CN103160287B - 单体与液晶的混合物、高分子与液晶的复合材料及液晶元件 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可获得浓度不均得到改善的高分子与液晶的复合材料的单体与液晶的混合物。进而，本发明提供一种液晶元件，其使用通过使所述单体与液晶的混合物进行聚合而获得的高分子与液晶的复合材料。一种单体与液晶的混合物，其特征在于：通过在包含非手性的液晶成分A及手性化合物K的光学等向性的液晶组成物中，进而混合1种以上由通式(1)所表示的聚合性单体而获得。式(1)中，例如R^a为直链状的碳数为1～30的烷基，R^b为直链状的碳数为1～30的亚烷基，环A¹表示1，4‑亚苯基，X¹表示‑O‑，P¹表示丙烯酰基。

Description

单体与液晶的混合物、高分子与液晶的复合材料及液晶元件

技术领域

本发明涉及一种含有单官能性的单环单体的单体与液晶的混合物、高分子与液晶的复合材料、及液晶元件。

背景技术

与向列液晶材料中的等向性相(以下有时称为“非液晶等向性相”)同样地，在作为光学等向性的液晶相的一种的蓝相中，也观测到电双折射值(对等向性媒体施加了电场时所引起的双折射值)Δn_E与电场E的平方成比例的现象，即克尔效应[Δn_E＝KλE²(K：克尔系数(克尔常数)，λ：波长)]。

近年来，在蓝相及高分子稳定化蓝相等光学等向性的液晶相中施加电场，而使电双折射显现的模式也得到积极研究(专利文献1～专利文献11、非专利文献1～非专利文献3)。进而，提出有不仅将该模式应用于显示元件，而且将该模式应用于利用电双折射的波长可变滤光片、波面控制元件、液晶透镜、像差修正元件、开口控制元件、光学头(optical head)装置等(专利文献6、专利文献10、专利文献11)。

包含非手性(achiral)的液晶成分与手性(chiral)化合物的光学等向性的液晶组成物含有大量氟系化合物，并具有大的介电常数异向性、大的折射率异向性、低熔点，且在宽广的温度范围内具有液晶相。

然而，该光学等向性的液晶组成物虽然显示短的响应时间等良好的电特性，但在包含低温的宽广的温度范围内具有液晶相的例子少，而难以直接用作液晶元件。

光学等向性的高分子与液晶的复合材料可通过如下方式而获得：在显示蓝相或等向性相的温度下，使向光学等向性的液晶组成物中添加单体而成的单体与液晶的混合物进行聚合。该高分子与液晶的复合材料以在包含低温的宽广的温度范围内具有液晶相为特征，作为液晶显示面板用的液晶元件极其有用。

以使蓝相高分子稳定化为目的而使用的单体可使用低分子量的单体、大分子单体、或低聚物等。另外所获得的高分子与液晶的复合材料优选具有三维交联结构，因此优选使用具有2个以上聚合性官能基的多官能性单体。但是，该单体与液晶的组成物在宽广的温度范围内不显现均一的蓝相的情况多，以不均一的蓝相进行聚合而成的高分子与液晶的复合材料不均一且产生浓度不均，其结果，产生液晶显示面板中的显示不均，且成为对比度下降等的主要原因。

为了单体与液晶的混合物在比较宽广的温度范围内显现均一的蓝相，有效的是并用多官能性单体与单官能性单体。并用了多官能性单体与单官能性单体的单体与液晶的混合物在比较宽广的温度范围内显现均一的蓝相。作为此处所使用的单官能性单体，已知有丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸烷基酯等。但是，此种单官能性单体与液晶组成物的相容性并不充分，使利用此种单官能性单体所获得的单体与液晶的混合物进行聚合而获得的高分子与液晶的复合材料不均一且产生浓度不均、或者用以获得浓度不均得到改善的高分子与液晶的复合材料的聚合温度范围狭小。另外，存在高分子稳定化所需的单体含量也多这一缺点。

尤其，最近为了将液晶注入至单元中，而采用被称为滴注填充(One DropFilling，ODF)方式的注入法。该方式是将液晶滴加至基板上，并在真空下贴合对向基板的方式。在该ODF方式中，要求液晶滴在面内均一。当将光学等向性的高分子与液晶的复合材料应用于ODF方式时，将单体与液晶的混合物滴加至基板上，在贴合后照射紫外光等而使单体聚合。此时，优选在单体与液晶的混合物的N^*-BP转变温度附近进行聚合的情况多，但在该温度附近进行聚合所获得的高分子与液晶的复合材料中有时会观测到浓度不均。

[现有技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]日本专利特开2003-327966

[专利文献2]国际公开2005/90520

[专利文献3]日本专利特开2005-336477

[专利文献4]日本专利特开2006-89622

[专利文献5]日本专利特开2006-299084

[专利文献6]国际公开2005/080529

[专利文献7]日本专利特表2005-537520

[专利文献8]日本专利特表2006-506477

[专利文献9]日本专利特表2007-503487

[专利文献10]日本专利特开2005-157109

[专利文献11]日本专利特开2006-127707

[专利文献12]日本专利特开2010-510256

[非专利文献]

[非专利文献1]《自然材料》(Nature Materials)，1，64，(2002)

[非专利文献2]《先进材料》(Adv.Mater.)，17，96，(2005)

[非专利文献3]《信息显示学会志》(Journal ofthe SID)，14,551，(2006)

发明内容

发明的第一目的在于提供一种可获得浓度不均得到改善的高分子与液晶的复合材料的单体与液晶的混合物、或可获得浓度不均得到改善的高分子与液晶的复合材料的聚合温度范围广的单体与液晶的混合物。

第二目的在于提供一种液晶元件，其使用通过使所述单体与液晶的混合物进行聚合而获得的高分子与液晶的复合材料，由此对于热、光等具有稳定性，具有短的响应时间、大的对比度、低驱动电压，在包含低温的宽广的温度范围内具有均一且无浓度不均的高分子稳定化蓝相。

本发明人等人努力研究的结果，发现通过提供使用单官能性的单环单体，特别是具有芳香环的单官能性的单环单体的单体与液晶的混合物、高分子与液晶的复合材料、及液晶元件，可大幅度地改善所述课题。具体而言，如下所述。

本说明书中，“液晶化合物”是具有向列相、层列相等液晶相的化合物，以及不具有液晶相但作为液晶组成物的成分而有用的化合物的总称。有时分别将液晶化合物、液晶组成物、液晶显示元件简称为化合物、组成物、元件。

本说明书中，“液晶元件”是液晶显示面板及液晶显示模块的总称。向列相的上限温度为向列相-等向性相的相转变温度，而且有时将其简称为透明点或上限温度。有时将向列相的下限温度简称为下限温度。

本说明书中，“单体与液晶的混合物”是包含聚合性单体及光学等向性的液晶组成物的混合物。“高分子与液晶的复合材料”是包含高分子及光学等向性的液晶组成物的复合材料。所谓“单官能性的单环单体”，是指具有1个聚合性官能基、且具有1个环结构的聚合性单体。有时将具有1个聚合性官能基的聚合性单体称为“单官能性单体”。“多官能性单体”是具有多个聚合性官能基的聚合性单体，有时将具有2个聚合性官能基的聚合性单体称为“二官能性单体”。

本说明书中，将由式(1)所表示的化合物简称为化合物(1)。该简称方式有时也适用于由式(2)等所表示的化合物。在化学式中，由六边形包围的A、B等符号分别对应于环结构A、环结构B等。有时将它们简称为“环A”、“环B”。所谓“环结构”，是指环状的基，包括亚苯基环、萘环、环己烯环、二环辛烷环或环己烷环等。此处，如萘环那样的缩合多环烃或如二环辛烷环般的交联环烃等含有多个环的环结构也算作1个环结构。

将环A¹、Y¹、B等多个相同的符号记载在相同的式或不同的式中，但它们可分别相同、或不同。

“任意的”表示不仅位置任意，而且个数也任意，但不包含个数为0的情况。任意的A可由B、C或D取代这一表达方式表示除任意的A由B取代的情况、任意的A由C取代的情况、及任意的A由D取代的情况以外，也包括多个A由B～D中的至少2个取代的情况。例如，任意的-CH₂-可由-O-或-CH＝CH-取代的烷基中包括烷基、烯基、烷氧基、烷氧基烷基、烷氧基烯基、烯氧基烷基等。再者，在本发明中，连续的2个-CH₂-由-O-取代而变成如-O-O-般的情况不优选。而且，烷基的末端的-CH₂-由-O-取代的情况也不优选。

另外，本说明书中，只要未特别提及，则“％”是指“重量％(重量百分比)”。

本案发明包括以下的构成。

[1]一种单体与液晶的混合物，其特征在于：通过在含有非手性的液晶成分A及手性化合物K的光学等向性的液晶组成物中，进而混合1种以上由通式(1)所表示的聚合性单体而获得。

式(1)中，

R^a为氢、卤素、直链状或分支状的碳数为1～30的烷基，该烷基中的任意的-CH₂-可由-O-、-COO-、-OCO-、-CH＝CH-或-C≡C-取代，该烷基中的任意的氢可由卤素取代；

R^b为单键、或者直链状或分支状的碳数为1～30的亚烷基，该亚烷基中的任意的-CH₂-可由-O-、-COO-、-OCO-、-CH＝CH-或-C≡C-取代，该亚烷基中的任意的氢可由卤素取代；环A¹为1，4-亚苯基、萘-2，6-二基、1，4-亚环己烯基、或1，4-二环[2，2，2]亚辛基，这些环中的任意的氢可由碳数为1～5的烷基、或卤素取代，环中的任意的-CH₂-可由-O-取代，环中的任意的-CH＝可由-N＝取代；

X¹为-O-、-CO-、-COO-、-OCO-、-CF₂O-、-OCF₂-或单键；

P¹表示下述的式(M3-1)～式(M3-7)的任一个。

(式中，R^d分别独立为氢、卤素或碳数为1～5的烷基，这些烷基中，任意的氢可由卤素取代)

[2]根据[1]所述的单体与液晶的混合物，其特征在于：聚合性单体由通式(2)表示。

式(2)中，

R^a为直链状或分支状的碳数为1～30的烷基、碳数为2～30的烯基、或碳数为1～30的烷氧基，该烷基中的任意的氢可由卤素取代；

R^b为单键、直链状或分支状的碳数为1～30的亚烷基，该亚烷基中的任意的-CH₂-可由-O-、-CH＝CH-或-C≡C-取代，该亚烷基中的任意的氢可由卤素取代；

X¹为-O-、-CO-、-COO-、-OCO-、-CF₂O-、-OCF₂-或单键；

Q¹、Q²、Q³、及Q⁴分别独立为氢、氟、氯、或甲基；

R^d为氢或甲基，P¹表示式(M3-3)或式(M3-7)。

[3]根据[2]所述的单体与液晶的混合物，其特征在于：聚合性单体由通式(2-1)～通式(2-3)的任一个表示。

式(2-1)～式(2-3)中，

R^a为直链状或分支状的碳数为1～30的烷基、或者直链状或分支状的碳数为2～30的烯基；

R^b为直链状或分支状的碳数为1～30的亚烷基；

Q¹、Q²、Q³、及Q⁴分别独立为氢、氟、或甲基；

R^d为氢或甲基。

[4]根据[3]所述的单体与液晶的混合物，其特征在于：含有如下的聚合性单体，该聚合性单体是在式(2-1)中，R^a为直链状或分支状的碳数为1～30的烷基、R^b为直链状的碳数为1～30的亚烷基、R^d为氢的聚合性单体。

[5]根据[3]所述的单体与液晶的混合物，其特征在于：含有如下的聚合性单体，该聚合性单体是在式(2-1)中，R^a为直链状或分支状的碳数为1～30的烷基、R^b为直链状的碳数为1～30的亚烷基、R^d为甲基的聚合性单体。

[6]根据[3]所述的单体与液晶的混合物，其特征在于：含有如下的聚合性单体，该聚合性单体是在式(2-2)中，R^a为直链状或分支状的碳数为1～30的烷基、R^b为直链状的碳数为1～30的亚烷基、R^d为氢的聚合性单体。

[7]根据[3]所述的单体与液晶的混合物，其特征在于：含有1种以上如下的聚合性单体，该聚合性单体是在式(2-2)中，R^a为直链状或分支状的碳数为1～30的烷基、R^b为直链状的碳数为1～30的亚烷基、R^d为甲基的聚合性单体。

[8]根据[3]所述的单体与液晶的混合物，其特征在于：含有如下的聚合性单体，该聚合性单体是在式(2-3)中，R^a为直链状或分支状的碳数为1～30的烷基、R^b为直链状的碳数为1～30的亚烷基、R^d为氢的聚合性单体。

[9]根据[3]所述的单体与液晶的混合物，其特征在于：含有如下的聚合性单体，该聚合性单体是在式(2-3)中，R^a为直链状或分支状的碳数为1～30的烷基、R^b为直链状的碳数为1～30的亚烷基、R^d为甲基的聚合性单体。

[10]根据[1]至[9]中任一项所述的单体与液晶的混合物，其特征在于：在非手性的液晶成分A中含有由通式(1-A)所表示的化合物。

(通式(1-A)中，R¹¹为氢、碳数为1～20的烷基，该烷基中的任意的-CH₂-可由-O-、-S-、-COO-、-OCO-或-C≡C-取代，但2个连续的-CH₂-不由-O-取代，该烷基中的任意的氢可由卤素取代；环A¹¹、环A¹²、环A¹³及环A¹⁴独立为1，4-亚苯基、1，3-二恶烷-2，5-二基、四氢吡喃-2，5-二基、四氢吡喃-3，6-二基、嘧啶-2，5-二基、吡啶-2，5-二基、萘-2，6-二基、二环[2，2，2]辛烷-1，4-二基、1，4-亚环己基、或2，6，7-三氧杂二环[2，2，2]辛烷-1，4-二基，这些环中的任意的氢可由卤素取代；Z¹¹、Z¹²、Z¹³及Z¹⁴独立为单键、碳数为1～4的亚烷基，该亚烷基中的任意的-CH₂-可由-O-、-S-、-COO-、-OCO-、-CSO-、-OCS-、-CH＝CH-、-CF＝CF-或-C≡C-取代，该亚烷基中的任意的氢可由卤素取代；L¹¹及L¹²分别独立为氢或卤素；X¹¹为卤素、-C≡N、-N＝C＝S、-C≡C-C≡N、-SF₅、-CHF₂、-CF₃、-CF₂CH₂F、-CF₂CHF₂、-CF₂CF₃、-(CF₂)₃-F、-CF₂CHFCF₃、-CHFCF₂CF₃、-(CF₂)₄-F、-(CF₂)₅-F、-OCHF₂、-OCF₃、-OCF₂CH₂F、-OCF₂CHF₂、-OCH₂CF₃、-OCF₂CF₃、-O-(CF₂)₃-F、-OCF₂CHFCF₃、-OCHFCF₂CF₃、-O-(CF₂)₄-F、-O-(CF₂)₅-F、-CH＝CF₂、-CH＝CHCF₃、或-CH＝CHCF₂CF₃；1及m独立为0或1)

[11]根据[1]至[9]中任一项所述的单体与液晶的混合物，其特征在于：在非手性的液晶成分A中含有1种以上由下述式(1-Aa)～式(1-Aj)的任一个所表示的化合物。

(式(1-Aa)～式(1-Aj)中，R¹¹为碳数为2～8的烷基，X¹¹为氟、氯、-C≡N、-CF₃、-CHF₂、-CH₂F、-OCF₃、-OCHF₂、-OCH₂F或-C＝C-CF₃，(F)表示氢或氟)

[12]根据[1]至[9]中任一项所述的单体与液晶的混合物，其特征在于：在液晶成分A中含有1种以上由通式(1-A)所表示的化合物，且在手性化合物K中含有1种以上由通式(K1)～通式(K5)所表示的化合物。

(式(K1)～式(K5)中，R^K独立为氢、卤素、-C≡N、-N＝C＝O、-N＝C＝S或碳数为1～20的烷基，该烷基中的任意的-CH₂-可由-O-、-S-、-COO-、-OCO-、-CH＝CH-、-CF＝CF-或-C≡C-取代，该烷基中的任意的氢可由卤素取代；A^K独立为芳香族性的6员环～8员环、非芳香族性的3员环～8员环、或碳数为9～20的缩合环，这些环中的任意的氢可由卤素、碳数为1～3的烷基或卤代烷基取代，环的-CH₂-可由-O-、-S-或-NH-取代，-CH＝可由-N＝取代；

Y^K独立为氢、卤素、碳数为1～3的烷基、碳数为1～3的卤代烷基、芳香族性的6员环～8员环、非芳香族性的3员环～8员环、或碳数为9～20的缩合环，这些环的任意的氢可由卤素、碳数为1～3的烷基或卤代烷基取代，-CH₂-可由-O-、-S-或-NH-取代，-CH＝可由-N＝取代；Z^K独立为单键、或碳数为1～8的亚烷基，任意的-CH₂-可由-O-、-S-、-COO-、-OCO-、-CSO-、-OCS-、-N＝N-、-CH＝N-、-N＝CH-、-CH＝CH-、-CF＝CF-或-C≡C-取代，任意的氢可由卤素取代；X^K为单键、-COO-、-OCO-、-CH₂O-、-OCH₂-、-CF₂O-、-OCF₂-、或-CH₂CH₂-；mK为1～4的整数)

[13]根据[1]至[9]中任一项所述的单体与液晶的混合物，其特征在于：在非手性的液晶成分A中，由通式(1-A)所表示的化合物的含量为50重量％～100重量％，在手性成分K中，由通式(K1)～通式(K5)所表示的化合物的1种以上为0.1重量％～30重量％。

[14]根据[1]至[12]中任一项所述的单体与液晶的混合物，其特征在于：还包括1种以上由通式(M2)所表示的二官能性单体。

R^C-Y^M-(A^M-Z^M)_ml-A^M-Y^M-R^C (M2)

式(M2)中，R^C分别独立为基(M3-1)～基(M3-7)的聚合性基；A^M分别独立为芳香族性或非芳香族性的5员环、6员环或碳数为9～20的缩合环，环中的-CH₂-可由-O-、-NH-、或-NCH₃-取代，环中的-CH＝可由-N＝取代，环中的氢原子可由卤素、及碳数为1～5的烷基、或卤化烷基取代；Y^M分别独立为单键或碳数为1～20的亚烷基，这些亚烷基中，任意的-CH₂-可由-O-、-S-、-CH＝CH-、-C≡C-、-COO-、或-OCO-取代；Z^M分别独立为单键、-(CH₂)_m3-、-O(CH₂)_m3-、-(CH₂)_m3O-、-O(CH₂)_m3O-、-CH＝CH-、-C≡C-、-COO-、-OCO-、-(CF₂)₂-、-(CH₂)₂-COO-、-OCO-(CH₂)₂-、-CH＝CH-COO-、-OCO-CH＝CH-、-C≡C-COO-、-OCO-C≡C-、-CH＝CH-(CH₂)₂-、-(CH₂)₂-CH＝CH-、-CF＝CF-、-C≡C-CH＝CH-、-CH＝CH-C≡C-、-OCF₂-(CH₂)₂-、-(CH₂)₂-CF₂O-、-OCF₂-或-CF₂O-(所述式中、m3为1～20的整数)；m1为1～6的整数，

此处，基(M3-1)～基(M3-7)中的R^d分别独立为氢、卤素或碳数为1～5的烷基，这些烷基中，任意的氢可由卤素取代。

[15]根据[1]至[12]中任一项所述的单体与液晶的混合物，其特征在于：还包括1种以上由通式(M2-15)所表示的二官能性单体。

式中，R^C为1～30的丙烯酸酯基、或甲基丙烯酸酯基；y^M分别独立为单键、或碳数为1～20的亚烷基；Z^M分别独立为单键、-(CH₂)_m3-、-O(CH₂)_m3-、-(CH₂)_m3O-、-O(CH₂)_m3O-、-CH＝CH-、-C≡C-、-COO-、-OCO-、-(CF₂)₂-、-(CH₂)₂-COO-、-OCO-(CH₂)₂-、-CH＝CH-COO-、-OCO-CH＝CH-、-C≡C-COO-、-OCO-C≡C-、-CH＝CH-(CH₂)₂-、-(CH₂)₂-CH＝CH-、-CF＝CF-、-C≡C-CH＝CH-、-CH＝CH-C≡C-、-OCF₂-(CH₂)₂-、-(CH₂)₂-CF₂O-、-OCF₂-或-CF₂O-(所述式中，m³为1～20的整数)；另外，以直线连结1，4-亚苯基与(F)的表述表示1个氢或2个氢可由氟取代的1，4-亚苯基，另外，以直线连结1，4-亚苯基与(F，Me)的表述表示1个氢或2个氢可由氟或甲基取代的1，4-亚苯基。

[16]根据[1]至[15]中任一项所述的单体与液晶的混合物，其特征在于：在-20℃～70℃的温度下显示手性向列相，且在该温度范围的至少一部分中，螺旋节距为700nm以下。

[17]一种高分子与液晶的复合材料，其特征在于：其是使根据[1]至[16]中任一项所述的单体与液晶的混合物进行聚合而获得、且用于通过光学等向性的液晶相来驱动的元件。

[18]一种高分子与液晶的复合材料，其特征在于：其是使根据[1]至[16]中任一项所述的单体与液晶的混合物以非液晶等向性相或光学等向性的液晶相进行聚合而获得、且用于通过光学等向性的液晶相来驱动的元件。

[19]一种液晶元件，其特征在于：在一面或两面上配置有电极，且包括配置在基板间的液晶组成物或高分子与液晶的复合材料，及经由电极对液晶组成物或高分子与液晶的复合材料施加电场的电场施加装置，其中所述高分子与液晶的复合材料为根据[17]或[18]所述的高分子与液晶的复合材料。

本发明的光学等向性的单体与液晶的组成物在比较宽广的温度范围内显现蓝相，且显示良好的相容性。

使该光学等向性的单体与液晶的组成物以蓝相或等向性相进行聚合而获得的高分子与液晶的复合材料在宽广的温度范围内，显现均一且无浓度不均的光学等向性的液晶相(包含蓝相)，并显示比较低的驱动电压，且响应速度快。本发明的优选的形态的光学等向性的液晶组成物及高分子与液晶的复合材料可在宽广的温度范围内使用。

而且，基于这些效果，本发明的优选的形态的单体与液晶的混合物及高分子与液晶的复合材料可适宜用于显示元件等液晶元件等。

附图说明

图1表示实例中所使用的梳型电极基板。

图2表示实例中所使用的光学系统。

[符号的说明]

1、2：电极

3：光源

4：偏光镜

5：梳型电极单元

6：分析仪

7：光接收器

具体实施方式

1光学等向性的液晶组成物

本发明中所使用的光学等向性的液晶组成物含有非手性的液晶成分与手性化合物。此处，手性化合物的手性不限。

本发明中所使用的液晶组成物中所含有的化合物通常通过公知的方法，例如使所需的成分在高温度下进行反应的方法等来合成。

另外，构成本发明中所使用的液晶组成物的化合物的各元素即便是包含同位素元素的类似物，只要其物理特性无大的差异便可使用。

1.1光学等向性的液晶相

本发明中所使用的液晶组成物具有光学等向性的液晶相。此处，所谓液晶组成物具有光学等向性，是指在宏观上液晶分子排列为等向性，因此显示光学等向性，但在微观上存在液晶秩序(liquid crystalline order)。

而且，在本说明书中，所谓“光学等向性的液晶相”，是指显现光学等向性的液晶相而非摇动的相，例如显现血小板组织的相(狭义的蓝相)为其一例。

通常，蓝相被分类为3种(蓝相I、蓝相II、蓝相III)，所述3种蓝相均为光学活性、且为等向性。在蓝相I或蓝相II的蓝相中，观测到由来自不同的晶格面的布拉格反射所引起的2种以上的绕射光。

在本发明中所使用的光学等向性的液晶组成物中，为了使光学等向性的液晶相显现，基于微观上所具有的液晶秩序的螺旋节距(以下，有时简称为“节距”)优选1000nm以下。

由于节距越长，光学等向性的液晶相中的电双折射越大，因此只要满足所期望的光学特性(透过率、绕射波长等)，则可通过调整手性化合物的种类与含量，将节距设定得长来增大电双折射。

另外，在本说明书中，所谓“非液晶等向性相”，是指通常所定义的等向性相，即无秩序相，是如下所述的等向性相，即，即便生成局部的秩序参数不为零的区域，也是因摇动所引起的。例如，在向列相的高温侧显现的等向性相在本说明书中相当于非液晶等向性相。本说明书中的手性的液晶也适用相同的定义。

再者，光学等向性的液晶组成物的温度范围可通过将手性化合物添加至向列相或手性向列相与等向性相的共存温度范围广的液晶组成物中，使光学等向性的液晶相显现来扩大。例如，将透明点高的液晶化合物与透明点低的液晶化合物混合，在宽广的温度范围内制备向列相与等向性相的共存温度范围广的液晶组成物，然后向其中添加手性化合物，由此可制备在宽广的温度范围内显现光学等向性的液晶相的组成物。

作为向列相或手性向列相与等向性相的共存温度范围广的液晶组成物，优选手性向列相与非液晶等向性相共存的上限温度与下限温度的差为3℃～150℃的液晶组成物，更优选差为5℃～150℃的液晶组成物。另外，优选向列相与非液晶等向性相共存的上限温度与下限温度的差为3℃～150℃的液晶组成物。

在光学等向性的液晶相中，若对本发明中所使用的液晶媒体施加电场，则会产生电双折射，但不一定必须为克尔效应。

由于节距越长，光学等向性的液晶相中的电双折射越大，因此只要满足其他光学特性(透过率、绕射波长等)的要求，则可通过调整手性剂的种类与含量，将节距设定得长来增大电双折射。

1.2液晶成分A

本发明中所使用的光学等向性的液晶组成物将含有1种以上由式(1-A)所表示的化合物的非手性液晶成分A作为必需成分。

所述式(1-A)中，R¹¹为氢、碳数为1～20的烷基，该烷基中的任意的-CH₂-可由-O-、-S-、-COO-、-OCO-或-C≡C-取代，但2个连续的-CH₂-不由-O-取代，该烷基中的任意的氢可由卤素取代。

此种R¹¹中，优选碳数为1～10的烷基、及碳数为2～10的烯基。更优选碳数为2～8的烷基及烯基。烯基中的-CH＝CH-的优选的立体构型依存于双键的位置。在如-CH＝CHCH₃、-CH＝CHC₂H₅、-CH＝CHC₃H₇、-CH＝CHC₄H₉、-C₂H₄CH＝CHCH₃、以及-C₂H₄CH＝CHC₂H₅般的在奇数位上具有双键的烯基中，优选反式构型。在如-CH₂CH＝CHCH₃、-CH₂CH＝CHC₂H₅、以及-CH₂CH＝CHC₃H₇般的在偶数位上具有双键的烯基中，优选顺式构型。具有优选的立体构型的烯基化合物具有高的上限温度、或宽广的液晶相的温度范围。在《分子晶体与液晶》(Mol.Cryst.Liq.Cryst.)，1985，131，109以及Mol.Cryst.Liq.Cryst.，1985，131，327中有详细说明。

所述式(1-A)中，环A¹¹、环A¹²、环A¹³及环A¹⁴独立为1，4-亚苯基、1，3-二恶烷-2，5-二基、四氢吡喃-2，5-二基、四氢吡喃-3，6-二基、嘧啶-2，5-二基、吡啶-2，5-二基、萘-2，6-二基、二环[2，2，2]辛烷-1，4-二基、1，4-亚环己基、或2，6，7-三氧杂二环[2，2，2]辛烷-1，4-二基，这些环中的任意的氢可由卤素取代。

环A¹¹、环A¹²、环A¹³及环A¹⁴优选分别独立为可由氟取代的1，4-亚苯基、1，3-二恶烷-2，5-二基、或2，6，7-三氧杂二环[2，2，2]辛烷-1，4-二基。

所述式(1-A)中，Z¹¹、Z¹²、Z¹³及Z¹⁴独立为单键、碳数为1～4的亚烷基，该亚烷基中的任意的-CH₂-可由-O-、-S-、-COO-、-OCO-、-CSO-、-OCS-、-CH＝CH-、-CF＝CF-或-C≡C-取代，该亚烷基中的任意的氢可由卤素取代。

Z¹¹、Z¹²、Z¹³及Z¹⁴优选单键、-CH₂CH₂-、-CH＝CH-、-C≡C-、-COO-、-CF₂O-、-CH₂O-或-OCH₂-，这些之中，优选单键、-COO-或-CF₂O-。

另外，这些键中，在如-CH＝CH-、-CF＝CF-、-CH＝CH-(CH₂)₂-、及-(CH₂)₂-CH＝CH-等般的具有双键的键结基中，其立体构型是反式优于顺式。

所述式(1-A)中，L¹¹及L¹²分别独立为氢或卤素。这些之中，L¹¹及L¹²优选分别独立为氢或氟。

所述式(1-A)中，X¹¹为卤素、-C≡N、-N＝C＝S、-C≡C-C≡N、-SF₅、-CHF₂、-CF₃、-CF₂CH₂F、-CF₂CHF₂、-CF₂CF₃、-(CF₂)₃-F、-CF₂CHFCF₃、-CHFCF₂CF₃、-(CF₂)₄-F、-(CF₂)₅-F、-OCHF₂、-OCF₃、-OCF₂CH₂F、-OCF₂CHF₂、-OCH₂CF₃、-OCF₂CF₃、-O-(CF₂)₃-F、-OCF₂CHFCF₃、-OCHFCF₂CF₃、-O-(CF₂)₄-F、-O-(CF₂)₅-F、-CH＝CF₂、-CH＝CHCF₃、或-CH＝CHCF₂CF₃。

优选的X¹¹的例子为氟、氯、-C≡N、-N＝C＝S、-CF₃、-CHF₂、-OCF₃及-OCHF₂。更优选的X¹¹的例子为氟、氯、-C≡N、-N＝C＝S、-CF₃及-OCF₃。

式(1-A)中，1及m独立为0或1。

作为由所述式(1-A)所表示的化合物，特优选由下述式(1-Aa)～式(1-Aj)所表示的化合物。

(式(1-Aa)～式(1-Aj)中，R¹¹为碳数为2～8的烷基，X¹¹为氟、氯、-C≡N、-CF₃、-CHF₂、-CH₂F、-OCF₃、-OCHF₂、-OCH₂F或-C＝C-CF₃，(F)表示氢或氟)

通过适当地选择化合物(1-A)中的1及_m的组合、环A¹¹～环A¹⁴的种类、末端基R²、末端的亚苯基环上的基及其取代位置(L¹、L²及X¹)、键结基Z¹¹～键结基Z¹⁴等，可调整液晶成分A的透明点、折射率异向性、介电常数异向性等物性。

以下说明1及m的组合、环A¹¹～环A¹⁴、末端基R¹¹、末端基X¹¹、键结基Z¹¹～键结基Z¹⁴、L¹¹及L¹²的种类等与化合物(1-A)的物性的一般性的关系。

通常，1+m越大，化合物(1-A)的透明点越高，1+m越小，化合物(1-A)的熔点越低。

通常，环A¹¹～环A¹⁴中含有越多的芳香族环，化合物(1-A)的折射率异向性变得越大。任意的氢由卤素取代的1，4-亚苯基、嘧啶-2，5二基、吡啶-2，5-二基、四氢吡喃-2，5-二基、1，3-二恶烷-2，5-二基、或2，6，7-三氧杂二环[2，2，2]辛烷-1，4-二基对于显现大的介电常数异向性有效，1，4-亚环己基、及四氢吡喃-2，5-二基有助于显现化合物(1-A)的良好的相容性。

通常，当R¹¹分别为直链时，化合物(1-A)的液晶相的温度范围广、且粘度变小。另一方面，当R¹¹为支链时，化合物(1-A)与其他液晶化合物的相容性提升。

通常，当键结基Z¹¹、键结基Z¹²、键结基Z¹³及键结基Z¹⁴分别为单键、-CH₂CH₂-、-CH＝CH-、-CF₂O-、-OCF₂-、-CH₂O-、-OCH₂-、-CF＝CF-、-(CH₂)₃-O-、-O-(CH₂)₃-、-(CH₂)₂-CF₂O-、-OCF₂-(CH₂)₂-或-(CH₂)₄-时，化合物(1-A)的粘度小。另外，通常，当键结基Z¹¹、键结基Z¹²、键结基Z¹³及键结基Z¹⁴分别为单键、-(CH₂)₂-、-CF₂O-、-OCF₂-或-CH＝CH-时，化合物(1-A)的粘度变得更小。通常，当键结基Z¹¹、键结基Z¹²、键结基Z¹³及键结基Z¹⁴分别为-C≡C-时，化合物(1-A)的折射率异向性大。通常，当键结基Z¹¹、键结基Z¹²、键结基Z¹³及键结基Z¹⁴为-COO-、-CF₂O-时，化合物(1-A)的介电常数异向性大。通常，当键结基Z¹¹、键结基Z¹²、键结基Z¹³及键结基Z¹⁴为单键、-(CH₂)₂-、-CH₂O-、-CF₂O-、-OCF₂-或-(CH₂)₄-时，化合物(1-A)的化学性质比较稳定，难以产生劣化。

通常，当折射率异向性或介电常数异向性大时，存在本发明的液晶元件变成低电压的倾向，若粘度低，则响应速度变快。

通常，当X¹¹为氟、氯、-C≡N、-N＝C＝S、-SF₅、-CF₃、-CHF₂、-CH₂F、-OCF₃、-OCHF₂或-OCH₂F时，化合物(1-A)的介电常数异向性大。另外，通常，当X¹¹为-C＝N、或-N＝C＝S时，化合物(1-A)的光学异向性大。当X¹¹为氟、-OCF₃或烷基时，化学性质稳定。

通常，当L¹¹及L¹²均为氟，X¹¹为氟、氯、-C＝N、-N＝C＝S、-SF₅、-CF₃、-CHF₂、-CH₂F、-OCF₃、-OCHF₂或-OCH₂F时，化合物(1-A)的介电常数异向性大。另外，通常，当L¹¹为氟且X¹¹为-CF₃或-OCF₃时，当L¹¹及L¹²均为氟且X¹¹为-CF₃或-OCF₃时，或者当L¹¹、L¹²及X¹¹均为氟时，化合物(1-A)的介电常数异向性值大，液晶相的温度范围广，进而，化学性质稳定且难以产生劣化。

1.3手性化合物

作为光学等向性的液晶组成物中所含有的手性化合物，优选扭转力(螺旋扭转力(Helical Twisting Power))大的化合物。扭转力大的化合物可减少为了获得所期望的节距而需要的添加量，因此驱动电压的上升得到抑制，在实用上有利。具体而言，优选由下述式(K1)～式(K5)所表示的化合物。

式(K1)～式(K5)中，R^K独立为氢、卤素、-C≡N、-N＝C＝O、-N＝C＝S或碳数为1～20的烷基，该烷基中的任意的-CH₂-可由-O-、-S-、-COO-、-OCO-、-CH＝CH-、-CF＝CF-或-C≡C-取代，但2个连续的-CH₂-不由-O-取代，该烷基中的任意的氢可由卤素取代；A^K独立为芳香族性或非芳香族性的3员环～8员环、或者碳数为9～20的缩合环，这些环中的任意的氢可由卤素、碳数为1～3的烷基或卤代烷基取代，-CH₂-可由-O-、-S-或-NH-取代，-CH＝可由-N＝取代；Y^K独立为氢、卤素、碳数为1～3的烷基、碳数为1～3的卤代烷基、芳香族性或非芳香族性的3员环～8员环、或者碳数为9～20的缩合环，这些环中的任意的氢可由卤素、碳数为1～3的烷基或卤代烷基取代，-CH₂-可由-O-、-S-或-NH-取代，-CH＝可由-N＝取代；Z^K独立为单键、或碳数为1～8的亚烷基，任意的-CH₂-可由-O-、-S-、-COO-、-OCO-、-CSO-、-OCS-、-N＝N-、-CH＝N-、-N＝CH-、-CH＝CH-、-CF＝CF-或-C≡C-取代，任意的氢可由卤素取代；X^K为单键、-COO-、-OCO-、-CH₂O-、-OCH₂-、-CF₂O-、-OCF₂-、或-CH₂CH₂-；mK为1～4的整数。

该些之中，作为添加至液晶组成物中的手性化合物，优选式(K2)中所含有的式(K2-1)～式(K2-8)、式(K4)中所含有的式(K4-1)～式(K4-6)、及式(K5)中所含有的式(K5-1)～式(K5-3)。

(式中，R^K独立为碳数为3～10的烷基，该烷基中的邻接于环的-CH₂-可由-O-取代，任意的-CH₂-可由-CH＝CH-取代)。

通常，本发明中所使用的光学等向性的液晶组成物中的手性化合物的含量优选1重量％～20重量％，特优选1重量％～10重量％。在这些范围内含有手性化合物的液晶组成物变得容易具有光学等向性的液晶相。

另外，当用于液晶显示元件时，优选调整手性化合物的浓度，而在可见区域中实质上看不到绕射或反射。

再者，液晶组成物中所含有的手性化合物可以是1种，也可以是2种以上。

1.4其他成分

本发明中所使用的光学等向性的液晶组成物也可以在不对该组成物的特性造成影响的范围内，进而添加高分子物质等其他化合物。本发明中所使用的液晶组成物除高分子物质以外，也可以含有例如二色性色素、光致变色化合物。作为二色性色素的例子，可列举：部花青系、苯乙烯基系、偶氮系、甲亚胺系、氧化偶氮系、喹啉黄系、蒽醌系、四嗪系等。

2.单体与液晶的混合物、及高分子与液晶的复合材料

本发明的单体与液晶的混合物是如下的混合物，其包括：包含非手性的液晶成分A与手性化合物K的光学等向性的液晶组成物、及由通式(1)所表示的聚合性单体。另外，本发明的光学等向性的高分子与液晶的复合材料表示可用于通过光学等向性的液晶相来驱动的光元件的材料，例如可通过使本发明的光学等向性的单体与液晶的混合物进行聚合反应来制作。

优选在单体与液晶的混合物中，单体的含有率小。单体量的增加有可能导致液晶元件中显示液晶相的温度范围的减少、或者驱动电压的上升等。

2.2聚合性单体

本发明中所使用的聚合性单体是构成复合材料的高分子的原料，本发明中所使用的由通式(1)或通式(2)所表示的聚合性单体是单官能性的具有一个环结构的聚合性单体，尤其环结构为芳香环的聚合性单体与不具有环结构的单体相比，具有高相容性。含有本发明中所使用的由通式(1)或通式(2)所表示的聚合性单体的单体与液晶的混合物以比先前更少的单体添加量，在比较宽广的温度范围内显现均一的蓝相。

2.2.1单官能性单体

作为本发明中所使用的聚合性单体，可列举作为不具有液晶元部位的单官能性的单环单体的由通式(1)所表示的化合物。

式(1)中，

R^a为氢、卤素、直链状或分支状的碳数为1～30的烷基，该烷基中的任意的-CH₂-可由-O-、-COO-、-OCO-、-CH＝CH-或-C≡C-取代，但2个连续的-CH₂-不由-O-取代，该烷基中的任意的氢可由卤素取代；

R^b为单键、或者直链状或分支状的碳数为1～30的亚烷基，该亚烷基中的任意的-CH₂-可由-O-、-COO-、-OCO-、-CH＝CH-或-C≡C-取代，但2个连续的-CH₂-不由-O-取代，该亚烷基中的任意的氢可由卤素取代；

环A¹为1，4-亚苯基、萘-2，6-二基、1，4-亚环己烯基、或1，4-二环[2，2，2]亚辛基，这些环中的任意的氢可由甲基或卤素取代，环中的任意的-CH₂-可由-O-取代，环中的任意的-CH＝可由-N＝取代；

X¹为-O-、-CO-、-COO-、-OCO-、-CF₂O-、-OCF₂-或单键；

P¹表示下述的式(M3-1)～式(M3-7)的任一个。

作为由通式(1)所表示的优选的单官能性单体，可列举由通式(2)所表示的化合物。

式(2)中，

R^a为直链状或分支状的碳数为1～30的烷基、碳数为2～30的烯基、或碳数为1～30的烷氧基，该烷基中的任意的氢可由卤素取代；

R^b为单键、直链状或分支状的碳数为1～30的亚烷基，该亚烷基中的任意的-CH₂-可由-O-、-CH＝CH-或-C≡C-取代，该亚烷基中的任意的氢可由卤素取代；

X¹为-O-、-CO-、-COO-、-OCO-、-CF₂O-、-OCF₂-或单键；

Q¹、Q²、Q³、及Q⁴分别独立为氢、氟、氯、或甲基；

R^d为氢或甲基，P¹表示式(M3-3)或式(M3-7)。

作为这些单官能性单体的优选的例子，可列举由式(2-1)～式(2-3)所表示的化合物。

式(2-1)～式(2-3)中，R^a为直链状或分支状的碳数为1～30的烷基、或者碳数为2～30的烯基。

当R^a为直链状的烷基时，化合物的粘性低。当R^a为分支状的烷基时，化合物的特征依存于分支位置，但在2位、3位上分支的化合物的熔点低。当R^a为烯基时，化合物的熔点低且相容性良好。

优选的R^a为直链状或分支状的碳数为1～20的烷基、碳数为2～20的烯基。

R^b为直链状或分支状的碳数为1～30的亚烷基。

当R^b为直链状的亚烷基时，化合物的粘性低。当R^b为分支状的亚烷基时，化合物的特征依存于分支位置，但在2位、3位上分支的化合物的熔点低。优选的R^b为直链状或分支状的碳数为1～20的烷基。

Q¹、Q²、Q³、及Q⁴分别独立为氢、氟、氯或甲基。

当Q¹、Q²、Q³、及Q⁴为氢、氟或甲基时，化学性质稳定，而特优选。

R^d为氢或甲基。

以下表示化合物(2-1-1)～化合物(2-1-38)、化合物(2-2-1)～化合物(2-2-14)、化合物(2-3-1)～化合物(2-3-16)、及化合物(2-4-1)～化合物(2-4-22)作为由式(1)所表示的化合物的优选的例子。

合成由式(1)所表示的化合物的方法有多种，可适宜参考本说明书实例或文献、书籍而由市售的试剂来合成。下述表示反应流程(流程1～流程3)作为其一例。化合物(1)的合成方法并不限定于此处所示的合成例。

<流程1>化合物(2-1)的制备

在酚衍生物与卤素的衍生物中使用碱来进行醚化，并使适当的甲酰氯作用于所获得的化合物而获得目标物。

式中，R^a具有由式(2-1)赋予的含义，n为1～30。

<流程2>化合物(2-2)的制备

在使与苯甲醛的衍生物相对应的维蒂希(wittig)试剂发挥作用而获得的化合物中，使用钯等触媒进行氢还原。继而，使LAH等还原剂作用于使保护基进行脱保护反应所获得的醛的衍生物，而获得醇衍生物。最后，可使该醇衍生物与适当的甲酰氯进行反应而获得目标物。

式中，R^a具有由式(2-2)赋予的含义，n为1～30。

<流程3>化合物(2-3)的制备

在将羧酸衍生物与卤素衍生物加以酯化而获得的化合物中，使用适当的羧酸与碱进行反应，由此获得目标物。

式中，R^a具有由式(2-3)赋予的含义，n为1～30。

关于所述单体，可列举式(2-1-1)～式(2-1-10)作为由式(2-1)所表示的化合物的适宜例，可列举式(2-2-1)～式(2-2-10)作为由式(2-2)所表示的化合物的适宜例，可列举式(2-3-1)～式(2-3-10)作为由式(2-3)所表示的化合物的适宜例。

本案发明中，除由通式(1)或通式(2)所表示的聚合性单体以外，也可以使用其他聚合性单体。作为由通式(1)或通式(2)所表示的聚合性单体以外的聚合性单体，例如可使用低分子量的单体、大分子单体、低聚物。本说明书中，高分子的原料单体是以包含低分子量的单体、大分子单体、低聚物等的含义来使用。

聚合性单体优选并用具有2个以上的聚合性官能基的多官能性单体、及具有1个聚合性官能基的单官能性单体。多官能性单体在变成高分子时容易形成三维交联结构。另一方面，单官能性单体与液晶组成物的相容性良好。

此处，单官能性单体并不表示限定于单独使用单官能性的单环单体。对应于改善进行聚合而获得的高分子与液晶的复合材料的特性的需要，也优选与丙烯酸烷基酯或甲基丙烯酸烷基酯等不具有环结构的单体并用。

聚合性的官能基并无特别限定，可列举丙烯酰基、甲基丙烯酰基、缩水甘油基基、环氧基、氧杂环丁基基、乙烯基等，但就聚合速度的观点而言，优选丙烯酰基及甲基丙烯酰基。高分子的原料单体中，若在单体中含有10重量％以上的具备2个以上具有聚合性的官能基的单体，则在本发明的复合材料中容易显现高度的透明性与等向性，因此优选。

另外，为了获得适宜的复合材料，高分子也优选添加具有组合了键结基或环结构的液晶元部位者，可在其一部分中使用具有液晶元部位的原料单体作为高分子的原料单体。

2.2.2二官能性单体

在由通式(1)或通式(2)所表示的聚合性单体以外的聚合性单体中，多官能性单体中的二官能性单体可列举由下述的式(M2)所表示的化合物。

R^C-Y^M-(A^M-Z^M)_m1-A^M-Y^M-R^C (M2)

式(M2)中，R^C分别独立为基(M3-1)～基(M3-7)的聚合性基。

此处，基(M3-1)～基(M3-7)中的R^d分别独立为氢、卤素或碳数为1～5的烷基，这些烷基中，任意的氢可由卤素取代。优选的R^d为氢、卤素及甲基。特优选的R^d为氢、氟及甲基。

另外，基(M3-2)、基(M3-3)、基(M3-4)、基(M3-7)适宜通过自由基聚合来进行聚合。基(M3-1)、基(M3-5)、基(M3-6)适宜通过阳离子聚合来进行聚合。由于均为活性聚合，因此只要在反应系统内产生少量的自由基活性种或阳离子活性种，便开始聚合。为了加快这些活性种的产生而可使用聚合起始剂。在这些活性种的产生中例如可使用光或热。

式(M2)中，A^M分别独立为芳香族性或非芳香族性的5员环、6员环或碳数为9～20的缩合环，环中的-CH₂-可由-O-、-S-、-NH-、或-NCH₃-取代，环中的-CH＝可由-N＝取代，环上的氢原子可由卤素、及碳数为1～5的烷基、或卤化烷基取代。优选的A^M的具体例为1，4-亚环己基、1，4-亚环己烯基、1，4-亚苯基、萘-2，6-二基、四氢萘-2，6-二基、芴-2，7-二基、或二环[2.2.2]辛烷-1，4-二基，这些环中，任意的-CH₂-可由-O-取代，任意的-CH＝可由-N＝取代，这些环中，任意的氢可由卤素、碳数为1～5的烷基或碳数为1～5的卤化烷基取代。

考虑到化合物的稳定性，氧与氧不邻接的-CH₂-O-CH₂-O-优于氧与氧邻接的-CH₂-O-O-CH₂-。在硫中也同样如此。

该些之中，特优选的A^M为1，4-亚环己基、1，4-亚环己烯基、1，4-亚苯基、2-氟-1，4-亚苯基、2，3-二氟-1，4-亚苯基、2，5-二氟-1，4-亚苯基、2，6-二氟-1，4-亚苯基、2-甲基-1，4-亚苯基、2-三氟甲基-1，4-亚苯基、2，3-双(三氟甲基)-1，4-亚苯基、萘-2，6-二基、四氢萘-2，6-二基、芴-2，7-二基、9-甲基芴-2，7-二基、1，3-二恶烷-2，5-二基、吡啶-2，5-二基、及嘧啶-2，5-二基。再者，所述1，4-亚环己基及1，3-二恶烷-2，5-二基的立体构型是反式优于顺式。

2-氟-1，4-亚苯基在结构上与3-氟-1，4-亚苯基相同，因此未例示后者。该规则也适用于2，5-二氟-1，4-亚苯基与3，6-二氟-1，4-亚苯基的关系等。

式(M1)及式(M2)中，Y^M分别独立为单键或碳数为1～20的亚烷基，这些亚烷基中，任意的-CH₂-可由-O-、-S-、-CH＝CH-、-C≡C-、-COO-、或-OCO-取代。优选的Y^M为单键、-(CH₂)_m2-、-O(CH₂)_m2-、及-(CH₂)_m2O-(所述式中，m2为1～20的整数)。特优选的Y^M为单键、-(CH₂)_n-、-O(CH₂)_m2-、及-(CH₂)_m2O-(所述式中，m2为1～10的整数)。考虑到化合物的稳定性，-Y^M-R^a及-Y^M-R^b优选在该些基中不具有-O-O-、-O-S-、-S-O-、或-S-S-。

式(M2)中，Z^M分别独立为单键、-(CH₂)_m3-、-O(CH₂)_m3-、-(CH₂)_m3O-、-O(CH₂)_m3O-、-CH＝CH-、-C≡C-、-COO-、-OCO-、-(CF₂)₂-、-(CH₂)₂-COO-、-OCO-(CH₂)₂-、-CH＝CH-COO-、-OCO-CH＝CH-、-C≡C-COO-、-OCO-C≡C-、-CH＝CH-(CH₂)₂-、-(CH₂)₂-CH＝CH-、-CF＝CF-、-C≡C-CH＝CH-、-CH＝CH-C≡C-、-OCF₂-(CH₂)₂-、-(CH₂)₂-CF₂O-、-OCF₂-或-CF₂O-(所述式中，m3为1～20的整数)。

优选的Z^M为单键、-(CH₂)_m3-、-O(CH₂)_m3-、-(CH₂)_m3O-、-CH＝CH-、-C≡C-、-COO-、-OCO-、-(CH₂)₂-COO-、-OCO-(CH₂)₂-、-CH＝CH-COO-、-OCO-CH＝CH-、-OCF₂-、及-CF₂O-。

式(M2)中，ml为1～6的整数。优选的m1为1～3的整数。当ml为1时，其为具有2个6员环等环的二环的化合物。当ml为2与3时，其分别为三环的化合物与四环的化合物。例如当ml为1时，2个A^M可相同、或不同。另外，例如当ml为2时，3个A^M(或2个Z^M)可相同、或不同。ml为3～6时也同样如此。关于R^C、R^d、Z^M、A^M及Y^M，也同样如此。

由式(M2)所表示的化合物即便含有比天然丰度(Natural abundance)的量多的²H(重氢)、¹³C等同位素，也具有相同的特性，因此可优选使用。

化合物(M2)的更优选的例子为由(M2-1)～(M2-27)所表示的化合物。这些化合物中，R^C、Z^M、A^M、及Y^M的含义与本发明的形态中所记载的式(M2)的R^C、Z^M、A^M、及Y^M相同。

对化合物(M2-1)～化合物(M2-27)中的下述的部分结构进行说明。部分结构(a1)表示任意的氢由氟取代的1，4-亚苯基。部分结构(a2)表示任意的氢可由氟取代的1，4-亚苯基。部分结构(a3)表示任意的氢可由氟或甲基的任一个取代的1，4-亚苯基。部分结构(a4)表示9位的氢可由甲基取代的芴。

所述液晶性单体群之中，作为可特别适宜地使用的，可列举式(M2-15-1)。(式中，Y¹为丙烯酸酯基或甲基丙烯酸酯基，n为1～20的整数)

2.2.3其他单体

视需要，可使用所述单环的单官能性单体(1)、及二官能性单体(M2)以外的聚合性化合物。

(1)多官能性单体(三官能性以上)

为了使本发明的高分子与液晶的复合材料的光学等向性最佳化，也可以使用具有液晶元部位且具有3个以上的聚合性官能基的单体。作为具有液晶元部位且具有3个以上的聚合性官能基的单体，可适宜地使用公知的化合物，例如为(M4-1)～(M4-3)，作为更具体的例子，可列举日本专利特开2000-327632号、日本专利特开2004-182949号、日本专利特开2004-59772号中所记载的化合物。其中，在(M4-1)～(M4-3)中，R^C、Z^M、Y^M、及(F)表示与所述相同的含义。

(2)不具有环结构的聚合性单体

为了使本发明的高分子与液晶的复合材料的光学等向性最佳化，作为不具有环结构的具备具有聚合性的官能基的单体，例如可列举碳数为1～30的直链丙烯酸酯或分支丙烯酸酯，碳数为1～30的直链二丙烯酸酯或分支二丙烯酸酯，作为具有三个以上的聚合性官能基的单体的甘油·丙氧基化物(1PO/OH)三丙烯酸酯、季戊四醇·丙氧基化物·三丙烯酸酯、季戊四醇·三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷·乙氧基化物·三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷·丙氧基化物·三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷·三丙烯酸酯、二(三羟甲基丙烷)四丙烯酸酯、季戊四醇·四丙烯酸酯、二(季戊四醇)五丙烯酸酯、二(季戊四醇)六丙烯酸酯、三羟甲基丙烷·三丙烯酸酯等，但并不限定于该些单体。

2.2制造高分子与液晶的复合材料时的聚合条件

本发明的光学等向性的高分子与液晶的复合材料只要是包含液晶材料与高分子的化合物两者的复合材料，则并无特别限定，也可以为在高分子的一部分或全部未溶解在液晶材料中的状态下高分子与液晶材料相分离的状态。本发明的高分子与液晶的复合材料也可以将光学等向性的液晶组成物与事先进行聚合而获得的高分子混合来制造，但优选通过将成为高分子的材料的低分子量的单体、大分子单体、低聚物等(以下，总称为“单体等”)与光学等向性的液晶组成物混合后，在该混合物中进行聚合反应来制造。

所述混合物中的聚合优选使混合物以非液晶等向性相或光学等向性的液晶相来进行。即，聚合温度优选高分子与液晶的复合材料显示高透明性与等向性的温度。更优选单体与液晶材料的混合物显现非液晶等向性相或蓝相的温度，且以非液晶等向性相或光学等向性的液晶相结束聚合。即，优选设为如下的温度：在聚合后高分子与液晶的复合材料实质上不使比可见光线长的波长侧的光散射、且显现光学等向性的状态。

2.3聚合起始剂

构成本发明的复合材料的高分子的制造中的聚合反应并无特别限定，例如可进行光自由基聚合、热自由基聚合、光阳离子聚合等。

可用于光自由基聚合的光自由基聚合起始剂的例子为DAROCUR1173及4265(均为商品名，日本巴斯夫(BASF Japan)(股份))，IRGACURE184、369、500、651、784、819、907、1300、1700、1800、1850、及2959(均为商品名，日本巴斯夫(股份))等。

可用于热自由基聚合的利用热的自由基聚合的优选的起始剂的例子为过氧化苯甲酰、过氧化二碳酸二异丙酯、过氧化-2-乙基己酸叔丁酯、过氧化特戊酸叔丁酯、过氧化二异丁酸叔丁酯、过氧化月桂酰、2，2′-偶氮双异丁酸二甲酯(2，2′-Azobis(methyl isobutyrate)，MAIB)、二叔丁基过氧化物(Di-t-butylperoxide，DTBPO)、偶氮双异丁腈(Azobisisobutyronitrile，AIBN)、偶氮双环己烷碳腈(Azobiscyclohexane carbonitrile，ACN)等。

作为可用于光阳离子聚合的光阳离子聚合起始剂，可列举二芳基碘鎓盐(以下，称为“DAS”)、三芳基硫鎓盐(以下，称为“TAS”)等。

作为DAS，可列举：二苯基碘鎓四氟硼酸盐、二苯基碘鎓六氟膦酸盐、二苯基碘鎓六氟砷酸盐、二苯基碘鎓三氟甲磺酸盐、二苯基碘鎓三氟乙酸盐、二苯基碘鎓-对甲苯磺酸盐、二苯基碘鎓四(五氟苯基)硼酸盐、4-甲氧基苯基苯基碘鎓四氟硼酸盐、4-甲氧基苯基苯基碘鎓六氟膦酸盐、4-甲氧基苯基苯基碘鎓六氟砷酸盐、4-甲氧基苯基苯基碘鎓三氟甲磺酸盐、4-甲氧基苯基苯基碘鎓三氟乙酸盐、4-甲氧基苯基苯基碘鎓-对甲苯磺酸盐等。

在DAS中，也可以通过添加硫杂蒽酮、吩噻嗪、氯硫杂蒽酮、氧杂蒽酮、蒽、二苯基蒽、红荧烯等光敏剂来加以高感光度化。

作为TAS，可列举：三苯基硫鎓四氟硼酸盐、三苯基硫鎓六氟膦酸盐、三苯基硫鎓六氟砷酸盐、三苯基硫鎓三氟甲烷磺酸盐、三苯基硫鎓三氟乙酸盐、三苯基硫鎓-对甲苯磺酸盐、三苯基硫鎓四(五氟苯基)硼酸盐、4-甲氧基苯基二苯基硫鎓四氟硼酸盐、4-甲氧基苯基二苯基硫鎓六氟膦酸盐、4-甲氧基苯基二苯基硫鎓六氟砷酸盐、4-甲氧基苯基二苯基硫鎓三氟甲烷磺酸盐、4-甲氧基苯基二苯基硫鎓三氟乙酸盐、4-甲氧基苯基二苯基硫鎓-对甲苯磺酸盐等。

光阳离子聚合起始剂的具体的商品名的例子为Cyracure UVI-6990、Cyracure UVI-6974、Cyracure UVI-6992(分别为商品名，UCC(股份))，Adeka Optomer SP-150、SP-152、SP-170、SP-172(分别为商品名，艾迪科(ADEKA)(股份))，Rhodorsil Photoinitiator 2074(商品名，日本罗地亚(Rhodia Japan)(股份))，IRGACURE250(商品名，日本巴斯夫(股份))，UV-9380C(商品名，GE东芝有机硅(GE Toshiba Silicone)(股份))等。

2.4硬化剂等

在构成本发明的复合材料的高分子的制造中，除所述单体等及聚合起始剂以外，也可以进一步添加1种或2种以上的其他适宜的成分，例如硬化剂、触媒、稳定剂等。

作为硬化剂，可使用通常用作环氧树脂的硬化剂的先前公知的潜在性硬化剂。潜在性环氧树脂用硬化剂可列举胺系硬化剂、酚醛清漆树脂系硬化剂、咪唑系硬化剂、酸酐系硬化剂等。作为胺系硬化剂的例子，可列举：二乙三胺、三乙四胺、四乙五胺、间二甲苯二胺、三甲基六亚甲基二胺、2-甲基五亚甲基二胺、二乙氨基丙胺等脂肪族多胺，异佛尔酮二胺、1，3-双氨基甲基环己烷、双(4-氨基环己基)甲烷、降冰片烯二胺、1，2-二氨基环己烷、Laromin等脂环式多胺，二氨基二苯基甲烷、二氨基二苯基乙烷、间苯二胺等芳香族多胺等。

作为酚醛清漆树脂系硬化剂的例子，可列举：苯酚酚醛清漆树脂、双酚酚醛清漆树脂等。作为咪唑系硬化剂，可列举：2-甲基咪唑、2-乙基己基咪唑、2-苯基咪唑、1-氰基乙基-2-苯基咪唑鎓·偏苯三酸酯等。

作为酸酐系硬化剂的例子，可列举：四氢邻苯二甲酸酐、六氢邻苯二甲酸酐、甲基四氢邻苯二甲酸酐、甲基六氢邻苯二甲酸酐、甲基环己烯四羧酸二酐、邻苯二甲酸酐、偏苯三甲酸酐、均苯四甲酸酐、二苯甲酮四羧酸二酐等。

另外，也可以进一步使用用以促进具有缩水甘油基、环氧基、氧杂环丁基的聚合性化合物与硬化剂的硬化反应的硬化促进剂。作为硬化促进剂，例如可列举：苄基二甲胺、三(二甲氨基甲基)苯酚、二甲基环己胺等三级胺类，1-氰基乙基-2-乙基-4-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑等咪唑类，三苯基膦等有机磷系化合物，溴化四苯基鏻等四级鏻盐类，1，8-二氮杂二环[5.4.0]十一烯-7等或其有机酸盐等二氮杂二环烯类，溴化四乙基铵、溴化四丁基铵等四级铵盐类，三氟化硼、硼酸三苯酯等硼化合物等。该些硬化促进剂可单独使用、或将2种以上混合使用。

另外，为了防止例如储存中的不期望的聚合，优选添加稳定剂。作为稳定剂，可使用本领域从业人员已知的所有化合物。作为稳定剂的代表例，可列举：4-乙氧基苯酚、对苯二酚、丁基化羟基甲苯(Butylated Hydroxytoluene，BHT)等。

本发明的优选的形态的光学等向性的高分子与液晶的复合材料可在宽广的温度范围使光学等向性的液晶相显现。另外，本发明的优选的形态的高分子与液晶的复合材料的响应速度极快。另外，基于这些效果，本发明的优选的形态的高分子与液晶的复合材料可适宜用于显示元件等光元件等。

2.5液晶组成物等的含有率

本发明的高分子与液晶的复合材料中的液晶组成物的含有率只要是复合材料可显现等向性的范围，则优选尽可能高的含有率。其原因在于：液晶组成物的含有率高会使本发明的复合材料的电双折射值(克尔系数)变大。

在本发明的高分子与液晶的复合材料中，相对于复合材料，液晶组成物的含有率优选60重量％～99重量％，更优选60重量％～95重量％，特优选75重量％～95重量％。相对于复合材料，高分子的含有率优选1重量％～40重量％，更优选3重量％～30重量％，特优选3重量％～25重量％。

3液晶元件

包含本发明的单体与液晶的混合物或高分子与液晶的复合材料(以下，有时将单体与液晶的混合物与高分子与液晶的复合材料总称为“液晶媒体”)、且通过光学等向性的液晶相来驱动的光元件。

作为液晶显示元件的构造例，如图1所示，可列举如下的构造：梳型电极基板的电极交替地配置有从左侧的连接用电极部起朝右方向延伸的电极1、及从右侧的连接用电极部起朝左方向延伸的电极2。当在电极1与电极2之间存在电位差时，在如图1所示的梳齿电极基板上，可提供存在有上方向与下方向的2个方向的电场的状态。

[实例]

以下，通过实例来更具体地说明本发明，但本发明并不受这些实例限定。

本说明书的实例中，I表示非液晶等向性相，N表示向列相，N^*表示手性向列相，BP表示蓝相，BPX表示观测不到二色以上的绕射光的光学等向性的液晶相。本说明书中，有时将I-N相变点称为N-I点。有时将I-N^*相变点称为N^*-I点。有时将I-BP相变点称为BP-I点。

以下表示本发明中所使用的单官能性单体的合成例。

例1：丙烯酸-8-(4-戊基苯氧基)-辛酯的合成

使4-戊基苯酚(24.3g、148.2mmol)溶解在二甲基甲酰胺(Dimethylformamide，DMF)(100ml)中，然后添加8-氯辛醇(24.4g、148.2mmol)、碳酸钾(41.0g、296.4mmol)，并在氮气环境下以80℃加热搅拌30小时。反应结束后添加水，进而使溶液变成酸性后添加甲苯来进行萃取。利用水、饱和氯化钠水溶液进行清洗后，利用无水硫酸镁加以干燥，然后对溶剂进行减压浓缩。通过硅胶柱色谱法进行精制，而获得化合物(S-01)(28.3g、65％)。

使化合物(S-01)(15.0g、51.3mmol)溶解在四氢呋喃(Tetrahydrofuran，THF)(130ml)中，然后添加三乙胺(8.6ml、61.6mmol)。冷却至0℃，在氮气环境下滴加丙烯酰氯(5.0ml、61.6mmol)。恢复成室温并将反应物搅拌一夜，反应结束后，注入至水中进行淬冷，然后利用乙酸乙酯进行萃取。利用水、饱和碳酸氢钠水溶液、饱和氯化钠水溶液进行清洗，然后利用无水硫酸镁加以干燥。进行减压浓缩，并通过硅胶柱色谱法及晶析来进行精制，而获得作为无色的液体的目标物。(13.1g、产率为74％)

¹H-NMR(CDCl₃)：δ(ppm)；0.88(t，3H)，1.27-1.47(m，12H)，1.54-1.60(m，2H)，1.64-1.70(m，2H)，1.73-1.79(m，2H)，2.53(t，2H)，3.92(t，2H)，4.15(t，2H)，5.8l(dd，lH)，6.12(dd，lH)，6.40(dd，1H)，6.79-6.82(m，2H)，7.07-7.08(m，2H)。

例2：甲基丙烯酸-8-(4-戊基苯氧基)-辛酯

将化合物(S-01)(6.0g、20.5mmol)作为起始原料，使用甲基丙烯酰氯(2.4ml、24.6mmol)来代替丙烯酰氯，并以与例1相同的方法进行合成。获得作为无色的液体的目标物。(3.4g、产率为46％)

¹H-NMR(CDCl₃)：δ(ppm)；0.88(t，3H)，1.26-1.46(m，12H)，1.53-1.60(m，2H)，1.64-1.70(m，2H)，1.73-1.79(m，2H)，1.94(s，3H)，2.53(t，2H)，3.92(t，2H)，4.14(t，2H)，5.53-5.54(m，1H)，6.10(s，1H)，6.79-6.82(m，2H)，7.06-7.08(m，2H)。

例3：丙烯酸-4-(4-丙基苯氧基)-丁酯的合成

使4-丙基苯酚(10.0g、73.4mmol)溶解在甲苯(300ml)中，然后添加4-溴丁醇(80重量％、21.1g、110.1mmol)、三苯基膦(28.9g、110.1mmol)，并在氮气环境下冷却至0℃。滴加偶氮二羧酸二乙酯的40重量％甲苯溶液(48.0g、110.1mmol)，并搅拌一夜。反应结束后，将溶剂馏去，添加庚烷后进行过滤。将滤液浓缩，并通过硅胶柱色谱法来进行精制，而获得作为无色的液体的化合物(S-02)(16.9g、85％)。

使化合物(S-02)(7.0g、22.7mmol)溶解在THF(140ml)中，然后添加碳酸氢钾(9.09g、90.9mmol)、碘化四丁基铵(1.68g、4.5mm0l)、二丁基羟基甲苯(0.40g、1.8mmol)，并在氮气环境下进行加热回流。反应结束后，注入至水中进行淬冷，然后利用二乙醚进行萃取。利用水、饱和氯化钠水溶液进行清洗，然后利用无水硫酸镁加以干燥。进行减压浓缩，并通过硅胶柱色谱法及晶析来进行精制，而获得作为无色的液体的目标物。(3.1g、产率为46％)

¹H-NMR(CDCI₃)：δ(ppm)；0.92(t，3H)，1.56-1.64(m，2H)，1.86-1.88(m，4H)，2.52(t，2H)，3.95-4.00(m，2H)，4.21-4.24(m，2H)，5.82(dd，1H)，6.12(dd，1H)，6.40(dd，1H)，6.79-6.82(m，2H)，7.07-7.08(m，2H)。

在本发明中，液晶组成物的特性值的测定可根据下述的方法来进行。这些方法多为日本电子机械工业会规格(Standard of Electric IndustriesAssociation of Japan)EIAJ·ED-2521A中所记载的方法、或对这些方法加以修改的方法。用于测定的TN元件中未安装TFT。

向列相的上限温度(NI；℃)：将试样置于具备偏光显微镜的熔点测定装置的加热板上，以1℃/min的速度进行加热。测定试样的一部分由向列相变成等向性液体时的温度。有时将向列相的上限温度简称为“上限温度”。

向列相的下限温度(TC；℃)：将具有向列相的试样在0℃、-10℃、-20℃、-30℃、以及-40℃的冷冻器中保管10日后，观察液晶相。例如，当试样在-20℃下维持向列相的状态、在-30℃下变成结晶(或层列相)时，将TC记载为≤-20℃。有时将向列相的下限温度简称为“下限温度”。

光学等向性的液晶相的转变温度：将试样置于具备偏光显微镜的熔点测定装置的加热板上，在正交偏光的状态下，首先升温至试样变成非液晶等向性相的温度为止，然后以1℃/min的速度降温，而使手性向列相或光学等向性的液晶相完全出现。测定其降温过程中的相转变的温度，继而以1℃/min的速度升温，并测定其升温过程中的相转变的温度。在本发明中，只要事先无特别说明，则将升温过程中的相转变的温度设为相转变温度。在光学等向性的液晶相中，当在正交偏光下难以利用暗视场判别相转变温度时，使偏光板从正交偏光的状态偏移1°～10°来测定相转变温度。

粘度(η；在20℃下测定；mpa.s)：测定使用E型粘度计。

旋转粘度(γ1；在25℃下测定；mPa·s)：

1)介电常数异向性为正的试样：测定是根据M.Imai等人.，《分子晶体与液晶》(Molecular Crystals and Liquid Crystals)，Vol.259，37(1995)中所记载的方法。将试样放入至扭转角为0°、且2片玻璃基板的间隔(单元间隙)为5μm的TN元件中。在16V～19.5V的范围内对TN元件阶段性地施加每次为0.5V的电压。在未施加电压0.2秒后，以仅1个矩形波(矩形脉冲；0.2秒)与未施加(2秒)的条件反复施加电压。测定通过该施加所产生的暂态电流(transient current)的峰值电流(peak current)与峰值时间(peak time)。根据这些的测定值与M.Imai等人的论文的第40页的计算式(8)而获得旋转粘度的值。该计算中所需的介电常数异向性的值是利用该旋转粘度的测定中所使用的元件，并通过下述的介电常数异向性的测定方法来求出。

2)介电常数异向性为负的试样：测定是根据M.Imai等人.，MolecularCrystals and Liquid Crystals，Vol.259，37(1995)中所记载的方法。将试样放入至2片玻璃基板的间隔(单元间隙)为20μm的VA元件中。在30V～50V的范围内对该元件阶段性地施加每次为l V的电压。在未施加电压0.2秒后，以仅1个矩形波(矩形脉冲；0.2秒)与未施加(2秒)的条件反复施加电压。测定通过该施加所产生的暂态电流(transient current)的峰值电流(peakcurrent)与峰值时间(peak time)。根据这些的测定值与M.Imai等人的论文的第40页的计算式(8)而获得旋转粘度的值。该计算中所需的介电常数异向性的值使用通过下述的介电常数异向性的测定方法所测定的值。

折射率异向性(Δn；在25℃下测定)：测定是利用波长为589nm的光，并通过在接目镜上安装有偏光板的阿贝折射计来进行。朝一个方向摩擦(rubbing)主棱镜的表面后，将试样滴加至主棱镜上。当偏光方向与摩擦方向平行时测定折射率(n∥)。当偏光方向与摩擦方向垂直时测定折射率(n⊥)。根据式Δn＝n∥-n⊥计算出折射率异向性的值。当试样为组成物时，通过该方法来测定折射率异向性。

介电常数异向性(Δε；在25℃下测定)：

1)介电常数异向性为正的组成物：将试样装入至2片玻璃基板的间隔(间隙)约为9μm、且扭转角为80度的液晶单元中。对该单元施加20V的电压，测定液晶分子的长轴方向上的介电常数(ε∥)。施加0.5V的电压，测定液晶分子的短轴方向上的介电常数(ε⊥)。根据式Δε＝ε∥-ε⊥计算出介电常数异向性的值。

2)介电常数异向性为负的组成物：将试样装入至处理成垂直配向的液晶单元中，施加0.5V的电压来测定介电常数(ε∥)。将试样装入至处理成水平配向的液晶单元中，施加0.5V的电压来测定介电常数(ε⊥)。根据式Δε＝ε∥-ε⊥计算出介电常数异向性的值。

阈值电压(Vth；在25℃下测定；V)：

1)介电常数异向性为正的组成物：将试样装入至2片玻璃基板的间隔(间隙)为(0.5/Δn)μm、扭转角为80度的正常显白模式(normally white mode)的液晶显示元件中。Δn为通过所述方法所测定的折射率异向性的值。对该元件施加频率为32Hz的矩形波。使矩形波的电压上升，测定通过元件的光的透过率达到90％时的电压值。

2)介电常数异向性为负的组成物：将试样装入至2片玻璃基板的间隔(间隙)约为9μm、且处理成垂直配向的正常显黑模式(normally black mode)的液晶显示元件中。对该元件施加频率为32Hz的矩形波。使矩形波的电压上升，测定通过元件的光的透过率达到10％时的电压值。

电压保持率(VHR；在25℃下测定；％)：用于测定的TN元件具有聚酰亚胺配向膜，而且2片玻璃基板的间隔(单元间隙)为6μm。该元件在装入试样后通过利用紫外线进行聚合的粘结剂来密闭。对该TN元件施加脉冲电压(5V，60微秒)来进行充电。利用高速电压计在16.7毫秒间测定衰减的电压，并求出单位周期中的电压曲线与横轴之间的面积A。面积B为未衰减时的面积。电压保持率为面积A对于面积B的百分比。

螺旋节距(在20℃下测定；μm)：测定螺旋节距时是使用Grandjean-Cano的楔形盒(wedge cell)法。将试样注入至Grandjean-Cano的楔形盒中，测定自楔形盒所观察到的向错线(disclination line)的间隔(a；单位为μm)。根据式P＝2·a·tanθ计算出螺旋节距(P)。θ为楔形盒中的2片玻璃板之间的角度。

或者，节距长是利用选择反射来测定(液晶便览第196页(2000年发行，丸善))。在选择反射波长λ中，关系式<n>p/λ＝1成立。此处，<n>表示平均折射率，由下式来求出。<n>＝{(n∥²+n⊥²)/2}¹/²。选择反射波长是利用显微分光光度計(日本电子(股份)，商品名MSV-350)来测定。通过所获得的反射波长除以平均折射率来求出节距。

在手性剂浓度低的区域中，在波长比可见光长的区域中具有反射波长的胆固醇液晶的节距与手性剂的浓度的倒数成比例，因此在多处测定在可见光区域中具有选择反射波长的液晶的节距长，并通过直线外推法来求出节距。

成分或液晶化合物的比例(百分比)为基于液晶化合物的总重量的重量百分比(重量％)。组成物是通过在测定液晶化合物等成分的重量后进行混合来制备。因此，容易算出成分的重量％。

(实例1)

通过以下述的比例混合下图所示的液晶化合物来制备液晶组成物NLC-A。

在结构式的右侧记载有与通式的对应。

液晶组成物NLC-A

该液晶组成物A的相转变温度(℃)为N 79.7I。

继而，获得包含液晶组成物NLC-A(94.7重量％)、及由下述式所表示的手性剂BN-H4(2.65重量％)与手性剂BN-H5(2.65重量％)的液晶组成物CLC-A。

该液晶组成物CLC-A的相转变温度(℃)为N^*69.7BP 71.4I。

再者，BN-H4、BN-H5是通过从(R)-(+)-1，1′-双(2-萘酚)及相对应的羧酸，利用二环己基碳二亚胺(Dicyclohexylcarbodiimide，DCC)进行酯化而获得。

(实例2)

单体与液晶组成物的混合物的制备

制备液晶组成物MLC-A作为液晶组成物与单体的混合物，该液晶组成物MLC-A混合有液晶组成物CLC-A 89.6重量％、例3中所合成的丙烯酸-4-(4-丙基苯氧基)-丁酯(2-1-2)6.0重量％、1，4-二(4-(6-(丙烯酰氧基)己氧基)苯甲酰氧基)-2-甲基苯(LCA-6)4重量％、作为光聚合起始剂的2，2′-二甲氧基苯基苯乙酮0.4重量％。该液晶组成物MLC-A的相转变温度(℃)为N^*45.8BP、BP 44.0N^*。

LCA-6

(实例3)

滴加后的聚合温度范围

将约5mg的分散有10微米的间隔片的液晶组成物MLC-A滴加在50℃的玻璃基板上，并在该温度下放置10分钟。其后，通过贴合对向玻璃基板来制作单元。将该单元从46.3℃冷却至聚合温度为止，然后照射紫外光(紫外光强度为23mWcm^-2(365nm))1分钟，而进行聚合反应。将聚合温度设为46.3℃、45.8℃、45.3℃、45.1℃、44.8℃。对所获得的高分子与液晶的复合材料A进行观察的结果，在45.1℃下进行聚合者的整个面为N^*相，在45.3℃下进行聚合者的整个面为BP相。在所述全部聚合温度下获得的高分子与液晶的复合材料A中，未确认到N^*相与BP相的共存。即，有可能因N^*相与BP相共存而显现浓度不均的聚合温度范围未满0.2℃。

(比较例1)

除将丙烯酸-4-(4-丙基苯氧基)-丁酯(2-1-2)替换成丙烯酸正十二烷基酯以外，以与实例2相同的方式制备液晶组成物MLC-B。该液晶组成物MLC-B的相转变温度(℃)为N^*39.6BP、BP 36.7N^*。

(比较例2)

将约5mg的分散有10微米的间隔片的液晶组成物MLC-B滴加在50℃的玻璃基板上，并在该温度下放置10分钟。其后，通过贴合对向玻璃基板来制作单元。将该单元从40.1℃冷却至聚合温度为止，然后照射紫外光(紫外光强度为23mWcm^-2(365nm))1分钟，而进行聚合反应。将聚合温度设为40.1℃、39.6℃、39.3℃、39.1℃、38.9℃、38.6℃。对所获得的高分子与液晶的复合材料B进行观察的结果，在38.6℃下进行聚合者的整个面为N^*相，在39.6℃下进行聚合者的整个面为BP相。另一方面，在39.3℃、39.1℃、38.9℃下进行聚合而获得的高分子与液晶的复合材料B中，确认到由N^*相与BP相共存所引起的浓度不均。即，有可能因N^*相与BP相共存而显现浓度不均的聚合温度范围即便狭小，也为0.4℃以上、未满1.0℃。

(实例4)

单体与液晶组成物的混合物的制备

制备液晶组成物MLC-A-1作为液晶组成物与单体的混合物，该液晶组成物MLC-A-1混合有液晶组成物CLC-A 88.8重量％、例3中所合成的丙烯酸-4-(4-丙基苯氧基)-丁酯(2-1-2)6.5重量％、1，4二(4-(6-(丙烯酰氧基)己氧基)苯甲酰氧基)-2-甲基苯(LCA-6)4.3重量％、作为光聚合起始剂的2，2′-二甲氧基苯基苯乙酮0.4重量％。该液晶组成物MLC-A-1M的相转变温度(℃)为N^*43.9BP 45.2I。在冷却过程中也显现BP。

高分子与液晶的复合材料的制备

在未实施配向处理的梳型电极基板与对向玻璃基板(未赋予电极)之间夹持液晶组成物MLC-A-1(单元厚度为7μm)，将所获得的单元加热至44.1℃的蓝相为止。在该状态下照射紫外光(紫外光强度为23mWcm^-2(365nm))1分钟，而进行聚合反应。

以所述方式获得的高分子与液晶的复合材料A-1即便冷却至室温为止，也维持光学等向性的液晶相。

再者，如图1所示，梳型电极基板的电极交替地配置有从左侧的连接用电极部起朝右方向延伸的电极1、及从右侧的连接用电极部起朝左方向延伸的电极2。因此，当在电极1与电极2之间存在电位差时，在如图1所示的梳型电极基板上，若对1根电极加以注视，则可提供存在有图式上的上方向与下方向的2个方向的电场的状态。

(实例5)

将夹持有实例4中所获得的高分子与液晶的复合材料A-1的单元设置在图2所示的光学系统中，并测定电光特性，其中上述光学系统包含光源3、偏光镜4、梳型电极单元5、分析仪6及光接收器7。使用偏光显微镜(尼康(Nikon)制造的ECLIPSE LV100POL)的白色光源作为光源，使朝单元的射入角度相对于单元面变成垂直，以梳型电极的线方向相对于偏光镜(Polarizer)偏光板与分析仪(Analyzer)偏光板分别变成45°的方式将所述单元设置在光学系统中。在室温下调查施加电压与透过率的关系。若施加43V的矩形波，则透过率变成87％，透过光強度已饱和。

如此，即便使用例3中所合成的丙烯酸-4-(4-丙基苯氧基)-丁酯(2-1-2)，光学等向性的高分子与液晶的复合材料也以低电压来驱动。

作为本发明的活用法，例如可列举使用高分子与液晶的复合物的显示元件等光元件。

Claims (18)

1.一种单体与液晶的混合物，其特征在于：通过在含有非手性的液晶成分A及手性化合物K的光学等向性的液晶组成物中，进而混合1种以上由通式(2)所表示的聚合性单体而获得，

式(2)中，

R^a为直链状或分支状的碳数为1～30的烷基、碳数为2～30的烯基、或碳数为1～30的烷氧基，此烷基中的任意的氢可由卤素取代；

R^b为单键、直链状或分支状的碳数为1～30的亚烷基，此亚烷基中的任意的-CH₂-可由-O-、-CH＝CH-或-C≡C-取代，此亚烷基中的任意的氢可由卤素取代；

X¹为-O-、-CO-、-COO-、-OCO-、-CF₂O-、-OCF₂-或单键；

Q¹、Q²、Q³、及Q⁴分别独立为氢、氟、氯、或甲基；

R^d为氢或甲基，P¹表示式(M3-3)或式(M3-7)。

2.根据权利要求1所述的单体与液晶的混合物，其特征在于：所述聚合性单体由通式(2-1)～通式(2-3)的任一个表示，

式(2-1)～式(2-3)中，

R^a为直链状或分支状的碳数为1～30的烷基、或者直链状或分支状的碳数为2～30的烯基；

R^b为直链状或分支状的碳数为1～30的亚烷基；

Q¹、Q²、Q³、及Q⁴分别独立为氢、氟、或甲基；

R^d为氢或甲基。

3.根据权利要求2所述的单体与液晶的混合物，其特征在于：含有在式(2-1)中，R^a为直链状或分支状的碳数为1～30的烷基、R^b为直链状的碳数为1～30的亚烷基、R^d为氢的聚合性单体。

4.根据权利要求2所述的单体与液晶的混合物，其特征在于：含有在式(2-1)中，R^a为直链状或分支状的碳数为1～30的烷基、R^b为直链状的碳数为1～30的亚烷基、R^d为甲基的聚合性单体。

5.根据权利要求2所述的单体与液晶的混合物，其特征在于：含有在式(2-2)中，R^a为直链状或分支状的碳数为1～30的烷基、R^b为直链状的碳数为1～30的亚烷基、R^d为氢的聚合性单体。

6.根据权利要求2所述的单体与液晶的混合物，其特征在于：含有在式(2-2)中，R^a为直链状或分支状的碳数为1～30的烷基、R^b为直链状的碳数为1～30的亚烷基、R^d为甲基的1种以上的聚合性单体。

7.根据权利要求2所述的单体与液晶的混合物，其特征在于：含有在式(2-3)中，R^a为直链状或分支状的碳数为1～30的烷基、R^b为直链状的碳数为1～30的亚烷基、R^d为氢的聚合性单体。

8.根据权利要求2所述的单体与液晶的混合物，其特征在于：含有在式(2-3)中，R^a为直链状或分支状的碳数为1～30的烷基、R^b为直链状的碳数为1～30的亚烷基、R^d为甲基的聚合性单体。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的单体与液晶的混合物，其特征在于：在所述非手性的液晶成分A中含有由通式(1-A)所表示的化合物，

通式(1-A)中，R¹¹为氢、碳数为1～20的烷基，此烷基中的任意的-CH₂-可由-O-、-S-、-COO-、-OCO-或-C≡C-取代，但2个连续的-CH₂-不由-O-取代，此烷基中的任意的氢可由卤素取代；环A¹¹、环A¹²、环A¹³及环A¹⁴独立为1,4-亚苯基、1,3-二恶烷-2,5-二基、四氢吡喃-2,5-二基、四氢吡喃-3,6-二基、嘧啶-2,5-二基、吡啶-2,5-二基、萘-2,6-二基、二环[2,2,2]辛烷-1,4-二基、1,4-亚环己基、或2,6,7-三氧杂二环[2,2,2]辛烷-1,4-二基，这些环中的任意的氢可由卤素取代；Z¹¹、Z¹²、Z¹³及Z¹⁴独立为单键、碳数为1～4的亚烷基，此亚烷基中的任意的-CH₂-可由-O-、-S-、-COO-、-OCO-、-CSO-、-OCS-、-CH＝CH-、-CF＝CF-或-C≡C-取代，此亚烷基中的任意的氢可由卤素取代；L¹¹及L¹²分别独立为氢或卤素；X¹¹为卤素、-C≡N、-N＝C＝S、-C≡C-C≡N、-SF₅、-CHF₂、-CF₃、-CF₂CH₂F、-CF₂CHF₂、-CF₂CF₃、-(CF₂)₃-F、-CF₂CHFCF₃、-CHFCF₂CF₃、-(CF₂)₄-F、-(CF₂)₅-F、-OCHF₂、-OCF₃、-OCF₂CH₂F、-OCF₂CHF₂、-OCH₂CF₃、-OCF₂CF₃、-O-(CF₂)₃-F、-OCF₂CHFCF₃、-OCHFCF₂CF₃、-O-(CF₂)₄-F、-O-(CF₂)₅-F、-CH＝CF₂、-CH＝CHCF₃、或-CH＝CHCF₂CF₃；l及m独立为0或1。

10.根据权利要求1至8中任一项所述的单体与液晶的混合物，其特征在于：在所述非手性的液晶成分A中含有1种以上由下述式(1-Aa)～式(1-Aj)的任一个所表示的化合物，

式(1-Aa)～式(1-Aj)中，R¹¹为碳数为2～8的烷基，X¹¹为氟、氯、-C≡N、-CF₃、-CHF₂、-CH₂F、-OCF₃、-OCHF₂、-OCH₂F或-C＝C-CF₃，(F)表示氢或氟。

11.根据权利要求1至8中任一项所述的单体与液晶的混合物，其特征在于：在所述非手性的液晶成分A中含有1种以上由通式(1-A)所表示的化合物，且在所述手性化合物K中含有1种以上由通式(K1)～通式(K5)所表示的化合物，

通式(1-A)中，R¹¹为氢、碳数为1～20的烷基，此烷基中的任意的-CH₂-可由-O-、-S-、-COO-、-OCO-或-C≡C-取代，但2个连续的-CH₂-不由-O-取代，此烷基中的任意的氢可由卤素取代；环A¹¹、环A¹²、环A¹³及环A¹⁴独立为1,4-亚苯基、1,3-二恶烷-2,5-二基、四氢吡喃-2,5-二基、四氢吡喃-3,6-二基、嘧啶-2,5-二基、吡啶-2,5-二基、萘-2,6-二基、二环[2,2,2]辛烷-1,4-二基、1,4-亚环己基、或2,6,7-三氧杂二环[2,2,2]辛烷-1,4-二基，这些环中的任意的氢可由卤素取代；Z¹¹、Z¹²、Z¹³及Z¹⁴独立为单键、碳数为1～4的亚烷基，此亚烷基中的任意的-CH₂-可由-O-、-S-、-COO-、-OCO-、-CSO-、-OCS-、-CH＝CH-、-CF＝CF-或-C≡C-取代，此亚烷基中的任意的氢可由卤素取代；L¹¹及L¹²分别独立为氢或卤素；X¹¹为卤素、-C≡N、-N＝C＝S、-C≡C-C≡N、-SF₅、-CHF₂、-CF₃、-CF₂CH₂F、-CF₂CHF₂、-CF₂CF₃、-(CF₂)₃-F、-CF₂CHFCF₃、-CHFCF₂CF₃、-(CF₂)₄-F、-(CF₂)₅-F、-OCHF₂、-OCF₃、-OCF₂CH₂F、-OCF₂CHF₂、-OCH₂CF₃、-OCF₂CF₃、-O-(CF₂)₃-F、-OCF₂CHFCF₃、-OCHFCF₂CF₃、-O-(CF₂)₄-F、-O-(CF₂)₅-F、-CH＝CF₂、-CH＝CHCF₃、或-CH＝CHCF₂CF₃；l及m独立为0或1，

式(K1)～式(K5)中，R^K独立为氢、卤素、-C≡N、-N＝C＝O、-N＝C＝S或碳数为1～20的烷基，此烷基中的任意的-CH₂-可由-O-、-S-、-COO-、-OCO-、-CH＝CH-、-CF＝CF-或-C≡C-取代，此烷基中的任意的氢可由卤素取代；A^K独立为芳香族性的6员环～8员环、非芳香族性的3员环～8员环、或碳数为9～20的缩合环，这些环中的任意的氢可由卤素、碳数为1～3的烷基或卤代烷基取代，环的-CH₂-可由-O-、-S-或-NH-取代，-CH＝可由-N＝取代；

Y^K独立为氢、卤素、碳数为1～3的烷基、碳数为1～3的卤代烷基、芳香族性的6员环～8员环、非芳香族性的3员环～8员环、或碳数为9～20的缩合环，这些环的任意的氢可由卤素、碳数为1～3的烷基或卤代烷基取代，-CH₂-可由-O-、-S-或-NH-取代，-CH＝可由-N＝取代；Z^K独立为单键、或碳数为1～8的亚烷基，任意的-CH₂-可由-O-、-S-、-COO-、-OCO-、-CSO-、-OCS-、-N＝N-、-CH＝N-、-N＝CH-、-CH＝CH-、-CF＝CF-或-C≡C-取代，任意的氢可由卤素取代；X^K为单键、-COO-、-OCO-、-CH₂O-、-OCH₂-、-CF₂O-、-OCF₂-、或-CH₂CH₂-；mK为1～4的整数。

12.根据权利要求1至8中任一项所述的单体与液晶的混合物，其特征在于：在所述非手性的液晶成分A中，由通式(1-A)所表示的化合物的含量为50重量％～100重量％，在所述手性化合物K中，由通式(K1)～通式(K5)所表示的化合物的1种以上为0.1重量％～30重量％，

通式(1-A)中，R¹¹为氢、碳数为1～20的烷基，此烷基中的任意的-CH₂-可由-O-、-S-、-COO-、-OCO-或-C≡C-取代，但2个连续的-CH₂-不由-O-取代，此烷基中的任意的氢可由卤素取代；环A¹¹、环A¹²、环A¹³及环A¹⁴独立为1,4-亚苯基、1,3-二恶烷-2,5-二基、四氢吡喃-2,5-二基、四氢吡喃-3,6-二基、嘧啶-2,5-二基、吡啶-2,5-二基、萘-2,6-二基、二环[2,2,2]辛烷-1,4-二基、1,4-亚环己基、或2,6,7-三氧杂二环[2,2,2]辛烷-1,4-二基，这些环中的任意的氢可由卤素取代；Z¹¹、Z¹²、Z¹³及Z¹⁴独立为单键、碳数为1～4的亚烷基，此亚烷基中的任意的-CH₂-可由-O-、-S-、-COO-、-OCO-、-CSO-、-OCS-、-CH＝CH-、-CF＝CF-或-C≡C-取代，此亚烷基中的任意的氢可由卤素取代；L¹¹及L¹²分别独立为氢或卤素；X¹¹为卤素、-C≡N、-N＝C＝S、-C≡C-C≡N、-SF₅、-CHF₂、-CF₃、-CF₂CH₂F、-CF₂CHF₂、-CF₂CF₃、-(CF₂)₃-F、-CF₂CHFCF₃、-CHFCF₂CF₃、-(CF₂)₄-F、-(CF₂)₅-F、-OCHF₂、-OCF₃、-OCF₂CH₂F、-OCF₂CHF₂、-OCH₂CF₃、-OCF₂CF₃、-O-(CF₂)₃-F、-OCF₂CHFCF₃、-OCHFCF₂CF₃、-O-(CF₂)₄-F、-O-(CF₂)₅-F、-CH＝CF₂、-CH＝CHCF₃、或-CH＝CHCF₂CF₃；l及m独立为0或1，

式(K1)～式(K5)中，R^K独立为氢、卤素、-C≡N、-N＝C＝O、-N＝C＝S或碳数为1～20的烷基，此烷基中的任意的-CH₂-可由-O-、-S-、-COO-、-OCO-、-CH＝CH-、-CF＝CF-或-C≡C-取代，此烷基中的任意的氢可由卤素取代；A^K独立为芳香族性的6员环～8员环、非芳香族性的3员环～8员环、或碳数为9～20的缩合环，这些环中的任意的氢可由卤素、碳数为1～3的烷基或卤代烷基取代，环的-CH₂-可由-O-、-S-或-NH-取代，-CH＝可由-N＝取代；

Y^K独立为氢、卤素、碳数为1～3的烷基、碳数为1～3的卤代烷基、芳香族性的6员环～8员环、非芳香族性的3员环～8员环、或碳数为9～20的缩合环，这些环的任意的氢可由卤素、碳数为1～3的烷基或卤代烷基取代，-CH₂-可由-O-、-S-或-NH-取代，-CH＝可由-N＝取代；Z^K独立为单键、或碳数为1～8的亚烷基，任意的-CH₂-可由-O-、-S-、-COO-、-OCO-、-CSO-、-OCS-、-N＝N-、-CH＝N-、-N＝CH-、-CH＝CH-、-CF＝CF-或-C≡C-取代，任意的氢可由卤素取代；X^K为单键、-COO-、-OCO-、-CH₂O-、-OCH₂-、-CF₂O-、-OCF₂-、或-CH₂CH₂-；mK为1～4的整数。

13.根据权利要求1至8中任一项所述的单体与液晶的混合物，其特征在于：还包括1种以上由通式(M2)所表示的二官能性单体，

R^C-Y^M-(A^M-Z^M)_m1-A^M-Y^M-R^C (M2)

式(M2)中，R^C分别独立为式(M3-1)～式(M3-7)的聚合性基；A^M分别独立为芳香族性或非芳香族性的5员环、6员环或碳数为9～20的缩合环，环中的-CH₂-可由-O-、-NH-、或-NCH₃-取代，环中的-CH＝可由-N＝取代，环中的氢原子可由卤素、及碳数为1～5的烷基、或卤化烷基取代；Y^M分别独立为单键或碳数为1～20的亚烷基，这些亚烷基中，任意的-CH₂-可由-O-、-S-、-CH＝CH-、-C≡C-、-COO-、或-OCO-取代；Z^M分别独立为单键、-(CH₂)_m3-、-O(CH₂)_m3-、-(CH₂)_m3O-、-O(CH₂)_m3O-、-CH＝CH-、-C≡C-、-COO-、-OCO-、-(CF₂)₂-、-(CH₂)₂-COO-、-OCO-(CH₂)₂-、-CH＝CH-COO-、-OCO-CH＝CH-、-C≡C-COO-、-OCO-C≡C-、-CH＝CH-(CH₂)₂-、-(CH₂)₂-CH＝CH-、-CF＝CF-、-C≡C-CH＝CH-、-CH＝CH-C≡C-、-OCF₂-(CH₂)₂-、-(CH₂)₂-CF₂O-、-OCF₂-或-CF₂O-，这些式中、m3为1～20的整数；m1为1～6的整数，

此处，式(M3-1)～式(M3-7)中的R^d分别独立为氢、卤素或碳数为1～5的烷基，这些烷基中，任意的氢可由卤素取代。

14.根据权利要求1至8中任一项所述的单体与液晶的混合物，其特征在于：还包括1种以上由通式(M2-15)所表示的二官能性单体，

式中，R^C为1～30的丙烯酸酯基、或甲基丙烯酸酯基；Y^M分别独立为单键、或碳数为1～20的亚烷基；Z^M分别独立为单键、-(CH₂)_m3-、-O(CH₂)_m3-、-(CH₂)_m3O-、-O(CH₂)_m3O-、-CH＝CH-、-C≡C-、-COO-、-OCO-、-(CF₂)₂-、-(CH₂)₂-COO-、-OCO-(CH₂)₂-、-CH＝CH-COO-、-OCO-CH＝CH-、-C≡C-COO-、-OCO-C≡C-、-CH＝CH-(CH₂)₂-、-(CH₂)₂-CH＝CH-、-CF＝CF-、-C≡C-CH＝CH-、-CH＝CH-C≡C-、-OCF₂-(CH₂)₂-、-(CH₂)₂-CF₂O-、-OCF₂-或-CF₂O-，这些式中，m³为1～20的整数；其中，以直线连结1,4-亚苯基与(F)的表述表示1个氢或2个氢可由氟取代的1,4-亚苯基，其中，以直线连结1,4-亚苯基与(F,Me)的表述表示1个氢或2个氢可由氟或甲基取代的1,4-亚苯基。

15.根据权利要求1至8中任一项所述的单体与液晶的混合物，其特征在于：在-20℃～70℃的温度下显示手性向列相，且在所述温度范围的至少一部分中，螺旋节距为700nm以下。

16.一种高分子与液晶的复合材料，其特征在于：其是使根据权利要求1至15中任一项所述的单体与液晶的混合物进行聚合而获得、且用于通过光学等向性的液晶相来驱动的元件。

17.一种高分子与液晶的复合材料，其特征在于：其是使根据权利要求1至15中任一项所述的单体与液晶的混合物以非液晶等向性相或光学等向性的液晶相进行聚合而获得、且用于通过所述光学等向性的液晶相来驱动的元件。

18.一种液晶元件，其特征在于：在一面或两面上配置有电极，且包括配置在基板间的液晶组成物或高分子与液晶的复合材料，及经由电极对所述液晶组成物或所述高分子与液晶的复合材料施加电场的电场施加装置，其中所述高分子与液晶的复合材料为根据权利要求16或17所述的高分子与液晶的复合材料。