎ＋ｏ＝１で表される化合物の含有量が０．１〜８５重量％である、
光学的等方性液晶組成物。
【化１６】
（式（１−１）および（１−２）中、Ｒ1は炭素数２〜２０のアルケニルであり、このアルケニル中の任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、このアルケニル中の任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく；環Ａ１、環Ａ２、環Ａ３および環Ａ4はそれぞれ独立して、ベンゼン環、ナフタレン環、シクロヘキセン環、ビシクロオクタン環またはシクロヘキサン環であり、これらの環中の任意の水素がハロゲンで置き換えられてもよく、環中の任意の−ＣＨ２−は−Ｏ−または−Ｓ−で置き換えられてもよく、環中の任意の−ＣＨ＝は−Ｎ＝で置き換えられてもよく；Ｚ０は単結合、炭素数１〜２０のアルキレンであり、このアルキレン中の任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＳＯ−、−ＯＣＳ−、−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；Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３およびＺ４はそれぞれ独立して、単結合、炭素数１〜４のアルキレンであり、このアルキレン中の任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＳＯ−、−ＯＣＳ−、−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；Ｌ1およびＬ２はそれぞれ独立して、水素またはハロゲンであり；Ｘ１はハロゲン、−Ｃ≡Ｎ、−Ｎ＝Ｃ＝Ｓ、−Ｃ≡Ｃ−Ｃ≡Ｎ、−ＳＦ５、−ＣＨＦ２、−ＣＦ３、−ＣＦ２ＣＨ２Ｆ、−ＣＦ２ＣＨＦ２、−ＣＦ２ＣＦ３、−（ＣＦ２）３−Ｆ、−ＣＦ２ＣＨＦＣＦ３、−ＣＨＦＣＦ２ＣＦ３、−（ＣＦ２）４−Ｆ、−（ＣＦ２）５−Ｆ、−ＯＣＨＦ２、−ＯＣＦ３、−ＯＣＦ２ＣＨ２Ｆ、−ＯＣＦ２ＣＨＦ２、−ＯＣＨ２ＣＦ３、−ＯＣＦ２ＣＦ３、−Ｏ−（ＣＦ２）３−Ｆ、−ＯＣＦ２ＣＨＦＣＦ３、−ＯＣＨＦＣＦ２ＣＦ３、−Ｏ−（ＣＦ２）４−Ｆ、−Ｏ−（ＣＦ２）５−Ｆ、−ＣＨ＝ＣＦ２、−ＣＨ＝ＣＨＣＦ３、または−ＣＨ＝ＣＨＣＦ２ＣＦ３であり；ｌ、ｍ、ｎおよびｏはそれぞれ独立して、０または１である。）
［４］ 一般式（１−１）または（１−２）で表される１種以上の化合物からなる液晶成分Ａ、および、一般式（１−３）で表される１種以上の化合物からなる液晶成分Ｂを含む液晶成分とキラル剤とを有し、
前記液晶成分中、液晶成分Ｂの含有量が１５〜９９．５重量％以上である、
光学的等方性液晶組成物。
【化１７】
（式（１−１）および（１−２）中、Ｒ1は炭素数２〜２０のアルケニルであり、このアルケニル中の任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、このアルケニル中の任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく；環Ａ１、環Ａ２、環Ａ３および環Ａ4はそれぞれ独立して、ベンゼン環、ナフタレン環、シクロヘキセン環、ビシクロオクタン環またはシクロヘキサン環であり、これらの環中の任意の水素がハロゲンで置き換えられてもよく、環中の任意の−ＣＨ２−は−Ｏ−または−Ｓ−で置き換えられてもよく、環中の任意の−ＣＨ＝は−Ｎ＝で置き換えられてもよく；Ｚ０は単結合、炭素数１〜２０のアルキレンであり、このアルキレン中の任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＳＯ−、−ＯＣＳ−、−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；Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３およびＺ４はそれぞれ独立して、単結合、炭素数１〜４のアルキレンであり、このアルキレン中の任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＳＯ−、−ＯＣＳ−、−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；Ｌ1およびＬ２はそれぞれ独立して、水素またはハロゲンであり；Ｘ１はハロゲン、−Ｃ≡Ｎ、−Ｎ＝Ｃ＝Ｓ、−Ｃ≡Ｃ−Ｃ≡Ｎ、−ＳＦ５、−ＣＨＦ２、−ＣＦ３、−ＣＦ２ＣＨ２Ｆ、−ＣＦ２ＣＨＦ２、−ＣＦ２ＣＦ３、−（ＣＦ２）３−Ｆ、−ＣＦ２ＣＨＦＣＦ３、−ＣＨＦＣＦ２ＣＦ３、−（ＣＦ２）４−Ｆ、−（ＣＦ２）５−Ｆ、−ＯＣＨＦ２、−ＯＣＦ３、−ＯＣＦ２ＣＨ２Ｆ、−ＯＣＦ２ＣＨＦ２、−ＯＣＨ２ＣＦ３、−ＯＣＦ２ＣＦ３、−Ｏ−（ＣＦ２）３−Ｆ、−ＯＣＦ２ＣＨＦＣＦ３、−ＯＣＨＦＣＦ２ＣＦ３、−Ｏ−（ＣＦ２）４−Ｆ、−Ｏ−（ＣＦ２）５−Ｆ、−ＣＨ＝ＣＦ２、−ＣＨ＝ＣＨＣＦ３、または−ＣＨ＝ＣＨＣＦ２ＣＦ３；ｌ、ｍ、ｎおよびｏはそれぞれ独立して、０または１である。）
【化１８】
（一般式（１−３）において、Ｒ２は水素、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−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；環Ａ１、環Ａ２、環Ａ３および環Ａ4は独立して、ベンゼン環、ナフタレン環、シクロヘキセン環、ビシクロオクタン環、またはシクロヘキサン環であり、これらの環中の任意の水素がハロゲンで置き換えられてもよく、環中の任意の−ＣＨ２−は−Ｏ−または−Ｓ−で置き換えられてもよく、環中の任意の−ＣＨ＝は−Ｎ＝で置き換えられてもよく；Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３およびＺ４は独立して、単結合、炭素数１〜４のアルキレンであり、このアルキレン中の任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＳＯ−、−ＯＣＳ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、このアルキレン中の任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく；Ｌ1およびＬ２はそれぞれ独立して、水素またはハロゲンであり；Ｘ１はハロゲン、−Ｃ≡Ｎ、−Ｎ＝Ｃ＝Ｓ、−Ｃ≡Ｃ−Ｃ≡Ｎ、−ＳＦ５、−ＣＨＦ２、−ＣＦ３、−ＣＦ２ＣＨ２Ｆ、−ＣＦ２ＣＨＦ２、−ＣＦ２ＣＦ３、−（ＣＦ２）３−Ｆ、−ＣＦ２ＣＨＦＣＦ３、−ＣＨＦＣＦ２ＣＦ３、−（ＣＦ２）４−Ｆ、−（ＣＦ２）５−Ｆ、−ＯＣＨＦ２、−ＯＣＦ３、−ＯＣＦ２ＣＨ２Ｆ、−ＯＣＦ２ＣＨＦ２、−ＯＣＨ２ＣＦ３、−ＯＣＦ２ＣＦ３、−Ｏ−（ＣＦ２）３−Ｆ、−ＯＣＦ２ＣＨＦＣＦ３、−ＯＣＨＦＣＦ２ＣＦ３、−Ｏ−（ＣＦ２）４−Ｆ、−Ｏ−（ＣＦ２）５−Ｆ、−ＣＨ＝ＣＦ２、−ＣＨ＝ＣＨＣＦ３、または−ＣＨ＝ＣＨＣＦ２ＣＦ３；ｌおよびｍは独立して、０または１である。）
【０００８】
［５］ 液晶成分が、さらに、一般式（１−１）〜（１−３）で表される化合物以外の化合物であり、２以上の誘電率異方性を有する化合物からなる液晶成分Ｃ、および、一般式（１−１）〜（１−３）で表される化合物以外の化合物であり、−２以上かつ２未満の誘電率異方性を有する化合物からなる液晶成分Ｄを含み
前記液晶成分中、液晶成分Ｃの含有量が０．１〜８４．５重量％であり、液晶成分Ｄの含有量が０〜８４．５重量％である、
［１］〜［４］のいずれかに記載の光学的等方性液晶組成物。
［６］ 液晶成分Ａ中、一般式（１−１）で表される化合物の含有量が５〜８５重量％である、［１］〜［５］のいずれかに記載の光学的等方性液晶組成物。
［７］ 液晶成分中、液晶成分Ａの含有量が４０〜８５重量％である、［１］〜［６］のいずれかに記載の光学的等方性液晶組成物。
［８］ 液晶成分中、液晶成分Ａの含有量が７０〜８５重量％である、［１］〜［６］のいずれかに記載の光学的等方性液晶組成物。
［９］ 光学的等方性液晶組成物中、液晶成分Ａの含有量が７０〜８４重量％である、［１］〜［８］のいずれかに記載の光学的等方性液晶組成物。
［１０］ 一般式（１−２）中のＲ1が、下記式（ＣＨＮ−１）〜（ＣＨＮ−１２）からなる群から選ばれるいずれかで表される、［１］〜［９］のいずれかに記載の光学的等方性液晶組成物。
【化１９】
（式（ＣＨＮ−１）〜（ＣＨＮ−１２）中、Ｒ1ａはそれぞれ独立して水素または炭素数１〜１０のアルキルである。）
［１１］ 一般式（１−１）〜（１−３）中の環Ａ１、環Ａ２、環Ａ３および環Ａ4がそれぞれ独立して、下記式（ＲＧ−１）〜（ＲＧ−９）のいずれか１つで表される［１］〜［１０］に記載の光学的等方性液晶組成物。
【化２０】
［１２］
液晶成分Ｃが、一般式（２）で表される化合物を含有する、［５］〜［１１］のいずれかに記載の光学的等方性液晶組成物。
【化２１】
（式中、Ｒ２は炭素数１〜１０のアルキルまたは炭素数２〜１０のアルキニルであり、アルキ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；Ｘ２はフッ素、塩素、−ＳＦ５、−ＯＣＦ3、−ＯＣＨＦ2、−ＣＦ3、−ＣＨＦ2、−ＣＨ2Ｆ、−ＯＣＦ2ＣＨＦ2、または−ＯＣＦ2ＣＨＦＣＦ3であり；環Ｂ１は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、ピペリジン−１，４−ジイル、１，４−フェニレン、ナフタレン−２，６−ジイル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１，４−フェニレン、ナフタレン−２，６−ジイルであり；Ｚ５は−（ＣＨ2）2−、−（ＣＨ2）4−、−ＣＯＯ−、−ＣＦ2Ｏ−、−ＯＣＦ2−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ２Ｏ−または単結合であり；Ｌ３およびＬ４は独立して、水素またはフッ素である。）
【０００９】
［１３］ 液晶成分Ｃが、一般式（６）で表される化合物の群から選択される少なくとも１つの化合物を含有する、［５］〜［１１］のいずれかに記載の光学的等方性液晶組成物。
【化２２】
（式中、Ｒ３は炭素数１〜１０のアルキルであり、アルキ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は、１，４−シクロヘキシレン、１，４−フェニレン、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、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−ジイルであり；Ｚ８は−（ＣＨ2）2−、−ＣＯＯ−、−ＣＦ2Ｏ−、−ＯＣＦ2−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ２Ｏ−、または単結合であり；Ｌ５およびＬ６は独立して、水素またはフッ素である。）
［１４］ 液晶成分Ｄが、一般式（７）〜（９）で表される化合物からなる群から選択される少なくとも１つの化合物を含有する、［５］〜［１３］のいずれかに記載の光学的等方性液晶組成物。
【化２３】
（式中、Ｒ４およびＲ５はそれぞれ独立して、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、アルキルおよびアルケニル中の任意の１つの水素は１つのフッ素で置き換えられてもよく、アルキルおよびアルケニル中の任意の−ＣＨ2−は−Ｏ−で置き換えられてもよく；環Ｄ１、環Ｄ２および環Ｄ３はそれぞれ独立して、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；Ｚ９およびＺ１０はそれぞれ独立して、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯＯ−、−（ＣＨ2）2−、−ＣＨ＝ＣＨ−または単結合である。）
［１５］ 液晶成分において、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［１］〜［１４］のいずれかに記載の光学的等方性液晶組成物。
［１６］ 液晶組成物の全重量に対して、キラル剤を１〜４０重量％含む、［１］〜［１５］のいずれかに記載の光学的等方性液晶組成物。
［１７］ 液晶組成物の全重量に対して、キラル剤を５〜１５重量％含む、［１］〜［１５］のいずれかに記載の光学的等方性液晶組成物。
【００１０】
［１８］ キラル剤が、下記式（Ｋ１）〜（Ｋ５）のいずれかで表される化合物を１種以上含む、［１］〜［１７］のいずれかに記載の光学的等方性液晶組成物。
【化２４】
（式（Ｋ１）〜（Ｋ５）中、ＲＫ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はそれぞれ独立して、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、これらの環中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、これらの環中のＣＨ２−は−Ｏ−、−Ｓ−または−ＮＨ−で置き換えられてもよく、これらの環中のＣＨ＝は−Ｎ＝で置き換えられてもよく；Ｚはそれぞれ独立して、単結合または炭素数１〜８のアルキレンであるが、アルキレン中の任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＳＯ−、−ＯＣＳ−、−Ｎ＝Ｎ−、−ＣＨ＝Ｎ−、−Ｎ＝ＣＨ−、−Ｎ（Ｏ）＝Ｎ−、−Ｎ＝Ｎ（Ｏ）−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、アルキレン中の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−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＣＦ２Ｏ−または−ＣＨ２ＣＨ２−であり；ｍＫは１〜４の整数である。）
［１９］ キラル剤が、下記式（Ｋ２−１）〜（Ｋ２−８）および（Ｋ５−１）〜（Ｋ５−３）のいずれかで表される化合物を１種以上含む、［１］〜［１７］のいずれかに記載の光学的等方性液晶組成物。
【化２５】
【化２６】
（式（Ｋ２−１）〜（Ｋ２−８）および（Ｋ５−１）〜（Ｋ５−３）中、ＲＫはそれぞれ独立して、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、アルキル中の任意の−ＣＨ２−は、−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられてもよい。）
【００１１】
［２０］ 酸化防止剤および紫外線吸収剤からなる群から選ばれる１以上をさらに含む、［１］〜［１９］のいずれかに記載の光学的等方性液晶組成物。
［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、［１］〜［２０］のいずれかに記載の光学的等方性液晶組成物。
［２２］ 光学的に等方性の液晶相が二色以上の回折光を示す、［１］〜［２０］のいずれかに記載の光学的等方性液晶組成物。
［２３］ −２０℃〜７０℃の温度においてキラルネマチック相を示し、この温度範囲の少なくとも一部において螺旋ピッチが７００ｎｍ以下である、［１］〜［２２］のいずれか記載の光学的等方性液晶組成物。
【００１２】
［２４］ ［１］〜［２３］のいずれかに記載の光学的等方性液晶組成物と、重合性モノマーとを含む混合物。
［２５］ 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、［２４］に記載の混合物。
［２６］ ［２４］または［２５］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。
［２７］ ［２４］または［２５］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、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。
［２８］ 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、［２６］または「２７」に記載の高分子／液晶複合材料。
［２９］ 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、［２６］〜［２８］のいずれかに記載の高分子／液晶複合材料。
［３０］ 液晶組成物を６０〜９９重量％、高分子を１〜４０重量％含む、［２６］〜［２９］のいずれかに記載の高分子／液晶複合材料。
【００１３】
［３１］ 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組成物または高分子／液晶複合材料、および電極を介して液晶組成物または高分子／液晶複合材料に電界を印加する電界印加手段を備えた液晶素子であって、前記液晶組成物が、［１］〜［２３］のいずれかに記載の液晶組成物であり、前記高分子／液晶複合材料が［２６］〜［３０］のいずれかに記載の高分子／液晶複合材料である液晶素子。
［３２］ 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組成物または高分子／液晶複合材料、および基板の外側に配置された偏光板を有し、電極を介して液晶組成物または高分子／液晶複合材料に電界を印加する電界印加手段を備えた液晶素子であって、前記液晶組成物が、［１］〜［２３］のいずれかに記載の液晶組成物であり、前記高分子／液晶複合材料が［２６］〜［３０］のいずれかに記載の高分子／液晶複合材料である液晶素子。
［３３］ 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［３１］または［３２］に記載の液晶素子。
［３４］ 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［３１］または［３２］に記載の液晶素子。
［３５］ 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［３１］〜［３４］のいずれかに記載の液晶素子。
【００１４】
本明細書中、「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。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。
【００１５】
本明細書中、「液晶素子」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。ネマチック相の上限温度はネマチック相−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。ネマチック相の下限温度を単に下限温度と略すことがある。
【００１６】
本明細書中、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。化学式において、六角形で囲んだＡ、Ｂなどの記号はそれぞれ環構造Ａ、環構造Ｂなどに対応する。これらは、「環Ａ」、「環Ｂ」と略すことがある。「環構造」とは、環状の基を言い、ベンゼン環、ナフタレン環、シクロヘキセン環、ビシクロオクタン環またはシクロヘキサン環などを含む。ここで、ナフタレン環のような縮合多環炭化水素やビシクロオクタン環のような橋かけ環炭化水素などの複数の環を含む環構造も、環構造としては１つと数える。
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。
【００１７】
「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。
【００１８】
また、本明細書中、特に言及しない限り、「％」は「重量％」を意味する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の好ましい態様に係る光学的に等方性の液晶組成物および高分子／液晶複合材料は、比較的大きなカー係数を発現する。本発明の好ましい態様に係る光学的に等方性の液晶組成物および高分子／液晶複合材料は、応答速度が速い。本発明の好ましい態様に係る光学的に等方性の液晶組成物および高分子／液晶複合材料は、広い温度範囲使用できる。
そして、本発明の好ましい態様に係る光学的に等方性の液晶組成物および高分子／液晶複合材料は、これらの効果に基づいて表示素子等の液晶素子等に好適に用いることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
１ 本発明の光学的等方性液晶組成物
本発明の第１の態様は、光学的に等方性の液晶相で駆動される液晶素子に用いることのできる液晶組成物であり、光学的等方性の液晶相を発現する組成物である。
本発明の光学的等方性液晶組成物は、ジフルオロアルケニルを有する上記式（１−１）で表される化合物またはアルケニルを有する上記式（１−２）で表される化合物からなる液晶成分Ａを含む液晶成分とキラル剤とを有する液晶組成物である。前記液晶成分Ａを含む液晶成分には、環構造を３つ以上有する化合物が合計１５重量％以上含まれる。液晶相の上限範囲および駆動電圧の観点から当該環構造を３つ以上有する化合物は好ましくは３０重量％以上であり、より好ましくは５０重量％以上である。
一般的に、これらの式（１−１）または（１−２）で表される化合物は、Δｎ×Δε×Ｋ３３／Ｋ１１の値を大きくすることにより、カー係数を大きくすることができるので、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。したがって、一般的に、光学的等方性液晶組成物中に可能な限り含有させることが好ましい。
なお、式（１−１）と（１−２）で表される化合物は、これらの構造式において左の末端に二重結合を有するが、重合性モノマーとしては作用しない。
【００２１】
本発明の液晶組成物に含まれる化合物は、一般的に、公知の方法、例えば必要な成分を高温度下で反応させる方法などにより合成される。
また、本発明に使用される液晶組成物を構成する化合物の各元素は、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限り使用できる。
【００２２】
１．１ 光学的に等方性の液晶相
本発明の液晶組成物は光学的に等方性である。ここで、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。
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。
【００２３】
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、本明細書において、ブルー相は光学的に等方性の液晶相に包含される。
【００２４】
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。
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。
【００２５】
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。
【００２６】
なお、本発明の液晶組成物において、光学的に等方性の性質を示す温度範囲は、ネマチック相またはキラルネマチック相と等方相と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、これにカイ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。
【００２７】
本発明の光学的等方性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、単に「ピッチ」ということがある）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以下であることが特に好ましい。
【００２８】
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、所望の光学特性（透過率、回折波長など）が満たされる限り、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。
【００２９】
また、本明細書において、「非液晶等方相」とは一般的に定義される等方相、すなわち、無秩序相であり、局所的な秩序パラメーターがゼロでない領域が生成したとしても、その原因がゆらぎによるものである等方相である。たとえばネマチック相の高温側に発現する等方相は、本明細書では非液晶等方相に該当する。本明細書におけるキラルな液晶についても、同様の定義があてはまるものとする。
【００３０】
１．２ 液晶成分Ａ
本発明の光学的等方性液晶組成物は、ジフルオロアルケニルを有する化合物（１−１）またはアルケニルを有する化合物（１−２）からなる液晶成分Ａを必須成分とする。
液晶成分Ａは、式（１−１）もしくは式（１−２）のどちらか一方で表される化合物だけからなる構成であっても、式（１−１）で表される化合物と式（１−２）で表される化合物とを含む構成であってもよい。
【００３１】
（１） 化合物（１−１）および化合物（１−２）
上記式（１−２）において、Ｒ1は炭素数２〜２０のアルケニルであり、このアルケニル中の任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、このアルキル基中の任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよい。
【００３２】
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は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。
【００３３】
Ｒ１は炭素数２〜２０のアルケニルの中でも、上記式（ＣＨＮ−１）〜（ＣＨＮ−１２）で表される基が好ましい。
【００３４】
また、式（１−２）中において、環Ａ１が芳香族である場合は、Ｒ１は式（ＣＨＮ−３）、（ＣＨＮ−４）、および（ＣＨＮ−６）〜（ＣＨＮ−８）からなる群から選ばれるいずれか１つで表される基であることが好ましい。他方、環Ａ１が非芳香族である場合は、Ｒ１は式（ＣＨＮ−１）〜（ＣＨＮ−６）からなる群から選ばれるいずれか１つで表される基であることが好ましい。
【００３５】
上記式（１−１）および（１−２）において、環Ａ１、環Ａ２、環Ａ３および環Ａ4は独立して、ベンゼン環、ナフタレン環、シクロヘキセン環、ビシクロオクタン環、またはシクロヘキサン環であり、これらの環の任意の水素がハロゲンで置き換えられてもよく、環の−ＣＨ２−は−Ｏ−または−Ｓ−で置き換えられてもよく、−ＣＨ＝は−Ｎ＝で置き換えられてもよい。
【００３６】
環Ａ１、環Ａ２、環Ａ３および環Ａ４は、それぞれ独立して、上記式（ＲＧ−１）〜（ＲＧ−９）からなる群から選ばれるいずれか１つで表される環であることが好ましい。
これらの環の中でも、環Ａ１、環Ａ２、環Ａ３および環Ａ４は、それぞれ独立して、上記式（ＲＧ−１）、（ＲＧ−３）、（ＲＧ−４）、（ＲＧ−５）または（ＲＧ−８）で表される環であることが好ましい。
【００３７】
上記式（１−１）において、Ｚ０は単結合、炭素数１〜２０のアルキレンであり、このアルキレン中の任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＳＯ−、−ＯＣＳ−、−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い。
【００３８】
式（１−１）において、環Ａ１が芳香族の場合は、Ｚ０は炭素数２、４、６もしくは８のアルキレンまたはアルケニレン（但し二重結合が環Ａ１と隣接することはない）が好ましい。他方、式（１−１）において、環Ａ１が非芳香族の場合は、Ｚ０は炭素数２、４、６、８のアルキレンまたはアルケニレンが好ましい。
【００３９】
上記式（１−１）および（１−２）において、Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３およびＺ４はそれぞれ独立して、単結合、炭素数１〜４のアルキレンであり、このアルキレン中の任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＳＯ−、−ＯＣＳ−、−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い。
【００４０】
Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３およびＺ４は、単結合、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯＯ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＣＨ２Ｏ−または−ＯＣＨ２−が好ましく、これらの中でも、単結合、−ＣＯＯ−または−ＣＦ２Ｏ−が好ましい。
また、これらの結合において、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−ＣＨ＝ＣＨ−（ＣＨ２）２−、および−（ＣＨ２）２−ＣＨ＝ＣＨ−等のような二重結合を有する結合基では、その立体配置はシスよりもトランスが好ましい。
【００４１】
上記式（１−１）および（１−２）において、Ｌ1およびＬ2はそれぞれ独立して、水素またはハロゲンである。これらの中でも、Ｌ1およびＬ2はそれぞれ独立して、水素またはフッ素であることが好ましい。
【００４２】
上記式（１−１）および（１−２）において、Ｘ１はハロゲン、−Ｃ≡Ｎ、−Ｎ＝Ｃ＝Ｓ、−Ｃ≡Ｃ−Ｃ≡Ｎ、−ＳＦ５、−ＣＨＦ２、−ＣＦ３、−ＣＦ２ＣＨ２Ｆ、−ＣＦ２ＣＨＦ２、−ＣＦ２ＣＦ３、−（ＣＦ２）３−Ｆ、−ＣＦ２ＣＨＦＣＦ３、−ＣＨＦＣＦ２ＣＦ３、−（ＣＦ２）４−Ｆ、−（ＣＦ２）５−Ｆ、−ＯＣＨＦ２、−ＯＣＦ３、−ＯＣＦ２ＣＨ２Ｆ、−ＯＣＦ２ＣＨＦ２、−ＯＣＨ２ＣＦ３、−ＯＣＦ２ＣＦ３、−Ｏ−（ＣＦ２）３−Ｆ、−ＯＣＦ２ＣＨＦＣＦ３、−ＯＣＨＦＣＦ２ＣＦ３、−Ｏ−（ＣＦ２）４−Ｆ、−Ｏ−（ＣＦ２）５−Ｆ、−ＣＨ＝ＣＦ２、−ＣＨ＝ＣＨＣＦ３、または−ＣＨ＝ＣＨＣＦ２ＣＦ３であり
【００４３】
好ましいＸ１の例は、フッ素、塩素、−Ｃ≡Ｎ、−Ｎ＝Ｃ＝Ｓ、−ＣＦ３、−ＣＨＦ２、−ＯＣＦ３および−ＯＣＨＦ２である。最も好ましいＸ１の例は、フッ素、塩素、−Ｃ≡Ｎ、−Ｎ＝Ｃ＝Ｓ、−ＣＦ３および−ＯＣＦ３である。
【００４４】
式（１−１）および（１−２）においてｌ、ｍ、ｎおよびｏは独立して、０または１である。
【００４５】
上記式（１−１）で表される化合物として、特に好ましいのは、下記式（１−１ａ）〜（１−１ｇ）で表される化合物である。
【化２７】
（式（１−１ａ）〜（１−１ｇ）中、Ｘ１はフッ素、塩素、−Ｃ≡Ｎ、−ＣＦ３、−ＣＨＦ２、−ＣＨ２Ｆ、−ＯＣＦ３、−ＯＣＨＦ２、−ＯＣＨ２Ｆまたは−Ｃ＝Ｃ−ＣＦ３であり、（Ｆ）は水素またはフッ素である。）
【００４６】
上記式（１−２）で表される化合物として、特に好ましいのは、下記式（１−２ａ）〜（１−２ｇ）で表される化合物である。
【化２８】
（式（１−２ａ）〜（１−２ｇ）中、Ｘ１はフッ素、塩素、−Ｃ≡Ｎ、−ＣＦ３、−ＣＨＦ２、−ＣＨ２Ｆ、−ＯＣＦ３、−ＯＣＨＦ２、−ＯＣＨ２Ｆまたは−Ｃ＝Ｃ−ＣＦ３であり、（Ｆ）は水素またはフッ素である。）
【００４７】
（２） 化合物（１−１）および（１−２）の性質
化合物（１−１）および（１−２）におけるｌ、ｍ、ｎ、およびｏの組み合わせ、環Ａ１〜Ａ４の種類、Ｚ０、末端基Ｒ１、末端のベンゼン環上の基およびその置換位置（Ｌ１、Ｌ２およびＸ１）、結合基Ｚ１〜Ｚ４等を適切に選択することによって、液晶成分Ａの透明点、屈折率異方性、誘電率異方性等の物性を調整することが可能である。
ｌ、ｍ、ｎおよびｏの組み合わせ、環Ａ１〜Ａ４、Ｚ０、末端基Ｒ１、末端基Ｘ１、結合基Ｚ１〜Ｚ４、Ｌ１およびＬ２の種類等と、化合物（１−１）および（１−２）の物性との一般的な関係を以下に説明する。
【００４８】
一般的に、ｌ＋ｍ＋ｎ＋ｏが大きいほど、化合物（１−１）および（１−２）の透明点が高く、ｌ＋ｍ＋ｎ＋ｏが小さいほど化合物（１−１）および（１−２）の融点が低い。
【００４９】
一般的に、環Ａ１〜Ａ４に芳香族環が多く含まれるほど、化合物（１−１）および（１−２）の屈折率異方性が大きくなる。任意の水素がハロゲンにより置き換えられた１，４−フェニレン、ピリミジン環、ピリジン環、テトラヒドロピラン環、１，３−ジオキサン−２，５−ジイルは大きな誘電率異方性発現に効果があり、シクロヘキサン環、テトラヒドロピラン環は、化合物（１−１）および（１−２）の良好な相溶性発現に寄与する。
【００５０】
一般的に、Ｚ０とＲ１がそれぞれ直鎖であるときは、化合物（１−１）および（１−２）の液晶相の温度範囲が広くそして粘度が小さくなる。他方、Ｚ０とＲ１がそれぞれ分岐鎖であるときは、化合物（１−１）および（１−２）は他の液晶化合物との相溶性が向上する。
【００５１】
一般的に、結合基Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３およびＺ４がそれぞれ単結合、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＨ2Ｏ−、−ＯＣＨ2−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−（ＣＨ２）３−Ｏ−、−Ｏ−（ＣＨ２）３−、−（ＣＨ２）２−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−（ＣＨ２）２−または−（ＣＨ２）４−であるとき、化合物（１−１）および（１−２）の粘度が小さい。また、一般的に、結合基Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３およびＺ４がそれぞれ単結合、−（ＣＨ２）２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−または−ＣＨ＝ＣＨ−であるとき、化合物（１−１）および（１−２）の粘度がさらに小さくなる。一般的に、結合基Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３およびＺ４がそれぞれ−Ｃ≡Ｃ−のとき、化合物（１−１）および（１−２）の屈折率異方性が大きい。一般的に、結合基が−ＣＯＯ−、−ＣＦ２Ｏ−であるとき、化合物（１−１）および（１−２）の誘電率異方性が大きい。一般的に、Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３、およびＺ４が単結合、−（ＣＨ２）２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−または−（ＣＨ２）４−であるとき、化合物（１−１）および（１−２）は、比較的、化学的に安定であって、劣化が生じにくい。
一般的に、屈折率異方性または誘電率異方性が大きい場合、本発明の液晶素子が低電圧になる傾向があり、粘度が低いと応答速度が速くなる。
【００５２】
一般的に、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、化合物（１−１）および（１−２）の誘電率異方性が大きい。また、一般的に、Ｘ１が−Ｃ≡Ｎ、または−Ｎ＝Ｃ＝Ｓであるとき、化合物（１−１）および（１−２）の光学異方性が大きい。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。
【００５３】
一般的に、Ｌ１およびＬ２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、化合物（１−１）および（１−２）の誘電率異方性が大きい。また、一般的に、Ｌ１がフッ素でありＸ１が−ＣＦ３、−ＯＣＦ３であるとき、Ｌ１およびＬ２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、化合物（１−１）および（１−２）の誘電率異方性値が大きく、液晶相の温度範囲が広く、さらに、化学的に安定であり劣化を起こしにくい。
【００５４】
１．３ 液晶成分Ｂ
本発明の光学的等方性液晶組成物は、さらに、化合物（１−３）からなる液晶成分Ｂを含んでもよい。
【００５５】
（１） 化合物（１−３）
式（１−３）において、環Ａ１、環Ａ２、環Ａ３および環Ａ4、Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３、Ｚ４、Ｌ1およびＬ2、Ｘ１ｌおよびｍ、化合物（１−２）と化合物（１−３）と同様である。
【００５６】
また、Ｒ２は、水素、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−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い。
このようなＲ２において分岐よりも直鎖の方が好ましい。
【００５７】
（２） 化合物（１−３）の性質
化合物（１−３）は環構造を３〜５つ有する化合物であり、特に液晶成分Ａが環構造を１および２つ有する化合物で構成される場合は、光学的等方性液晶の温度範囲を高温側に拡大するために用いられる。
【００５８】
化合物（１−３）におけるｌおよびｍの組み合わせ、環Ａ１〜Ａ４の種類、末端基Ｒ２、末端のベンゼン環上の基およびその置換位置（Ｌ１、Ｌ２およびＸ１）、結合基Ｚ１〜Ｚ４等を適切に選択することによって、液晶成分Ａの透明点、屈折率異方性、誘電率異方性等の物性を調整することが可能である。
【００５９】
式（１−３）中の、環Ａ１〜Ａ４、結合基Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３、Ｚ４、末端基Ｘ１、ならびに、Ｌ１およびＬ２は、式（１−１）または式（１−２）におけるそれらと同様である。
【００６０】
ｌおよびｍの組み合わせ、環Ａ１〜Ａ４、Ｚ０、末端基Ｒ２、末端基Ｘ１、結合基Ｚ１〜Ｚ４、Ｌ１およびＬ２の種類等と、化合物（１−３）の物性との一般的な関係を以下に説明する。
【００６１】
一般的に、ｌ＋ｍが大きいほど、化合物（１−３）の透明点が高く、ｌ＋ｍが小さいほど化合物（１−３）の融点が低い。
【００６２】
一般的に、Ｒ２が直鎖であるとき、化合物（１−３）の液晶相の温度範囲が広くそして粘度が小さくなる。他方、Ｒ２がそれぞれ分岐鎖であるときは、化合物（１−３）は他の液晶化合物との相溶性が向上する。
化合物（１−３）の好ましい具体例としては、下記式（１−３−１）〜（１−３−２８）で表される化合物が挙げられる。
【化２９】
（式（１−３−１）〜（１−３−２８）中、Ｒ２とＸ１は式（１−３）のＲ２とＸ１と同じ意味を表し、（Ｆ）は水素またはフッ素を表す。）
【００６３】
１．４ 液晶成分Ｃ
本発明の光学的等方性液晶組成物は、さらに、化合物（２）および化合物（６）からなる群から選ばれる１以上である液晶成分Ｃを含んでもよい。
本発明の光学的等方性液晶組成物は、液晶成分Ｃを含むことによって、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の自由度を増すことができる。
【００６４】
一般的に、化合物（２）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ましく用いられる。
特に、化合物（６）は、誘電率異方性値が正であり、その値が大きいので光学的に等方性の液晶相で駆動される素子を低駆動電圧化する場合に主として用いられることが好ましい。一般的に、化合物（６）は、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。
【００６５】
本発明の液晶組成物における成分Ｃの含有量は、液晶組成物の全重量に対して、０．１〜９９重量％であることが好ましく、１〜９９重量％がさらに好ましく、１０〜９７重量％が特に好ましい。
【００６６】
（１） 化合物（２）
式（２）において、Ｒ２は炭素数１〜１０のアルキルまたは炭素数２〜１０のアルキニルであり、アルキ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；Ｘ２はフッ素、塩素、−ＳＦ５、−ＯＣＦ3、−ＯＣＨＦ2、−ＣＦ3、−ＣＨＦ2、−ＣＨ2Ｆ、−ＯＣＦ2ＣＨＦ2、または−ＯＣＦ2ＣＨＦＣＦ3であり；環Ｂ１は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、ピペリジン−１，４−ジイル、１，４−フェニレン、ナフタレン−２，６−ジイル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１，４−フェニレン、ナフタレン−２，６−ジイルであり；Ｚ５は−（ＣＨ2）2−、−（ＣＨ2）4−、−ＣＯＯ−、−ＣＦ2Ｏ−、−ＯＣＦ2−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ２Ｏ−または単結合であり；Ｌ３およびＬ４は独立して、水素またはフッ素である。
【００６７】
化合物（２）の好ましい具体例としては、下記式（２−１）〜（２−８）で表わされる化合物が挙げられる。
【化３０】
（式（２−１）〜（２−８）中、Ｒ２とＸ２は式（２）のＲ２とＸ２と同じ意味を表し、（Ｆ）は水素またはフッ素を表す。）
【００６８】
（２） 化合物（６）
式（６）において、Ｒ３は炭素数１〜１０のアルキルであり、アルキ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は、１，４−シクロヘキシレン、１，４−フェニレン、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、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−ジイルであり；Ｚ８は−（ＣＨ2）2−、−ＣＯＯ−、−ＣＦ2Ｏ−、−ＯＣＦ2−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ２Ｏ−、または単結合であり；Ｌ５およびＬ６は独立して、水素またはフッ素である。
【００６９】
化合物（６）の好ましい具体例としては、下記式（６−１）〜（６−９）で表わされる化合物が挙げられる。
【化３１】
（式（６−１）〜（６−９）中、Ｒ３とＸ３は式（６）のＲ３とＸ３と同じ意味を表し、（Ｆ）は水素またはフッ素を表す。）
【００７０】
１．５ 液晶成分Ｄ
本発明の光学的等方性液晶組成物は、さらに、化合物（７）〜化合物（９）からなる群から選ばれる１以上である液晶成分Ｄを含んでもよい。一般的に、液晶成分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。また、一般的に、化合物（９）は、主として粘度調整または屈折率異方性値の調整の効果がある。
【００７１】
本発明の光学的等方性液晶組成物は、液晶成分Ｄを含むことによって、通常、液晶組成物を用いた液晶素子の駆動電圧が高くなり、応答速度が速くなる。したがって、液晶成分Ｄの含有量は多いほうが望ましいが、液晶組成物の駆動電圧の要求値を満たす必要があるので、一般的に、液晶成分Ｄの含有量は、液晶組成物全体に対して４０重量％以下が好ましく、２０重量％以下が好ましい。
【００７２】
式（７）〜（９）において、Ｒ４およびＲ５はそれぞれ独立して、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、アルキルおよびアルケニル中の任意の１つの水素は１つのフッ素で置き換えられてもよく、アルキルおよびアルケニル中の任意の−ＣＨ2−は−Ｏ−で置き換えられてもよく；環Ｄ１、環Ｄ２および環Ｄ３はそれぞれ独立して、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；Ｚ９およびＺ１０はそれぞれ独立して、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯＯ−、−（ＣＨ2）2−、−ＣＨ＝ＣＨ−または単結合である。
【００７３】
化合物（７）の好ましい具体例としては、下記式（７−１）〜（７−１１）で表わされる化合物が挙げられ、化合物（８）の好ましい具体例としては、下記式（８−１）〜（８−１８）で表わされる化合物が挙げられ、化合物（９）の好ましい具体例としては、下記式（９−１）〜（９−６）で表わされる化合物が挙げられる。
【化３２】
【化３３】
（上記式中、Ｒ４およびＲ５は式（７）〜式（９）のＲ４およびＲ５と同じ意味を表す）
【００７４】
１．６ キラル剤
本発明の光学的等方性液晶組成物に含まれるキラル剤は特に限定されるものではないが、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）で表される化合物をキラル剤として用いることが好ましい。
【化３４】
【００７５】
式（Ｋ１）〜（Ｋ５）中、ＲＫは独立に、水素、ハロゲン（Ｆ，Ｃｌ，Ｂｒ，Ｉ等）、−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；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−、−Ｎ（Ｏ）＝Ｎ−、−Ｎ＝Ｎ（Ｏ）−、−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−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＣＨ２ＣＨ２−であり；ｍＫは１〜４である。
【００７６】
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）、および、式（Ｋ５）に含まれる式（Ｋ５−１）〜式（Ｋ５−３）が好ましい。
【化３５】
【化３６】
【化３７】
（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。）。
なお、上記「アルキル」は炭素数１〜１０のアルキルであることが好ましく、炭素数１〜６のアルキルであることが更に好ましい。アルキルの例としては、制限するわけではないが、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、ｓ−ブチル、ｔ−ブチル、ペンチル、ヘキシル、ドデカニル等を挙げることができる。
【００７７】
一般的に、本発明の光学的等方性液晶組成物におけるキラル剤の含有量は、１〜２０重量％が好ましく、１〜１０重量％が特に好ましい。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なる。
【００７８】
また、液晶表示素子に用いる場合は、キラル剤濃度を調製して、可視域に回折や反射が実質的に認められないことが好ましい。
なお、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。
【００７９】
２ 光学的等方性液晶組成物と重合性モノマーとを含む混合物、および、高分子／液晶複合材料
本発明の第２の態様は、光学的等方性液晶組成物と重合性モノマーとを含む混合物である。また、本発明の第３の態様は光学的に等方性の高分子／液晶複合材料であり、たとえば、本発明の第２の態様の光学的等方性液晶組成物と重合性モノマーとを含む混合物において重合反応を行うことによって製造できる。
【００８０】
２．１ 高分子／液晶複合材料を製造する際の重合条件
本発明の第３の態様は光学的に等方性の高分子／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。本発明の高分子／液晶複合材料は、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）と光学的等方性液晶組成物とを混合してから、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本発明の第２の態様は、光学的等方性液晶組成物と重合性モノマーとを含む混合物を、本件明細書では、「重合性モノマー／液晶混合物」ともいう。「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（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、テトラジン系等）、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の０．１〜２０重量部含有してもよい。
【００８１】
上記混合物における重合は、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行われることが好ましい。すなわち、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非液晶等方相またはブルー相を発現する温度で、かつ、非液晶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。
【００８２】
２．２ 複合材料を構成する高分子の原料
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。
【００８３】
（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。
【００８４】
Ｒａ−Ｙ−（ＡＭ−ＺＭ）ｍ１−ＡＭ−Ｙ−Ｒｂ（Ｍ１）
Ｒｂ−Ｙ−（ＡＭ−ＺＭ）ｍ１−ＡＭ−Ｙ−Ｒｂ（Ｍ２）
【００８５】
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。
【００８６】
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。式（Ｍ１）中、Ｒｂは、それぞれ独立して、基（Ｍ３−１）〜基（Ｍ３−７）の重合性基である。
【化３８】
【００８７】
式（Ｍ２）中、Ｒｂは、それぞれ独立して、基（Ｍ３−１）〜基（Ｍ３−７）の重合性基である。
【００８８】
ここで、基（Ｍ３−１）〜基（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、基（Ｍ３−２）、基（Ｍ３−３）、基（Ｍ３−４）、基（Ｍ３−７）はラジカル重合で重合するのが好適である。基（Ｍ３−１）、基（Ｍ３−５）、基（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。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【００９５】
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。
【００９６】
化合物（Ｍ１）および化合物（Ｍ２）の更に好ましい例は、下記式（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。
【００９７】
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。
【化３９】
【化４０】
【化４１】
【化４２】
【化４３】
【化４４】
【化４５】
【化４６】
【化４７】
【化４８】
【化４９】
【００９８】
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。
【００９９】
本発明の高分子／液晶複合材料の光学的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。
【化５０】
【０１００】
なお、本明細書において、「炭素数１〜２０のアルキル」は、炭素数１〜１０のアルキルであることが好ましく、炭素数１〜６のアルキルであることが更に好ましい。アルキルの例としては、制限するわけではないが、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、ｓ−ブチル、ｔ−ブチル、ペンチル、ヘキシル、ドデカニル等を挙げることができる。
【０１０１】
本明細書において、「炭素数２〜２１のアルケニル」は、炭素数２〜１０のアルケニルであることが好ましく、炭素数２〜６のアルケニルであることが更に好ましい。アルケニルの例としては、制限するわけではないが、ビニル、アリル、プロペニル、イソプロペニル、２−メチル−１−プロペニル、２−メチルアリル、２−ブテニル等を挙げることができる。
【０１０２】
本明細書において、「炭素数２〜２１のアルキニル」は、炭素数２〜１０のアルキニルであることが好ましく、炭素数２〜６のアルキニルであることが更に好ましい。アルキニルの例としては、制限するわけではないが、エチニル、プロピニル、ブチニル等を挙げることができる。
【０１０３】
本明細書において、「炭素数１〜１９のアルコキシ」は、炭素数１〜１０のアルコキシであることが好ましく、炭素数２〜６のアルコキシであることが更に好ましい。アルコキシの例としては、制限するわけではないが、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ、ペンチルオキシ等がある。
【０１０４】
（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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
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。
【０１０９】
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。
【０１１０】
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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
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。
【０１１３】
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。
【０１１４】
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。
【０１１５】
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。
【０１１６】
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。
【０１１７】
また、グリシジル、エポキシ、オキセタニル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。
【０１１８】
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。
【０１１９】
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。
【０１２０】
２．５ 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、複合材料が等方性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（カー係数）が大きくなるからである。
【０１２１】
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。
【０１２２】
３ 液晶素子
本発明の第４の態様は、光学的等方性液晶組成物または高分子／液晶複合材料（以下、液晶組成物と高分子／液晶複合材料をあわせて「液晶媒体」ということがある）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。
液晶表示素子の構造例としては、図１に示すように、櫛歯電極基板の電極が、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に示すような櫛歯電極基板上では、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】
【０１２３】
以下、実施例により本発明さらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。
【０１２４】
本明細書の実施例において、Ｉは非液晶等方相、Ｎはネマチック相、Ｎ＊はキラルネマチック相、ＢＰはブルー相、ＢＰＸは二色以上の回折光が観測されない光学的に等方性の液晶相を表す。 本明細書において、Ｉ−Ｎ相転移点をＮ−Ｉ点ということがある。Ｉ−Ｎ＊転移点をＮ＊−Ｉ点ということがある。Ｉ−ＢＰ相転移点をＢＰ−Ｉ点ということがある。
【０１２５】
本明細書の実施例において、物性値等の測定・算出は特に断らない限り、日本電子機械工業規格（Standard of Electronic Industries Association of Japan）、ＥＩＡＪ・ＥＤ−２５２１Ａに記載された方法に従った。
前述した弾性定数、誘電率異方性の測定および屈折率異方性の測定法を除く具体的な測定方法、算出方法等は以下のとおりである。
【０１２６】
Ｉ−Ｎ相転移点（ＴＮＩ）
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異方性の相が出現させた。その過程での相転移温度を測定し、次いで１℃／分の速度で加熱し、その過程における相転移温度を測定した。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点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。
【０１２７】
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（大塚電子株式会社、商品名ＦＥ−３０００）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。
可視光の長波長領域あるいは短波長領域に反射波長を有するコレステリック液晶、および、測定が困難であったコレステリック液晶のピッチは、可視光領域に選択反射波長を有するような濃度でキラル剤を添加（濃度Ｃ’）して、選択反射波長（λ’）を測定し、本来の選択反射波長（λ）を本来のキラル濃度（濃度Ｃ）から、直線外挿法（λ＝λ’×Ｃ’／Ｃ）で算出することにより求めた。
【０１２８】
弾性定数および誘電率異方性（Δε）
静電容量の電圧依存性を用いて弾性定数を求める。擬似平衡状態となるように十分ゆっくりと掃引を行う。特にFreedericksz転移付近は、精度のよい値を得るために、印加電圧の分解能を出来る限り小さくする（数十ｍＶ刻み程度）。得られた低電圧領域における静電容量（Ｃ０）よりε‖を、また印加電圧を無限大に外挿した場合の静電容量よりε⊥を算出し、それらの値からΔεを求める。このΔεを用いてFreedericksz転移点よりＫ１１を求める。さらに、測定されたＫ１１と、容量変化に対するカーブフィッティングによりＫ３３を求める（装置：ＥＣ−１弾性定数測定装置、株式会社東陽テクニカ社製）。
【０１２９】
なお、弾性定数、誘電率異方性の測定条件は、サイン波を重畳した矩形波：ＶＡＣを０Ｖから１５Ｖまで、昇圧レートは０．１Ｖでサンプルに印加した。矩形波の周波数は１００Ｈｚ、サイン波はＶＡＣ＝１００ｍＶ、周波数２ｋＨｚ。矩形波の測定は各液晶成分のＴＮＩより２０℃低い温度で行った。使用したセルは配向膜が塗布されたセルギャップ１０μｍのアンチパラレルセル（Ｅ．Ｈ．Ｃ社製）。
【０１３０】
屈折率異方性（Δｎ）
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測定した。主プリズムの表面を一方向にラビングしたあと、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。Δｎ＝ｎ‖−ｎ⊥、の式から計算した。測定温度は、液晶成分のＴＮＩから−２０℃において測定した。
【０１３１】
ここで、透明点は、化合物または組成物が昇温過程で、等方相を発現する点をいう。本明細書では、ネマチック相から等方相への相転移点であるＮ−Ｉ点をＴＮＩと示した。
【０１３２】
［実施例１〜７］ 液晶組成物ＬＣ１−２〜ＬＣ７−２の調製
（１）液晶成分（ＬＣ１〜ＬＣ７）の調製
下記式（１ａ）〜（１ｃ），（２ａ）、（２ｂ），（５ａ）、（５ｂ）、（６）で表される化合物、および、下記に示す３つの化合物の混合物である液晶組成物Ｊを下記、表１に示す重量比で混合してネマチック液晶組成物である液晶成分ＬＣ１〜ＬＣ７を調製した。
【化５１】
【化５２】
【表１】
【０１３３】
液晶成分ＬＣ１〜ＬＣ７に対してＴＮＩ、Δn、Δε、Δn×Δεおよび弾性定数Ｋ１１、弾性定数Ｋ３３、弾性定数比Ｋ３３／Ｋ１１の諸物性値を測定・算出した。結果は表２のとおりであった。
【表２】
【０１３４】
（２）液晶組成物ＬＣ１−２〜ＬＣ７−２の調製
液晶成分ＬＣ１に、以下に示すキラル剤ＩＳＯ−６ＯＢＡ２を添加して液晶組成物ＬＣ１−２を調製した。添加されるキラル剤は、得られる液晶組成物の選択反射波長が２９０ｎｍ〜３９０ｎｍとなるような割合で添加した。液晶組成物ＬＣ１−２（実施例１）におけるキラル剤の含有率（重量％）は６．５重量％であった。
また、液晶組成物ＬＣ１−２の調製と同様に、液晶成分ＬＣ２〜ＬＣ７を用いて液晶組成物ＬＣ２−２〜ＬＣ７−２を調製した。液晶組成物ＬＣ２−２〜ＬＣ７−２（実施例２〜７）におけるキラル剤の含有率（重量％）は表３に示すとおりであった。
【化５３】
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。
【０１３５】
得られた液晶組成物ＬＣ１−２〜ＬＣ７−２を配向処理の施されていない素ガラス２枚からなるセルに狭持し、偏光顕微鏡を用いて透明点を測定した。具体的には、選択反射波長を前述のピッチ測定法の項で示した方法により測定した（表３）。なお、実施例４〜７の選択反射波長の値は直線外挿法を用いて算出した。
【０１３６】
【表３】
【０１３７】
[実施例８〜１４] 液晶組成物と重合性モノマーとを含む混合物（モノマー含有混合物（Ｄ１〜Ｄ７））の調製
まず、ＲＭ２５７（メルク社製）およびＴＭＰＴＡ（トリメチロールプロパンアクリレート、東京化成社製）を５７：４３の重量比で混合しモノマー組成物（Ｃ）を調製した。
次に、モノマー組成物（Ｃ）と重合開始剤と実施例１〜７で調製した各液晶組成物ＬＣ１−２〜ＬＣ７−２と混合して、モノマー含有混合物（Ｄ１〜Ｄ７）（実施例８〜１４）を調製した。
【０１３８】
混合物（Ｄ１〜Ｄ７）の調製の際、モノマー組成物（Ｃ）の含有率が、混合物全体の２０重量％となるように混合した。
【０１３９】
また、重合開始剤として2,2-Dimethoxy-1,2-diphenylethan-1-one(アルドリッチ社製)を用いた。重合開始剤は、重合開始剤とモノマー組成物（Ｃ）を合計した重量に対し０．４重量％となるように用いた。
【０１４０】
[実施例１５〜２１] 高分子／液晶複合材料（Ｅ１〜Ｅ７）の調製
モノマー含有混合物（Ｄ１）を配向処理の施されていない櫛歯電極基板（図１参照）と対向ガラス基板（非電極付与）との間（セル厚１２μｍ）に狭持し、液晶組成物の透明点ＴＣより３℃上（ＴＣ＋３℃）において、ＤＥＥＰ ＵＶ（ウシオ電機社製）を１０ｍＷ／ｃｍ２、３分間照射して重合反応を行い、高分子／液晶複合材料（Ｅ１）を調製した。このようにして、高分子／液晶複合材料（Ｅ１）を含む基板（櫛歯電極セル）を得た。
各モノマー含有混合物（Ｄ２〜Ｄ７）についても、モノマー含有混合物（Ｄ１）と同様に重合反応を行い、高分子／液晶複合材料（Ｅ２〜Ｅ７）を調製し、高分子／液晶複合材料（Ｅ２〜Ｅ７）を含む櫛歯電極セルを得た。
【０１４１】
各高分子／液晶複合材料（Ｅ１〜Ｅ７）を含む櫛歯電極セルを、図２に示す光学系に設置し、電気光学特性（電場印加時と無印加時の透過光強度等）を測定した。サンプルセルは入射光に対して垂直に配置し、リンカム社製温度調節装置（ホットステージ）に固定し、任意の温度にセル温度を調節した。櫛歯電極の電界印加方向を入射偏光方向に対して４５度傾け、電気光学応答は、クロスニコル下、櫛歯電極セルに０〜１５５Ｖ、周波数１００Ｈｚの交流矩形波を印加し、電場印加・無印加時の透過光強度を測定した。
電場印加時の透過光強度をＩとし、無印加時の透過光強度をＩ０として、式（１）を適用し、リタデーションを算出した。
【数１】
（式中、Ｒはリタデーション、λは入射光波長を表す。）
【０１４２】
得られたリタデーションを、セル厚（光路長；１２μｍ）で除して得た電気複屈折Δn（Ｅ）の値を、式（２）に適用した。
Δn（Ｅ）＝ＫλＥ２ （２）
（式中、Δn（Ｅ）は電気複屈折、λは入射光波長、Ｋはカー係数、Ｅは電界強度を表す。）
【０１４３】
電界強度の二乗に対する電気複屈折Δn（Ｅ）の測定結果において、電界強度の二乗の値が（０〜２．０５×１０１３）付近の直線性のよい測定結果から最小自乗法により直線の傾きを算出し、この傾きを入射光波長（λ）で除した値を、本明細書ではカー係数Ｋとした。算出したカー係数は表４のとおりであった。
【表４】
【０１４４】
上記結果に基づいて、高分子／液晶複合材料（Ｅ１〜Ｅ３）において、そのカー係数（縦軸）と各高分子／液晶複合材料（Ｅ１〜Ｅ３）に用いられた液晶成分（ＬＣ１〜ＬＣ３）とのΔｎ×Δε（横軸）の関係を示す図３Ａ、および、高分子／液晶複合材料（Ｅ４〜Ｅ７）において、同様の関係を示す図３Ｂ、高分子／液晶複合材料（Ｅ１〜Ｅ３）において、そのカー係数（縦軸）と液晶成分（ＬＣ１〜ＬＣ３）のΔｎ×Δε×Ｋ３３／Ｋ１１（横軸）との関係を示す図４Ａ、高分子／液晶複合材料（Ｅ４〜Ｅ７）において、同様の関係を示す図４Ｂを作成した。
これらの図３Ａ〜図４Ｂから、弾性定数比Ｋ３３／Ｋ１１とカー係数とは正の相関があることがわかった。
【０１４５】
また、高分子／液晶複合材料Ｅ２、Ｅ４およびＥ５のカー係数（縦軸）と、各高分子／液晶複合材料に用いた液晶成分ＬＣ２、ＬＣ４およびＬＣ５の弾性定数比Ｋ３３／Ｋ１１（横軸）との関係を示す図５から、Ｋ３３／Ｋ１１が大きな液晶成分を用いて得られた高分子／複合材料のカー係数が大きくなることが明らかになった 。
【０１４６】
これらの結果から、本発明の光学的等方性液晶組成物は、その成分である液晶成分のΔｎ×Δε×Ｋ３３／Ｋ１１の値を大きくすることが出来ることから、大きなカー係数を有することが判った。
【産業上の利用可能性】
【０１４７】
本発明の活用法として、たとえば、液晶材料、および、液晶材料を用いる液晶素子が挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【０１４８】
【図１】櫛歯電極基板を示す。
【図２】櫛歯電極セルを含む光学系を示す。
【図３Ａ】カー係数と、液晶成分（ＬＣ１〜ＬＣ３）のΔｎ×Δεとの関係を示す。
【図３Ｂ】カー係数と、液晶成分（ＬＣ４〜ＬＣ７）のΔｎ×Δεとの関係を示す。
【図４Ａ】カー係数と、液晶成分（ＬＣ１〜ＬＣ３）のΔｎ×Δε×Ｋ３３／Ｋ１１との関係を示す。
【図４Ｂ】カー係数と、液晶成分（ＬＣ４〜ＬＣ７）のΔｎ×Δε×Ｋ３３／Ｋ１１との関係を示す。
【図５】高分子／液晶複合材料Ｅ２、Ｅ４およびＥ５のカー係数と、各高分子／液晶複合材料に用いた液晶成分ＬＣ２、ＬＣ４およびＬＣ５の弾性定数比Ｋ３３／Ｋ１１との関係を示す。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一般式（１−１）または（１−２）で表される１種以上の化合物からなる液晶成分Ａを含む液晶成分とキラル剤とを有し、
前記液晶成分中、環構造を３つ以上有する化合物の合計の含有量が１５重量％以上である、光学的等方性液晶組成物。
【化１】
（式（１−１）および（１−２）中、Ｒ1は炭素数２〜２０のアルケニルであり、このアルケニル中の任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、このアルケニル中の任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく；環Ａ１、環Ａ２、環Ａ３および環Ａ4はそれぞれ独立して、ベンゼン環、ナフタレン環、シクロヘキセン環、ビシクロオクタン環またはシクロヘキサン環であり、これらの環中の任意の水素がハロゲンで置き換えられてもよく、環中の任意の−ＣＨ２−は−Ｏ−または−Ｓ−で置き換えられてもよく、環中の任意の−ＣＨ＝は−Ｎ＝で置き換えられてもよく；Ｚ０は単結合、炭素数１〜２０のアルキレンであり、このアルキレン中の任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＳＯ−、−ＯＣＳ−、−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；Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３およびＺ４はそれぞれ独立して、単結合、炭素数１〜４のアルキレンであり、このアルキレン中の任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＳＯ−、−ＯＣＳ−、−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；Ｌ1およびＬ２はそれぞれ独立して、水素またはハロゲンであり；Ｘ１はハロゲン、−Ｃ≡Ｎ、−Ｎ＝Ｃ＝Ｓ、−Ｃ≡Ｃ−Ｃ≡Ｎ、−ＳＦ５、−ＣＨＦ２、−ＣＦ３、−ＣＦ２ＣＨ２Ｆ、−ＣＦ２ＣＨＦ２、−ＣＦ２ＣＦ３、−（ＣＦ２）３−Ｆ、−ＣＦ２ＣＨＦＣＦ３、−ＣＨＦＣＦ２ＣＦ３、−（ＣＦ２）４−Ｆ、−（ＣＦ２）５−Ｆ、−ＯＣＨＦ２、−ＯＣＦ３、−ＯＣＦ２ＣＨ２Ｆ、−ＯＣＦ２ＣＨＦ２、−ＯＣＨ２ＣＦ３、−ＯＣＦ２ＣＦ３、−Ｏ−（ＣＦ２）３−Ｆ、−ＯＣＦ２ＣＨＦＣＦ３、−ＯＣＨＦＣＦ２ＣＦ３、−Ｏ−（ＣＦ２）４−Ｆ、−Ｏ−（ＣＦ２）５−Ｆ、−ＣＨ＝ＣＦ２、−ＣＨ＝ＣＨＣＦ３、または−ＣＨ＝ＣＨＣＦ２ＣＦ３であり；ｌ、ｍ、ｎおよびｏはそれぞれ独立して、０または１である。）
【請求項２】
一般式（１−１）または（１−２）で表される１種以上の化合物からなる液晶成分Ａを含む液晶成分とキラル剤とを有し、
前記液晶成分中、液晶成分Ａの含有量が１５重量％以上である、
光学的等方性液晶組成物。
【化２】
（式（１−１）および（１−２）中、Ｒ1は炭素数２〜２０のアルケニルであり、このアルケニル中の任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、このアルケニル中の任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく；環Ａ１、環Ａ２、環Ａ３および環Ａ4はそれぞれ独立して、ベンゼン環、ナフタレン環、シクロヘキセン環、ビシクロオクタン環またはシクロヘキサン環であり、これらの環中の任意の水素がハロゲンで置き換えられてもよく、環中の任意の−ＣＨ２−は−Ｏ−または−Ｓ−で置き換えられてもよく、環中の任意の−ＣＨ＝は−Ｎ＝で置き換えられてもよく；Ｚ０は単結合、炭素数１〜２０のアルキレンであり、このアルキレン中の任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＳＯ−、−ＯＣＳ−、−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；Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３およびＺ４はそれぞれ独立して、単結合、炭素数１〜４のアルキレンであり、このアルキレン中の任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＳＯ−、−ＯＣＳ−、−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；Ｌ1およびＬ２はそれぞれ独立して、水素またはハロゲンであり；Ｘ１はハロゲン、−Ｃ≡Ｎ、−Ｎ＝Ｃ＝Ｓ、−Ｃ≡Ｃ−Ｃ≡Ｎ、−ＳＦ５、−ＣＨＦ２、−ＣＦ３、−ＣＦ２ＣＨ２Ｆ、−ＣＦ２ＣＨＦ２、−ＣＦ２ＣＦ３、−（ＣＦ２）３−Ｆ、−ＣＦ２ＣＨＦＣＦ３、−ＣＨＦＣＦ２ＣＦ３、−（ＣＦ２）４−Ｆ、−（ＣＦ２）５−Ｆ、−ＯＣＨＦ２、−ＯＣＦ３、−ＯＣＦ２ＣＨ２Ｆ、−ＯＣＦ２ＣＨＦ２、−ＯＣＨ２ＣＦ３、−ＯＣＦ２ＣＦ３、−Ｏ−（ＣＦ２）３−Ｆ、−ＯＣＦ２ＣＨＦＣＦ３、−ＯＣＨＦＣＦ２ＣＦ３、−Ｏ−（ＣＦ２）４−Ｆ、−Ｏ−（ＣＦ２）５−Ｆ、−ＣＨ＝ＣＦ２、−ＣＨ＝ＣＨＣＦ３、または−ＣＨ＝ＣＨＣＦ２ＣＦ３であり；ｌ、ｍ、ｎおよびｏはそれぞれ独立して、０または１であり、ｌ＋ｍ＋ｎ＋ｏ≧２である。）
【請求項３】
一般式（１−１）または（１−２）で表される１種以上の化合物からなる液晶成分Ａを含む液晶成分とキラル剤とを有し、
前記液晶成分中、(１−１)または（１−２）式において、ｌ＋ｍ＋ｎ＋ｏ≧２で表される化合物の含有量が１５重量％以上であり、ｌ＋ｍ＋ｎ＋ｏ＝１で表される化合物の含有量が０．１〜８５重量％である、
光学的等方性液晶組成物。
【化３】
（式（１−１）および（１−２）中、Ｒ1は炭素数２〜２０のアルケニルであり、このアルケニル中の任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、このアルケニル中の任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく；環Ａ１、環Ａ２、環Ａ３および環Ａ4はそれぞれ独立して、ベンゼン環、ナフタレン環、シクロヘキセン環、ビシクロオクタン環またはシクロヘキサン環であり、これらの環中の任意の水素がハロゲンで置き換えられてもよく、環中の任意の−ＣＨ２−は−Ｏ−または−Ｓ−で置き換えられてもよく、環中の任意の−ＣＨ＝は−Ｎ＝で置き換えられてもよく；Ｚ０は単結合、炭素数１〜２０のアルキレンであり、このアルキレン中の任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＳＯ−、−ＯＣＳ−、−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；Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３およびＺ４はそれぞれ独立して、単結合、炭素数１〜４のアルキレンであり、このアルキレン中の任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＳＯ−、−ＯＣＳ−、−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；Ｌ1およびＬ２はそれぞれ独立して、水素またはハロゲンであり；Ｘ１はハロゲン、−Ｃ≡Ｎ、−Ｎ＝Ｃ＝Ｓ、−Ｃ≡Ｃ−Ｃ≡Ｎ、−ＳＦ５、−ＣＨＦ２、−ＣＦ３、−ＣＦ２ＣＨ２Ｆ、−ＣＦ２ＣＨＦ２、−ＣＦ２ＣＦ３、−（ＣＦ２）３−Ｆ、−ＣＦ２ＣＨＦＣＦ３、−ＣＨＦＣＦ２ＣＦ３、−（ＣＦ２）４−Ｆ、−（ＣＦ２）５−Ｆ、−ＯＣＨＦ２、−ＯＣＦ３、−ＯＣＦ２ＣＨ２Ｆ、−ＯＣＦ２ＣＨＦ２、−ＯＣＨ２ＣＦ３、−ＯＣＦ２ＣＦ３、−Ｏ−（ＣＦ２）３−Ｆ、−ＯＣＦ２ＣＨＦＣＦ３、−ＯＣＨＦＣＦ２ＣＦ３、−Ｏ−（ＣＦ２）４−Ｆ、−Ｏ−（ＣＦ２）５−Ｆ、−ＣＨ＝ＣＦ２、−ＣＨ＝ＣＨＣＦ３、または−ＣＨ＝ＣＨＣＦ２ＣＦ３であり；ｌ、ｍ、ｎおよびｏはそれぞれ独立して、０または１である。）
【請求項４】
一般式（１−１）または（１−２）で表される１種以上の化合物からなる液晶成分Ａ、および、一般式（１−３）で表される１種以上の化合物からなる液晶成分Ｂを含む液晶成分とキラル剤とを有し、
前記液晶成分中、液晶成分Ｂの含有量が１５〜９９．５重量％以上である、
光学的等方性液晶組成物。
【化４】
（式（１−１）および（１−２）中、Ｒ1は炭素数２〜２０のアルケニルであり、このアルケニル中の任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、このアルケニル中の任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく；環Ａ１、環Ａ２、環Ａ３および環Ａ4はそれぞれ独立して、ベンゼン環、ナフタレン環、シクロヘキセン環、ビシクロオクタン環またはシクロヘキサン環であり、これらの環中の任意の水素がハロゲンで置き換えられてもよく、環中の任意の−ＣＨ２−は−Ｏ−または−Ｓ−で置き換えられてもよく、環中の任意の−ＣＨ＝は−Ｎ＝で置き換えられてもよく；Ｚ０は単結合、炭素数１〜２０のアルキレンであり、このアルキレン中の任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＳＯ−、−ＯＣＳ−、−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；Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３およびＺ４はそれぞれ独立して、単結合、炭素数１〜４のアルキレンであり、このアルキレン中の任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＳＯ−、−ＯＣＳ−、−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；Ｌ1およびＬ２はそれぞれ独立して、水素またはハロゲンであり；Ｘ１はハロゲン、−Ｃ≡Ｎ、−Ｎ＝Ｃ＝Ｓ、−Ｃ≡Ｃ−Ｃ≡Ｎ、−ＳＦ５、−ＣＨＦ２、−ＣＦ３、−ＣＦ２ＣＨ２Ｆ、−ＣＦ２ＣＨＦ２、−ＣＦ２ＣＦ３、−（ＣＦ２）３−Ｆ、−ＣＦ２ＣＨＦＣＦ３、−ＣＨＦＣＦ２ＣＦ３、−（ＣＦ２）４−Ｆ、−（ＣＦ２）５−Ｆ、−ＯＣＨＦ２、−ＯＣＦ３、−ＯＣＦ２ＣＨ２Ｆ、−ＯＣＦ２ＣＨＦ２、−ＯＣＨ２ＣＦ３、−ＯＣＦ２ＣＦ３、−Ｏ−（ＣＦ２）３−Ｆ、−ＯＣＦ２ＣＨＦＣＦ３、−ＯＣＨＦＣＦ２ＣＦ３、−Ｏ−（ＣＦ２）４−Ｆ、−Ｏ−（ＣＦ２）５−Ｆ、−ＣＨ＝ＣＦ２、−ＣＨ＝ＣＨＣＦ３、または−ＣＨ＝ＣＨＣＦ２ＣＦ３；ｌ、ｍ、ｎおよびｏはそれぞれ独立して、０または１である。）
【化５】
（一般式（１−３）において、Ｒ２は水素、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−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；環Ａ１、環Ａ２、環Ａ３および環Ａ4は独立して、ベンゼン環、ナフタレン環、シクロヘキセン環、ビシクロオクタン環、またはシクロヘキサン環であり、これらの環中の任意の水素がハロゲンで置き換えられてもよく、環中の任意の−ＣＨ２−は−Ｏ−または−Ｓ−で置き換えられてもよく、環中の任意の−ＣＨ＝は−Ｎ＝で置き換えられてもよく；Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３およびＺ４は独立して、単結合、炭素数１〜４のアルキレンであり、このアルキレン中の任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＳＯ−、−ＯＣＳ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、このアルキレン中の任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく；Ｌ1およびＬ２はそれぞれ独立して、水素またはハロゲンであり；Ｘ１はハロゲン、−Ｃ≡Ｎ、−Ｎ＝Ｃ＝Ｓ、−Ｃ≡Ｃ−Ｃ≡Ｎ、−ＳＦ５、−ＣＨＦ２、−ＣＦ３、−ＣＦ２ＣＨ２Ｆ、−ＣＦ２ＣＨＦ２、−ＣＦ２ＣＦ３、−（ＣＦ２）３−Ｆ、−ＣＦ２ＣＨＦＣＦ３、−ＣＨＦＣＦ２ＣＦ３、−（ＣＦ２）４−Ｆ、−（ＣＦ２）５−Ｆ、−ＯＣＨＦ２、−ＯＣＦ３、−ＯＣＦ２ＣＨ２Ｆ、−ＯＣＦ２ＣＨＦ２、−ＯＣＨ２ＣＦ３、−ＯＣＦ２ＣＦ３、−Ｏ−（ＣＦ２）３−Ｆ、−ＯＣＦ２ＣＨＦＣＦ３、−ＯＣＨＦＣＦ２ＣＦ３、−Ｏ−（ＣＦ２）４−Ｆ、−Ｏ−（ＣＦ２）５−Ｆ、−ＣＨ＝ＣＦ２、−ＣＨ＝ＣＨＣＦ３、または−ＣＨ＝ＣＨＣＦ２ＣＦ３；ｌおよびｍは独立して、０または１である。）
【請求項５】
液晶成分が、さらに、一般式（１−１）〜（１−３）で表される化合物以外の化合物であり、２以上の誘電率異方性を有する化合物からなる液晶成分Ｃ、および、一般式（１−１）〜（１−３）で表される化合物以外の化合物であり、−２以上かつ２未満の誘電率異方性を有する化合物からなる液晶成分Ｄを含み
前記液晶成分中、液晶成分Ｃの含有量が０．１〜８４．５重量％であり、液晶成分Ｄの含有量が０〜８４．５重量％である、
請求項１〜４のいずれかに記載の光学的等方性液晶組成物。
【請求項６】
液晶成分Ａ中、一般式（１−１）で表される化合物の含有量が５〜８５重量％である、請求項１〜５のいずれかに記載の光学的等方性液晶組成物。
【請求項７】
液晶成分中、液晶成分Ａの含有量が４０〜８５重量％である、請求項１〜６のいずれかに記載の光学的等方性液晶組成物。
【請求項８】
液晶成分中、液晶成分Ａの含有量が７０〜８５重量％である、請求項１〜６のいずれかに記載の光学的等方性液晶組成物。
【請求項９】
光学的等方性液晶組成物中、液晶成分Ａの含有量が７０〜８４重量％である、請求項１〜８のいずれかに記載の光学的等方性液晶組成物。
【請求項１０】
一般式（１−２）中のＲ1が、下記式（ＣＨＮ−１）〜（ＣＨＮ−１２）からなる群から選ばれるいずれかで表される、請求項１〜９のいずれかに記載の光学的等方性液晶組成物。
【化６】
（式（ＣＨＮ−１）〜（ＣＨＮ−１２）中、Ｒ1ａはそれぞれ独立して水素または炭素数１〜１０のアルキルである。）
【請求項１１】
一般式（１−１）〜（１−３）中の環Ａ１、環Ａ２、環Ａ３および環Ａ4がそれぞれ独立して、下記式（ＲＧ−１）〜（ＲＧ−９）のいずれか１つで表される請求項１〜１０に記載の光学的等方性液晶組成物。
【化７】
【請求項１２】
液晶成分Ｃが、一般式（２）で表される化合物を含有する、請求項５〜１１のいずれかに記載の光学的等方性液晶組成物。
【化８】
（式中、Ｒ２は炭素数１〜１０のアルキルまたは炭素数２〜１０のアルキニルであり、アルキ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；Ｘ２はフッ素、塩素、−ＳＦ５、−ＯＣＦ3、−ＯＣＨＦ2、−ＣＦ3、−ＣＨＦ2、−ＣＨ2Ｆ、−ＯＣＦ2ＣＨＦ2、または−ＯＣＦ2ＣＨＦＣＦ3であり；環Ｂ１は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、ピペリジン−１，４−ジイル、１，４−フェニレン、ナフタレン−２，６−ジイル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１，４−フェニレン、ナフタレン−２，６−ジイルであり；Ｚ５は−（ＣＨ2）2−、−（ＣＨ2）4−、−ＣＯＯ−、−ＣＦ2Ｏ−、−ＯＣＦ2−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ２Ｏ−または単結合であり；Ｌ３およびＬ４は独立して、水素またはフッ素である。）
【請求項１３】
液晶成分Ｃが、一般式（６）で表される化合物の群から選択される少なくとも１つの化合物を含有する、請求項５〜１１のいずれかに記載の光学的等方性液晶組成物。
【化９】
（式中、Ｒ３は炭素数１〜１０のアルキルであり、アルキ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は、１，４−シクロヘキシレン、１，４−フェニレン、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、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−ジイルであり；Ｚ８は−（ＣＨ2）2−、−ＣＯＯ−、−ＣＦ2Ｏ−、−ＯＣＦ2−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ２Ｏ−、または単結合であり；Ｌ５およびＬ６は独立して、水素またはフッ素である。）
【請求項１４】
液晶成分Ｄが、一般式（７）〜（９）で表される化合物からなる群から選択される少なくとも１つの化合物を含有する、請求項５〜１３のいずれかに記載の光学的等方性液晶組成物。
【化１０】
（式中、Ｒ４およびＲ５はそれぞれ独立して、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、アルキルおよびアルケニル中の任意の１つの水素は１つのフッ素で置き換えられてもよく、アルキルおよびアルケニル中の任意の−ＣＨ2−は−Ｏ−で置き換えられてもよく；環Ｄ１、環Ｄ２および環Ｄ３はそれぞれ独立して、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；Ｚ９およびＺ１０はそれぞれ独立して、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯＯ−、−（ＣＨ2）2−、−ＣＨ＝ＣＨ−または単結合である。）
【請求項１５】
液晶成分において、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℃である請求項１〜１４のいずれかに記載の光学的等方性液晶組成物。
【請求項１６】
液晶組成物の全重量に対して、キラル剤を１〜４０重量％含む、請求項1〜１５のいずれかに記載の光学的等方性液晶組成物。
【請求項１７】
液晶組成物の全重量に対して、キラル剤を５〜１５重量％含む、請求項１〜１５のいずれかに記載の光学的等方性液晶組成物。
【請求項１８】
キラル剤が、下記式（Ｋ１）〜（Ｋ５）のいずれかで表される化合物を１種以上含む、請求項１〜１７のいずれかに記載の光学的等方性液晶組成物。
【化１１】
（式（Ｋ１）〜（Ｋ５）中、ＲＫ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はそれぞれ独立して、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、これらの環中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、これらの環中のＣＨ２−は−Ｏ−、−Ｓ−または−ＮＨ−で置き換えられてもよく、これらの環中のＣＨ＝は−Ｎ＝で置き換えられてもよく；Ｚはそれぞれ独立して、単結合または炭素数１〜８のアルキレンであるが、アルキレン中の任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＳＯ−、−ＯＣＳ−、−Ｎ＝Ｎ−、−ＣＨ＝Ｎ−、−Ｎ＝ＣＨ−、−Ｎ（Ｏ）＝Ｎ−、−Ｎ＝Ｎ（Ｏ）−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、アルキレン中の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−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＣＦ２Ｏ−または−ＣＨ２ＣＨ２−であり；ｍＫは１〜４の整数である。）
【請求項１９】
キラル剤が、下記式（Ｋ２−１）〜（Ｋ２−８）および（Ｋ５−１）〜（Ｋ５−３）のいずれかで表される化合物を１種以上含む、請求項１〜１７のいずれかに記載の光学的等方性液晶組成物。
【化１２】
【化１３】
（式（Ｋ２−１）〜（Ｋ２−８）および（Ｋ５−１）〜（Ｋ５−３）中、ＲＫはそれぞれ独立して、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、アルキル中の任意の−ＣＨ２−は、−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられてもよい。）
【請求項２０】
酸化防止剤および紫外線吸収剤からなる群から選ばれる１以上をさらに含む、請求項１〜１９のいずれかに記載の光学的等方性液晶組成物。
【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１〜２０のいずれかに記載の光学的等方性液晶組成物。
【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１〜２０のいずれかに記載の光学的等方性液晶組成物。
【請求項２３】
−２０℃〜７０℃の温度においてキラルネマチック相を示し、この温度範囲の少なくとも一部において螺旋ピッチが７００ｎｍ以下である、請求項１〜２２のいずれか記載の光学的等方性液晶組成物。
【請求項２４】
請求項１〜２３のいずれかに記載の光学的等方性液晶組成物と、重合性モノマーとを含む混合物。
【請求項２５】
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２４に記載の混合物。
【請求項２６】
請求項２４または２５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２７】
請求項２４または２５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、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２８】
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２６または２７に記載の高分子／液晶複合材料。
【請求項２９】
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２６〜２８のいずれかに記載の高分子／液晶複合材料。
【請求項３０】
液晶組成物を６０〜９９重量％、高分子を１〜４０重量％含む、請求項２６〜２９のいずれかに記載の高分子／液晶複合材料。
【請求項３１】
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組成物または高分子／液晶複合材料、および電極を介して液晶組成物または高分子／液晶複合材料に電界を印加する電界印加手段を備えた液晶素子であって、前記液晶組成物が、請求項１〜２３のいずれかに記載の液晶組成物であり、前記高分子／液晶複合材料が請求項２６〜３０のいずれかに記載の高分子／液晶複合材料である液晶素子。
【請求項３２】
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組成物または高分子／液晶複合材料、および基板の外側に配置された偏光板を有し、電極を介して液晶組成物または高分子／液晶複合材料に電界を印加する電界印加手段を備えた液晶素子であって、前記液晶組成物が、請求項１〜２３のいずれかに記載の液晶組成物であり、前記高分子／液晶複合材料が請求項２６〜３０のいずれかに記載の高分子／液晶複合材料である液晶素子。
【請求項３３】
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３１または３２に記載の液晶素子。
【請求項３４】
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３１または３２に記載の液晶素子。
【請求項３５】
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３１〜３４のいずれかに記載の液晶素子。
【請求項１】
一般式（１−１）または（１−２）で表される１種以上の化合物からなる液晶成分Ａを含む液晶成分とキラル剤とを有し、
前記液晶成分中、環構造を３つ以上有する化合物の合計の含有量が１５重量％以上である、光学的等方性液晶組成物。
【化１】
（式（１−１）および（１−２）中、Ｒ1は炭素数２〜２０のアルケニルであり、このアルケニル中の任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、このアルケニル中の任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく；環Ａ１、環Ａ２、環Ａ３および環Ａ4はそれぞれ独立して、ベンゼン環、ナフタレン環、シクロヘキセン環、ビシクロオクタン環またはシクロヘキサン環であり、これらの環中の任意の水素がハロゲンで置き換えられてもよく、環中の任意の−ＣＨ２−は−Ｏ−または−Ｓ−で置き換えられてもよく、環中の任意の−ＣＨ＝は−Ｎ＝で置き換えられてもよく；Ｚ０は単結合、炭素数１〜２０のアルキレンであり、このアルキレン中の任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＳＯ−、−ＯＣＳ−、−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；Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３およびＺ４はそれぞれ独立して、単結合、炭素数１〜４のアルキレンであり、このアルキレン中の任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＳＯ−、−ＯＣＳ−、−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；Ｌ1およびＬ２はそれぞれ独立して、水素またはハロゲンであり；Ｘ１はハロゲン、−Ｃ≡Ｎ、−Ｎ＝Ｃ＝Ｓ、−Ｃ≡Ｃ−Ｃ≡Ｎ、−ＳＦ５、−ＣＨＦ２、−ＣＦ３、−ＣＦ２ＣＨ２Ｆ、−ＣＦ２ＣＨＦ２、−ＣＦ２ＣＦ３、−（ＣＦ２）３−Ｆ、−ＣＦ２ＣＨＦＣＦ３、−ＣＨＦＣＦ２ＣＦ３、−（ＣＦ２）４−Ｆ、−（ＣＦ２）５−Ｆ、−ＯＣＨＦ２、−ＯＣＦ３、−ＯＣＦ２ＣＨ２Ｆ、−ＯＣＦ２ＣＨＦ２、−ＯＣＨ２ＣＦ３、−ＯＣＦ２ＣＦ３、−Ｏ−（ＣＦ２）３−Ｆ、−ＯＣＦ２ＣＨＦＣＦ３、−ＯＣＨＦＣＦ２ＣＦ３、−Ｏ−（ＣＦ２）４−Ｆ、−Ｏ−（ＣＦ２）５−Ｆ、−ＣＨ＝ＣＦ２、−ＣＨ＝ＣＨＣＦ３、または−ＣＨ＝ＣＨＣＦ２ＣＦ３であり；ｌ、ｍ、ｎおよびｏはそれぞれ独立して、０または１である。）
【請求項２】
一般式（１−１）または（１−２）で表される１種以上の化合物からなる液晶成分Ａを含む液晶成分とキラル剤とを有し、
前記液晶成分中、液晶成分Ａの含有量が１５重量％以上である、
光学的等方性液晶組成物。
【化２】
（式（１−１）および（１−２）中、Ｒ1は炭素数２〜２０のアルケニルであり、このアルケニル中の任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、このアルケニル中の任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく；環Ａ１、環Ａ２、環Ａ３および環Ａ4はそれぞれ独立して、ベンゼン環、ナフタレン環、シクロヘキセン環、ビシクロオクタン環またはシクロヘキサン環であり、これらの環中の任意の水素がハロゲンで置き換えられてもよく、環中の任意の−ＣＨ２−は−Ｏ−または−Ｓ−で置き換えられてもよく、環中の任意の−ＣＨ＝は−Ｎ＝で置き換えられてもよく；Ｚ０は単結合、炭素数１〜２０のアルキレンであり、このアルキレン中の任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＳＯ−、−ＯＣＳ−、−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；Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３およびＺ４はそれぞれ独立して、単結合、炭素数１〜４のアルキレンであり、このアルキレン中の任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＳＯ−、−ＯＣＳ−、−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；Ｌ1およびＬ２はそれぞれ独立して、水素またはハロゲンであり；Ｘ１はハロゲン、−Ｃ≡Ｎ、−Ｎ＝Ｃ＝Ｓ、−Ｃ≡Ｃ−Ｃ≡Ｎ、−ＳＦ５、−ＣＨＦ２、−ＣＦ３、−ＣＦ２ＣＨ２Ｆ、−ＣＦ２ＣＨＦ２、−ＣＦ２ＣＦ３、−（ＣＦ２）３−Ｆ、−ＣＦ２ＣＨＦＣＦ３、−ＣＨＦＣＦ２ＣＦ３、−（ＣＦ２）４−Ｆ、−（ＣＦ２）５−Ｆ、−ＯＣＨＦ２、−ＯＣＦ３、−ＯＣＦ２ＣＨ２Ｆ、−ＯＣＦ２ＣＨＦ２、−ＯＣＨ２ＣＦ３、−ＯＣＦ２ＣＦ３、−Ｏ−（ＣＦ２）３−Ｆ、−ＯＣＦ２ＣＨＦＣＦ３、−ＯＣＨＦＣＦ２ＣＦ３、−Ｏ−（ＣＦ２）４−Ｆ、−Ｏ−（ＣＦ２）５−Ｆ、−ＣＨ＝ＣＦ２、−ＣＨ＝ＣＨＣＦ３、または−ＣＨ＝ＣＨＣＦ２ＣＦ３であり；ｌ、ｍ、ｎおよびｏはそれぞれ独立して、０または１であり、ｌ＋ｍ＋ｎ＋ｏ≧２である。）
【請求項３】
一般式（１−１）または（１−２）で表される１種以上の化合物からなる液晶成分Ａを含む液晶成分とキラル剤とを有し、
前記液晶成分中、(１−１)または（１−２）式において、ｌ＋ｍ＋ｎ＋ｏ≧２で表される化合物の含有量が１５重量％以上であり、ｌ＋ｍ＋ｎ＋ｏ＝１で表される化合物の含有量が０．１〜８５重量％である、
光学的等方性液晶組成物。
【化３】
（式（１−１）および（１−２）中、Ｒ1は炭素数２〜２０のアルケニルであり、このアルケニル中の任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、このアルケニル中の任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく；環Ａ１、環Ａ２、環Ａ３および環Ａ4はそれぞれ独立して、ベンゼン環、ナフタレン環、シクロヘキセン環、ビシクロオクタン環またはシクロヘキサン環であり、これらの環中の任意の水素がハロゲンで置き換えられてもよく、環中の任意の−ＣＨ２−は−Ｏ−または−Ｓ−で置き換えられてもよく、環中の任意の−ＣＨ＝は−Ｎ＝で置き換えられてもよく；Ｚ０は単結合、炭素数１〜２０のアルキレンであり、このアルキレン中の任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＳＯ−、−ＯＣＳ−、−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；Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３およびＺ４はそれぞれ独立して、単結合、炭素数１〜４のアルキレンであり、このアルキレン中の任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＳＯ−、−ＯＣＳ−、−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；Ｌ1およびＬ２はそれぞれ独立して、水素またはハロゲンであり；Ｘ１はハロゲン、−Ｃ≡Ｎ、−Ｎ＝Ｃ＝Ｓ、−Ｃ≡Ｃ−Ｃ≡Ｎ、−ＳＦ５、−ＣＨＦ２、−ＣＦ３、−ＣＦ２ＣＨ２Ｆ、−ＣＦ２ＣＨＦ２、−ＣＦ２ＣＦ３、−（ＣＦ２）３−Ｆ、−ＣＦ２ＣＨＦＣＦ３、−ＣＨＦＣＦ２ＣＦ３、−（ＣＦ２）４−Ｆ、−（ＣＦ２）５−Ｆ、−ＯＣＨＦ２、−ＯＣＦ３、−ＯＣＦ２ＣＨ２Ｆ、−ＯＣＦ２ＣＨＦ２、−ＯＣＨ２ＣＦ３、−ＯＣＦ２ＣＦ３、−Ｏ−（ＣＦ２）３−Ｆ、−ＯＣＦ２ＣＨＦＣＦ３、−ＯＣＨＦＣＦ２ＣＦ３、−Ｏ−（ＣＦ２）４−Ｆ、−Ｏ−（ＣＦ２）５−Ｆ、−ＣＨ＝ＣＦ２、−ＣＨ＝ＣＨＣＦ３、または−ＣＨ＝ＣＨＣＦ２ＣＦ３であり；ｌ、ｍ、ｎおよびｏはそれぞれ独立して、０または１である。）
【請求項４】
一般式（１−１）または（１−２）で表される１種以上の化合物からなる液晶成分Ａ、および、一般式（１−３）で表される１種以上の化合物からなる液晶成分Ｂを含む液晶成分とキラル剤とを有し、
前記液晶成分中、液晶成分Ｂの含有量が１５〜９９．５重量％以上である、
光学的等方性液晶組成物。
【化４】
（式（１−１）および（１−２）中、Ｒ1は炭素数２〜２０のアルケニルであり、このアルケニル中の任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、このアルケニル中の任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく；環Ａ１、環Ａ２、環Ａ３および環Ａ4はそれぞれ独立して、ベンゼン環、ナフタレン環、シクロヘキセン環、ビシクロオクタン環またはシクロヘキサン環であり、これらの環中の任意の水素がハロゲンで置き換えられてもよく、環中の任意の−ＣＨ２−は−Ｏ−または−Ｓ−で置き換えられてもよく、環中の任意の−ＣＨ＝は−Ｎ＝で置き換えられてもよく；Ｚ０は単結合、炭素数１〜２０のアルキレンであり、このアルキレン中の任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＳＯ−、−ＯＣＳ−、−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；Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３およびＺ４はそれぞれ独立して、単結合、炭素数１〜４のアルキレンであり、このアルキレン中の任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＳＯ−、−ＯＣＳ−、−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；Ｌ1およびＬ２はそれぞれ独立して、水素またはハロゲンであり；Ｘ１はハロゲン、−Ｃ≡Ｎ、−Ｎ＝Ｃ＝Ｓ、−Ｃ≡Ｃ−Ｃ≡Ｎ、−ＳＦ５、−ＣＨＦ２、−ＣＦ３、−ＣＦ２ＣＨ２Ｆ、−ＣＦ２ＣＨＦ２、−ＣＦ２ＣＦ３、−（ＣＦ２）３−Ｆ、−ＣＦ２ＣＨＦＣＦ３、−ＣＨＦＣＦ２ＣＦ３、−（ＣＦ２）４−Ｆ、−（ＣＦ２）５−Ｆ、−ＯＣＨＦ２、−ＯＣＦ３、−ＯＣＦ２ＣＨ２Ｆ、−ＯＣＦ２ＣＨＦ２、−ＯＣＨ２ＣＦ３、−ＯＣＦ２ＣＦ３、−Ｏ−（ＣＦ２）３−Ｆ、−ＯＣＦ２ＣＨＦＣＦ３、−ＯＣＨＦＣＦ２ＣＦ３、−Ｏ−（ＣＦ２）４−Ｆ、−Ｏ−（ＣＦ２）５−Ｆ、−ＣＨ＝ＣＦ２、−ＣＨ＝ＣＨＣＦ３、または−ＣＨ＝ＣＨＣＦ２ＣＦ３；ｌ、ｍ、ｎおよびｏはそれぞれ独立して、０または１である。）
【化５】
（一般式（１−３）において、Ｒ２は水素、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−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；環Ａ１、環Ａ２、環Ａ３および環Ａ4は独立して、ベンゼン環、ナフタレン環、シクロヘキセン環、ビシクロオクタン環、またはシクロヘキサン環であり、これらの環中の任意の水素がハロゲンで置き換えられてもよく、環中の任意の−ＣＨ２−は−Ｏ−または−Ｓ−で置き換えられてもよく、環中の任意の−ＣＨ＝は−Ｎ＝で置き換えられてもよく；Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３およびＺ４は独立して、単結合、炭素数１〜４のアルキレンであり、このアルキレン中の任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＳＯ−、−ＯＣＳ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、このアルキレン中の任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく；Ｌ1およびＬ２はそれぞれ独立して、水素またはハロゲンであり；Ｘ１はハロゲン、−Ｃ≡Ｎ、−Ｎ＝Ｃ＝Ｓ、−Ｃ≡Ｃ−Ｃ≡Ｎ、−ＳＦ５、−ＣＨＦ２、−ＣＦ３、−ＣＦ２ＣＨ２Ｆ、−ＣＦ２ＣＨＦ２、−ＣＦ２ＣＦ３、−（ＣＦ２）３−Ｆ、−ＣＦ２ＣＨＦＣＦ３、−ＣＨＦＣＦ２ＣＦ３、−（ＣＦ２）４−Ｆ、−（ＣＦ２）５−Ｆ、−ＯＣＨＦ２、−ＯＣＦ３、−ＯＣＦ２ＣＨ２Ｆ、−ＯＣＦ２ＣＨＦ２、−ＯＣＨ２ＣＦ３、−ＯＣＦ２ＣＦ３、−Ｏ−（ＣＦ２）３−Ｆ、−ＯＣＦ２ＣＨＦＣＦ３、−ＯＣＨＦＣＦ２ＣＦ３、−Ｏ−（ＣＦ２）４−Ｆ、−Ｏ−（ＣＦ２）５−Ｆ、−ＣＨ＝ＣＦ２、−ＣＨ＝ＣＨＣＦ３、または−ＣＨ＝ＣＨＣＦ２ＣＦ３；ｌおよびｍは独立して、０または１である。）
【請求項５】
液晶成分が、さらに、一般式（１−１）〜（１−３）で表される化合物以外の化合物であり、２以上の誘電率異方性を有する化合物からなる液晶成分Ｃ、および、一般式（１−１）〜（１−３）で表される化合物以外の化合物であり、−２以上かつ２未満の誘電率異方性を有する化合物からなる液晶成分Ｄを含み
前記液晶成分中、液晶成分Ｃの含有量が０．１〜８４．５重量％であり、液晶成分Ｄの含有量が０〜８４．５重量％である、
請求項１〜４のいずれかに記載の光学的等方性液晶組成物。
【請求項６】
液晶成分Ａ中、一般式（１−１）で表される化合物の含有量が５〜８５重量％である、請求項１〜５のいずれかに記載の光学的等方性液晶組成物。
【請求項７】
液晶成分中、液晶成分Ａの含有量が４０〜８５重量％である、請求項１〜６のいずれかに記載の光学的等方性液晶組成物。
【請求項８】
液晶成分中、液晶成分Ａの含有量が７０〜８５重量％である、請求項１〜６のいずれかに記載の光学的等方性液晶組成物。
【請求項９】
光学的等方性液晶組成物中、液晶成分Ａの含有量が７０〜８４重量％である、請求項１〜８のいずれかに記載の光学的等方性液晶組成物。
【請求項１０】
一般式（１−２）中のＲ1が、下記式（ＣＨＮ−１）〜（ＣＨＮ−１２）からなる群から選ばれるいずれかで表される、請求項１〜９のいずれかに記載の光学的等方性液晶組成物。
【化６】
（式（ＣＨＮ−１）〜（ＣＨＮ−１２）中、Ｒ1ａはそれぞれ独立して水素または炭素数１〜１０のアルキルである。）
【請求項１１】
一般式（１−１）〜（１−３）中の環Ａ１、環Ａ２、環Ａ３および環Ａ4がそれぞれ独立して、下記式（ＲＧ−１）〜（ＲＧ−９）のいずれか１つで表される請求項１〜１０に記載の光学的等方性液晶組成物。
【化７】
【請求項１２】
液晶成分Ｃが、一般式（２）で表される化合物を含有する、請求項５〜１１のいずれかに記載の光学的等方性液晶組成物。
【化８】
（式中、Ｒ２は炭素数１〜１０のアルキルまたは炭素数２〜１０のアルキニルであり、アルキ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；Ｘ２はフッ素、塩素、−ＳＦ５、−ＯＣＦ3、−ＯＣＨＦ2、−ＣＦ3、−ＣＨＦ2、−ＣＨ2Ｆ、−ＯＣＦ2ＣＨＦ2、または−ＯＣＦ2ＣＨＦＣＦ3であり；環Ｂ１は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、ピペリジン−１，４−ジイル、１，４−フェニレン、ナフタレン−２，６−ジイル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１，４−フェニレン、ナフタレン−２，６−ジイルであり；Ｚ５は−（ＣＨ2）2−、−（ＣＨ2）4−、−ＣＯＯ−、−ＣＦ2Ｏ−、−ＯＣＦ2−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ２Ｏ−または単結合であり；Ｌ３およびＬ４は独立して、水素またはフッ素である。）
【請求項１３】
液晶成分Ｃが、一般式（６）で表される化合物の群から選択される少なくとも１つの化合物を含有する、請求項５〜１１のいずれかに記載の光学的等方性液晶組成物。
【化９】
（式中、Ｒ３は炭素数１〜１０のアルキルであり、アルキ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は、１，４−シクロヘキシレン、１，４−フェニレン、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、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−ジイルであり；Ｚ８は−（ＣＨ2）2−、−ＣＯＯ−、−ＣＦ2Ｏ−、−ＯＣＦ2−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ２Ｏ−、または単結合であり；Ｌ５およびＬ６は独立して、水素またはフッ素である。）
【請求項１４】
液晶成分Ｄが、一般式（７）〜（９）で表される化合物からなる群から選択される少なくとも１つの化合物を含有する、請求項５〜１３のいずれかに記載の光学的等方性液晶組成物。
【化１０】
（式中、Ｒ４およびＲ５はそれぞれ独立して、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、アルキルおよびアルケニル中の任意の１つの水素は１つのフッ素で置き換えられてもよく、アルキルおよびアルケニル中の任意の−ＣＨ2−は−Ｏ−で置き換えられてもよく；環Ｄ１、環Ｄ２および環Ｄ３はそれぞれ独立して、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；Ｚ９およびＺ１０はそれぞれ独立して、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯＯ−、−（ＣＨ2）2−、−ＣＨ＝ＣＨ−または単結合である。）
【請求項１５】
液晶成分において、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℃である請求項１〜１４のいずれかに記載の光学的等方性液晶組成物。
【請求項１６】
液晶組成物の全重量に対して、キラル剤を１〜４０重量％含む、請求項1〜１５のいずれかに記載の光学的等方性液晶組成物。
【請求項１７】
液晶組成物の全重量に対して、キラル剤を５〜１５重量％含む、請求項１〜１５のいずれかに記載の光学的等方性液晶組成物。
【請求項１８】
キラル剤が、下記式（Ｋ１）〜（Ｋ５）のいずれかで表される化合物を１種以上含む、請求項１〜１７のいずれかに記載の光学的等方性液晶組成物。
【化１１】
（式（Ｋ１）〜（Ｋ５）中、ＲＫ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はそれぞれ独立して、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、これらの環中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、これらの環中のＣＨ２−は−Ｏ−、−Ｓ−または−ＮＨ−で置き換えられてもよく、これらの環中のＣＨ＝は−Ｎ＝で置き換えられてもよく；Ｚはそれぞれ独立して、単結合または炭素数１〜８のアルキレンであるが、アルキレン中の任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＳＯ−、−ＯＣＳ−、−Ｎ＝Ｎ−、−ＣＨ＝Ｎ−、−Ｎ＝ＣＨ−、−Ｎ（Ｏ）＝Ｎ−、−Ｎ＝Ｎ（Ｏ）−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、アルキレン中の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−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＣＦ２Ｏ−または−ＣＨ２ＣＨ２−であり；ｍＫは１〜４の整数である。）
【請求項１９】
キラル剤が、下記式（Ｋ２−１）〜（Ｋ２−８）および（Ｋ５−１）〜（Ｋ５−３）のいずれかで表される化合物を１種以上含む、請求項１〜１７のいずれかに記載の光学的等方性液晶組成物。
【化１２】
【化１３】
（式（Ｋ２−１）〜（Ｋ２−８）および（Ｋ５−１）〜（Ｋ５−３）中、ＲＫはそれぞれ独立して、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、アルキル中の任意の−ＣＨ２−は、−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えられてもよい。）
【請求項２０】
酸化防止剤および紫外線吸収剤からなる群から選ばれる１以上をさらに含む、請求項１〜１９のいずれかに記載の光学的等方性液晶組成物。
【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１〜２０のいずれかに記載の光学的等方性液晶組成物。
【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１〜２０のいずれかに記載の光学的等方性液晶組成物。
【請求項２３】
−２０℃〜７０℃の温度においてキラルネマチック相を示し、この温度範囲の少なくとも一部において螺旋ピッチが７００ｎｍ以下である、請求項１〜２２のいずれか記載の光学的等方性液晶組成物。
【請求項２４】
請求項１〜２３のいずれかに記載の光学的等方性液晶組成物と、重合性モノマーとを含む混合物。
【請求項２５】
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２４に記載の混合物。
【請求項２６】
請求項２４または２５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２７】
請求項２４または２５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、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２８】
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２６または２７に記載の高分子／液晶複合材料。
【請求項２９】
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２６〜２８のいずれかに記載の高分子／液晶複合材料。
【請求項３０】
液晶組成物を６０〜９９重量％、高分子を１〜４０重量％含む、請求項２６〜２９のいずれかに記載の高分子／液晶複合材料。
【請求項３１】
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組成物または高分子／液晶複合材料、および電極を介して液晶組成物または高分子／液晶複合材料に電界を印加する電界印加手段を備えた液晶素子であって、前記液晶組成物が、請求項１〜２３のいずれかに記載の液晶組成物であり、前記高分子／液晶複合材料が請求項２６〜３０のいずれかに記載の高分子／液晶複合材料である液晶素子。
【請求項３２】
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組成物または高分子／液晶複合材料、および基板の外側に配置された偏光板を有し、電極を介して液晶組成物または高分子／液晶複合材料に電界を印加する電界印加手段を備えた液晶素子であって、前記液晶組成物が、請求項１〜２３のいずれかに記載の液晶組成物であり、前記高分子／液晶複合材料が請求項２６〜３０のいずれかに記載の高分子／液晶複合材料である液晶素子。
【請求項３３】
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３１または３２に記載の液晶素子。
【請求項３４】
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３１または３２に記載の液晶素子。
【請求項３５】
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３１〜３４のいずれかに記載の液晶素子。
【図１】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５】
【公開番号】特開２００９−５７４６０（Ｐ２００９−５７４６０Ａ）
【公開日】平成２１年３月１９日（２００９．３．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２２５７３５（Ｐ２００７−２２５７３５）
【出願日】平成１９年８月３１日（２００７．８．３１）
【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２１年３月１９日（２００９．３．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年８月３１日（２００７．８．３１）
【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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