重合性ビナフタレン誘導体
【課題】螺旋誘起力が大きく、他の液晶化合物との溶解性に優れ、重合性を有する液晶性化合物及び重合体を提供する。
【解決手段】式（１）で表される化合物。この化合物を含有する液晶組成物、およびこの化合物または組成物を重合させることによって得られる重合体。
式（１）において、Ｑ１〜Ｑ４は独立して、式（２）、水素、ハロゲン、アルキルなどであり、Ｑ１〜Ｑ４の少なくとも２つはそれぞれ異なる基を表してもよい式（２）であり；式（２）において、Ａは独立して、１，４−シクロへキシレン、１，４−フェニレンなどであり；Ｘは独立して、単結合、アルキレンなどであり；Ｚは、単結合、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−などであり；ｎは、０〜３の整数であり；Ｐは、３種類の重合性基である。
【解決手段】式（１）で表される化合物。この化合物を含有する液晶組成物、およびこの化合物または組成物を重合させることによって得られる重合体。
式（１）において、Ｑ１〜Ｑ４は独立して、式（２）、水素、ハロゲン、アルキルなどであり、Ｑ１〜Ｑ４の少なくとも２つはそれぞれ異なる基を表してもよい式（２）であり；式（２）において、Ａは独立して、１，４−シクロへキシレン、１，４−フェニレンなどであり；Ｘは独立して、単結合、アルキレンなどであり；Ｚは、単結合、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−などであり；ｎは、０〜３の整数であり；Ｐは、３種類の重合性基である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、１，１’−ビナフタレン環と重合性基とを有する光学活性化合物、それを含有する液晶組成物、それら光学活性化合物や液晶組成物を重合させて得られる重合体および重合体の用途に関する。この重合体は光学異方性を有する成形体、およびそれら成形体を含有する偏光板、光学補償板、輝度向上フィルム、配向膜、カラーフィルター、ホログラフ素子、液晶表示素子、接着剤、機械的異方性を有する合成高分子、化粧品、装飾品、偽造防止装置、非線形光学素子、光学記憶素子などに利用できる。
【背景技術】
【０００２】
近年、光学異方性を有する成形体には、重合性の液晶性化合物が利用されている。これらは液晶状態で光学異方性を有し、重合することで液晶性化合物の配向が固定化される。
光学活性化合物を重合性の液晶組成物に添加することで螺旋構造が誘起されるが螺旋のピッチによって種々の光学素子としての応用がある。すなわち、螺旋軸に沿った光の伝播は、対象とする波長（λ）と螺旋ピッチの長さ（Ｐ）によって、（１）λ<<Ｐの場合、と（２）λ≒Ｐの場合の応用に分けられる。
【０００３】
対象とするλを可視光とすると、（１） λ<<Ｐの場合は、１（μｍ）＜Ｐに相当する。この場合の応用は、更に、モーガン条件を満足する場合とそうでない場合に分けられる。（Ａ）モーガン条件を満足する場合、つまり、Φ<<２πΔｎｄ／λが満たされているとき、入射側の光軸方向に一致または直交した直線偏光は、直線偏光のまま出射し旋光子として機能する。ここで、Φは全ねじれ角であり、ｄは厚み、Δｎは液晶の複屈折である。また、（Ｂ）モーガン条件が満たされないとき、直線偏光は、Φ、ｄおよびΔｎによって決まる複屈折を示す。
旋光子は、ヘッドアップディスプレイやプロジェクター用光学素子として応用できる。また、ねじれ配向の複屈折の応用として、例えば、ＳＴＮ（Super Twisted Nematic）型液晶ディスプレイにおける光学補償がある（特許文献１参照）。
【０００４】
対象とするλを可視光とすると、（２）λ≒Ｐの場合、例えば、螺旋構造のねじれの方向が右である場合、液晶フィルムは、ｎｏ×Ｐ＜λ＜ｎｅ×Ｐ（ｎｏは液晶層の常光に対する屈折率、ｎｅは液晶層の異常光に対する屈折率）の範囲の波長λを有する右回りの円偏光のみを選択的に反射して、それ以外の波長を有する右回りの円偏光や、全ての波長の左回りの円偏光を全て透過する。即ち、ある特定の波長の右円偏光と左円偏光を選択的に分離することが可能である（円偏光二色性）。光学素子の応用の観点から、具体的には、（Ａ）３５０/ｎave （ｎｍ）＜ Ｐ ≦８００/ｎave（ｎｍ）、つまり、円偏光二色性の波長域が可視光領域にある場合、と（Ｂ）Ｐ＜ ３５０/ｎave(ｎｍ)、すなわち、円偏光二色性の波長域が紫外域にある場合、に分けられる。（ｎave＝（（ｎｅ２＋ｎｏ２）／２）０．５
【０００５】
（Ａ）３５０/ｎave （ｎｍ）＜ Ｐ ≦８００/ｎave（ｎｍ）である場合、非偏光を入射すると、円偏光二色性を生じる波長に応じて反射光および透過光に着色が生じる。このような着色を利用すれば、装飾部材などの意匠用途および液晶表示素子に用いられるカラーフィルターへの応用も可能である。さらに、反射光および透過光が独特の金属光沢を有すること、視野角により色調が変化すること、そして、このような光学特性を通常の複写機では複製できないことから偽造防止用途への応用も可能である。また、このような円偏光分離機能を応用して、液晶表示素子における光利用効率を改善することも可能である。例えば、偏光板に１/４λ板と円偏光分離機能を発現する光学異方性膜を積層する構成が提案されている（非特許文献１参照）。このような用途に対しては、全可視光領域（波長３５０〜７５０ｎｍの領域）で円偏光分離機能が発現されることが望まれるため、ピッチの異なる層を複数積層したり、または、膜厚方向にピッチが連続的に変化するようにすればよい。なお、反射のスペクトル幅Δλは、Δλ＝Δｎ×Ｐの関係式から、複屈折異方性値（Δｎ）が大きいほど広い。また、反射のスペクトルの中心波長λｃは、λｃ＝ｎave×Ｐの関係式から算出される。
その他、同様の円偏光分離機能を用いて、７００/ｎave （ｎｍ）＜ Ｐ≦１．５/ｎave (μｍ)の範囲に設定すると紫外線または近赤外線の反射フィルター等の応用も可能である。
【０００６】
（Ｂ）Ｐ≦３５０/ｎave（ｎｍ）である場合、螺旋軸に垂直な面についての可視光域の屈折率は（（ｎｅ２＋ｎｏ２）／２）０．５で表され、螺旋軸方向についての可視光域の屈折率はｎｏに等しい（非特許文献２参照）。
【０００７】
このような光学的特性を有する光学異方性膜は、ネガティブＣ−プレートと呼ばれる。正の複屈折を有する液晶分子が、基板に対して垂直に配向した状態で黒表示（暗状態）を得る液晶表示素子において、表示素子の法線方向に対して該液晶分子の配向による複屈折は生じない。そのためこれら表示素子においては、法線方向では非常に高いコントラストが得られる。しかし表示素子の法線方向からズレた場合には複屈折が生じ、黒表示（暗状態）の透過率が増加する。すなわちこれら表示素子においては、斜め方向視野角に対してコントラストが減少する。ネガティブＣ−プレートは、このような表示素子の該液晶配向の法線方向からズレた場合に生じる複屈折を補償することができる。その結果、このネガティブＣ−プレートは、ＶＡ（Vertically Aligned）、ＴＮ（Twisted Nematic）、ＯＣＢ（Optically Compensated Birefringence）、ＨＡＮ（Hybrid Aligned Nematic）などの表示素子における視野角特性改善に適した光学補償板となる。
【０００８】
現在、圧縮したポリマーフィルムまたはプラーナー配向した負の複屈折を有するディスコチック液晶を利用したフィルム（特許文献２参照）が光学補償板に用いられている。正の複屈折を有する液晶分子からなるコレステリック液晶の重合体を利用することによって、屈折率異方性値およびその波長分散の設計の自由度が広がる。また、ネガティブＣ−プレートは、種々の光学補償層と組み合わせて用いることができる。
【０００９】
上記の用途毎の光学設計に対して、適宜ピッチおよびΔｎが調整される。
上記いずれの用途に対しても、光重合性の液晶に対して硬化前の特性として、室温でネマチック相を有し、広いネマチック相を有し、良好な配向性を示し、ＵＶ照射による速硬性を有し、硬化後の特性として、適切なΔｎを有し、透明性を有し、耐熱性および耐湿性に優れた光重合性コレステリック液晶組成物の開発が望まれている。
また、化合物を最適化する際、前記の光学特性に加えて、重合性、重合体の物理的・化学的な特性も要求を満足する必要がある。この特性は、化合物の重合速度、重合度、重合体の透明性、機械的強度、塗布性、溶解度、結晶化度、収縮性、透水度、吸水性、ガス透過性、融点、ガラス転移点、透明点、耐熱性、耐薬品性などである。
【００１０】
光学活性化合物を液晶組成物に添加することで螺旋構造が誘起される（特許文献３または４参照）。ピッチ（ｐ）は光学活性化合物の添加量（濃度ｃ）と螺旋誘起力（Helical Twisting Power、ＨＴＰ）に依存する。ｐ＝ＨＴＰ−１×ｃ−１。螺旋構造を有する液晶組成物は様々な用途に利用できる。例えば、ＰＣ（相転移、Phase Change）表示素子、ゲスト・ホスト表示素子、ＴＮ表示素子、ＳＴＮ表示素子、ＳＳＣＴ（Surface Stabilized Cholesteric Texture）表示素子、ＰＳＣＴ（Polymer Stabilized Cholesteric Texture）表示素子、Ｎ型ｃ−プレート（ネガティブｃ−プレート）などである。
【００１１】
いずれの用途においても、粘度、液晶性等、他の諸物性に悪影響が及ばない様に、光学活性化合物の添加量を最小限にすることが好ましい。その為に、ＨＴＰの大きな光学活性化合物が求められる。また、光学活性化合物は通常液晶組成物に対する溶解度が低く、添加量を大きくする事は困難であり、ＨＴＰの大きな光学活性化合物が求められる。
【００１２】
偏光板、Ｎ型ｃ−プレート等の光学補償板、配向膜、カラーフィルター、接着剤、機械的異方性を有する合成高分子、化粧品、装飾品、偽造防止装置などに応用する場合、光学異方性を有する成形体を活用する。重合体の重合度、透明性、機械的強度、塗布性、溶解度、結晶化度、収縮性、透水度、吸水性、ガス透過性、融点、ガラス転移点、透明点、耐熱性、耐薬品性などに優れた成形体が求められる。また、光学活性化合物を含有する液晶組成物は重合速度において優れている必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開平８−８７００８号公報（ＵＳ５５９９４７８）
【特許文献２】特開２００２−６１３８号公報（ＵＳ６６８５９９８）
【特許文献３】英国特許出願公開第２２９８２０２号明細書
【特許文献４】国際公開第０２／２８９８５号パンフレット
【００１４】
【非特許文献１】Y. Hisatake et al, Asia Display/IDW ’01 LCT8-2
【非特許文献２】W. H. de Jeu, Physical Properties of Liquid Crystalline Materials, Gordon and Breach, New York(1980)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明の第一の目的は、ＨＴＰが大きく、他の液晶化合物との溶解性に優れ、重合性を有し１，１’−ビナフタレン環を有する液晶性化合物、およびこの化合物を含有する液晶組成物を提供することである。第二の目的は、透明性、機械的強度、塗布性、溶解度、結晶化度、収縮性、透水度、吸水性、ガス透過性、融点、ガラス転移点、透明点、耐熱性、耐薬品性などの特性の多くに優れた重合体、およびこの重合体から製造した光学異方性を有する成形体を提供することである。第三の目的は、この重合体を含有する偏光板、光学補償板、配向膜、カラーフィルター、ホログラフ素子、液晶表示素子、接着剤、機械的異方性を有する合成高分子、化粧品、装飾品、偽造防止装置、非線形光学素子、光学記憶素子などを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は、下記の式（１）で表される少なくとも１つの化合物、この化合物を含有する液晶組成物、およびこの化合物または組成物を重合させることによって得られる重合体を含む。
【００１７】
【００１８】
式（１）において、Ｑ１〜Ｑ４は独立して、式（２）、水素、ハロゲン、または炭素数１〜３０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−、または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、そして任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく、Ｑ１〜Ｑ４の少なくとも２つはそれぞれ異なる基を表してもよい式（２）であり；式（２）において、Ａは独立して、１，４−シクロへキシレン、１，４−フェニレン、１，４−シクロヘキセニレン、ピリジン−２，５−ジイル、ピリダジン−３，６−ジイル、ピリミジン−２，５−ジイル、ビシクロ［２．２．２］オクタン−１，４−ジイル、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、デカリン−２，６−ジイイル、または１，３−ジオキサン−２，５−ジイルであり、これらの環の任意の水素がハロゲン、炭素数１〜３のアルキルまたは炭素数１〜３のフルオロアルキルで置き換えられてもよく；Ｘは独立して、単結合または炭素数１〜２０のアルキレンであり、このアルキレン中の任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−または−ＯＣＯ−で置き換えられてもよく、そして任意の水素はフッ素で置き換えられてもよく；Ｚは、単結合、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−（ＣＨ２）４−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−（ＣＨ２）３Ｏ−、−Ｏ（ＣＨ２）３−、−ＣＦ２ＣＦ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＨＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＨＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＯＯ−、−ＯＣＯＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ＝ＣＨＣＯＯ−、−ＯＣＯＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡ＣＣＯＯ−、または−ＯＣＯＣ≡Ｃ−であり；ｎは、０〜３の整数であり、ｎが１、２または３であるとき複数のＡはそれぞれ同一の基であってもよく、異なる基であってもよく、またｎが２または３であるとき複数のＺはそれぞれ同一の基であってもよく、異なる基であってもよく；Ｐは、式（Ｐ１）〜（Ｐ８）で表される重合性の基のいずれか１つであり；Ｗは、水素、ハロゲン、炭素数１〜３のアルキルまたは炭素数１〜３のフルオロアルキルである。ただし、Ｑ１およびＱ２が共に水素、かつＱ３およびＱ４が共に式（２）であるとき、Ｐは（Ｐ８）ではない。
【発明の効果】
【００１９】
化合物（１）は螺旋誘起力が大きい。電磁波の照射で化合物（１）を重合できる。化合物（１）は他の液晶化合物との溶解性に優れ、両者を混合して得られた組成物の結晶化温度を下げる。化合物（１）を含有する液晶組成物から得られる重合体は、透明性、機械的強度、塗布性、溶解度、結晶化度、収縮性、透水度、吸水性、ガス透過性、融点、ガラス転移点、透明点、耐熱性、耐薬品性などの特性の多くにも優れる。化合物（１）を含有する液晶組成物から得られる重合体は偏光板、光学補償板、輝度向上フィルム、配向膜、カラーフィルター、ホログラフ素子、液晶表示素子、接着剤、機械的異方性を有する合成高分子、化粧品、装飾品、偽造防止装置、非線形光学素子、光学記憶素子等に使用できる。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
この明細書における用語の使い方は次のとおりである。液晶性化合物の用語は、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。液晶性化合物、液晶組成物、液晶表示素子をそれぞれ化合物、組成物、素子と表記することがある。式（１）等で表わされる化合物を、化合物（１）、式（１）の化合物等と表記することがある。アクリレートとメタアクリレートとを（メタ）アクリレートと表記することがある。
【００２１】
用語「任意の」は、「位置だけでなく数においても自由に選択できること」を意味する。例えば、「任意のＡがＢ、Ｃ、ＤまたはＥで置き換えられてもよい」という表現は、１つのＡがＢ、Ｃ、ＤまたはＥで置き換えられてもよいという意味と、複数のＡのどれもがＢ、Ｃ、ＤおよびＥのいずれか１つで置き換えられてもよいという意味とに加えて、Ｂで置き換えられるＡ、Ｃで置き換えられるＡ、Ｄで置き換えられるＡ、およびＥで置き換えられるＡの少なくとも２つが混在してもよいという意味をも有する。句「任意の−ＣＨ２−は−Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−などで置き換えられてもよい」の意味を一例で示す。Ｃ４Ｈ９−において任意の−ＣＨ２−を−Ｏ−または−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えた基の一部は、Ｃ３Ｈ７Ｏ−、ＣＨ３Ｏ（ＣＨ２）２−、ＣＨ３ＯＣＨ２Ｏ−、Ｈ２Ｃ＝ＣＨ（ＣＨ２）３−、ＣＨ３ＣＨ＝ＣＨ（ＣＨ２）２−、およびＣＨ３ＣＨ＝ＣＨＣＨ２Ｏ−である。化合物の化学的安定性を考慮した場合、酸素と酸素とが隣接したＣＨ３ＯＯＣＨ２−よりも、酸素と酸素とが隣接しないＣＨ３ＯＣＨ２Ｏ−の方が好ましい。
【００２２】
本発明者らは、上記の目的を達成すべく検討した結果、本発明の１，１’−ビナフタレン環を有する液晶性化合物が、ＨＴＰが大きく、重合性に優れ、他の化合物との相溶性に優れていることを見出した。また本発明者らは、本発明の化合物を含有する液晶組成物が、塗布性、配向性、重合性などに優れており、その重合体が反射型偏光板、位相差板、輝度向上フィルムやネガティブｃ−プレートなどの光学機能薄膜として優れていることを見出し、本発明を完成した。本発明は下記の［１］〜［２６］項のとおりである。
【００２３】
［１］ 式（１）で表される化合物。
【００２４】
【００２５】
【００２６】
式（１）において、Ｑ１〜Ｑ４は独立して、式（２）、水素、ハロゲン、または炭素数１〜３０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−、または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、そして任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく、Ｑ１〜Ｑ４の少なくとも２つはそれぞれ異なる基を表してもよい式（２）であり；式（２）において、Ａは独立して、１，４−シクロへキシレン、１，４−フェニレン、１，４−シクロヘキセニレン、ピリジン−２，５−ジイル、ピリダジン−３，６−ジイル、ピリミジン−２，５−ジイル、ビシクロ［２．２．２］オクタン−１，４−ジイル、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、デカリン−２，６−ジイイル、または１，３−ジオキサン−２，５−ジイルであり、これらの環の任意の水素がハロゲン、炭素数１〜３のアルキルまたは炭素数１〜３のフルオロアルキルで置き換えられてもよく；Ｘは独立して、単結合または炭素数１〜２０のアルキレンであり、このアルキレン中の任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−または−ＯＣＯ−で置き換えられてもよく、そして任意の水素はフッ素で置き換えられてもよく；Ｚは、単結合、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−（ＣＨ２）４−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−（ＣＨ２）３Ｏ−、−Ｏ（ＣＨ２）３−、−ＣＦ２ＣＦ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＨＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＨＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＯＯ−、−ＯＣＯＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ＝ＣＨＣＯＯ−、−ＯＣＯＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡ＣＣＯＯ−、または−ＯＣＯＣ≡Ｃ−であり；ｎは、０〜３の整数であり、ｎが１、２または３であるとき複数のＡはそれぞれ同一の基であってもよく、異なる基であってもよく、またｎが２または３であるとき複数のＺはそれぞれ同一の基であってもよく、異なる基であってもよく；Ｐは、式（Ｐ１）〜（Ｐ８）で表される重合性の基のいずれか１つであり；Ｗは、水素、ハロゲン、炭素数１〜３のアルキルまたは炭素数１〜３のフルオロアルキルである。ただし、Ｑ１およびＱ２が共に水素、かつＱ３およびＱ４が共に式（２）であるとき、Ｐは（Ｐ８）ではない。
【００２７】
［２］ Ｑ１〜Ｑ４が独立して、式（２）、水素、フッ素、塩素、臭素、または炭素数１〜２５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−、または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、そして任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく；Ａが独立して、１，４−シクロへキシレンまたは１，４−フェニレンであり、これらの環の任意の水素がハロゲン、炭素数１〜３のアルキルまたは炭素数１〜３のフルオロアルキルで置き換えられてもよく；Ｘが独立して、単結合、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−または炭素数１〜１０のアルキレンであり、このアルキレン中の任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−で置き換えられてもよく、そして任意の水素はフッ素で置き換えられてもよく；Ｚが、単結合、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＯＯ−、−ＯＣＯＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ＝ＣＨＣＯＯ−、または−ＯＣＯＣＨ＝ＣＨ−である［１］項に記載の化合物。
【００２８】
［３］ 式Ｑ１〜Ｑ４が独立して、式（２）、水素、フッ素、塩素、臭素、または炭素数１〜１０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−、または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、そして任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく；Ａが独立して、１，４−シクロへキシレン、１，４−フェニレン、または任意の水素がフッ素、塩素、メチルもしくはトリフルオロメチルで置き換えられた１，４−フェニレンであり；Ｘが独立して、単結合または炭素数１〜１０のアルキレンであり、このアルキレン中の任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−で置き換えられてもよく、そして任意の水素はフッ素で置き換えられてもよく；Ｚが、単結合、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ＝ＣＨＣＯＯ−、または−ＯＣＯＣＨ＝ＣＨ−である［１］項に記載の化合物。
【００２９】
［４］ ［１］項に記載の式（２）において、Ｐが、式（Ｐ２）、（Ｐ３）、（Ｐ５）、（Ｐ６）、（Ｐ７）、または（Ｐ８）である［２］または［３］項に記載の化合物。
【００３０】
［５］ ［１］項に記載の式（２）において、Ｐが、式（Ｐ２）、（Ｐ３）、（Ｐ６）、（Ｐ７）、または（Ｐ８）である［２］または［３］項に記載の化合物。
【００３１】
［６］ ［１］項に記載の式（２）において、Ｐが、式（Ｐ２）である［２］または［３］項に記載の化合物。
【００３２】
［７］ Ｑ１およびＱ２が独立して、ハロゲンまたは炭素数１〜３０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−、または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、そして任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく、かつＱ３およびＱ４がそれぞれ異なる基を表してもよい式（２）であり；Ｐが、式（Ｐ８）である［１］項に記載の化合物。
［８］ Ｑ１およびＱ２が独立して、フッ素、塩素、臭素、または炭素数１〜２５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−、または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、そして任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく、かつＱ３およびＱ４がそれぞれ異なる基を表してもよい式（２）であり；Ａが独立して、１，４−シクロへキシレンまたは１，４−フェニレンであり、これらの環の任意の水素がハロゲン、炭素数１〜３のアルキルまたは炭素数１〜３のフルオロアルキルで置き換えられてもよく；Ｘが独立して、単結合、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−または炭素数１〜１０のアルキレンであり、このアルキレン中の任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−で置き換えられてもよく、そして任意の水素はフッ素で置き換えられてもよく；Ｚが、単結合、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＯＯ−、−ＯＣＯＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ＝ＣＨＣＯＯ−、または−ＯＣＯＣＨ＝ＣＨ−であり；Ｐが、式（Ｐ８）である［１］項に記載の化合物。
［９］ Ｑ１およびＱ２が独立して、フッ素、塩素、臭素、または炭素数１〜１０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−、または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、そして任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく、かつＱ３およびＱ４がそれぞれ異なる基を表してもよい式（２）であり；Ａが独立して、１，４−シクロへキシレン、１，４−フェニレン、または任意の水素がフッ素、塩素、メチルもしくはトリフルオロメチルで置き換えられた１，４−フェニレンであり；Ｘが独立して、単結合または炭素数１〜１０のアルキレンであり、このアルキレン中の任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−で置き換えられてもよく、そして任意の水素はフッ素で置き換えられてもよく；Ｚが、単結合、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ＝ＣＨＣＯＯ−、または−ＯＣＯＣＨ＝ＣＨ−であり；Ｐが、式（Ｐ８）である［１］項に記載の化合物。
［１０］ ［１］項に記載の式（１）において、Ｑ１〜Ｑ４がそれぞれ異なる基を表してもよい式（２）であり；［１］項に記載の式（２）において、Ｐが、式（Ｐ８）である［１］〜［３］項のいずれか１項に記載の化合物。
【００３３】
［１１］ 少なくとも２つの化合物を含有し、少なくとも１つの化合物が［１］〜［１０］項のいずれか１項に記載の化合物である液晶組成物。
［１２］ 化合物の全てが重合性化合物である［１１］項に記載の液晶組成物。
［１３］ 組成物全量を基準とする割合で、［１］〜［１０］項のいずれか１項に記載の化合物の少なくとも１つが０．０１〜９０重量％の範囲であり、式（Ｍ１）および（Ｍ２）のそれぞれで表される化合物の群から選択された少なくとも１つの重合性化合物が１０〜９９．９９重量％の範囲である［１１］または［１２］項に記載の液晶組成物。
【００３４】
【００３５】
【００３６】
式（Ｍ１）および式（Ｍ２）において、Ｐ１は独立して、式（Ｐ９）〜（Ｐ１２）で表される重合性の基のいずれか１つであり；Ｗは、水素、ハロゲン、炭素数１〜３のアルキルまたは炭素数１〜３のフルオロアルキルであり；Ｒ１は、水素、フッ素、塩素、−ＣＮまたは炭素数１〜２０のアルキルであり、このアルキルにおいて、任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−ＣＯＯ−または−ＯＣＯ−で置き換えられてもよく、そして任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく；Ａ１は独立して、１，４−シクロへキシレン、１，４−フェニレン、１，４−シクロヘキセニレン、ピリジン−２，５−ジイル、ピリミジン−２，５−ジイル、ナフタレン−２，６−ジイル、またはフルオレン−２，７−ジイルであり、これらの環の任意の水素はハロゲン、炭素数１〜３のアルキルまたは炭素数１〜３のハロゲン化アルキルで置き換えられてもよく；Ｘ１は独立して、単結合または炭素数１〜２０のアルキレンであり、このアルキレン中の任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−ＣＯＯ−または−ＯＣＯ−で置き換えられてもよく；Ｚ１は独立して、単結合、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＨ＝ＣＨＣＯＯ−、または−ＯＣＯＣＨ＝ＣＨ−であり；ｓは、１〜３の整数であり、ｓが１、２または３であるとき、複数のＡ１はそれぞれ同一の基であってもよく、異なる基であってもよく、またｓが２または３であるとき、複数のＺ１はそれぞれ同一の基であってもよく、異なる基であってもよい。
【００３７】
［１４］ 式（Ｍ１）および（Ｍ２）のそれぞれで表される化合物の群からから選択された少なくとも１つの重合性化合物が、式（Ｍ１ａ）〜（Ｍ２ｃ）のいずれか１つで表される化合物である［１３］項に記載の液晶組成物。
【００３８】
【００３９】
式（Ｍ１ａ）〜（Ｍ２ｃ）において、Ｐ１は、式（Ｐ９）〜（Ｐ１２）で表される重合性の基のいずれか１つであり；Ｒ１は、水素、フッ素、塩素、−ＣＮ、または炭素数１〜２０のアルキルであり、このアルキルにおいて、任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−ＣＯＯ−または−ＯＣＯ−で置き換えられてもよく、そして任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく；環Ａ２は独立して、１，４−シクロへキシレンまたは１，４−フェニレンであり、Ｗ１は独立して、水素、ハロゲン、炭素数１〜３のアルキルまたは炭素数１〜３のハロゲン化アルキルであり；Ｘ１は独立して、単結合または炭素数１〜２０のアルキレンであり、このアルキレン中の任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−ＣＯＯ−または−ＯＣＯ−で置き換えられてもよく；ｐおよびｑは独立して、０または１であり、ｍは独立して、０〜５の整数である。
【００４０】
［１５］ ［１］項に記載の化合物の少なくとも１つを重合させて得られる重合体。
［１６］ ［１１］〜［１４］項のいずれか１項に記載の組成物を重合させて得られる重合体。
［１７］ 重量平均分子量が、５００〜１，０００，０００である［１５］または［１６］項に記載の重合体。
［１８］ 重量平均分子量が、１，０００〜５００，０００である［１５］または［１６］項に記載の重合体。
【００４１】
［１９］ ［１］項に記載の化合物の少なくとも１つ、または［１１］〜［１４］項のいずれか１項に記載の液晶組成物を配向させた後、電磁波を照射して化合物または組成物を重合させることにより液晶の配向状態を固定化して得られる光学異方性を有する成形体。
［２０］ 固定化された液晶の配向状態がツイスト配向である［１９］項に記載の成形体。
【００４２】
［２１］ ［１９］または［２０］項に記載の成形体からなる光学素子。
［２２］ １ｎｍ以上２００ｎｍ未満の螺旋ピッチを有する［２１］項に記載の光学素子。
［２３］ 波長３５０〜７５０ｎｍのうち、一部またはすべての領域の波長の光に円偏光二色性を示す［２１］項に記載の光学素子。
［２４］ 波長１００〜３５０ｎｍの紫外光域にて円偏光二色性を示す［２１］項に記載の光学素子。
【００４３】
［２５］ ［１５］〜［１８］項のいずれか１項に記載の重合体、［１９］または［２０］項に記載の成形体、および［２１］〜［２４］項のいずれか１項に記載の光学素子の群から選択される少なくとも１つを含有する液晶表示素子。
【００４４】
［２６］ 式（１）において、Ｑ１およびＱ２が水素、Ｑ３およびＱ４が独立して、式（２'）であり、式（２'）において、Ａは独立して、１，４−シクロヘキシレンまたは１，４−フェニレンであり、Ｚは、単結合または−ＯＣＯ−であり、Ｗは、メチルまたはエチルであり、ｙは、２〜１０の整数であり、ｎは、１または２である［１］項に記載の化合物。
【００４５】
本発明の第一は、式（１）で表される１，１’−ビナフタレン環と重合性基を有する光学活性化合物である。式中のＱ１〜Ｑ４は独立して、式（２）、水素、ハロゲンまたは炭素数１〜３０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−、または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、そして任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよい。そして、Ｑ１〜Ｑ４の少なくとも２つが式（２）であり、これらの式（２）はそれぞれ異なる基を表してもよい。
【００４６】
式（２）以外の好ましいＱ１〜Ｑ４は、水素、フッ素、塩素、臭素、および炭素数１〜２５のアルキルである。式（２）以外の特に好ましいＱ１〜Ｑ４は、水素、フッ素、塩素、臭素、および炭素数１〜１０のアルキルである。これらのアルキル中の任意の−ＣＨ２−は−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、そして任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく、直鎖でも分岐していても環状構造を有していてもよい。ハロゲンは塩素またはフッ素が好ましい。
式（２）以外のＱ１〜Ｑ４が水素である場合、粘度が小さい。フッ素、塩素または臭素である場合、誘電率異方性値が大きい。炭素数１〜１０のアルキルである場合、液晶性が優れる。−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、または−Ｃ≡Ｃ−を有する炭素数１〜１０のアルキルである場合、液晶性に優れ、誘電率異方性値および光学異方性値が最適化できる。ハロゲンを有する炭素数１〜１０のアルキルである場合、誘電率異方性値および光学異方性値を最適化できる。
【００４７】
式（２）中のＡは環構造の２価基である。Ａは独立して、１，４−シクロへキシレン、１，４−フェニレン、１，４−シクロヘキセニレン、ピリジン−２，５−ジイル、ピリダジン−３，６−ジイル、ピリミジン−２，５−ジイル、ビシクロ［２．２．２］オクタン−１，４−ジイル、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、デカリン−２，６−ジイル、または１，３−ジオキサン−２，５−ジイルであり、好ましいＡは、１，４−シクロへキシレンおよび１，４−フェニレンである。これらの環の任意の水素がハロゲン、炭素数１〜３のアルキルまたは炭素数１〜３のフルオロアルキルで置き換えられてもよい。
【００４８】
特に好ましいＡは、１，４−シクロへキシレン、１，４−フェニレン、および基中の任意の水素がフッ素、塩素、メチルまたはトリフルオロメチルで置き換えられた１，４−フェニレンである。具体例は下記の通りである。
【００４９】
【００５０】
各式中、これらの環は左右逆向きに結合してもよい。すなわち、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、２，６−ジフルオロ−１，４−フェニレンと３，５−ジフルオロ−１，４−フェニレンの関係などにも適用される。１，４−シクロへキシレンおよび１，３−ジオキサン−２，５−ジイルの立体配置はトランス型が好ましい。本発明の化合物の各元素は同位体元素を自然に存在する割合より多く含んでも、物性に大きな差異はない。
【００５１】
式（２）のＺは結合基である。Ｚは、単結合、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−（ＣＨ２）４−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−（ＣＨ２）３Ｏ−、−Ｏ（ＣＨ２）３−、−ＣＦ２ＣＦ２−、―ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＨＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＨＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＯＯ−、−ＯＣＯＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ＝ＣＨＣＯＯ−、−ＯＣＯＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡ＣＣＯＯ−、または−ＯＣＯＣ≡Ｃ−である。単結合、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−（ＣＨ２）４−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−（ＣＨ２）３Ｏ−、−Ｏ（ＣＨ２）３−、―ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＨＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＨＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＯＯ−、−ＯＣＯＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ＝ＣＨＣＯＯ−、および−ＯＣＯＣＨ＝ＣＨ−は液晶性を向上させる傾向がある。フッ素を有する−ＣＦ２ＣＦ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＦ２Ｏ−、および−ＯＣＦ２ＣＨ２ＣＨ２−は、光学異方性を小さく、または誘電率異方性を大きくする傾向がある。三重結合を有する−Ｃ≡Ｃ−、−Ｃ≡ＣＣＯＯ−および−ＯＣＯＣ≡Ｃ−は、大きな光学異方性を誘起する傾向がある。好ましいＺは、単結合、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ＝ＣＨＣＯＯ−、および−ＯＣＯＣＨ＝ＣＨ−である。特に好ましいＺは、単結合、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ＝ＣＨＣＯＯ−、および−ＯＣＯＣＨ＝ＣＨ−である。
【００５２】
Ｘは独立して、単結合、任意の−ＣＨ２−が−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−または−ＯＣＯ−で置き換えられてもよい炭素数１〜２０のアルキレンである。好ましいＸは、単結合、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、および任意の−ＣＨ２−が−Ｏ−で置き換えられてもよい炭素数１〜１０のアルキレンである。特に好ましいＸは、単結合、および任意の−ＣＨ２−が−Ｏ−で置き換えられてもよい炭素数１〜１０のアルキレンである。Ｘは分岐構造を有していても良い。これらのＸにおいて任意の水素は、フッ素で置き換えられても良い。２つのＸは同一であってもよいし、または異なってもよい。また、不斉炭素を有する場合、ラセミ体であっても光学活性体であっても良い。光学活性体である場合、化合物のＨＴＰを減じないためには、ビナフタレン構造から誘起されるねじれ方向と同一方向のねじれ方向を誘起する基を用いる必要がある。化合物のＨＴＰを調整する必要がある場合には、ビナフタレン構造から誘起されるねじれ方向と逆方向のねじれ方向を誘起する基を用いることもある。
【００５３】
Ｐは式（Ｐ１）〜（Ｐ８）で表される重合性基であり、Ｗは、水素、ハロゲン、炭素数１〜３のアルキルまたは炭素数１〜３のフルオロアルキルである。好ましいＷは、水素、フッ素、塩素、メチル、エチル、トリフロロメチルである。ｎは、０〜３の整数である。好ましいｎは、０〜２の整数であり、特に好ましいｎは、１または２である。ｎが１であるとき、２つのＡは同一であってもよいし、または異なってもよい。ｎが２であるとき、３つのＡ（または２つのＺ）は同一であってもよいし、または異なってもよい。ｎが３であるときについても同様である。
【００５４】
重合性基（Ｐ１）、（Ｐ２）および（Ｐ８）はカチオン重合に適している。カチオン重合に適した好ましい重合性基は、重合性基（Ｐ２）および（Ｐ８）であり、特に好ましい重合性基は、重合性基（Ｐ２）である。重合性基（Ｐ３）〜（Ｐ７）はラジカル重合に適している。ラジカル重合に適した好ましい重合性基は、重合性基（Ｐ３）および（Ｐ５）〜（Ｐ７）であり、特に好ましい重合性基は、重合性基（Ｐ３）、（Ｐ６）および（Ｐ７）である。重合開始剤を添加する、または反応温度を最適化することで、より敏速に重合できる。
【００５５】
Ｑ１〜Ｑ４、Ａ、Ｚ、Ｘ、Ｐ、ｎ、またはＷを適切に選択することで、目的の物性を有する化合物（１）を得ることができる。
【００５６】
式（２）の液晶性残基はいずれの構造でも好適に使用できるが、好ましくは（２−１）〜（２−１２）である。下記において、Ｐｈは置換されても良い１，４−フェニレン、Ｃｈは置換されても良い１，４−シクロヘキシレン、ＸおよびＺは前記と同一の意味を示す。
【００５７】
−Ｘ−Ｐｈ−Ｘ−Ｐ （２−１）
−Ｘ−Ｃｈ−Ｘ−Ｐ （２−２）
−Ｘ−Ｐｈ−Ｚ−Ｐｈ−Ｘ−Ｐ （２−３）
−Ｘ−Ｃｈ−Ｚ−Ｐｈ−Ｘ−Ｐ （２−４）
−Ｘ−Ｐｈ−Ｚ−Ｃｈ−Ｘ−Ｐ （２−５）
−Ｘ−Ｃｈ−Ｚ−Ｃｈ−Ｘ−Ｐ （２−６）
−Ｘ−Ｐｈ−Ｚ−Ｐｈ−Ｚ−Ｐｈ−Ｘ−Ｐ （２−７）
−Ｘ−Ｃｈ−Ｚ−Ｐｈ−Ｚ−Ｐｈ−Ｘ−Ｐ （２−８）
−Ｘ−Ｐｈ−Ｚ−Ｃｈ−Ｚ−Ｐｈ−Ｘ−Ｐ （２−９）
−Ｘ−Ｐｈ−Ｚ−Ｐｈ−Ｚ−Ｃｈ−Ｘ−Ｐ （２−１０）
−Ｘ−Ｃｈ−Ｚ−Ｃｈ−Ｚ−Ｐｈ−Ｘ−Ｐ （２−１１）
−Ｘ−Ｐｈ−Ｚ−Ｃｈ−Ｚ−Ｃｈ−Ｘ−Ｐ （２−１２）
【００５８】
（２−１）〜（２−１２）の中で好ましい（２）は、（２−３）〜（２−１２）である。特に好ましい（２）は、（２−３）および（２−７）である。
【００５９】
化合物（１）は他の液晶性化合物によく溶解する。化合物（１）は液晶組成物中において低温で結晶化しにくいので、使用可能温度範囲（ネマチック）を広げることが可能である。
【００６０】
好ましい化合物（１）は、式（１）において、Ｑ１およびＱ２が水素、Ｑ３およびＱ４が独立して、式（２'）であり、式（２'）において、Ａは独立して、１，４−シクロヘキシレンまたは１，４−フェニレンであり、Ｚは、単結合または−ＯＣＯ−であり、Ｗは、メチルまたはエチルであり、ｙは、２〜１０の整数であり、ｎは、１または２である。
【００６１】
化合物（１）の製法を説明する。重合性基（Ｐ４）、（Ｐ６）および（Ｐ７）はそれぞれ、アミノ基および水酸基を有する液晶性残基にアクリル酸クロリド類を作用することで導入できる。重合性基（Ｐ１）は、シクロヘキセン環を有する液晶性残基を酸化することで導入できる。シクロヘキセンオキシド環を有する公知の中間体を使用してもよい。重合性基（Ｐ２）および（Ｐ８）は、オキセタン環またはオキシラン環を有する公知の中間体、例えば３−メチル−３−ヒドロキシメチルオキセタン、３−エチル−３−ヒドロキシメチルオキセタンやエピクロロヒドリンを使用して導入できる。重合性基（Ｐ８）は対応する末端の不飽和結合を酸化しても合成できる。重合性基（Ｐ３）は、水酸基を有する液晶性残基に無水マレイン酸を作用することで導入できる。重合性基（Ｐ５）は、ハロゲンを有する液晶性残基にβ−クロロプロピオン酸クロリド類を作用し、次いで脱ＨＣｌすることで導入できる。ただし、液晶性残基は−Ｘ−（Ａ−Ｚ）ｎ−Ａ−Ｘ−である。
【００６２】
化合物（１）の重合性基以外の構造は、フーベン・バイル（Houben-Wyle, Methoden der Organische Chemie, Georg-Thieme Verlag, Stuttgart）、オーガニック・シンセセス（John & Wily & Sons, Inc.）、オーガニック・リアクションズ（John & Wily & Sons, Inc.）、コンプリヘンシブ・オーガニック・シンセシス（Pergamon Press）等に記載された有機合成化学的手法を適宜組み合わせることで製造できる。具体的には、６員環構造を有する有機残基を結合することで構築できる。次に結合方法を説明する。以下においてＭＧ１およびＭＧ２は６員環構造を一つ以上有する１価の有機残基であり、互いに異なっても同一でも良い。（１Ａ）〜（１Ｐ）は、化合物（１）である。
【００６３】
【００６４】
化合物（１Ａ）〜（１Ｊ）は図１の経路で合成できる。ボロン酸（ｉ１）と臭化物（ｉ２）の交錯カップリング反応でＺが単結合である化合物（１Ａ）を合成できる。カルボン酸（ｉ３）と水酸基を有する化合物（ｉ４）との脱水縮合反応で、結合基が−ＣＯＯ−である化合物（１Ｂ）を合成でき、更にカルボニル基をフッ素アニオンでフッ素化することで、結合基が−ＣＦ２Ｏ−である化合物（１Ｃ）を合成できる。臭化物（ｉ５）と化合物（ｉ４）および塩基（Ｂ−）から、結合基に−ＣＨ２Ｏ−を有する化合物（１Ｄ）を合成できる。ホスホニウム塩（ｉ６）と塩基から得られるイリドにアルデヒド（ｉ７）を作用しウイティッヒ反応を行うことで結合基が−ＣＨ＝ＣＨ−である化合物（１Ｅ）を合成できる。塩（ｉ６）は臭化物（ｉ５）にＰＰｈ３を作用し合成できる。結合基が−ＣＨ２ＣＨ２−である化合物（１Ｆ）は化合物（１Ｅ）を還元することで合成できる。ジケトン（ｉ８）をフッ素アニオンでフッ素化することで、結合基が−ＣＦ２ＣＦ２−である化合物（１Ｇ）を合成できる。反応は２段階で進行するので、フッ素アニオンの力価を調整すれば、結合基が−ＣＦ２ＣＯ−である化合物（ｉ９）を取出せる。テトラフルオロエチレンにリチオ化物（ｉ１０）と（ｉ１１）を順次作用することで、結合基が−ＣＦ＝ＣＦ−である化合物（１Ｈ）を合成できる。アルキン（ｉ１２）と臭化物（ｉ１２）を遷移金属触媒の存在下、交錯カップリング反応することで、結合基が−Ｃ≡Ｃ−である化合物（１Ｊ）を合成できる。
【００６５】
【００６６】
化合物（１Ｋ）〜（１Ｐ）は図２の経路で合成できる。カルボン酸（ｉ１４）と化合物（ｉ４）との脱水縮合反応で、結合基が−ＣＨ＝ＣＨＣＯＯ−である化合物（１Ｋ）を合成できる。カルボン酸（ｉ１４）はアルデヒド（ｉ１３）のウイティッヒ反応で合成できる。結合基が−ＣＨ２ＣＨ２ＣＯＯ−である化合物（１Ｌ）は化合物（１Ｋ）の還元で合成でき、更にカルボニル基をフッ素アニオンでフッ素化することで、結合基が−ＣＨ２ＣＨ２ＣＦ２Ｏ−である化合物（１Ｍ）を合成できる。カルボン酸（ｉ１５）と化合物（ｉ４）との脱水縮合反応で、結合基が−Ｃ≡ＣＣＯＯ−である化合物（１Ｎ）を合成できる。更にカルボニル基をフッ素アニオンでフッ素化することで、結合基が−Ｃ≡ＣＣＦ２Ｏ−である化合物（１Ｐ）を合成できる。カルボン酸（ｉ１５）はアルキン（ｉ１２）をリチオ化しＣＯ２を作用することで合成できる。
【００６７】
【００６８】
化合物（１Ｑ）〜（１Ｓ）は図３の経路で合成できる。臭化物（ｉ１６）と化合物（ｉ４）と塩基から−（ＣＨ２）３Ｏ−基を有する化合物（１Ｑ）を合成できる。ホスホニウム塩（ｉ１７）と塩基から得られるイリドにアルデヒド（ｉ７）を作用しウイティッヒ反応を行うことで結合基が−（ＣＨ２）２ＣＨ＝ＣＨ−である化合物（１Ｒ）を合成できる。結合基が−（ＣＨ２）４−である化合物（１Ｓ）は化合物（１Ｒ）を還元することで合成できる。塩（ｉ１７）は臭化物（ｉ１６）にＰＰｈ３を作用し合成できる。塩化物（ｉ１８）と化合物（ｉ４）と塩基とから−ＣＨ＝ＣＨＣＨ２Ｏ−基を有する化合物（１Ｔ）を合成できる。
【００６９】
化合物（１）またはそれを含有する組成物の螺旋の向きはいずれでも良く、それらから製造される円偏光分離素子は螺旋の方向に従って、左円偏光または右円偏光を選択的に反射する。
【００７０】
上記の方法で合成できる化合物のうち、好ましい化合物の具体例は化合物（１−１）〜（１−３６）である。但し、Ｌ１は、水素、ハロゲン、または炭素数１〜２５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−、または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、そして任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよい。Ｘ、ＺおよびＷは請求項１で示したものと同一の意味を示す。ただし、化合物（１−３）および（１−９）のＬ１は水素ではない。
【００７１】
【００７２】
【００７３】
【００７４】
【００７５】
【００７６】
【００７７】
【００７８】
【００７９】
【００８０】
【００８１】
【００８２】
【００８３】
【００８４】
【００８５】
好ましいＬ１は、水素、臭素、炭素数１〜１０のアルキル、炭素数１〜９のアルコキシ、および炭素数１〜９のアルコキシアルキルである。特に好ましいＬ１は、水素および臭素である。
【００８６】
好ましいＸは、単結合、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、および任意の−ＣＨ２−が−Ｏ−で置き換えられてもよい炭素数１〜１０のアルキレンである。特に好ましいＸは、―（ＣＨ２）ｘ−、―Ｏ（ＣＨ２）ｘ−１−、―（ＣＨ２）ｘ−１Ｏ−、―Ｏ（ＣＨ２）ｘ―ｙ−２Ｏ（ＣＨ２）ｙ−、および―（ＣＨ２）ｙＯ（ＣＨ２）ｘ―ｙ−２Ｏ−であり、ｘは１〜１０の整数であり、ｙは１〜３の整数である。
【００８７】
好ましいＺは、単結合、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ＝ＣＨＣＯＯ−、および−ＯＣＯＣＨ＝ＣＨ−である。１，１’−ビナフタレン環に連結する結合基は、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ＝ＣＨＣＯＯ−、および−ＯＣＯＣＨ＝ＣＨ−が好ましい。
【００８８】
化合物（１−１）〜（１−３６）の中で特に好ましい化合物は、化合物（１−２）〜（１−５）、（１−８）〜（１−１３）、（１−２９）〜（１−３２）、（１−３５）、および（１−３６）である。より好ましい化合物は、化合物（１−２）および（１−７）〜（１−１１）である。更に好ましい化合物は、１，１’−ビナフタレン環に連結するＸが−ＯＣＯ−、重合性基に連結するＸが―Ｏ（ＣＨ２）ｘＯＣＨ２−または―Ｏ（ＣＨ２）ｘ−、Ｚが単結合、−ＯＣＯ−または−ＯＣＯＣＨ＝ＣＨ−、Ｗがメチルまたはエチルである式（１−２）〜（１−１６）の化合物である。ただし、ｘは２〜１０の整数である。
【００８９】
特に好ましい化合物（１−２ａ）〜（１−３１ｄ）をより具体的に示す。
【００９０】
【００９１】
【００９２】
【００９３】
【００９４】
【００９５】
【００９６】
【００９７】
【００９８】
本発明の第２は、２つ以上の化合物を含有し、少なくとも１つが化合物（１）である液晶組成物である。好ましい組成物は、少なくとも１つの化合物（１）と、単官能の重合性液晶または多官能の重合性液晶を含有する重合性液晶組成物である。
【００９９】
単官能の重合性液晶または多官能の重合性液晶として特に好まし化合物は、化合物（Ｍ１）および（Ｍ２）から選択される少なくとも１つの重合性化合物である。
【０１００】
【０１０１】
【０１０２】
式（Ｍ１）および（Ｍ２）において、Ｐ１は独立して、式（Ｐ９）〜（Ｐ１２）で表される重合性の基のいずれか１つであり；Ｗは、水素、ハロゲン、炭素数１〜３のアルキルまたは炭素数１〜３のフルオロアルキルであり；Ｒ１は、水素、フッ素、塩素、−ＣＮまたは炭素数１〜２０のアルキルであり、このアルキルにおいて、任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−ＣＯＯ−または−ＯＣＯ−で置き換えられてもよく、そして任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく；Ａ１は独立して、１，４−シクロへキシレン、１，４−フェニレン、１，４−シクロヘキセニレン、ピリジン−２，５−ジイル、ピリミジン−２，５−ジイル、ナフタレン−２，６−ジイル、またはフルオレン−２，７−ジイルであり、これらの環の任意の水素はハロゲン、炭素数１〜３のアルキルまたは炭素数１〜３のハロゲン化アルキルで置き換えられてもよく；Ｘ１は独立して、単結合または炭素数１〜２０のアルキレンであり、このアルキレン中の任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−ＣＯＯ−または−ＯＣＯ−で置き換えられてもよく；Ｚ１は、単結合、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＨ＝ＣＨＣＯＯ−、または−ＯＣＯＣＨ＝ＣＨ−であり；ｓは、１〜３の整数であり、ｓが１、２または３であるとき、複数のＡ１はそれぞれ同一の基であってもよく、異なる基であってもよく、またｓが２または３であるとき、複数のＺ１はそれぞれ同一の基であってもよく、異なる基であってもよい。
【０１０３】
化合物（Ｍ１）および（Ｍ２）の中で好ましい化合物は、次の式（Ｍ１ａ）〜式（Ｍ２ｃ）で表される化合物である。化合物（Ｍ１ａ）〜式（Ｍ２ｃ）の好ましい含有量は、液晶組成物の全重量に基づいて１０〜９９重量％の範囲であり、より好ましい含有量は５０〜９５重量％の範囲である。
式（Ｍ１ａ）〜（Ｍ２ｃ）において、Ｐ１は、式（Ｐ９）〜（Ｐ１２）で表される重合性の基のいずれか１つであり；Ｒ１は、水素、フッ素、塩素、−ＣＮ、または炭素数１〜２０のアルキルであり、このアルキルにおいて、任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−ＣＯＯ−または−ＯＣＯ−で置き換えられてもよく、そして任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく；環Ａ２は独立して、１，４−シクロへキシレンまたは１，４−フェニレンであり、Ｗ１は独立して、水素、ハロゲン、炭素数１〜３のアルキルまたは炭素数１〜３のハロゲン化アルキルであり；Ｘ１は独立して、単結合または炭素数１〜２０のアルキレンであり、このアルキレン中の任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−ＣＯＯ−または−ＯＣＯ−で置き換えられてもよく；ｐおよびｑは独立して、０または１であり、ｍは独立して、０〜５の整数である。
【０１０４】
物性を改善する目的で、本発明の組成物に、非重合性の液晶化合物、非液晶性の重合性化合物、重合開始剤、溶媒、界面活性剤、酸化防止剤、フィラー、紫外線吸収剤、増感剤などを添加してもよい。添加物の化学構造や組成は限定されない。各成分の含有量は、組成物の液晶性を損なわない程度である。非重合性の液晶化合物の例は、データベースLiqCryst（登録商標、LCI Publisher, Hamburg, Germany）およびその掲載文献に記載の化合物である。
【０１０５】
組成物の特性を最適化するために、化合物（１）以外の光学活性化合物を添加しても良い。光学活性化合物の好適例は、式（ＯＰ−１）〜（ＯＰ−２４）である。ただし、Ａｋは炭素数１〜１５のアルキルまたは炭素数１〜１５のアルコキシを、Ｍｅ、ＥｔおよびＰｈはそれぞれ、メチル、エチルおよびフェニルを示す。重合性基Ｐ２は下記で示す基である。ｔは２〜８の整数である。
【０１０６】
【０１０７】
【０１０８】
【０１０９】
【０１１０】
【０１１１】
【０１１２】
【０１１３】
本発明の第３は、化合物（１）またはそれらを含有する液晶組成物をラジカル重合またはカチオン重合することで製造できる重合体である。この重合体は、螺旋構造を有する直鎖または側鎖型の重合体である。化合物（１）の１つのみを重合させると、単独重合体が得られる。複数の重合性化合物を含有する組成物を重合させると、共重合体が得られる。
【０１１４】
化合物（１）およびネマチック液晶組成物を含有する重合性液晶組成物はコレステリック相を有する。基板上に本組成物の薄膜をコーティングにより形成し光を照射し重合することで、固定化されたコレステリック相（ツイスト配向）を得ることができる。これは、反射型偏光板、輝度向上フィルム、カラーフィルター、装飾品、ＩＤカード等の偽造防止、非線形光学素子、光記憶装置等に利用できる。また、ピッチを基板と垂直方向に傾斜することで広波長域反射偏光板（Broadband reflective polarizer）を製造できる。ピッチの傾斜化は先行文献の技術を参考にすれば当該業者は製造できる。
【０１１５】
重合はエネルギー（電磁波）を照射することで実施できる。かかる電磁波は、紫外線、赤外線、可視光線、Ｘ線、γ線などである。また、イオンやエレクトロンといった高エネルギー粒子を照射しても良い。
【０１１６】
機械的強度、熱的強度、塗布性、配向性などを調整する目的で液晶性を有しない重合性化合物を添加してもよい。（メタ）アクリレート化合物、ビニル化合物、スチレン化合物、ビニルエーテル化合物、オキシラン化合物、およびオキセタン化合物が好ましい。重合体の機械的強度および熱的強度をより高めるために、多官能性のアクリレート、ビニルエーテル、オキシラン、およびオキセタンを使用してもよい。
【０１１７】
塗布を容易にするため、または液晶の配向を制御するために、本発明の組成物に界面活性剤を加えてもよい。界面活性剤の添加量は界面活性剤の種類や目的により異なるが、本発明の液晶組成物に対して、１００ｐｐｍ〜５重量％、さらに好ましくは１００ｐｐｍ〜１重量％の範囲である。
【０１１８】
光ラジカル重合開始剤の例は、具体的な商品名で、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ（株）のダロキュアーシリーズから１１７３および４２６５、イルガキュアーシリーズから１８４、３６９、５００、６５１、７８４、８１９、９０７、１３００、１７００、１８００、１８５０、２９５９などの商品であるが、公知のいずれの開始剤も使用できる。
【０１１９】
光ラジカル重合開始剤のその他の例は、４−メトキシフェニル−２，４−ビス（トリクロロメチル）トリアジン、２−（４−ブトキシスチリル）−５−トリクロロメチル−１，３，４−オキサジアゾール、９−フェニルアクリジン、９，１０−ベンズフェナジン、ベンゾフェノン／ミヒラーズケトン混合物、ヘキサアリールビイミダゾール／メルカプトベンズイミダゾール混合物、１−（４−イソプロピルフェニル）−２−ヒドロキシ−２−メチルプロパン−１−オン、ベンジルジメチルケタール、２−メチル−１−［４−（メチルチオ）フェニル］−２−モルホリノプロパン−１−オン、２，４−ジエチルキサントン／ｐ−ジメチルアミノ安息香酸メチル混合物、ベンゾフェノン／メチルトリエタノールアミン混合物などであるが、公知のいずれの開始剤も使用できる。
【０１２０】
光カチオン重合開始剤の例は、具体的な商品名で、ＵＣＣ（株）のサイラキューアーＵＶＩ−６９９０および６９７４、旭電化工業（株）のアデカオプトマーＳＰ−１５０、１５２、１７０および１７２、ローディア(株)のPhotoinitiator ２０７４、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)のイルガキュアー２５０、みどり化学(株)のＤＴＳ−１０２などであるが、公知のいずれの開始剤も使用できる。
【０１２１】
本発明の成形体は、本発明の化合物または組成物を基板上に塗布して塗膜を形成させ、その組成物が液晶状態で形成するネマチック配向を光などの電磁波の照射により重合させることによって固定化することで製造できる。基板は、例えば、トリアセチルセルロース、ジアセチルセルロース、ポリビニルアルコール、ポリイミド、ポリエステル、ポリアリレート、ポリエーテルイミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネートなどである。具体的な商品名ではＪＳＲ（株）の「アートン」、日本ゼオン（株）の「ゼオネックス」および「ゼオノア」、三井化学（株）の「アペル」などである。基板は一軸延伸フィルムでも、二軸延伸フィルムであってもよい。基板は、事前に鹸化処理、コロナ処理、プラズマ処理等の表面処理をしてもよい。
【０１２２】
本発明の化合物または組成物を溶媒に溶かして塗布することもできる。好ましい溶媒は、ヘキサン、ヘプタン、トルエン、キシレン、メトキシベンゼン、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、酢酸メチル、酢酸エチル、γ−ブチロラクトン、２−ピロリドン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、ジメチルホルムアミド、クロロホルム、ジクロロメタン、ジクロロエタン、ｔ−ブチルアルコール、ジアセトンアルコール、ブチルセルソルブ、シクロペンタノン、シクロヘキサノンなどの単独溶媒またはこれら複数の単独溶媒を混合した混合溶媒である。
【０１２３】
使用中の取り扱いを容易にするため、または保存中の重合を防止するために、本発明の化合物または組成物に安定剤を添加しても良い。公知の安定剤のいずれも使用できるが、例えば、４−エトキシフェノール、ハイドロキノン、３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシトルエン（ＢＨＴ）などである。
【０１２４】
本発明の化合物または組成物は、スピンコート、ロールコート、カテンコート、フローコート、プリント、マイクログラビアコート、グラビアコート、ワイヤーバーコード、デップコート、スプレーコート、メニスカスコートや流延成膜法などの方法で薄膜展開し、溶媒を除去する方法で塗布できる。
【０１２５】
塗布前に基板表面を配向処理すれば、本発明の化合物または組成物を基板上で配向させることができる。処理方法は、例えば、ポリイミド、ポリアミドやポリビニルアルコールなどからなる薄膜を形成して、それをレーヨン布などでラビング処理する方法や、酸化ケイ素を斜方蒸着する方法、延伸フィルムまたは光配向膜やイオンビームなどを用いるラビングフリー配向である。または、基板を直接レーヨン布などでラビング処理してもよい。基板表面の処理を行わなくてもよい場合もある。
【０１２６】
本発明の化合物または組成物の配向は電磁波の照射で固定できる。電磁波の波長は３００ｎｍ以上が好ましく、３６５ｎｍが特に好ましい。照射時の温度は、化合物または組成物が液晶状態である温度であるが、熱重合を防ぐために、１００℃以下が好ましい。螺旋ピッチを有する光学素子は、右または左の円偏光を選択的に反射する。反射される光の波長が３５０〜７５０ｎｍである場合、入射する可視光領域の円偏光を選択的に反射する。反射される光の波長が１００〜３５０ｎｍである場合、正面から入射する可視光領域の光を透過するので、ネガティブ型ｃ−プレートとして使用が可能である。即ち、本光学素子をクロスニコルとした２枚の偏光板に挟んだ場合、正面方向では光の透過は得られないが、斜め方向へは光が透過する。反射される光の波長は、光学素子の屈折率と螺旋ピッチの積に等しいので、光学素子の屈折率と螺旋ピッチを調節する事で、選択反射する光の波長を任意に最適化することが可能である。
【０１２７】
光学活性化合物を含有する本発明の組成物は基板上で螺旋構造を示す。組成物を重合すればツイスト配向を有する成形体を製造できる。式「λ＝屈折率×螺旋のピッチ」を満足する波長（λ）を有する光において、この成形体は円偏光分離機能を有する。これは輝度向上フィルムとして使用できる。光学活性化合物の種類および添加量を適時選択することで、螺旋方向およびピッチを最適化できる。ネガティブ型ｃ−プレートを作製する場合、選択反射光の波長を３５０ｎｍ未満にすることが必要である。そのため、螺旋ピッチは２００ｎｍ未満が好ましい。２００ｎｍ未満であれば、いずれの場合もネガティブ型ｃ−プレートを与えるが、より短い螺旋ピッチを得るためには、より多量のビナフタレン誘導体を混合する必要がある。液晶相の温度領域の保持を考慮した場合、ビナフタレン誘導体の添加量は少量であるほうが好ましい。従って、好ましい螺旋ピッチは１ｎｍ以上２００ｎｍ未満、より好ましくは１０ｎｍ以上２００ｎｍ未満、さらに好ましくは５０ｎｍ以上２００ｎｍ未満、特に好ましくは５０ｎｍ以上１５０ｎｍ未満である。
【０１２８】
本発明の成形体の厚さは、要求特性と成形体の光学異方性値により異なる。好ましい光学異方性値は０．０５〜５０μｍであり、より好ましい光学異方性値は０．１〜２０μｍであり、更に好ましい光学異方性値は０．５〜１μｍである。好ましい位相差値は０．０５〜５０μｍであり、より好ましい位相差値は０．１〜２０μｍであり、更に好ましい位相差値は０．５〜１０μｍである。成形体の好ましいヘーズ値は、１．５％以下、より好ましいヘーズ値は１．０％以下である。成形体の可視光領域での好ましい透過率は８０％以上、より好ましい透過率は８５％以上である。十分な偏光性能を得るために、１．５％以下のヘーズ値が好ましい。８０％以上の透過率は、この成形体を液晶表示素子に用いる際、明るさを維持するために好ましい条件である。
【０１２９】
熱可塑性を有する本発明の重合体は、接着剤、機械的異方性を有する合成高分子、化粧品、装飾品、偽造防止装置、非線形光学材料、情報記憶材料などに利用できる。これらは分岐構造の少ない線状の高分子であり、単官能性化合物またはそれを主体とする組成物から得られる。これらの好ましい重量平均分子量は５００〜１，０００，０００であり、より好ましい重量平均分子量は１，０００〜５００，０００であり、特に好ましい重量平均分子量は５，０００〜１００，０００である。
【０１３０】
熱硬化性を有する本発明の重合体は、液晶表示素子用の偏光板、光学補償板、輝度向上フィルム、ネガティブｃ−プレートなどに利用できる。これらは三次元の網目構造を有する高分子であり、多官能性化合物またはそれを主体とする組成物を重合することで、重合度の高い重合体として得られる。これらの重合体は溶媒に溶けにくく硬度が高い。これらの重合体の分子量は測定が困難で規定し難いが、無限大に近いことが好ましい。
【０１３１】
以下、実施例により本発明を詳細に説明する。相転移温度は、偏光顕微鏡を備えた融点測定装置およびＤＳＣで測定した。合成した化合物の化学構造は、１Ｈ−ＮＭＲおよび１３Ｃ−ＮＭＲで確認した。Ｃ、Ｎ、Ｃｈ、Ｉは、それぞれ、結晶、ネマチック相、コレステリック相、等方性液体を示す。例えば、「Ｃ １００．０ Ｃｈ」の表示は、結晶からコレステリック相への相転移温度が１００．０℃であることを示す。ＨＴＰは、母液晶ＺＬＩ−１１３２に化合物（１）を混合して得たコレステリック液晶組成物のピッチを２５℃で測定し、式［ＨＴＰ＝ｐ−１×ｃ−１］から算出した。ここで、ｃは化合物（１）の重量％、ｐはピッチ（μｍ）である。
得られた重合体の密着性は、セロテープ（登録商標）剥離試験によって検討した。セロテープ（登録商標）剥離試験はＪＩＳ規格「ＪＩＳ−５４００」の試験法、すなわち１００升中の残存した升目により評価した。なお以下において、容量の単位であるリットルを記号Ｌで記す。
【実施例１】
【０１３２】
（Ｒ）−２，２’−ビス［４−［４−［６−（３−エチルオキセタン−３−イルメチルオキシ）ヘキシルオキシ］ベンゾイルオキシ］ベンゾイルオキシ］−１，１’−ビナフタレン［式（１−２）において、Ｌ１が水素、１，１’−ビナフタレン環に連結するＸが−ＯＣＯ−、Ｚが−ＯＣＯ−、重合性基に連結するＸが−Ｏ（ＣＨ２）６ＯＣＨ２−、Ｗがエチルである化合物］の合成
【０１３３】
（Ｒ）−２，２’−ジヒドロキシ−１，１’−ビナフタレン（１０ｇ、３４．９ｍｍｏｌ）、４−ベンジルオキシ安息香酸（２３．９ｇ、１０５ｍｍｏｌ）、ジシクロヘキシルカルボジイミド（２１．７ｇ、１０５ｍｍｏｌ）、４−ジメチルアミノピリジン（１２．８ｇ、１０５ｍｍｏｌ）およびジクロロメタン（３００ｍＬ）の混合物を室温で２時間撹拌した。析出した不溶物を濾別除去し、濾液を濃縮した。残留物をカラムクロマトグラフィー（シリカゲル：７００ｍＬ、溶出液：トルエン）で精製し、１７．１ｇ（収率６９％）の（Ｒ）−２，２’−ビス（４−ベンジルオキシベンゾイルオキシ）−１，１’−ビナフタレンを無色結晶として得た。１Ｈ−および１３Ｃ−ＮＭＲはよくその構造を支持した。Ｒｆ＝０．４２。
【０１３４】
（Ｒ）−２，２’−ビス（４−ベンジルオキシベンゾイルオキシ）−１，１’−ビナフタレン（１７ｇ、２４．１ｍｍｏｌ）、５％ＰｄＣ（１０ｇ）、エタノール／トルエン（３００ｍＬ／３００ｍＬ）の混合物を水素雰囲気下、３時間撹拌した。触媒を濾別除去し、濾液を濃縮した。残留物をカラムクロマトグラフィー（シリカゲル：２Ｌ、溶出液：トルエン／酢酸エチル（１／１））で精製し、１３．８ｇ（収率９９％）の（Ｒ）−２，２’−ビス（４−ヒドロキシベンゾイルオキシ）−１，１’−ビナフタレンを無色結晶として得た。１Ｈ−および１３Ｃ−ＮＭＲはよくその構造を支持した。Ｒｆ＝０．６０。
【０１３５】
（Ｒ）−２，２’−ビス（４−ヒドロキシベンゾイルオキシ）−１，１’−ビナフタレン（５．０ｍｇ、９．５ｍＬ）、４−［６−（３−エチルオキセタン−３−イルメチルオキシ）ヘキシルオキシ］安息香酸（７．７ｍｇ、２２．８ｍｍｏｌ）、ジシクロヘキシルカルボジイミド（４．７ｇ、２２．８ｍｍｏｌ）、４−ジメチルアミノピリジン（０．７ｍｇ、５．７ｍｍｏｌ）およびジクロロメタン（１００ｍＬ）の混合物を室温で２時間撹拌した。析出した不溶物を濾別除去し、濾液を濃縮した。残留物をカラムクロマトグラフィー（シリカゲル：１Ｌ、溶出液：酢酸エチル／トルエン（３／７））で精製し、７．３ｇ（収率５８％）の（Ｒ）−２，２’−ビス［４−［４−［６−（３−エチルオキセタン−３−イルメチルオキシ）ヘキシルオキシ］ベンゾイルオキシ］ベンゾイルオキシ−１，１’−ビナタレンを無色粘ちょう油状物として得た。１Ｈ−および１３Ｃ−ＮＭＲはよくその構造を支持した。Ｒｆ＝０．６５。
【実施例２】
【０１３６】
（Ｒ）−２，２’−ビス［４−[４−[６−（３−エチルオキセタン−３−イルメチルオキシ）ヘキシルオキシ]ベンゾイルオキシ]−１，１’−ビフェニル−４’−カルボニルオキシ]−１，１’−ビナフタレン［式（１−８）において、Ｌ１が水素、１，１’−ビナフタレン環に連結するＸが−ＯＣＯ−、左のＺが単結合、右のＺが−ＯＣＯ−、重合性基に連結するＸが−Ｏ（ＣＨ２）６ＯＣＨ２−、Ｗがエチルである化合物］の合成
【０１３７】
４−ベンジルオキシ安息香酸の代わりに４−ベンジルオキシ−１，１’−ビフェニル−４’−カルボン酸を使用し、実施例１と同様な方法で（Ｒ）−２，２’−ビス［４−[４−［６−（３−エチルオキセタン−３−イルメチルオキシ）ヘキシルオキシ］ベンゾイルオキシ]−１，１’−ビフェニル−４’−カルボニルオキシ］−１，１’−ビナフタレンを無色アモルファス固体として得た。
【実施例３】
【０１３８】
（Ｓ）−６，６’−ジブロモ−２，２’−ビス[４−［４−（２−オキシラニルエトキシ）ベンゾイルオキシ］−１，１’−ビフェニル−４’−カルボニルオキシ]−１，１’−ビナフタレン[式（１−９ｃ）において、Ｌ１が共に臭素、ｘが２、Ｗが水素である化合物]の合成
【０１３９】
（Ｒ）−２，２’−ジヒドロキシ−１，１’−ビナフタレンの代わりに（Ｓ）−６，６’−ジブロモ−２，２’−ジヒドロキシ−１，１’−ビナフタレンを、４−［６−（３−エチルオキセタン−３−イルメチルオキシ）ヘキシルオキシ］安息香酸の代わりに４−（２−オキシラニルエトキシ）安息香酸を使用し、実施例１と同様な方法で（Ｓ）−６，６’−ジブロモ−２，２’−ビス[４−［４−（２−オキシラニルエトキシ）ベンゾイルオキシ］−１，１’−ビフェニル−４’−カルボニルオキシ]−１，１’−ビナフタレンを無色結晶として得た。
【実施例４】
【０１４０】
（Ｒ）−６，６’−ビス[６−[４−（４−ペンチルシクロヘキシル）フェニルオキシ]ヘキシル]−２，２’−ビス[４−[４−[６−（３−エチルオキセタン−３−イルメチルオキシ）ヘキシルオキシ]ベンゾイルオキシ]ベンゾイルオキシ]−１，１’−ビナフタレン［式（１）において、Ｑ１およびＱ２が共に６−[４−（４−ペンチルシクロヘキシル）フェニルオキシ]ヘキシル、Ｑ３およびＱ４が共に式（２）で、左のＸが−ＯＣＯ−、ｎが１、Ａが共に１，４−フェニレン、Ｚが−ＯＣＯ−、そして−Ｘ−Ｐが、６−[３−エチルオキセタン−３−イルメチルオキシ]ヘキシルオキシである化合物の合成］
【０１４１】
（Ｒ）−２，２’−ジヒドロキシ−１，１’−ビナフタレンの代わりに（Ｒ）−６，６’−ビス[６−[４−（４−ペンチルシクロヘキシル）フェニルオキシ]ヘキシル]−２，２’−ジヒドロキシ−１，１’−ビナフタレンを使用し、実施例１と同様な方法で、（Ｒ）−６，６’−ビス[６−[４−（４−ペンチルシクロヘキシル）フェニルオキシ]ヘキシル]−２，２’−ビス[４−[４−[６−（３−エチルオキセタン−３−イルメチルオキシ）ヘキシルオキシ]ベンゾイルオキシ]ベンゾイルオキシ]−１，１’−ビナフタレンを合成した。（Ｒ）−６，６’−ビス[６−[４−（４−ペンチルシクロヘキシル）フェニルオキシ]ヘキシル]−２，２’−ジヒドロキシ−１，１’−ビナフタレンは、Mol. Cryst. Liq. Cryst., 2001, 364, 825の方法に従い合成した。
【実施例５】
【０１４２】
光重合性液晶組成物（Ｍｉｘ−１）の調製と光学薄膜の製造
【０１４３】
【０１４４】
実施例２で得られた化合物（以下では化合物（Ｅｘ−２）と呼ぶ）［１０重量部］、化合物（Ａ）［４５重量部］および化合物（Ｂ）［４５重量部］からなる液晶組成物（Ｍｉｘ−１）を調製した。化合物（Ａ）および（Ｂ）は、それぞれ特願２００３−２０３６２９号、Macromolecules, 1993, 26(6), 244の方法に従い合成した。
【０１４５】
組成物（Ｍｉｘ−１）［１．０ｇ］にシクロペンタノン／トルエン（１：２）混合溶媒（３．０ｇ）およびＤＴＳ−１０２（１０ｍｇ）を加えて、重合性液晶組成物と重合開始剤の比率がおおよそ９８重量部：２重量部となるように調製した溶液を、表面をレーヨン布によりラビングした鹸化処理トリアセチルセルロースフィルムに、スピンコーター（２０００ｒｐｍ）を用いて塗布した。７０℃のホットプレート上で３分間放置し溶媒を除去して液晶相を配向させた。室温に戻し、高圧水銀灯（１２０Ｗ／ｃｍ）によって紫外線を３０秒間照射し、無色透明の光学薄膜を得た。得られた光学薄膜について透過光のスペクトルを測定すると３５０ｎｍ以上の選択反射はなかった。また、５５０ｎｍにおける有効レターデーションを測定すると、垂直入射の場合で０ｎｍ、層面の法線から角度４０°傾斜させた場合で−３５ｎｍとなり、ネガティブｃ−プレートになっていることを確認した。また、得られた光学膜は耐熱性試験（１００℃、１０００時間）において、レターデーションの変化率が３％未満であった。密着性試験を行ったところ、残存した升目の数が１００であり良好な結果となった。
【実施例６】
【０１４６】
光重合性液晶組成物（Ｍｉｘ−２）の調製と光学薄膜の製造
実施例２の化合物（Ｅｘ−２）［５重量部］、化合物（Ａ）［４７．５重量部］および化合物（Ｂ）［４７．５重量部］からなる液晶組成物（Ｍｉｘ−２）を調製した。
【０１４７】
組成物（Ｍｉｘ−２）［１．０ｇ］にシクロペンタノン／トルエン（１：２）混合溶媒（３．０ｇ）およびＤＴＳ−１０２（３０ｍｇ）を加えて、重合性液晶組成物と重合開始剤の比率がおおよそ９７重量部：３重量部となるように調製した溶液を、表面をレーヨン布によりラビングした鹸化処理トリアセチルセルロースフィルムに、スピンコーター（２０００ｒｐｍ）を用いて塗布した。７０℃のホットプレート上で３分間放置し溶媒を除去して液晶相を配向させた。室温に戻し、高圧水銀灯（１２０Ｗ／ｃｍ）によって紫外線を３０秒間照射し、光学薄膜を得た。このものは青色の選択反射を示した。
【実施例７】
【０１４８】
光重合性液晶組成物（Ｍｉｘ−３）の調製と光学薄膜の製造
【０１４９】
【０１５０】
化合物（１−２３ａ’）［式（１−２３ａ）において、Ｌ１が共に水素である化合物；１０重量部］、化合物（Ｃ）［６０重量部］および化合物（Ｄ）［２０重量部］からなる液晶組成物（Ｍｉｘ−３）を調製した。化合物（Ｃ）および（Ｄ）は、それぞれ特願２００２−３１７４３３号、特開昭６１−０６４４９３号の方法に従い合成した。
【０１５１】
組成物（Ｍｉｘ−２）の代わりに組成物（Ｍｉｘ−３）を使用し実施例６と同様な方法で、無色透明の光学薄膜を得た。得られた光学薄膜について透過光のスペクトルを測定すると３５０ｎｍ以上の選択反射はなかった。また、５５０ｎｍにおける有効レターデーションを測定すると、垂直入射の場合で０ｎｍ、層面の法線から角度４０°傾斜させた場合で−２５ｎｍとなり、ネガティブｃ−プレートになっていることを確認した。
【実施例８】
【０１５２】
光重合性液晶組成物（Ｍｉｘ−４）の調製と光学薄膜の製造
【０１５３】
【０１５４】
化合物（１−２３ａ’）［１０重量％］の代わりに化合物（１−２９ａ’）［式（１−２９ａ）において、Ｌ１が共に水素である化合物；１５重量％］を使用し実施例７と同様な方法で、無色透明の光学薄膜を得た。得られた光学薄膜について透過スペクトルを測定すると３５０ｎｍ以上の選択反射はなかった。また、５５０ｎｍにおける有効レターデーションを測定すると、垂直入射の場合で０ｎｍ、層面の法線から角度４０°傾斜させた場合で−２７ｎｍとなり、ネガティブｃ−プレートになっていることを確認した。
【実施例９】
【０１５５】
光重合性液晶組成物（Ｍｉｘ−５）の調製と光学薄膜の製造
【０１５６】
【０１５７】
実施例５において、化合物（Ａ）の代わりに化合物（Ｅ）［４５重量部］を用いて液晶組成物（Ｍｉｘ−５）を調製した。化合物（Ｅ）は特願２００３−２０３６２９の方法に従って合成した。組成物（Ｍｉｘ−５）［１．０ｇ］にシクロペンタノン／トルエン（１：２）混合溶媒（３．０ｇ）およびＤＴＳ−１０２（２０ｍｇ）を加えて、重合性液晶組成物と重合開始剤の比率がおおよそ９８重量部：２重量部となるように調整した溶液を、表面をレーヨン布によりラビングした鹸化処理トリアセチルセルロースフィルムに、スピンコーター（２０００ｒｐｍ）を用いて塗布した。７０℃のホットプレート上で３分間放置し溶媒を除去して液晶相を配向させた。室温に戻し、高圧水銀灯（１２０Ｗ／ｃｍ）によって紫外線を３０秒間照射し、無色透明の光学薄膜を得た。得られた光学薄膜について透過光のスペクトルを測定すると３５０ｎｍ以上の選択反射はなかった。また、５５０ｎｍにおける有効レターデーションを測定すると、垂直入射の場合で０ｎｍ、層面の法線から角度４０°傾斜させた場合で−３６ｎｍとなり得られた光学薄膜がネガティブｃ−プレートになっていることを確認した。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、１，１’−ビナフタレン環と重合性基とを有する光学活性化合物、それを含有する液晶組成物、それら光学活性化合物や液晶組成物を重合させて得られる重合体および重合体の用途に関する。この重合体は光学異方性を有する成形体、およびそれら成形体を含有する偏光板、光学補償板、輝度向上フィルム、配向膜、カラーフィルター、ホログラフ素子、液晶表示素子、接着剤、機械的異方性を有する合成高分子、化粧品、装飾品、偽造防止装置、非線形光学素子、光学記憶素子などに利用できる。
【背景技術】
【０００２】
近年、光学異方性を有する成形体には、重合性の液晶性化合物が利用されている。これらは液晶状態で光学異方性を有し、重合することで液晶性化合物の配向が固定化される。
光学活性化合物を重合性の液晶組成物に添加することで螺旋構造が誘起されるが螺旋のピッチによって種々の光学素子としての応用がある。すなわち、螺旋軸に沿った光の伝播は、対象とする波長（λ）と螺旋ピッチの長さ（Ｐ）によって、（１）λ<<Ｐの場合、と（２）λ≒Ｐの場合の応用に分けられる。
【０００３】
対象とするλを可視光とすると、（１） λ<<Ｐの場合は、１（μｍ）＜Ｐに相当する。この場合の応用は、更に、モーガン条件を満足する場合とそうでない場合に分けられる。（Ａ）モーガン条件を満足する場合、つまり、Φ<<２πΔｎｄ／λが満たされているとき、入射側の光軸方向に一致または直交した直線偏光は、直線偏光のまま出射し旋光子として機能する。ここで、Φは全ねじれ角であり、ｄは厚み、Δｎは液晶の複屈折である。また、（Ｂ）モーガン条件が満たされないとき、直線偏光は、Φ、ｄおよびΔｎによって決まる複屈折を示す。
旋光子は、ヘッドアップディスプレイやプロジェクター用光学素子として応用できる。また、ねじれ配向の複屈折の応用として、例えば、ＳＴＮ（Super Twisted Nematic）型液晶ディスプレイにおける光学補償がある（特許文献１参照）。
【０００４】
対象とするλを可視光とすると、（２）λ≒Ｐの場合、例えば、螺旋構造のねじれの方向が右である場合、液晶フィルムは、ｎｏ×Ｐ＜λ＜ｎｅ×Ｐ（ｎｏは液晶層の常光に対する屈折率、ｎｅは液晶層の異常光に対する屈折率）の範囲の波長λを有する右回りの円偏光のみを選択的に反射して、それ以外の波長を有する右回りの円偏光や、全ての波長の左回りの円偏光を全て透過する。即ち、ある特定の波長の右円偏光と左円偏光を選択的に分離することが可能である（円偏光二色性）。光学素子の応用の観点から、具体的には、（Ａ）３５０/ｎave （ｎｍ）＜ Ｐ ≦８００/ｎave（ｎｍ）、つまり、円偏光二色性の波長域が可視光領域にある場合、と（Ｂ）Ｐ＜ ３５０/ｎave(ｎｍ)、すなわち、円偏光二色性の波長域が紫外域にある場合、に分けられる。（ｎave＝（（ｎｅ２＋ｎｏ２）／２）０．５
【０００５】
（Ａ）３５０/ｎave （ｎｍ）＜ Ｐ ≦８００/ｎave（ｎｍ）である場合、非偏光を入射すると、円偏光二色性を生じる波長に応じて反射光および透過光に着色が生じる。このような着色を利用すれば、装飾部材などの意匠用途および液晶表示素子に用いられるカラーフィルターへの応用も可能である。さらに、反射光および透過光が独特の金属光沢を有すること、視野角により色調が変化すること、そして、このような光学特性を通常の複写機では複製できないことから偽造防止用途への応用も可能である。また、このような円偏光分離機能を応用して、液晶表示素子における光利用効率を改善することも可能である。例えば、偏光板に１/４λ板と円偏光分離機能を発現する光学異方性膜を積層する構成が提案されている（非特許文献１参照）。このような用途に対しては、全可視光領域（波長３５０〜７５０ｎｍの領域）で円偏光分離機能が発現されることが望まれるため、ピッチの異なる層を複数積層したり、または、膜厚方向にピッチが連続的に変化するようにすればよい。なお、反射のスペクトル幅Δλは、Δλ＝Δｎ×Ｐの関係式から、複屈折異方性値（Δｎ）が大きいほど広い。また、反射のスペクトルの中心波長λｃは、λｃ＝ｎave×Ｐの関係式から算出される。
その他、同様の円偏光分離機能を用いて、７００/ｎave （ｎｍ）＜ Ｐ≦１．５/ｎave (μｍ)の範囲に設定すると紫外線または近赤外線の反射フィルター等の応用も可能である。
【０００６】
（Ｂ）Ｐ≦３５０/ｎave（ｎｍ）である場合、螺旋軸に垂直な面についての可視光域の屈折率は（（ｎｅ２＋ｎｏ２）／２）０．５で表され、螺旋軸方向についての可視光域の屈折率はｎｏに等しい（非特許文献２参照）。
【０００７】
このような光学的特性を有する光学異方性膜は、ネガティブＣ−プレートと呼ばれる。正の複屈折を有する液晶分子が、基板に対して垂直に配向した状態で黒表示（暗状態）を得る液晶表示素子において、表示素子の法線方向に対して該液晶分子の配向による複屈折は生じない。そのためこれら表示素子においては、法線方向では非常に高いコントラストが得られる。しかし表示素子の法線方向からズレた場合には複屈折が生じ、黒表示（暗状態）の透過率が増加する。すなわちこれら表示素子においては、斜め方向視野角に対してコントラストが減少する。ネガティブＣ−プレートは、このような表示素子の該液晶配向の法線方向からズレた場合に生じる複屈折を補償することができる。その結果、このネガティブＣ−プレートは、ＶＡ（Vertically Aligned）、ＴＮ（Twisted Nematic）、ＯＣＢ（Optically Compensated Birefringence）、ＨＡＮ（Hybrid Aligned Nematic）などの表示素子における視野角特性改善に適した光学補償板となる。
【０００８】
現在、圧縮したポリマーフィルムまたはプラーナー配向した負の複屈折を有するディスコチック液晶を利用したフィルム（特許文献２参照）が光学補償板に用いられている。正の複屈折を有する液晶分子からなるコレステリック液晶の重合体を利用することによって、屈折率異方性値およびその波長分散の設計の自由度が広がる。また、ネガティブＣ−プレートは、種々の光学補償層と組み合わせて用いることができる。
【０００９】
上記の用途毎の光学設計に対して、適宜ピッチおよびΔｎが調整される。
上記いずれの用途に対しても、光重合性の液晶に対して硬化前の特性として、室温でネマチック相を有し、広いネマチック相を有し、良好な配向性を示し、ＵＶ照射による速硬性を有し、硬化後の特性として、適切なΔｎを有し、透明性を有し、耐熱性および耐湿性に優れた光重合性コレステリック液晶組成物の開発が望まれている。
また、化合物を最適化する際、前記の光学特性に加えて、重合性、重合体の物理的・化学的な特性も要求を満足する必要がある。この特性は、化合物の重合速度、重合度、重合体の透明性、機械的強度、塗布性、溶解度、結晶化度、収縮性、透水度、吸水性、ガス透過性、融点、ガラス転移点、透明点、耐熱性、耐薬品性などである。
【００１０】
光学活性化合物を液晶組成物に添加することで螺旋構造が誘起される（特許文献３または４参照）。ピッチ（ｐ）は光学活性化合物の添加量（濃度ｃ）と螺旋誘起力（Helical Twisting Power、ＨＴＰ）に依存する。ｐ＝ＨＴＰ−１×ｃ−１。螺旋構造を有する液晶組成物は様々な用途に利用できる。例えば、ＰＣ（相転移、Phase Change）表示素子、ゲスト・ホスト表示素子、ＴＮ表示素子、ＳＴＮ表示素子、ＳＳＣＴ（Surface Stabilized Cholesteric Texture）表示素子、ＰＳＣＴ（Polymer Stabilized Cholesteric Texture）表示素子、Ｎ型ｃ−プレート（ネガティブｃ−プレート）などである。
【００１１】
いずれの用途においても、粘度、液晶性等、他の諸物性に悪影響が及ばない様に、光学活性化合物の添加量を最小限にすることが好ましい。その為に、ＨＴＰの大きな光学活性化合物が求められる。また、光学活性化合物は通常液晶組成物に対する溶解度が低く、添加量を大きくする事は困難であり、ＨＴＰの大きな光学活性化合物が求められる。
【００１２】
偏光板、Ｎ型ｃ−プレート等の光学補償板、配向膜、カラーフィルター、接着剤、機械的異方性を有する合成高分子、化粧品、装飾品、偽造防止装置などに応用する場合、光学異方性を有する成形体を活用する。重合体の重合度、透明性、機械的強度、塗布性、溶解度、結晶化度、収縮性、透水度、吸水性、ガス透過性、融点、ガラス転移点、透明点、耐熱性、耐薬品性などに優れた成形体が求められる。また、光学活性化合物を含有する液晶組成物は重合速度において優れている必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開平８−８７００８号公報（ＵＳ５５９９４７８）
【特許文献２】特開２００２−６１３８号公報（ＵＳ６６８５９９８）
【特許文献３】英国特許出願公開第２２９８２０２号明細書
【特許文献４】国際公開第０２／２８９８５号パンフレット
【００１４】
【非特許文献１】Y. Hisatake et al, Asia Display/IDW ’01 LCT8-2
【非特許文献２】W. H. de Jeu, Physical Properties of Liquid Crystalline Materials, Gordon and Breach, New York(1980)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明の第一の目的は、ＨＴＰが大きく、他の液晶化合物との溶解性に優れ、重合性を有し１，１’−ビナフタレン環を有する液晶性化合物、およびこの化合物を含有する液晶組成物を提供することである。第二の目的は、透明性、機械的強度、塗布性、溶解度、結晶化度、収縮性、透水度、吸水性、ガス透過性、融点、ガラス転移点、透明点、耐熱性、耐薬品性などの特性の多くに優れた重合体、およびこの重合体から製造した光学異方性を有する成形体を提供することである。第三の目的は、この重合体を含有する偏光板、光学補償板、配向膜、カラーフィルター、ホログラフ素子、液晶表示素子、接着剤、機械的異方性を有する合成高分子、化粧品、装飾品、偽造防止装置、非線形光学素子、光学記憶素子などを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は、下記の式（１）で表される少なくとも１つの化合物、この化合物を含有する液晶組成物、およびこの化合物または組成物を重合させることによって得られる重合体を含む。
【００１７】
【００１８】
式（１）において、Ｑ１〜Ｑ４は独立して、式（２）、水素、ハロゲン、または炭素数１〜３０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−、または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、そして任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく、Ｑ１〜Ｑ４の少なくとも２つはそれぞれ異なる基を表してもよい式（２）であり；式（２）において、Ａは独立して、１，４−シクロへキシレン、１，４−フェニレン、１，４−シクロヘキセニレン、ピリジン−２，５−ジイル、ピリダジン−３，６−ジイル、ピリミジン−２，５−ジイル、ビシクロ［２．２．２］オクタン−１，４−ジイル、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、デカリン−２，６−ジイイル、または１，３−ジオキサン−２，５−ジイルであり、これらの環の任意の水素がハロゲン、炭素数１〜３のアルキルまたは炭素数１〜３のフルオロアルキルで置き換えられてもよく；Ｘは独立して、単結合または炭素数１〜２０のアルキレンであり、このアルキレン中の任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−または−ＯＣＯ−で置き換えられてもよく、そして任意の水素はフッ素で置き換えられてもよく；Ｚは、単結合、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−（ＣＨ２）４−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−（ＣＨ２）３Ｏ−、−Ｏ（ＣＨ２）３−、−ＣＦ２ＣＦ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＨＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＨＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＯＯ−、−ＯＣＯＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ＝ＣＨＣＯＯ−、−ＯＣＯＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡ＣＣＯＯ−、または−ＯＣＯＣ≡Ｃ−であり；ｎは、０〜３の整数であり、ｎが１、２または３であるとき複数のＡはそれぞれ同一の基であってもよく、異なる基であってもよく、またｎが２または３であるとき複数のＺはそれぞれ同一の基であってもよく、異なる基であってもよく；Ｐは、式（Ｐ１）〜（Ｐ８）で表される重合性の基のいずれか１つであり；Ｗは、水素、ハロゲン、炭素数１〜３のアルキルまたは炭素数１〜３のフルオロアルキルである。ただし、Ｑ１およびＱ２が共に水素、かつＱ３およびＱ４が共に式（２）であるとき、Ｐは（Ｐ８）ではない。
【発明の効果】
【００１９】
化合物（１）は螺旋誘起力が大きい。電磁波の照射で化合物（１）を重合できる。化合物（１）は他の液晶化合物との溶解性に優れ、両者を混合して得られた組成物の結晶化温度を下げる。化合物（１）を含有する液晶組成物から得られる重合体は、透明性、機械的強度、塗布性、溶解度、結晶化度、収縮性、透水度、吸水性、ガス透過性、融点、ガラス転移点、透明点、耐熱性、耐薬品性などの特性の多くにも優れる。化合物（１）を含有する液晶組成物から得られる重合体は偏光板、光学補償板、輝度向上フィルム、配向膜、カラーフィルター、ホログラフ素子、液晶表示素子、接着剤、機械的異方性を有する合成高分子、化粧品、装飾品、偽造防止装置、非線形光学素子、光学記憶素子等に使用できる。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
この明細書における用語の使い方は次のとおりである。液晶性化合物の用語は、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。液晶性化合物、液晶組成物、液晶表示素子をそれぞれ化合物、組成物、素子と表記することがある。式（１）等で表わされる化合物を、化合物（１）、式（１）の化合物等と表記することがある。アクリレートとメタアクリレートとを（メタ）アクリレートと表記することがある。
【００２１】
用語「任意の」は、「位置だけでなく数においても自由に選択できること」を意味する。例えば、「任意のＡがＢ、Ｃ、ＤまたはＥで置き換えられてもよい」という表現は、１つのＡがＢ、Ｃ、ＤまたはＥで置き換えられてもよいという意味と、複数のＡのどれもがＢ、Ｃ、ＤおよびＥのいずれか１つで置き換えられてもよいという意味とに加えて、Ｂで置き換えられるＡ、Ｃで置き換えられるＡ、Ｄで置き換えられるＡ、およびＥで置き換えられるＡの少なくとも２つが混在してもよいという意味をも有する。句「任意の−ＣＨ２−は−Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−などで置き換えられてもよい」の意味を一例で示す。Ｃ４Ｈ９−において任意の−ＣＨ２−を−Ｏ−または−ＣＨ＝ＣＨ−で置き換えた基の一部は、Ｃ３Ｈ７Ｏ−、ＣＨ３Ｏ（ＣＨ２）２−、ＣＨ３ＯＣＨ２Ｏ−、Ｈ２Ｃ＝ＣＨ（ＣＨ２）３−、ＣＨ３ＣＨ＝ＣＨ（ＣＨ２）２−、およびＣＨ３ＣＨ＝ＣＨＣＨ２Ｏ−である。化合物の化学的安定性を考慮した場合、酸素と酸素とが隣接したＣＨ３ＯＯＣＨ２−よりも、酸素と酸素とが隣接しないＣＨ３ＯＣＨ２Ｏ−の方が好ましい。
【００２２】
本発明者らは、上記の目的を達成すべく検討した結果、本発明の１，１’−ビナフタレン環を有する液晶性化合物が、ＨＴＰが大きく、重合性に優れ、他の化合物との相溶性に優れていることを見出した。また本発明者らは、本発明の化合物を含有する液晶組成物が、塗布性、配向性、重合性などに優れており、その重合体が反射型偏光板、位相差板、輝度向上フィルムやネガティブｃ−プレートなどの光学機能薄膜として優れていることを見出し、本発明を完成した。本発明は下記の［１］〜［２６］項のとおりである。
【００２３】
［１］ 式（１）で表される化合物。
【００２４】
【００２５】
【００２６】
式（１）において、Ｑ１〜Ｑ４は独立して、式（２）、水素、ハロゲン、または炭素数１〜３０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−、または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、そして任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく、Ｑ１〜Ｑ４の少なくとも２つはそれぞれ異なる基を表してもよい式（２）であり；式（２）において、Ａは独立して、１，４−シクロへキシレン、１，４−フェニレン、１，４−シクロヘキセニレン、ピリジン−２，５−ジイル、ピリダジン−３，６−ジイル、ピリミジン−２，５−ジイル、ビシクロ［２．２．２］オクタン−１，４−ジイル、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、デカリン−２，６−ジイイル、または１，３−ジオキサン−２，５−ジイルであり、これらの環の任意の水素がハロゲン、炭素数１〜３のアルキルまたは炭素数１〜３のフルオロアルキルで置き換えられてもよく；Ｘは独立して、単結合または炭素数１〜２０のアルキレンであり、このアルキレン中の任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−または−ＯＣＯ−で置き換えられてもよく、そして任意の水素はフッ素で置き換えられてもよく；Ｚは、単結合、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−（ＣＨ２）４−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−（ＣＨ２）３Ｏ−、−Ｏ（ＣＨ２）３−、−ＣＦ２ＣＦ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＨＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＨＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＯＯ−、−ＯＣＯＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ＝ＣＨＣＯＯ−、−ＯＣＯＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡ＣＣＯＯ−、または−ＯＣＯＣ≡Ｃ−であり；ｎは、０〜３の整数であり、ｎが１、２または３であるとき複数のＡはそれぞれ同一の基であってもよく、異なる基であってもよく、またｎが２または３であるとき複数のＺはそれぞれ同一の基であってもよく、異なる基であってもよく；Ｐは、式（Ｐ１）〜（Ｐ８）で表される重合性の基のいずれか１つであり；Ｗは、水素、ハロゲン、炭素数１〜３のアルキルまたは炭素数１〜３のフルオロアルキルである。ただし、Ｑ１およびＱ２が共に水素、かつＱ３およびＱ４が共に式（２）であるとき、Ｐは（Ｐ８）ではない。
【００２７】
［２］ Ｑ１〜Ｑ４が独立して、式（２）、水素、フッ素、塩素、臭素、または炭素数１〜２５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−、または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、そして任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく；Ａが独立して、１，４−シクロへキシレンまたは１，４−フェニレンであり、これらの環の任意の水素がハロゲン、炭素数１〜３のアルキルまたは炭素数１〜３のフルオロアルキルで置き換えられてもよく；Ｘが独立して、単結合、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−または炭素数１〜１０のアルキレンであり、このアルキレン中の任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−で置き換えられてもよく、そして任意の水素はフッ素で置き換えられてもよく；Ｚが、単結合、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＯＯ−、−ＯＣＯＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ＝ＣＨＣＯＯ−、または−ＯＣＯＣＨ＝ＣＨ−である［１］項に記載の化合物。
【００２８】
［３］ 式Ｑ１〜Ｑ４が独立して、式（２）、水素、フッ素、塩素、臭素、または炭素数１〜１０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−、または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、そして任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく；Ａが独立して、１，４−シクロへキシレン、１，４−フェニレン、または任意の水素がフッ素、塩素、メチルもしくはトリフルオロメチルで置き換えられた１，４−フェニレンであり；Ｘが独立して、単結合または炭素数１〜１０のアルキレンであり、このアルキレン中の任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−で置き換えられてもよく、そして任意の水素はフッ素で置き換えられてもよく；Ｚが、単結合、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ＝ＣＨＣＯＯ−、または−ＯＣＯＣＨ＝ＣＨ−である［１］項に記載の化合物。
【００２９】
［４］ ［１］項に記載の式（２）において、Ｐが、式（Ｐ２）、（Ｐ３）、（Ｐ５）、（Ｐ６）、（Ｐ７）、または（Ｐ８）である［２］または［３］項に記載の化合物。
【００３０】
［５］ ［１］項に記載の式（２）において、Ｐが、式（Ｐ２）、（Ｐ３）、（Ｐ６）、（Ｐ７）、または（Ｐ８）である［２］または［３］項に記載の化合物。
【００３１】
［６］ ［１］項に記載の式（２）において、Ｐが、式（Ｐ２）である［２］または［３］項に記載の化合物。
【００３２】
［７］ Ｑ１およびＱ２が独立して、ハロゲンまたは炭素数１〜３０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−、または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、そして任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく、かつＱ３およびＱ４がそれぞれ異なる基を表してもよい式（２）であり；Ｐが、式（Ｐ８）である［１］項に記載の化合物。
［８］ Ｑ１およびＱ２が独立して、フッ素、塩素、臭素、または炭素数１〜２５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−、または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、そして任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく、かつＱ３およびＱ４がそれぞれ異なる基を表してもよい式（２）であり；Ａが独立して、１，４−シクロへキシレンまたは１，４−フェニレンであり、これらの環の任意の水素がハロゲン、炭素数１〜３のアルキルまたは炭素数１〜３のフルオロアルキルで置き換えられてもよく；Ｘが独立して、単結合、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−または炭素数１〜１０のアルキレンであり、このアルキレン中の任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−で置き換えられてもよく、そして任意の水素はフッ素で置き換えられてもよく；Ｚが、単結合、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＯＯ−、−ＯＣＯＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ＝ＣＨＣＯＯ−、または−ＯＣＯＣＨ＝ＣＨ−であり；Ｐが、式（Ｐ８）である［１］項に記載の化合物。
［９］ Ｑ１およびＱ２が独立して、フッ素、塩素、臭素、または炭素数１〜１０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−、または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、そして任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく、かつＱ３およびＱ４がそれぞれ異なる基を表してもよい式（２）であり；Ａが独立して、１，４−シクロへキシレン、１，４−フェニレン、または任意の水素がフッ素、塩素、メチルもしくはトリフルオロメチルで置き換えられた１，４−フェニレンであり；Ｘが独立して、単結合または炭素数１〜１０のアルキレンであり、このアルキレン中の任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−で置き換えられてもよく、そして任意の水素はフッ素で置き換えられてもよく；Ｚが、単結合、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ＝ＣＨＣＯＯ−、または−ＯＣＯＣＨ＝ＣＨ−であり；Ｐが、式（Ｐ８）である［１］項に記載の化合物。
［１０］ ［１］項に記載の式（１）において、Ｑ１〜Ｑ４がそれぞれ異なる基を表してもよい式（２）であり；［１］項に記載の式（２）において、Ｐが、式（Ｐ８）である［１］〜［３］項のいずれか１項に記載の化合物。
【００３３】
［１１］ 少なくとも２つの化合物を含有し、少なくとも１つの化合物が［１］〜［１０］項のいずれか１項に記載の化合物である液晶組成物。
［１２］ 化合物の全てが重合性化合物である［１１］項に記載の液晶組成物。
［１３］ 組成物全量を基準とする割合で、［１］〜［１０］項のいずれか１項に記載の化合物の少なくとも１つが０．０１〜９０重量％の範囲であり、式（Ｍ１）および（Ｍ２）のそれぞれで表される化合物の群から選択された少なくとも１つの重合性化合物が１０〜９９．９９重量％の範囲である［１１］または［１２］項に記載の液晶組成物。
【００３４】
【００３５】
【００３６】
式（Ｍ１）および式（Ｍ２）において、Ｐ１は独立して、式（Ｐ９）〜（Ｐ１２）で表される重合性の基のいずれか１つであり；Ｗは、水素、ハロゲン、炭素数１〜３のアルキルまたは炭素数１〜３のフルオロアルキルであり；Ｒ１は、水素、フッ素、塩素、−ＣＮまたは炭素数１〜２０のアルキルであり、このアルキルにおいて、任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−ＣＯＯ−または−ＯＣＯ−で置き換えられてもよく、そして任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく；Ａ１は独立して、１，４−シクロへキシレン、１，４−フェニレン、１，４−シクロヘキセニレン、ピリジン−２，５−ジイル、ピリミジン−２，５−ジイル、ナフタレン−２，６−ジイル、またはフルオレン−２，７−ジイルであり、これらの環の任意の水素はハロゲン、炭素数１〜３のアルキルまたは炭素数１〜３のハロゲン化アルキルで置き換えられてもよく；Ｘ１は独立して、単結合または炭素数１〜２０のアルキレンであり、このアルキレン中の任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−ＣＯＯ−または−ＯＣＯ−で置き換えられてもよく；Ｚ１は独立して、単結合、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＨ＝ＣＨＣＯＯ−、または−ＯＣＯＣＨ＝ＣＨ−であり；ｓは、１〜３の整数であり、ｓが１、２または３であるとき、複数のＡ１はそれぞれ同一の基であってもよく、異なる基であってもよく、またｓが２または３であるとき、複数のＺ１はそれぞれ同一の基であってもよく、異なる基であってもよい。
【００３７】
［１４］ 式（Ｍ１）および（Ｍ２）のそれぞれで表される化合物の群からから選択された少なくとも１つの重合性化合物が、式（Ｍ１ａ）〜（Ｍ２ｃ）のいずれか１つで表される化合物である［１３］項に記載の液晶組成物。
【００３８】
【００３９】
式（Ｍ１ａ）〜（Ｍ２ｃ）において、Ｐ１は、式（Ｐ９）〜（Ｐ１２）で表される重合性の基のいずれか１つであり；Ｒ１は、水素、フッ素、塩素、−ＣＮ、または炭素数１〜２０のアルキルであり、このアルキルにおいて、任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−ＣＯＯ−または−ＯＣＯ−で置き換えられてもよく、そして任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく；環Ａ２は独立して、１，４−シクロへキシレンまたは１，４−フェニレンであり、Ｗ１は独立して、水素、ハロゲン、炭素数１〜３のアルキルまたは炭素数１〜３のハロゲン化アルキルであり；Ｘ１は独立して、単結合または炭素数１〜２０のアルキレンであり、このアルキレン中の任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−ＣＯＯ−または−ＯＣＯ−で置き換えられてもよく；ｐおよびｑは独立して、０または１であり、ｍは独立して、０〜５の整数である。
【００４０】
［１５］ ［１］項に記載の化合物の少なくとも１つを重合させて得られる重合体。
［１６］ ［１１］〜［１４］項のいずれか１項に記載の組成物を重合させて得られる重合体。
［１７］ 重量平均分子量が、５００〜１，０００，０００である［１５］または［１６］項に記載の重合体。
［１８］ 重量平均分子量が、１，０００〜５００，０００である［１５］または［１６］項に記載の重合体。
【００４１】
［１９］ ［１］項に記載の化合物の少なくとも１つ、または［１１］〜［１４］項のいずれか１項に記載の液晶組成物を配向させた後、電磁波を照射して化合物または組成物を重合させることにより液晶の配向状態を固定化して得られる光学異方性を有する成形体。
［２０］ 固定化された液晶の配向状態がツイスト配向である［１９］項に記載の成形体。
【００４２】
［２１］ ［１９］または［２０］項に記載の成形体からなる光学素子。
［２２］ １ｎｍ以上２００ｎｍ未満の螺旋ピッチを有する［２１］項に記載の光学素子。
［２３］ 波長３５０〜７５０ｎｍのうち、一部またはすべての領域の波長の光に円偏光二色性を示す［２１］項に記載の光学素子。
［２４］ 波長１００〜３５０ｎｍの紫外光域にて円偏光二色性を示す［２１］項に記載の光学素子。
【００４３】
［２５］ ［１５］〜［１８］項のいずれか１項に記載の重合体、［１９］または［２０］項に記載の成形体、および［２１］〜［２４］項のいずれか１項に記載の光学素子の群から選択される少なくとも１つを含有する液晶表示素子。
【００４４】
［２６］ 式（１）において、Ｑ１およびＱ２が水素、Ｑ３およびＱ４が独立して、式（２'）であり、式（２'）において、Ａは独立して、１，４−シクロヘキシレンまたは１，４−フェニレンであり、Ｚは、単結合または−ＯＣＯ−であり、Ｗは、メチルまたはエチルであり、ｙは、２〜１０の整数であり、ｎは、１または２である［１］項に記載の化合物。
【００４５】
本発明の第一は、式（１）で表される１，１’−ビナフタレン環と重合性基を有する光学活性化合物である。式中のＱ１〜Ｑ４は独立して、式（２）、水素、ハロゲンまたは炭素数１〜３０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−、または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、そして任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよい。そして、Ｑ１〜Ｑ４の少なくとも２つが式（２）であり、これらの式（２）はそれぞれ異なる基を表してもよい。
【００４６】
式（２）以外の好ましいＱ１〜Ｑ４は、水素、フッ素、塩素、臭素、および炭素数１〜２５のアルキルである。式（２）以外の特に好ましいＱ１〜Ｑ４は、水素、フッ素、塩素、臭素、および炭素数１〜１０のアルキルである。これらのアルキル中の任意の−ＣＨ２−は−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、そして任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく、直鎖でも分岐していても環状構造を有していてもよい。ハロゲンは塩素またはフッ素が好ましい。
式（２）以外のＱ１〜Ｑ４が水素である場合、粘度が小さい。フッ素、塩素または臭素である場合、誘電率異方性値が大きい。炭素数１〜１０のアルキルである場合、液晶性が優れる。−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、または−Ｃ≡Ｃ−を有する炭素数１〜１０のアルキルである場合、液晶性に優れ、誘電率異方性値および光学異方性値が最適化できる。ハロゲンを有する炭素数１〜１０のアルキルである場合、誘電率異方性値および光学異方性値を最適化できる。
【００４７】
式（２）中のＡは環構造の２価基である。Ａは独立して、１，４−シクロへキシレン、１，４−フェニレン、１，４−シクロヘキセニレン、ピリジン−２，５−ジイル、ピリダジン−３，６−ジイル、ピリミジン−２，５−ジイル、ビシクロ［２．２．２］オクタン−１，４−ジイル、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、デカリン−２，６−ジイル、または１，３−ジオキサン−２，５−ジイルであり、好ましいＡは、１，４−シクロへキシレンおよび１，４−フェニレンである。これらの環の任意の水素がハロゲン、炭素数１〜３のアルキルまたは炭素数１〜３のフルオロアルキルで置き換えられてもよい。
【００４８】
特に好ましいＡは、１，４−シクロへキシレン、１，４−フェニレン、および基中の任意の水素がフッ素、塩素、メチルまたはトリフルオロメチルで置き換えられた１，４−フェニレンである。具体例は下記の通りである。
【００４９】
【００５０】
各式中、これらの環は左右逆向きに結合してもよい。すなわち、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、２，６−ジフルオロ−１，４−フェニレンと３，５−ジフルオロ−１，４−フェニレンの関係などにも適用される。１，４−シクロへキシレンおよび１，３−ジオキサン−２，５−ジイルの立体配置はトランス型が好ましい。本発明の化合物の各元素は同位体元素を自然に存在する割合より多く含んでも、物性に大きな差異はない。
【００５１】
式（２）のＺは結合基である。Ｚは、単結合、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−（ＣＨ２）４−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−（ＣＨ２）３Ｏ−、−Ｏ（ＣＨ２）３−、−ＣＦ２ＣＦ２−、―ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＨＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＨＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＯＯ−、−ＯＣＯＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ＝ＣＨＣＯＯ−、−ＯＣＯＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡ＣＣＯＯ−、または−ＯＣＯＣ≡Ｃ−である。単結合、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−（ＣＨ２）４−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−（ＣＨ２）３Ｏ−、−Ｏ（ＣＨ２）３−、―ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＨＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＨＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＯＯ−、−ＯＣＯＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ＝ＣＨＣＯＯ−、および−ＯＣＯＣＨ＝ＣＨ−は液晶性を向上させる傾向がある。フッ素を有する−ＣＦ２ＣＦ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＦ２Ｏ−、および−ＯＣＦ２ＣＨ２ＣＨ２−は、光学異方性を小さく、または誘電率異方性を大きくする傾向がある。三重結合を有する−Ｃ≡Ｃ−、−Ｃ≡ＣＣＯＯ−および−ＯＣＯＣ≡Ｃ−は、大きな光学異方性を誘起する傾向がある。好ましいＺは、単結合、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ＝ＣＨＣＯＯ−、および−ＯＣＯＣＨ＝ＣＨ−である。特に好ましいＺは、単結合、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ＝ＣＨＣＯＯ−、および−ＯＣＯＣＨ＝ＣＨ−である。
【００５２】
Ｘは独立して、単結合、任意の−ＣＨ２−が−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯＯ−または−ＯＣＯ−で置き換えられてもよい炭素数１〜２０のアルキレンである。好ましいＸは、単結合、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、および任意の−ＣＨ２−が−Ｏ−で置き換えられてもよい炭素数１〜１０のアルキレンである。特に好ましいＸは、単結合、および任意の−ＣＨ２−が−Ｏ−で置き換えられてもよい炭素数１〜１０のアルキレンである。Ｘは分岐構造を有していても良い。これらのＸにおいて任意の水素は、フッ素で置き換えられても良い。２つのＸは同一であってもよいし、または異なってもよい。また、不斉炭素を有する場合、ラセミ体であっても光学活性体であっても良い。光学活性体である場合、化合物のＨＴＰを減じないためには、ビナフタレン構造から誘起されるねじれ方向と同一方向のねじれ方向を誘起する基を用いる必要がある。化合物のＨＴＰを調整する必要がある場合には、ビナフタレン構造から誘起されるねじれ方向と逆方向のねじれ方向を誘起する基を用いることもある。
【００５３】
Ｐは式（Ｐ１）〜（Ｐ８）で表される重合性基であり、Ｗは、水素、ハロゲン、炭素数１〜３のアルキルまたは炭素数１〜３のフルオロアルキルである。好ましいＷは、水素、フッ素、塩素、メチル、エチル、トリフロロメチルである。ｎは、０〜３の整数である。好ましいｎは、０〜２の整数であり、特に好ましいｎは、１または２である。ｎが１であるとき、２つのＡは同一であってもよいし、または異なってもよい。ｎが２であるとき、３つのＡ（または２つのＺ）は同一であってもよいし、または異なってもよい。ｎが３であるときについても同様である。
【００５４】
重合性基（Ｐ１）、（Ｐ２）および（Ｐ８）はカチオン重合に適している。カチオン重合に適した好ましい重合性基は、重合性基（Ｐ２）および（Ｐ８）であり、特に好ましい重合性基は、重合性基（Ｐ２）である。重合性基（Ｐ３）〜（Ｐ７）はラジカル重合に適している。ラジカル重合に適した好ましい重合性基は、重合性基（Ｐ３）および（Ｐ５）〜（Ｐ７）であり、特に好ましい重合性基は、重合性基（Ｐ３）、（Ｐ６）および（Ｐ７）である。重合開始剤を添加する、または反応温度を最適化することで、より敏速に重合できる。
【００５５】
Ｑ１〜Ｑ４、Ａ、Ｚ、Ｘ、Ｐ、ｎ、またはＷを適切に選択することで、目的の物性を有する化合物（１）を得ることができる。
【００５６】
式（２）の液晶性残基はいずれの構造でも好適に使用できるが、好ましくは（２−１）〜（２−１２）である。下記において、Ｐｈは置換されても良い１，４−フェニレン、Ｃｈは置換されても良い１，４−シクロヘキシレン、ＸおよびＺは前記と同一の意味を示す。
【００５７】
−Ｘ−Ｐｈ−Ｘ−Ｐ （２−１）
−Ｘ−Ｃｈ−Ｘ−Ｐ （２−２）
−Ｘ−Ｐｈ−Ｚ−Ｐｈ−Ｘ−Ｐ （２−３）
−Ｘ−Ｃｈ−Ｚ−Ｐｈ−Ｘ−Ｐ （２−４）
−Ｘ−Ｐｈ−Ｚ−Ｃｈ−Ｘ−Ｐ （２−５）
−Ｘ−Ｃｈ−Ｚ−Ｃｈ−Ｘ−Ｐ （２−６）
−Ｘ−Ｐｈ−Ｚ−Ｐｈ−Ｚ−Ｐｈ−Ｘ−Ｐ （２−７）
−Ｘ−Ｃｈ−Ｚ−Ｐｈ−Ｚ−Ｐｈ−Ｘ−Ｐ （２−８）
−Ｘ−Ｐｈ−Ｚ−Ｃｈ−Ｚ−Ｐｈ−Ｘ−Ｐ （２−９）
−Ｘ−Ｐｈ−Ｚ−Ｐｈ−Ｚ−Ｃｈ−Ｘ−Ｐ （２−１０）
−Ｘ−Ｃｈ−Ｚ−Ｃｈ−Ｚ−Ｐｈ−Ｘ−Ｐ （２−１１）
−Ｘ−Ｐｈ−Ｚ−Ｃｈ−Ｚ−Ｃｈ−Ｘ−Ｐ （２−１２）
【００５８】
（２−１）〜（２−１２）の中で好ましい（２）は、（２−３）〜（２−１２）である。特に好ましい（２）は、（２−３）および（２−７）である。
【００５９】
化合物（１）は他の液晶性化合物によく溶解する。化合物（１）は液晶組成物中において低温で結晶化しにくいので、使用可能温度範囲（ネマチック）を広げることが可能である。
【００６０】
好ましい化合物（１）は、式（１）において、Ｑ１およびＱ２が水素、Ｑ３およびＱ４が独立して、式（２'）であり、式（２'）において、Ａは独立して、１，４−シクロヘキシレンまたは１，４−フェニレンであり、Ｚは、単結合または−ＯＣＯ−であり、Ｗは、メチルまたはエチルであり、ｙは、２〜１０の整数であり、ｎは、１または２である。
【００６１】
化合物（１）の製法を説明する。重合性基（Ｐ４）、（Ｐ６）および（Ｐ７）はそれぞれ、アミノ基および水酸基を有する液晶性残基にアクリル酸クロリド類を作用することで導入できる。重合性基（Ｐ１）は、シクロヘキセン環を有する液晶性残基を酸化することで導入できる。シクロヘキセンオキシド環を有する公知の中間体を使用してもよい。重合性基（Ｐ２）および（Ｐ８）は、オキセタン環またはオキシラン環を有する公知の中間体、例えば３−メチル−３−ヒドロキシメチルオキセタン、３−エチル−３−ヒドロキシメチルオキセタンやエピクロロヒドリンを使用して導入できる。重合性基（Ｐ８）は対応する末端の不飽和結合を酸化しても合成できる。重合性基（Ｐ３）は、水酸基を有する液晶性残基に無水マレイン酸を作用することで導入できる。重合性基（Ｐ５）は、ハロゲンを有する液晶性残基にβ−クロロプロピオン酸クロリド類を作用し、次いで脱ＨＣｌすることで導入できる。ただし、液晶性残基は−Ｘ−（Ａ−Ｚ）ｎ−Ａ−Ｘ−である。
【００６２】
化合物（１）の重合性基以外の構造は、フーベン・バイル（Houben-Wyle, Methoden der Organische Chemie, Georg-Thieme Verlag, Stuttgart）、オーガニック・シンセセス（John & Wily & Sons, Inc.）、オーガニック・リアクションズ（John & Wily & Sons, Inc.）、コンプリヘンシブ・オーガニック・シンセシス（Pergamon Press）等に記載された有機合成化学的手法を適宜組み合わせることで製造できる。具体的には、６員環構造を有する有機残基を結合することで構築できる。次に結合方法を説明する。以下においてＭＧ１およびＭＧ２は６員環構造を一つ以上有する１価の有機残基であり、互いに異なっても同一でも良い。（１Ａ）〜（１Ｐ）は、化合物（１）である。
【００６３】
【００６４】
化合物（１Ａ）〜（１Ｊ）は図１の経路で合成できる。ボロン酸（ｉ１）と臭化物（ｉ２）の交錯カップリング反応でＺが単結合である化合物（１Ａ）を合成できる。カルボン酸（ｉ３）と水酸基を有する化合物（ｉ４）との脱水縮合反応で、結合基が−ＣＯＯ−である化合物（１Ｂ）を合成でき、更にカルボニル基をフッ素アニオンでフッ素化することで、結合基が−ＣＦ２Ｏ−である化合物（１Ｃ）を合成できる。臭化物（ｉ５）と化合物（ｉ４）および塩基（Ｂ−）から、結合基に−ＣＨ２Ｏ−を有する化合物（１Ｄ）を合成できる。ホスホニウム塩（ｉ６）と塩基から得られるイリドにアルデヒド（ｉ７）を作用しウイティッヒ反応を行うことで結合基が−ＣＨ＝ＣＨ−である化合物（１Ｅ）を合成できる。塩（ｉ６）は臭化物（ｉ５）にＰＰｈ３を作用し合成できる。結合基が−ＣＨ２ＣＨ２−である化合物（１Ｆ）は化合物（１Ｅ）を還元することで合成できる。ジケトン（ｉ８）をフッ素アニオンでフッ素化することで、結合基が−ＣＦ２ＣＦ２−である化合物（１Ｇ）を合成できる。反応は２段階で進行するので、フッ素アニオンの力価を調整すれば、結合基が−ＣＦ２ＣＯ−である化合物（ｉ９）を取出せる。テトラフルオロエチレンにリチオ化物（ｉ１０）と（ｉ１１）を順次作用することで、結合基が−ＣＦ＝ＣＦ−である化合物（１Ｈ）を合成できる。アルキン（ｉ１２）と臭化物（ｉ１２）を遷移金属触媒の存在下、交錯カップリング反応することで、結合基が−Ｃ≡Ｃ−である化合物（１Ｊ）を合成できる。
【００６５】
【００６６】
化合物（１Ｋ）〜（１Ｐ）は図２の経路で合成できる。カルボン酸（ｉ１４）と化合物（ｉ４）との脱水縮合反応で、結合基が−ＣＨ＝ＣＨＣＯＯ−である化合物（１Ｋ）を合成できる。カルボン酸（ｉ１４）はアルデヒド（ｉ１３）のウイティッヒ反応で合成できる。結合基が−ＣＨ２ＣＨ２ＣＯＯ−である化合物（１Ｌ）は化合物（１Ｋ）の還元で合成でき、更にカルボニル基をフッ素アニオンでフッ素化することで、結合基が−ＣＨ２ＣＨ２ＣＦ２Ｏ−である化合物（１Ｍ）を合成できる。カルボン酸（ｉ１５）と化合物（ｉ４）との脱水縮合反応で、結合基が−Ｃ≡ＣＣＯＯ−である化合物（１Ｎ）を合成できる。更にカルボニル基をフッ素アニオンでフッ素化することで、結合基が−Ｃ≡ＣＣＦ２Ｏ−である化合物（１Ｐ）を合成できる。カルボン酸（ｉ１５）はアルキン（ｉ１２）をリチオ化しＣＯ２を作用することで合成できる。
【００６７】
【００６８】
化合物（１Ｑ）〜（１Ｓ）は図３の経路で合成できる。臭化物（ｉ１６）と化合物（ｉ４）と塩基から−（ＣＨ２）３Ｏ−基を有する化合物（１Ｑ）を合成できる。ホスホニウム塩（ｉ１７）と塩基から得られるイリドにアルデヒド（ｉ７）を作用しウイティッヒ反応を行うことで結合基が−（ＣＨ２）２ＣＨ＝ＣＨ−である化合物（１Ｒ）を合成できる。結合基が−（ＣＨ２）４−である化合物（１Ｓ）は化合物（１Ｒ）を還元することで合成できる。塩（ｉ１７）は臭化物（ｉ１６）にＰＰｈ３を作用し合成できる。塩化物（ｉ１８）と化合物（ｉ４）と塩基とから−ＣＨ＝ＣＨＣＨ２Ｏ−基を有する化合物（１Ｔ）を合成できる。
【００６９】
化合物（１）またはそれを含有する組成物の螺旋の向きはいずれでも良く、それらから製造される円偏光分離素子は螺旋の方向に従って、左円偏光または右円偏光を選択的に反射する。
【００７０】
上記の方法で合成できる化合物のうち、好ましい化合物の具体例は化合物（１−１）〜（１−３６）である。但し、Ｌ１は、水素、ハロゲン、または炭素数１〜２５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−、または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられてもよく、そして任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよい。Ｘ、ＺおよびＷは請求項１で示したものと同一の意味を示す。ただし、化合物（１−３）および（１−９）のＬ１は水素ではない。
【００７１】
【００７２】
【００７３】
【００７４】
【００７５】
【００７６】
【００７７】
【００７８】
【００７９】
【００８０】
【００８１】
【００８２】
【００８３】
【００８４】
【００８５】
好ましいＬ１は、水素、臭素、炭素数１〜１０のアルキル、炭素数１〜９のアルコキシ、および炭素数１〜９のアルコキシアルキルである。特に好ましいＬ１は、水素および臭素である。
【００８６】
好ましいＸは、単結合、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、および任意の−ＣＨ２−が−Ｏ−で置き換えられてもよい炭素数１〜１０のアルキレンである。特に好ましいＸは、―（ＣＨ２）ｘ−、―Ｏ（ＣＨ２）ｘ−１−、―（ＣＨ２）ｘ−１Ｏ−、―Ｏ（ＣＨ２）ｘ―ｙ−２Ｏ（ＣＨ２）ｙ−、および―（ＣＨ２）ｙＯ（ＣＨ２）ｘ―ｙ−２Ｏ−であり、ｘは１〜１０の整数であり、ｙは１〜３の整数である。
【００８７】
好ましいＺは、単結合、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ＝ＣＨＣＯＯ−、および−ＯＣＯＣＨ＝ＣＨ−である。１，１’−ビナフタレン環に連結する結合基は、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ＝ＣＨＣＯＯ−、および−ＯＣＯＣＨ＝ＣＨ−が好ましい。
【００８８】
化合物（１−１）〜（１−３６）の中で特に好ましい化合物は、化合物（１−２）〜（１−５）、（１−８）〜（１−１３）、（１−２９）〜（１−３２）、（１−３５）、および（１−３６）である。より好ましい化合物は、化合物（１−２）および（１−７）〜（１−１１）である。更に好ましい化合物は、１，１’−ビナフタレン環に連結するＸが−ＯＣＯ−、重合性基に連結するＸが―Ｏ（ＣＨ２）ｘＯＣＨ２−または―Ｏ（ＣＨ２）ｘ−、Ｚが単結合、−ＯＣＯ−または−ＯＣＯＣＨ＝ＣＨ−、Ｗがメチルまたはエチルである式（１−２）〜（１−１６）の化合物である。ただし、ｘは２〜１０の整数である。
【００８９】
特に好ましい化合物（１−２ａ）〜（１−３１ｄ）をより具体的に示す。
【００９０】
【００９１】
【００９２】
【００９３】
【００９４】
【００９５】
【００９６】
【００９７】
【００９８】
本発明の第２は、２つ以上の化合物を含有し、少なくとも１つが化合物（１）である液晶組成物である。好ましい組成物は、少なくとも１つの化合物（１）と、単官能の重合性液晶または多官能の重合性液晶を含有する重合性液晶組成物である。
【００９９】
単官能の重合性液晶または多官能の重合性液晶として特に好まし化合物は、化合物（Ｍ１）および（Ｍ２）から選択される少なくとも１つの重合性化合物である。
【０１００】
【０１０１】
【０１０２】
式（Ｍ１）および（Ｍ２）において、Ｐ１は独立して、式（Ｐ９）〜（Ｐ１２）で表される重合性の基のいずれか１つであり；Ｗは、水素、ハロゲン、炭素数１〜３のアルキルまたは炭素数１〜３のフルオロアルキルであり；Ｒ１は、水素、フッ素、塩素、−ＣＮまたは炭素数１〜２０のアルキルであり、このアルキルにおいて、任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−ＣＯＯ−または−ＯＣＯ−で置き換えられてもよく、そして任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく；Ａ１は独立して、１，４−シクロへキシレン、１，４−フェニレン、１，４−シクロヘキセニレン、ピリジン−２，５−ジイル、ピリミジン−２，５−ジイル、ナフタレン−２，６−ジイル、またはフルオレン−２，７−ジイルであり、これらの環の任意の水素はハロゲン、炭素数１〜３のアルキルまたは炭素数１〜３のハロゲン化アルキルで置き換えられてもよく；Ｘ１は独立して、単結合または炭素数１〜２０のアルキレンであり、このアルキレン中の任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−ＣＯＯ−または−ＯＣＯ−で置き換えられてもよく；Ｚ１は、単結合、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＨ＝ＣＨＣＯＯ−、または−ＯＣＯＣＨ＝ＣＨ−であり；ｓは、１〜３の整数であり、ｓが１、２または３であるとき、複数のＡ１はそれぞれ同一の基であってもよく、異なる基であってもよく、またｓが２または３であるとき、複数のＺ１はそれぞれ同一の基であってもよく、異なる基であってもよい。
【０１０３】
化合物（Ｍ１）および（Ｍ２）の中で好ましい化合物は、次の式（Ｍ１ａ）〜式（Ｍ２ｃ）で表される化合物である。化合物（Ｍ１ａ）〜式（Ｍ２ｃ）の好ましい含有量は、液晶組成物の全重量に基づいて１０〜９９重量％の範囲であり、より好ましい含有量は５０〜９５重量％の範囲である。
式（Ｍ１ａ）〜（Ｍ２ｃ）において、Ｐ１は、式（Ｐ９）〜（Ｐ１２）で表される重合性の基のいずれか１つであり；Ｒ１は、水素、フッ素、塩素、−ＣＮ、または炭素数１〜２０のアルキルであり、このアルキルにおいて、任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−ＣＯＯ−または−ＯＣＯ−で置き換えられてもよく、そして任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく；環Ａ２は独立して、１，４−シクロへキシレンまたは１，４−フェニレンであり、Ｗ１は独立して、水素、ハロゲン、炭素数１〜３のアルキルまたは炭素数１〜３のハロゲン化アルキルであり；Ｘ１は独立して、単結合または炭素数１〜２０のアルキレンであり、このアルキレン中の任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−ＣＯＯ−または−ＯＣＯ−で置き換えられてもよく；ｐおよびｑは独立して、０または１であり、ｍは独立して、０〜５の整数である。
【０１０４】
物性を改善する目的で、本発明の組成物に、非重合性の液晶化合物、非液晶性の重合性化合物、重合開始剤、溶媒、界面活性剤、酸化防止剤、フィラー、紫外線吸収剤、増感剤などを添加してもよい。添加物の化学構造や組成は限定されない。各成分の含有量は、組成物の液晶性を損なわない程度である。非重合性の液晶化合物の例は、データベースLiqCryst（登録商標、LCI Publisher, Hamburg, Germany）およびその掲載文献に記載の化合物である。
【０１０５】
組成物の特性を最適化するために、化合物（１）以外の光学活性化合物を添加しても良い。光学活性化合物の好適例は、式（ＯＰ−１）〜（ＯＰ−２４）である。ただし、Ａｋは炭素数１〜１５のアルキルまたは炭素数１〜１５のアルコキシを、Ｍｅ、ＥｔおよびＰｈはそれぞれ、メチル、エチルおよびフェニルを示す。重合性基Ｐ２は下記で示す基である。ｔは２〜８の整数である。
【０１０６】
【０１０７】
【０１０８】
【０１０９】
【０１１０】
【０１１１】
【０１１２】
【０１１３】
本発明の第３は、化合物（１）またはそれらを含有する液晶組成物をラジカル重合またはカチオン重合することで製造できる重合体である。この重合体は、螺旋構造を有する直鎖または側鎖型の重合体である。化合物（１）の１つのみを重合させると、単独重合体が得られる。複数の重合性化合物を含有する組成物を重合させると、共重合体が得られる。
【０１１４】
化合物（１）およびネマチック液晶組成物を含有する重合性液晶組成物はコレステリック相を有する。基板上に本組成物の薄膜をコーティングにより形成し光を照射し重合することで、固定化されたコレステリック相（ツイスト配向）を得ることができる。これは、反射型偏光板、輝度向上フィルム、カラーフィルター、装飾品、ＩＤカード等の偽造防止、非線形光学素子、光記憶装置等に利用できる。また、ピッチを基板と垂直方向に傾斜することで広波長域反射偏光板（Broadband reflective polarizer）を製造できる。ピッチの傾斜化は先行文献の技術を参考にすれば当該業者は製造できる。
【０１１５】
重合はエネルギー（電磁波）を照射することで実施できる。かかる電磁波は、紫外線、赤外線、可視光線、Ｘ線、γ線などである。また、イオンやエレクトロンといった高エネルギー粒子を照射しても良い。
【０１１６】
機械的強度、熱的強度、塗布性、配向性などを調整する目的で液晶性を有しない重合性化合物を添加してもよい。（メタ）アクリレート化合物、ビニル化合物、スチレン化合物、ビニルエーテル化合物、オキシラン化合物、およびオキセタン化合物が好ましい。重合体の機械的強度および熱的強度をより高めるために、多官能性のアクリレート、ビニルエーテル、オキシラン、およびオキセタンを使用してもよい。
【０１１７】
塗布を容易にするため、または液晶の配向を制御するために、本発明の組成物に界面活性剤を加えてもよい。界面活性剤の添加量は界面活性剤の種類や目的により異なるが、本発明の液晶組成物に対して、１００ｐｐｍ〜５重量％、さらに好ましくは１００ｐｐｍ〜１重量％の範囲である。
【０１１８】
光ラジカル重合開始剤の例は、具体的な商品名で、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ（株）のダロキュアーシリーズから１１７３および４２６５、イルガキュアーシリーズから１８４、３６９、５００、６５１、７８４、８１９、９０７、１３００、１７００、１８００、１８５０、２９５９などの商品であるが、公知のいずれの開始剤も使用できる。
【０１１９】
光ラジカル重合開始剤のその他の例は、４−メトキシフェニル−２，４−ビス（トリクロロメチル）トリアジン、２−（４−ブトキシスチリル）−５−トリクロロメチル−１，３，４−オキサジアゾール、９−フェニルアクリジン、９，１０−ベンズフェナジン、ベンゾフェノン／ミヒラーズケトン混合物、ヘキサアリールビイミダゾール／メルカプトベンズイミダゾール混合物、１−（４−イソプロピルフェニル）−２−ヒドロキシ−２−メチルプロパン−１−オン、ベンジルジメチルケタール、２−メチル−１−［４−（メチルチオ）フェニル］−２−モルホリノプロパン−１−オン、２，４−ジエチルキサントン／ｐ−ジメチルアミノ安息香酸メチル混合物、ベンゾフェノン／メチルトリエタノールアミン混合物などであるが、公知のいずれの開始剤も使用できる。
【０１２０】
光カチオン重合開始剤の例は、具体的な商品名で、ＵＣＣ（株）のサイラキューアーＵＶＩ−６９９０および６９７４、旭電化工業（株）のアデカオプトマーＳＰ−１５０、１５２、１７０および１７２、ローディア(株)のPhotoinitiator ２０７４、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)のイルガキュアー２５０、みどり化学(株)のＤＴＳ−１０２などであるが、公知のいずれの開始剤も使用できる。
【０１２１】
本発明の成形体は、本発明の化合物または組成物を基板上に塗布して塗膜を形成させ、その組成物が液晶状態で形成するネマチック配向を光などの電磁波の照射により重合させることによって固定化することで製造できる。基板は、例えば、トリアセチルセルロース、ジアセチルセルロース、ポリビニルアルコール、ポリイミド、ポリエステル、ポリアリレート、ポリエーテルイミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネートなどである。具体的な商品名ではＪＳＲ（株）の「アートン」、日本ゼオン（株）の「ゼオネックス」および「ゼオノア」、三井化学（株）の「アペル」などである。基板は一軸延伸フィルムでも、二軸延伸フィルムであってもよい。基板は、事前に鹸化処理、コロナ処理、プラズマ処理等の表面処理をしてもよい。
【０１２２】
本発明の化合物または組成物を溶媒に溶かして塗布することもできる。好ましい溶媒は、ヘキサン、ヘプタン、トルエン、キシレン、メトキシベンゼン、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、酢酸メチル、酢酸エチル、γ−ブチロラクトン、２−ピロリドン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、ジメチルホルムアミド、クロロホルム、ジクロロメタン、ジクロロエタン、ｔ−ブチルアルコール、ジアセトンアルコール、ブチルセルソルブ、シクロペンタノン、シクロヘキサノンなどの単独溶媒またはこれら複数の単独溶媒を混合した混合溶媒である。
【０１２３】
使用中の取り扱いを容易にするため、または保存中の重合を防止するために、本発明の化合物または組成物に安定剤を添加しても良い。公知の安定剤のいずれも使用できるが、例えば、４−エトキシフェノール、ハイドロキノン、３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシトルエン（ＢＨＴ）などである。
【０１２４】
本発明の化合物または組成物は、スピンコート、ロールコート、カテンコート、フローコート、プリント、マイクログラビアコート、グラビアコート、ワイヤーバーコード、デップコート、スプレーコート、メニスカスコートや流延成膜法などの方法で薄膜展開し、溶媒を除去する方法で塗布できる。
【０１２５】
塗布前に基板表面を配向処理すれば、本発明の化合物または組成物を基板上で配向させることができる。処理方法は、例えば、ポリイミド、ポリアミドやポリビニルアルコールなどからなる薄膜を形成して、それをレーヨン布などでラビング処理する方法や、酸化ケイ素を斜方蒸着する方法、延伸フィルムまたは光配向膜やイオンビームなどを用いるラビングフリー配向である。または、基板を直接レーヨン布などでラビング処理してもよい。基板表面の処理を行わなくてもよい場合もある。
【０１２６】
本発明の化合物または組成物の配向は電磁波の照射で固定できる。電磁波の波長は３００ｎｍ以上が好ましく、３６５ｎｍが特に好ましい。照射時の温度は、化合物または組成物が液晶状態である温度であるが、熱重合を防ぐために、１００℃以下が好ましい。螺旋ピッチを有する光学素子は、右または左の円偏光を選択的に反射する。反射される光の波長が３５０〜７５０ｎｍである場合、入射する可視光領域の円偏光を選択的に反射する。反射される光の波長が１００〜３５０ｎｍである場合、正面から入射する可視光領域の光を透過するので、ネガティブ型ｃ−プレートとして使用が可能である。即ち、本光学素子をクロスニコルとした２枚の偏光板に挟んだ場合、正面方向では光の透過は得られないが、斜め方向へは光が透過する。反射される光の波長は、光学素子の屈折率と螺旋ピッチの積に等しいので、光学素子の屈折率と螺旋ピッチを調節する事で、選択反射する光の波長を任意に最適化することが可能である。
【０１２７】
光学活性化合物を含有する本発明の組成物は基板上で螺旋構造を示す。組成物を重合すればツイスト配向を有する成形体を製造できる。式「λ＝屈折率×螺旋のピッチ」を満足する波長（λ）を有する光において、この成形体は円偏光分離機能を有する。これは輝度向上フィルムとして使用できる。光学活性化合物の種類および添加量を適時選択することで、螺旋方向およびピッチを最適化できる。ネガティブ型ｃ−プレートを作製する場合、選択反射光の波長を３５０ｎｍ未満にすることが必要である。そのため、螺旋ピッチは２００ｎｍ未満が好ましい。２００ｎｍ未満であれば、いずれの場合もネガティブ型ｃ−プレートを与えるが、より短い螺旋ピッチを得るためには、より多量のビナフタレン誘導体を混合する必要がある。液晶相の温度領域の保持を考慮した場合、ビナフタレン誘導体の添加量は少量であるほうが好ましい。従って、好ましい螺旋ピッチは１ｎｍ以上２００ｎｍ未満、より好ましくは１０ｎｍ以上２００ｎｍ未満、さらに好ましくは５０ｎｍ以上２００ｎｍ未満、特に好ましくは５０ｎｍ以上１５０ｎｍ未満である。
【０１２８】
本発明の成形体の厚さは、要求特性と成形体の光学異方性値により異なる。好ましい光学異方性値は０．０５〜５０μｍであり、より好ましい光学異方性値は０．１〜２０μｍであり、更に好ましい光学異方性値は０．５〜１μｍである。好ましい位相差値は０．０５〜５０μｍであり、より好ましい位相差値は０．１〜２０μｍであり、更に好ましい位相差値は０．５〜１０μｍである。成形体の好ましいヘーズ値は、１．５％以下、より好ましいヘーズ値は１．０％以下である。成形体の可視光領域での好ましい透過率は８０％以上、より好ましい透過率は８５％以上である。十分な偏光性能を得るために、１．５％以下のヘーズ値が好ましい。８０％以上の透過率は、この成形体を液晶表示素子に用いる際、明るさを維持するために好ましい条件である。
【０１２９】
熱可塑性を有する本発明の重合体は、接着剤、機械的異方性を有する合成高分子、化粧品、装飾品、偽造防止装置、非線形光学材料、情報記憶材料などに利用できる。これらは分岐構造の少ない線状の高分子であり、単官能性化合物またはそれを主体とする組成物から得られる。これらの好ましい重量平均分子量は５００〜１，０００，０００であり、より好ましい重量平均分子量は１，０００〜５００，０００であり、特に好ましい重量平均分子量は５，０００〜１００，０００である。
【０１３０】
熱硬化性を有する本発明の重合体は、液晶表示素子用の偏光板、光学補償板、輝度向上フィルム、ネガティブｃ−プレートなどに利用できる。これらは三次元の網目構造を有する高分子であり、多官能性化合物またはそれを主体とする組成物を重合することで、重合度の高い重合体として得られる。これらの重合体は溶媒に溶けにくく硬度が高い。これらの重合体の分子量は測定が困難で規定し難いが、無限大に近いことが好ましい。
【０１３１】
以下、実施例により本発明を詳細に説明する。相転移温度は、偏光顕微鏡を備えた融点測定装置およびＤＳＣで測定した。合成した化合物の化学構造は、１Ｈ−ＮＭＲおよび１３Ｃ−ＮＭＲで確認した。Ｃ、Ｎ、Ｃｈ、Ｉは、それぞれ、結晶、ネマチック相、コレステリック相、等方性液体を示す。例えば、「Ｃ １００．０ Ｃｈ」の表示は、結晶からコレステリック相への相転移温度が１００．０℃であることを示す。ＨＴＰは、母液晶ＺＬＩ−１１３２に化合物（１）を混合して得たコレステリック液晶組成物のピッチを２５℃で測定し、式［ＨＴＰ＝ｐ−１×ｃ−１］から算出した。ここで、ｃは化合物（１）の重量％、ｐはピッチ（μｍ）である。
得られた重合体の密着性は、セロテープ（登録商標）剥離試験によって検討した。セロテープ（登録商標）剥離試験はＪＩＳ規格「ＪＩＳ−５４００」の試験法、すなわち１００升中の残存した升目により評価した。なお以下において、容量の単位であるリットルを記号Ｌで記す。
【実施例１】
【０１３２】
（Ｒ）−２，２’−ビス［４−［４−［６−（３−エチルオキセタン−３−イルメチルオキシ）ヘキシルオキシ］ベンゾイルオキシ］ベンゾイルオキシ］−１，１’−ビナフタレン［式（１−２）において、Ｌ１が水素、１，１’−ビナフタレン環に連結するＸが−ＯＣＯ−、Ｚが−ＯＣＯ−、重合性基に連結するＸが−Ｏ（ＣＨ２）６ＯＣＨ２−、Ｗがエチルである化合物］の合成
【０１３３】
（Ｒ）−２，２’−ジヒドロキシ−１，１’−ビナフタレン（１０ｇ、３４．９ｍｍｏｌ）、４−ベンジルオキシ安息香酸（２３．９ｇ、１０５ｍｍｏｌ）、ジシクロヘキシルカルボジイミド（２１．７ｇ、１０５ｍｍｏｌ）、４−ジメチルアミノピリジン（１２．８ｇ、１０５ｍｍｏｌ）およびジクロロメタン（３００ｍＬ）の混合物を室温で２時間撹拌した。析出した不溶物を濾別除去し、濾液を濃縮した。残留物をカラムクロマトグラフィー（シリカゲル：７００ｍＬ、溶出液：トルエン）で精製し、１７．１ｇ（収率６９％）の（Ｒ）−２，２’−ビス（４−ベンジルオキシベンゾイルオキシ）−１，１’−ビナフタレンを無色結晶として得た。１Ｈ−および１３Ｃ−ＮＭＲはよくその構造を支持した。Ｒｆ＝０．４２。
【０１３４】
（Ｒ）−２，２’−ビス（４−ベンジルオキシベンゾイルオキシ）−１，１’−ビナフタレン（１７ｇ、２４．１ｍｍｏｌ）、５％ＰｄＣ（１０ｇ）、エタノール／トルエン（３００ｍＬ／３００ｍＬ）の混合物を水素雰囲気下、３時間撹拌した。触媒を濾別除去し、濾液を濃縮した。残留物をカラムクロマトグラフィー（シリカゲル：２Ｌ、溶出液：トルエン／酢酸エチル（１／１））で精製し、１３．８ｇ（収率９９％）の（Ｒ）−２，２’−ビス（４−ヒドロキシベンゾイルオキシ）−１，１’−ビナフタレンを無色結晶として得た。１Ｈ−および１３Ｃ−ＮＭＲはよくその構造を支持した。Ｒｆ＝０．６０。
【０１３５】
（Ｒ）−２，２’−ビス（４−ヒドロキシベンゾイルオキシ）−１，１’−ビナフタレン（５．０ｍｇ、９．５ｍＬ）、４−［６−（３−エチルオキセタン−３−イルメチルオキシ）ヘキシルオキシ］安息香酸（７．７ｍｇ、２２．８ｍｍｏｌ）、ジシクロヘキシルカルボジイミド（４．７ｇ、２２．８ｍｍｏｌ）、４−ジメチルアミノピリジン（０．７ｍｇ、５．７ｍｍｏｌ）およびジクロロメタン（１００ｍＬ）の混合物を室温で２時間撹拌した。析出した不溶物を濾別除去し、濾液を濃縮した。残留物をカラムクロマトグラフィー（シリカゲル：１Ｌ、溶出液：酢酸エチル／トルエン（３／７））で精製し、７．３ｇ（収率５８％）の（Ｒ）−２，２’−ビス［４−［４−［６−（３−エチルオキセタン−３−イルメチルオキシ）ヘキシルオキシ］ベンゾイルオキシ］ベンゾイルオキシ−１，１’−ビナタレンを無色粘ちょう油状物として得た。１Ｈ−および１３Ｃ−ＮＭＲはよくその構造を支持した。Ｒｆ＝０．６５。
【実施例２】
【０１３６】
（Ｒ）−２，２’−ビス［４−[４−[６−（３−エチルオキセタン−３−イルメチルオキシ）ヘキシルオキシ]ベンゾイルオキシ]−１，１’−ビフェニル−４’−カルボニルオキシ]−１，１’−ビナフタレン［式（１−８）において、Ｌ１が水素、１，１’−ビナフタレン環に連結するＸが−ＯＣＯ−、左のＺが単結合、右のＺが−ＯＣＯ−、重合性基に連結するＸが−Ｏ（ＣＨ２）６ＯＣＨ２−、Ｗがエチルである化合物］の合成
【０１３７】
４−ベンジルオキシ安息香酸の代わりに４−ベンジルオキシ−１，１’−ビフェニル−４’−カルボン酸を使用し、実施例１と同様な方法で（Ｒ）−２，２’−ビス［４−[４−［６−（３−エチルオキセタン−３−イルメチルオキシ）ヘキシルオキシ］ベンゾイルオキシ]−１，１’−ビフェニル−４’−カルボニルオキシ］−１，１’−ビナフタレンを無色アモルファス固体として得た。
【実施例３】
【０１３８】
（Ｓ）−６，６’−ジブロモ−２，２’−ビス[４−［４−（２−オキシラニルエトキシ）ベンゾイルオキシ］−１，１’−ビフェニル−４’−カルボニルオキシ]−１，１’−ビナフタレン[式（１−９ｃ）において、Ｌ１が共に臭素、ｘが２、Ｗが水素である化合物]の合成
【０１３９】
（Ｒ）−２，２’−ジヒドロキシ−１，１’−ビナフタレンの代わりに（Ｓ）−６，６’−ジブロモ−２，２’−ジヒドロキシ−１，１’−ビナフタレンを、４−［６−（３−エチルオキセタン−３−イルメチルオキシ）ヘキシルオキシ］安息香酸の代わりに４−（２−オキシラニルエトキシ）安息香酸を使用し、実施例１と同様な方法で（Ｓ）−６，６’−ジブロモ−２，２’−ビス[４−［４−（２−オキシラニルエトキシ）ベンゾイルオキシ］−１，１’−ビフェニル−４’−カルボニルオキシ]−１，１’−ビナフタレンを無色結晶として得た。
【実施例４】
【０１４０】
（Ｒ）−６，６’−ビス[６−[４−（４−ペンチルシクロヘキシル）フェニルオキシ]ヘキシル]−２，２’−ビス[４−[４−[６−（３−エチルオキセタン−３−イルメチルオキシ）ヘキシルオキシ]ベンゾイルオキシ]ベンゾイルオキシ]−１，１’−ビナフタレン［式（１）において、Ｑ１およびＱ２が共に６−[４−（４−ペンチルシクロヘキシル）フェニルオキシ]ヘキシル、Ｑ３およびＱ４が共に式（２）で、左のＸが−ＯＣＯ−、ｎが１、Ａが共に１，４−フェニレン、Ｚが−ＯＣＯ−、そして−Ｘ−Ｐが、６−[３−エチルオキセタン−３−イルメチルオキシ]ヘキシルオキシである化合物の合成］
【０１４１】
（Ｒ）−２，２’−ジヒドロキシ−１，１’−ビナフタレンの代わりに（Ｒ）−６，６’−ビス[６−[４−（４−ペンチルシクロヘキシル）フェニルオキシ]ヘキシル]−２，２’−ジヒドロキシ−１，１’−ビナフタレンを使用し、実施例１と同様な方法で、（Ｒ）−６，６’−ビス[６−[４−（４−ペンチルシクロヘキシル）フェニルオキシ]ヘキシル]−２，２’−ビス[４−[４−[６−（３−エチルオキセタン−３−イルメチルオキシ）ヘキシルオキシ]ベンゾイルオキシ]ベンゾイルオキシ]−１，１’−ビナフタレンを合成した。（Ｒ）−６，６’−ビス[６−[４−（４−ペンチルシクロヘキシル）フェニルオキシ]ヘキシル]−２，２’−ジヒドロキシ−１，１’−ビナフタレンは、Mol. Cryst. Liq. Cryst., 2001, 364, 825の方法に従い合成した。
【実施例５】
【０１４２】
光重合性液晶組成物（Ｍｉｘ−１）の調製と光学薄膜の製造
【０１４３】
【０１４４】
実施例２で得られた化合物（以下では化合物（Ｅｘ−２）と呼ぶ）［１０重量部］、化合物（Ａ）［４５重量部］および化合物（Ｂ）［４５重量部］からなる液晶組成物（Ｍｉｘ−１）を調製した。化合物（Ａ）および（Ｂ）は、それぞれ特願２００３−２０３６２９号、Macromolecules, 1993, 26(6), 244の方法に従い合成した。
【０１４５】
組成物（Ｍｉｘ−１）［１．０ｇ］にシクロペンタノン／トルエン（１：２）混合溶媒（３．０ｇ）およびＤＴＳ−１０２（１０ｍｇ）を加えて、重合性液晶組成物と重合開始剤の比率がおおよそ９８重量部：２重量部となるように調製した溶液を、表面をレーヨン布によりラビングした鹸化処理トリアセチルセルロースフィルムに、スピンコーター（２０００ｒｐｍ）を用いて塗布した。７０℃のホットプレート上で３分間放置し溶媒を除去して液晶相を配向させた。室温に戻し、高圧水銀灯（１２０Ｗ／ｃｍ）によって紫外線を３０秒間照射し、無色透明の光学薄膜を得た。得られた光学薄膜について透過光のスペクトルを測定すると３５０ｎｍ以上の選択反射はなかった。また、５５０ｎｍにおける有効レターデーションを測定すると、垂直入射の場合で０ｎｍ、層面の法線から角度４０°傾斜させた場合で−３５ｎｍとなり、ネガティブｃ−プレートになっていることを確認した。また、得られた光学膜は耐熱性試験（１００℃、１０００時間）において、レターデーションの変化率が３％未満であった。密着性試験を行ったところ、残存した升目の数が１００であり良好な結果となった。
【実施例６】
【０１４６】
光重合性液晶組成物（Ｍｉｘ−２）の調製と光学薄膜の製造
実施例２の化合物（Ｅｘ−２）［５重量部］、化合物（Ａ）［４７．５重量部］および化合物（Ｂ）［４７．５重量部］からなる液晶組成物（Ｍｉｘ−２）を調製した。
【０１４７】
組成物（Ｍｉｘ−２）［１．０ｇ］にシクロペンタノン／トルエン（１：２）混合溶媒（３．０ｇ）およびＤＴＳ−１０２（３０ｍｇ）を加えて、重合性液晶組成物と重合開始剤の比率がおおよそ９７重量部：３重量部となるように調製した溶液を、表面をレーヨン布によりラビングした鹸化処理トリアセチルセルロースフィルムに、スピンコーター（２０００ｒｐｍ）を用いて塗布した。７０℃のホットプレート上で３分間放置し溶媒を除去して液晶相を配向させた。室温に戻し、高圧水銀灯（１２０Ｗ／ｃｍ）によって紫外線を３０秒間照射し、光学薄膜を得た。このものは青色の選択反射を示した。
【実施例７】
【０１４８】
光重合性液晶組成物（Ｍｉｘ−３）の調製と光学薄膜の製造
【０１４９】
【０１５０】
化合物（１−２３ａ’）［式（１−２３ａ）において、Ｌ１が共に水素である化合物；１０重量部］、化合物（Ｃ）［６０重量部］および化合物（Ｄ）［２０重量部］からなる液晶組成物（Ｍｉｘ−３）を調製した。化合物（Ｃ）および（Ｄ）は、それぞれ特願２００２−３１７４３３号、特開昭６１−０６４４９３号の方法に従い合成した。
【０１５１】
組成物（Ｍｉｘ−２）の代わりに組成物（Ｍｉｘ−３）を使用し実施例６と同様な方法で、無色透明の光学薄膜を得た。得られた光学薄膜について透過光のスペクトルを測定すると３５０ｎｍ以上の選択反射はなかった。また、５５０ｎｍにおける有効レターデーションを測定すると、垂直入射の場合で０ｎｍ、層面の法線から角度４０°傾斜させた場合で−２５ｎｍとなり、ネガティブｃ−プレートになっていることを確認した。
【実施例８】
【０１５２】
光重合性液晶組成物（Ｍｉｘ−４）の調製と光学薄膜の製造
【０１５３】
【０１５４】
化合物（１−２３ａ’）［１０重量％］の代わりに化合物（１−２９ａ’）［式（１−２９ａ）において、Ｌ１が共に水素である化合物；１５重量％］を使用し実施例７と同様な方法で、無色透明の光学薄膜を得た。得られた光学薄膜について透過スペクトルを測定すると３５０ｎｍ以上の選択反射はなかった。また、５５０ｎｍにおける有効レターデーションを測定すると、垂直入射の場合で０ｎｍ、層面の法線から角度４０°傾斜させた場合で−２７ｎｍとなり、ネガティブｃ−プレートになっていることを確認した。
【実施例９】
【０１５５】
光重合性液晶組成物（Ｍｉｘ−５）の調製と光学薄膜の製造
【０１５６】
【０１５７】
実施例５において、化合物（Ａ）の代わりに化合物（Ｅ）［４５重量部］を用いて液晶組成物（Ｍｉｘ−５）を調製した。化合物（Ｅ）は特願２００３−２０３６２９の方法に従って合成した。組成物（Ｍｉｘ−５）［１．０ｇ］にシクロペンタノン／トルエン（１：２）混合溶媒（３．０ｇ）およびＤＴＳ−１０２（２０ｍｇ）を加えて、重合性液晶組成物と重合開始剤の比率がおおよそ９８重量部：２重量部となるように調整した溶液を、表面をレーヨン布によりラビングした鹸化処理トリアセチルセルロースフィルムに、スピンコーター（２０００ｒｐｍ）を用いて塗布した。７０℃のホットプレート上で３分間放置し溶媒を除去して液晶相を配向させた。室温に戻し、高圧水銀灯（１２０Ｗ／ｃｍ）によって紫外線を３０秒間照射し、無色透明の光学薄膜を得た。得られた光学薄膜について透過光のスペクトルを測定すると３５０ｎｍ以上の選択反射はなかった。また、５５０ｎｍにおける有効レターデーションを測定すると、垂直入射の場合で０ｎｍ、層面の法線から角度４０°傾斜させた場合で−３６ｎｍとなり得られた光学薄膜がネガティブｃ−プレートになっていることを確認した。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
式（１）で表される化合物。
式（１）において、Ｑ１〜Ｑ４は独立して、式（２）、水素またはハロゲンであり、Ｑ１〜Ｑ４の少なくとも２つはそれぞれ異なる基を表してもよい式（２）であり；式（２）において、Ａは独立して、１，４−シクロへキシレン、１，４−フェニレン、ナフタレン−２，６−ジイル、またはテトラヒドロナフタレン−２，６−ジイルであり、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；Ｐに連結するＸは単結合または炭素数１〜１０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−または−ＯＣＯ−で置き換えられてもよく、ビナフタレン環に連結するＸは任意の−ＣＨ２−が、−ＣＯＯ−または−ＯＣＯ−で置き換えられた炭素数１〜１０のアルキレンであり；Ｚは、単結合、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＯＯ−、−ＯＣＯＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ＝ＣＨＣＯＯ−、−ＯＣＯＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡ＣＣＯＯ−、または−ＯＣＯＣ≡Ｃ−であり；ｎは、１または２であり、複数のＡはそれぞれ同一の基であってもよく、異なる基であってもよく、またｎが２であるとき複数のＺはそれぞれ同一の基であってもよく、異なる基であってもよく；Ｐは、式（Ｐ２）、（Ｐ３）および（Ｐ８）で表される重合性の基のいずれか１つであり；Ｗは、水素または炭素数１〜２のアルキルである。ただし、Ｑ１およびＱ２が共に水素、かつＱ３およびＱ４が共に式（２）であるとき、Ｐは（Ｐ８）ではない。
【請求項２】
Ｑ１〜Ｑ４が独立して、式（２）、水素、フッ素、塩素、または臭素であり；Ａが独立して、１，４−シクロへキシレンまたは１，４−フェニレンであり、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；Ｐに連結するＸは単結合、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−または炭素数１〜１０のアルキレンであり、このアルキレン中の任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−で置き換えられてもよく、ビナフタレン環に連結するＸは−ＣＯＯ−または−ＯＣＯ−であり；Ｚが、単結合、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＯＯ−、−ＯＣＯＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ＝ＣＨＣＯＯ−、または−ＯＣＯＣＨ＝ＣＨ−である請求項１に記載の化合物。
【請求項３】
Ｑ１〜Ｑ４が独立して、式（２）、水素、フッ素、塩素、または臭素であり；Ａが独立して、１，４−シクロへキシレン、１，４−フェニレン、または任意の水素がフッ素もしくは塩素で置き換えられた１，４−フェニレンであり；Ｐに連結するＸは単結合または炭素数１〜１０のアルキレンであり、このアルキレン中の任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−で置き換えられてもよく、ビナフタレン環に連結するＸは−ＣＯＯ−または−ＯＣＯ−であり；Ｚが、単結合、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨＣＯＯ−、または−ＯＣＯＣＨ＝ＣＨ−である請求項１に記載の化合物。
【請求項４】
請求項１に記載の式（２）において、Ｐが、式（Ｐ２）または（Ｐ３）である請求項２または３に記載の化合物。
【請求項５】
請求項１に記載の式（２）において、Ｐが、式（Ｐ２）である請求項２または３に記載の化合物。
【請求項６】
Ｑ１およびＱ２が独立して、ハロゲンであり、かつＱ３およびＱ４がそれぞれ異なる基を表してもよい式（２）であり；Ｐが、式（Ｐ８）である請求項１に記載の化合物。
【請求項７】
Ｑ１およびＱ２が独立して、フッ素、塩素または臭素であり、かつＱ３およびＱ４がそれぞれ異なる基を表してもよい式（２）であり；Ａが独立して、１，４−シクロへキシレンまたは１，４−フェニレンであり、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；Ｐに連結するＸは単結合、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−または炭素数１〜１０のアルキレンであり、このアルキレン中の任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−で置き換えられてもよく、ビナフタレン環に連結するＸは−ＣＯＯ−または−ＯＣＯ−であり；Ｚが、単結合、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＯＯ−、−ＯＣＯＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ＝ＣＨＣＯＯ−、または−ＯＣＯＣＨ＝ＣＨ−であり；Ｐが、式（Ｐ８）である請求項１に記載の化合物。
【請求項８】
Ｑ１およびＱ２が独立して、フッ素、塩素または臭素であり、かつＱ３およびＱ４がそれぞれ異なる基を表してもよい式（２）であり；Ａが独立して、１，４−シクロへキシレン、１，４−フェニレン、または任意の水素がフッ素もしくは塩素で置き換えられた１，４−フェニレンであり；Ｐに連結するＸは単結合または炭素数１〜１０のアルキレンであり、このアルキレン中の任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−で置き換えられてもよく、ビナフタレン環に連結するＸは−ＣＯＯ−または−ＯＣＯ−であり；Ｚが、単結合、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨＣＯＯ−、または−ＯＣＯＣＨ＝ＣＨ−であり；Ｐが、式（Ｐ８）である請求項１に記載の化合物。
【請求項９】
請求項１に記載の式（１）において、Ｑ１〜Ｑ４がそれぞれ異なる基を表してもよい式（２）であり；請求項１に記載の式（２）において、Ｐが、式（Ｐ８）である請求項１〜３のいずれか１項に記載の化合物。
【請求項１０】
少なくとも２つの化合物を含有し、少なくとも１つの化合物が請求項１〜９のいずれか１項に記載の化合物である液晶組成物。
【請求項１１】
化合物の全てが重合性化合物である請求項１０に記載の液晶組成物。
【請求項１２】
組成物全量を基準とする割合で、請求項１〜９のいずれか１項に記載の化合物の少なくとも１つが０．０１〜９０重量％の範囲であり、式（Ｍ１）および（Ｍ２）のそれぞれで表される化合物の群から選択された少なくとも１つの重合性化合物が１０〜９９．９９重量％の範囲である請求項１０または１１に記載の液晶組成物。
式（Ｍ１）および式（Ｍ２）において、Ｐ１は独立して、式（Ｐ９）〜（Ｐ１２）で表される重合性の基のいずれか１つであり；Ｗは、水素、ハロゲン、炭素数１〜３のアルキルまたは炭素数１〜３のフルオロアルキルであり；Ｒ１は、水素、フッ素、塩素、−ＣＮまたは炭素数１〜２０のアルキルであり、このアルキルにおいて、任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−ＣＯＯ−または−ＯＣＯ−で置き換えられてもよく、そして任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく；Ａ１は独立して、１，４−シクロへキシレン、１，４−フェニレン、１，４−シクロヘキセニレン、ピリジン−２，５−ジイル、ピリミジン−２，５−ジイル、ナフタレン−２，６−ジイル、またはフルオレン−２，７−ジイルであり、これらの環の任意の水素はハロゲン、炭素数１〜３のアルキルまたは炭素数１〜３のハロゲン化アルキルで置き換えられてもよく；Ｘ１は独立して、単結合または炭素数１〜２０のアルキレンであり、このアルキレン中の任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−ＣＯＯ−または−ＯＣＯ−で置き換えられてもよく；Ｚ１は独立して、単結合、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＨ＝ＣＨＣＯＯ−、または−ＯＣＯＣＨ＝ＣＨ−であり；ｓは、１〜３の整数であり、ｓが１、２または３であるとき、複数のＡ１はそれぞれ同一の基であってもよく、異なる基であってもよく、またｓが２または３であるとき、複数のＺ１はそれぞれ同一の基であってもよく、異なる基であってもよい。
【請求項１３】
式（Ｍ１）および（Ｍ２）のそれぞれで表される化合物の群からから選択された少なくとも１つの重合性化合物が、式（Ｍ１ａ）〜（Ｍ２ｃ）のいずれか１つで表される化合物である請求項１２に記載の液晶組成物。
式（Ｍ１ａ）〜（Ｍ２ｃ）において、Ｐ１は、式（Ｐ９）〜（Ｐ１２）で表される重合性の基のいずれか１つであり；Ｒ１は、水素、フッ素、塩素、−ＣＮ、または炭素数１〜２０のアルキルであり、このアルキルにおいて、任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−ＣＯＯ−または−ＯＣＯ−で置き換えられてもよく、そして任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく；環Ａ２は独立して、１，４−シクロへキシレンまたは１，４−フェニレンであり、Ｗ１は独立して、水素、ハロゲン、炭素数１〜３のアルキルまたは炭素数１〜３のハロゲン化アルキルであり；Ｘ１は独立して、単結合または炭素数１〜２０のアルキレンであり、このアルキレン中の任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−ＣＯＯ−または−ＯＣＯ−で置き換えられてもよく；ｐおよびｑは独立して、０または１であり、ｍは独立して、０〜５の整数である。
【請求項１４】
請求項１に記載の化合物の少なくとも１つを重合させて得られる重合体。
【請求項１５】
請求項１０〜１３のいずれか１項に記載の組成物を重合させて得られる重合体。
【請求項１６】
重量平均分子量が、５００〜１，０００，０００である請求項１４または１５に記載の重合体。
【請求項１７】
重量平均分子量が、１，０００〜５００，０００である請求項１４または１５に記載の重合体。
【請求項１８】
請求項１に記載の化合物の少なくとも１つ、または請求項１０〜１３のいずれか１項に記載の液晶組成物を配向させた後、電磁波を照射して化合物または組成物を重合させることにより液晶の配向状態を固定化して得られる光学異方性を有する成形体。
【請求項１９】
固定化された液晶の配向状態がツイスト配向である請求項１８に記載の成形体。
【請求項２０】
請求項１８または１９に記載の成形体からなる光学素子。
【請求項２１】
１ｎｍ以上２００ｎｍ未満の螺旋ピッチを有する請求項２０に記載の光学素子。
【請求項２２】
波長３５０〜７５０ｎｍのうち、一部またはすべての領域の波長の光に円偏光二色性を示す請求項２０に記載の光学素子。
【請求項２３】
波長１００〜３５０ｎｍの紫外光域にて円偏光二色性を示す請求項２０に記載の光学素子。
【請求項２４】
請求項１４〜１６のいずれか１項に記載の重合体、請求項１８または１９に記載の成形体、および請求項２０〜２３のいずれか１項に記載の光学素子の群から選択される少なくとも１つを含有する液晶表示素子。
【請求項２５】
式（１）において、Ｑ１およびＱ２が水素、Ｑ３およびＱ４が独立して、式（２'）であり、式（２'）において、Ａは独立して、１，４−シクロヘキシレンまたは１，４−フェニレンであり、Ｚは、単結合または−ＯＣＯ−であり、Ｗは、メチルまたはエチルであり、ｙは、２〜７の整数であり、ｎは、１または２である請求項１に記載の化合物。
【請求項１】
式（１）で表される化合物。
式（１）において、Ｑ１〜Ｑ４は独立して、式（２）、水素またはハロゲンであり、Ｑ１〜Ｑ４の少なくとも２つはそれぞれ異なる基を表してもよい式（２）であり；式（２）において、Ａは独立して、１，４−シクロへキシレン、１，４−フェニレン、ナフタレン−２，６−ジイル、またはテトラヒドロナフタレン−２，６−ジイルであり、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；Ｐに連結するＸは単結合または炭素数１〜１０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−または−ＯＣＯ−で置き換えられてもよく、ビナフタレン環に連結するＸは任意の−ＣＨ２−が、−ＣＯＯ−または−ＯＣＯ−で置き換えられた炭素数１〜１０のアルキレンであり；Ｚは、単結合、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＯＯ−、−ＯＣＯＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ＝ＣＨＣＯＯ−、−ＯＣＯＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡ＣＣＯＯ−、または−ＯＣＯＣ≡Ｃ−であり；ｎは、１または２であり、複数のＡはそれぞれ同一の基であってもよく、異なる基であってもよく、またｎが２であるとき複数のＺはそれぞれ同一の基であってもよく、異なる基であってもよく；Ｐは、式（Ｐ２）、（Ｐ３）および（Ｐ８）で表される重合性の基のいずれか１つであり；Ｗは、水素または炭素数１〜２のアルキルである。ただし、Ｑ１およびＱ２が共に水素、かつＱ３およびＱ４が共に式（２）であるとき、Ｐは（Ｐ８）ではない。
【請求項２】
Ｑ１〜Ｑ４が独立して、式（２）、水素、フッ素、塩素、または臭素であり；Ａが独立して、１，４−シクロへキシレンまたは１，４−フェニレンであり、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；Ｐに連結するＸは単結合、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−または炭素数１〜１０のアルキレンであり、このアルキレン中の任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−で置き換えられてもよく、ビナフタレン環に連結するＸは−ＣＯＯ−または−ＯＣＯ−であり；Ｚが、単結合、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＯＯ−、−ＯＣＯＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ＝ＣＨＣＯＯ−、または−ＯＣＯＣＨ＝ＣＨ−である請求項１に記載の化合物。
【請求項３】
Ｑ１〜Ｑ４が独立して、式（２）、水素、フッ素、塩素、または臭素であり；Ａが独立して、１，４−シクロへキシレン、１，４−フェニレン、または任意の水素がフッ素もしくは塩素で置き換えられた１，４−フェニレンであり；Ｐに連結するＸは単結合または炭素数１〜１０のアルキレンであり、このアルキレン中の任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−で置き換えられてもよく、ビナフタレン環に連結するＸは−ＣＯＯ−または−ＯＣＯ−であり；Ｚが、単結合、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨＣＯＯ−、または−ＯＣＯＣＨ＝ＣＨ−である請求項１に記載の化合物。
【請求項４】
請求項１に記載の式（２）において、Ｐが、式（Ｐ２）または（Ｐ３）である請求項２または３に記載の化合物。
【請求項５】
請求項１に記載の式（２）において、Ｐが、式（Ｐ２）である請求項２または３に記載の化合物。
【請求項６】
Ｑ１およびＱ２が独立して、ハロゲンであり、かつＱ３およびＱ４がそれぞれ異なる基を表してもよい式（２）であり；Ｐが、式（Ｐ８）である請求項１に記載の化合物。
【請求項７】
Ｑ１およびＱ２が独立して、フッ素、塩素または臭素であり、かつＱ３およびＱ４がそれぞれ異なる基を表してもよい式（２）であり；Ａが独立して、１，４−シクロへキシレンまたは１，４−フェニレンであり、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；Ｐに連結するＸは単結合、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−または炭素数１〜１０のアルキレンであり、このアルキレン中の任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−で置き換えられてもよく、ビナフタレン環に連結するＸは−ＣＯＯ−または−ＯＣＯ−であり；Ｚが、単結合、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＯＯ−、−ＯＣＯＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ＝ＣＨＣＯＯ−、または−ＯＣＯＣＨ＝ＣＨ−であり；Ｐが、式（Ｐ８）である請求項１に記載の化合物。
【請求項８】
Ｑ１およびＱ２が独立して、フッ素、塩素または臭素であり、かつＱ３およびＱ４がそれぞれ異なる基を表してもよい式（２）であり；Ａが独立して、１，４−シクロへキシレン、１，４−フェニレン、または任意の水素がフッ素もしくは塩素で置き換えられた１，４−フェニレンであり；Ｐに連結するＸは単結合または炭素数１〜１０のアルキレンであり、このアルキレン中の任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−で置き換えられてもよく、ビナフタレン環に連結するＸは−ＣＯＯ−または−ＯＣＯ−であり；Ｚが、単結合、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨＣＯＯ−、または−ＯＣＯＣＨ＝ＣＨ−であり；Ｐが、式（Ｐ８）である請求項１に記載の化合物。
【請求項９】
請求項１に記載の式（１）において、Ｑ１〜Ｑ４がそれぞれ異なる基を表してもよい式（２）であり；請求項１に記載の式（２）において、Ｐが、式（Ｐ８）である請求項１〜３のいずれか１項に記載の化合物。
【請求項１０】
少なくとも２つの化合物を含有し、少なくとも１つの化合物が請求項１〜９のいずれか１項に記載の化合物である液晶組成物。
【請求項１１】
化合物の全てが重合性化合物である請求項１０に記載の液晶組成物。
【請求項１２】
組成物全量を基準とする割合で、請求項１〜９のいずれか１項に記載の化合物の少なくとも１つが０．０１〜９０重量％の範囲であり、式（Ｍ１）および（Ｍ２）のそれぞれで表される化合物の群から選択された少なくとも１つの重合性化合物が１０〜９９．９９重量％の範囲である請求項１０または１１に記載の液晶組成物。
式（Ｍ１）および式（Ｍ２）において、Ｐ１は独立して、式（Ｐ９）〜（Ｐ１２）で表される重合性の基のいずれか１つであり；Ｗは、水素、ハロゲン、炭素数１〜３のアルキルまたは炭素数１〜３のフルオロアルキルであり；Ｒ１は、水素、フッ素、塩素、−ＣＮまたは炭素数１〜２０のアルキルであり、このアルキルにおいて、任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−ＣＯＯ−または−ＯＣＯ−で置き換えられてもよく、そして任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく；Ａ１は独立して、１，４−シクロへキシレン、１，４−フェニレン、１，４−シクロヘキセニレン、ピリジン−２，５−ジイル、ピリミジン−２，５−ジイル、ナフタレン−２，６−ジイル、またはフルオレン−２，７−ジイルであり、これらの環の任意の水素はハロゲン、炭素数１〜３のアルキルまたは炭素数１〜３のハロゲン化アルキルで置き換えられてもよく；Ｘ１は独立して、単結合または炭素数１〜２０のアルキレンであり、このアルキレン中の任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−ＣＯＯ−または−ＯＣＯ−で置き換えられてもよく；Ｚ１は独立して、単結合、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＨ＝ＣＨＣＯＯ−、または−ＯＣＯＣＨ＝ＣＨ−であり；ｓは、１〜３の整数であり、ｓが１、２または３であるとき、複数のＡ１はそれぞれ同一の基であってもよく、異なる基であってもよく、またｓが２または３であるとき、複数のＺ１はそれぞれ同一の基であってもよく、異なる基であってもよい。
【請求項１３】
式（Ｍ１）および（Ｍ２）のそれぞれで表される化合物の群からから選択された少なくとも１つの重合性化合物が、式（Ｍ１ａ）〜（Ｍ２ｃ）のいずれか１つで表される化合物である請求項１２に記載の液晶組成物。
式（Ｍ１ａ）〜（Ｍ２ｃ）において、Ｐ１は、式（Ｐ９）〜（Ｐ１２）で表される重合性の基のいずれか１つであり；Ｒ１は、水素、フッ素、塩素、−ＣＮ、または炭素数１〜２０のアルキルであり、このアルキルにおいて、任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−ＣＯＯ−または−ＯＣＯ−で置き換えられてもよく、そして任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく；環Ａ２は独立して、１，４−シクロへキシレンまたは１，４−フェニレンであり、Ｗ１は独立して、水素、ハロゲン、炭素数１〜３のアルキルまたは炭素数１〜３のハロゲン化アルキルであり；Ｘ１は独立して、単結合または炭素数１〜２０のアルキレンであり、このアルキレン中の任意の−ＣＨ２−は、−Ｏ−、−ＣＯＯ−または−ＯＣＯ−で置き換えられてもよく；ｐおよびｑは独立して、０または１であり、ｍは独立して、０〜５の整数である。
【請求項１４】
請求項１に記載の化合物の少なくとも１つを重合させて得られる重合体。
【請求項１５】
請求項１０〜１３のいずれか１項に記載の組成物を重合させて得られる重合体。
【請求項１６】
重量平均分子量が、５００〜１，０００，０００である請求項１４または１５に記載の重合体。
【請求項１７】
重量平均分子量が、１，０００〜５００，０００である請求項１４または１５に記載の重合体。
【請求項１８】
請求項１に記載の化合物の少なくとも１つ、または請求項１０〜１３のいずれか１項に記載の液晶組成物を配向させた後、電磁波を照射して化合物または組成物を重合させることにより液晶の配向状態を固定化して得られる光学異方性を有する成形体。
【請求項１９】
固定化された液晶の配向状態がツイスト配向である請求項１８に記載の成形体。
【請求項２０】
請求項１８または１９に記載の成形体からなる光学素子。
【請求項２１】
１ｎｍ以上２００ｎｍ未満の螺旋ピッチを有する請求項２０に記載の光学素子。
【請求項２２】
波長３５０〜７５０ｎｍのうち、一部またはすべての領域の波長の光に円偏光二色性を示す請求項２０に記載の光学素子。
【請求項２３】
波長１００〜３５０ｎｍの紫外光域にて円偏光二色性を示す請求項２０に記載の光学素子。
【請求項２４】
請求項１４〜１６のいずれか１項に記載の重合体、請求項１８または１９に記載の成形体、および請求項２０〜２３のいずれか１項に記載の光学素子の群から選択される少なくとも１つを含有する液晶表示素子。
【請求項２５】
式（１）において、Ｑ１およびＱ２が水素、Ｑ３およびＱ４が独立して、式（２'）であり、式（２'）において、Ａは独立して、１，４−シクロヘキシレンまたは１，４−フェニレンであり、Ｚは、単結合または−ＯＣＯ−であり、Ｗは、メチルまたはエチルであり、ｙは、２〜７の整数であり、ｎは、１または２である請求項１に記載の化合物。
【公開番号】特開２０１１−２４１２１５（Ｐ２０１１−２４１２１５Ａ）
【公開日】平成２３年１２月１日（２０１１．１２．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１１１１０３（Ｐ２０１１−１１１１０３）
【出願日】平成２３年５月１８日（２０１１．５．１８）
【分割の表示】特願２００４−３１９３８０（Ｐ２００４−３１９３８０）の分割
【原出願日】平成１６年１１月２日（２００４．１１．２）
【出願人】（３１１００２０６７）ＪＮＣ株式会社 (208)
【出願人】（５９６０３２１００）ＪＮＣ石油化学株式会社 (309)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１２月１日（２０１１．１２．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月１８日（２０１１．５．１８）
【分割の表示】特願２００４−３１９３８０（Ｐ２００４−３１９３８０）の分割
【原出願日】平成１６年１１月２日（２００４．１１．２）
【出願人】（３１１００２０６７）ＪＮＣ株式会社 (208)
【出願人】（５９６０３２１００）ＪＮＣ石油化学株式会社 (309)
【Ｆターム（参考）】
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