CN104379700B - 液晶组合物及其用途、光元件、高分子与液晶的复合材料、混合物、及化合物 - Google Patents

液晶组合物及其用途、光元件、高分子与液晶的复合材料、混合物、及化合物 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种液晶组合物及其用途、光元件、高分子与液晶的复合材料、混合物、及化合物，所述液晶组合物含有非手性成分T与手性剂、且显现光学各向同性的液晶相，上述非手性成分T含有至少1种以上的具有未经取代、或经甲基取代的二恶烷环，且具有至少一个‑COO‑或‑CF2O‑连结基的化合物1。本发明的液晶组合物显示对于热、光等的稳定性，光学各向同性的液晶相的高的上限温度与低的下限温度，且具有大的介电常数各向异性、折射率各向异性。

Description

液晶组合物及其用途、光元件、高分子与液晶的复合材料、混 合物、及化合物
技术领域
本发明涉及一种作为例如光元件用的材料有用的液晶组合物、使用该液晶组合物的光元件等。
背景技术
使用液晶组合物的液晶显示元件广泛地用于时钟、计算器、文字处理机等的显示器。这些液晶显示元件是利用液晶化合物的折射率各向异性、介电常数各向异性等的液晶显示元件。作为液晶显示元件中的运作模式，已知主要有利用1片以上的偏光板来进行显示的相变(Phase Change，PC)模式、扭转向列(Twisted Nematic，TN)模式、超扭转向列(SuperTwisted Nematic，STN)模式、双稳态扭转向列(Bistable Twisted Nematic，BTN)模式、电控双折射(Electrically Controlled Birefringence，ECB)模式、光学补偿弯曲(Optically Compensated Bend，OCB)模式、共面切换(In-Plane Switching，IPS)模式、垂直配向(Vertical Alignment，VA)模式等。进而，近年来，于光学各向同性的液晶相中施加电场，而使电双折射显现的模式亦得到广泛研究(专利文献1～专利文献16、非专利文献1～非专利文献3)。
进而，提出有利用作为光学各向同性的液晶相之一的蓝相中的电双折射的波长可变滤波器、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10～专利文献12)。
基于元件的驱动方式的分类为被动矩阵(Passive Matrix，PM)与主动矩阵(Active Matrix，AM)。PM(Passive Matrix)被分类为静态(static)与多路(multiplex)等，AM被分类为薄膜晶体管(Thin Film Transistor，TFT)、金属-绝缘体-金属(MetalInsulator Metal，MIM)等。
[现有技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本专利特开2003-327966号公报
[专利文献2]国际公开2005/90520号手册
[专利文献3]日本专利特开2005-336477号公报
[专利文献4]日本专利特开2006-89622号公报
[专利文献5]日本专利特开2006-299084号公报
[专利文献6]日本专利特表2006-506477号公报
[专利文献7]日本专利特表2006-506515号公报
[专利文献8]国际公开2006/063662号手册
[专利文献9]日本专利特开2006-225655号公报
[专利文献10]日本专利特开2005-157109号公报
[专利文献11]国际公开2005/80529号手册
[专利文献12]日本专利特开2006-127707号公报
[专利文献13]国际公开1998/023561号手册
[专利文献14]国际公开2010/058681号手册
[专利文献15]日本专利特开2008-69153号公报
[专利文献16]日本专利特表2009-211074号公报
[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]《资讯显示学会志(Journal of the SID)》,14,551,(2006)
发明内容
发明解决的课题
于上述状况下，需要一种液晶媒体，其例如具有对于热、光等的稳定性，宽广的液晶相温度范围，极大的折射率各向异性，且具有光学各向同性的液晶相。另外，需要例如可于宽广的温度范围内使用，且具有短的响应时间、大的对比度比、及低驱动电压的各种光元件。
解决课题的技术手段
本发明提供例如如下的液晶媒体(液晶组合物、高分子与液晶的复合材料等)、聚合单体与液晶组合物的混合物、含有液晶媒体等的光元件、液晶化合物等。
[1]一种液晶组合物，其包括含有至少1种以上的由式(1)所表示的化合物1的非手性(achiral)成分T、及手性剂(chiral)，且显现光学各向同性的液晶相。
[化1]
(式中，R1为氢或甲基；
L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7及L8分别独立为氢或氟；
Z1、Z2及Z3分别独立为单键、-COO-或-CF2O-，且至少一个为-COO-或-CF2O-；
n1及n2分别独立为0或1；
X1为氢、卤素、-SF5或碳数1～10的烷基，上述烷基中的至少1个-CH2-可由-O-、-S-、-COO-或-OCO-取代，上述烷基中的至少1个-CH2-CH2-可由-CH＝CH-、-CF＝CF-或-C≡C-取代，上述烷基中的至少1个氢可由氟或氯取代，但是，于X1中，-O-与-CH＝CH-、及-CO-与-CH＝CH-不邻接。)
[2]如[1]所述的液晶组合物，其中化合物1为由下述式(1-1-1)、式(1-1-2)、式(1-2-1)～式(1-2-5)、式(1-3-1)、式(1-3-2)、式(1-4-1)、式(1-5-1)或式(1-5-2)所表示的化合物。
[化2]
(上述式中，R1A为氢或甲基；
式(1-1-1)、式(1-1-2)、式(1-2-1)～式(1-2-5)、式(1-3-1)及式(1-3-2)中，Z1及Z2分别独立为单键、-COO-或-CF2O-，且至少一个为-COO-或-CF2O-；
式(1-4-1)、式(1-5-1)及式(1-5-2)中，Z1为-COO-或-CF2O-，L81、L82、L83、及L84分别独立为氢或氟；
上述式中，X1A为氟、氯、-CF3或-OCF3。)
[3]如[1]所述的液晶组合物，其中化合物1为由式(1-2-2-E)、式(1-2-5-E)、式(1-2-2-F)或式(1-2-5-F)所表示的化合物。
[化3]
(式中，R1A为氢或甲基；
X1A为氟、氯、-CF3或-OCF3。)
[4]如[2]或[3]中任一项所述的液晶组合物，其中R1A为甲基。
[5]如[1]至[4]中任一项所述的液晶组合物，其中相对于非手性成分T的总重量，含有1wt％(重量百分比)～90wt％的化合物1。
[6]如[1]至[5]中任一项所述的液晶组合物，其中非手性成分T还含有至少1种以上的由式(2)所表示的化合物2。
[化4]
(式中，R2为氢或碳数1～20的烷基，上述烷基中的至少1个-CH2-可由-O-、-S-、-COO-或-OCO-取代，上述烷基中的至少1个-CH2-CH2-可由-CH＝CH-、-CF＝CF-或-C≡C-取代，上述烷基中的至少1个氢可由氟或氯取代，但是，于R2中，-O-与-CH＝CH-、及-CO-与-CH＝CH-不邻接；
环A21、环A22、环A23、环A24及环A25分别独立为1,4-亚环己基、1,3-二恶烷-2,5-二基、1,4-亚苯基、1个氢或2个氢由氟取代的1,4-亚苯基、2个氢分别由氟与氯取代的1,4-亚苯基、吡啶-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基；
Z21、Z22、Z23、Z24、Z25、及Z26分别独立为单键或碳数1～4的亚烷基，上述亚烷基中的至少1个-CH2-可由-O-、-COO-或-CF2O-取代；
L21、L22及L23分别独立为氢或氟；
X2为氟、氯、-CF3或-OCF3；
n21、n22、n23、n24及n25分别独立为0或1，且2≤n21+n22+n23+n24+n25≤3。)
[7]如[6]所述的液晶组合物，其中化合物2为由式(2-1-1-2)、式(2-1-2-1)、式(2-1-3-1)、式(2-1-3-2)、式(2-1-4-2)或式(2-1-4-3)所表示的化合物。
[化5]
(式中，R2A为碳数1～12的烷基、碳数1～12的烷氧基、碳数2～12的烯基、或至少1个氢由氟取代的碳数2～12的烯基；
(F)分别独立为氢、或氟；
X2A为氟、氯、-CF3或-OCF3。)
[8]如[7]所述的液晶组合物，其中化合物2为由上述式(2-1-1-2)所表示的化合物。
[9]如[7]所述的液晶组合物，其中化合物2为由上述式(2-1-4-3)所表示的化合物。
[10]如[7]所述的液晶组合物，其包括由上述式(2-1-1-2)所表示的化合物与由上述式(2-1-4-3)所表示的化合物作为化合物2。
[11]如[6]至[10]中任一项所述的液晶组合物，其中相对于非手性成分T的总重量，含有合计为0.5wt％～70wt％的化合物2。
[12]如[1]至[11]中任一项所述的液晶组合物，其中非手性成分T还含有至少1种以上的由式(3)所表示的化合物3。
[化6]
(式中，R3为氢或碳数1～20的烷基，上述烷基中的至少1个-CH2-可由-O-、-S-、-COO-或-OCO-取代，上述烷基中的至少1个-CH2-CH2-可由-CH＝CH-、-CF＝CF-、或-C≡C-取代，上述烷基中的至少1个氢可由氟或氯取代，但是，于R3中，-O-与-CH＝CH-、及-CO-与-CH＝CH-不邻接；
Z31、Z32、及Z33分别独立为单键或碳数1～4的亚烷基，上述亚烷基中的至少1个-CH2-可由-O-、-COO-或-CF2O-取代；
L31、L32、L33、L34及L35分别独立为氢或氟；
X3为氢、卤素、-SF5、或碳数1～10的烷基，上述烷基中的至少1个-CH2-可由-O-、-S-、-COO-、或-OCO-取代，上述烷基中的至少1个-CH2-CH2-可由-CH＝CH-、-CF＝CF-或-C≡C-取代，上述烷基中，上述烷基中的至少1个-CH2-由-O-、-S-、-COO-、或-OCO-取代的基中或上述烷基中的至少1个-CH2-CH2-由-CH＝CH-、-CF＝CF-或-C≡C-取代的基中的至少1个氢可由氟或氯取代，但是，于X3中，-O-与-CH＝CH-、及-CO-与-CH＝CH-不邻接。)
[13]如[12]所述的液晶组合物，其中化合物3为由式(3-2)或式(3-3)所表示的化合物。
[化7]
(式中，R3A分别独立为碳数1～12的烷基、碳数1～12的烷氧基、碳数2～12的烯基、或至少1个氢可由氟取代的碳数2～12的烯基；
L31～L35分别独立为氢或氟；
X3A为氟、氯、-CF3、或-OCF3。)
[14]如[12]或[13]所述的液晶组合物，其中式(3)中的R3为直链，于式(3-2)及式(3-3)中，R3A为直链。
[15]如[13]或[14]所述的液晶组合物，其中化合物3为由式(3-2)所表示的化合物。
[16]如[13]或[14]所述的液晶组合物，其中化合物3为由式(3-3)所表示的化合物。
[17]如[12]至[16]中任一项所述的液晶组合物，其中相对于非手性成分T的总重量，含有合计为0.5wt％～70wt％的化合物3。
[18]如[12]至[17]中任一项所述的液晶组合物，其中相对于非手性成分T的总重量，含有合计为30wt％～70wt％的化合物1，合计为10wt％～50wt％的化合物2，合计为10wt％～50wt％的化合物3。
[19]如[1]至[18]中任一项所述的液晶组合物，其中非手性成分T还含有至少1种以上的由式(4)所表示的化合物4。
[化8]
(式中，R4为碳数1～12的烷基、碳数1～12的烷氧基、碳数2～12的烯基、或至少1个氢由氟取代的碳数2～12的烯基；
环B分别独立为1,4-亚环己基、1,4-亚苯基、2-氟-1,4-亚苯基、3-氟-1,4-亚苯基、3,5-二氟-1,4-亚苯基、3,5-二氯-1,4-亚苯基、或嘧啶-2,5-二基；
Z41分别独立为单键、亚乙基、-COO-、-OCO-、-CF2O-、或-OCF2-；
L48及L49分别独立为氢或氟；
X4为氟、氯、-CF3或-OCF3；
n41为1、2、3或4，其中，当n41为3或4时，一个Z41为-CF2O-或-OCF2-，当n41为3时，所有环B均不为由氟取代的1,4-亚苯基。)
[20]如[19]所述的液晶组合物，其中化合物4为选自由式(4-1)～式(4-9)所表示的化合物的群组中的至少1种化合物。
[化9]
(式中，R4A分别独立为碳数1～12的烷基、碳数1～12的烷氧基、碳数2～12的烯基、或至少1个氢由氟取代的碳数2～12的烯基；
X4A为氟、氯、-CF3、或-OCF3；
L40～L49分别独立为氢或氟。)
[21]如[1]至[20]中任一项所述的液晶组合物，其中非手性成分T还含有至少1种以上的由式(5)所表示的化合物5。
[化10]
(式中，R5为氢或碳数1～20的烷基，上述烷基中的至少1个-CH2-可由-O-、-S-、-COO-或-OCO-取代，上述烷基中的至少1个-CH2-CH2-可由-CH＝CH-、-CF＝CF-或-C≡C-取代，上述烷基中的至少1个氢可由氟或氯取代，但是，于R5中，-O-与-CH＝CH-、及-CO-与-CH＝CH-不邻接；
(F)分别独立为氢或氟；
X5为氢、卤素、-SF5或碳数1～10的烷基，上述烷基中的至少1个-CH2-可由-O-、-S-、-COO-、或-OCO-取代，上述烷基中的至少1个-CH2-CH2-可由-CH＝CH-、-CF＝CF-或-C≡C-取代，上述烷基中，上述烷基中的至少1个-CH2-由-O-、-S-、-COO-、或-OCO-取代的基中或上述烷基中的至少1个-CH2-CH2-由-CH＝CH-、-CF＝CF-或-C≡C-取代的基中的至少1个氢可由氟或氯取代，但是，于X5中，-O-与-CH＝CH-、及-CO-与-CH＝CH-不邻接。)
[22]如[21]所述的液晶组合物，其中化合物5为选自由式(5-1)～式(5-3)所表示的化合物的群组中的至少1种化合物。
[化11]
(式中，R5A为碳数1～12的烷基、碳数1～12的烷氧基、碳数2～12的烯基、或至少1个氢由氟取代的碳数2～12的烯基；
(F)分别独立为氢或氟；
X5A为氟、氯、-CF3或-OCF3。)
[23]如[21]或[22]所述的液晶组合物，其中相对于非手性成分T的总重量，含有合计为1wt％～50wt％化合物5。
[24]如[21]至[23]中任一项所述的液晶组合物，其中非手性成分T还含有至少1种以上的由式(6)所表示的化合物6。
[化12]
(式中，R6A及R6B分别独立为碳数1～12的烷基、碳数1～12的烷氧基、碳数2～12的烯基、或至少1个氢由氟取代的碳数2～12的烯基；
环C及环D分别独立为1,4-亚环己基、1,4-亚苯基、2-氟-1,4-亚苯基、3-氟-1,4-亚苯基或2,5-二氟-1,4-亚苯基；
Z61分别独立为单键、亚乙基、-COO-、或-OCO-；
r为1、2或3。)
[25]如[24]所述的液晶组合物，其中化合物6为选自由式(6-1)～式(6-13)所表示的化合物的群组中的至少1种化合物。
[化13]
此处，R6A及R6B分别独立为碳数1～12的烷基、碳数1～12的烷氧基、碳数2～12的烯基、或至少1个氢由氟取代的碳数2～12的烯基。
[26]如[1]至[25]中任一项所述的液晶组合物，其中非手性成分T还含有至少1种以上的由式(7)所表示的化合物7。
[化14]
(式中，R7为碳数2～20的烷基，上述烷基中的至少1个-CH2-可由-O-、-S-、-COO-或-OCO-取代，上述烷基中的至少1个-CH2-CH2-可由-CH＝CH-、-CF＝CF-或-C≡C-取代，上述烷基中的至少1个氢可由氟或氯取代，但是，于R7中，-O-与-CH＝CH-、及-CO-与-CH＝CH-不邻接；
L71、L72、L73、L74、L75、L76、L77及L78分别独立为氢或氟；
Z71、Z72及Z73分别独立为单键或-COO-、-CF2O-，且至少一个为-COO-或-CF2O-；
n71及n72分别独立为0或1；
X7为氢、卤素、-SF5、或碳数1～10的烷基，上述烷基中的至少1个-CH2-可由-O-、-S-、-COO-、或-OCO-取代，上述烷基中的至少1个-CH2-CH2-可由-CH＝CH-、-CF＝CF-或-C≡C-取代，上述烷基中，上述烷基中的至少1个-CH2-由-O-、-S-、-COO-、或-OCO-取代的基中或上述烷基中的至少1个-CH2-CH2-由-CH＝CH-、-CF＝CF-或-C≡C-取代的基中的至少1个氢可由氟或氯取代，但是，于X7中，-O-与-CH＝CH-、及-CO-与-CH＝CH-不邻接。)
[27]如[26]所述的液晶组合物，其中化合物7为选自由式(7-1)～式(7-8)所表示的化合物的群组中的至少1种化合物。
[化15]
(式中，R7A为碳数2～12的烷基、碳数1～11的烷氧基、碳数2～12的烯基、或至少1个氢由氟取代的碳数2～12的烯基；
L72、L74、L75、L76、L77及L78分别独立为氢或氟；
式(7-1)～式(7-3)及式(7-6)～式(7-8)中，Z71及Z72分别独立为单键、-COO-或-CF2O-，且至少一个为-COO-或-CF2O-，式(7-4)及式(7-5)中，Z71分别独立为-COO-或-CF2O-，
X7A为氟、氯、-CF3或-OCF3。)
[28]如[26]所述的液晶组合物，其中化合物7为选自由式(7-1-1)、式(7-1-2)、式(7-2-1)～式(7-2-5)、式(7-3-1)、式(7-3-2)、式(7-4-1)、式(7-5-1)及式(7-5-2)所表示的化合物的群组中的至少1种化合物。
[化16]
[化17]
(式中，R7A为碳数2～12的烷基、碳数1～11的烷氧基、碳数2～12的烯基、或至少1个氢由氟取代的碳数2～12的烯基；
式(7-1-1)、式(7-1-2)、式(7-2-1)～式(7-2-5)、式(7-3-1)及式(7-3-2)中，Z71及Z72分别独立为单键、-COO-或-CF2O-，且至少一个为-COO-、或-CF2O-，式(7-4-1)、式(7-5-1)及式(7-5-2)中，Z71为-COO-或-CF2O-；
X7A为氟、氯、-CF3或-OCF3。)
[29]如[26]所述的液晶组合物，其中化合物7为选自由式(7-2-2-E)、式(7-2-5-E)、式(7-2-2-F)及式(7-2-5-F)所表示的化合物的群组中的至少1种化合物。
[化18]
(式中，R7A为碳数2～12的烷基、碳数1～11的烷氧基、碳数2～12的烯基、或至少1个氢由氟取代的碳数2～12的烯基；
X7A为氟、氯、-CF3或-OCF3。)
[30]如[26]至[29]中任一项所述的液晶组合物，其中相对于非手性成分T的总重量，含有合计为5wt％～30wt％的化合物1，并含有合计为30wt％～70wt％的化合物7。
[31]如[1]至[30]中任一项所述的液晶组合物，其中手性剂为选自由式(K1)～式(K5)所表示的化合物的群组中的至少1种化合物。
[化19]
(式中，RK分别独立为氢、卤素、-C≡N、-N＝C＝O、-N＝C＝S或碳数1～20的烷基，上述烷基中的任意的-CH2-可由-O-、-S-、-COO-、或-OCO-取代，上述烷基中的至少1个-CH2-可由-O-、-S-、-COO-或-OCO-取代，上述烷基中的至少1个-CH2-CH2-可由-CH＝CH-、-CF＝CF-或-C≡C-取代，上述烷基中，上述烷基中的至少1个-CH2-由-O-、-S-、-COO-或-OCO-取代的基中或上述烷基中的至少1个-CH2-CH2-由-CH＝CH-、-CF＝CF-或-C≡C-取代的基中的至少1个氢可由氟或氯取代；
A分别独立为芳香族性的6元环～8元环、非芳香族性的3元环～8元环、或碳数9以上的缩合环，这些环的至少1个氢可由卤素、碳数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；
B分别独立为氢、卤素、碳数1～3的烷基、碳数1～3的卤代烷基、芳香族性的6元环～8元环、非芳香族性的3元环～8元环、或碳数9以上的缩合环，这些环的任意的氢可由卤素、碳数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分别独立为单键、碳数1～8的亚烷基，上述亚烷基中的任意的-CH2-可由-O-、-S-、-COO-、-OCO-、-CSO-、-OCS-、-N＝N-、-CH＝N-、或-N＝CH-取代，上述亚烷基中的至少1个-CH2-CH2-可由-CH＝CH-、-CF＝CF-或-C≡C-取代，上述亚烷基中，上述亚烷基中的至少1个-CH2-由-O-、-S-、-COO-、或-OCO-取代的基中或上述烷基中的至少1个-CH2-CH2-由-CH＝CH-、-CF＝CF-或-C≡C-取代的基中的至少1个氢可由卤素取代；
X分别独立为单键、-COO-、-OCO-、-CH2O-、-OCH2-、-CF2O-、-OCF2-、或-CH2CH2-；
mK分别独立为1～4的整数。)
[32]如[1]至[30]中任一项所述的液晶组合物，其中手性剂为选自由式(K4-1)～式(K4-6)及式(K5-1)～式(K5-3)所表示的化合物的群组中的至少1种化合物。
[化20]
(式中，RK分别独立为碳数3～10的烷基或碳数3～10的烷氧基，烷基中或烷氧基中的至少1个-CH2-可由-CH＝CH-取代，但-O-与-C＝C-不邻接。)
[33]如[1]至[32]中任一项所述的液晶组合物，其于-20℃～70℃的任一温度下显示手性向列相，且于上述温度范围的至少一部分中，螺旋节距为700nm以下。
[34]如[1]至[33]中任一项所述的液晶组合物，其包括选自由抗氧化剂和/或紫外线吸收剂所组成的群组中的1种以上。
[35]一种混合物，其包括如[1]至[34]中任一项所述的液晶组合物、及聚合性单体。
[36]一种高分子与液晶的复合材料，其是使如[35]所述的混合物进行聚合而获得、且用于藉由光学各向同性的液晶相来驱动的元件。
[37]如[36]所述的高分子与液晶的复合材料，其是使如[35]所述的混合物于非液晶各向同性相或光学各向同性的液晶相中进行聚合而获得。
[38]一种光元件，其包括：液晶媒体，配置于在一面或两面上配置有电极的基板间；以及电场施加装置，经由电极对液晶媒体施加电场；且液晶媒体为如[1]至[34]中任一项所述的液晶组合物、或者如[36]或[37]所述的高分子与液晶的复合材料。
[39]一种光元件，其包括：一组基板，至少一个为透明，并于一面或两面上配置有电极；液晶媒体，配置于基板间；以及偏光板，配置于基板的外侧，且其具备电场施加装置，经由电极对液晶媒体施加电场；且液晶媒体为如[1]至[34]中任一项所述的液晶组合物、或者如[36]或[37]所述的高分子与液晶的复合材料。
[40]如[38]或[39]所述的光元件，其中于一组基板的至少一个基板上，以至少可朝2个方向施加电场的方式构成电极。
[41]如[38]或[39]所述的光元件，其中于彼此平行地配置的一组基板的一个或两个上，以至少可朝2个方向施加电场的方式构成电极。
[42]如[38]或[39]所述的光元件，其中将电极配置成矩阵状而构成像素电极，各像素具备有源元件，上述有源元件为薄膜晶体管(TFT)。
[43]一种如[1]至[34]中任一项所述的液晶组合物的用途，其用于光元件。
[44]一种化合物，其由式(1-2-5)表示。
[化21]
(式中，R1A为氢或甲基；
L81、L82、L83、及L84分别独立为氢或氟；
Z1及Z2分别独立为单键、-COO-或-CF2O-，且至少一个为-COO-或-CF2O-；
X1A为氟、氯、-CF3或-OCF3。)
[45]如[44]所述的化合物，其中式(1-2-5)中，Z1为-COO-或-CF2O-；
Z2为单键。
[46]如[44]所述的化合物，其中式(1-2-5)中，R1A为氢；
Z1为-COO-或-CF2O-；
Z2为单键。
于本说明书中，“液晶化合物”表示具有液晶元(mesogen)的化合物，并不限定于具有液晶相的化合物。具体而言，“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合物的成分有用的化合物的总称。
“液晶媒体”是液晶组合物及高分子/液晶复合物的总称。
“非手性成分”是指非手性的液晶元化合物，且为不含光学活性化合物及具有聚合性官能基的化合物的成分。因此，于“非手性成分”中不含手性剂、单体、聚合起始剂、硬化剂、稳定剂。
“手性剂”是光学活性化合物，且是为了赋予所期望的扭转的分子排列而添加的成分。
“液晶显示元件”是液晶显示面板及液晶显示模组的总称。
另外，所谓“光元件”，是指利用电光效应，取得光调变或光切换等功能的各种元件，例如可列举显示元件(液晶显示元件)、光通信系统、光信息处理或各种传感器系统中所使用的光调变元件。关于利用由对光学各向同性的液晶媒体施加电压所引起的折射率的变化的光调变，已知有克尔效应(Kerr effect)。所谓克尔效应，是指电双折射值Δn(E)与电场E的平方成比例的现象，于显示克尔效应的材料中，Δn(E)＝KλE2成立(K：克尔系数(克尔常数)，λ：波长)。此处，所谓电双折射值，是指对各向同性媒体施加了电场时所引起的折射率各向异性值。
有时将“液晶化合物”、“液晶组合物”、“液晶显示元件”分别简称为“化合物”、“组合物”、“元件”。
另外，例如液晶相的上限温度为液晶相-各向同性相的相转变温度，而且有时将其简称为透明点或上限温度。有时将液晶相的下限温度简称为下限温度。有时将由式(1)所表示的化合物简称为化合物(1)。该简称方式有时亦适用于由式(2)等所表示的化合物。式(2)～式(5)中，由六边形包围的A1、B、C等的符号分别对应于环A1、环B、环C等。以百分比表示的化合物的量是基于组合物的总重量的重量百分比(wt％)。将环A1、Y1、B等多个相同的符号记载于相同的式或不同的式中，但这些分别可相同、或不同。
本说明书中，“烷基”的具体例可列举-CH3、-C2H5、-C3H7、-C4H9、-C5H11、-C6H13、-C7H15、-C8H17、-C9H19、-C10H21、-C11H23、-C12H25、-C13H27、-C14H29、及-C15H31。
本说明书中，“烷氧基”的具体例为-OCH3、-OC2H5、-OC3H7、-OC4H9、-OC5H11、-OC6H13及-OC7H15、-OC8H17、-OC9H19、-OC10H21、-OC11H23、-OC12H25、-OC13H27、及-OC14H29。
本说明书中，“烷氧基烷基”的具体例为-CH2OCH3、-CH2OC2H5、-CH2OC3H7、-(CH2)2-OCH3、-(CH2)2-OC2H5、-(CH2)2-OC3H7、-(CH2)3-OCH3、-(CH2)4-OCH3、及-(CH2)5-OCH3。
本说明书中，“烯基”的具体例为-CH＝CH2、-CH＝CHCH3、-CH2CH＝CH2、-CH＝CHC2H5、-CH2CH＝CHCH3、-(CH2)2-CH＝CH2、-CH＝CHC3H7、-CH2CH＝CHC2H5、-(CH2)2-CH＝CHCH3、及-(CH2)3-CH＝CH2。
本说明书中，“烯氧基”的具体例为-OCH2CH＝CH2、-OCH2CH＝CHCH3、及-OCH2CH＝CHC2H5。
本说明书中，“炔基”的具体例为-C≡CH、-C≡CCH3、-CH2C≡CH、-C≡CC2H5、-CH2C≡CCH3、-(CH2)2-C≡CH、-C≡CC3H7、-CH2C≡CC2H5、-(CH2)2-C≡CCH3、及-C≡C(CH2)5。
发明的效果
本发明的较佳的液晶组合物及高分子与液晶的复合材料等藉由含有比较多的式(1)的化合物，而显示对于热、光等的稳定性，光学各向同性的液晶相的高的上限温度与低的下限温度，且具有大的介电常数各向异性、折射率各向异性。
本发明的较佳的形态的高分子与液晶的复合材料显示光学各向同性的液晶相的高的上限温度、低的下限温度，且于藉由光学各向同性的液晶相来驱动的光元件中具有低驱动电压。
另外，本发明的较佳的形态的藉由光学各向同性的液晶相来驱动的光元件可于宽广的温度范围内使用，可进行低电压驱动，可实现高速的电光响应，且具有大的对比度比。
附图说明
图1表示实施例中所使用的梳型电极基板。
图2表示实施例中所使用的光学系统。
符号的说明：
1：电极
2：电极
3：光源
4：起偏器(偏光板)(Polarizer)
5：梳型电极单元
6：分析仪(偏光板)(Analyzer)
7：光接收器(Photodetector)
具体实施方式
本发明的液晶组合物是含有非手性成分T与手性剂、且显现光学各向同性的液晶相的组合物。除非手性成分T与手性剂以外，本发明的液晶组合物可还含有溶剂、单体、起始剂、硬化剂、稳定剂(抗氧化剂、紫外线吸收剂等)等。
第1非手性成分T
本发明的液晶组合物是含有非手性成分T与手性剂，且显现光学各向同性的液晶相的组合物。
非手性成分T含有化合物1，视需要含有选自由化合物2～化合物7所组成的群组中的1种以上。非手性成分T较佳为除化合物1以外，含有化合物2、化合物3、化合物5及化合物7，还可对应于所要求的性质而含有化合物4与化合物6。化合物1～化合物7为液晶化合物。
于本发明的非手性成分T中，包括含有1种化合物作为化合物1～化合物7的情况，亦包括含有2种以上的化合物作为化合物1～化合物7的情况。即，本发明的液晶组合物可含有由式(1)所表示的彼此结构的不同的多种化合物1作为化合物1。化合物2～化合物7亦同样如此。
1-1化合物1
本发明的具有光学各向同性的液晶相的液晶组合物含有非手性成分T与手性剂，非手性成分T含有由上述式(1)所表示的化合物1。
本发明的液晶组合物的第1形态为含有第一成分与在本说明书中未特别表示成分名的其他成分的组合物。
式(1)中的X1中，氢由氟取代的烷基的具体例为-CHF2、-CF3、-CF2CH2F、-CF2CHF2、-CH2CF3、-CF2CF3、-(CH2)3-F、-(CF2)3-F、-CF2CHFCF3、及-CHFCF2CF3。氢由氟取代的烷氧基的具体例为-OCHF2、-OCF3、-OCF2CH2F、-OCF2CHF2、-OCH2CF3、-O-(CF2)3-F、-OCF2CHFCF3、及-OCHFCF2CF3。氢由氟取代的烯基的具体例为-CH＝CF2、-CF＝CHF、-CH＝CHCH2F、-CH＝CHCF3、-(CH2)2-CH＝CF2、-CH2CH＝CHCF3、及-CH＝CHCF2CF3。
式(1)的R1为氢或甲基，与R1为碳数2以上的烷基的化合物相比，十分有助于降低驱动电压。
另外，R1为甲基的化合物与R1为氢的化合物相比，透明点高。
当式(1)中的X1为氟、氯、-SF5、-CF3、-OCF3、或-CH＝CH-CF3时，介电常数各向异性大。当X1为氟、-CF3、或-OCF3时，化学性质稳定。
较佳的X1的具体例为氟、氯、-CF3、-CHF2、-OCF3及-OCHF2。更佳的X1的例子为氟、氯、-CF3及-OCF3。当X1为氯、氟时，熔点低、且与其他液晶化合物的相容性特别优异。当X1为-CF3、-CHF2、-OCF3及-OCHF2时，显示特别大的介电常数各向异性。
作为化合物1，较佳为由式(1-1-1)、式(1-1-2)、式(1-2-1)～式(1-2-5)、式(1-3-1)、式(1-3-2)、式(1-4-1)、式(1-5-1)或式(1-5-2)所表示的化合物，更佳为由式(1-2-1)～式(1-2-5)所表示的化合物。
本发明于非手性成分T中，包括包含1种化合物作为化合物1的情况，亦包括包含由式(1)所表示的2种以上的化合物作为化合物1的情况。
作为包含由式(1)所表示的2种以上的化合物作为化合物1的情况，作为化合物1，较佳为由式(1-2-2)或式(1-2-5)所表示的化合物。于由式(1-2-2)所表示的化合物中，较佳为将由式(1-2-2-E)所表示的化合物或由式(1-2-2-F)所表示的化合物用作化合物1。于由(1-2-5)所表示的化合物中，较佳为L81、L83及L84为氟，L82为氢，较佳为将由式(1-2-5-E)所表示的化合物或由式(1-2-5-F)所表示的化合物用作化合物1。
相对于非手性成分T的总重量，较佳为含有1wt％～90wt％的化合物1，更佳为含有3wt％～80wt％的化合物1，特佳为含有5wt％～50wt％的化合物1，进而更佳为含有5wt％～40wt％的化合物1。
另外，相对于非手性成分T的总重量，由式(1-2-5)所表示的化合物的合计量较佳为5wt％～30wt％，更佳为10wt％～25wt％。
1-2化合物1的性质
化合物1为由式(1)所表示的化合物，其具有未经取代或经甲基取代的二恶烷环、且具有至少一个-COO-或-CF2O-连结基。
化合物1于常规使用元件的条件下，物理性质及化学性质极其稳定，且与其他化合物的相容性比较良好。含有该化合物的组合物于常规使用元件的条件下稳定。因此，若于液晶组合物中使用化合物1，则可扩大光学各向同性的液晶相的温度范围，而可于宽广的温度范围内用作显示元件。
另外，化合物1因具有大的介电常数各向异性与比较大的折射率各向异性，故化合物1作为用以降低藉由光学各向同性的液晶相来驱动的液晶组合物的驱动电压的成分有用。
如此，化合物1具有仅少量使用便使驱动电压下降这一优异的特长。另外，显现极大的介电常数各向异性。
1-3化合物1的合成
化合物1可藉由适当地组合有机合成化学中的方法来合成。向起始物质中导入目标末端基、环以及键结基的方法于《有机合成》(Organic Syntheses,约翰·威立父子出版公司(John Wiley&Sons,Inc))、《有机反应》(Organic Reactions,John Wiley&Sons,Inc)、《有机合成大全》(Comprehensive Organic Synthesis,培格曼出版公司(PergamonPress))、新实验化学讲座(丸善)等中有记载。
例如，即便应用日本专利2959526号公报的方法，亦可合成化合物1。
2-1化合物2
本发明的液晶组合物等除化合物1以外，可还含有至少1种以上的由式(2)所表示的化合物2。
式(2)中的R2较佳为碳数1～12的烷基、碳数1～12的烷氧基、碳数2～12的烯基、或至少1个氢由氟取代的碳数2～12的烯基。
就化合物的稳定性或介电常数各向异性的观点而言，式(2)中的环A21、环A22、环A23、环A24及环A25较佳为1,4-亚苯基、1个氢或2个氢由氟取代的1,4-亚苯基。
式(2)中的Z21、Z22、Z23、Z24、Z25及Z26独立为单键或碳数1～4的亚烷基，该亚烷基中的至少1个-CH2-可由-O-、-COO-或-CF2O-取代。式(2)中的Z21、Z22、Z23、Z24、Z25及Z26较佳为均为单键、或至少一个为-COO-或-CF2O-，当重视与其他液晶化合物的相容性时，较佳为至少一个为-CF2O-。
式(2)中，特佳为n24＝1，Z25为-CF2O-。
式(2)中的X2为氟、氯、-CF3、-CHF2、-CH2F、-OCF3、-OCHF2、-OCH2F、-OCF2CFHCF3或-CH＝CHCF3，较佳为氟、氯、-CF3及-OCF3。
化合物2中，较佳为使用式(2-1)的化合物。
[化22]
(式中，R2A为碳数1～12的烷基、碳数1～12的烷氧基、碳数2～12的烯基、或至少1以上的氢由氟取代的碳数2～12的烯基；
Z21、Z22、Z23、Z24、Z25、及Z26分别独立为单键或碳数1～4的亚烷基，该亚烷基中的至少1个-CH2-可由-O-、-COO-或-CF2O-取代；
X2A为氟、氯、-CF3或-OCF3；
(F)分别独立地表示氢或氟。)
于式(2)及式(2-1)中的R2A及Z21～Z26中的烯基中，-CH＝CH-的较佳的立体配置依存于双键的位置。于如-CH＝CHCH3、-CH＝CHC2H5、-CH＝CHC3H7、-CH＝CHC4H9、-C2H4CH＝CHCH3、以及-C2H4CH＝CHC2H5那样的在奇数位上具有双键的烯基中，较佳为反式配置。于如-CH2CH＝CHCH3、-CH2CH＝CHC2H5、以及-CH2CH＝CHC3H7那样的在偶数位上具有双键的烯基中，较佳为顺式配置。具有较佳的立体配置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。于《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。
Z21、Z22、Z23、Z24、Z25及Z26分别独立为单键或-CF2O-，当重视与其他液晶化合物的相容性时，Z21、Z22、Z23、Z24、Z25及Z26较佳为至少1个为-CF2O-。
式(2-1)中，特佳为n24＝1，Z25为-CF2O-。
于化合物2中，更佳为使用由式(2-1-1)～式(2-1-5)所表示的化合物。
[化23]
(式中，R2A、Z21～Z26、X2A及(F)的定义与式(2-1)相同)
当使用式(2-1-1)～式(2-1-5)的化合物作为化合物2时，较佳为使用由下述式(2-1-1-1)～式(2-1-1-3)、式(2-1-2-1)～式(2-1-2-3)、式(2-1-3-1)～式(2-1-3-3)、式(2-1-4-1)～式(2-1-4-3)、式(2-1-5-1)～式(2-1-5-3)所表示的化合物，更佳为使用由式(2-1-1-1)、式(2-1-1-2)、式(2-1-2-1)、式(2-1-2-2)、式(2-1-3-1)、式(2-1-3-2)、式(2-1-4-2)、式(2-1-4-3)及式(2-1-5-3)所表示的化合物。
[化24]
[化25]
(上述式中，R2A、(F)、及X2A的定义与式(2-1)相同)
本发明于非手性成分T中，包括包含1种化合物作为化合物2的情况，亦包括包含由式(2)所表示的2种以上的化合物作为化合物2的情况。
化合物2具有良好的相容性与大的介电常数各向异性及大的折射率各向异性。
相对于非手性成分T的总重量，较佳为含有合计为0.5wt％～70wt％的化合物2，更佳为含有5wt％～60wt％的化合物2，特佳为含有10wt％～50wt％的化合物2。
2-2化合物2的性质
化合物2具有氯苯环。化合物2于常规使用元件的条件下，物理性质及化学性质极其稳定，而且与其他液晶化合物的相容性良好。进而，不易显现层列相。含有该化合物的组合物于常规使用元件的条件下稳定。因此，于组合物中可扩大胆固醇相的温度范围，而可于宽广的温度范围内用作显示元件。进而，该化合物因介电常数各向异性与折射率各向异性大，故作为用以降低藉由胆固醇相来驱动的组合物的驱动电压、用以提升反射率的成分有用。
藉由适当地选择式(2)的n22～n25的组合，以及左末端基R2A、最右侧的苯环上的基及其取代位置((F)及X2A)、或键结基Z22～键结基Z26，而可任意地调整透明点、折射率各向异性、介电常数各向异性等物性。以下说明n22、n23、n24、及n25的组合，左末端基R2A，右末端基X2A，键结基Z21～键结基Z26，(F)的种类对化合物2的物性所带来的效果。
通常，式(2)中，n22+n23+n24+n25＝2的化合物的透明点高，n22+n23+n24+n25＝1的化合物的熔点低。
当式(2)中的R2A为烯基时，较佳的立体配置依存于双键的位置。于如-CH＝CHCH3、-CH＝CHC2H5、-CH＝CHC3H7、-CH＝CHC4H9、-C2H4CH＝CHCH3、以及-C2H4CH＝CHC2H5那样的在奇数位上具有双键的烯基中，较佳为反式配置。于如-CH2CH＝CHCH3、-CH2CH＝CHC2H5、以及-CH2CH＝CHC3H7那样的在偶数位上具有双键的烯基中，较佳为顺式配置。具有较佳的立体配置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。于Mol.Cryst.Liq.Cryst.,1985,131,109以及Mol.Cryst.Liq.Cryst.,1985,131,327中有详细说明。
由于式(2)中的键结基Z21～键结基Z26为单键、或-CF2O-，因此化学性质比较稳定、比较难以产生劣化。进而，当键结基为单键时，粘度小。另外，当键结基为-CF2O-时，介电常数各向异性大。
当式(2)中的右末端基X2为氟、氯、-OCF3时，低温下的与其他液晶化合物的相容性优异，当右末端基X2为-CF3时，驱动电压下降效果大。
当式(2)中的(F)为氢时，熔点低，当(F)为氟时，介电常数各向异性大。
藉由适当地选择式(2)中的环结构、末端基、键结基等的种类，而可获得具有目标物性的化合物。
3-1化合物3
本发明的液晶组合物等除化合物1以外，可还含有至少1种以上的由式(3)所表示的化合物3。例如，本发明的液晶组合物除化合物1以外，可含有选自由化合物2与化合物3所组成的群组中的1种以上。
式(3)中所含有的烯基中的-CH＝CH-的较佳的立体配置依存于双键的位置。于如-CH＝CHCH3、-CH＝CHC2H5、-CH＝CHC3H7、-CH＝CHC4H9、-C2H4CH＝CHCH3、以及-C2H4CH＝CHC2H5那样的在奇数位上具有双键的烯基中，较佳为反式配置。于如-CH2CH＝CHCH3、-CH2CH＝CHC2H5、以及-CH2CH＝CHC3H7那样的在偶数位上具有双键的烯基中，较佳为顺式配置。具有较佳的立体配置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。于《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。
式(3)中，Z31、Z32、及Z33独立为单键、-COO-或-CF2O-，且至少一个为-CF2O-。Z31、Z32、及Z33的较佳例为单键与-CF2O-。
式(3)中，L31、L32、L33、L34及L35独立为氢或氟。当Z32为-COO-或-CF2O-时，L32、L34及L35较佳为氟，当Z33为-COO-或-CF2O-时，L33、L34及L35较佳为氟。
式(3)中，X3为氢、卤素、-SF5、或碳数1～10的烷基，该烷基中，至少1个-CH2-可由-O-、-S-、-CH＝CH-、或-C≡C-取代，而且，该烷基中及烷基中的至少1个-CH2-由-O-、-S-、-COO-、-OCO-、-CH＝CH-、-CF＝CF-或-C≡C-取代的基中的至少1个以上的氢可由氟取代。
作为1个以上的氢由卤素取代的烷基的具体例，可列举：-CH2F、-CHF2、-CF3、-(CH2)2-F、-CF2CH2F、-CF2CHF2、-CH2CF3、-CF2CF3、-(CH2)3-F、-(CF2)3-F、-CF2CHFCF3、-CHFCF2CF3、-(CH2)4-F、-(CF2)4-F、-(CH2)5-F、及-(CF2)5-F。
作为1个以上的氢由卤素取代的烷氧基的具体例，可列举：-OCH2F、-OCHF2、-OCF3、-O-(CH2)2-F、-OCF2CH2F、-OCF2CHF2、-OCH2CF3、-O-(CH2)3-F、-O-(CF2)3-F、-OCF2CHFCF3、-OCHFCF2CF3、-O(CH2)4-F、-O-(CF2)4-F、-O-(CH2)5-F、及-O-(CF2)5-F。
作为1个以上的氢由卤素取代的烯基的具体例，可列举：-CH＝CHF、-CH＝CF2、-CF＝CHF、-CH＝CHCH2F、-CH＝CHCF3、-(CH2)2-CH＝CF2、-CH2CH＝CHCF3、-CH＝CHCF3、及-CH＝CHCF2CF3。
式(3)中，X3较佳为氟、氯、-CF3、-CHF2、-OCF3、及-OCHF2，更佳为氟、氯、-CF3及-OCF3。
于化合物3中，较佳为使用由式(3-1)～式(3-3)所表示的化合物，更佳为使用由式(3-2)及式(3-3)所表示的化合物，进而更佳为使用由式(3-2A)～式(3-2H)及式(3-3A)～式(3-3D)所表示的化合物，特佳为使用由式(3-2A)～式(3-2D)、式(3-3A)及式(3-3B)所表示的化合物，最佳为使用由式(3-2A)、式(3-2C)及式(3-3A)所表示的化合物。
[化26]
(式中，R3A分别独立为碳数1～12的烷基、碳数1～12的烷氧基、碳数2～12的烯基、或至少1个氢可由氟取代的碳数2～12的烯基；
L31～L35分别独立为氢或氟；
X3A为氟、氯、-CF3、或-OCF3。)
[化27]
[化28]
(式中，R3A独立为碳数1～12的烷基、碳数1～12的烷氧基、碳数2～12的烯基、或至少1个以上的氢由氟取代的碳数2～12的烯基；
X3A为氟、氯、-CF3或-OCF3。)
本发明于非手性成分T中，包括包含1种化合物作为化合物3的情况，亦包括包含由式(3)所表示的2种以上的化合物作为化合物3的情况。
化合物3的透明点比较高，且具有大的介电常数各向异性与大的折射率各向异性。
相对于非手性成分T的总重量，较佳为含有合计为0.5wt％～70wt％的化合物3，更佳为含有5wt％～60wt％的化合物3，特佳为含有10wt％～50wt％的化合物3。
3-2化合物3的性质
化合物3具有4个苯环、且具有至少1个-CF2O-连结基。化合物3于常规使用元件的条件下，物理性质及化学性质极其稳定，而且与其他液晶化合物的相容性良好。含有该化合物的组合物于常规使用元件的条件下稳定。因此，于组合物中可扩大胆固醇相的温度范围，而可于宽广的温度范围内用作显示元件。进而，该化合物因介电常数各向异性与折射率各向异性大，故作为用以降低藉由胆固醇相来驱动的组合物的驱动电压、及用以提升反射率的成分有用。
藉由适当地选择式(3)中的左末端基R3、苯环上的基(L31～L35及X3)、或键结基Z31～键结基Z33，而可任意地调整透明点、折射率各向异性、介电常数各向异性等物性。以下说明左末端基R3、苯环上的基(L31～L35及X3)、或键结基Z31～键结基Z33的种类对化合物(3)的物性所带来的效果。
当式(3)中的R3为烯基时，烯基中的-CH＝CH-的较佳的立体配置依存于双键的位置。于如-CH＝CHCH3、-CH＝CHC2H5、-CH＝CHC3H7、-CH＝CHC4H9、-C2H4CH＝CHCH3、以及-C2H4CH＝CHC2H5那样的在奇数位上具有双键的烯基中，较佳为反式配置。于如-CH2CH＝CHCH3、-CH2CH＝CHC2H5、以及-CH2CH＝CHC3H7那样的在偶数位上具有双键的烯基中，较佳为顺式配置。具有较佳的立体配置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。于Mol.Cryst.Liq.Cryst.,1985,131,109以及Mol.Cryst.Liq.Cryst.,1985,131,327中有详细说明。
当式(3)中的键结基Z31、Z32及Z33为单键、或-CF2O-时，粘度小。当键结基Z31、Z32及Z33为-CF2O-时，介电常数各向异性大。当式(3)中的Z31、Z32及Z33为单键、-CF2O-时，化学性质比较稳定，比较难以产生劣化。
当式(3)中的右末端基X3为氟、氯、-SF5、-CF3、-CHF2、-CH2F、-OCF3、-OCHF2或-OCH2F时，介电常数各向异性大。当X3为氟、-OCF3、或-CF3时，化学性质稳定。
于式(3)中，当L31～L35中的氟的数量多时，介电常数各向异性大。当L31为氢时，与其他液晶的相容性优异。当L34及L35均为氟时，介电常数各向异性特别大。
如上所述，藉由适当地选择末端基、键结基等的种类，而可获得具有目标物性的化合物。
4化合物4
本发明的液晶组合物等除化合物1以外，可还含有至少1种以上的由式(4)所表示的化合物4。例如，本发明的液晶组合物除化合物1以外，可含有选自由化合物2～化合物4所组成的群组中的1种以上。
化合物4适合于具有大的介电常数各向异性或低温下的相容性的组合物的制备。相对于非手性成分T的总重量，较佳为含有合计为5wt％～40wt％的化合物4，更佳为含有5wt％～30wt％的化合物4，特佳为含有5wt％～20wt％的化合物4。
式(4)中的R4为碳数1～12的烷基、碳数1～12的烷氧基、碳数2～12的烯基、或至少1个氢由氟取代的碳数2～12的烯基。为了提升对于紫外线的稳定性、或为了对于热的稳定性，式(4)中的较佳的R4为碳数1～12的烷基。就降低粘度的观点而言，式(4)中的R4较佳为碳数2～12的烯基，就提升对于紫外线的稳定性的观点或提升对于热的稳定性的观点而言，式(4)中的R4较佳为碳数1～12的烷基。
式(4)中的R4中，较佳的烷基为甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、或辛基，为了降低粘度，更佳的烷基为乙基、丙基、丁基、戊基、或庚基。
式(4)中的R4中，较佳的烷氧基为甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基、或庚氧基，为了降低粘度，更佳的烷氧基为甲氧基或乙氧基。
式(4)中的R4中，较佳的烯基为乙烯基、1-丙烯基、2-丙烯基、1-丁烯基、2-丁烯基、3-丁烯基、1-戊烯基、2-戊烯基、3-戊烯基、4-戊烯基、1-己烯基、2-己烯基、3-己烯基、4-己烯基、或5-己烯基，为了降低粘度，更佳的烯基为乙烯基、1-丙烯基、3-丁烯基、或3-戊烯基。
式(4)中的R4中，烯基中的-CH＝CH-的较佳的立体配置依存于双键的位置。为了降低粘度，于如1-丙烯基、1-丁烯基、1-戊烯基、1-己烯基、3-戊烯基、3-己烯基那样的烯基中，较佳为反式。于如2-丁烯基、2-戊烯基、2-己烯基那样的烯基中，较佳为顺式。于这些烯基中，直链的烯基优于分支的烯基。
式(4)中的R4中，作为1个以上的氢由氟取代的烯基的较佳例可列举2,2-二氟乙烯基、3,3-二氟-2-丙烯基、4,4-二氟-3-丁烯基、5,5-二氟-4-戊烯基、及6,6-二氟-5-己烯基，为了降低液晶组合物的粘度，较佳为2,2-二氟乙烯基、及4,4-二氟-3-丁烯基。
式(4)中的R4中的烷基不包含环状烷基。烷氧基不包含环状烷氧基。烯基不包含环状烯基。至少1个氢由氟取代的烯基不包含至少1个氢由氟取代的环状烯基。
式(4)中的环B独立为1,4-亚环己基、1,4-亚苯基、2-氟-1,4-亚苯基、3-氟-1,4-亚苯基、3,5-二氟-1,4-亚苯基、3,5-二氯-1,4-亚苯基、或嘧啶-2,5-二基，当n41为2以上时，其中的至少2个环B可相同，亦可不同。为了提升光学各向异性，式(4)中的环B较佳为1,4-亚苯基或3-氟-1,4-亚苯基，为了降低粘度，式(4)中的环B较佳为1,4-亚环己基。
式(4)中的Z41独立为单键、亚乙基、-COO-、-OCO-、-CF2O-或-OCF2-，其中，当n41为3或4时，一个Z41为-CF2O-。当n41为2以上时，其中的至少2个Z41可相同，亦可不同。为了降低粘度，式(4)中的Z41较佳为单键。为了提升介电常数各向异性、及为了使相容性变得良好，式(4)中的Z41较佳为-CF2O-。
式(4)中的L48及L49独立为氢、或氟，为了提升介电常数各向异性，较佳为L48及L49均为氟，为了提升透明点，较佳为L48及L49均为氢。
式(4)中的X4为氟、氯、-CF3或-OCF3。为了提升介电常数各向异性，较佳为-CF3，为了使相容性变得良好，较佳为氟、-OCF3，为了提升折射率各向异性，较佳为氯。
于化合物4中，较佳为使用由式(4-1)～式(4-9)所表示的化合物。上述式中，于L40～L49中，氟的数量越多，化合物的介电常数各向异性越大。
这些化合物之中，由式(4-1)～式(4-3)所表示的化合物的透明点高，作为5环的化合物相容性优异。由式(4-4)～式(4-6)所表示的化合物的透明点高、Δn大。由式(4-7)～式(4-9)所表示的化合物的相容性优异。
5-1化合物5
本发明的液晶组合物等除化合物1以外，可还含有至少1种以上的由式(5)所表示的化合物5。例如，本发明的液晶组合物除化合物1以外，可含有选自由化合物2～化合物4所组成的群组中的1种以上。
式(5)中的R5A中，烯基中的-CH＝CH-的较佳的立体配置依存于双键的位置。具体而言，于如-CH＝CHCH3、-CH＝CHC2H5、-CH＝CHC3H7、-CH＝CHC4H9、-C2H4CH＝CHCH3、以及-C2H4CH＝CHC2H5那样的在奇数位上具有双键的烯基中，较佳为反式配置，于如-CH2CH＝CHCH3、-CH2CH＝CHC2H5、以及-CH2CH＝CHC3H7那样的在偶数位上具有双键的烯基中，较佳为顺式配置。式(5)中具有较佳的立体配置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。于Mol.Cryst.Liq.Cryst.,1985,131,109以及Mol.Cryst.Liq.Cryst.,1985,131,327中有详细说明。
式(5)中的X5为氢、卤素、-SF5或碳数1～10的烷基，该烷基中的至少1个-CH2-可由-O-、-S-、-COO-或-OCO-取代，该烷基中的至少1个-CH2-CH2-可由-CH＝CH-、-CF＝CF-或-C≡C-取代，该烷基中，该烷基中的至少1个-CH2由-O-、-S-、-COO-、或-OCO-取代的基中或该烷基中的至少1个-CH2-CH2-由-CH＝CH-、-CF＝CF-或-C≡C-取代的基中的至少1个氢可由氟或氯取代，但是，于X5中，-O-与-CH＝CH-、及-CO-与-CH＝CH-不邻接。
式(5)中的R5A与X5中，至少1个氢由氟或氯取代的烷基的具体例为-CHF2、-CF3、-CF2CH2F、-CF2CHF2、-CH2CF3、-CF2CF3、-(CH2)3-F、-(CF2)3-F、-CF2CHFCF3、及-CHFCF2CF3。
式(5)中的R5A与X5中，至少1个氢由氟或氯取代的烷氧基的具体例为-OCHF2、-OCF3、-OCF2CH2F、-OCF2CHF2、-OCH2CF3、-O-(CF2)3-F、-OCF2CHFCF3、及-OCHFCF2CF3。
式(5)中的R5A与X5中，至少1个氢由氟或氯取代的烯基的具体例为-CH＝CF2、-CF＝CHF、-CH＝CHCH2F、-CH＝CHCF3、-(CH2)2-CH＝CF2、-CH2CH＝CHCF3、及-CH＝CHCF2CF3。
作为式(5)中的X5的具体例，可列举氟、氯、-CF3、-CHF2、-OCF3及-OCHF2，较佳为氟、氯、-CF3及-OCF3。当式(5)中的X5为氯、氟时，化合物5的熔点比较低，与其他液晶化合物的相容性特别优异。当式(5)中的X5为-CF3、-CHF2、-OCF3及-OCHF2时，化合物5显示比较大的介电常数各向异性。
当式(5)中的X5为氟、氯、-SF5、-CF3、-OCF3、或-CH＝CH-CF3时，化合物5的介电常数各向异性比较大，当X5为氟、-CF3、或-OCF3时，化学性质比较稳定。
于化合物5中，较佳为使用由式(5-1)～(5-4)所表示的化合物，更佳为由(5-1)～(5-3)所表示的化合物，这些之中，特佳为由式(5-1-1)、式(5-1-2)、式(5-2-1)～式(5-2-4)、式(5-3-1)及式(5-3-2)所表示的化合物，最佳为由式(5-2-1)、式(5-2-2)及式(5-3-2)所表示的化合物。
[化29]
[化30]
(式中，R5A为碳数1～12的烷基、碳数1～12的烷氧基、碳数2～12的烯基、或至少1个氢由氟取代的碳数2～12的烯基；
(F)分别独立为氢或氟；
X5A为氟、氯、-CF3或-OCF3。)
本发明于非手性成分T中，包括包含1种化合物作为化合物5的情况，亦包括包含由式(5)所表示的2种以上的化合物作为化合物5的情况。
化合物5适合于具有大的介电常数各向异性的组合物的制备。
为了提升透明点，相对于非手性成分T的总重量，较佳为含有合计约为1.0wt％以上的化合物5。另外，为了降低液晶相的下限温度，相对于非手性成分T的总重量，较佳为含有合计为1wt％～50wt％的化合物5。进而，相对于非手性成分T的总重量，较佳为含有1wt％～25wt％的化合物5，更佳为含有1wt％～15wt％的化合物5。
5-2化合物5的性质
化合物5具有二恶烷环与3个苯环。化合物5于常规使用元件的条件下，物理性质及化学性质极其稳定，而且虽然透明点高，但与其他液晶化合物的相容性比较良好。含有化合物5的组合物于常规使用元件的条件下稳定。因此，于含有化合物5的组合物中，可扩大光学各向同性的液晶相的温度范围，而可于宽广的温度范围内用作显示元件。另外，化合物5作为用以降低藉由光学各向同性的液晶相来驱动的组合物的驱动电压的成分有用。若以含有手性剂及化合物5的较佳的形态的组合物来使蓝相显现，则变成不与N*相或各向同性相共存的均一的蓝相。如此，含有化合物5的较佳的形态的组合物容易显现均一的蓝相。
5-3化合物5的合成
其次，对化合物5的合成进行说明。化合物5可藉由适当地组合有机合成化学中的方法来合成。向起始物质中导入目标末端基、环以及键结基的方法于《有机合成》(OrganicSyntheses,John Wiley&Sons,Inc)、《有机反应》(Organic Reactions,John Wiley&Sons,Inc)、《有机合成大全》(Comprehensive Organic Synthesis,Pergamon Press)、新实验化学讲座(丸善)等中有记载。
例如，即便应用日本专利2959526号公报的方法，亦可合成本发明式(5)的化合物。
非手性成分T的第五成分具有容易显现蓝相、且提高透明点的效果。
6化合物6
本发明的液晶组合物等除化合物1以外，可还含有至少1种以上的由式(6)所表示的化合物6。
例如，本发明的液晶组合物除化合物1以外，可含有选自由化合物2～化合物6所组成的群组中的1种以上。
化合物6为介电常数各向异性值的绝对值小、且接近中性的化合物。式(6)中r为1的化合物主要具有调整粘度或调整折射率各向异性值的效果，另外，式(6)中r为2或3的化合物具有提高透明点等扩大光学各向同性的液晶相的温度范围的效果、或调整折射率各向异性值的效果。
若使由式(6)所表示的化合物的含量增加，则液晶组合物的驱动电压变高、粘度变低，因此就驱动电压的观点而言，只要满足液晶组合物的粘度的要求值，则理想的是由式(6)所表示的化合物的含量少。相对于非手性成分T的总重量，非手性成分T的第六成分的含量较佳为含有0wt％～40wt％，更佳为含有1wt％～40wt％，特佳为含有1wt％～20wt％。
式(6)中的R6A及R6B分别独立为碳数1～12的烷基、碳数1～12的烷氧基、碳数2～12的烯基、或至少1个氢由氟取代的碳数2～12的烯基。为了降低化合物6的黏度，式(6)中的R6A及R6B较佳为碳数2～12的烯基。为了提升对于紫外线的稳定性、或为了提升对于热的稳定性，式(6)中的R6A及R6B较佳为碳数1～12的烷基。
式(6)中的R6A及R6B中，烷基较佳为甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、或辛基，为了降低粘度，较佳为乙基、丙基、丁基、戊基、或庚基。
式(6)中的R6A及R6B中，烷氧基较佳为甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基、或庚氧基，为了降低粘度，较佳为甲氧基或乙氧基。
式(6)中的R6A及R6B中，烯基中的-CH＝CH-的较佳的立体配置依存于双键的位置。于如-CH＝CHCH3、-CH＝CHC2H5、-CH＝CHC3H7、-CH＝CHC4H9、-C2H4CH＝CHCH3、以及-C2H4CH＝CHC2H5那样的在奇数位上具有双键的烯基中，较佳为反式配置。于如-CH2CH＝CHCH3、-CH2CH＝CHC2H5、以及-CH2CH＝CHC3H7那样的在偶数位上具有双键的烯基中，较佳为顺式配置。具有较佳的立体配置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。于Mol.Cryst.Liq.Cryst.,1985,131,109以及Mol.Cryst.Liq.Cryst.,1985,131,327中有详细说明。
式(6)中的R6A及R6B中，至少1个氢由氟取代的烯基较佳为2,2-二氟乙烯基、3,3-二氟-2-丙烯基、4,4-二氟-3-丁烯基、5,5-二氟-4-戊烯基、及6,6-二氟-5-己烯基。为了降低含有化合物6的组合物的粘度，R6A及R6B较佳为2,2-二氟乙烯基、及4,4-二氟-3-丁烯基。
式(6)中的环C及环D独立为1,4-亚环己基、1,4-亚苯基、2-氟-1,4-亚苯基、3-氟-1,4-亚苯基或2,5-二氟-1,4-亚苯基，当r为2以上时，其中的至少2个环C可相同，亦可不同。为了提升化合物6的光学各向异性，环C及环D较佳为1,4-亚苯基或3-氟-1,4-亚苯基，为了降低化合物6的粘度，环C及环D较佳为1,4-亚环己基。
式(6)中的Z61分别独立为单键、亚乙基、或-COO-、-OCO-，当r为2以上时，其中的至少2个Z61可相同，亦可不同。为了降低粘度，较佳的Z61为单键。
于化合物6中，较佳为使用由式(6-1)～式(6-13)所表示的化合物。
这些化合物之中，由(6-1)～(6-3)所表示的化合物的粘度比较低，由(6-4)～(6-8)所表示的化合物的透明点比较高，由(6-9)～(6-13)所表示的化合物的透明点比较高。
7-1化合物7
本发明的液晶组合物等除化合物1以外，可还含有至少1种以上的由式(7)所表示的化合物7。
例如，本发明的液晶组合物除化合物1以外，可含有选自由化合物2～化合物7所组成的群组中的1种以上。
式(7)中的R7与X7中，烯基中的-CH＝CH-的较佳的立体配置依存于双键的位置。于如-CH＝CHCH3、-CH＝CHC2H5、-CH＝CHC3H7、-CH＝CHC4H9、-C2H4CH＝CHCH3、以及-C2H4CH＝CHC2H5那样的在奇数位上具有双键的烯基中，较佳为反式配置。于如-CH2CH＝CHCH3、-CH2CH＝CHC2H5、以及-CH2CH＝CHC3H7那样的在偶数位上具有双键的烯基中，较佳为顺式配置。具有较佳的立体配置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。于Mol.Cryst.Liq.Cryst.,1985,131,109以及Mol.Cryst.Liq.Cryst.,1985,131,327中有详细说明。
式(7)中的X7中，至少1个氢由氟取代的烷基的具体例为-CHF2、-CF3、-CF2CH2F、-CF2CHF2、-CH2CF3、-CF2CF3、-(CH2)3-F、-(CF2)3-F、-CF2CHFCF3、及-CHFCF2CF3。
式(7)中的X7中，至少1个氢由氟取代的烷氧基的具体例为-OCHF2、-OCF3、-OCF2CH2F、-OCF2CHF2、-OCH2CF3、-O-(CF2)3-F、-OCF2CHFCF3、及-OCHFCF2CF3。
式(7)中的X7中，至少1个氢由氟取代的烯基的具体例为-CH＝CF2、-CF＝CHF、-CH＝CHCH2F、-CH＝CHCF3、-(CH2)2-CH＝CF2、-CH2CH＝CHCF3、及-CH＝CHCF2CF3。
式(7)中，作为X7的较佳的具体例，可列举氟、氯、-CF3、-CHF2、-OCF3及-OCHF2，更佳为氟、氯、-CF3及-OCF3。
当式(7)的X7为氯、氟时，化合物7的熔点比较低，与其他液晶化合物的相容性特别优异。当式(7)的X7为-CF3、-SF5、-CHF2、-OCF3及-OCHF2时，化合物7显示比较大的介电常数各向异性。
当X7为氟、-CF3、或-OCF3时，化学性质稳定。
于化合物7中，更佳为使用由式(7-1)～式(7-8)所表示的化合物，进而更佳为使用由式(7-1-1)、式(7-1-2)、式(7-2-1)～式(7-2-5)、式(7-3-1)、式(7-3-2)、式(7-4-1)、式(7-5-1)及式(7-5-2)所表示的化合物，特佳为使用由式(7-2-1)～式(7-2-5)所表示的化合物，进而更佳为由(7-2-2-E)、(7-2-5-E)、(7-2-2-F)及(7-2-5-F)所表示的化合物。
本发明于非手性成分T中，包括包含1种化合物作为化合物7的情况，亦包括包含由式(7)所表示的2种以上的化合物作为化合物7的情况。
化合物7适合于具有大的介电常数各向异性的组合物的制备，其可降低本发明的元件中的驱动电压。相对于非手性成分T的总重量，较佳为含有合计为5wt％～80wt％的化合物7，更佳为含有20wt％～75wt％的化合物7，特佳为含有30wt％～75wt％的化合物7。
7-2化合物(7)的性质
化合物7具有二恶烷环与3个苯环、且具有至少一个-CF2O-连结基。化合物7于常规使用元件的条件下，物理性质及化学性质极其稳定，而且虽然透明点高，但与其他液晶化合物的相容性比较良好。含有化合物7的组合物于常规使用元件的条件下比较稳定。因此，于含有化合物7的组合物中可扩大光学各向同性的液晶相的温度范围，而可于宽广的温度范围内用作显示元件。进而，化合物7作为用以降低藉由光学各向同性的液晶相来驱动的组合物的驱动电压的成分有用。另外，若以含有化合物7与手性剂的组合物来使蓝相显现，则容易变成不与N*相或各向同性相共存的均一的蓝相。即，化合物7为容易使均一的蓝相显现的化合物。另外，显现极大的介电常数各向异性。
7-3化合物7的合成
化合物7可藉由适当地组合有机合成化学中的方法来合成。向起始物质中导入目标末端基、环以及键结基的方法于《有机合成》(Organic Syntheses,John Wiley&Sons,Inc)、《有机反应》(Organic Reactions,John Wiley&Sons,Inc)、《有机合成大全》(Comprehensive Organic Synthesis,Pergamon Press)、新实验化学讲座(丸善)等中有记载。
第2手性剂
光学各向同性的液晶组合物所含有的手性剂为光学活性化合物，较佳为包含选自不具有自由基聚合性基的化合物中的化合物。
作为本发明的组合物中所使用的手性剂，较佳为扭转力(螺旋扭转力(HelicalTwisting 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，于实用上有利。具体而言，较佳为由式(K1)～式(K5)所表示的化合物。这些化合物之中，作为添加至液晶组合物中的手性剂，较佳为式(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)，更佳为式(K4-1)～式(K4-6)及式(K5-1)～式(K5-3)。
[化31]
[化32]
[化33]
[化34]
(式中，RK独立为碳数3～10的烷基或碳数3～10的烷氧基，烷基中或烷氧基中的至少1个以上的-CH2-CH2-可由-CH＝CH-取代。)。
根据对液晶组合物所要求的性质，较佳为使用扭转力比较小的手性剂。作为扭转力比较小的手性剂的例子，可列举由以下的式(Op-1)～式(Op-13)所表示的化合物。
[化35]
作为液晶组合物中所含有的手性剂，可使用1种化合物，亦可使用2种以上的化合物。
为了使光学各向同性的液晶相的显现变得容易，相对于本发明的液晶组合物的总重量，较佳为含有1wt％～40wt％的手性剂，更佳为含有3wt％～25wt％的手性剂，特佳为含有5wt％～15wt％的手性剂。
第3光学各向同性的液晶相
所谓液晶组合物具有光学各向同性，是指于宏观上液晶分子排列为等方性，因此显示光学各向同性，但于微观上存在液晶秩序。“基于液晶组合物于微观上所具有的液晶秩序(liquid crystalline order)的节距(以下，有时称为节距)”较佳为700nm以下，更佳为500nm以下，最佳为350nm以下。
此处，所谓“非液晶各向同性相”，是指通常所定义的各向同性相，即无秩序相，且为即便生成局部的秩序参数不为零的区域，其原因在于摇动的各向同性相。例如，于向列相的高温侧显现的各向同性相在本说明书中相当于非液晶各向同性相。本说明书中的手性的液晶亦适用相同的定义。
于本说明书中，所谓“光学各向同性的液晶相”，是指显现光学各向同性的液晶相而非摇动的相，例如显现血小板(platelet)组织的相(狭义的蓝相)为其一例。
于本发明的光学各向同性的液晶组合物中，虽然为光学各向同性的液晶相，但于偏光显微镜观察下，有时在蓝相中观测不到典型的血小板组织。因此，于本说明书中，将显现血小板组织的相称为蓝相，将包含蓝相的光学各向同性的液晶相称为光学各向同性的液晶相。即，蓝相包含于光学各向同性的液晶相中。
通常，蓝相被分类蓝相I、蓝相II、蓝相III这3种，上述3种蓝相均为光学活性、且为各向同性。于蓝相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。通常于非液晶各向同性相与手性向列相之间观测到蓝相。
所谓光学各向同性的液晶相不显示二色以上的绕射光的状态，是指观测不到于蓝相I、蓝相II中所观测到的血小板组织，而大体上为一面单色。于不显示二色以上的绕射光的光学各向同性的液晶相中，不需要颜色的明暗于面内均一。
不显示二色以上的绕射光的光学各向同性的液晶相具有如下的优点：由布拉格反射产生的反射光的强度得到抑制、或朝低波长侧位移。
另外，反射可见光的光的液晶材料于用作显示元件的情况下，有时色调会成为问题，但于不显示二色以上的绕射光的液晶中，因反射波长朝低波长位移，故能够以比狭义的蓝相(显现血小板组织的相)长的节距使可见光的反射消失。
本发明的液晶组合物含有非手性成分T与手性剂。此时，手性剂较佳为以如节距变成700nm以下的浓度来添加。再者，具有向列相的组合物含有化合物1及视需要的其他成分。
另外，亦可向具有手性向列相、不具有光学各向同性的液晶相的组合物中添加手性剂而获得本发明的光学各向同性的液晶组合物。再者，具有手性向列相、不具有光学各向同性的液晶相的组合物含有化合物1、光学活性化合物及视需要的其他成分。此时，为了不使光学各向同性的液晶相显现，较佳为以如节距变成700nm以上的浓度来添加手性剂。此处，所添加的手性剂可使用上述作为扭转力大的化合物的式(K1)～式(K5)，更佳为使用由式(K2-1)～式(K2-8)、式(K4-1)～式(K4-6)或式(K5-1)～式(K5-3)所表示的化合物。
另外，所添加的手性剂亦可为扭转力并不那么大的化合物。作为此种化合物，可列举添加至藉由向列相来驱动的元件(TN方式、STN方式等)用的液晶组合物中的化合物，具体而言，可列举由式(Op-1)～式(Op-13)所表示的化合物。
本发明的较佳的形态的液晶组合物显现光学各向同性的液晶相的温度范围可藉由如下方式来扩大：将手性剂添加至向列相或手性向列相与各向同性相的共存温度范围广的液晶组合物中，使光学各向同性的液晶相显现。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，于宽广的温度范围内制备向列相与各向同性相的共存温度范围广的液晶组合物，然后向其中添加手性剂，藉此可制备于宽广的温度范围内显现光学各向同性的液晶相的组合物。
作为向列相或手性向列相与各向同性相的共存温度范围广的液晶组合物，较佳为手性向列相与非液晶各向同性相共存的上限温度与下限温度的差为3℃～150℃的液晶组合物，更佳为差为5℃～150℃的液晶组合物。另外，较佳为向列相与非液晶各向同性相共存的上限温度与下限温度的差为3℃～150℃的液晶组合物。
于光学各向同性的液晶相中，若对本发明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。
因节距越长，光学各向同性的液晶相中的电双折射越大，故只要满足其他光学特性(透过率、绕射波长等)的要求，则可藉由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。
第4其他成分
本发明的光学各向同性的液晶组合物亦可于不对该组合物的特性造成大的影响的范围内，还含有溶剂、高分子物质、二色性色素、光致变色化合物等。
另外，作为本发明的液晶组合物中所使用的二色性色素的例子，可列举：部花青素(merocyanine)系、苯乙烯基系、偶氮系、甲亚胺(azomethine)系、氧偶氮系、喹啉黄系、蒽醌系、四嗪系等。
第5光学各向同性的高分子与液晶的复合材料
1高分子与液晶的复合材料
本发明的高分子与液晶的复合材料是含有液晶组合物与高分子的复合材料，其显示光学各向同性，可用于藉由光学各向同性的液晶相来驱动的光元件。本发明的高分子与液晶的复合材料中所含有的液晶组合物为本发明的液晶组合物。
本说明书中，“高分子与液晶的复合材料”只要是含有液晶材料与高分子的化合物两个的复合材料，则并无特别限定，亦可为于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。再者，于本说明书中，只要未特别提及，则向列相是指不包含手性向列相的狭义的向列相。
本发明的较佳的形态的光学各向同性的高分子与液晶的复合材料可于宽广的温度范围内使光学各向同性的液晶相显现。另外，本发明的较佳的形态的高分子与液晶的复合材料的响应速度极快。另外，本发明的较佳的形态的高分子与液晶的复合材料基于这些效果而可适宜用于显示元件等光元件等。
2高分子
本发明的复合材料亦可将光学各向同性的液晶组合物与事先进行聚合而获得的高分子混合来制造，但较佳为藉由将成为高分子的材料的低分子量的单体、大分子单体、寡聚物等(以下，总称为“单体等”)与液晶组合物CLC混合后，于该混合物中进行聚合反应来制造。于本说明书中，将含有单体等与液晶组合物的混合物称为“聚合性单体/液晶混合物”。于“聚合性单体/液晶混合物”中，视需要亦可在无损本发明的效果的范围内含有后述的聚合起始剂、硬化剂、触媒、稳定剂、二色性色素、或光致变色化合物等。例如，于本发明的聚合性单体/液晶混合物中，视需要亦可相对于聚合性单体100重量份，含有聚合起始剂0.1重量份～20重量份。“聚合性单体/液晶混合物”于在蓝相中进行聚合的情况下必须为液晶媒体，但于在各向同性相中进行聚合的情况下，不一定必须为液晶媒体。
聚合温度较佳为高分子与液晶的复合材料显示高透明性与各向同性的温度。更佳为单体与液晶材料的混合物显现各向同性相或蓝相的温度，且于各向同性相或光学各向同性的液晶相中结束聚合。即，较佳为设为如下的温度：于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、且显现光学各向同性的状态。
作为构成本发明的复合材料的高分子的原料，例如可使用低分子量的单体、大分子单体、寡聚物，于本说明书中，高分子的原料单体是以包含低分子量的单体、大分子单体、寡聚物等的含义来使用。另外，所获得的高分子较佳为具有三维交联结构的高分子，因此，作为高分子的原料单体，较佳为使用具有2个以上的聚合性官能基的多官能性单体。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、环氧基、氧杂环丁基、乙烯基等，但就聚合速度的观点而言，较佳为丙烯酰基及甲基丙烯酰基。高分子的原料单体中，若于单体中含有10wt％以上的具备2个以上的具有聚合性的官能基的单体，则于本发明的复合材料中容易显现高度的透明性与各向同性，故较佳。
另外，为了获得合适的复合材料，高分子较佳为具有液晶元部位的高分子，可在其一部分、或全部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。
2-1具有液晶元部位的单官能性·二官能性单体
具有液晶元部位的单官能性单体、或二官能性单体于结构上并无特别限定，例如可列举由下述的式(M1)或式(M2)所表示的化合物。
Ra-Y-(AM-ZM)m1-AM-Y-Rb (M1)
Rb-Y-(AM-ZM)m1-AM-Y-Rb (M2)
[化36]
式(M1)中，Ra为氢、卤素、-C≡N、-N＝C＝O、-N＝C＝S、或碳数1～20的烷基，这些烷基中，至少1个-CH2-可由-O-、-S-、-CO-、-COO-、或-OCO-取代，该烷基中的至少1个-CH2-CH2-可由-CH＝CH-、-CF＝CF-、或-C≡C-取代，这些烷基中，该烷基中的至少1个-CH2-由-O-、-S-、-COO-、或-OCO-取代的基中或该烷基中的至少1个-CH2-CH2-由-CH＝CH-、-CF＝CF-或-C≡C-取代的基中的至少1个氢可由卤素或-C≡N取代。Rb分别独立为式(M3-1)～式(M3-7)的聚合性基。
较佳的Ra为氢、卤素、-C≡N、-CF3、-CF2H、-CFH2、-OCF3、-OCF2H、碳数1～20的烷基、碳数1～19的烷氧基、碳数2～21的烯基、及碳数2～21的炔基。特佳的Ra为-C≡N、碳数1～20的烷基及碳数1～19的烷氧基。
式(M2)中，Rb分别独立为式(M3-1)～式(M3-7)的聚合性基。
此处，式(M3-1)～式(M3-7)中的Rd分别独立为氢、卤素或碳数1～5的烷基，这些烷基中，至少1个氢可由卤素取代。较佳的Rd为氢、卤素及甲基。特佳的Rd为氢、氟及甲基。
另外，式(M3-2)、式(M3-3)、式(M3-4)、式(M3-7)适宜藉由自由基聚合来进行聚合。式(M3-1)、式(M3-5)、式(M3-6)适宜藉由阳离子聚合来进行聚合。由于均为活性聚合，因此只要于反应系统内产生少量的自由基或阳离子活性种，便开始聚合。为了加快活性种的产生而可使用聚合起始剂。于活性种的产生中例如可使用光或热。
式(M1)及式(M2)中，AM分别独立为芳香族性或非芳香族性的5元环、6元环或碳数9以上的缩合环，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1～5的烷基、或卤化烷基取代。较佳的AM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、茀-2,7-二基、或双环[2.2.2]辛烷-1,4-二基，这些环中，至少1个-CH2-可由-O-取代，至少1个-CH＝可由-N＝取代，这些环中，至少1个氢可由卤素、碳数1～5的烷基或碳数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-。于硫中亦同样如此。
这些之中，特佳的AM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、茀-2,7-二基、9-甲基茀-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，上述1,4-亚环己基及1,3-二恶烷-2,5-二基的立体配置是反式优于顺式。
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。该规则亦适用于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分别独立为单键或碳数1～20的亚烷基，这些亚烷基中，至少1个-CH2-可由-O-、-S-取代，该烷基中的至少1个-CH2-CH2-可由-CH＝CH-、-C≡C-、-COO-、或-OCO-取代。较佳的Y为单键、-(CH2)m2-、-O(CH2)m2-、及-(CH2)m2O-(上述式中，m2为1～20的整数)。特佳的Y为单键、-(CH2)m2-、-O(CH2)m2-、及-(CH2)m2O-(上述式中，m2为1～10的整数)。考虑到化合物的稳定性，-Y-Ra及-Y-Rb较佳为于这些基中不具有-O-O-、-O-S-、-S-O-、或-S-S-。
式(M1)及式(M2)中，ZM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-(上述式中、m3为1～20的整数)。
较佳的ZM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(M1)及式(M2)中，m1为1～6的整数。较佳的m1为1～3的整数。当m1为1时，其为具有2个6元环等环的二环的化合物。当m1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m1为1时，2个AM可相同、或不同。另外，例如当m1为2时，3个AM(或2个ZM)可相同、或不同。m1为3～6时亦同样如此。关于Ra、Rb、Rd、ZM、AM及Y，亦同样如此。
由式(M1)所表示的化合物(M1)及由式(M2)所表示的化合物(M2)即便含有比天然丰度(Natural abundance)的量多的2H(重氢)、13C等同位素，亦具有相同的特性，故可较佳地使用。
化合物(M1)及化合物(M2)的更佳的例子为由式(M1-1)～式(M1-41)、及式(M2-1)～式(M2-27)所表示的化合物(M1-1)～化合物(M1-41)、及化合物(M2-1)～化合物(M2-27)。于这些化合物中，Ra、Rb、Rd、ZM、AM、Y及p的含义与本发明的形态中所记载的式(M1)及式(M2)的Ra、Rb、Rd、ZM、AM、Y及p相同。
对化合物(M1-1)～化合物(M1-41)及化合物(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)表示至少1个氢由氟取代的1,4-亚苯基。部分结构(a2)表示至少1个氢可由氟取代的1,4-亚苯基。部分结构(a3)表示至少1个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茀。
[化37]
[化38]
[化39]
[化40]
[化41]
[化42]
[化43]
[化44]
[化45]
[化46]
[化47]
视需要可使用上述不具有液晶元部位的单体、以及具有液晶元部位的单体(M1)及单体(M2)以外的聚合性化合物。
为了使本发明的高分子与液晶的复合材料的光学各向同性最佳化，亦可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，于(M4-1)～(M4-3)中，Rb、ZM、Y、及(F)表示与上述相同的含义。
[化48]
2-2不具有液晶元部位的含有具有聚合性的官能基的单体
作为不具有液晶元部位的含有具有聚合性的官能基的单体，例如可列举碳数1～30的直链丙烯酸酯或分支丙烯酸酯，碳数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，但并不限定于这些单体。
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较佳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-乙基己酸第三丁酯、过氧化特戊酸第三丁酯、过氧化二异丁酸第三丁酯、过氧化月桂酰、2,2'-偶氮双异丁酸二甲酯(2,2'-Azobis(methylisobutyrate)，MAIB)、二第三丁基过氧化物(Di-t-butyl peroxide，DTBPO)、偶氮双异丁腈(Azobisisobutyronitrile，AIBN)、偶氮双环己烷碳腈(Azobiscyclohexanecarbonitrile，ACN)等。
作为可用于光阳离子聚合的光阳离子聚合起始剂，可列举二芳基碘盐(以下，称为“DAS”)、三芳基硫盐(以下，称为“TAS”)等。
作为DAS，可列举：二苯基碘四氟硼酸盐、二苯基碘六氟膦酸盐、二苯基碘六氟砷酸盐、二苯基碘三氟甲磺酸盐、二苯基碘三氟乙酸盐、二苯基碘-对甲苯磺酸盐、二苯基碘四(五氟苯基)硼酸盐、4-甲氧基苯基苯基碘四氟硼酸盐、4-甲氧基苯基苯基碘六氟膦酸盐、4-甲氧基苯基苯基碘六氟砷酸盐、4-甲氧基苯基苯基碘三氟甲磺酸盐、4-甲氧基苯基苯基碘三氟乙酸盐、4-甲氧基苯基苯基碘-对甲苯磺酸盐等。
于DAS中，亦可藉由添加硫杂蒽酮、吩噻嗪、氯硫杂蒽酮、氧杂蒽酮、蒽、二苯基蒽、红萤烯(rubrene)等光敏剂来加以高感光度化。
作为TAS，可列举：三苯基硫四氟硼酸盐、三苯基硫六氟膦酸盐、三苯基硫六氟砷酸盐、三苯基硫三氟甲烷磺酸盐、三苯基硫三氟乙酸盐、三苯基硫-对甲苯磺酸盐、三苯基硫四(五氟苯基)硼酸盐、4-甲氧基苯基二苯基硫四氟硼酸盐、4-甲氧基苯基二苯基硫六氟膦酸盐、4-甲氧基苯基二苯基硫六氟砷酸盐、4-甲氧基苯基二苯基硫三氟甲烷磺酸盐、4-甲氧基苯基二苯基硫三氟乙酸盐、4-甲氧基苯基二苯基硫-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、CyracureUVI-6974、Cyracure UVI-6992(分别为商品名，优西西(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))，RhodorsilPhotoinitiator 2074(商品名，日本罗地亚(Rhodia Japan)(股份))，IRGACURE 250(商品名，日本巴斯夫(股份))，UV-9380C(商品名，GE东芝硅酮(GE Toshiba Silicone)(股份))等。
2-4硬化剂等
于构成本发明的复合材料的高分子的制造中，除上述单体等及聚合起始剂以外，亦可还添加1种或2种以上的其他合适的成分，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聚胺，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、降莰烯二胺、1,2-二氨基环己烷、Laromin等脂环式聚胺，二氨基二苯基甲烷、二氨基二苯基乙烷、间苯二胺等芳香族聚胺等。
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、二苯基酮四羧酸二酐等。
另外，亦可进而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，溴化四苯基磷等四级磷盐类，1,8-二氮双环[5.4.0]十一烯-7等或其有机酸盐等二氮双环烯类，溴化四乙基铵、溴化四丁基铵等四级铵盐类，三氟化硼、三苯基硼酸盐等硼化合物等。这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，较佳为添加稳定剂。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。
3高分子与液晶的复合材料的组成
本发明的高分子与液晶的复合材料中的液晶组合物的含有率只要是复合材料可显现光学各向同性的液晶相的范围，则较佳为尽可能高的含有率。其原因在于：液晶组合物的含有率高会使本发明的复合材料的电双折射值变大。
于本发明的高分子与液晶的复合材料中，相对于复合材料，液晶组合物的含有率较佳为60wt％～99wt％，更佳为60wt％～98wt％，特佳为80wt％～97wt％。另外，于本发明的高分子与液晶的复合材料中，相对于复合材料，高分子的含有率较佳为1wt％～40wt％，更佳为2wt％～40wt％，特佳为3wt％～20wt％。
第6光元件
本发明的光元件是如下的光元件，其含有液晶组合物或高分子与液晶的复合材料(以下，有时将本发明的液晶组合物及高分子与液晶的复合材料总称为液晶媒体)、且藉由光学各向同性的液晶相来驱动。
当未施加电场时，液晶媒体为光学各向同性，但若施加电场，则液晶媒体产生光学各向异性，可进行利用电场的光调变。
作为液晶显示元件的构造例，如图1所示，可列举梳型电极基板的电极交替地配置有自左侧起延伸的电极1与自右侧起延伸的电极2的构造。当于电极1与电极2之间存在电位差时，于如图1所示的梳型电极基板上，若对1根电极加以注视，则可提供存在图式上的上方向与下方向的2个方向的电场的状态。
如此，本发明的液晶组合物可用于光元件。由于本发明的液晶组合物显示低驱动电压与短的响应时间，因此本发明的较佳的形态的光元件能够以低电压来驱动，并可实现高速响应。
[实施例]
以下，藉由实施例来更详细地说明本发明，但本发明不受这些实施例限制。再者，只要事先无特别说明，则“％”是指“wt％”。
由于所获得的化合物是利用由1H-NMR分析所获得的核磁共振光谱、由气相层析法(Gas Chromatogram，GC)分析所获得的气相层析图等进行鉴定，因此首先对分析方法加以说明。
1H-NMR分析：
测定装置是使用DRX-500(布鲁克拜厄斯宾(Bruker BioSpin)(股份)公司制造)。测定是将实施例等中所制造的样品溶解于CDCl3等可溶解样品的氘化溶剂中，并于室温下以500MHz、累计次数为24次的条件来进行。再者，在所获得的核磁共振光谱的说明中，s表示单峰(singlet)，d表示双峰(doublet)，t表示三重峰(triplet)，q表示四重峰(quartet)，m表示多重峰(multiplet)。另外，使用四甲基硅烷(Tetramethylsilane，TMS)作为化学位移δ值的零点的基准物质。
GC分析：
测定装置是使用岛津制作所制造的GC-14B型气相层析仪。管柱是使用岛津制作所制造的毛细管柱CBP1-M25-025(长度为25m、内径为0.22mm、膜厚为0.25μm；固定液相为二甲基聚硅氧烷；无极性)。使用氦气作为载气，并将流量调整为1ml/min。将试样气化室的温度设定为300℃，并将检测器(火焰离子化检测器(Flame Ionization Detector，FID))的温度设定为300℃。
将试样溶解于甲苯中，以成为1wt％的溶液的方式制备，并将所获得的溶液1μl注入至试样气化室内。
使用岛津制作所制造的C-R6A型Chromatopac或其同等产品作为记录器。于所获得的气相层析图中，显示有与成分化合物相对应的峰值的保持时间及峰值的面积值。
再者，作为试样的稀释溶剂，例如可使用氯仿、己烷。另外，作为管柱，亦可使用安捷伦科技股份有限公司(Agilent Technologies Inc.)制造的毛细管柱DB-1(长度为30m、内径为0.32mm、膜厚为0.25μm)、安捷伦科技股份有限公司制造的HP-1(长度为30m、内径为0.32mm、膜厚为0.25μm)、瑞斯泰克公司(Restek Corporation)制造的Rtx-1(长度为30m、内径为0.32mm、膜为厚0.25μm)、SGE国际公司(SGE International Pty.Ltd)制造的BP-1(长度为30m、内径为0.32mm、膜厚为0.25μm)等。
气相层析图中的峰值的面积比相当于成分化合物的比例。通常，分析样品的成分化合物的重量％与分析样品的各峰值的面积％并不完全相同，但于本发明中，当使用上述管柱时，由于实质上校正系数为1，因此分析样品中的成分化合物的重量％与分析样品中的各峰值的面积％大致相对应。其原因在于：成分的液晶化合物的校正系数无大的差异。为了藉由气相层析图来更准确地求出液晶组合物中的液晶化合物的组成比，而采用利用气相层析图的内部标准法。对准确地秤量有固定量的各液晶化合物成分(被检测成分)与成为基准的液晶化合物(基准物质)同时进行气相层析测定，而预先算出所获得的被检测成分的峰值与基准物质的峰值的面积比的相对强度。若使用相对于基准物质的各成分的峰值面积的相对强度进行修正，则可根据气相层析分析而更准确地求出液晶组合物中的液晶化合物的组成比。
液晶化合物等的物性值的测定试样：
作为测定液晶化合物的物性值的试样，存在以下两种情况：将化合物本身作为试样的情况、将化合物与母液晶混合来作为试样的情况。
于使用将化合物与母液晶混合而成的试样的后者的情况下，藉由以下的方法来进行测定。首先，将所获得的液晶化合物15wt％与母液晶85wt％混合来制作试样。而且，根据基于下述的计算式的外推法，自所获得的试样的测定值计算外推值。将该外推值作为该化合物的物性值。
＜外推值＞＝(100×＜试样的测定值＞-＜母液晶的重量％＞×＜母液晶的测定值＞)/＜液晶化合物的重量％＞
当即便液晶化合物与母液晶的比例为该比例，层列相或结晶亦于25℃下析出时，先将液晶化合物与母液晶的比例依序变更为10wt％：90wt％、5wt％：95wt％、1wt％：99wt％，以层列相或结晶于25℃下不再析出的组成来测定试样的物性值，并根据上述式而求出外推值，将该外推值作为液晶化合物的物性值。
用于测定的母液晶存在各种种类，例如，母液晶A的组成(wt％)如下。
[化49]
母液晶A：
液晶化合物等的物性值的测定方法：
物性值的测定是藉由下述方法来进行。这些测定方法多为日本电子机械工业会规格(Standard of Electric Industries Association 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。另外，用于测定的TN元件中未安装TFT。
测定值之中，于将液晶化合物本身作为试样的情况下，将所获得的值记载为实验数据。于将液晶化合物与母液晶的混合物用作试样的情况下，将藉由外推法所获得的值记载为实验数据。
相结构及相转变温度(℃)：利用以下(1)及(2)的方法进行测定。
(1)将化合物置于具备偏光显微镜的熔点测定装置的加热板(梅特勒(Mettler)公司的FP-52型高温载台)上，一面以3℃/min的速度加热一面利用偏光显微镜观察相状态及其变化，而确定液晶相的种类。
(2)使用珀金埃尔默(PerkinElmer)公司制造的扫描量热仪DSC-7系统或DiamondDSC系统，以3℃/min的速度升降温，并藉由外推来求出伴随试样的相变化的吸热峰值或发热峰值的起始点(on set)，从而决定相转变温度。
以下，将结晶表示为K，当对结晶进一步加以区别时，分别表示为K1或K2。另外，将层列相表示为Sm，将向列相表示为N，将手性向列相表示为N*。将液体(各向同性)表示为I。于层列相中，当对层列B相、或层列A相加以区别时，分别表示为SmB、或SmA。BP表示蓝相或光学各向同性的液晶相。2相的共存状态有时以(N*+I)、(N*+BP)这一形式来表达。具体而言，(N*+I)表示非液晶各向同性相与手性向列相共存的相，(N*+BP)表示BP相或光学各向同性的液晶相与手性向列相共存的相。Un表示并非光学各向同性的未确认的相。作为相转变温度的表达方式，例如“K 50.0N 100.0I”是指由结晶转变成向列相的相转变温度(KN)为50.0℃，由向列相转变成液体的相转变温度(NI)为100.0℃。其他表达方式亦同样如此。
向列相的上限温度(TNI；℃)：
将试样(液晶化合物与母液晶的混合物)置于具备偏光显微镜的熔点测定装置的加热板(梅特勒公司的FP-52型高温载台)上，一面以1℃/min的速度加热一面利用偏光显微镜进行观察。将试样的一部分由向列相变成各向同性液体时的温度作为向列相的上限温度。以下，有时将向列相的上限温度简称为“上限温度”。
低温相容性：以使液晶化合物的量达到20wt％、15wt％、10wt％、5wt％、3wt％及1wt％的量的方式混合母液晶与液晶化合物来制备试样，并将试样装入至玻璃瓶中。将该玻璃瓶于-10℃或-20℃的冷冻器中保管固定时间后，观察结晶或层列相是否析出。
黏度(η；于20℃下测定；mPa·s)：
使用E型粘度计对液晶化合物与母液晶的混合物进行测定。
折射率各向异性(Δn)：
测定是于25℃的温度下，利用波长为589nm的光，并藉由接目镜上安装有偏光板的阿贝折射计来进行。沿一个方向摩擦主棱镜的表面后，将试样(液晶化合物与母液晶的混合物)滴加于主棱镜上。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⊥计算出折射率各向异性(Δn)的值。
介电常数各向异性(Δε；于25℃下测定)：
将试样(液晶化合物与母液晶的混合物)装入至2片玻璃基板的间隔(间隙)约为9μm、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⊥计算出介电常数各向异性的值。
节距(P；于25℃下测定；nm)：
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)。于选择反射波长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计(日本电子(股份)，商品名MSV-350)来测定。藉由所获得的反射波长除以平均折射率来求出节距。于光学活性化合物浓度低的区域中，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光学活性化合物的浓度的倒数成比例，因此于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，并藉由直线外推法来求出节距。“光学活性化合物”相当于本发明中的手性剂。
于本发明中，液晶组合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 Industries Association ofJapan)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化为各向同性液体时的温度。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于0℃、-10℃、-20℃、-30℃、以及-40℃的冷冻器中保管10日后，观察液晶相。例如，当试样于-20℃下维持向列相的状态、于-30℃下变化为结晶(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”。
光学各向同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，于正交偏光的状态下，首先升温至试样变成非液晶各向同性相的温度为止，然后以1℃/min的速度降温，而使手性向列相或光学各向同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。于本发明中，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。于光学各向同性的液晶相中，当于正交偏光下难以利用暗视场判别相转变温度时，使偏光板自正交偏光的状态偏移1°～10°来测定相转变温度。
黏度(η；于20℃下测定；mPa·s)：
测定使用E型粘度计。
旋转粘度(γ1；于25℃下测定；mPa·s)：
1)介电常数各向异性为正值的试样：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。于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。于未施加电压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。测定藉由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各向异性的值是利用该旋转粘度的测定中所使用的元件，并藉由下述的介电常数各向异性的测定方法来求出。
2)介电常数各向异性为负值的试样：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。于30V～50V的范围内对该元件阶段性地施加每次为1V的电压。于未施加电压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。测定藉由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各向异性使用藉由下述的介电常数各向异性的测定方法所测定的值。
折射率各向异性(Δn；于25℃下测定)：
测定是利用波长为589nm的光，并藉由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⊥计算出折射率各向异性的值。当试样为组合物时，藉由该方法来测定折射率各向异性。
介电常数各向异性(Δε；于25℃下测定)：
1)介电常数各向异性为正的组合物：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⊥计算出介电常数各向异性的值。
2)介电常数各向异性为负的组合物：将试样装入至处理成垂直配向(homeotropicalignment)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(homogeneous alignment)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⊥计算出介电常数各向异性的值。
临限电压(threshold voltage)(Vth；于25℃下测定；V)：
1)介电常数各向异性为正的组合物：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为藉由上述方法所测定的折射率各向异性的值。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)介电常数各向异性为负的组合物：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；于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。该元件于装入试样后藉由利用紫外线进行聚合的粘着剂来密闭。对该TN元件施加脉冲电压(5V，60微秒)来进行充电。利用高速电压计于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(于20℃下测定；μm)：
螺旋节距的测定使用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)。于选择反射波长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计(日本电子(股份)，商品名MSV-350)来测定。藉由所获得的反射波长除以平均折射率来求出节距。
于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，因此于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，并藉由直线外推法来求出节距。
成分或液晶化合物的比例(百分比)是基于液晶化合物的总重量的重量百分比(wt％)。组合物是藉由于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wt％。
[液晶组合物NLC-A的制备(比较例1A)]
藉由以下述的比例混合多种液晶化合物来制备液晶组合物NLC-A。
[化50]
液晶组合物NLC-A
[化51]
该液晶组合物NLC-A的相转变温度(℃)为N 77.6I。
其次，获得包含液晶组合物NLC-A(94.8wt％)、及由下述式所表示的手性剂BN-H4(2.6wt％)与手性剂BN-H5(2.6wt％)的液晶组合物CLC-A。液晶组合物CLC-A的相转变温度(℃)为N*69.8BP 71.6I。
[化52]
[单体与液晶组合物的混合物的制备(比较例1B)]
制备将比较例1A中所获得的液晶组合物CLC-A 88.8wt％、丙烯酸正十二酯6.0wt％、1,4-二(4-(6-(丙烯酰氧基)己氧基)苯甲酰氧基)-2-甲基苯(LCA-6)4.8wt％、作为光聚合起始剂的2,2'-二甲氧基苯基苯乙酮0.4wt％混合而成的液晶组合物MLC-A。该液晶组合物MLC-A的相转变温度(℃)为N*40.1BP44.6BP+I 45.2I、I 44.2BP 37.6N*。
[化53]
[高分子与液晶的复合材料的制备(比较例1C)]
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)之间夹持比较例1B中所获得的液晶组合物MLC-A(单元厚度为8μm)，将所获得的单元加热至40.5℃的蓝相为止。于该状态下照射1分钟紫外光(紫外光强度为23mWcm-2(365nm))，而进行聚合反应。
以上述方式获得的高分子与液晶的复合材料(PSBP-A)即便冷却至室温为止，亦维持光学各向同性的液晶相。
[光学系统(比较例1D)]
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起偏器(Polarizer)偏光板与分析仪(Analyzer)偏光板分别变成45°的方式，将夹持有比较例1C中所获得的高分子与液晶的复合材料PSBP-A的单元设置于图2所示的光学系统中，并于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85％，透过光强度饱和。对比度为1100。
[液晶组合物NLC-A3的制备(比较例2A)]
藉由以下述的比例混合多种液晶化合物来制备液晶组合物NLC-A3。
[化54]
液晶组合物NLC-A3
[化55]
该液晶组合物NLC-A3的相转变温度(℃)为N 79.1I。
其次，获得包含液晶组合物NLC-A3(94.8wt％)、及由上述式所表示的手性剂BN-H4(2.6wt％)与手性剂BN-H5(2.6wt％)的液晶组合物CLC-A3。
该液晶组合物CLC-A3的相转变温度(℃)为N*70.1BP 71.7BP+I 72.4I。
[单体与液晶组合物的混合物的制备(比较例2B)]
制备将比较例2A中所获得的液晶组合物CLC-A3 88.8wt％、丙烯酸正十二酯6.0wt％、1,4-二(4-(6-(丙烯酰氧基)己氧基)苯甲酰氧基)-2-甲基苯(LCA-6)4.8wt％、作为光聚合起始剂的2,2'-二甲氧基苯基苯乙酮0.4wt％混合而成的液晶组合物MLC-A3。该液晶组合物MLC-A3的相转变温度(℃)为N*39.8BP 44.1BP+I-I、I-BP 43.1BP 37.8N*。
[高分子与液晶的复合材料的制备(比较例2C)]
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)之间夹持比较例2B中所获得的液晶组合物MLC-A3(单元厚度为9μm)，将所获得的单元加热至39.6℃的蓝相为止。于该状态下照射1分钟紫外光(紫外光强度为23mWcm-2(365nm))，而进行聚合反应。
以上述方式获得的高分子与液晶的复合材料(PSBP-A3)即便冷却至室温为止，亦维持光学各向同性的液晶相。
[光学系统(比较例2D)]
除使用夹持有比较例2C中所获得的高分子与液晶的复合材料PSBP-A3的单元以外，与比较例1D同样地将单元设置于图2所示的光学系统中，并于室温下调查施加电压与透过率的关系。若施加42.8V的矩形波，则透过率变成84％，透过光强度饱和。对比度为1160。
[液晶组合物NLC-A2的制备(比较例3A)]
藉由以下述的比例混合多种液晶化合物来制备液晶组合物NLC-A2。
[化56]
液晶组合物NLC-A2
[化57]
该液晶组合物NLC-A2的相转变温度(℃)为N 71.9I。
其次，获得包含液晶组合物NLC-A2(94.7wt％)、及由上述式所表示的手性剂BN-H4(2.6wt％)与手性剂BN-H5(2.7wt％)的液晶组合物CLC-A2。
该液晶组合物CLC-A2的相转变温度(℃)为N*64.1BP 65.1BP+I 66.0I。
[单体与液晶组合物的混合物的制备(比较例3B)]
制备将比较例3A中所获得的液晶组合物CLC-A2 88.8wt％、丙烯酸正十二酯6.0wt％、1,4-二(4-(6-(丙烯酰氧基)己氧基)苯甲酰氧基)-2-甲基苯(LCA-6)4.8wt％、作为光聚合起始剂的2,2'-二甲氧基苯基苯乙酮0.4wt％混合而成的液晶组合物MLC-A2。该液晶组合物MLC-A2的相转变温度(℃)为N*35.1BP 39.7BP+I 40.8I、I 39.6BP 38.7BP33.2N*。
[高分子与液晶的复合材料的制备(比较例3C)]
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)之间夹持比较例3B中所获得的液晶组合物MLC-A2(单元厚度为8μm)，将所获得的单元加热至35.3℃的蓝相为止。于该状态下照射1分钟紫外光(紫外光强度为23mWcm-2(365nm))，而进行聚合反应。
以上述方式获得的高分子与液晶的复合材料(PSBP-A2)即便冷却至室温为止，亦维持光学各向同性的液晶相。
[光学系统(比较例3D)]
除使用夹持有比较例3C中所获得的高分子与液晶的复合材料PSBP-A2的单元以外，与比较例1D同样地将单元设置于图2所示的光学系统中，并于室温下调查施加电压与透过率的关系。若施加40.4V的矩形波，则透过率变成82％，透过光强度饱和。对比度为1006。
[液晶组合物NLC-B的制备(实施例1A)]
相对于比较例1A的液晶组合物NLC-A的90wt％，混合作为化合物1的由上述通式(1-2-5)所表示的化合物的1种10.0wt％，而制备下述的构成的液晶组合物NLC-B。
[化58]
液晶组合物NLC-B
[化59]
该液晶组合物NLC-B的相转变温度(℃)为N 66.4I。
其次，获得包含液晶组合物NLC-B(94.6wt％)、及由上述式所表示的手性剂BN-H4(2.7wt％)与手性剂BN-H5(2.7wt％)的液晶组合物CLC-B。
该液晶组合物CLC-B的相转变温度(℃)为N*56.8BP-I。
[单体与液晶组合物的混合物的制备(实施例1B)]
制备将实施例1A中所获得的液晶组合物CLC-B 88.8wt％、丙烯酸正十二酯6.0wt％、1,4-二(4-(6-(丙烯酰氧基)十二烷氧基)苯甲酰氧基)-2-甲基苯(LCA-12)4.8wt％、作为光聚合起始剂的2,2'-二甲氧基苯基苯乙酮0.4wt％混合而成的液晶组合物MLC-B。该液晶组合物MLC-B的相转变温度(℃)为N*28.2BP-I、I 30.2BP 25.0N*。
[化60]
[高分子与液晶的复合材料的制备(实施例1C)]
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)之间夹持实施例1B中所获得的液晶组合物MLC-B(单元厚度为7μm)，将所获得的单元加热至28.4℃的蓝相为止。于该状态下照射1分钟紫外光(紫外光强度为23mWcm-2(365nm))，而进行聚合反应。
以上述方式获得的高分子与液晶的复合材料(PSBP-B)即便冷却至室温为止，亦维持光学各向同性的液晶相。
[光学系统(实施例1D)]
除使用夹持有实施例1C中所获得的高分子与液晶的复合材料PSBP-B的单元以外，与比较例1D同样地将单元设置于图2所示的光学系统中，并于室温下调查施加电压与透过率的关系。若施加35.2V的矩形波，则透过率变成91％，透过光强度饱和。对比度为1564。如此，可知含有化合物1的PSBP-B是以低电压来驱动。
[液晶组合物NLC-C的制备(实施例2A)]
相对于比较例1A的液晶组合物NLC-A的85wt％，混合作为化合物1的由上述通式(1-2-5)所表示的化合物的1种15.0wt％，而制备下述的构成的液晶组合物NLC-C。
[化61]
液晶组合物NLC-C
[化62]
该液晶组合物NLC-C的相转变温度(℃)为N 59.8I。
其次，获得包含液晶组合物NLC-C(94.6wt％)、及由上述式所表示的手性剂BN-H4(2.7wt％)与手性剂BN-H5(2.7wt％)的液晶组合物CLC-C。
该液晶组合物CLC-C的相转变温度(℃)为N*49.0BP 52.2I。
[单体与液晶组合物的混合物的制备(实施例2B)]
单体与液晶组合物的混合物的制备
制备将实施例2A中所获得的液晶组合物CLC-C 88.8wt％、丙烯酸正十二酯6.0wt％、1,4-二(4-(6-(丙烯酰氧基)十二烷氧基)苯甲酰氧基)-2-甲基苯(LCA-12)4.8wt％、作为光聚合起始剂的2,2'-二甲氧基苯基苯乙酮0.4wt％混合而成的液晶组合物MLC-C。该液晶组合物MLC-C的相转变温度(℃)为N*22.4BP 25.4BP+I 29.6I、I27.1I+BP–BP19.8N*。
[高分子与液晶的复合材料的制备(实施例2C)]
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)之间夹持实施例2B中所获得的液晶组合物MLC-C(单元厚度为7μm)，将所获得的单元加热至22.6℃的蓝相为止。于该状态下照射1分钟紫外光(紫外光强度为23mWcm-2(365nm))，而进行聚合反应。
以上述方式获得的高分子与液晶的复合材料(PSBP-C)即便冷却至室温为止，亦维持光学各向同性的液晶相。
[光学系统(实施例2D)]
除使用夹持有实施例2C中所获得的高分子与液晶的复合材料PSBP-C的单元以外，与比较例1D同样地将单元设置于图2所示的光学系统中，并于室温下调查施加电压与透过率的关系。若施加32.8V的矩形波，则透过率变成89％，透过光强度饱和。对比度为1825。如此，可知含有化合物1的PSBP-C是以低电压来驱动。
[液晶组合物NLC-D的制备(实施例3A)]
相对于比较例1A的液晶组合物NLC-A的80wt％，混合作为化合物1的由上述通式(1-2-5)所表示的化合物的1种20.0wt％，而制备下述的构成的液晶组合物NLC-D。
[化63]
液晶组合物NLC-D
[化64]
该液晶组合物NLC-D的相转变温度(℃)为N 54.6I。
其次，获得包含液晶组合物NLC-D(94.7wt％)、及由上述式所表示的手性剂BN-H4(2.6wt％)与手性剂BN-H5(2.7wt％)的液晶组合物CLC-D。
该液晶组合物CLC-D的相转变温度(℃)为N*40.3BP 43.5I。
[单体与液晶组合物的混合物的制备(实施例3B)]
制备将实施例3A中所获得的液晶组合物CLC-D 88.8wt％、丙烯酸正十二酯6.0wt％、1,4-二(4-(6-(丙烯酰氧基)己氧基)苯甲酰氧基)-2-甲基苯(LCA-6)4.8wt％、作为光聚合起始剂的2,2'-二甲氧基苯基苯乙酮0.4wt％混合而成的液晶组合物MLC-D。该液晶组合物MLC-D的相转变温度(℃)为N*31.2BP36.0BP+I 37.1I、I 36.1I+BP-BP 29.4N*。
[高分子与液晶的复合材料的制备(实施例3C)]
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)之间夹持实施例3B中所获得的液晶组合物MLC-D(单元厚度为9μm)，将所获得的单元加热至31.4℃的蓝相为止。于该状态下照射1分钟紫外光(紫外光强度为23mWcm-2(365nm))，而进行聚合反应。
以上述方式获得的高分子与液晶的复合材料(PSBP-D)即便冷却至室温为止，亦维持光学各向同性的液晶相。
[光学系统(实施例3D)]
除使用夹持有实施例3C中所获得的高分子与液晶的复合材料PSBP-D的单元以外，与比较例1D同样地将单元设置于图2所示的光学系统中，并于室温下调查施加电压与透过率的关系。若施加32.6V的矩形波，则透过率变成86％，透过光强度饱和。对比度为1217.3。
根据实施例3A～实施例3D，可知含有化合物1的CLC-D的透明点高，PSBP-D是以低电压来驱动。
[液晶组合物NLC-E的制备(实施例4A)]
相对于比较例2A的液晶组合物NLC-A3的90wt％，混合作为化合物1的由上述通式(1-2-5)所表示的化合物的1种10.0wt％，而制备下述的构成的液晶组合物NLC-E。
[化65]
液晶组合物NLC-E
[化66]
该液晶组合物NLC-E的相转变温度(℃)为N 76.5I。
其次，获得包含液晶组合物NLC-E(94.4wt％)、及由上述式所表示的手性剂BN-H4(2.6wt％)与手性剂BN-H5(2.7wt％)的液晶组合物CLC-E。该液晶组合物CLC-E的相转变温度(℃)为N*66.5BP 68.7BP+I 69.5I。
[单体与液晶组合物的混合物的制备(实施例4B)]
制备将实施例4A中所获得的液晶组合物CLC-E 88.8wt％、丙烯酸正十二酯6.0wt％、1,4-二(4-(6-(丙烯酰氧基)己氧基)苯甲酰氧基)-2-甲基苯(LCA-6)4.8wt％、作为光聚合起始剂的2,2'-二甲氧基苯基苯乙酮0.4wt％混合而成的液晶组合物MLC-E。该液晶组合物MLC-E的相转变温度(℃)为N*34.5BP40.6BP+I 41.9I、I 38.6BP 31.7N*。
[高分子与液晶的复合材料的制备(实施例4C)]
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)之间夹持实施例4B中所获得的液晶组合物MLC-E(单元厚度为8μm)，将所获得的单元加热至34.7℃的蓝相为止。于该状态下照射1分钟紫外光(紫外光强度为23mWcm-2(365nm))，而进行聚合反应。
以上述方式获得的高分子与液晶的复合材料(PSBP-E)即便冷却至室温为止，亦维持光学各向同性的液晶相。
[光学系统(实施例4D)]
除使用夹持有实施例4C中所获得的高分子与液晶的复合材料PSBP-E的单元以外，与比较例1D同样地将单元设置于图2所示的光学系统中，并于室温下调查施加电压与透过率的关系。若施加37.5V的矩形波，则透过率变成90％，透过光强度饱和。对比度为1245。
根据实施例4A～实施例4D，可知含有化合物1的CLC-E的透明点高，PSBP-E是以低电压来驱动。
[液晶组合物NLC-F的制备(实施例5A)]
相对于比较例2A的液晶组合物NLC-A3的85wt％，混合作为化合物1的由上述通式(1-2-5)所表示的化合物的1种15.0wt％，而制备下述的构成的液晶组合物NLC-F。
[化67]
液晶组合物NLC-F
[化68]
该液晶组合物NLC-F的相转变温度(℃)为N 66.4I。
其次，获得包含液晶组合物NLC-F(94.6wt％)、及由上述式所表示的手性剂BN-H4(2.7wt％)与手性剂BN-H5(2.7wt％)的液晶组合物CLC-F。
该液晶组合物CLC-F的相转变温度(℃)为N*64.4BP 66.5BP+I 67.3I。
[单体与液晶组合物的混合物的制备(实施例5B)]
制备将实施例5A中所获得的液晶组合物CLC-F 88.8wt％、丙烯酸正十二酯6.0wt％、1,4-二(4-(6-(丙烯酰氧基)己氧基)苯甲酰氧基)-2-甲基苯(LCA-6)4.8wt％、作为光聚合起始剂的2,2'-二甲氧基苯基苯乙酮0.4wt％混合而成的液晶组合物MLC-F。该液晶组合物MLC-F的相转变温度(℃)为N*33.8BP38.8BP+I 40.6I、I 36.4BP31.5N*。
[高分子与液晶的复合材料的制备(实施例5C)]
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)之间夹持实施例5B中所获得的液晶组合物MLC-F(单元厚度为8μm)，将所获得的单元加热至34.4℃的蓝相为止。于该状态下照射1分钟紫外光(紫外光强度为23mWcm-2(365nm))，而进行聚合反应。
以上述方式获得的高分子与液晶的复合材料(PSBP-F)即便冷却至室温为止，亦维持光学各向同性的液晶相。
[光学系统(实施例5D)]
除使用夹持有实施例5C中所获得的高分子与液晶的复合材料PSBP-F的单元以外，与比较例1D同样地将单元设置于图2所示的光学系统中，并于室温下调查施加电压与透过率的关系。若施加32.6V的矩形波，则透过率变成90％，透过光强度饱和。对比度为1270。
根据实施例5A～实施例5D，可知含有化合物1的CLC-F的透明点高，PSBP-F是以低电压来驱动。
[液晶组合物NLC-G的制备(实施例6A)]
相对于比较例1A的液晶组合物NLC-A的90wt％，混合作为化合物1的由上述通式(1-2-5-F)所表示的化合物的1种10.0wt％，而制备下述的构成的液晶组合物NLC-G。
[化69]
液晶组合物NLC-G
[化70]
该液晶组合物NLC-G的相转变温度(℃)为N 83.6I。
其次，获得包含液晶组合物NLC-G(94.8wt％)、及由上述式所表示的手性剂BN-H4(2.6wt％)与手性剂BN-H5(2.6wt％)的液晶组合物CLC-G。
该液晶组合物CLC-G的相转变温度(℃)为N*74.5BP 75.9BP+I 76.7I。
[单体与液晶组合物的混合物的制备(实施例6B)]
制备将实施例6A中所获得的液晶组合物CLC-G 88.8wt％、丙烯酸正十二酯6.0wt％、1,4-二(4-(6-(丙烯酰氧基)十二烷氧基)苯甲酰氧基)-2-甲基苯(LCA-12)4.8wt％、作为光聚合起始剂的2,2'-二甲氧基苯基苯乙酮0.4wt％混合而成的液晶组合物MLC-G。该液晶组合物MLC-G的相转变温度(℃)为N*31.2BP 36.0BP+I 37.1I、I 36.1I+BP-BP 29.4N*。
[高分子与液晶的复合材料的制备(实施例6C)]
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)之间夹持实施例6B中所获得的液晶组合物MLC-G(单元厚度为7μm)，将所获得的单元加热至42.7℃的蓝相为止。于该状态下照射1分钟紫外光(紫外光强度为23mWcm-2(365nm))，而进行聚合反应。
以上述方式获得的高分子与液晶的复合材料(PSBP-G)即便冷却至室温为止，亦维持光学各向同性的液晶相。
[光学系统(实施例6D)]
除使用夹持有实施例6C中所获得的高分子与液晶的复合材料PSBP-G的单元以外，与比较例1D同样地将单元设置于图2所示的光学系统中，并于室温下调查施加电压与透过率的关系。若施加27.6V的矩形波，则透过率变成82％，透过光强度饱和。对比度为1165。
根据实施例6A～实施例6C，可知含有化合物1的CLC-G的透明点高，PSBP-G是以低电压来驱动。
[液晶组合物NLC-H的制备(实施例7A)]
以含有16.0wt％的由上述通式(1-2-5)所表示的化合物作为化合物1的方式，以下述的比例混合多种化合物来制备液晶组合物NLC-H。
[化71]
液晶组合物NLC-H
[化72]
该液晶组合物NLC-H的相转变温度(℃)为N 70.5I。
其次，获得包含液晶组合物NLC-H(94.7wt％)、及由上述式所表示的手性剂BN-H4(2.7wt％)与手性剂BN-H5(2.6wt％)的液晶组合物CLC-H。
该液晶组合物CLC-H的相转变温度(℃)为N*62.4BP-I。
[单体与液晶组合物的混合物的制备(实施例7B)]
制备将实施例7A中所获得的液晶组合物CLC-H 88.8wt％、丙烯酸正十二酯6.0wt％、1,4-二(4-(6-(丙烯酰氧基)十二烷氧基)苯甲酰氧基)-2-甲基苯(LCA-12)4.8wt％、作为光聚合起始剂的2,2'-二甲氧基苯基苯乙酮0.4wt％混合而成的液晶组合物MLC-H。该液晶组合物MLC-H的相转变温度(℃)为N*36.5BP 41.3BP+I 42.0I、I-I+BP40.5BP 34.9N*。
[高分子与液晶的复合材料的制备(实施例7C)]
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)之间夹持实施例7B中所获得的液晶组合物MLC-H(单元厚度为7μm)，将所获得的单元加热至37.9℃的蓝相为止。于该状态下照射1分钟紫外光(紫外光强度为23mWcm-2(365nm))，而进行聚合反应。
以上述方式获得的高分子与液晶的复合材料(PSBP-H)即便冷却至室温为止，亦维持光学各向同性的液晶相。
[光学系统(实施例7D)]
除使用夹持有实施例7C中所获得的高分子与液晶的复合材料PSBP-H的单元以外，与比较例1D同样地将单元设置于图2所示的光学系统中，并于室温下调查施加电压与透过率的关系。若施加35.2V的矩形波，则透过率变成91％，透过光强度饱和。对比度为1534。如此，可知含有本发明的化合物1的PSBP-H是以低电压来驱动。
[液晶组合物NLC-I的制备(实施例8A)]
以含有合计为24.0wt％的由上述通式(1-2-5)所表示的4种化合物作为化合物1的方式，以下述的比例混合多种化合物来制备液晶组合物NLC-I。
[化73]
液晶组合物NLC-I
[化74]
该液晶组合物NLC-I的相转变温度(℃)为N 73.0I。
其次，获得包含液晶组合物NLC-I(94.7wt％)、及由上述式所表示的手性剂BN-H4(2.7wt％)与手性剂BN-H5(2.6wt％)的液晶组合物CLC-I。
该液晶组合物CLC-I的相转变温度(℃)为N*62.6BP 65.0BP+I 65.5I。
[单体与液晶组合物的混合物的制备(实施例8B)]
制备将实施例8A中所获得的液晶组合物CLC-I 88.8wt％、丙烯酸正十六酯6.0wt％、1,4-二(4-(6-(丙烯酰氧基)十二烷氧基)苯甲酰氧基)-2-甲基苯(LCA-12)4.8wt％、作为光聚合起始剂的2,2'-二甲氧基苯基苯乙酮0.5wt％混合而成的液晶组合物MLC-I。该液晶组合物MLC-I的相转变温度(℃)为N*35.6BP 40.8BP+I 42.1I、I 40.4BP33.6N*。
[高分子与液晶的复合材料的制备(实施例7C)]
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)之间夹持实施例8B中所获得的液晶组合物MLC-I(单元厚度为8μm)，将所获得的单元加热至36.0℃的蓝相为止。于该状态下照射1分钟紫外光(紫外光强度为23mWcm-2(365nm))，而进行聚合反应。
以上述方式获得的高分子与液晶的复合材料(PSBP-I)即便冷却至室温为止，亦维持光学各向同性的液晶相。
[光学系统(实施例8D)]
除使用夹持有实施例8C中所获得的高分子与液晶的复合材料PSBP-I的单元以外，与比较例1D同样地将单元设置于图2所示的光学系统中，并于室温下调查施加电压与透过率的关系。若施加25.2V的矩形波，则透过率变成82％，透过光强度饱和。对比度为701。如此，可知含有本发明的化合物1的PSBP-I是以低电压来驱动。
[液晶组合物NLC-J的制备(实施例9A)]
以含有合计为24.0wt％的由上述通式(1-2-5)所表示的4种化合物作为化合物1的方式，以下述的比例混合多种化合物来制备液晶组合物NLC-J。
[化75]
液晶组合物NLC-J
[化76]
该液晶组合物NLC-J的相转变温度(℃)为N 79.0I。
其次，获得包含液晶组合物NLC-J(94.2wt％)、及由上述式所表示的手性剂BN-H4(2.9wt％)与手性剂BN-H5(2.9wt％)的液晶组合物CLC-J。
该液晶组合物CLC-J的相转变温度(℃)为N*66.3BP 68.8BP+I 70.2I。
[单体与液晶组合物的混合物的制备(实施例9B)]
制备将实施例7A中所获得的液晶组合物CLC-J 89.4wt％、丙烯酸正十六酯5.7wt％、1,4-二(4-(6-(丙烯酰氧基)十二烷氧基)苯甲酰氧基)-2-甲基苯(LCA-12)4.6wt％、作为光聚合起始剂的2,2'-二甲氧基苯基苯乙酮0.3wt％混合而成的液晶组合物MLC-J。该液晶组合物MLC-J的相转变温度(℃)为N*39.4BP 45.3BP+I 46.8I、I 44.8BP36.3N*。
[高分子与液晶的复合材料的制备(实施例9C)]
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)之间夹持实施例9B中所获得的液晶组合物MLC-H(单元厚度为8μm)，将所获得的单元加热至各向同性相为止，然后冷却至38.7℃的过冷却蓝相为止。于该状态下照射1分钟紫外光(紫外光强度为23mWcm-2(365nm))，而进行聚合反应。
以上述方式获得的高分子与液晶的复合材料(PSBP-J)即便冷却至室温为止，亦维持光学各向同性的液晶相。
[光学系统(实施例9D)]
除使用夹持有实施例9C中所获得的高分子与液晶的复合材料PSBP-J的单元以外，与比较例1D同样地将单元设置于图2所示的光学系统中，并于室温下调查施加电压与透过率的关系。若施加25.2V的矩形波，则透过率变成79％，透过光强度饱和。对比度为818。如此，可知含有本发明的化合物1的PSBP-J是以低电压来驱动。
[液晶组合物NLC-K的制备(实施例10A)]
以含有合计为17.4wt％的由上述通式(1-2-5)所表示的4种化合物作为化合物1的方式，以下述的比例混合多种化合物来制备液晶组合物NLC-K。
[化77]
液晶组合物NLC-K
[化78]
该液晶组合物NLC-K的相转变温度(℃)为N 83.7I。
其次，获得包含液晶组合物NLC-K(94.7wt％)、及由下述式所表示的手性剂BN-K4(2.7wt％)与手性剂BN-K5(2.6wt％)的液晶组合物CLC-K。
该液晶组合物CLC-K的相转变温度(℃)为N*74.6BP 76.2BP+I 77.2I。
[单体与液晶组合物的混合物的制备(实施例10B)]
制备将实施例10A中所获得的液晶组合物CLC-K 88.8wt％、丙烯酸正十六酯6.0wt％、1,4-二(4-(6-(丙烯酰氧基)十二烷氧基)苯甲酰氧基)-2-甲基苯(LCA-12)4.8wt％、作为光聚合起始剂的2,2'-二甲氧基苯基苯乙酮0.4wt％混合而成的液晶组合物MLC-K。该液晶组合物MLC-K的相转变温度(℃)为N*47.6BP 53.3BP+I 53.3I、I 51.4BP45.3N*。
[高分子与液晶的复合材料的制备(实施例10C)]
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)之间夹持实施例10B中所获得的液晶组合物MLC-K(单元厚度为8μm)，将所获得的单元加热至38.9℃的蓝相为止。于该状态下照射1分钟紫外光(紫外光强度为23mWcm-2(365nm))，而进行聚合反应。
以上述方式获得的高分子与液晶的复合材料(PSBP-K)即便冷却至室温为止，亦维持光学各向同性的液晶相。
[光学系统(实施例10D)]
除使用夹持有实施例7C中所获得的高分子与液晶的复合材料PSBP-K的单元以外，与比较例1D同样地将单元设置于图2所示的光学系统中，并于室温下调查施加电压与透过率的关系。若施加27.6V的矩形波，则透过率变成82％，透过光强度饱和。对比度为703。如此，可知含有本发明的化合物1的PSBP-K是以低电压来驱动。
[液晶组合物NLC-L的制备(实施例11A)]
以含有合计为23.4wt％的由上述通式(1-2-5)所表示的4种化合物作为化合物1的方式，以下述的比例混合多种化合物来制备液晶组合物NLC-L。
[化79]
液晶组合物NLC-L
[化80]
该液晶组合物NLC-L的相转变温度(℃)为N 73.9-75.1I。
其次，获得包含液晶组合物NLC-L(94.7wt％)、及由上述式所表示的手性剂BN-H4(2.7wt％)与手性剂BN-L5(2.6wt％)的液晶组合物CLC-L。
该液晶组合物CLC-L的相转变温度(℃)为N*63.4BP 66.5BP+I 68.0I。
[单体与液晶组合物的混合物的制备(实施例11B)]
制备将实施例11A中所获得的液晶组合物CLC-L 88.8wt％、丙烯酸正十六酯6.0wt％、1,4-二(4-(6-(丙烯酰氧基)十二烷氧基)苯甲酰氧基)-2-甲基苯(LCA-12)4.8wt％、作为光聚合起始剂的2,2'-二甲氧基苯基苯乙酮0.4wt％混合而成的液晶组合物MLC-L。该液晶组合物MLC-L的相转变温度(℃)为N*33.5BP 37.9BP+I 40.1I、I 38.6BP29.6N*。
[高分子与液晶的复合材料的制备(实施例11C)]
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)之间夹持实施例11B中所获得的液晶组合物MLC-L(单元厚度为7μm)，将所获得的单元加热至33.6℃的蓝相为止。于该状态下照射1分钟紫外光(紫外光强度为23mWcm-2(365nm))，而进行聚合反应。
以上述方式获得的高分子与液晶的复合材料(PSBP-L)即便冷却至室温为止，亦维持光学各向同性的液晶相。
[光学系统(实施例11D)]
除使用夹持有实施例7C中所获得的高分子与液晶的复合材料PSBP-L的单元以外，与比较例1D同样地将单元设置于图2所示的光学系统中，并于室温下调查施加电压与透过率的关系。若施加30.0V的矩形波，则透过率变成86％，透过光强度饱和。对比度为1143。如此，可知含有本发明的化合物1的PSBP-L是以低电压来驱动。
如根据上述实施例及比较例而明确那样，本发明的光元件的液晶相的上限温度高、能够以高对比度来进行低电压驱动，且对比度高而优于现有技术。
产业上的可利用性
作为本发明的活用法，例如可列举使用高分子/液晶复合物的显示元件等光元件。

Claims (23)

1.一种液晶组合物，其包括含有至少1种以上的化合物1的非手性成分T、及手性剂，且显现光学各向同性的液晶相，其中所述化合物1为由式(1-2-5-E)或式(1-2-5-F)所表示的化合物:
式中，R1A为氢或甲基；
X1A为氟、氯、-CF3或-OCF3。
2.根据权利要求1所述的液晶组合物，其中R1A为甲基。
3.根据权利要求1所述的液晶组合物，其中相对于所述非手性成分T的总重量，含有1wt％～90wt％的所述化合物1。
4.根据权利要求1所述的液晶组合物，其中所述非手性成分T还含有至少1种以上的选自由式(2)所表示的化合物2、式(3)所表示的化合物3、式(4)所表示的化合物4、式(5)所表示的化合物5、式(6)所表示的化合物6及式(7)所表示的化合物7所构成的群组中的化合物：
式(2)中，R2为氢或碳数1～20的烷基，上述烷基中的至少1个-CH2-可由-O-、-S-、-COO-或-OCO-取代，上述烷基中的至少1个-CH2-CH2-可由-CH＝CH-、-CF＝CF-或-C≡C-取代，上述烷基中的至少1个氢可由氟或氯取代，但是，于R2中，-O-与-CH＝CH-、及-CO-与-CH＝CH-不邻接；
环A21、环A22、环A23、环A24及环A25分别独立为1,4-亚环己基、1,3-二恶烷-2,5-二基、1,4-亚苯基、1个氢或2个氢由氟取代的1,4-亚苯基、2个氢分别由氟与氯取代的1,4-亚苯基、吡啶-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基；
Z21、Z22、Z23、Z24、Z25、及Z26分别独立为单键或碳数1～4的亚烷基，上述亚烷基中的至少1个-CH2-可由-O-、-COO-或-CF2O-取代；
L21、L22及L23分别独立为氢或氟；
X2为氟、氯、-CF3或-OCF3；
n21、n22、n23、n24及n25分别独立为0或1，且2≤n21+n22+n23+n24+n25≤3，
式(3)中，R3为氢或碳数1～20的烷基，上述烷基中的至少1个-CH2-可由-O-、-S-、-COO-或-OCO-取代，上述烷基中的至少1个-CH2-CH2-可由-CH＝CH-、-CF＝CF-、或-C≡C-取代，上述烷基中的至少1个氢可由氟或氯取代，但是，于R3中，-O-与-CH＝CH-、及-CO-与-CH＝CH-不邻接；
Z31、Z32、及Z33分别独立为单键或碳数1～4的亚烷基，上述亚烷基中的至少1个-CH2-可由-O-、-COO-或-CF2O-取代；
L31、L32、L33、L34及L35分别独立为氢或氟；
X3为氢、卤素、-SF5、或碳数1～10的烷基，上述烷基中的至少1个-CH2-可由-O-、-S-、-COO-、或-OCO-取代，上述烷基中的至少1个-CH2-CH2-可由-CH＝CH-、-CF＝CF-或-C≡C-取代，上述烷基中的至少1个-CH2-由-O-、-S-、-COO-、或-OCO-取代的基中或上述烷基中的至少1个-CH2-CH2-由-CH＝CH-、-CF＝CF-或-C≡C-取代的基中的至少1个氢可由氟或氯取代，但是，于X3中，-O-与-CH＝CH-、及-CO-与-CH＝CH-不邻接，
式(4)中，R4为碳数1～12的烷基、碳数1～12的烷氧基、碳数2～12的烯基、或至少1个氢由氟取代的碳数2～12的烯基；
环B分别独立为1,4-亚环己基、1,4-亚苯基、2-氟-1,4-亚苯基、3-氟-1,4-亚苯基、3,5-二氟-1,4-亚苯基、3,5-二氯-1,4-亚苯基、或嘧啶-2,5-二基；
Z41分别独立为单键、亚乙基、-COO-、-OCO-、-CF2O-、或-OCF2-；
L48及L49分别独立为氢或氟；
X4为氟、氯、-CF3或-OCF3；
n41为1、2、3、或4，其中，当n41为3或4时，一个Z41为-CF2O-或-OCF2-，当n41为3时，所有的环B均为由氟取代的1,4-亚苯基的情况并不存在，
式(5)中，R5为氢或碳数1～20的烷基，上述烷基中的至少1个-CH2-可由-O-、-S-、-COO-、或-OCO-取代，上述烷基中的至少1个-CH2-CH2-可由-CH＝CH-、-CF＝CF-、或-C≡C-取代，上述烷基中的至少1个氢可由氟或氯取代，但是，于R5中，-O-与-CH＝CH-、及-CO-与-CH＝CH-不邻接；
(F)分别独立为氢或氟；
X5为氢、卤素、-SF5或碳数1～10的烷基，上述烷基中的至少1个-CH2-可由-O-、-S-、-COO-、或-OCO-取代，上述烷基中的至少1个-CH2-CH2-可由-CH＝CH-、-CF＝CF-、或-C≡C-取代，上述烷基中，上述烷基中的至少1个-CH2-由-O-、-S-、-COO-、或-OCO-取代的基中或上述烷基中的至少1个-CH2-CH2-由-CH＝CH-、-CF＝CF-、或-C≡C-取代的基中的至少1个氢可由氟或氯取代，但是，于X5中，-O-与-CH＝CH-、及-CO-与-CH＝CH-不邻接，
式(6)中，R6A及R6B分别独立为碳数1～12的烷基、碳数1～12的烷氧基、碳数2～12的烯基、或至少1个氢由氟取代的碳数2～12的烯基；
环C及环D分别独立为1,4-亚环己基、1,4-亚苯基、2-氟-1,4-亚苯基、3-氟-1,4-亚苯基或2,5-二氟-1,4-亚苯基；
Z61分别独立为单键、亚乙基、-COO-、或-OCO-；
r为1、2、或3，
式(7)中，R7为碳数2～20的烷基，上述烷基中的至少1个-CH2-可由-O-、-S-、-COO-或-OCO-取代，上述烷基中的至少1个-CH2-CH2-可由-CH＝CH-、-CF＝CF-或-C≡C-取代，上述烷基中的至少1个氢可由氟或氯取代，但是，于R7中，-O-与-CH＝CH-、及-CO-与-CH＝CH-不邻接；
L71、L72、L73、L74、L75、L76、L77及L78分别独立为氢或氟；
Z71、Z72及Z73分别独立为单键或-COO-、-CF2O-，且至少一个为-COO- 或-CF2O-；
n71及n72分别独立为0或1；
X7为氢、卤素、-SF5、或碳数1～10的烷基，上述烷基中的至少1个-CH2-可由-O-、-S-、-COO-、或-OCO-取代，上述烷基中的至少1个-CH2-CH2-可由-CH＝CH-、-CF＝CF-或-C≡C-取代，上述烷基中的至少1个-CH2-由-O-、-S-、-COO-、或-OCO-取代的基中或上述烷基中的至少1个-CH2-CH2-由-CH＝CH-、-CF＝CF-、或-C≡C-取代的基中的至少1个氢可由氟或氯取代，但是，于X7中，-O-与-CH＝CH-、及-CO-与-CH＝CH-不邻接。
5.根据权利要求4所述的液晶组合物，其中所述化合物2为由式(2-1-1-2)、式(2-1-2-1)、式(2-1-3-1)、式(2-1-3-2)、式(2-1-4-2)或式(2-1-4-3)所表示的化合物：
式中，R2A为碳数1～12的烷基、碳数1～12的烷氧基、碳数2～12的烯基、或至少1个氢由氟取代的碳数2～12的烯基；
(F)分别独立为氢、或氟；
X2A为氟、氯、-CF3或-OCF3。
6.根据权利要求4所述的液晶组合物，其中所述化合物3为由式(3-2)或式(3-3)所表示的化合物：
式中，R3A分别独立为碳数1～12的烷基、碳数1～12的烷氧基、碳数2～12的烯基、或至少1个氢可由氟取代的碳数2～12的烯基；
L31～L35分别独立为氢或氟；
X3A为氟、氯、-CF3、或-OCF3。
7.根据权利要求6所述的液晶组合物，其中相对于所述非手性成分T的总重量，含有合计为0.5wt％～70wt％的所述化合物3。
8.根据权利要求4所述的液晶组合物，其中所述化合物4为选自由式(4-1)～式(4-9)所表示的化合物的群组中的至少1种化合物：
式中，R4A分别独立为碳数1～12的烷基、碳数1～12的烷氧基、碳数2～12的烯基、或至少1个氢由氟取代的碳数2～12的烯基；
X4A为氟、氯、-CF3、或-OCF3；
L40～L49分别独立为氢或氟。
9.根据权利要求4所述的液晶组合物，其中所述化合物6为选自由式(6-1)～式(6-13)所表示的化合物的群组中的至少1种化合物：
此处，R6A及R6B分别独立为碳数1～12的烷基、碳数1～12的烷氧基、碳数2～12的烯基、或至少1个以上的氢由氟取代的碳数2～12的烯基。
10.根据权利要求4所述的液晶组合物，其中所述化合物7为选自由式(7-1)～式(7-8)所表示的化合物的群组中的至少1种化合物：
式中，R7A为碳数2～12的烷基、碳数1～11的烷氧基、碳数2～12的烯基、或至少1个氢由氟取代的碳数2～12的烯基；
L72、L74、L75、L76、L77及L78分别独立为氢或氟；
式(7-1)～式(7-3)及式(7-6)～式(7-8)中，Z71及Z72分别独立为单键、-COO-或-CF2O-，且至少一个为-COO-或-CF2O-，式(7-4)及式(7-5)中，Z71分别独立为-COO-或-CF2O-，
X7A为氟、氯、-CF3或-OCF3。
11.根据权利要求10所述的液晶组合物，其中所述化合物7为选自由式(7-1-1)、式(7-1-2)、式(7-2-1)～式(7-2-5)、式(7-3-1)、式(7-3-2)、式(7-4-1)、式(7-5-1)及式(7-5-2)所表示的化合物的群组中的至少1种化合物：
式中，R7A为碳数2～12的烷基、碳数1～11的烷氧基、碳数2～12的烯基、或至少1个氢由氟取代的碳数2～12的烯基；
式(7-1-1)、式(7-1-2)、式(7-2-1)～式(7-2-5)、式(7-3-1)及式(7-3-2)中，Z71及Z72分别独立为单键、-COO-或-CF2O-，且至少一个为-COO-、或-CF2O-，式(7-4-1)、式(7-5-1)及式(7-5-2)中，Z71为-COO-或-CF2O-；
X7A为氟、氯、-CF3或-OCF3。
12.根据权利要求10所述的液晶组合物，其中所述化合物7为选自由式(7-2-2-E)、式(7-2-5-E)、式(7-2-2-F)及式(7-2-5-F)所表示的化合物的群组中的至少1种化合物：
式中，R7A为碳数2～12的烷基、碳数1～11的烷氧基、碳数2～12的烯基、或至少1个氢由氟取代的碳数2～12的烯基；
X7A为氟、氯、-CF3或-OCF3。
13.根据权利要求10所述的液晶组合物，其中相对于所述非手性成分T的总重量，含有合计为5wt％～30wt％的所述化合物1，并含有合计为30wt％～70wt％的所述化合物7。
14.根据权利要求1所述的液晶组合物，其中所述手性剂为选自由式(K1)～式(K5)所表示的化合物的群组中的至少1种化合物：
式中，RK分别独立为氢、卤素、-C≡N、-N＝C＝O、-N＝C＝S或碳数1～20的烷基，上述烷基中的任意的-CH2-可由-O-、-S-、-COO-、或-OCO-取代，上述烷基中的至少1个-CH2-可由-O-、-S-、-COO-或-OCO-取代，上述烷基中的至少1个-CH2-CH2-可由-CH＝CH-、-CF＝CF-或-C≡C-取代，上述烷基中的至少1个-CH2-由-O-、-S-、-COO-或-OCO-取代的基中或上述烷基中的至少1个-CH2-CH2-由-CH＝CH-、-CF＝CF-或-C≡C-取代的基中的至少1个氢可由氟或氯取代；
A分别独立为芳香族性的6元环～8元环、非芳香族性的3元环～8元环、或碳数9以上的缩合环，这些环的至少1个氢可由卤素、碳数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；
B分别独立为氢、卤素、碳数1～3的烷基、碳数1～3的卤代烷基、芳香族性的6元环～8元环、非芳香族性的3元环～8元环、或碳数9以上的缩合环，这些环的任意的氢可由卤素、碳数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分别独立为单键、碳数1～8的亚烷基，上述亚烷基中的任意的-CH2-可由-O-、-S-、-COO-、-OCO-、-CSO-、-OCS-、-N＝N-、-CH＝N-、或-N＝CH-取代，上述亚烷基中的至少1个-CH2-CH2-可由-CH＝CH-、-CF＝CF-或-C≡C-取代，上述亚烷基中的至少1个-CH2-由-O-、-S-、-COO-、或-OCO-取代的基中或上述烷基中的至少1个-CH2-CH2-由-CH＝CH-、-CF＝CF-或-C≡C-取代的基中的至少1个氢可由卤素取代；
X分别独立为单键、-COO-、-OCO-、-CH2O-、-OCH2-、-CF2O-、-OCF2-、或-CH2CH2-；
mK分别独立为1～4的整数。
15.根据权利要求14所述的液晶组合物，其中所述手性剂为选自由式(K4-1)～式(K4-6)及式(K5-1)～式(K5-3)所表示的化合物的群组中的至少1种化合物：
式中，RK分别独立为碳数3～10的烷基或碳数3～10的烷氧基，烷基中或烷氧基中的至少1个-CH2-可由-CH＝CH-取代，但-O-与-C＝C-不邻接。
16.根据权利要求1所述的液晶组合物，其于-20℃～70℃的任一温度下显示手性向列相，且于上述温度范围的至少一部分中，螺旋节距为700nm以下。
17.根据权利要求1所述的液晶组合物，其包括选自由抗氧化剂和/或紫外线吸收剂所组成的群组中的1种以上。
18.一种混合物，其包括如权利要求1至17中任一项所述的液晶组合物、及聚合性单体。
19.一种高分子与液晶的复合材料，其是使根据权利要求18所述的混合物进行聚合而获得、且用于以光学各向同性的液晶相来驱动的元件。
20.根据权利要求19所述的高分子与液晶的复合材料，其是使所述混合物于非液晶各向同性相或光学各向同性的液晶相中进行聚合而获得。
21.一种光元件，其包括：液晶媒体，配置于在一面或两面上配置有电极的基板间；以及电场施加装置，经由电极对液晶媒体施加电场，其中液晶媒体为根据权利要求1至17中任一项所述的液晶组合物、或者根据权利要求19或20所述的高分子与液晶的复合材料。
22.一种光元件，其包括：一组基板，至少一个为透明，并于一面或两面上配置有电极；液晶媒体，配置于基板间；以及偏光板，配置于基板的外侧，且其具备电场施加装置，经由电极对液晶媒体施加电场，其中液晶媒体为根据权利要求1至17中任一项所述的液晶组合物、或者根据权利要求19或20所述的高分子与液晶的复合材料。
23.一种根据权利要求1至17中任一项所述的液晶组合物的用途，其用于光元件。
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