高分子と光学活性な液晶材料からなる複合体
【課題】 液晶材料の含有率が高いにもかかわらず、高透明性、等方性であり、広い温度範囲で大きくて安定したカー係数を示す高分子／液晶複合体、およびこの複合体を含有し電圧を印加することで屈折率が変化する光素子を提供することである。
【解決手段】 合計１〜４０重量％の光学活性な化合物と、ネマチック相を持ち屈折率異方性と誘電率異方性の積の絶対値が０．５〜６０であり、粘度が１０００ｍＰａ・ｓ以下である合計６０〜９９重量％の光学活性ではない液晶材料との混合物である、光学活性な液晶材料と高分子の複合体であって、カー係数が１×１０−９ｍＶ−２以上を示し、電圧無印加時には光学的に等方性である高分子／液晶複合体。
【解決手段】 合計１〜４０重量％の光学活性な化合物と、ネマチック相を持ち屈折率異方性と誘電率異方性の積の絶対値が０．５〜６０であり、粘度が１０００ｍＰａ・ｓ以下である合計６０〜９９重量％の光学活性ではない液晶材料との混合物である、光学活性な液晶材料と高分子の複合体であって、カー係数が１×１０−９ｍＶ−２以上を示し、電圧無印加時には光学的に等方性である高分子／液晶複合体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学活性な液晶材料、高分子と光学活性な液晶材料からなる複合体、及びそれら複合体を含有する光素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
光の強度や偏光状態を高速・高精度で制御する素子（以下、光素子ということがある）は、光情報処理技術において不可欠である。これまで、光素子として電気光学効果（電圧印加による屈折率の変化）を示す無機単結晶が主として使用されてきた。しかしながら、一般に無機単結晶は高価であり、形状の自由度に乏しいため、近年、液晶材料を用いた安価で小型の光素子が注目されている。また、複屈折率を持つ材料、例えば液晶材料の電気光学効果を利用した光素子として液晶表示素子が実用化されている。しかしながら、電圧印加時の液晶化合物の応答時間が長く、液晶表示素子の品位向上には限界がある。応答時間が１ｍ秒以下であればフィールドシーケンシャルが適応可能になり表示品位が格段に向上する。現在知られている実用液晶材料の応答時間は１０から２０ｍ秒程度である。
【０００３】
電気光学効果を利用した光変調については、ポッケルス効果、カー効果が知られている。カー効果とは電気複屈折値ΔｎＥが電場Ｅの二乗に比例する現象であり、カー効果を示す材料ではΔｎＥ＝ＫλＥ２が成立する。（Ｋ：カー係数（またはカー定数）、λ：波長）液晶材料の等方相においてもネマチック相（カイラルネマチック相）−等方相転移温度直上において、非常に大きなカー係数が観測されている。液晶材料の等方相におけるカー係数は相関長（ξ）の２乗に比例するとされており、大きなカー係数を得るためには、相関長の制御も重要である（例えば非特許文献１を参照）。相関長（ξ）はある一定の秩序を持った集合体の大きさである。液晶の場合には、分子のダイレクター方向が揃った液晶分子集団（協同的液晶分子集団と呼ぶ）の大きさが相関長（ξ）に相当する。この相関長（ξ）は降温下、液晶の透明点に近づくにしたがい急激に増大する。散乱等が起こらず等方性を示す範囲内で、相関長（ξ）が大きいほど、発現するカー効果が大きいので好ましい。
【０００４】
またネマチック液晶材料の微小滴を高分子マトリックス中に形成する技術が報告されている（例えば非特許文献２を参照）。この高分子／液晶複合体のカー係数は、室温近傍において４×１０―１０ｍＶ−２程度であり、かつ温度に対して敏感である。また、菊池らにより、高分子ネットワークと連続相を有するネマチック液晶からなる複合体からなり、高分子の３次元ネットワーク構造により短距離の秩序を有する協同的液晶分子集団を能動的に形成させる技術が報告されている（例えば非特許文献３、非特許文献４、非特許文献５を参照）。しかしながら、本技術においてはカー効果の発現温度範囲不十分であり、かつカー係数も低い。また、単なるネマチック液晶材料を高分子等により、ほとんど可視光線を散乱しない程度の微小領域に分割し、カー効果材料として機能させる方法が知られている（例えば特許文献１を参照）。これらに示されている高分子／液晶複合体の液晶材料の含有率は６０重量％以下である。
また、キラル液晶と高分子ネットワークを共存させることで、有限な相関長の熱的安定化が液晶相において可能となることが知られている（例えば非特許文献６）。この高分子／キラル液晶複合材料は大きなカー係数を広い温度範囲で発現するものの、液晶材料が最適化されておらず、十分な電気光学効果を発現していない。
【０００５】
優れた光素子を作製するためには可視光領域の波長（４００〜７００ｎｍ）の光を実質的に散乱せず（以下、単に高透明性ということがある）かつ光学的に等方性（以下、単に、等方性ということがある）とすること、次に、その高分子／液晶複合材料が大きなカー係数を安定的に広い温度範囲にわたって示すことが必要である。複合材料中の液晶材料の含有率が低いと、光素子として使用した場合に電圧印加時に複屈折の変化に寄与する部分が少ないため大きな電気複屈折を発現することができない。一方、液晶材料の含有率を高くすると、所望の高透明性と等方性を保持することができない。
【０００６】
通常、公知の液晶材料は、最適な屈折率異方性値（以下、Δｎと呼ぶことがある）や誘電率異方性値（以下、Δεと呼ぶことがある）などの諸物性値を得るために液晶相温度範囲、ΔｎおよびΔε等の異なる数種類から数十種類の液晶相を有する化合物を混合した組成物として用いられるため、他の液晶性化合物との相溶性が良好であることも必要である。しかし、光素子として実用に供し得るような十分に広い温度範囲にわたって大きなカー係数を安定的に発現することのできる好適な液晶材料、高分子材料および高分子／液晶複合材料に関する技術は見当たらない。
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−１８３９３７号公報
【非特許文献１】Phys. Lett., 69A, 276-278(1978)
【非特許文献２】J.Appl.Phys.,67(9), 4253-4259(1990)
【非特許文献３】高分子論文集、Vol.59, No.10, 602-607(2002)
【非特許文献４】第22回液晶討論会講演予稿集3D17、413頁(1996)
【非特許文献５】日本液晶学会討論会講演予稿集3C07、271頁(1996)
【非特許文献６】高分子学会予稿集、III Pa145(2004)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の第一の目的は、液晶材料の含有率が高いにもかかわらず、高透明性、等方性であり（以下、擬等方性ということがある）、広い温度範囲で大きくて安定したカー係数を示す高分子／液晶複合体である。第二の目的は、光学活性な化合物と光学活性ではない液晶材料の混合物である光学活性な液晶材料である。第三の目的は、この複合体を含有し電圧を印加することで屈折率が変化する光素子を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の問題を解決すべく検討した結果、本発明を完成した。本発明は下記の［１］〜［１３］項のとおりである。
【００１０】
［１］ 電圧無印加時には光学的に等方性であり、光学活性な液晶材料と高分子の複合体において、光学活性な液晶材料が室温でカイラルネマチック相またはブルー相を示し、かつ室温におけるカイラルピッチが１０ｎｍから１０μｍであり、カー係数が１×１０−９ｍＶ−２以上を示すことを特徴とする高分子／液晶複合体。
【００１１】
［２］ 光学活性な液晶材料が合計１〜４０重量％の光学活性な化合物と合計６０〜９９重量％の光学活性ではない液晶材料との混合物であって、かかる光学活性ではない液晶材料がネマチック相を持ち、かつ屈折率異方性と誘電率異方性の積の絶対値が０．５〜６０であり、粘度が１０００ｍＰａ・ｓ以下であり、電圧を印加した時に屈折率が変化することを特徴とする項１に記載の高分子／液晶複合体。
【００１２】
［３］ 光学活性ではない液晶材料が式（１）で表される化合物のいずれか１つ、または式（１）で表される化合物群から選ばれた２つ以上の化合物によって構成される液晶組成物であることを特徴とする項２に記載の高分子／液晶複合体。
【００１３】
Ｒ−（Ａ０−Ｚ０）ｎ−Ａ０−Ｒ （１）
【００１４】
式（１）において、Ａ０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以上の縮合環であるが、これらの環の少なくとも１つの水素がハロゲン、炭素数１〜３のアルキルまたはハロゲン化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良い；Ｒは独立に、水素、ハロゲン、−ＣＮ、−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い；Ｚ０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い；ｎは２、３または４である。
【００１５】
［４] 項３において、式（１）の化合物が、式（２）〜（１５）のいずれかである高分子／液晶複合体。
【００１６】
【００１７】
式（２）〜（４）において、Ｒ１は炭素数１〜１０のアルキルであり、このアルキルにおいて任意の−ＣＨ２−は−Ｏ−または−ＣＨ＝ＣＨ−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；Ｘ１はフッ素、塩素、−ＯＣＦ３、−ＯＣＨＦ２、−ＣＦ３、−ＣＨＦ２、−ＣＨ２Ｆ、−ＯＣＦ２ＣＨＦ２、−ＯＣＨＦ3または−ＯＣＦ２ＣＨＦＣＦ３であり；環Ｂおよび環Ｄは独立して１，４−シクロヘキシレン、１，３−ジオキサン−２，５−ジイルまたは任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい１，４−フェニレンであり、環Ｅは１，４−シクロヘキシレンまたは任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい１，４−フェニレンであり；Ｚ１およびＺ２は独立して−（ＣＨ２）２−、−（ＣＨ２）４−、−ＣＯＯ−、 −Ｃ≡Ｃ−、−（Ｃ≡Ｃ）２−、−（Ｃ≡Ｃ）３−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ２Ｏ−または単結合であり；そしてＬ１およびＬ２は独立して水素またはフッ素である。
【００１８】
【００１９】
式（５）、および（６）において、Ｒ２およびＲ３は独立して炭素数１〜１０のアルキルであり、このアルキルにおいて任意の−ＣＨ２−は−Ｏ−または−ＣＨ＝ＣＨ−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；Ｘ２は−ＣＮまたは−Ｃ≡Ｃ−ＣＮであり；環Ｇは１，４−シクロヘキシレン、１，４−フェニレン、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、またはピリミジン−２，５−ジイルであり；環Ｊは１，４−シクロヘキシレン、ピリミジン−２,５−ジイルまたは任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい１，４−フェニレンであり；環Ｋは１，４−シクロヘキシレン、ピリミジン−２,５−ジイル、ピリジン−２,５−ジイルまたは１，４−フェニレンであり；Ｚ３、およびＺ４は、−（ＣＨ２）２−、−ＣＯＯ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−Ｃ≡Ｃ−、−（Ｃ≡Ｃ）２−、−（Ｃ≡Ｃ）３−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯＯ−または単結合であり；Ｌ３、Ｌ４およびＬ５は独立して水素またはフッ素であり；そしてａ、ｂ、ｃおよびｄは独立して０または１である。
【００２０】
【００２１】
式（７）〜（１２）において、Ｒ４およびＲ５は独立して炭素数１〜１０のアルキルであり、このアルキルにおいて任意の−ＣＨ２−は−Ｏ−または−ＣＨ＝ＣＨ−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、あるいはＲ５はフッ素であってもよく；環Ｍおよび環Ｐは独立して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、またはオクタヒドロナフタレン−２，６−ジイルであり；Ｚ５およびＺ６は独立して−（ＣＨ２）２−、−ＣＯＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−（Ｃ≡Ｃ）２−、−（Ｃ≡Ｃ）３−、−ＳＣＨ２ＣＨ２−、−ＳＣＯ−または単結合であり；そしてＬ６およびＬ７は独立して水素またはフッ素であり、Ｌ６とＬ７の少なくとも一つはフッ素であり、環Ｗは独立して、下記に表したＷ１〜Ｗ１５であり；そしてｅおよびｆは独立して０、１または２であるが、ｅおよびｆは同時に０であることはない。
【００２２】
【００２３】
【００２４】
式（１３）〜（１５）において、Ｒ６およびＲ７は独立して水素、炭素数１〜１０のアルキルであり、このアルキルにおいて任意の−ＣＨ２−は−Ｏ−、−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フッ素で置き換えられてもよく；環Ｑ、環Ｔおよび環Ｕは独立して１，４−シクロヘキシレン、ピリジン−２，５−ジイル、ピリミジン−２、５−ジイル、または任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい１，４−フェニレンであり；そしてＺ７およびＺ８は独立して−Ｃ≡Ｃ−、−（Ｃ≡Ｃ）２−、−（Ｃ≡Ｃ）３−、−ＣＨ＝ＣＨ−Ｃ≡Ｃ−、−Ｃ≡Ｃ−ＣＨ＝ＣＨ−Ｃ≡Ｃ−、−Ｃ≡Ｃ−（ＣＨ２）２−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＣＯＯ−、−（ＣＨ２）２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、または単結合である。
【００２５】
［５] 項３において、式（１）の化合物が、項４に記載の式（２）〜（４）のいずれかである高分子／液晶複合体。
【００２６】
［６] 項３において、式（１）の化合物が、項４に記載の式（５）および（６）のいずれかである高分子／液晶複合体。
【００２７】
［７] 項３において、式（１）の化合物が、項４に記載の式（７）〜（１２）のいずれかである高分子／液晶複合体。
【００２８】
［８] 項３において、式（１）の化合物が、項４に記載の式（１３）〜（１５）のいずれかである高分子／液晶複合体。
【００２９】
［９］ 光学活性な化合物が４０μｍ−１以上の螺旋誘起力ＨＴＰを持つことを特徴とする項３から８に記載の高分子／液晶複合体。
［１０］ 光学活性な液晶材料のピッチが５００ｎｍ未満であることを特徴とする項３から８に記載の高分子／液晶複合体。
［１１］ 屈折率異方性と誘電率異方性の積の絶対値が５〜６０であり、相間長が１０ｎｍ〜８００ｎｍであることを特徴とする項３から８に記載の高分子／液晶複合体。
［１２］ 項３から８において、光学活性な化合物が、式（Ｃ１）〜（Ｃ５）のいずれかである高分子／液晶複合体。
【００３０】
【００３１】
式（Ｃ１）〜（Ｃ５）において、Ａは独立に、芳香族性あるいは非芳香族性の３〜８員環、または、炭素数９以上の縮合環であるが、これらの環の少なくとも１つの水素がハロゲン、炭素数１〜３のアルキルまたはハロアルキルで置き換えられてもよく、−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良い；Ｒ８は独立に、水素、ハロゲン、−ＣＮ、−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い；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い；ｍは２〜４である。Ｒ９は水素または炭素数１〜３のアルキルを示し、Ｘは単結合、−ＣＯＯ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＣＨ２ＣＨ２−を示す。これら化合物において光学活性部位の立体化学は光学的に活性であればいずれでもよい。
【００３２】
［１３］ 項１〜１２のいずれか１項の高分子／液晶複合体を含むことを特徴とする光素子。
【発明の効果】
【００３３】
本発明によって液晶材料の含有率が高いにもかかわらず高透明性、等方性であり、光素子を製造するのに好適、かつ十分に大きなカー係数を示す高分子／液晶複合材料の製造が可能となる。また、ΔｎやΔε等の諸物性値および液晶温度範囲の異なる液晶材料を用いることで所望の広い温度範囲にわたって十分に大きなカー係数を安定的に得ることが可能となる。本発明の高分子／液晶複合材料を用いた光素子は、従来技術に比べて低い電圧で、あるいは高透明性、等方性で高速応答、かつ所望の電気複屈折値に到達することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
液晶性の用語は、液晶相を持つことおよび液晶相を持たないが液晶組成物の成分として有用なことの総称である。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）、式（２）などで表わされる化合物をそれぞれ化合物（１）、化合物（２）などと表記することがある。
【００３５】
本発明において、高分子／液晶複合材料の用語は、高分子中に液晶材料が分散している状態を総称する。本発明では特に、高分子と液晶材料は微視的には分離しており、液晶材料のみの領域（ドメイン）の大きさはある一定の標準偏差を持つ分散をしているが、十分に小さいので、巨視的には、即ち可視光領域では均一な状態を示す。本願ではこの状態を擬等方と呼ぶ。高分子の前駆体、即ち重合前の重合性モノマーと液晶材料の混合物は完全に混合し均一な混合物であるが、重合性モノマーが重合する過程において、反応点を持つ重合体は徐々に液晶材料と相分離を起こし、最終的に高分子／液晶複合材料を与える。
【００３６】
本発明において、相関長（ξ）は協同的液晶分子集団の大きさを表し、本願では単位ｎｍで表現する。協同的液晶分子集団の中にある液晶分子はそれらの分子長軸（ダイレクター）がほぼ揃った状態であり、ダイレクターの方向は隣接する協同的液晶分子集団のダイレクターの方向と互いに異なる。全てが均一に配向した液晶状態では相関長は無限大であり、等方性液体では、相関長は１つの液晶分子の大きさに等しい。
【００３７】
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。このように語「任意の」は、「区別なく選択された少なくとも１つの」を意味する。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。
【００３８】
本発明の第一は、電圧非印加時には光学的に等方性であり、カー係数が１×１０−９ｍＶ−２以上を示し、光学活性な液晶材料と高分子の複合体である。かかる複合体において、光学活性な液晶材料が室温でカイラルネマチック相またはブルー相を示し、かつ室温におけるカイラルピッチが１０ｎｍから１０μｍである。この光学活性な液晶材料は合計１〜４０重量％の１種以上の光学活性な化合物と合計６０〜９９重量％の光学活性ではない液晶材料との混合物であって、かかる光学活性ではない液晶材料がネマチック相を持ち、かつΔｎとΔεの積が０．５〜６０であり、粘度が１０００ｍＰａ・ｓ以下であり、相間長が１０ｎｍ〜１μｍであり、電圧を印加した時に屈折率が変化する時間は１ｍ秒未満であることを特徴とする。本発明の液晶材料／高分子複合体において、液晶材料の含有率は６０〜９９重量％である。
【００３９】
本発明の第二は、第一の発明の高分子／液晶複合体に使用するに適した光学活性な液晶材料である。光学活性な液晶材料は、合計１〜４０重量％の１種以上の光学活性な化合物と合計６０〜９９重量％の光学活性ではない液晶材料との混合物である。光学活性ではない液晶材料は式（１）〜（１５）の化合物から選ばれる。
【００４０】
Ｒ、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９、Ｚ０、Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３、Ｚ４、Ｚ５、Ｚ６、Ｚ７、Ｚ８、Ｘ１、Ｘ２、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５、Ｌ６、Ｌ７、Ｐ、ｍ、ｎ、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、Ａ０、環Ｂ、環Ｄ、環Ｅ、環Ｍ、環Ｐ、環Ｗ、環Ｑ、環Ｔ、および環Ｕを適切に選択することで、目的の物性を有する化合物（１）〜（１５）を得ることができる。
【００４１】
式（１）において、Ｒは独立に、水素、ハロゲン、−ＣＮ、−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いが、好ましいＲの例は、水素、フッ素、塩素、または炭素数１〜１０のアルキル、アルコキシ、ハロゲン化アルキル、ハロゲン化アルコキシ、−ＣＮ、−Ｎ＝Ｃ＝Ｏ、−Ｎ＝Ｃ＝Ｓであるが、高い液晶性を得るために分子の少なくとも一方の末端置換基は非極性基であることが好ましい。大きなΔεとΔｎが得られるので、他方は−ＣＮ、−Ｎ＝Ｃ＝Ｏ、−Ｎ＝Ｃ＝Ｓ、ハロゲン化アルキル、ハロゲン化アルコキシが好ましい。
【００４２】
式（１）において、Ａ０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以上の縮合環であるが、これらの環の少なくとも１つの水素がハロゲン、炭素数１〜３のアルキルまたはハロアルキルで置き換えられてもよく、−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良いが、好ましくは、芳香族性あるいは非芳香族性の５ないし６員環、またはナフタレン−２，６−ジイル、フルオレン−２，７−ジイル、これらの環の少なくとも１つの水素がハロゲン、炭素数１〜３のアルキルまたはフルオロアルキルで置き換えられてもよい。
【００４３】
各式中、これらの環は左右逆向きに結合してもよい。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。
【００４４】
式（１）において、Ｚ０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い結合基である。Ｚ０は好ましくは、ΔｎおよびΔεを大きくする傾向があり、本発明の目的に合致するので、不飽和結合を含むことが好ましいが、必要な異方性値が得られればいずれの結合基を用いても良い。
【００４５】
式（２）〜（４）において、Ｒ１は炭素数１〜１０のアルキルであり、このアルキルにおいて任意の−ＣＨ２−は−Ｏ−または−ＣＨ＝ＣＨ−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いが、好ましくは、炭素数１〜１０のアルキル、アルコキシ、炭素数２〜１０のアルケニル、アルキニルである。
【００４６】
式（２）〜（４）において、Ｘ１はフッ素、塩素、−ＯＣＦ３、−ＯＣＨＦ２、−ＣＦ３、−ＣＨＦ２、−ＣＨ２Ｆ、−ＯＣＦ２ＣＨＦ２、−ＯＣＨＦ3または−ＯＣＦ２ＣＨＦＣＦ３である。いずれも大きなΔεを誘起するので好ましいが、大きなΔεを得るためにはフッ素の数は多い方が好ましい。
【００４７】
式（２）〜（４）において、環Ｂおよび環Ｄは独立して１，４−シクロヘキシレン、１，３−ジオキサン−２，５−ジイルまたは任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい１，４−フェニレンであり、環Ｅは１，４−シクロヘキシレンまたは任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい１，４−フェニレンである。ΔｎおよびΔεを大きくできるので、芳香環を多く含むことが本発明の目的に合致し好ましい。
【００４８】
式（２）〜（４）において、Ｚ１およびＺ２は独立して−（ＣＨ２）２−、−（ＣＨ２）４−、−ＣＯＯ−、−（Ｃ≡Ｃ）１，２，３−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ２Ｏ−または単結合であるが、−ＣＯＯ−、−（Ｃ≡Ｃ）１，２，３−、−ＣＦ２Ｏ−、および−ＣＨ＝ＣＨ−がΔｎおよびΔεを大きくするので好ましい。
【００４９】
式（２）〜（４）において、Ｌ１およびＬ２は独立して水素またはフッ素であるが、液晶性を損なわない範囲でフッ素であることがΔεを大きくするために好ましい。
【００５０】
式（２）〜（４）はいずれも本発明に好適に使用できるが、より具体的には、（２−１）〜（４−３６）である。図中、Ｒ１、Ｘ１はこれまでと同一の意味を示す。
【００５１】
【００５２】
【００５３】
【００５４】
【００５５】
【００５６】
【００５７】
【００５８】
【００５９】
【００６０】
【００６１】
【００６２】
【００６３】
【００６４】
【００６５】
【００６６】
【００６７】
【００６８】
【００６９】
【００７０】
【００７１】
【００７２】
【００７３】
【００７４】
【００７５】
【００７６】
【００７７】
【００７８】
【００７９】
式（５）および（６）において、Ｒ２およびＲ３は独立して炭素数１〜１０のアルキルであり、このアルキルにおいて任意の−ＣＨ２−は−Ｏ−または−ＣＨ＝ＣＨ−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いが、好ましくは、炭素数１〜１０のアルキル、アルコキシ、炭素数２〜１０のアルケニル、アルキニルである。
【００８０】
式（５）および（６）において、Ｘ２は−ＣＮまたは−Ｃ≡Ｃ−ＣＮである。環Ｇは１，４−シクロヘキシレン、１，４−フェニレン、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、またはピリミジン−２，５−ジイルであり、環Ｊは１，４−シクロヘキシレン、ピリミジン−２,５−ジイルまたは任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい１，４−フェニレンであり、環Ｋは１，４−シクロヘキシレン、ピリミジン−２,５−ジイル、ピリジン−２,５−ジイルまたは１，４−フェニレンであるが、分極率異方性を増加することでΔｎおよびΔεを大きくできるので、液晶性を損なわない範囲で、芳香環を多く含むことが本発明の目的に合致し好ましい。
【００８１】
式（５）および（６）において、Ｚ３、およびＺ４は、−（ＣＨ２）２−、−ＣＯＯ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−Ｃ≡Ｃ−、−（Ｃ≡Ｃ）２−、−（Ｃ≡Ｃ）３−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯＯ−または単結合であるが、−ＣＯＯ−、−ＣＦ２Ｏ−、−Ｃ≡Ｃ−、−（Ｃ≡Ｃ）２−、−（Ｃ≡Ｃ）３−、−（ＣＨ＝ＣＨ）２−、および−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯＯ−を含むことが分極率異方性を増加する点で好ましい。
【００８２】
式（５）および（６）において、Ｌ３、Ｌ４およびＬ５は独立して水素またはフッ素であり；そしてａ、ｂ、ｃおよびｄは独立して０または１である。
【００８３】
式（５）および（６）はいずれも本発明に好適に使用できるが、より具体的には、（５−１）〜（６−６）である。図中、Ｒ２、Ｒ３、Ｘ２はこれまでと同一の意味を示し、Ｒ´は炭素数１〜７のアルキルを示す。
【００８４】
【００８５】
【００８６】
【００８７】
【００８８】
【００８９】
【００９０】
【００９１】
【００９２】
【００９３】
【００９４】
【００９５】
【００９６】
【００９７】
【００９８】
【００９９】
【０１００】
【０１０１】
式（７）〜（１２）において、Ｒ４およびＲ５は独立して炭素数１〜１０のアルキルであり、このアルキルにおいて任意の−ＣＨ２−は−Ｏ−または−ＣＨ＝ＣＨ−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、あるいはＲ５はフッ素であってもよいが、好ましくは、炭素数１〜１０のアルキル、アルコキシ、炭素数２〜１０のアルケニル、アルキニルである。
【０１０２】
式（７）〜（１２）において、環Ｍおよび環Ｐは独立して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、またはオクトヒドロナフタレン−２，６−ジイルであるが、ΔｎおよびΔεを大きくできるので、液晶性を損なわない範囲で、芳香環を多く含むことが本発明の目的に合致し好ましい。環Ｗは独立して、Ｗ１〜Ｗ１５であるが、Ｗ２〜Ｗ８、Ｗ１０、Ｗ１２〜１５が化学的により安定であり好ましい。
【０１０３】
式（７）〜（１２）において、Ｚ５およびＺ６は独立して−（ＣＨ２）２−、−ＣＯＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−（Ｃ≡Ｃ）２−、−（Ｃ≡Ｃ）３−、−Ｓ−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＳＣＯ−または単結合であるが、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−（Ｃ≡Ｃ）２−、および−（Ｃ≡Ｃ）３−を含むことがΔｎおよびΔεを増加する点で好ましい。
【０１０４】
式（７）〜（１２）において、Ｌ６およびＬ７は独立して水素またはフッ素であり、Ｌ６とＬ７の少なくとも一つはフッ素であるが、Δεを大きくできるので、液晶性を損なわない範囲でフッ素を多く含む方が好ましい。
【０１０５】
式（７）〜（１２）はいずれも本発明に好適に使用できるが、より具体的には、（７−１）〜（１２−２６）である。図中、Ｒ４、およびＲ５はこれまでと同一の意味を示す。
【０１０６】
【０１０７】
【０１０８】
【０１０９】
【０１１０】
【０１１１】
【０１１２】
【０１１３】
【０１１４】
【０１１５】
式（１３）〜（１５）において、Ｒ６およびＲ７は独立して水素、炭素数１〜１０のアルキルであり、このアルキルにおいて任意の−ＣＨ２−は−Ｏ−、−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フッ素で置き換えられてもよいが、好ましくは、炭素数１〜１０のアルキル、アルコキシ、炭素数２〜１０のアルケニル、アルキニルである。
【０１１６】
式（１３）〜（１５）において、環Ｑ、環Ｔおよび環Ｕは独立して１，４−シクロヘキシレン、ピリジン−２，５−ジイル、ピリミジン−２、５−ジイル、または任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい１，４−フェニレンであるが、ΔｎおよびΔεを大きくできるので、液晶性を損なわない範囲で、芳香環を多く含むことが本発明の目的に合致し好ましい。
【０１１７】
式（１３）〜（１５）において、Ｚ７およびＺ８は独立して−Ｃ≡Ｃ−、−（Ｃ≡Ｃ）２−、−（Ｃ≡Ｃ）３−、−ＣＨ＝ＣＨ−Ｃ≡Ｃ−、−Ｃ≡Ｃ−ＣＨ＝ＣＨ−Ｃ≡Ｃ−、−Ｃ≡Ｃ−（ＣＨ２）２−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＣＯＯ−、−（ＣＨ２）２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、または単結合であるが、−ＣＨ＝ＣＨ−、および−Ｃ≡Ｃ−、−（Ｃ≡Ｃ）２−、−（Ｃ≡Ｃ）３−、を含むことが分極率異方性を増加する点で好ましい。
【０１１８】
式（１３）〜（１５）はいずれも本発明に好適に使用できるが、より具体的には、（７−１）〜（１５−１８）である。図中、Ｒ６、Ｒ７、およびＲ´はこれまでと同一の意味を示す。
【０１１９】
【０１２０】
【０１２１】
【０１２２】
【０１２３】
【０１２４】
【０１２５】
【０１２６】
【０１２７】
【０１２８】
【０１２９】
【０１３０】
【０１３１】
【０１３２】
【０１３３】
光学活性な液晶材料としては、大きなＨＴＰを持つ光学活性化合物であればいずれも本発明に使用できる。その中でも光学活性ではない液晶との高い相溶性と大きなＨＴＰを併せ持つことから、軸不斉を持つ化合物が好ましい。特に、１，２−ジフェニルエタン−１，２−ジオール誘導体（Ｃ１）、ソルビトール誘導体（Ｃ２）、酒石酸誘導体（Ｃ３）、およびビナフトール誘導体（Ｃ４）および（Ｃ５）が好適である。原料の入手のし易さや合成の簡便さを考慮した場合、化合物（Ｃ１）、（Ｃ３）〜（Ｃ５）の不斉炭素上のベンゼン環およびナフタレン環は非置換でよいが、ベンゼン環およびナフタレン環上の水素がアルキルや液晶性メソゲンで置き換わっていても、同様な優れた特性を示すので構わない。これら化合物において光学活性部位の立体化学は光学的に活性であればいずれでもよい。
【０１３４】
光学活性化合物の混合量は合計１〜４０重量％であり、混合量を調整することで光学活性な液晶のカイラルピッチや高分子／液晶複合体の相関長を調整できる。混合量は、好ましくは合計５〜２５重量％、より好ましくは合計５〜１５重量％である。用いる光学活性化合物は１種類だけでもよいが、複数の化合物を混合して用いてもよい。複数の光学活性化合物を用いる場合には、添加量を出来るだけ低く抑えるという面からは、同一のねじれ方向を有する化合物同士の組み合わせが好ましい。カイラルピッチの温度依存性を調整する必要がある場合などには、逆向きのねじれ方向を有する化合物を組み合わせることも出来る。
【０１３５】
化合物（Ｃ１）〜（Ｃ５）の中で特に好ましい化合物は下記の通りである。しかし、これらは代表例であり、同様な特性を示せばいずれのものでも本発明に使用できる。Ｒ８は前述と同一の意味を示す。
【０１３６】
【０１３７】
【０１３８】
【０１３９】
【０１４０】
【０１４１】
化合物（Ｃ１）〜（Ｃ５）は公知の有機化学的手法を用いることで、当該業者は製造できるが、例えば、下記の先行文献およびそれらに記載されている参考文献を参照することで製造できる。
化合物（Ｃ１）： ＷＯ０２／４０６１４
化合物（Ｃ２）： ＷＯ９８／００４２８、ＥＰ１，２７３，５８５
化合物（Ｃ３）： ＷＯ０２／０６２６５
化合物（Ｃ４）： ＤＥ３６０４９０１、ＷＯ０２／０６１９５
化合物（Ｃ５）： ＷＯ０２／０３４７３９、ＷＯ０２／０９４８０５
【０１４２】
光学活性ではない液晶材料は公知のものを好適に使用できる。化学構造や製造方法はデータベースLiqCryst（登録商標、LCI Publisher, Hamburg, Germany）およびその掲載文献を参照できる。また、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も製造できる。
【０１４３】
本発明の複合材料を構成するもう一つの成分である高分子について以下に説明する。本発明の複合材料を構成する高分子は特に限定されないが、高分子の原料としては、低分子量のモノマーまたはマクロモノマーの他、オリゴマーを使用することもでき、本発明において高分子の原料モノマーとはこれらを包含する意味で用いている。また、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による三次元架橋構造を有するものが好ましい。高度に高透明性と等方性をより発現させるためには三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％以上含有させることが好ましい。また液晶材料との相溶性の面からは、高分子の原料モノマーとしてメソゲン部位を有するものが好ましく。メソゲン部位を有する原料モノマーを一部あるいは全部用いることができる。
【０１４４】
メソゲン部位を有さない三つ以上の重合性のある官能基を持つモノマーとして、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・トリメクリレートなどを挙げることができるがこれに限定されない。
【０１４５】
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、下記の式（Ｍ１）または式（Ｍ２）で表されるモノマーを挙げることができる。
Ｒａ−Ｙ−（Ａ−Ｚ）ｐ−Ａ−Ｙ−Ｒｂ （Ｍ１）
Ｒｂ−Ｙ−（Ａ−Ｚ）ｐ−Ａ−Ｙ−Ｒｂ （Ｍ２）
式中、Ｒａは水素、ハロゲン、−ＣＮ、−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−ＣＮで置き換えられてもよい。
【０１４６】
好ましいＲａは、水素、ハロゲン、−ＣＮ、−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、−ＣＮ、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。これらの基において、アルキルおよびアルケニルは分岐よりも直鎖の方が好ましい。
【０１４７】
Ｒｂは、基（Ｍ３−１）〜基（Ｍ３−７）の重合性基である。
【０１４８】
Ｒｄは水素、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。
【０１４９】
Ａは芳香族性または非芳香族性の５員環、６員環、および炭素数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Ａ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。
【０１５０】
特に好ましいＡ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。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。
【０１５１】
本発明において、大きなカー定数を得るためには、高分子のメソゲン部位が本質的に持つΔｎが大きいほうが好ましい。この観点から、Ａはハロゲン、アルキル、およびハロゲン化アルキルで置換されてもよい１，４−フェニレン、ピリジン−２，５−ジイル、ピリミジン−２，５−ジイル、ピリダジン−３，６−ジイル、ナフタレン−２，６−ジイル、フルオレン−２，７−ジイルまたは９−メチルフルオレン−２，７−ジイルであることが好ましい。複合体の屈折率を最適化するために、メソゲン部位のΔｎが本質的に小さい必要がある場合には、Ａが１，４−シクロヘキシレン、１，４−シクロヘキセニレンまたは１，３−ジオキサン−２，５−ジイルであることが好ましい。
【０１５２】
Ｙは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）ｒ−、−Ｏ（ＣＨ2）ｒ−、および−（ＣＨ2）ｒＯ−であり、ｒが１〜２０の整数である。特に好ましいＹは、単結合、−（ＣＨ2）ｒ−、−Ｏ（ＣＨ2）ｒ−、および−（ＣＨ2）ｒＯ−であり、ｒが１〜１０の整数である。化合物の安定性を考慮して、−Ｙ−Ｒａ、および−Ｙ−Ｒｂは、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。
【０１５３】
Ｚは単結合、−（ＣＨ2）ｑ−、−Ｏ（ＣＨ2）ｑ−、−（ＣＨ2）ｑＯ−、−Ｏ（ＣＨ2）ｑＯ−、−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−であり、ｑは１〜２０の整数である。
【０１５４】
好ましいＺは単結合、−（ＣＨ2）ｑ−、−Ｏ（ＣＨ2）ｑ−、−（ＣＨ2）ｑＯ−、−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。
【０１５５】
ｐは１〜６の整数である。好ましいｐは、１〜３の整数である。ｐ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。ｐが２と３のときは、それぞれ三環と四環の化合物である。ｐ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。ｐ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。ｐが３〜６であるときについても同様である。Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｄ、Ｚ、ＡおよびＹについても同様である。
【０１５６】
化合物（Ｍ１）および化合物（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。
【０１５７】
化合物（Ｍ１）および化合物（Ｍ２）の更に好ましい例は、化合物（Ｍ１−１）〜（Ｍ２−２７）である。これらの化合物において、Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｄ、Ｚ、Ａ、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。
【０１５８】
化合物（Ｍ１−１）〜（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。
【０１５９】
【０１６０】
【０１６１】
【０１６２】
【０１６３】
【０１６４】
【０１６５】
【０１６６】
【０１６７】
【０１６８】
【０１６９】
【０１７０】
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。
【０１７１】
複合体の擬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、Ｚ、Ｙ、および（Ｆ）は前述と同一の意味を示す。
【０１７２】
【０１７３】
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。活性種の発生には光あるいは熱を使用でき、それぞれに最適な開始剤が種々知られている。
【０１７４】
光ラジカル重合開始剤の例は、チバスペシャリティー（株）のダロキュアーシリーズから１１７３および４２６５（いずれも商品名）、イルガキュアーシリーズから１８４、３６９、５００、６５１、７８４、８１９、９０７、１３００、１７００、１８００、１８５０、および２９５９（いずれも商品名）、などである。
【０１７５】
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。
【０１７６】
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と略す）、トリアリールスルホニウム塩（以下ＴＡＳと略す）などがあげられる。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。
【０１７７】
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。
【０１７８】
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。
【０１７９】
光カチオン重合開始剤の具体的な商品名の例はＵＣＣの製品のうちからサイラキュアーＵＶＩ−６９９０、サイラキュアーＵＶＩ−６９７４、サイラキュアーＵＶＩ−６９９２（それぞれ商品名）、旭電化（株）の製品からアデカオプトマーＳＰ−１５０、ＳＰ−１５２、ＳＰ−１７０、ＳＰ−１７２（それぞれ商品名）、ローディアの製品からPhotoinitiator ２０７４（商品名）、チバスペシャリティーの製品からイルガキュアー２５０（商品名）、ＧＥシリコンズの製品からＵＶ−９３８０Ｃ（商品名）などである。
【０１８０】
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。
【０１８１】
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。
【０１８２】
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。
【０１８３】
また、グリシジル基、エポキシ基、オキセタニル基を有する重合性化合物と硬化剤との硬化反応を促進するための硬化促進剤を含有することができる。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、三ふっ化ホウ素、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。
【０１８４】
重合開始剤に加えて１種または２種以上の他の好適な成分、例えば触媒、安定剤を含むことができる。特に、安定剤の添加は、例えば貯蔵中の不所望な重合を防止するために、好ましい。安定剤として、原理的にこの目的のために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。安定剤の代表例は、４−エトキシフェノール、ハイドロキノン、またはブチル化ヒドロキシトルエン（ＢＨＴ）である。
【０１８５】
本発明の複合体に用いられる高分子は特に限定されないが、一般に、光硬化および熱硬化により調製される。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。
【０１８６】
高分子／液晶複合体中の液晶材料の含有率は擬等方性を保持できる範囲であれば、カー係数を大きくするために可能な限り高含有率であることが好ましい。本発明の高分子／液晶複合体においては、６０〜９９重量％がこの要件を満足することができる。好ましくは６０〜８５重量％であり、より好ましくは６５〜８５重量％である。
【０１８７】
本発明は光学活性な液晶材料を用いることにより、高い液晶材料含有率においても擬等方性を発現することができる。結果として、大きなカー係数を発現することが可能で、さらに、カー係数の温度依存性が小さい材料とすることを可能としたものである。すなわち、本発明の高分子／液晶複合体においては、１×１０−９ｍｖ−２〜１×１０−６ｍｖ−２のカー係数を示すことができ、好ましい様態においては、１×１０−８ｍｖ−２〜１×１０−６ｍｖ−２のカー係数を示し、かつ温度差１０℃におけるカー係数の比が１．５以下である領域が存在する。カー係数が大きいということは、低電圧で屈折率の変化が可能であることを意味し、また、温度差１０℃でのカー係数の比が１．５以下であることは、電気複屈折率の温度依存性が小さく、広い温度範囲にわたって安定しているということと同義であり、光素子の設計上有意義である。
【０１８８】
本発明の高分子／液晶複合体に使用する光学活性な液晶材料の屈折率異方性（Δｎ）と誘電率異方性（Δε）の積の絶対値は０．５〜６０であることが好ましく、より好ましくは５〜６０である。Δｎを大きくする、あるいはΔεを大きくする、あるいは両者を大きくすることで、前述の積を大きくすることができるが、応答時間を短くするためにはより大きなΔεを、電気複屈折値ΔｎＥを大きくするためにはΔｎをより大きくすることが好ましい。ΔｎとΔεの積の絶対値は好ましくは５〜６０であるが、特に表示素子に使用する際、更に好ましくは１０〜６０である。
【０１８９】
本発明の高分子／液晶複合体に使用する光学活性ではない液晶材料の粘度は１０００ｍＰａ・ｓ以下であり、好ましくは４００ｍＰａ・ｓ以下、更に好ましくは２００ｍＰａ・ｓ以下である。粘度は屈折率変化の応答時間と相関があり、高速応答性を必要とする場合には、低粘性を持つ液晶材料が好ましい。１〜４０重量％の光学活性な化合物を混合することで、一般的には、得られる光学活性な液晶材料の粘度も増加するが、光学活性ではない液晶材料の粘度が１０００ｍＰａ・ｓ以下であれば問題はない。
【０１９０】
擬等方性を示せば本発明の高分子／液晶複合体に使用する光学活性な液晶材料のピッチはいずれでも良いが、好ましくは５００ｎｍ未満、可視光領域での不必要な散乱や反射を避けるために、より好ましくは４００ｎｍ未満である。ピッチは相関長と密接な関係があるので、高分子の混合割合、光学活性化合物の添加割合、光学活性化合物のＨＴＰ等を考慮し目的に応じて最適化する必要がある。
【０１９１】
好ましい相関長は１０ｎｍ〜８００ｎｍであるが、カー係数は相関長の二乗に比例するので、擬等方性が得られる範囲で可能な限り大きいことが好ましい。
【０１９２】
重合温度は、高分子／液晶複合体が高透明性と等方性を示す温度（但し、重合終了直後には重合部位がクロスニコルの偏光顕微鏡下で着色して見える場合もあるが、この場合にでもアニールすることで等方性を発現する温度であれば良い。以下同じ。）であることが好ましい。より好ましくはモノマーと液晶材料の混合物が等方相またはブルー相を発現する温度で、かつ、等方相ないしは擬等方相で重合を終了する。すなわち、重合後は高分子／液晶複合体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。
【０１９３】
本発明の第三は、本発明の高分子／液晶複合体を含む光素子である。
【０１９４】
本発明の光素子は、光学活性な液晶材料を用いることにより、高い液晶材料含有率においても擬等方性を発現することができるため、大きなカー係数を発現することが可能で、さらに、カー係数の温度依存性を小さくすることが可能である。すなわち、本発明の光素子は、１×１０−９ｍｖ−２〜１×１０−６ｍｖ−２のカー係数を示し、好ましい様態においては、１×１０−８ｍｖ−２〜１×１０−６ｍｖ−２のカー係数を示し、かつ温度差１０℃におけるカー係数の比が１．５以下である領域が存在する。カー係数が大きいということは、低電圧で屈折率の変化が可能であることを意味し、また、温度差１０℃でのカー係数の比が１．５以下であることは、電気複屈折率の温度依存性が小さく広い温度範囲にわたって安定しているということと同義であり、光素子として有用である。本発明の光素子は光学応答が非常に速く、光コンピュータなどの高速スイッチング素子や表示素子として利用できる。
さらに本発明の表示素子は、光学応答が非常に速いので、動画表示が可能である。また、櫛歯電極を使用して電界を印加した場合には、広視角が実現できる。
【０１９５】
本発明において、相関長の測定は以下の方法でおこなった。その他の物性値の測定は、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、またはこれを修飾した方法に従った。
【０１９６】
相関長（ξ）：測定に用いたセルはＩＴＯ電極付ガラス２枚からなるセル（セル厚：１２．６〜１２．９μｍ）に本発明のモノマーと光学活性な液晶材料の混合物を注入し、紫外線を照射することにより得た。このセルの散乱プロファイルを高分子フィルムダイナミックス解析装置（大塚電子（株）・ＤＹＮＡ−３０００型）により測定した。測定に使用した光源はＨｅ−Ｎｅレーザー（６３３ｎｍ）である。散乱プロファイルは散乱ベクトルｑを変数とする散乱強度Ｉの変化として得られる。得られた散乱プロファイルから、ｑ＝２．８〜３．０のときのＩの平均値を求め、下記のＤｅｂｙｅ−Ｂｕｅｃｈｅの式により相関長（ξ）を求めた。
Ｉ（ｑ）＝Ｉ（０）／（１＋ξ２ｑ２）２
【０１９７】
ネマチック相の上限温度（ＮＩ；℃）：偏光顕微鏡を備えた融点測定装置のホットプレートに試料を置き、１℃／分の速度で加熱した。試料の一部がネマチック相から等方性液体に変化したときの温度を測定した。
【０１９８】
ネマチック相の下限温度（ＴＣ；℃）：ネマチック相を有する試料をガラス瓶に入れ、０℃、−１０℃、−２０℃、−３０℃、および−４０℃のフリーザー中に１０日間保管したあと、液晶相を観察した。例えば、試料が−２０℃ではネマチック相のままであり、−３０℃では結晶またはスメクチック相に変化したとき、ＴＣ≦−２０℃と記載した。ネマチック相の下限温度を「下限温度」と略すことがある。記号の修正ＯＫです。宮澤
【０１９９】
粘度（η；２０℃で測定；ｍＰａ・ｓ）：粘度の測定にはＥ型粘度計を用いた。
【０２００】
光学異方性（屈折率異方性；Δｎ；２５℃で測定）：測定は、波長５８９ｎｍの光によりを用い、接眼鏡に偏光板を取り付けたアッベ屈折計により行った。主プリズムの表面を一方向にラビングしたあと、試料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。
【０２０１】
誘電率異方性（Δε；２５℃で測定）
１）誘電率異方性が正である液晶材料：２枚のガラス基板の間隔（ギャップ）が約９μｍ、ツイスト角が８０度のＴＮセルに試料を入れた。このセルにサイン波（１０Ｖ、１ｋＨｚ）を印加し、２秒後に液晶分子の長軸方向における誘電率（ε‖）を測定した。このセルにサイン波（０．５Ｖ、１ｋＨｚ）を印加し、２秒後に液晶分子の短軸方向における誘電率（ε⊥）を測定した。誘電率異方性の値は、Δε＝ε‖−ε⊥、の式から計算した。
【０２０２】
２）誘電率異方性が負である液晶材料：２枚のガラス基板の間隔（ギャップ）が約９μｍ、ホメオトロピック配向に処理した液晶セルに試料を入れ、サイン波（０．５Ｖ、１ｋＨｚ）を印加し、２秒後の誘電率（ε‖）を測定した。さらに２枚のガラス基板の間隔（ギャップ）が約９μｍ、ホモジニアス配向に処理した液晶セルに試料を入れ、サイン波（０．５Ｖ、１ｋＨｚ）を印加し、２秒後の誘電率（ε⊥）を測定した。誘電率異方性の値は、Δε＝ε‖−ε⊥、の式から計算した。
【０２０３】
しきい値電圧（Ｖｔｈ；２５℃で測定；Ｖ）：測定には大塚電子株式会社製のＬＣＤ５１００型輝度計を用いた。光源はハロゲンランプである。２枚のガラス基板の間隔（セルギャップ）が５．０μｍであり、ツイスト角が８０度であるノーマリーホワイトモード（normally white mode）のＴＮ素子に試料を入れた。このＴＮ素子に印加する電圧は０Ｖから１０Ｖまでを０．０２Ｖずつ段階的に増加させた。この際に、素子に垂直方向から光を照射し、素子を透過した光量を測定した。この光量が最大になったときが透過率１００％であり、この光量が最小であったときが透過率０％である電圧−透過率曲線を作成した。しきい値電圧は透過率が９０％になったときの電圧である。
【０２０４】
電圧保持率（ＶＨＲ；２５℃で測定；％）：測定に用いたＴＮ素子はポリイミド配向膜を有し、そしてセルギャップは６μｍである。この素子は試料を入れたあと紫外線によって重合する接着剤で密閉した。このＴＮ素子にパルス電圧（５Ｖで６０μ秒）を印加して充電した。減衰する電圧を高速電圧計で１６．７ｍ秒のあいだ測定し、単位周期において電圧曲線と横軸との間の面積を求めた。ＴＮ素子を取り除いたあと測定した電圧の波形から同様にして面積を求めた。２つの面積の値を比較して電圧保持率を算出した。
【０２０５】
ピッチ（Ｐ；２５℃で測定；ｎｍ）：カノのクサビ法で求めた。（R. R. Canoら、Bull. Fr. Soc. Miner. Cryst., 91, 20 (1968)）。液晶材料を角度がθであるカノのクサビ型セルに注入し数時間放置した。クサビ型セルに現れた隣り合う２本のディスクリネーションラインの間隔（Ｌ）を測定し、次式によりピッチ（Ｐ）を計算した。
Ｐ＝２Ｌ・ｔａｎθ
ここで、ディスクリネーションラインの間隔（Ｌ）は、測定顕微鏡（Ｎｉｋｏｎ・ＭＭ−６０型）を用いて測定した。なお、２５℃以外の温度で測定する場合は、融点測定装置のホットプレート内にクサビ型セルを挿入し、クサビ型セルが設定温度になった後、２本のディスクリネーションラインの間隔（Ｌ）を測微接眼レンズ（Ｎｉｋｏｎ・１０ＸＮ型）を用いて測定した。
この方法で測定できるピッチは、約１μｍ〜数百μｍであるので、数百ｎｍのピッチの算出は以下の外挿法で行った。例えばカノのクサビ法ではピッチが測定できない１０重量％の光学活性な化合物を添加した液晶組成物のピッチを算出するには、以下の方法で行った。１）光学活性な化合物の添加量が５重量％、２重量％、１重量％、０．５重量％である４つの液晶組成物を調製した。５重量％という添加量はカノのクサビ法で測定できる限界であった。その他の添加量は、５重量％の１／２、１／４、１／８程度になるように決めた。２）これらの液晶組成物のピッチを上記の方法で測定した。３）１０重量％に相当するピッチは、４つの液晶組成物における重量％とピッチの逆数との関係を外挿することによって計算した。
ピッチを測定するために調整した液晶組成物の光学活性な化合物の添加量は、添加する光学活性な化合物のＨＴＰの大きさにより、適宜調整した。すなわちＨＴＰの大きな光学活性な化合物を添加した液晶組成物の場合は、例えば４重量％がカノのクサビ法でピッチが測定できる限界だったので、４重量％、２重量％、１重量％、０．５重量％の４つの液晶組成物を調整した。これよりＨＴＰが小さい光学活性な化合物を添加した液晶組成物の場合は、例えば８重量％、４重量％、２重量％、１重量％の４つの液晶組成物を調整した。
【実施例】
【０２０６】
実施例により本発明を詳細に説明する。本発明は下記の実施例によって限定されない。比較例および実施例における化合物は、下記の表１の定義に基づいて記号により表した。表１において、１，４−シクロヘキシレンおよび１，３−ジオキサン−２，５−ジイルに関する立体配置はトランスである。−ＣＨ＝ＣＨ−の結合基に関する立体配置はトランスである。化合物の割合（百分率）は、組成物の全重量に基づいた重量百分率（重量％）である。最後に、液晶材料の特性値をまとめた。
【０２０７】
【０２０８】
実施例１
第一段 液晶材料（Ｍ００１−１）の調製
下記の光学活性ではない化合物を混合し、液晶材料（Ｍ００１−１）を得た。
２−ＨＢＢ（Ｆ）−Ｆ １６％
３−ＨＢＢ（Ｆ）−Ｆ １６％
５−ＨＢＢ（Ｆ）−Ｆ ３２％
５−ＢＢ−Ｃ ３６％
ＮＩ＝７２．６℃、ＴＣ≦−２０℃、Δｎ＝０．１６７、Δε＝８．３、｜Δｎ・Δε｜＝１．３８６、η＝２７．０ｍＰａ・ｓ、ＶＨＲ＝９０．６％
【０２０９】
第二段 光学活性な液晶材料（Ｍ００１−２）の調製
液晶材料（Ｍ００１−１）８８％とカイラル化合物ＺＬＩ−４５７２（Ｍｅｒｃｋ社製）１２％混合し、光学活性な液晶材料（Ｍ００１−２）を得た。光学活性な液晶材料（Ｍ００１−２）はブルー相を示し、ブルー相から等方相への転移温度は５８．２℃であった。また２５℃においてはコレステリック相を示し、この温度でのピッチは２１６ｎｍであった。このピッチから求めたカイラル化合物ＺＬＩ−４５７２のＨＴＰは２４．１（μｍ−１）である。
【０２１０】
第三段 モノマーと光学活性な液晶材料の混合物（Ｍ００１−３）の調製
光学活性な液晶材料（Ｍ００１−２）８７．１％、トリメチロールプロパントリアクリレート５．３８％、１，４−ジ（４−（６−（アクリロイルオキシ）ヘキシルオキシ）ベンゾイルオキシ）―２−メチルベンゼン７．１２％、光重合開始剤として２，２´−ジメトキシフェニルアセトフェノンを０．４％混合し、モノマーと光学活性な液晶材料の混合物（Ｍ００１−３）を得た。モノマーと光学活性な液晶材料の混合物（Ｍ００１−３）はブルー相を示し、ブルー相から等方相への転移温度は４３．５℃であった。
【０２１１】
第四段 高分子／液晶複合材料（Ｍ００１−４）の調製
モノマーと光学活性な液晶材料の混合物（Ｍ００１−３）を配向処理の施されていないＩＴＯ電極付ガラス基板間（電極間距離１２．９μｍ）に注入した。得られたセルを等方相以上の温度まで加熱しこの状態で、紫外光（紫外光強度１．５ｍＷｃｍ−２（３６５ｎｍ））を２０分間照射した。得られた高分子／液晶複合材料（Ｍ００１−４）を６０℃まで加温した後、冷却することにより高透明性と等方性を発現した。この状態は室温以下まで保たれた。
【０２１２】
実施例２
液晶材料（Ｍ００１−１）の代わりに液晶材料（Ｍ００２−１）〜（Ｍ０２１−１）を用いて、実施例１と同様な方法で、光学活性な液晶材料、モノマーと光学活性な液晶材料の混合物、および高分子／液晶複合材料を得た。
【０２１３】
液晶材料（Ｍ００２−１）
３−ＢＢＢ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ−ＯＣＦ３ ７％
２−ＨＢ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ２％
２−ＢＢ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ８％
３−ＢＢ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ）−ＯＣＦ３ ２％
３−ＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ）−Ｆ ２％
２−ＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ３％
３−ＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ １０％
５−ＨＢＢ（Ｆ）Ｂ−２ ３％
５−ＨＢＢ（Ｆ）Ｂ−３ ２％
３−ＨＢ−Ｏ２ ７％
３−ＨＨ−４ ３％
２−ＨＨＢ−ＣＬ ７％
３−ＨＨＢ−ＣＬ ７％
４−ＨＨＢ−ＣＬ ８％
３−ＨＨＢ−１ ８％
３−ＨＨＢ−３ ３％
３−ＨＧＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ３％
２−ＨＢＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ３％
３−ＨＢＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ４％
４−ＨＢＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ４％
５−ＨＢＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ４％
ＮＩ＝１１４．８℃、ＴＣ≦−２０℃、Δｎ＝０．１３５、Δε＝７．３、｜Δｎ・Δε｜＝０．９８６、η＝３７．２ｍＰａ・ｓ、ＶＨＲ＝９３．５％。
【０２１４】
液晶材料（Ｍ００３−１）
３−ＨＢ−Ｃ ２０．４％
５−ＨＢ−Ｃ ３０．６％
５−ＢＢ−Ｃ ２１．２５％
３−ＢＢ−Ｃ １２．７５％
３−ＢＢ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ １５％
ＮＩ＝６０．２℃、ＴＣ≦−２０℃、Δｎ＝０．１３３、Δε＝１３．８、｜Δｎ・Δε｜＝１．８３５、η＝２９．０ｍＰａ・ｓ、ＶＨＲ＝９２．１％。
【０２１５】
液晶材料（Ｍ００４−１）
３−ＨＢ−Ｃ ２０．４％
５−ＨＢ−Ｃ ３０．６％
７−ＨＢ−Ｃ ２１．２５％
３−ＨＢＢ−Ｃ １２．７５％
３−ＨＨＸＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ １５％
ＮＩ＝７３．７℃、ＴＣ≦−２０℃、Δｎ＝０．１２８、Δε＝１４．４、｜Δｎ・Δε｜＝１．８４３、η＝２８．６ｍＰａ・ｓ、ＶＨＲ＝９１．９％。
【０２１６】
液晶材料（Ｍ００５−１）
３−ＨＨＸＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ １１％
１Ｖ２−ＢＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｃ ５％
３−ＨＢ−Ｃ ２５％
１−ＢＴＢ−３ ５％
２−ＢＴＢ−１ １０％
３−ＨＨ−４ １１％
３−ＨＨＢ−３ ９％
３−Ｈ２ＢＴＢ−２ ４％
３−Ｈ２ＢＴＢ−３ ４％
３−Ｈ２ＢＴＢ−４ ４％
３−ＨＢ（Ｆ）ＴＢ−２ ６％
３−ＨＢ（Ｆ）ＴＢ−３ ６％
ＮＩ＝８２．８℃、ＴＣ≦−２０℃、Δｎ＝０．１５８、Δε＝８．３、｜Δｎ・Δε｜＝１．３１１、η＝１４．３ｍＰａ・ｓ、ＶＨＲ＝９２．２％．
【０２１７】
液晶材料（Ｍ００６−１）
２−ＨＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ １６％
３−ＨＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ １４％
５−ＨＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ １１％
２−ＨＨＢ−ＯＣＦ３ １７％
３−ＨＨＢ−ＯＣＦ３ １４％
２−ＧＢ（Ｆ）−Ｃ ３％
３−ＧＢ（Ｆ）−Ｃ ６％
５−ＧＢ（Ｆ）−Ｃ １１％
３−ＨＧＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ８％
ＮＩ＝５９．８℃、ＴＣ≦−１０℃、Δｎ＝０．０７４、Δε＝１２．９、｜Δｎ・Δε｜＝０．９５４、η＝３５．８ｍＰａ・ｓ、ＶＨＲ＝９２．５％。
【０２１８】
液晶材料（Ｍ００７−１）
２−ＨＮｐ（Ｆ）−Ｆ ４０％
５−ＨＮｐ（Ｆ）−Ｆ ４０％
３−ＨＨＮｐ（Ｆ）−Ｆ ２０％
ＮＩ＝８１．６℃、ＴＣ≦−１０℃、Δｎ＝０．１２３、Δε＝６．０、｜Δｎ・Δε｜＝０．７３８。
【０２１９】
液晶材料（Ｍ００８−１）
３−Ｈ２ＮｐＢ（Ｆ、Ｆ）−Ｆ ２０％
５−Ｈ２ＮｐＢ（Ｆ、Ｆ）−Ｆ ２０％
３−ＨＮｐＴＢ（Ｆ）−Ｆ １５％
３−ＨＮｐ（Ｆ）Ｂ（Ｆ）−Ｆ １５％
３−ＨＮｐ（Ｆ）Ｂ（Ｆ、Ｆ）−Ｆ １５％
３−ＨＮｐＢ（Ｆ）−Ｆ １５％
ＮＩ＝１６８．８℃、ＴＣ≦−１０℃、Δｎ＝０．２２９、Δε＝９．２、｜Δｎ・Δε｜＝２．１０７。
【０２２０】
液晶材料（Ｍ００９−１）
４−ＮｐＢ−Ｃ １０％
４−ＮｐＢ（Ｆ）−Ｃ ５％
４−Ｎｐ（Ｆ）Ｂ−Ｃ １０％
４−Ｎｐ（Ｆ）Ｂ（Ｆ）−Ｃ １０％
５−ＮｐＢ−Ｃ １０％
５−ＮｐＢ（Ｆ）−Ｃ ５％
３−Ｎｐ（Ｆ）Ｂ（Ｆ）−Ｆ ６％
４−Ｎｐ（Ｆ）Ｂ（Ｆ）−Ｆ ６％
５−Ｎｐ（Ｆ）Ｂ（Ｆ）−Ｆ ６％
３−Ｎｐ（Ｆ）ＴＢ（Ｆ）−Ｆ １０％
５−Ｎｐ（Ｆ）ＴＢ（Ｆ）−Ｆ １０％
３−ＮｐＴＢ（Ｆ、Ｆ）−Ｆ ６％
５−ＮｐＴＢ（Ｆ、Ｆ）−Ｆ ６％
ＮＩ＝６７．５℃、ＴＣ≦−１０℃、Δｎ＝０．２６２、Δε＝１４．５、｜Δｎ・Δε｜＝３．７９９。
【０２２１】
液晶材料（Ｍ０１０−１）
３−ＢＢ（２Ｆ、３Ｆ）−Ｏ２ １２％
３−ＢＢ（２Ｆ、３Ｆ）−Ｏ４ １０％
５−ＢＢ（２Ｆ、３Ｆ）−Ｏ４ １０％
２−ＢＢ（２Ｆ、３Ｆ）−３ ２５％
３−ＢＢ（２Ｆ、３Ｆ）−５ １３％
５−ＢＢ（２Ｆ、３Ｆ）−５ １４％
５−ＢＢ（２Ｆ、３Ｆ）−７ １６％
ＮＩ＝７３．４℃、ＴＣ≦−１０℃、Δｎ＝０．１９８、Δε＝−３．５、｜Δｎ・Δε｜＝０．６９３。
【０２２２】
液晶材料（Ｍ０１１−１）
３−ＨＢ−Ｏ２ １０％
５−ＨＢ−３ ８％
５−ＢＢ（２Ｆ、３Ｆ）−Ｏ２ １０％
３−ＨＢ（２Ｆ、３Ｆ）−Ｏ２ １０％
５−ＨＢ（２Ｆ、３Ｆ）−Ｏ２ ８％
３−ＨＨＢ（２Ｆ、３Ｆ）−Ｏ２ １２％
５−ＨＨＢ（２Ｆ、３Ｆ）−Ｏ２ ４％
５−ＨＨＢ（２Ｆ、３Ｆ）−Ｏ１ ４％
２−ＨＨＢ（２Ｆ、３Ｆ）−１ ５％
３−ＨＨＢ（２Ｆ、３Ｆ）−１ ５％
３−ＨＢＢ−２ ６％
３−ＢＢ（２Ｆ、３Ｆ）Ｂ−Ｏ３ ８％
５−Ｂ２ＢＢ（２Ｆ、３Ｆ）−Ｏ２ １０％
ＮＩ＝７３．０℃、ＴＣ≦−１０℃、Δｎ＝０．１２８、Δε＝−４．０、｜Δｎ・Δε｜＝０．５１２。
【０２２３】
液晶材料（Ｍ０１２−１）
５−ＰｙＢ−Ｆ ４％
３−ＰｙＢ（Ｆ）−Ｆ ４％
２−ＢＢ−Ｃ ５％
４−ＢＢ−Ｃ ５％
５−ＢＢ−Ｃ ５％
２−ＰｙＢ−２ ２％
３−ＰｙＢ−２ ２％
４−ＰｙＢ−２ ２％
６−ＰｙＢ−Ｏ５ ３％
６−ＰｙＢ−Ｏ６ ３％
６−ＰｙＢ−Ｏ７ ３％
６−ＰｙＢ−Ｏ８ ３％
３−ＰｙＢＢ−Ｆ ６％
４−ＰｙＢＢ−Ｆ ６％
５−ＰｙＢＢ−Ｆ ６％
３−ＨＨＢ−１ ６％
３−ＨＨＢ−３ ８％
２−Ｈ２ＢＴＢ−２ ４％
２−Ｈ２ＢＴＢ−３ ４％
２−Ｈ２ＢＴＢ−４ ４％
３−Ｈ２ＢＴＢ−２ ５％
３−Ｈ２ＢＴＢ−３ ５％
３−Ｈ２ＢＴＢ−４ ５％
ＮＩ＝９３．７（℃）、η＝３４．６（ｍＰａ・s）、Δｎ＝０．２０２、Δε＝６．５、｜Δｎ・Δε｜＝１．３１３、Ｖｔｈ＝２．９３（Ｖ）。
【０２２４】
液晶材料（Ｍ０１３−１）
２−ＢＢ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ １２％
３−ＢＢ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ １３％
３−ＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ）−Ｆ ５％
２−ＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ １０％
３−ＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ １０％
２−ＢＢ（Ｆ，Ｆ）ＸＢＢ（Ｆ）−Ｆ ５％
３−ＢＢ（Ｆ，Ｆ）ＸＢＢ（Ｆ）−Ｆ ５％
３−ＢＢ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ，Ｆ）Ｂ（Ｆ）−Ｆ ３％
２−ＢＢＢ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ３％
３−ＢＢＢ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ４％
３−ＨＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ８％
４−ＨＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ５％
３−Ｈ２ＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ １０％
３−Ｈ２ＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ７％
ＮＩ＝７８．７℃、ＴＣ≦−２０℃、Δｎ＝０．１３９、Δε＝１６．４、｜Δｎ・Δε｜＝２．２８０、η＝３９．４ｍＰａ・ｓ、ＶＨＲ＝９３．６％
【０２２５】
液晶材料（Ｍ０１４−１）
２Ｏ−ＢＺ―３ ２０％
３−ＨＥＢ（２Ｆ、３Ｆ）―Ｏ２ ２０％
３−Ｈ２ＢＢ（２Ｆ、３Ｆ）―Ｏ２ １５％
３−ＨＨＣＨ２ＯＢ（２Ｆ、３Ｆ）―Ｏ２ １５％
３−ＨＢ―Ｏ１ １８％
３−ＨＢＴＢ−Ｏ１ ３％
３−ＨＢＴＢ−Ｏ２ ３％
３−ＨＢＴＢ−Ｏ３ ３％
３−ＨＢ（Ｆ）ＢＨ−３ ３％
ＮＩ＝９２．０℃、ＴＣ≦−１０℃、Δｎ＝０．１４７、Δε＝−５．８、｜Δｎ・Δε｜＝０．８５３。
【０２２６】
液晶材料（Ｍ０１５−１）
３−ＨＢ−Ｏ２ ２０％
３−ＨＨＥ―１ １２％
４−ＨＥＢ―Ｏ１ ９％
４−ＨＥＢ―Ｏ２ ７％
５−ＨＥＢ―Ｏ１ ８％
３−ＨＢＢ―１ １０％
３−ＨＨＢ―３ ６％
４−ＨＥＢ（２Ｃ、３Ｃ）―Ｏ４ ４％
６−ＨＥＢ（２Ｃ、３Ｃ）―Ｏ４ ４％
３−ＨＥＢ（２Ｃ、３Ｃ）―Ｏ５ ５％
４−ＨＥＢ（２Ｃ、３Ｃ）―Ｏ５ ４％
５−ＨＥＢ（２Ｃ、３Ｃ）―Ｏ５ ３％
２−ＨＢＥＢ（２Ｃ、３Ｃ）―Ｏ２ ３％
４−ＨＢＥＢ（２Ｃ、３Ｃ）―Ｏ４ ５％
ＮＩ＝６２．０℃、ＴＣ≦−１０℃、Δｎ＝０．１０７、Δε＝−６．４、｜Δｎ・Δε｜＝０．６８４。
【０２２７】
液晶材料（Ｍ０１６−１）
５−ＨＨＶＴＢ−２ １０％
３−ＨＢ（Ｆ）−Ｃ １０％
２−ＨＢ（Ｆ）−Ｃ １０％
５−ＰｙＢ（Ｆ）−Ｆ １０％
３−ＧＢ−Ｃ １０％
２−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ ８％
３−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ ８％
５−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ ４％
２−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｃ １５％
３−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｃ １５％
ＮＩ＝８７．２℃、ＴＣ≦−２０℃、Δｎ＝０．１１９、Δε＝１４．７、｜Δｎ・Δε｜＝１．７４９。
【０２２８】
液晶材料（Ｍ０１７−１）
Ｖ２―ＨＢＴ―Ｃ １０％
３−ＨＢＴ−Ｃ １０％
３−ＨＢ−Ｃ １０％
５−ＨＢ−Ｃ ７％
５−ＢＢ−Ｃ ３％
２−ＢＴＢ−１ １０％
２−ＢＴＢ−Ｏ１ ５％
３−ＨＨ−４ ５％
３−ＨＨＢ−１ １０％
３−ＨＨＢ−３ １１％
３−Ｈ２ＢＴＢ−２ ３％
３−Ｈ２ＢＴＢ−３ ３％
３−ＨＢ（Ｆ）ＴＢ−２ ３％
５−ＢＴＢ（Ｆ）ＴＢ−３ １０％
ＮＩ＝１００．８℃、ＴＣ≦−２０℃、Δｎ＝０．２０５、Δε＝６．８、｜Δｎ・Δε｜＝１．３９４。
【０２２９】
液晶材料（Ｍ０１８−１）
３−Ｂ（Ｆ）Ｂ（Ｆ）Ｂ―ＣＬ ９％
５−Ｂ（Ｆ）Ｂ（Ｆ）Ｂ―ＣＬ ２４％
３−ＢＢ（２Ｆ）Ｂ（２Ｆ）―Ｆ ４％
３−ＨＢＢ（Ｆ）−Ｆ ４％
５−ＨＢＢ（Ｆ）−Ｆ ５％
３−ＨＢＢ（Ｆ、Ｆ）−Ｆ ９％
５−ＨＢＢ（Ｆ、Ｆ）−Ｆ １０％
３−ＨＢ（Ｆ）ＢＨ−３ ３％
５−ＨＢ（Ｆ）ＢＨ−５ ４％
Ｖ−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ ６％
２−ＢＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ、Ｆ）−Ｆ ６％
３−ＢＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ、Ｆ）−Ｆ ７％
２−Ｂ（Ｆ）Ｂ２Ｂ−ＣＬ ５％
３−Ｂ（Ｆ）Ｂ２Ｂ−ＣＬ ４％
ＮＩ＝１００．０℃、ＴＣ≦−２０℃、Δｎ＝０．２００、Δε＝１２．３、｜Δｎ・Δε｜＝２．４６０。
【０２３０】
液晶材料（Ｍ０１９−１）
３−ＨＢ−ＮＣＳ ３０％
５−ＨＢ−ＮＣＳ ３３％
７−ＨＢ−ＮＣＳ ２７％
９−ＨＢ−ＮＣＳ １０％
ＮＩ＝４３．０℃、ＴＣ≦−１０℃、Δε＝７．３。
【０２３１】
液晶材料（Ｍ０２０−１）
３−ＢＢ−ＮＣＯ ２０％
５−ＢＢ−ＮＣＯ １５％
３−ＨＢ−Ｃ ２０％
５−ＨＢ−Ｃ １５％
５−ＢＢ−Ｃ １４％
３−ＨＢＢＨ−３ ５％
５−ＨＢＢＨ−５ ５％
３−ＨＢＢＨ−５ ６％
【０２３２】
液晶材料（Ｍ０２１−１）
３―ＢＴＢ―Ｃ １０％
５−ＢＴＢ−Ｃ １０％
３−ＨＢ−Ｃ １０％
５−ＨＢ−Ｃ ７％
５−ＢＢ−Ｃ ３％
２−ＢＴＢ−１ １０％
２−ＢＴＢ−Ｏ１ ５％
３−ＨＨ−４ ５％
３−ＨＨＢ−１ １０％
３−ＨＨＢ−３ １１％
３−Ｈ２ＢＴＢ−２ ３％
３−Ｈ２ＢＴＢ−３ ３％
３−ＨＢ（Ｆ）ＴＢ−２ ３％
５−ＢＴＢ（Ｆ）ＴＢ−３ １０％
実施例３
【０２３３】
実施例１で得られた、高分子／液晶複合材料（Ｍ００１−４）が狭持されたセルに正弦波交流電界（周波数１ＫＨｚ）を印加した際の透過光強度からΔｎＥを測定し、電界強度の二乗に対するΔｎＥのプロットの傾きから、高分子／液晶複合材料（Ｍ００１−４）が示すカー定数を算出したところ、１．９×１０−９ｍｖ−２を超えるカー係数を発現し、かつ（２５℃のカー定数）／（３５℃のカー定数）＝１．０５であり、温度依存性が小さいことがわかった。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学活性な液晶材料、高分子と光学活性な液晶材料からなる複合体、及びそれら複合体を含有する光素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
光の強度や偏光状態を高速・高精度で制御する素子（以下、光素子ということがある）は、光情報処理技術において不可欠である。これまで、光素子として電気光学効果（電圧印加による屈折率の変化）を示す無機単結晶が主として使用されてきた。しかしながら、一般に無機単結晶は高価であり、形状の自由度に乏しいため、近年、液晶材料を用いた安価で小型の光素子が注目されている。また、複屈折率を持つ材料、例えば液晶材料の電気光学効果を利用した光素子として液晶表示素子が実用化されている。しかしながら、電圧印加時の液晶化合物の応答時間が長く、液晶表示素子の品位向上には限界がある。応答時間が１ｍ秒以下であればフィールドシーケンシャルが適応可能になり表示品位が格段に向上する。現在知られている実用液晶材料の応答時間は１０から２０ｍ秒程度である。
【０００３】
電気光学効果を利用した光変調については、ポッケルス効果、カー効果が知られている。カー効果とは電気複屈折値ΔｎＥが電場Ｅの二乗に比例する現象であり、カー効果を示す材料ではΔｎＥ＝ＫλＥ２が成立する。（Ｋ：カー係数（またはカー定数）、λ：波長）液晶材料の等方相においてもネマチック相（カイラルネマチック相）−等方相転移温度直上において、非常に大きなカー係数が観測されている。液晶材料の等方相におけるカー係数は相関長（ξ）の２乗に比例するとされており、大きなカー係数を得るためには、相関長の制御も重要である（例えば非特許文献１を参照）。相関長（ξ）はある一定の秩序を持った集合体の大きさである。液晶の場合には、分子のダイレクター方向が揃った液晶分子集団（協同的液晶分子集団と呼ぶ）の大きさが相関長（ξ）に相当する。この相関長（ξ）は降温下、液晶の透明点に近づくにしたがい急激に増大する。散乱等が起こらず等方性を示す範囲内で、相関長（ξ）が大きいほど、発現するカー効果が大きいので好ましい。
【０００４】
またネマチック液晶材料の微小滴を高分子マトリックス中に形成する技術が報告されている（例えば非特許文献２を参照）。この高分子／液晶複合体のカー係数は、室温近傍において４×１０―１０ｍＶ−２程度であり、かつ温度に対して敏感である。また、菊池らにより、高分子ネットワークと連続相を有するネマチック液晶からなる複合体からなり、高分子の３次元ネットワーク構造により短距離の秩序を有する協同的液晶分子集団を能動的に形成させる技術が報告されている（例えば非特許文献３、非特許文献４、非特許文献５を参照）。しかしながら、本技術においてはカー効果の発現温度範囲不十分であり、かつカー係数も低い。また、単なるネマチック液晶材料を高分子等により、ほとんど可視光線を散乱しない程度の微小領域に分割し、カー効果材料として機能させる方法が知られている（例えば特許文献１を参照）。これらに示されている高分子／液晶複合体の液晶材料の含有率は６０重量％以下である。
また、キラル液晶と高分子ネットワークを共存させることで、有限な相関長の熱的安定化が液晶相において可能となることが知られている（例えば非特許文献６）。この高分子／キラル液晶複合材料は大きなカー係数を広い温度範囲で発現するものの、液晶材料が最適化されておらず、十分な電気光学効果を発現していない。
【０００５】
優れた光素子を作製するためには可視光領域の波長（４００〜７００ｎｍ）の光を実質的に散乱せず（以下、単に高透明性ということがある）かつ光学的に等方性（以下、単に、等方性ということがある）とすること、次に、その高分子／液晶複合材料が大きなカー係数を安定的に広い温度範囲にわたって示すことが必要である。複合材料中の液晶材料の含有率が低いと、光素子として使用した場合に電圧印加時に複屈折の変化に寄与する部分が少ないため大きな電気複屈折を発現することができない。一方、液晶材料の含有率を高くすると、所望の高透明性と等方性を保持することができない。
【０００６】
通常、公知の液晶材料は、最適な屈折率異方性値（以下、Δｎと呼ぶことがある）や誘電率異方性値（以下、Δεと呼ぶことがある）などの諸物性値を得るために液晶相温度範囲、ΔｎおよびΔε等の異なる数種類から数十種類の液晶相を有する化合物を混合した組成物として用いられるため、他の液晶性化合物との相溶性が良好であることも必要である。しかし、光素子として実用に供し得るような十分に広い温度範囲にわたって大きなカー係数を安定的に発現することのできる好適な液晶材料、高分子材料および高分子／液晶複合材料に関する技術は見当たらない。
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−１８３９３７号公報
【非特許文献１】Phys. Lett., 69A, 276-278(1978)
【非特許文献２】J.Appl.Phys.,67(9), 4253-4259(1990)
【非特許文献３】高分子論文集、Vol.59, No.10, 602-607(2002)
【非特許文献４】第22回液晶討論会講演予稿集3D17、413頁(1996)
【非特許文献５】日本液晶学会討論会講演予稿集3C07、271頁(1996)
【非特許文献６】高分子学会予稿集、III Pa145(2004)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の第一の目的は、液晶材料の含有率が高いにもかかわらず、高透明性、等方性であり（以下、擬等方性ということがある）、広い温度範囲で大きくて安定したカー係数を示す高分子／液晶複合体である。第二の目的は、光学活性な化合物と光学活性ではない液晶材料の混合物である光学活性な液晶材料である。第三の目的は、この複合体を含有し電圧を印加することで屈折率が変化する光素子を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の問題を解決すべく検討した結果、本発明を完成した。本発明は下記の［１］〜［１３］項のとおりである。
【００１０】
［１］ 電圧無印加時には光学的に等方性であり、光学活性な液晶材料と高分子の複合体において、光学活性な液晶材料が室温でカイラルネマチック相またはブルー相を示し、かつ室温におけるカイラルピッチが１０ｎｍから１０μｍであり、カー係数が１×１０−９ｍＶ−２以上を示すことを特徴とする高分子／液晶複合体。
【００１１】
［２］ 光学活性な液晶材料が合計１〜４０重量％の光学活性な化合物と合計６０〜９９重量％の光学活性ではない液晶材料との混合物であって、かかる光学活性ではない液晶材料がネマチック相を持ち、かつ屈折率異方性と誘電率異方性の積の絶対値が０．５〜６０であり、粘度が１０００ｍＰａ・ｓ以下であり、電圧を印加した時に屈折率が変化することを特徴とする項１に記載の高分子／液晶複合体。
【００１２】
［３］ 光学活性ではない液晶材料が式（１）で表される化合物のいずれか１つ、または式（１）で表される化合物群から選ばれた２つ以上の化合物によって構成される液晶組成物であることを特徴とする項２に記載の高分子／液晶複合体。
【００１３】
Ｒ−（Ａ０−Ｚ０）ｎ−Ａ０−Ｒ （１）
【００１４】
式（１）において、Ａ０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以上の縮合環であるが、これらの環の少なくとも１つの水素がハロゲン、炭素数１〜３のアルキルまたはハロゲン化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良い；Ｒは独立に、水素、ハロゲン、−ＣＮ、−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い；Ｚ０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い；ｎは２、３または４である。
【００１５】
［４] 項３において、式（１）の化合物が、式（２）〜（１５）のいずれかである高分子／液晶複合体。
【００１６】
【００１７】
式（２）〜（４）において、Ｒ１は炭素数１〜１０のアルキルであり、このアルキルにおいて任意の−ＣＨ２−は−Ｏ−または−ＣＨ＝ＣＨ−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；Ｘ１はフッ素、塩素、−ＯＣＦ３、−ＯＣＨＦ２、−ＣＦ３、−ＣＨＦ２、−ＣＨ２Ｆ、−ＯＣＦ２ＣＨＦ２、−ＯＣＨＦ3または−ＯＣＦ２ＣＨＦＣＦ３であり；環Ｂおよび環Ｄは独立して１，４−シクロヘキシレン、１，３−ジオキサン−２，５−ジイルまたは任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい１，４−フェニレンであり、環Ｅは１，４−シクロヘキシレンまたは任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい１，４−フェニレンであり；Ｚ１およびＺ２は独立して−（ＣＨ２）２−、−（ＣＨ２）４−、−ＣＯＯ−、 −Ｃ≡Ｃ−、−（Ｃ≡Ｃ）２−、−（Ｃ≡Ｃ）３−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ２Ｏ−または単結合であり；そしてＬ１およびＬ２は独立して水素またはフッ素である。
【００１８】
【００１９】
式（５）、および（６）において、Ｒ２およびＲ３は独立して炭素数１〜１０のアルキルであり、このアルキルにおいて任意の−ＣＨ２−は−Ｏ−または−ＣＨ＝ＣＨ−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；Ｘ２は−ＣＮまたは−Ｃ≡Ｃ−ＣＮであり；環Ｇは１，４−シクロヘキシレン、１，４−フェニレン、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、またはピリミジン−２，５−ジイルであり；環Ｊは１，４−シクロヘキシレン、ピリミジン−２,５−ジイルまたは任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい１，４−フェニレンであり；環Ｋは１，４−シクロヘキシレン、ピリミジン−２,５−ジイル、ピリジン−２,５−ジイルまたは１，４−フェニレンであり；Ｚ３、およびＺ４は、−（ＣＨ２）２−、−ＣＯＯ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−Ｃ≡Ｃ−、−（Ｃ≡Ｃ）２−、−（Ｃ≡Ｃ）３−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯＯ−または単結合であり；Ｌ３、Ｌ４およびＬ５は独立して水素またはフッ素であり；そしてａ、ｂ、ｃおよびｄは独立して０または１である。
【００２０】
【００２１】
式（７）〜（１２）において、Ｒ４およびＲ５は独立して炭素数１〜１０のアルキルであり、このアルキルにおいて任意の−ＣＨ２−は−Ｏ−または−ＣＨ＝ＣＨ−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、あるいはＲ５はフッ素であってもよく；環Ｍおよび環Ｐは独立して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、またはオクタヒドロナフタレン−２，６−ジイルであり；Ｚ５およびＺ６は独立して−（ＣＨ２）２−、−ＣＯＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−（Ｃ≡Ｃ）２−、−（Ｃ≡Ｃ）３−、−ＳＣＨ２ＣＨ２−、−ＳＣＯ−または単結合であり；そしてＬ６およびＬ７は独立して水素またはフッ素であり、Ｌ６とＬ７の少なくとも一つはフッ素であり、環Ｗは独立して、下記に表したＷ１〜Ｗ１５であり；そしてｅおよびｆは独立して０、１または２であるが、ｅおよびｆは同時に０であることはない。
【００２２】
【００２３】
【００２４】
式（１３）〜（１５）において、Ｒ６およびＲ７は独立して水素、炭素数１〜１０のアルキルであり、このアルキルにおいて任意の−ＣＨ２−は−Ｏ−、−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フッ素で置き換えられてもよく；環Ｑ、環Ｔおよび環Ｕは独立して１，４−シクロヘキシレン、ピリジン−２，５−ジイル、ピリミジン−２、５−ジイル、または任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい１，４−フェニレンであり；そしてＺ７およびＺ８は独立して−Ｃ≡Ｃ−、−（Ｃ≡Ｃ）２−、−（Ｃ≡Ｃ）３−、−ＣＨ＝ＣＨ−Ｃ≡Ｃ−、−Ｃ≡Ｃ−ＣＨ＝ＣＨ−Ｃ≡Ｃ−、−Ｃ≡Ｃ−（ＣＨ２）２−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＣＯＯ−、−（ＣＨ２）２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、または単結合である。
【００２５】
［５] 項３において、式（１）の化合物が、項４に記載の式（２）〜（４）のいずれかである高分子／液晶複合体。
【００２６】
［６] 項３において、式（１）の化合物が、項４に記載の式（５）および（６）のいずれかである高分子／液晶複合体。
【００２７】
［７] 項３において、式（１）の化合物が、項４に記載の式（７）〜（１２）のいずれかである高分子／液晶複合体。
【００２８】
［８] 項３において、式（１）の化合物が、項４に記載の式（１３）〜（１５）のいずれかである高分子／液晶複合体。
【００２９】
［９］ 光学活性な化合物が４０μｍ−１以上の螺旋誘起力ＨＴＰを持つことを特徴とする項３から８に記載の高分子／液晶複合体。
［１０］ 光学活性な液晶材料のピッチが５００ｎｍ未満であることを特徴とする項３から８に記載の高分子／液晶複合体。
［１１］ 屈折率異方性と誘電率異方性の積の絶対値が５〜６０であり、相間長が１０ｎｍ〜８００ｎｍであることを特徴とする項３から８に記載の高分子／液晶複合体。
［１２］ 項３から８において、光学活性な化合物が、式（Ｃ１）〜（Ｃ５）のいずれかである高分子／液晶複合体。
【００３０】
【００３１】
式（Ｃ１）〜（Ｃ５）において、Ａは独立に、芳香族性あるいは非芳香族性の３〜８員環、または、炭素数９以上の縮合環であるが、これらの環の少なくとも１つの水素がハロゲン、炭素数１〜３のアルキルまたはハロアルキルで置き換えられてもよく、−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良い；Ｒ８は独立に、水素、ハロゲン、−ＣＮ、−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い；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い；ｍは２〜４である。Ｒ９は水素または炭素数１〜３のアルキルを示し、Ｘは単結合、−ＣＯＯ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＣＨ２ＣＨ２−を示す。これら化合物において光学活性部位の立体化学は光学的に活性であればいずれでもよい。
【００３２】
［１３］ 項１〜１２のいずれか１項の高分子／液晶複合体を含むことを特徴とする光素子。
【発明の効果】
【００３３】
本発明によって液晶材料の含有率が高いにもかかわらず高透明性、等方性であり、光素子を製造するのに好適、かつ十分に大きなカー係数を示す高分子／液晶複合材料の製造が可能となる。また、ΔｎやΔε等の諸物性値および液晶温度範囲の異なる液晶材料を用いることで所望の広い温度範囲にわたって十分に大きなカー係数を安定的に得ることが可能となる。本発明の高分子／液晶複合材料を用いた光素子は、従来技術に比べて低い電圧で、あるいは高透明性、等方性で高速応答、かつ所望の電気複屈折値に到達することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
液晶性の用語は、液晶相を持つことおよび液晶相を持たないが液晶組成物の成分として有用なことの総称である。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）、式（２）などで表わされる化合物をそれぞれ化合物（１）、化合物（２）などと表記することがある。
【００３５】
本発明において、高分子／液晶複合材料の用語は、高分子中に液晶材料が分散している状態を総称する。本発明では特に、高分子と液晶材料は微視的には分離しており、液晶材料のみの領域（ドメイン）の大きさはある一定の標準偏差を持つ分散をしているが、十分に小さいので、巨視的には、即ち可視光領域では均一な状態を示す。本願ではこの状態を擬等方と呼ぶ。高分子の前駆体、即ち重合前の重合性モノマーと液晶材料の混合物は完全に混合し均一な混合物であるが、重合性モノマーが重合する過程において、反応点を持つ重合体は徐々に液晶材料と相分離を起こし、最終的に高分子／液晶複合材料を与える。
【００３６】
本発明において、相関長（ξ）は協同的液晶分子集団の大きさを表し、本願では単位ｎｍで表現する。協同的液晶分子集団の中にある液晶分子はそれらの分子長軸（ダイレクター）がほぼ揃った状態であり、ダイレクターの方向は隣接する協同的液晶分子集団のダイレクターの方向と互いに異なる。全てが均一に配向した液晶状態では相関長は無限大であり、等方性液体では、相関長は１つの液晶分子の大きさに等しい。
【００３７】
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。このように語「任意の」は、「区別なく選択された少なくとも１つの」を意味する。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。
【００３８】
本発明の第一は、電圧非印加時には光学的に等方性であり、カー係数が１×１０−９ｍＶ−２以上を示し、光学活性な液晶材料と高分子の複合体である。かかる複合体において、光学活性な液晶材料が室温でカイラルネマチック相またはブルー相を示し、かつ室温におけるカイラルピッチが１０ｎｍから１０μｍである。この光学活性な液晶材料は合計１〜４０重量％の１種以上の光学活性な化合物と合計６０〜９９重量％の光学活性ではない液晶材料との混合物であって、かかる光学活性ではない液晶材料がネマチック相を持ち、かつΔｎとΔεの積が０．５〜６０であり、粘度が１０００ｍＰａ・ｓ以下であり、相間長が１０ｎｍ〜１μｍであり、電圧を印加した時に屈折率が変化する時間は１ｍ秒未満であることを特徴とする。本発明の液晶材料／高分子複合体において、液晶材料の含有率は６０〜９９重量％である。
【００３９】
本発明の第二は、第一の発明の高分子／液晶複合体に使用するに適した光学活性な液晶材料である。光学活性な液晶材料は、合計１〜４０重量％の１種以上の光学活性な化合物と合計６０〜９９重量％の光学活性ではない液晶材料との混合物である。光学活性ではない液晶材料は式（１）〜（１５）の化合物から選ばれる。
【００４０】
Ｒ、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９、Ｚ０、Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３、Ｚ４、Ｚ５、Ｚ６、Ｚ７、Ｚ８、Ｘ１、Ｘ２、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５、Ｌ６、Ｌ７、Ｐ、ｍ、ｎ、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、Ａ０、環Ｂ、環Ｄ、環Ｅ、環Ｍ、環Ｐ、環Ｗ、環Ｑ、環Ｔ、および環Ｕを適切に選択することで、目的の物性を有する化合物（１）〜（１５）を得ることができる。
【００４１】
式（１）において、Ｒは独立に、水素、ハロゲン、−ＣＮ、−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いが、好ましいＲの例は、水素、フッ素、塩素、または炭素数１〜１０のアルキル、アルコキシ、ハロゲン化アルキル、ハロゲン化アルコキシ、−ＣＮ、−Ｎ＝Ｃ＝Ｏ、−Ｎ＝Ｃ＝Ｓであるが、高い液晶性を得るために分子の少なくとも一方の末端置換基は非極性基であることが好ましい。大きなΔεとΔｎが得られるので、他方は−ＣＮ、−Ｎ＝Ｃ＝Ｏ、−Ｎ＝Ｃ＝Ｓ、ハロゲン化アルキル、ハロゲン化アルコキシが好ましい。
【００４２】
式（１）において、Ａ０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以上の縮合環であるが、これらの環の少なくとも１つの水素がハロゲン、炭素数１〜３のアルキルまたはハロアルキルで置き換えられてもよく、−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良いが、好ましくは、芳香族性あるいは非芳香族性の５ないし６員環、またはナフタレン−２，６−ジイル、フルオレン−２，７−ジイル、これらの環の少なくとも１つの水素がハロゲン、炭素数１〜３のアルキルまたはフルオロアルキルで置き換えられてもよい。
【００４３】
各式中、これらの環は左右逆向きに結合してもよい。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。
【００４４】
式（１）において、Ｚ０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い結合基である。Ｚ０は好ましくは、ΔｎおよびΔεを大きくする傾向があり、本発明の目的に合致するので、不飽和結合を含むことが好ましいが、必要な異方性値が得られればいずれの結合基を用いても良い。
【００４５】
式（２）〜（４）において、Ｒ１は炭素数１〜１０のアルキルであり、このアルキルにおいて任意の−ＣＨ２−は−Ｏ−または−ＣＨ＝ＣＨ−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いが、好ましくは、炭素数１〜１０のアルキル、アルコキシ、炭素数２〜１０のアルケニル、アルキニルである。
【００４６】
式（２）〜（４）において、Ｘ１はフッ素、塩素、−ＯＣＦ３、−ＯＣＨＦ２、−ＣＦ３、−ＣＨＦ２、−ＣＨ２Ｆ、−ＯＣＦ２ＣＨＦ２、−ＯＣＨＦ3または−ＯＣＦ２ＣＨＦＣＦ３である。いずれも大きなΔεを誘起するので好ましいが、大きなΔεを得るためにはフッ素の数は多い方が好ましい。
【００４７】
式（２）〜（４）において、環Ｂおよび環Ｄは独立して１，４−シクロヘキシレン、１，３−ジオキサン−２，５−ジイルまたは任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい１，４−フェニレンであり、環Ｅは１，４−シクロヘキシレンまたは任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい１，４−フェニレンである。ΔｎおよびΔεを大きくできるので、芳香環を多く含むことが本発明の目的に合致し好ましい。
【００４８】
式（２）〜（４）において、Ｚ１およびＺ２は独立して−（ＣＨ２）２−、−（ＣＨ２）４−、−ＣＯＯ−、−（Ｃ≡Ｃ）１，２，３−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ２Ｏ−または単結合であるが、−ＣＯＯ−、−（Ｃ≡Ｃ）１，２，３−、−ＣＦ２Ｏ−、および−ＣＨ＝ＣＨ−がΔｎおよびΔεを大きくするので好ましい。
【００４９】
式（２）〜（４）において、Ｌ１およびＬ２は独立して水素またはフッ素であるが、液晶性を損なわない範囲でフッ素であることがΔεを大きくするために好ましい。
【００５０】
式（２）〜（４）はいずれも本発明に好適に使用できるが、より具体的には、（２−１）〜（４−３６）である。図中、Ｒ１、Ｘ１はこれまでと同一の意味を示す。
【００５１】
【００５２】
【００５３】
【００５４】
【００５５】
【００５６】
【００５７】
【００５８】
【００５９】
【００６０】
【００６１】
【００６２】
【００６３】
【００６４】
【００６５】
【００６６】
【００６７】
【００６８】
【００６９】
【００７０】
【００７１】
【００７２】
【００７３】
【００７４】
【００７５】
【００７６】
【００７７】
【００７８】
【００７９】
式（５）および（６）において、Ｒ２およびＲ３は独立して炭素数１〜１０のアルキルであり、このアルキルにおいて任意の−ＣＨ２−は−Ｏ−または−ＣＨ＝ＣＨ−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いが、好ましくは、炭素数１〜１０のアルキル、アルコキシ、炭素数２〜１０のアルケニル、アルキニルである。
【００８０】
式（５）および（６）において、Ｘ２は−ＣＮまたは−Ｃ≡Ｃ−ＣＮである。環Ｇは１，４−シクロヘキシレン、１，４−フェニレン、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、またはピリミジン−２，５−ジイルであり、環Ｊは１，４−シクロヘキシレン、ピリミジン−２,５−ジイルまたは任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい１，４−フェニレンであり、環Ｋは１，４−シクロヘキシレン、ピリミジン−２,５−ジイル、ピリジン−２,５−ジイルまたは１，４−フェニレンであるが、分極率異方性を増加することでΔｎおよびΔεを大きくできるので、液晶性を損なわない範囲で、芳香環を多く含むことが本発明の目的に合致し好ましい。
【００８１】
式（５）および（６）において、Ｚ３、およびＺ４は、−（ＣＨ２）２−、−ＣＯＯ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−Ｃ≡Ｃ−、−（Ｃ≡Ｃ）２−、−（Ｃ≡Ｃ）３−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯＯ−または単結合であるが、−ＣＯＯ−、−ＣＦ２Ｏ−、−Ｃ≡Ｃ−、−（Ｃ≡Ｃ）２−、−（Ｃ≡Ｃ）３−、−（ＣＨ＝ＣＨ）２−、および−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯＯ−を含むことが分極率異方性を増加する点で好ましい。
【００８２】
式（５）および（６）において、Ｌ３、Ｌ４およびＬ５は独立して水素またはフッ素であり；そしてａ、ｂ、ｃおよびｄは独立して０または１である。
【００８３】
式（５）および（６）はいずれも本発明に好適に使用できるが、より具体的には、（５−１）〜（６−６）である。図中、Ｒ２、Ｒ３、Ｘ２はこれまでと同一の意味を示し、Ｒ´は炭素数１〜７のアルキルを示す。
【００８４】
【００８５】
【００８６】
【００８７】
【００８８】
【００８９】
【００９０】
【００９１】
【００９２】
【００９３】
【００９４】
【００９５】
【００９６】
【００９７】
【００９８】
【００９９】
【０１００】
【０１０１】
式（７）〜（１２）において、Ｒ４およびＲ５は独立して炭素数１〜１０のアルキルであり、このアルキルにおいて任意の−ＣＨ２−は−Ｏ−または−ＣＨ＝ＣＨ−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、あるいはＲ５はフッ素であってもよいが、好ましくは、炭素数１〜１０のアルキル、アルコキシ、炭素数２〜１０のアルケニル、アルキニルである。
【０１０２】
式（７）〜（１２）において、環Ｍおよび環Ｐは独立して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、またはオクトヒドロナフタレン−２，６−ジイルであるが、ΔｎおよびΔεを大きくできるので、液晶性を損なわない範囲で、芳香環を多く含むことが本発明の目的に合致し好ましい。環Ｗは独立して、Ｗ１〜Ｗ１５であるが、Ｗ２〜Ｗ８、Ｗ１０、Ｗ１２〜１５が化学的により安定であり好ましい。
【０１０３】
式（７）〜（１２）において、Ｚ５およびＺ６は独立して−（ＣＨ２）２−、−ＣＯＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−（Ｃ≡Ｃ）２−、−（Ｃ≡Ｃ）３−、−Ｓ−ＣＨ２ＣＨ２−、−ＳＣＯ−または単結合であるが、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−（Ｃ≡Ｃ）２−、および−（Ｃ≡Ｃ）３−を含むことがΔｎおよびΔεを増加する点で好ましい。
【０１０４】
式（７）〜（１２）において、Ｌ６およびＬ７は独立して水素またはフッ素であり、Ｌ６とＬ７の少なくとも一つはフッ素であるが、Δεを大きくできるので、液晶性を損なわない範囲でフッ素を多く含む方が好ましい。
【０１０５】
式（７）〜（１２）はいずれも本発明に好適に使用できるが、より具体的には、（７−１）〜（１２−２６）である。図中、Ｒ４、およびＲ５はこれまでと同一の意味を示す。
【０１０６】
【０１０７】
【０１０８】
【０１０９】
【０１１０】
【０１１１】
【０１１２】
【０１１３】
【０１１４】
【０１１５】
式（１３）〜（１５）において、Ｒ６およびＲ７は独立して水素、炭素数１〜１０のアルキルであり、このアルキルにおいて任意の−ＣＨ２−は−Ｏ−、−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フッ素で置き換えられてもよいが、好ましくは、炭素数１〜１０のアルキル、アルコキシ、炭素数２〜１０のアルケニル、アルキニルである。
【０１１６】
式（１３）〜（１５）において、環Ｑ、環Ｔおよび環Ｕは独立して１，４−シクロヘキシレン、ピリジン−２，５−ジイル、ピリミジン−２、５−ジイル、または任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい１，４−フェニレンであるが、ΔｎおよびΔεを大きくできるので、液晶性を損なわない範囲で、芳香環を多く含むことが本発明の目的に合致し好ましい。
【０１１７】
式（１３）〜（１５）において、Ｚ７およびＺ８は独立して−Ｃ≡Ｃ−、−（Ｃ≡Ｃ）２−、−（Ｃ≡Ｃ）３−、−ＣＨ＝ＣＨ−Ｃ≡Ｃ−、−Ｃ≡Ｃ−ＣＨ＝ＣＨ−Ｃ≡Ｃ−、−Ｃ≡Ｃ−（ＣＨ２）２−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＣＯＯ−、−（ＣＨ２）２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、または単結合であるが、−ＣＨ＝ＣＨ−、および−Ｃ≡Ｃ−、−（Ｃ≡Ｃ）２−、−（Ｃ≡Ｃ）３−、を含むことが分極率異方性を増加する点で好ましい。
【０１１８】
式（１３）〜（１５）はいずれも本発明に好適に使用できるが、より具体的には、（７−１）〜（１５−１８）である。図中、Ｒ６、Ｒ７、およびＲ´はこれまでと同一の意味を示す。
【０１１９】
【０１２０】
【０１２１】
【０１２２】
【０１２３】
【０１２４】
【０１２５】
【０１２６】
【０１２７】
【０１２８】
【０１２９】
【０１３０】
【０１３１】
【０１３２】
【０１３３】
光学活性な液晶材料としては、大きなＨＴＰを持つ光学活性化合物であればいずれも本発明に使用できる。その中でも光学活性ではない液晶との高い相溶性と大きなＨＴＰを併せ持つことから、軸不斉を持つ化合物が好ましい。特に、１，２−ジフェニルエタン−１，２−ジオール誘導体（Ｃ１）、ソルビトール誘導体（Ｃ２）、酒石酸誘導体（Ｃ３）、およびビナフトール誘導体（Ｃ４）および（Ｃ５）が好適である。原料の入手のし易さや合成の簡便さを考慮した場合、化合物（Ｃ１）、（Ｃ３）〜（Ｃ５）の不斉炭素上のベンゼン環およびナフタレン環は非置換でよいが、ベンゼン環およびナフタレン環上の水素がアルキルや液晶性メソゲンで置き換わっていても、同様な優れた特性を示すので構わない。これら化合物において光学活性部位の立体化学は光学的に活性であればいずれでもよい。
【０１３４】
光学活性化合物の混合量は合計１〜４０重量％であり、混合量を調整することで光学活性な液晶のカイラルピッチや高分子／液晶複合体の相関長を調整できる。混合量は、好ましくは合計５〜２５重量％、より好ましくは合計５〜１５重量％である。用いる光学活性化合物は１種類だけでもよいが、複数の化合物を混合して用いてもよい。複数の光学活性化合物を用いる場合には、添加量を出来るだけ低く抑えるという面からは、同一のねじれ方向を有する化合物同士の組み合わせが好ましい。カイラルピッチの温度依存性を調整する必要がある場合などには、逆向きのねじれ方向を有する化合物を組み合わせることも出来る。
【０１３５】
化合物（Ｃ１）〜（Ｃ５）の中で特に好ましい化合物は下記の通りである。しかし、これらは代表例であり、同様な特性を示せばいずれのものでも本発明に使用できる。Ｒ８は前述と同一の意味を示す。
【０１３６】
【０１３７】
【０１３８】
【０１３９】
【０１４０】
【０１４１】
化合物（Ｃ１）〜（Ｃ５）は公知の有機化学的手法を用いることで、当該業者は製造できるが、例えば、下記の先行文献およびそれらに記載されている参考文献を参照することで製造できる。
化合物（Ｃ１）： ＷＯ０２／４０６１４
化合物（Ｃ２）： ＷＯ９８／００４２８、ＥＰ１，２７３，５８５
化合物（Ｃ３）： ＷＯ０２／０６２６５
化合物（Ｃ４）： ＤＥ３６０４９０１、ＷＯ０２／０６１９５
化合物（Ｃ５）： ＷＯ０２／０３４７３９、ＷＯ０２／０９４８０５
【０１４２】
光学活性ではない液晶材料は公知のものを好適に使用できる。化学構造や製造方法はデータベースLiqCryst（登録商標、LCI Publisher, Hamburg, Germany）およびその掲載文献を参照できる。また、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も製造できる。
【０１４３】
本発明の複合材料を構成するもう一つの成分である高分子について以下に説明する。本発明の複合材料を構成する高分子は特に限定されないが、高分子の原料としては、低分子量のモノマーまたはマクロモノマーの他、オリゴマーを使用することもでき、本発明において高分子の原料モノマーとはこれらを包含する意味で用いている。また、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による三次元架橋構造を有するものが好ましい。高度に高透明性と等方性をより発現させるためには三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％以上含有させることが好ましい。また液晶材料との相溶性の面からは、高分子の原料モノマーとしてメソゲン部位を有するものが好ましく。メソゲン部位を有する原料モノマーを一部あるいは全部用いることができる。
【０１４４】
メソゲン部位を有さない三つ以上の重合性のある官能基を持つモノマーとして、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・トリメクリレートなどを挙げることができるがこれに限定されない。
【０１４５】
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、下記の式（Ｍ１）または式（Ｍ２）で表されるモノマーを挙げることができる。
Ｒａ−Ｙ−（Ａ−Ｚ）ｐ−Ａ−Ｙ−Ｒｂ （Ｍ１）
Ｒｂ−Ｙ−（Ａ−Ｚ）ｐ−Ａ−Ｙ−Ｒｂ （Ｍ２）
式中、Ｒａは水素、ハロゲン、−ＣＮ、−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−ＣＮで置き換えられてもよい。
【０１４６】
好ましいＲａは、水素、ハロゲン、−ＣＮ、−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、−ＣＮ、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。これらの基において、アルキルおよびアルケニルは分岐よりも直鎖の方が好ましい。
【０１４７】
Ｒｂは、基（Ｍ３−１）〜基（Ｍ３−７）の重合性基である。
【０１４８】
Ｒｄは水素、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。
【０１４９】
Ａは芳香族性または非芳香族性の５員環、６員環、および炭素数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Ａ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。
【０１５０】
特に好ましいＡ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。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。
【０１５１】
本発明において、大きなカー定数を得るためには、高分子のメソゲン部位が本質的に持つΔｎが大きいほうが好ましい。この観点から、Ａはハロゲン、アルキル、およびハロゲン化アルキルで置換されてもよい１，４−フェニレン、ピリジン−２，５−ジイル、ピリミジン−２，５−ジイル、ピリダジン−３，６−ジイル、ナフタレン−２，６−ジイル、フルオレン−２，７−ジイルまたは９−メチルフルオレン−２，７−ジイルであることが好ましい。複合体の屈折率を最適化するために、メソゲン部位のΔｎが本質的に小さい必要がある場合には、Ａが１，４−シクロヘキシレン、１，４−シクロヘキセニレンまたは１，３−ジオキサン−２，５−ジイルであることが好ましい。
【０１５２】
Ｙは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）ｒ−、−Ｏ（ＣＨ2）ｒ−、および−（ＣＨ2）ｒＯ−であり、ｒが１〜２０の整数である。特に好ましいＹは、単結合、−（ＣＨ2）ｒ−、−Ｏ（ＣＨ2）ｒ−、および−（ＣＨ2）ｒＯ−であり、ｒが１〜１０の整数である。化合物の安定性を考慮して、−Ｙ−Ｒａ、および−Ｙ−Ｒｂは、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。
【０１５３】
Ｚは単結合、−（ＣＨ2）ｑ−、−Ｏ（ＣＨ2）ｑ−、−（ＣＨ2）ｑＯ−、−Ｏ（ＣＨ2）ｑＯ−、−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−であり、ｑは１〜２０の整数である。
【０１５４】
好ましいＺは単結合、−（ＣＨ2）ｑ−、−Ｏ（ＣＨ2）ｑ−、−（ＣＨ2）ｑＯ−、−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。
【０１５５】
ｐは１〜６の整数である。好ましいｐは、１〜３の整数である。ｐ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。ｐが２と３のときは、それぞれ三環と四環の化合物である。ｐ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。ｐ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。ｐが３〜６であるときについても同様である。Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｄ、Ｚ、ＡおよびＹについても同様である。
【０１５６】
化合物（Ｍ１）および化合物（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。
【０１５７】
化合物（Ｍ１）および化合物（Ｍ２）の更に好ましい例は、化合物（Ｍ１−１）〜（Ｍ２−２７）である。これらの化合物において、Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｄ、Ｚ、Ａ、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。
【０１５８】
化合物（Ｍ１−１）〜（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。
【０１５９】
【０１６０】
【０１６１】
【０１６２】
【０１６３】
【０１６４】
【０１６５】
【０１６６】
【０１６７】
【０１６８】
【０１６９】
【０１７０】
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。
【０１７１】
複合体の擬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、Ｚ、Ｙ、および（Ｆ）は前述と同一の意味を示す。
【０１７２】
【０１７３】
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。活性種の発生には光あるいは熱を使用でき、それぞれに最適な開始剤が種々知られている。
【０１７４】
光ラジカル重合開始剤の例は、チバスペシャリティー（株）のダロキュアーシリーズから１１７３および４２６５（いずれも商品名）、イルガキュアーシリーズから１８４、３６９、５００、６５１、７８４、８１９、９０７、１３００、１７００、１８００、１８５０、および２９５９（いずれも商品名）、などである。
【０１７５】
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。
【０１７６】
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と略す）、トリアリールスルホニウム塩（以下ＴＡＳと略す）などがあげられる。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。
【０１７７】
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。
【０１７８】
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。
【０１７９】
光カチオン重合開始剤の具体的な商品名の例はＵＣＣの製品のうちからサイラキュアーＵＶＩ−６９９０、サイラキュアーＵＶＩ−６９７４、サイラキュアーＵＶＩ−６９９２（それぞれ商品名）、旭電化（株）の製品からアデカオプトマーＳＰ−１５０、ＳＰ−１５２、ＳＰ−１７０、ＳＰ−１７２（それぞれ商品名）、ローディアの製品からPhotoinitiator ２０７４（商品名）、チバスペシャリティーの製品からイルガキュアー２５０（商品名）、ＧＥシリコンズの製品からＵＶ−９３８０Ｃ（商品名）などである。
【０１８０】
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。
【０１８１】
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。
【０１８２】
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。
【０１８３】
また、グリシジル基、エポキシ基、オキセタニル基を有する重合性化合物と硬化剤との硬化反応を促進するための硬化促進剤を含有することができる。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、三ふっ化ホウ素、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。
【０１８４】
重合開始剤に加えて１種または２種以上の他の好適な成分、例えば触媒、安定剤を含むことができる。特に、安定剤の添加は、例えば貯蔵中の不所望な重合を防止するために、好ましい。安定剤として、原理的にこの目的のために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。安定剤の代表例は、４−エトキシフェノール、ハイドロキノン、またはブチル化ヒドロキシトルエン（ＢＨＴ）である。
【０１８５】
本発明の複合体に用いられる高分子は特に限定されないが、一般に、光硬化および熱硬化により調製される。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。
【０１８６】
高分子／液晶複合体中の液晶材料の含有率は擬等方性を保持できる範囲であれば、カー係数を大きくするために可能な限り高含有率であることが好ましい。本発明の高分子／液晶複合体においては、６０〜９９重量％がこの要件を満足することができる。好ましくは６０〜８５重量％であり、より好ましくは６５〜８５重量％である。
【０１８７】
本発明は光学活性な液晶材料を用いることにより、高い液晶材料含有率においても擬等方性を発現することができる。結果として、大きなカー係数を発現することが可能で、さらに、カー係数の温度依存性が小さい材料とすることを可能としたものである。すなわち、本発明の高分子／液晶複合体においては、１×１０−９ｍｖ−２〜１×１０−６ｍｖ−２のカー係数を示すことができ、好ましい様態においては、１×１０−８ｍｖ−２〜１×１０−６ｍｖ−２のカー係数を示し、かつ温度差１０℃におけるカー係数の比が１．５以下である領域が存在する。カー係数が大きいということは、低電圧で屈折率の変化が可能であることを意味し、また、温度差１０℃でのカー係数の比が１．５以下であることは、電気複屈折率の温度依存性が小さく、広い温度範囲にわたって安定しているということと同義であり、光素子の設計上有意義である。
【０１８８】
本発明の高分子／液晶複合体に使用する光学活性な液晶材料の屈折率異方性（Δｎ）と誘電率異方性（Δε）の積の絶対値は０．５〜６０であることが好ましく、より好ましくは５〜６０である。Δｎを大きくする、あるいはΔεを大きくする、あるいは両者を大きくすることで、前述の積を大きくすることができるが、応答時間を短くするためにはより大きなΔεを、電気複屈折値ΔｎＥを大きくするためにはΔｎをより大きくすることが好ましい。ΔｎとΔεの積の絶対値は好ましくは５〜６０であるが、特に表示素子に使用する際、更に好ましくは１０〜６０である。
【０１８９】
本発明の高分子／液晶複合体に使用する光学活性ではない液晶材料の粘度は１０００ｍＰａ・ｓ以下であり、好ましくは４００ｍＰａ・ｓ以下、更に好ましくは２００ｍＰａ・ｓ以下である。粘度は屈折率変化の応答時間と相関があり、高速応答性を必要とする場合には、低粘性を持つ液晶材料が好ましい。１〜４０重量％の光学活性な化合物を混合することで、一般的には、得られる光学活性な液晶材料の粘度も増加するが、光学活性ではない液晶材料の粘度が１０００ｍＰａ・ｓ以下であれば問題はない。
【０１９０】
擬等方性を示せば本発明の高分子／液晶複合体に使用する光学活性な液晶材料のピッチはいずれでも良いが、好ましくは５００ｎｍ未満、可視光領域での不必要な散乱や反射を避けるために、より好ましくは４００ｎｍ未満である。ピッチは相関長と密接な関係があるので、高分子の混合割合、光学活性化合物の添加割合、光学活性化合物のＨＴＰ等を考慮し目的に応じて最適化する必要がある。
【０１９１】
好ましい相関長は１０ｎｍ〜８００ｎｍであるが、カー係数は相関長の二乗に比例するので、擬等方性が得られる範囲で可能な限り大きいことが好ましい。
【０１９２】
重合温度は、高分子／液晶複合体が高透明性と等方性を示す温度（但し、重合終了直後には重合部位がクロスニコルの偏光顕微鏡下で着色して見える場合もあるが、この場合にでもアニールすることで等方性を発現する温度であれば良い。以下同じ。）であることが好ましい。より好ましくはモノマーと液晶材料の混合物が等方相またはブルー相を発現する温度で、かつ、等方相ないしは擬等方相で重合を終了する。すなわち、重合後は高分子／液晶複合体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。
【０１９３】
本発明の第三は、本発明の高分子／液晶複合体を含む光素子である。
【０１９４】
本発明の光素子は、光学活性な液晶材料を用いることにより、高い液晶材料含有率においても擬等方性を発現することができるため、大きなカー係数を発現することが可能で、さらに、カー係数の温度依存性を小さくすることが可能である。すなわち、本発明の光素子は、１×１０−９ｍｖ−２〜１×１０−６ｍｖ−２のカー係数を示し、好ましい様態においては、１×１０−８ｍｖ−２〜１×１０−６ｍｖ−２のカー係数を示し、かつ温度差１０℃におけるカー係数の比が１．５以下である領域が存在する。カー係数が大きいということは、低電圧で屈折率の変化が可能であることを意味し、また、温度差１０℃でのカー係数の比が１．５以下であることは、電気複屈折率の温度依存性が小さく広い温度範囲にわたって安定しているということと同義であり、光素子として有用である。本発明の光素子は光学応答が非常に速く、光コンピュータなどの高速スイッチング素子や表示素子として利用できる。
さらに本発明の表示素子は、光学応答が非常に速いので、動画表示が可能である。また、櫛歯電極を使用して電界を印加した場合には、広視角が実現できる。
【０１９５】
本発明において、相関長の測定は以下の方法でおこなった。その他の物性値の測定は、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、またはこれを修飾した方法に従った。
【０１９６】
相関長（ξ）：測定に用いたセルはＩＴＯ電極付ガラス２枚からなるセル（セル厚：１２．６〜１２．９μｍ）に本発明のモノマーと光学活性な液晶材料の混合物を注入し、紫外線を照射することにより得た。このセルの散乱プロファイルを高分子フィルムダイナミックス解析装置（大塚電子（株）・ＤＹＮＡ−３０００型）により測定した。測定に使用した光源はＨｅ−Ｎｅレーザー（６３３ｎｍ）である。散乱プロファイルは散乱ベクトルｑを変数とする散乱強度Ｉの変化として得られる。得られた散乱プロファイルから、ｑ＝２．８〜３．０のときのＩの平均値を求め、下記のＤｅｂｙｅ−Ｂｕｅｃｈｅの式により相関長（ξ）を求めた。
Ｉ（ｑ）＝Ｉ（０）／（１＋ξ２ｑ２）２
【０１９７】
ネマチック相の上限温度（ＮＩ；℃）：偏光顕微鏡を備えた融点測定装置のホットプレートに試料を置き、１℃／分の速度で加熱した。試料の一部がネマチック相から等方性液体に変化したときの温度を測定した。
【０１９８】
ネマチック相の下限温度（ＴＣ；℃）：ネマチック相を有する試料をガラス瓶に入れ、０℃、−１０℃、−２０℃、−３０℃、および−４０℃のフリーザー中に１０日間保管したあと、液晶相を観察した。例えば、試料が−２０℃ではネマチック相のままであり、−３０℃では結晶またはスメクチック相に変化したとき、ＴＣ≦−２０℃と記載した。ネマチック相の下限温度を「下限温度」と略すことがある。記号の修正ＯＫです。宮澤
【０１９９】
粘度（η；２０℃で測定；ｍＰａ・ｓ）：粘度の測定にはＥ型粘度計を用いた。
【０２００】
光学異方性（屈折率異方性；Δｎ；２５℃で測定）：測定は、波長５８９ｎｍの光によりを用い、接眼鏡に偏光板を取り付けたアッベ屈折計により行った。主プリズムの表面を一方向にラビングしたあと、試料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。
【０２０１】
誘電率異方性（Δε；２５℃で測定）
１）誘電率異方性が正である液晶材料：２枚のガラス基板の間隔（ギャップ）が約９μｍ、ツイスト角が８０度のＴＮセルに試料を入れた。このセルにサイン波（１０Ｖ、１ｋＨｚ）を印加し、２秒後に液晶分子の長軸方向における誘電率（ε‖）を測定した。このセルにサイン波（０．５Ｖ、１ｋＨｚ）を印加し、２秒後に液晶分子の短軸方向における誘電率（ε⊥）を測定した。誘電率異方性の値は、Δε＝ε‖−ε⊥、の式から計算した。
【０２０２】
２）誘電率異方性が負である液晶材料：２枚のガラス基板の間隔（ギャップ）が約９μｍ、ホメオトロピック配向に処理した液晶セルに試料を入れ、サイン波（０．５Ｖ、１ｋＨｚ）を印加し、２秒後の誘電率（ε‖）を測定した。さらに２枚のガラス基板の間隔（ギャップ）が約９μｍ、ホモジニアス配向に処理した液晶セルに試料を入れ、サイン波（０．５Ｖ、１ｋＨｚ）を印加し、２秒後の誘電率（ε⊥）を測定した。誘電率異方性の値は、Δε＝ε‖−ε⊥、の式から計算した。
【０２０３】
しきい値電圧（Ｖｔｈ；２５℃で測定；Ｖ）：測定には大塚電子株式会社製のＬＣＤ５１００型輝度計を用いた。光源はハロゲンランプである。２枚のガラス基板の間隔（セルギャップ）が５．０μｍであり、ツイスト角が８０度であるノーマリーホワイトモード（normally white mode）のＴＮ素子に試料を入れた。このＴＮ素子に印加する電圧は０Ｖから１０Ｖまでを０．０２Ｖずつ段階的に増加させた。この際に、素子に垂直方向から光を照射し、素子を透過した光量を測定した。この光量が最大になったときが透過率１００％であり、この光量が最小であったときが透過率０％である電圧−透過率曲線を作成した。しきい値電圧は透過率が９０％になったときの電圧である。
【０２０４】
電圧保持率（ＶＨＲ；２５℃で測定；％）：測定に用いたＴＮ素子はポリイミド配向膜を有し、そしてセルギャップは６μｍである。この素子は試料を入れたあと紫外線によって重合する接着剤で密閉した。このＴＮ素子にパルス電圧（５Ｖで６０μ秒）を印加して充電した。減衰する電圧を高速電圧計で１６．７ｍ秒のあいだ測定し、単位周期において電圧曲線と横軸との間の面積を求めた。ＴＮ素子を取り除いたあと測定した電圧の波形から同様にして面積を求めた。２つの面積の値を比較して電圧保持率を算出した。
【０２０５】
ピッチ（Ｐ；２５℃で測定；ｎｍ）：カノのクサビ法で求めた。（R. R. Canoら、Bull. Fr. Soc. Miner. Cryst., 91, 20 (1968)）。液晶材料を角度がθであるカノのクサビ型セルに注入し数時間放置した。クサビ型セルに現れた隣り合う２本のディスクリネーションラインの間隔（Ｌ）を測定し、次式によりピッチ（Ｐ）を計算した。
Ｐ＝２Ｌ・ｔａｎθ
ここで、ディスクリネーションラインの間隔（Ｌ）は、測定顕微鏡（Ｎｉｋｏｎ・ＭＭ−６０型）を用いて測定した。なお、２５℃以外の温度で測定する場合は、融点測定装置のホットプレート内にクサビ型セルを挿入し、クサビ型セルが設定温度になった後、２本のディスクリネーションラインの間隔（Ｌ）を測微接眼レンズ（Ｎｉｋｏｎ・１０ＸＮ型）を用いて測定した。
この方法で測定できるピッチは、約１μｍ〜数百μｍであるので、数百ｎｍのピッチの算出は以下の外挿法で行った。例えばカノのクサビ法ではピッチが測定できない１０重量％の光学活性な化合物を添加した液晶組成物のピッチを算出するには、以下の方法で行った。１）光学活性な化合物の添加量が５重量％、２重量％、１重量％、０．５重量％である４つの液晶組成物を調製した。５重量％という添加量はカノのクサビ法で測定できる限界であった。その他の添加量は、５重量％の１／２、１／４、１／８程度になるように決めた。２）これらの液晶組成物のピッチを上記の方法で測定した。３）１０重量％に相当するピッチは、４つの液晶組成物における重量％とピッチの逆数との関係を外挿することによって計算した。
ピッチを測定するために調整した液晶組成物の光学活性な化合物の添加量は、添加する光学活性な化合物のＨＴＰの大きさにより、適宜調整した。すなわちＨＴＰの大きな光学活性な化合物を添加した液晶組成物の場合は、例えば４重量％がカノのクサビ法でピッチが測定できる限界だったので、４重量％、２重量％、１重量％、０．５重量％の４つの液晶組成物を調整した。これよりＨＴＰが小さい光学活性な化合物を添加した液晶組成物の場合は、例えば８重量％、４重量％、２重量％、１重量％の４つの液晶組成物を調整した。
【実施例】
【０２０６】
実施例により本発明を詳細に説明する。本発明は下記の実施例によって限定されない。比較例および実施例における化合物は、下記の表１の定義に基づいて記号により表した。表１において、１，４−シクロヘキシレンおよび１，３−ジオキサン−２，５−ジイルに関する立体配置はトランスである。−ＣＨ＝ＣＨ−の結合基に関する立体配置はトランスである。化合物の割合（百分率）は、組成物の全重量に基づいた重量百分率（重量％）である。最後に、液晶材料の特性値をまとめた。
【０２０７】
【０２０８】
実施例１
第一段 液晶材料（Ｍ００１−１）の調製
下記の光学活性ではない化合物を混合し、液晶材料（Ｍ００１−１）を得た。
２−ＨＢＢ（Ｆ）−Ｆ １６％
３−ＨＢＢ（Ｆ）−Ｆ １６％
５−ＨＢＢ（Ｆ）−Ｆ ３２％
５−ＢＢ−Ｃ ３６％
ＮＩ＝７２．６℃、ＴＣ≦−２０℃、Δｎ＝０．１６７、Δε＝８．３、｜Δｎ・Δε｜＝１．３８６、η＝２７．０ｍＰａ・ｓ、ＶＨＲ＝９０．６％
【０２０９】
第二段 光学活性な液晶材料（Ｍ００１−２）の調製
液晶材料（Ｍ００１−１）８８％とカイラル化合物ＺＬＩ−４５７２（Ｍｅｒｃｋ社製）１２％混合し、光学活性な液晶材料（Ｍ００１−２）を得た。光学活性な液晶材料（Ｍ００１−２）はブルー相を示し、ブルー相から等方相への転移温度は５８．２℃であった。また２５℃においてはコレステリック相を示し、この温度でのピッチは２１６ｎｍであった。このピッチから求めたカイラル化合物ＺＬＩ−４５７２のＨＴＰは２４．１（μｍ−１）である。
【０２１０】
第三段 モノマーと光学活性な液晶材料の混合物（Ｍ００１−３）の調製
光学活性な液晶材料（Ｍ００１−２）８７．１％、トリメチロールプロパントリアクリレート５．３８％、１，４−ジ（４−（６−（アクリロイルオキシ）ヘキシルオキシ）ベンゾイルオキシ）―２−メチルベンゼン７．１２％、光重合開始剤として２，２´−ジメトキシフェニルアセトフェノンを０．４％混合し、モノマーと光学活性な液晶材料の混合物（Ｍ００１−３）を得た。モノマーと光学活性な液晶材料の混合物（Ｍ００１−３）はブルー相を示し、ブルー相から等方相への転移温度は４３．５℃であった。
【０２１１】
第四段 高分子／液晶複合材料（Ｍ００１−４）の調製
モノマーと光学活性な液晶材料の混合物（Ｍ００１−３）を配向処理の施されていないＩＴＯ電極付ガラス基板間（電極間距離１２．９μｍ）に注入した。得られたセルを等方相以上の温度まで加熱しこの状態で、紫外光（紫外光強度１．５ｍＷｃｍ−２（３６５ｎｍ））を２０分間照射した。得られた高分子／液晶複合材料（Ｍ００１−４）を６０℃まで加温した後、冷却することにより高透明性と等方性を発現した。この状態は室温以下まで保たれた。
【０２１２】
実施例２
液晶材料（Ｍ００１−１）の代わりに液晶材料（Ｍ００２−１）〜（Ｍ０２１−１）を用いて、実施例１と同様な方法で、光学活性な液晶材料、モノマーと光学活性な液晶材料の混合物、および高分子／液晶複合材料を得た。
【０２１３】
液晶材料（Ｍ００２−１）
３−ＢＢＢ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ−ＯＣＦ３ ７％
２−ＨＢ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ２％
２−ＢＢ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ８％
３−ＢＢ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ）−ＯＣＦ３ ２％
３−ＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ）−Ｆ ２％
２−ＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ３％
３−ＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ １０％
５−ＨＢＢ（Ｆ）Ｂ−２ ３％
５−ＨＢＢ（Ｆ）Ｂ−３ ２％
３−ＨＢ−Ｏ２ ７％
３−ＨＨ−４ ３％
２−ＨＨＢ−ＣＬ ７％
３−ＨＨＢ−ＣＬ ７％
４−ＨＨＢ−ＣＬ ８％
３−ＨＨＢ−１ ８％
３−ＨＨＢ−３ ３％
３−ＨＧＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ３％
２−ＨＢＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ３％
３−ＨＢＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ４％
４−ＨＢＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ４％
５−ＨＢＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ４％
ＮＩ＝１１４．８℃、ＴＣ≦−２０℃、Δｎ＝０．１３５、Δε＝７．３、｜Δｎ・Δε｜＝０．９８６、η＝３７．２ｍＰａ・ｓ、ＶＨＲ＝９３．５％。
【０２１４】
液晶材料（Ｍ００３−１）
３−ＨＢ−Ｃ ２０．４％
５−ＨＢ−Ｃ ３０．６％
５−ＢＢ−Ｃ ２１．２５％
３−ＢＢ−Ｃ １２．７５％
３−ＢＢ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ １５％
ＮＩ＝６０．２℃、ＴＣ≦−２０℃、Δｎ＝０．１３３、Δε＝１３．８、｜Δｎ・Δε｜＝１．８３５、η＝２９．０ｍＰａ・ｓ、ＶＨＲ＝９２．１％。
【０２１５】
液晶材料（Ｍ００４−１）
３−ＨＢ−Ｃ ２０．４％
５−ＨＢ−Ｃ ３０．６％
７−ＨＢ−Ｃ ２１．２５％
３−ＨＢＢ−Ｃ １２．７５％
３−ＨＨＸＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ １５％
ＮＩ＝７３．７℃、ＴＣ≦−２０℃、Δｎ＝０．１２８、Δε＝１４．４、｜Δｎ・Δε｜＝１．８４３、η＝２８．６ｍＰａ・ｓ、ＶＨＲ＝９１．９％。
【０２１６】
液晶材料（Ｍ００５−１）
３−ＨＨＸＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ １１％
１Ｖ２−ＢＥＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｃ ５％
３−ＨＢ−Ｃ ２５％
１−ＢＴＢ−３ ５％
２−ＢＴＢ−１ １０％
３−ＨＨ−４ １１％
３−ＨＨＢ−３ ９％
３−Ｈ２ＢＴＢ−２ ４％
３−Ｈ２ＢＴＢ−３ ４％
３−Ｈ２ＢＴＢ−４ ４％
３−ＨＢ（Ｆ）ＴＢ−２ ６％
３−ＨＢ（Ｆ）ＴＢ−３ ６％
ＮＩ＝８２．８℃、ＴＣ≦−２０℃、Δｎ＝０．１５８、Δε＝８．３、｜Δｎ・Δε｜＝１．３１１、η＝１４．３ｍＰａ・ｓ、ＶＨＲ＝９２．２％．
【０２１７】
液晶材料（Ｍ００６−１）
２−ＨＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ １６％
３−ＨＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ １４％
５−ＨＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ １１％
２−ＨＨＢ−ＯＣＦ３ １７％
３−ＨＨＢ−ＯＣＦ３ １４％
２−ＧＢ（Ｆ）−Ｃ ３％
３−ＧＢ（Ｆ）−Ｃ ６％
５−ＧＢ（Ｆ）−Ｃ １１％
３−ＨＧＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ８％
ＮＩ＝５９．８℃、ＴＣ≦−１０℃、Δｎ＝０．０７４、Δε＝１２．９、｜Δｎ・Δε｜＝０．９５４、η＝３５．８ｍＰａ・ｓ、ＶＨＲ＝９２．５％。
【０２１８】
液晶材料（Ｍ００７−１）
２−ＨＮｐ（Ｆ）−Ｆ ４０％
５−ＨＮｐ（Ｆ）−Ｆ ４０％
３−ＨＨＮｐ（Ｆ）−Ｆ ２０％
ＮＩ＝８１．６℃、ＴＣ≦−１０℃、Δｎ＝０．１２３、Δε＝６．０、｜Δｎ・Δε｜＝０．７３８。
【０２１９】
液晶材料（Ｍ００８−１）
３−Ｈ２ＮｐＢ（Ｆ、Ｆ）−Ｆ ２０％
５−Ｈ２ＮｐＢ（Ｆ、Ｆ）−Ｆ ２０％
３−ＨＮｐＴＢ（Ｆ）−Ｆ １５％
３−ＨＮｐ（Ｆ）Ｂ（Ｆ）−Ｆ １５％
３−ＨＮｐ（Ｆ）Ｂ（Ｆ、Ｆ）−Ｆ １５％
３−ＨＮｐＢ（Ｆ）−Ｆ １５％
ＮＩ＝１６８．８℃、ＴＣ≦−１０℃、Δｎ＝０．２２９、Δε＝９．２、｜Δｎ・Δε｜＝２．１０７。
【０２２０】
液晶材料（Ｍ００９−１）
４−ＮｐＢ−Ｃ １０％
４−ＮｐＢ（Ｆ）−Ｃ ５％
４−Ｎｐ（Ｆ）Ｂ−Ｃ １０％
４−Ｎｐ（Ｆ）Ｂ（Ｆ）−Ｃ １０％
５−ＮｐＢ−Ｃ １０％
５−ＮｐＢ（Ｆ）−Ｃ ５％
３−Ｎｐ（Ｆ）Ｂ（Ｆ）−Ｆ ６％
４−Ｎｐ（Ｆ）Ｂ（Ｆ）−Ｆ ６％
５−Ｎｐ（Ｆ）Ｂ（Ｆ）−Ｆ ６％
３−Ｎｐ（Ｆ）ＴＢ（Ｆ）−Ｆ １０％
５−Ｎｐ（Ｆ）ＴＢ（Ｆ）−Ｆ １０％
３−ＮｐＴＢ（Ｆ、Ｆ）−Ｆ ６％
５−ＮｐＴＢ（Ｆ、Ｆ）−Ｆ ６％
ＮＩ＝６７．５℃、ＴＣ≦−１０℃、Δｎ＝０．２６２、Δε＝１４．５、｜Δｎ・Δε｜＝３．７９９。
【０２２１】
液晶材料（Ｍ０１０−１）
３−ＢＢ（２Ｆ、３Ｆ）−Ｏ２ １２％
３−ＢＢ（２Ｆ、３Ｆ）−Ｏ４ １０％
５−ＢＢ（２Ｆ、３Ｆ）−Ｏ４ １０％
２−ＢＢ（２Ｆ、３Ｆ）−３ ２５％
３−ＢＢ（２Ｆ、３Ｆ）−５ １３％
５−ＢＢ（２Ｆ、３Ｆ）−５ １４％
５−ＢＢ（２Ｆ、３Ｆ）−７ １６％
ＮＩ＝７３．４℃、ＴＣ≦−１０℃、Δｎ＝０．１９８、Δε＝−３．５、｜Δｎ・Δε｜＝０．６９３。
【０２２２】
液晶材料（Ｍ０１１−１）
３−ＨＢ−Ｏ２ １０％
５−ＨＢ−３ ８％
５−ＢＢ（２Ｆ、３Ｆ）−Ｏ２ １０％
３−ＨＢ（２Ｆ、３Ｆ）−Ｏ２ １０％
５−ＨＢ（２Ｆ、３Ｆ）−Ｏ２ ８％
３−ＨＨＢ（２Ｆ、３Ｆ）−Ｏ２ １２％
５−ＨＨＢ（２Ｆ、３Ｆ）−Ｏ２ ４％
５−ＨＨＢ（２Ｆ、３Ｆ）−Ｏ１ ４％
２−ＨＨＢ（２Ｆ、３Ｆ）−１ ５％
３−ＨＨＢ（２Ｆ、３Ｆ）−１ ５％
３−ＨＢＢ−２ ６％
３−ＢＢ（２Ｆ、３Ｆ）Ｂ−Ｏ３ ８％
５−Ｂ２ＢＢ（２Ｆ、３Ｆ）−Ｏ２ １０％
ＮＩ＝７３．０℃、ＴＣ≦−１０℃、Δｎ＝０．１２８、Δε＝−４．０、｜Δｎ・Δε｜＝０．５１２。
【０２２３】
液晶材料（Ｍ０１２−１）
５−ＰｙＢ−Ｆ ４％
３−ＰｙＢ（Ｆ）−Ｆ ４％
２−ＢＢ−Ｃ ５％
４−ＢＢ−Ｃ ５％
５−ＢＢ−Ｃ ５％
２−ＰｙＢ−２ ２％
３−ＰｙＢ−２ ２％
４−ＰｙＢ−２ ２％
６−ＰｙＢ−Ｏ５ ３％
６−ＰｙＢ−Ｏ６ ３％
６−ＰｙＢ−Ｏ７ ３％
６−ＰｙＢ−Ｏ８ ３％
３−ＰｙＢＢ−Ｆ ６％
４−ＰｙＢＢ−Ｆ ６％
５−ＰｙＢＢ−Ｆ ６％
３−ＨＨＢ−１ ６％
３−ＨＨＢ−３ ８％
２−Ｈ２ＢＴＢ−２ ４％
２−Ｈ２ＢＴＢ−３ ４％
２−Ｈ２ＢＴＢ−４ ４％
３−Ｈ２ＢＴＢ−２ ５％
３−Ｈ２ＢＴＢ−３ ５％
３−Ｈ２ＢＴＢ−４ ５％
ＮＩ＝９３．７（℃）、η＝３４．６（ｍＰａ・s）、Δｎ＝０．２０２、Δε＝６．５、｜Δｎ・Δε｜＝１．３１３、Ｖｔｈ＝２．９３（Ｖ）。
【０２２４】
液晶材料（Ｍ０１３−１）
２−ＢＢ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ １２％
３−ＢＢ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ １３％
３−ＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ）−Ｆ ５％
２−ＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ １０％
３−ＨＢＢ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ １０％
２−ＢＢ（Ｆ，Ｆ）ＸＢＢ（Ｆ）−Ｆ ５％
３−ＢＢ（Ｆ，Ｆ）ＸＢＢ（Ｆ）−Ｆ ５％
３−ＢＢ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ，Ｆ）Ｂ（Ｆ）−Ｆ ３％
２−ＢＢＢ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ３％
３−ＢＢＢ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ４％
３−ＨＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ８％
４−ＨＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ５％
３−Ｈ２ＨＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ １０％
３−Ｈ２ＢＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ ７％
ＮＩ＝７８．７℃、ＴＣ≦−２０℃、Δｎ＝０．１３９、Δε＝１６．４、｜Δｎ・Δε｜＝２．２８０、η＝３９．４ｍＰａ・ｓ、ＶＨＲ＝９３．６％
【０２２５】
液晶材料（Ｍ０１４−１）
２Ｏ−ＢＺ―３ ２０％
３−ＨＥＢ（２Ｆ、３Ｆ）―Ｏ２ ２０％
３−Ｈ２ＢＢ（２Ｆ、３Ｆ）―Ｏ２ １５％
３−ＨＨＣＨ２ＯＢ（２Ｆ、３Ｆ）―Ｏ２ １５％
３−ＨＢ―Ｏ１ １８％
３−ＨＢＴＢ−Ｏ１ ３％
３−ＨＢＴＢ−Ｏ２ ３％
３−ＨＢＴＢ−Ｏ３ ３％
３−ＨＢ（Ｆ）ＢＨ−３ ３％
ＮＩ＝９２．０℃、ＴＣ≦−１０℃、Δｎ＝０．１４７、Δε＝−５．８、｜Δｎ・Δε｜＝０．８５３。
【０２２６】
液晶材料（Ｍ０１５−１）
３−ＨＢ−Ｏ２ ２０％
３−ＨＨＥ―１ １２％
４−ＨＥＢ―Ｏ１ ９％
４−ＨＥＢ―Ｏ２ ７％
５−ＨＥＢ―Ｏ１ ８％
３−ＨＢＢ―１ １０％
３−ＨＨＢ―３ ６％
４−ＨＥＢ（２Ｃ、３Ｃ）―Ｏ４ ４％
６−ＨＥＢ（２Ｃ、３Ｃ）―Ｏ４ ４％
３−ＨＥＢ（２Ｃ、３Ｃ）―Ｏ５ ５％
４−ＨＥＢ（２Ｃ、３Ｃ）―Ｏ５ ４％
５−ＨＥＢ（２Ｃ、３Ｃ）―Ｏ５ ３％
２−ＨＢＥＢ（２Ｃ、３Ｃ）―Ｏ２ ３％
４−ＨＢＥＢ（２Ｃ、３Ｃ）―Ｏ４ ５％
ＮＩ＝６２．０℃、ＴＣ≦−１０℃、Δｎ＝０．１０７、Δε＝−６．４、｜Δｎ・Δε｜＝０．６８４。
【０２２７】
液晶材料（Ｍ０１６−１）
５−ＨＨＶＴＢ−２ １０％
３−ＨＢ（Ｆ）−Ｃ １０％
２−ＨＢ（Ｆ）−Ｃ １０％
５−ＰｙＢ（Ｆ）−Ｆ １０％
３−ＧＢ−Ｃ １０％
２−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ ８％
３−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ ８％
５−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ ４％
２−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｃ １５％
３−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｃ １５％
ＮＩ＝８７．２℃、ＴＣ≦−２０℃、Δｎ＝０．１１９、Δε＝１４．７、｜Δｎ・Δε｜＝１．７４９。
【０２２８】
液晶材料（Ｍ０１７−１）
Ｖ２―ＨＢＴ―Ｃ １０％
３−ＨＢＴ−Ｃ １０％
３−ＨＢ−Ｃ １０％
５−ＨＢ−Ｃ ７％
５−ＢＢ−Ｃ ３％
２−ＢＴＢ−１ １０％
２−ＢＴＢ−Ｏ１ ５％
３−ＨＨ−４ ５％
３−ＨＨＢ−１ １０％
３−ＨＨＢ−３ １１％
３−Ｈ２ＢＴＢ−２ ３％
３−Ｈ２ＢＴＢ−３ ３％
３−ＨＢ（Ｆ）ＴＢ−２ ３％
５−ＢＴＢ（Ｆ）ＴＢ−３ １０％
ＮＩ＝１００．８℃、ＴＣ≦−２０℃、Δｎ＝０．２０５、Δε＝６．８、｜Δｎ・Δε｜＝１．３９４。
【０２２９】
液晶材料（Ｍ０１８−１）
３−Ｂ（Ｆ）Ｂ（Ｆ）Ｂ―ＣＬ ９％
５−Ｂ（Ｆ）Ｂ（Ｆ）Ｂ―ＣＬ ２４％
３−ＢＢ（２Ｆ）Ｂ（２Ｆ）―Ｆ ４％
３−ＨＢＢ（Ｆ）−Ｆ ４％
５−ＨＢＢ（Ｆ）−Ｆ ５％
３−ＨＢＢ（Ｆ、Ｆ）−Ｆ ９％
５−ＨＢＢ（Ｆ、Ｆ）−Ｆ １０％
３−ＨＢ（Ｆ）ＢＨ−３ ３％
５−ＨＢ（Ｆ）ＢＨ−５ ４％
Ｖ−ＨＨＢ（Ｆ）−Ｆ ６％
２−ＢＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ、Ｆ）−Ｆ ６％
３−ＢＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ、Ｆ）−Ｆ ７％
２−Ｂ（Ｆ）Ｂ２Ｂ−ＣＬ ５％
３−Ｂ（Ｆ）Ｂ２Ｂ−ＣＬ ４％
ＮＩ＝１００．０℃、ＴＣ≦−２０℃、Δｎ＝０．２００、Δε＝１２．３、｜Δｎ・Δε｜＝２．４６０。
【０２３０】
液晶材料（Ｍ０１９−１）
３−ＨＢ−ＮＣＳ ３０％
５−ＨＢ−ＮＣＳ ３３％
７−ＨＢ−ＮＣＳ ２７％
９−ＨＢ−ＮＣＳ １０％
ＮＩ＝４３．０℃、ＴＣ≦−１０℃、Δε＝７．３。
【０２３１】
液晶材料（Ｍ０２０−１）
３−ＢＢ−ＮＣＯ ２０％
５−ＢＢ−ＮＣＯ １５％
３−ＨＢ−Ｃ ２０％
５−ＨＢ−Ｃ １５％
５−ＢＢ−Ｃ １４％
３−ＨＢＢＨ−３ ５％
５−ＨＢＢＨ−５ ５％
３−ＨＢＢＨ−５ ６％
【０２３２】
液晶材料（Ｍ０２１−１）
３―ＢＴＢ―Ｃ １０％
５−ＢＴＢ−Ｃ １０％
３−ＨＢ−Ｃ １０％
５−ＨＢ−Ｃ ７％
５−ＢＢ−Ｃ ３％
２−ＢＴＢ−１ １０％
２−ＢＴＢ−Ｏ１ ５％
３−ＨＨ−４ ５％
３−ＨＨＢ−１ １０％
３−ＨＨＢ−３ １１％
３−Ｈ２ＢＴＢ−２ ３％
３−Ｈ２ＢＴＢ−３ ３％
３−ＨＢ（Ｆ）ＴＢ−２ ３％
５−ＢＴＢ（Ｆ）ＴＢ−３ １０％
実施例３
【０２３３】
実施例１で得られた、高分子／液晶複合材料（Ｍ００１−４）が狭持されたセルに正弦波交流電界（周波数１ＫＨｚ）を印加した際の透過光強度からΔｎＥを測定し、電界強度の二乗に対するΔｎＥのプロットの傾きから、高分子／液晶複合材料（Ｍ００１−４）が示すカー定数を算出したところ、１．９×１０−９ｍｖ−２を超えるカー係数を発現し、かつ（２５℃のカー定数）／（３５℃のカー定数）＝１．０５であり、温度依存性が小さいことがわかった。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電圧無印加時には光学的に等方性であり、光学活性な液晶材料と高分子の複合体において、光学活性な液晶材料が室温でカイラルネマチック相またはブルー相を示し、かつ室温におけるカイラルピッチが１０ｎｍから１０μｍであり、カー係数が１×１０−９ｍＶ−２以上を示す高分子／液晶複合体。
【請求項２】
光学活性な液晶材料が、合計１〜４０重量％の光学活性な化合物と合計６０〜９９重量％の光学活性ではない液晶材料との混合物であって、かかる光学活性ではない液晶材料がネマチック相を持ち、かつ屈折率異方性と誘電率異方性の積の絶対値が０．５〜６０であり、粘度が１０００ｍＰａ・ｓ以下であり、電圧を印加した時に屈折率が変化する請求項１に記載の高分子／液晶複合体。
【請求項３】
光学活性ではない液晶材料が式（１）で表される化合物のいずれか１つ、または式（１）で表される化合物から選ばれた２つ以上の化合物からなる液晶組成物である請求項２に記載の高分子／液晶複合体。
Ｒ−（Ａ０−Ｚ０）ｎ−Ａ０−Ｒ （１）
式（１）において、Ａ０は独立に、芳香族性あるいは非芳香族性の３〜８員環、または、炭素数９以上の縮合環であるが、これらの環の少なくとも１つの水素がハロゲン、炭素数１〜３のアルキルまたはハロゲン化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良い；Ｒは独立に、水素、ハロゲン、−ＣＮ、−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い；Ｚ０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い；ｎは２、３または４である。
【請求項４】
請求項３において、式（１）の化合物が、式（２）〜（１５）のいずれかである高分子／液晶複合体。
式（２）〜（４）において、Ｒ１は炭素数１〜１０のアルキルであり、このアルキルにおいて任意の−ＣＨ２−は−Ｏ−または−ＣＨ＝ＣＨ−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；Ｘ１はフッ素、塩素、−ＯＣＦ３、−ＯＣＨＦ２、−ＣＦ３、−ＣＨＦ２、−ＣＨ２Ｆ、−ＯＣＦ２ＣＨＦ２、−ＯＣＨＦ3または−ＯＣＦ２ＣＨＦＣＦ３であり；環Ｂおよび環Ｄは独立して１，４−シクロヘキシレン、１，３−ジオキサン−２，５−ジイルまたは任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい１，４−フェニレンであり、環Ｅは１，４−シクロヘキシレンまたは任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい１，４−フェニレンであり；Ｚ１およびＺ２は独立して−（ＣＨ２）２−、−（ＣＨ２）４−、−ＣＯＯ−、−Ｃ≡Ｃ−、−（Ｃ≡Ｃ）２−、−（Ｃ≡Ｃ）３−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ２Ｏ−または単結合であり；そしてＬ１およびＬ２は独立して水素またはフッ素である。
式（５）、および（６）において、Ｒ２およびＲ３は独立して炭素数１〜１０のアルキルであり、このアルキルにおいて任意の−ＣＨ２−は−Ｏ−または−ＣＨ＝ＣＨ−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；Ｘ２は−ＣＮまたは−Ｃ≡Ｃ−ＣＮであり；環Ｇは１，４−シクロヘキシレン、１，４−フェニレン、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、またはピリミジン−２，５−ジイルであり；環Ｊは１，４−シクロヘキシレン、ピリミジン−２,５−ジイルまたは任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい１，４−フェニレンであり；環Ｋは１，４−シクロヘキシレン、ピリミジン−２,５−ジイル、ピリジン−２,５−ジイルまたは１，４−フェニレンであり；Ｚ３、およびＺ４は、−（ＣＨ２）２−、−ＣＯＯ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−Ｃ≡Ｃ−、−（Ｃ≡Ｃ）２−、−（Ｃ≡Ｃ）３−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯＯ−または単結合であり；Ｌ３、Ｌ４およびＬ５は独立して水素またはフッ素であり；そしてａ、ｂ、ｃおよびｄは独立して０または１である。
式（７）〜（１２）において、Ｒ４およびＲ５は独立して炭素数１〜１０のアルキルであり、このアルキルにおいて任意の−ＣＨ２−は−Ｏ−または−ＣＨ＝ＣＨ−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、あるいはＲ５はフッ素であってもよく；環Ｍおよび環Ｐは独立して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、またはオクタヒドロナフタレン−２，６−ジイルであり；Ｚ５およびＺ６は独立して−（ＣＨ２）２−、−ＣＯＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−（Ｃ≡Ｃ）２−、−（Ｃ≡Ｃ）３−、−ＳＣＨ２ＣＨ２−、−ＳＣＯ−または単結合であり；そしてＬ６およびＬ７は独立して水素またはフッ素であり、Ｌ６とＬ７の少なくとも一つはフッ素であり、環Ｗは独立して、下記に表したＷ１〜Ｗ１５であり；そしてｅおよびｆは独立して０、１または２であるが、ｅおよびｆは同時に０であることはない。
式（１３）〜（１５）において、Ｒ６およびＲ７は独立して水素、炭素数１〜１０のアルキルであり、このアルキルにおいて任意の−ＣＨ２−は−Ｏ−、−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フッ素で置き換えられてもよく；環Ｑ、環Ｔおよび環Ｕは独立して１，４−シクロヘキシレン、ピリジン−２，５−ジイル、ピリミジン−２、５−ジイル、または任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい１，４−フェニレンであり；そしてＺ７およびＺ８は独立して−Ｃ≡Ｃ−、−（Ｃ≡Ｃ）２−、−（Ｃ≡Ｃ）３−、−ＣＨ＝ＣＨ−Ｃ≡Ｃ−、−Ｃ≡Ｃ−ＣＨ＝ＣＨ−Ｃ≡Ｃ−、−Ｃ≡Ｃ−（ＣＨ２）２−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＣＯＯ−、−（ＣＨ２）２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、または単結合である。
【請求項５】
請求項３において、式（１）の化合物が、請求項４に記載の式（２）〜（４）のいずれかである高分子／液晶複合体。
【請求項６】
請求項３において、式（１）の化合物が、請求項４に記載の式（５）および（６）のいずれかである高分子／液晶複合体。
【請求項７】
請求項３において、式（１）の化合物が、請求項４に記載の式（７）〜（１２）のいずれかである高分子／液晶複合体。
【請求項８】
請求項３において、式（１）の化合物が、請求項４に記載の式（１３）〜（１５）のいずれかである高分子／液晶複合体。
【請求項９】
光学活性な化合物が４０μｍ−１以上の螺旋誘起力ＨＴＰを持つ請求項３から８に記載の高分子／液晶複合体。
【請求項１０】
光学活性な液晶材料のピッチが５００ｎｍ未満である請求項３から８に記載の高分子／液晶複合体。
【請求項１１】
屈折率異方性と誘電率異方性の積の絶対値が５〜６０であり、相間長が１０ｎｍ〜８００ｎｍである請求項３から８に記載の高分子／液晶複合体。
体。
【請求項１２】
請求項３から８において、光学活性な化合物が、式（Ｃ１）〜（Ｃ５）のいずれかである高分子／液晶複合体。
式（Ｃ１）〜（Ｃ５）において、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以上の縮合環であるが、これらの環の少なくとも１つの水素がハロゲン、炭素数１〜３のアルキルまたはハロアルキルで置き換えられてもよく、−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良い；Ｒ８は独立に、水素、ハロゲン、−ＣＮ、−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い；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い；ｍは２〜４である。Ｒ９は水素または炭素数１〜３のアルキルを示し、Ｘは単結合、−ＣＯＯ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＣＨ２ＣＨ２−を示す。これら化合物において光学活性部位の立体化学は光学的に活性であればいずれでもよい。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか１項の高分子／液晶複合体を含む光素子。
【請求項１】
電圧無印加時には光学的に等方性であり、光学活性な液晶材料と高分子の複合体において、光学活性な液晶材料が室温でカイラルネマチック相またはブルー相を示し、かつ室温におけるカイラルピッチが１０ｎｍから１０μｍであり、カー係数が１×１０−９ｍＶ−２以上を示す高分子／液晶複合体。
【請求項２】
光学活性な液晶材料が、合計１〜４０重量％の光学活性な化合物と合計６０〜９９重量％の光学活性ではない液晶材料との混合物であって、かかる光学活性ではない液晶材料がネマチック相を持ち、かつ屈折率異方性と誘電率異方性の積の絶対値が０．５〜６０であり、粘度が１０００ｍＰａ・ｓ以下であり、電圧を印加した時に屈折率が変化する請求項１に記載の高分子／液晶複合体。
【請求項３】
光学活性ではない液晶材料が式（１）で表される化合物のいずれか１つ、または式（１）で表される化合物から選ばれた２つ以上の化合物からなる液晶組成物である請求項２に記載の高分子／液晶複合体。
Ｒ−（Ａ０−Ｚ０）ｎ−Ａ０−Ｒ （１）
式（１）において、Ａ０は独立に、芳香族性あるいは非芳香族性の３〜８員環、または、炭素数９以上の縮合環であるが、これらの環の少なくとも１つの水素がハロゲン、炭素数１〜３のアルキルまたはハロゲン化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良い；Ｒは独立に、水素、ハロゲン、−ＣＮ、−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い；Ｚ０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い；ｎは２、３または４である。
【請求項４】
請求項３において、式（１）の化合物が、式（２）〜（１５）のいずれかである高分子／液晶複合体。
式（２）〜（４）において、Ｒ１は炭素数１〜１０のアルキルであり、このアルキルにおいて任意の−ＣＨ２−は−Ｏ−または−ＣＨ＝ＣＨ−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；Ｘ１はフッ素、塩素、−ＯＣＦ３、−ＯＣＨＦ２、−ＣＦ３、−ＣＨＦ２、−ＣＨ２Ｆ、−ＯＣＦ２ＣＨＦ２、−ＯＣＨＦ3または−ＯＣＦ２ＣＨＦＣＦ３であり；環Ｂおよび環Ｄは独立して１，４−シクロヘキシレン、１，３−ジオキサン−２，５−ジイルまたは任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい１，４−フェニレンであり、環Ｅは１，４−シクロヘキシレンまたは任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい１，４−フェニレンであり；Ｚ１およびＺ２は独立して−（ＣＨ２）２−、−（ＣＨ２）４−、−ＣＯＯ−、−Ｃ≡Ｃ−、−（Ｃ≡Ｃ）２−、−（Ｃ≡Ｃ）３−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ２Ｏ−または単結合であり；そしてＬ１およびＬ２は独立して水素またはフッ素である。
式（５）、および（６）において、Ｒ２およびＲ３は独立して炭素数１〜１０のアルキルであり、このアルキルにおいて任意の−ＣＨ２−は−Ｏ−または−ＣＨ＝ＣＨ−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；Ｘ２は−ＣＮまたは−Ｃ≡Ｃ−ＣＮであり；環Ｇは１，４−シクロヘキシレン、１，４−フェニレン、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、またはピリミジン−２，５−ジイルであり；環Ｊは１，４−シクロヘキシレン、ピリミジン−２,５−ジイルまたは任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい１，４−フェニレンであり；環Ｋは１，４−シクロヘキシレン、ピリミジン−２,５−ジイル、ピリジン−２,５−ジイルまたは１，４−フェニレンであり；Ｚ３、およびＺ４は、−（ＣＨ２）２−、−ＣＯＯ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−Ｃ≡Ｃ−、−（Ｃ≡Ｃ）２−、−（Ｃ≡Ｃ）３−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯＯ−または単結合であり；Ｌ３、Ｌ４およびＬ５は独立して水素またはフッ素であり；そしてａ、ｂ、ｃおよびｄは独立して０または１である。
式（７）〜（１２）において、Ｒ４およびＲ５は独立して炭素数１〜１０のアルキルであり、このアルキルにおいて任意の−ＣＨ２−は−Ｏ−または−ＣＨ＝ＣＨ−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、あるいはＲ５はフッ素であってもよく；環Ｍおよび環Ｐは独立して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、またはオクタヒドロナフタレン−２，６−ジイルであり；Ｚ５およびＺ６は独立して−（ＣＨ２）２−、−ＣＯＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−、−（Ｃ≡Ｃ）２−、−（Ｃ≡Ｃ）３−、−ＳＣＨ２ＣＨ２−、−ＳＣＯ−または単結合であり；そしてＬ６およびＬ７は独立して水素またはフッ素であり、Ｌ６とＬ７の少なくとも一つはフッ素であり、環Ｗは独立して、下記に表したＷ１〜Ｗ１５であり；そしてｅおよびｆは独立して０、１または２であるが、ｅおよびｆは同時に０であることはない。
式（１３）〜（１５）において、Ｒ６およびＲ７は独立して水素、炭素数１〜１０のアルキルであり、このアルキルにおいて任意の−ＣＨ２−は−Ｏ−、−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フッ素で置き換えられてもよく；環Ｑ、環Ｔおよび環Ｕは独立して１，４−シクロヘキシレン、ピリジン−２，５−ジイル、ピリミジン−２、５−ジイル、または任意の水素がフッ素で置き換えられてもよい１，４−フェニレンであり；そしてＺ７およびＺ８は独立して−Ｃ≡Ｃ−、−（Ｃ≡Ｃ）２−、−（Ｃ≡Ｃ）３−、−ＣＨ＝ＣＨ−Ｃ≡Ｃ−、−Ｃ≡Ｃ−ＣＨ＝ＣＨ−Ｃ≡Ｃ−、−Ｃ≡Ｃ−（ＣＨ２）２−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＣＯＯ−、−（ＣＨ２）２−、−ＣＨ＝ＣＨ−、または単結合である。
【請求項５】
請求項３において、式（１）の化合物が、請求項４に記載の式（２）〜（４）のいずれかである高分子／液晶複合体。
【請求項６】
請求項３において、式（１）の化合物が、請求項４に記載の式（５）および（６）のいずれかである高分子／液晶複合体。
【請求項７】
請求項３において、式（１）の化合物が、請求項４に記載の式（７）〜（１２）のいずれかである高分子／液晶複合体。
【請求項８】
請求項３において、式（１）の化合物が、請求項４に記載の式（１３）〜（１５）のいずれかである高分子／液晶複合体。
【請求項９】
光学活性な化合物が４０μｍ−１以上の螺旋誘起力ＨＴＰを持つ請求項３から８に記載の高分子／液晶複合体。
【請求項１０】
光学活性な液晶材料のピッチが５００ｎｍ未満である請求項３から８に記載の高分子／液晶複合体。
【請求項１１】
屈折率異方性と誘電率異方性の積の絶対値が５〜６０であり、相間長が１０ｎｍ〜８００ｎｍである請求項３から８に記載の高分子／液晶複合体。
体。
【請求項１２】
請求項３から８において、光学活性な化合物が、式（Ｃ１）〜（Ｃ５）のいずれかである高分子／液晶複合体。
式（Ｃ１）〜（Ｃ５）において、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以上の縮合環であるが、これらの環の少なくとも１つの水素がハロゲン、炭素数１〜３のアルキルまたはハロアルキルで置き換えられてもよく、−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良い；Ｒ８は独立に、水素、ハロゲン、−ＣＮ、−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い；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い；ｍは２〜４である。Ｒ９は水素または炭素数１〜３のアルキルを示し、Ｘは単結合、−ＣＯＯ−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＣＨ２ＣＨ２−を示す。これら化合物において光学活性部位の立体化学は光学的に活性であればいずれでもよい。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか１項の高分子／液晶複合体を含む光素子。
【公開番号】特開２００６−８９６２２（Ｐ２００６−８９６２２Ａ）
【公開日】平成１８年４月６日（２００６．４．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２７７３３５（Ｐ２００４−２７７３３５）
【出願日】平成１６年９月２４日（２００４．９．２４）
【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１８年４月６日（２００６．４．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年９月２４日（２００４．９．２４）
【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）】
[ Back to top ]