JP2002275470A - カイラルネマチック液晶組成物およびそれを用いた液晶光学素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】広い温度範囲で明るく、高いコントラストを有
するカイラルネマチック液晶組成物およびこれを用いる
液晶光学素子の提供。 【解決手段】Ｒ¹ −Ｘ¹ −Ａ¹ −Ｃ^* ＨＹ¹ −（Ｃ
Ｈ₂ ）_m −Ｘ² −Ａ² −（Ｘ³ −Ａ³ ） _n−（Ｘ⁴ −Ａ
⁴ ）_p −Ｘ⁵ −Ｒ² 、例えば式１０の光学活性化合物と
ネマチック液晶とを含む液晶組成物。ただしＲ¹ 、Ｒ²
はＣ１〜１０のアルキルもしくはアルケニル基、−Ｈ又
は−ＣＮ、Ｘ¹ 〜Ｘ⁵ は単結合、−ＣＯＯ−又は−ＣＨ
２ＣＨ２−等、Ａ^１〜Ａ^４は環基、Ｃ^＊は不斉炭素炭素
原子、Ｙは１，４−シクロヘキシル基、１，４−フェニ
レン基、ピリミジン−２，５−ジイル基、１，３−ジオ
キサン−２，５−ジイル基、整数、ｎ、ｐは０または
１。はＣ１〜２のアルキル基又はハロゲン等、ｍは０〜
５の整数、ｎ，ｐは０または１を表す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電界の印加条件に
より素子の透過、散乱、反射状態を制御し、表示素子、
光学シャッターまたは調光素子等に有用な液晶光学素子
およびこれに用いる液晶組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在では、ＴＮ、ＳＴＮ、ＴＦＴなどの
液晶表示素子が実用化されている。他の液晶表示素子と
しては、高速応答性・メモリ性に特徴がある強誘電性・
反強誘電性液晶表示素子や、カラー化で注目されるゲス
ト・ホスト表示素子などの実用化が検討されている。ま
た、カイラルネマチック（コレステリック）液晶による
液晶表示素子（以下、コレステリックＬＣＤとも記す）
は、メモリ性を有し、明るい反射型表示ができることか
ら、次世代の液晶表示素子として注目され、その実用化
が検討されている。カイラルネマチック液晶は、所定の
電圧を一旦印加することにより、その後は電圧をかけな
くても、選択反射のプレナーまたは散乱状態のフォーカ
ルコニックで安定に配向状態を保持するメモリ性を有す
る。

【０００３】カイラルネマチック液晶は、ネマチック液
晶と光学活性化合物とを混合して得られる。このカイラ
ルネマチック液晶は、一対の平行した基板間に狭持され
て液晶光学素子を構成する。カイラルネマチック液晶を
狭持してなる液晶光学素子は、液晶のディレクターが一
定周期毎に回転するねじれ構造のねじれの中心軸（ヘリ
カル軸という）が、基板に対して平均的に垂直な方向と
なるように配列させた時、そのねじれの向きに対応した
円偏光を反射する。反射する光の中心波長は、基板面に
平行な液晶のディレクターが、そのねじれによって一回
転する間のヘリカル軸における距離（ヘリカルピッチと
いう）と、ネマチック液晶の基板面に対して平行な２次
元面での平均屈折率との積となる。このように、カイラ
ルネマチック液晶が、そのヘリカルピッチと液晶の平均
屈折率により特定の波長の円偏光を反射する現象を、選
択反射という。

【０００４】選択反射波長（λ）は、液晶組成物の平均
屈折率（ｎ）と液晶組成物のヘリカルピッチ（ｐ）との
積［λ＝ｎ・ｐ］にほぼ等しい。また、ヘリカルピッチ
は光学活性化合物の添加量（ｃ）と光学活性化合物の定
数（ＨＴＰ（＝Ｈｅｌｉｃａｌ Ｔｗｉｓｔｉｎｇ Ｐ
ｏｗｅｒ））からｐ＝１／（ｃ・ＨＴＰ）によって算出
される。このように、選択反射色は光学活性化合物の種
類と添加量によって決まる。

【０００５】選択反射を示す液晶配列は、ヘリカル軸が
ほぼ完全に基板面に対して垂直となる場合（完全プレナ
ーという）と、複数に分かれた液晶ドメインのヘリカル
軸の平均が基板面に対してほぼ垂直となる場合（不完全
プレナーまたは単にプレナーという）とがある。完全プ
レナーの液晶配列とプレナーの液晶配列では異なった反
射挙動を示す。完全プレナーの液晶配列では入射光に対
する正規反射が大きく、特定の視角においては極めて高
い反射を示す。一方、プレナーの液晶配列においては、
正規反射は相対的に小さく、比較的広い視角において高
い反射挙動を示す。また、カイラルネマチック液晶は、
さらに別の液晶配列として複数の液晶ドメインのヘリカ
ル軸が基板に対してランダム方向または非垂直方向に配
向している配列（フォーカルコニックという）をとる。
フォーカルコニックでは、多くのカイラルネマチック液
晶において弱い散乱状態を示し、選択反射のように特定
の波長の光を反射することはない。

【０００６】これらの液晶配列は、電界が印加されてい
ない時も安定である。また、プレナーまたは完全プレナ
ーの選択反射は偏光板を用いないため明るく、さらにプ
レナーでは視野角も広い。そのため、カイラルネマチッ
ク液晶を用い、その選択反射を利用する液晶光学素子
は、電界を印加しない状態でもその液晶配向が保持され
る（すなわちメモリー型で機能できる）ことから消費電
力が少なく、明るく、視野角の広い液晶光学素子であ
る。プレナーやフォーカルコニックは、電界を印加する
ことによりそれぞれに変化させることができる。フォー
カルコニックからプレナーへの変化は、液晶分子が電界
印加方向とほぼ平行となるホメオトロピックと呼ばれる
液晶配向を経由して起こるため、最も高い電圧が必要と
される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、明るい選択
反射と高いコントラストおよび低い駆動電圧を有し、か
つ広い温度範囲で使用できる（特に低温における品質保
持に優れた）液晶光学素子と、該液晶光学素子に用いる
液晶組成物の提供を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、下記式（１）
で表される光学活性化合物とネマチック液晶とを含む液
晶組成物を提供する。 Ｒ¹ −Ｘ¹ −Ａ¹ −Ｃ^* ＨＹ¹ −（ＣＨ₂ ）_m −Ｘ² − −Ａ² −（Ｘ³ −Ａ³ ）_n −（Ｘ⁴ −Ａ⁴ ）_p −Ｘ⁵ −Ｒ² ・・・（１） ただし、式中の記号は下記の意味を示す。 Ｒ¹ ：炭素数１〜１０のアルキル基、炭素数１〜１０の
アルケニル基または水素原子。 Ｒ² ：炭素数１〜１０のアルキル基、炭素数１〜１０の
アルケニル基、水素原子またはシアノ基。 Ｘ¹ 、Ｘ² 、Ｘ⁵ ：相互に独立して、−ＣＯＯ−、−Ｏ
ＣＯ−、−ＯＣＨ₂ −、−Ｏ−または単結合。 Ｘ³ 、Ｘ⁴ ：相互に独立して、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ
−、−ＣＨ₂ ＣＨ₂ −、−Ｃ≡Ｃ−、−Ｏ−または単結
合。 Ａ¹ 、Ａ² 、Ａ³ 、Ａ⁴ ：相互に独立して、非置換のト
ランス−１，４−シクロヘキシレン基、水素原子の１個
以上がハロゲン原子に置換されていてもよい１，４−フ
ェニレン基、ピリミジン−２，５−ジイル基または１，
３−ジオキサン−２，５−ジイル基。 Ｃ^* ：不斉炭素原子。 Ｙ¹ ：水素原子の１個以上がハロゲン原子に置換されて
いてもよい炭素数１〜２のアルキル基またはハロゲン原
子。 ｍ：０〜５の整数。 ｎ、ｐ：相互に独立して０または１。

【０００９】また、上記液晶組成物における、ネマチッ
ク液晶は、屈折率異方性（Δｎ）が０．１８以上であ
り、ネマチック−等方相転移温度（Ｔ_c ）が７０℃以上
であり、かつ誘電率異方性（Δε）が５以上であること
が好ましい。さらに、上記液晶組成物は、プレナー状態
で可視光を選択反射することが好ましい。

【００１０】また本発明は、上記液晶組成物を一対の電
極付き基板の間に挟持した液晶光学素子を提供する。上
記液晶光学素子においては、それぞれ一方の基板に行電
極および列電極が配置されていることが好ましい。ま
た、上記液晶光学素子において、一対の対向する電極間
隔（セルギャップ）は２〜２０μｍであることが好まし
い。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の液晶組成物に含まれる化
合物（１）は、その構造中に不斉炭素原子（Ｃ^* ）を含
む光学活性化合物である。不斉炭素原子に結合する基の
絶対配置は、ＲであってもＳであってもよい。化合物
（１）は環基を２、３または４個有し、環基と環基との
間に不斉炭素原子を有する化合物である。不斉炭素原子
を環基と環基との間に有する化合物はＨＴＰが高く好ま
しい。環基が２つの場合は低粘性であるが、Ｔ_c が低く
なる傾向がある。一方、環基が３つの場合はＴ_c が上昇
する。さらに環基が４つの場合はＴ_c が大幅に上昇す
る。

【００１２】化合物（１）において、Ｒ¹ は、炭素数１
〜１０のアルキル基、炭素数１〜１０のアルケニル基ま
たは水素原子である。Ｒ² は炭素数１〜１０のアルキル
基、炭素数１〜１０のアルケニル基、水素原子またはシ
アノ基である。炭素数１〜１０のアルキル基としては、
メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブ
チル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−
ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル
基、ｔｅｒｔ−ペンチル基、１−メチルブチル基、２−
メチルブチル基、１，２−ジメチルプロピル基、ヘキシ
ル基、イソヘキシル基、１−メチルペンチル基、２−メ
チルペンチル基、３−メチルペンチル基、１，１−ジメ
チルブチル基、１，２−ジメチルブチル基、２，２−ジ
メチルブチル基、１，３−ジメチルブチル基、２，３−
ジメチルブチル基、３，３−ジメチルブチル基、１−エ
チルブチル基、２−エチルブチル基、１，１，２−トリ
メチルプロピル基、１，２，２−トリメチルプロピル
基、１−エチル−１−メチルプロピル基、１−エチル−
２−メチルプロピル基が挙げられ、これらの組み合わせ
であってもよい。炭素数１〜１０のアルケニル基として
は、上述のアルキル基の炭素−炭素結合の１個が炭素−
炭素二重結合に置換された基が挙げられる。Ｒ¹ として
は、炭素数１〜１０のアルキル基または水素原子、Ｒ²
としては、炭素数１〜１０のアルキル基、水素原子また
はシアノ基であることが好ましく、より好ましくは、Ｒ
¹ としては炭素数１〜６のアルキル基または水素原子、
Ｒ²としては炭素数１〜６のアルキル基、水素原子また
はシアノ基である。Ｒ¹ 、Ｒ² がそれぞれアルキル基で
ある場合は、分岐構造であると相溶性が低下したりＴ_c
が低下することがあるため、直鎖構造であるのが好まし
く、炭素数３〜５の直鎖状アルキル基が特に好ましい。
また、Ｒ¹ 、Ｒ² がそれぞれアルケニル基である場合
は、炭素数２〜６のアルケニル基が好ましく、炭素数２
〜６のトランスアルケニル基がより好ましい。Ｒ¹ 、Ｒ
² としては、それぞれ炭素数３〜５の直鎖状アルキル
基、イソブチル基、水素原子または炭素数２〜６のトラ
ンスアルケニル基がとりわけ好ましい。また、Ｒ² にお
いてはシアノ基もまたとりわけ好ましい。Ｒ² がシアノ
基である化合物（１）は、Δεが大きくなる。さらにＲ
² がシアノ基のとき、Ｘ⁵ は単結合であることが好まし
く、さらに−Ｘ⁵ −Ｒ² に結合した環基が、水素原子の
１個以上がハロゲン原子で置換された１，４−フェニレ
ン基であるのがより好ましい。

【００１３】Ｘ¹ 、Ｘ² 、Ｘ⁵ は、相互に独立して、−
ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＯＣＨ₂−、−Ｏ−または単
結合である。Ｘ¹ 、Ｘ⁵ としては、Ｔ_c を低下させるこ
となく、粘性を低下させやすいことから、単結合または
−Ｏ−が好ましい。Ｘ² としては、単結合、−ＣＯＯ−
または−ＯＣＯ−が好ましい。Ｘ² が単結合、−ＣＯＯ
−または−ＯＣＯ−であると、粘性を低く、かつＨＴＰ
を高くしやすいため好ましい。Ｘ³ 、Ｘ⁴ は、相互に独
立して、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ₂ ＣＨ₂ −、
−Ｃ≡Ｃ−、−Ｏ−または単結合である。特に、−ＣＯ
Ｏ−、−Ｃ≡Ｃ−または単結合が好ましい。

【００１４】Ａ¹ 、Ａ² 、Ａ³ 、Ａ⁴ は、相互に独立し
て、非置換のトランス−１，４−シクロヘキシレン基、
水素原子の１個以上がハロゲン原子に置換されていても
よい１，４−フェニレン基、ピリミジン−２，５−ジイ
ル基、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル基である。
Ａ¹ としては、水素原子の１個以上がハロゲン原子に置
換されていてもよい１，４−フェニレン基が好ましく、
特に入手しやすい点で非置換の１，４−フェニレン基が
好ましい。Ａ² 、Ａ³ 、Ａ⁴ としては、相互に独立し
て、非置換のトランス−１，４−シクロヘキシレン基、
非置換の１，４−フェニレン基または水素原子の１個以
上がハロゲン原子に置換された１，４−フェニレン基が
好ましい。Ａ² 、Ａ³ またはＡ⁴ が非置換のトランス−
１，４−シクロヘキシレン基であると粘性を低くでき
る。そのため、Ａ² 、Ａ³ 、Ａ⁴ から選ばれる少なくと
も１つが非置換のトランス−１，４−シクロヘキシレン
基であることがより好ましい。Ａ² 、Ａ³ 、Ａ⁴が、そ
れぞれ水素原子の１個以上がハロゲン原子に置換された
１，４−フェニレン基である場合は、該ハロゲン原子と
してはフッ素原子が好ましく、特にモノフルオロ−１，
４−フェニレン基またはジフルオロ−１，４−フェニレ
ン基が好ましい。フッ素原子はＴ_c を低下させずに粘性
を低下させる効果が期待できる。なお、ハロゲン原子の
置換位置は特に限定されない。

【００１５】Ｙ¹ は、水素原子の１個以上がハロゲン原
子に置換されていてもよい炭素数１〜２のアルキル基、
またはハロゲン原子である。Ｙ¹ としては、水素原子の
１個以上がハロゲン原子に置換されていてもよい炭素数
１〜２のアルキル基が好ましく、特に、−ＣＨ₃ 、−Ｃ
Ｈ₂ ＣＨ₃ または−ＣＦ₃ がＴ_c を低下させることなく
粘性を低下させ、ＨＴＰを高めやすいため好ましい。こ
のように、不斉炭素原子が立体障害の大きい置換基を有
していると、ＨＴＰをより高められる。化合物（１）
は、Ａ¹ が非置換の１，４−フェニレン基であり、Ｙ¹
が水素原子の１個以上がハロゲン原子に置換されていて
もよいメチル基であることが好ましい。ｍは０、１、
２、３、４または５である。ｍとしては、０、１または
２が好ましく、特に０または１が好ましい。不斉炭素原
子の周りの立体障害が大きい場合は、ｍが０であるとＴ
_c が低くなりやすいため、ｍは１であるのが好ましい。
ｎ、ｐは相互に独立して、０または１である。

【００１６】上記のような条件を満たす化合物（１）
は、ＨＴＰが高く、Ｔ_c が高く、かつ粘度の低い化合物
である。これらの特性は、上記の各条件を選択し、組み
合わせることにより、用途に合わせて調製できる。化合
物（１）としては、化合物（１Ａ）、化合物（１Ｂ）ま
たは化合物（１Ｃ）が好ましく、化合物（１−１）、化
合物（１−２）または化合物（１−３）がより好まし
い。 Ｒ¹ −Ｘ¹ −Ａ¹ −Ｃ^* ＨＹ¹ −（ＣＨ₂ ）_m − −Ｘ² −Ａ² −（Ａ³ ）_n −Ｘ⁵ −Ｒ² ・・・（１Ａ） Ｒ¹ −Ｘ¹ −Ａ¹ −Ｃ^* ＨＹ¹ −（ＣＨ₂ ）_m − −Ｘ² −Ａ² −Ｘ³ −Ａ³ −Ｘ⁵ −Ｒ² ・・・（１Ｂ） Ｒ¹ −Ｘ¹ −Ａ¹ −Ｃ^* ＨＹ¹ −（ＣＨ₂ ）_m − −Ｘ² −Ａ² −Ｘ³ −Ａ³ −Ｘ⁴ −Ａ⁴ −Ｘ⁵ −Ｒ² ・・・（１Ｃ） Ｒ¹ −Ａ¹¹−Ｃ^* Ｈ（ＣＨ₃ ）−ＣＨ₂ − −Ａ²¹−Ｒ² ・・・（１−１） Ｒ¹ −Ａ¹²−Ｃ^* Ｈ（ＣＨ₃ ）−ＣＨ₂ − −Ａ²²−Ｘ³ −Ａ³²−Ｒ² ・・・（１−２） Ｒ¹ −Ａ¹³−Ｃ^* Ｈ（ＣＨ₃ ）−ＣＨ₂ − −Ａ²³−Ａ³³−Ａ⁴³−Ｒ² ・・・（１−３） 化合物（１）の具体例としては、下記の化合物が好まし
く挙げられる。

【００１７】

【化１】

【００１８】

【化２】

【００１９】化合物（１）の製造方法は特に限定され
ず、通常用いられる方法で製造できるが、化合物（１）
のうち、ｍが１、Ｘ² が単結合である化合物（１’）
は、例えば、次の方法により製造できる。

【００２０】

【化３】

【００２１】すなわち光学活性なカルボン酸（式Ａ）を
塩化チオニルにて酸クロライド（式Ｂ）とし、さらに、
塩化アルミニウムの存在下、ベンゼン誘導体（式Ｃ）と
反応させ、ケトン誘導体（式Ｄ）を得る。次いで、塩化
アルミニウムの存在下、水素化リチウムアルミニウムに
て還元し、目的の化合物（式１’）を得る。各反応にお
いて、光学活性化合物の光学純度は保持される。ｍが２
以上の場合も、対応するカルボン酸を用いて同様に製造
できる。また、Ｘ² が単結合以外の場合、またはｍが０
である場合には、Ｘ² 、Ｘ³ またはＸ⁴などの結合基の
反応、例えば、エステル化反応、グリニャール反応、フ
リーデルクラフツ反応などにより製造することができ
る。

【００２２】本発明の液晶組成物は、ネマチック液晶と
光学活性化合物（１）とを、全体が等方相となる温度に
おいて混合して得られる。混合する割合は、あらかじめ
５％（質量基準である。以下同じ。）程度の濃度で測定
しておいた光学活性化合物のＨＴＰと、所望のヘリカル
ピッチから、［ｃ＝１／（ｐ・ＨＴＰ）］の式により計
算で求められる。複数の光学活性化合物を混合する場
合、該混合した光学活性化合物のＨＴＰall は、それぞ
れのＨＴＰをＨＴＰ_i （ＨＴＰ₁ 、ＨＴＰ₂ …）とし、
光学活性化合物中のそれぞれの比率をＲ_i （Ｒ₁ 、Ｒ₂
…）とすると、［ＨＴＰ_all ＝ΣＨＴＰ_i ・Ｒ_i ］によ
り概算できる。ＨＴＰ_all を単独の光学活性化合物のＨ
ＴＰに置き換えて計算することにより、光学活性化合物
の必要量の概算値が求められる。

【００２３】カイラルネマチック液晶を用いた液晶光学
素子は、広視野角で明るく高コントラストの液晶光学素
子として好適である。実際の使用においては、通常のＳ
ＴＮやＴＮタイプの液晶光学素子と同様に、広い温度範
囲での動作や保存安定性が求められる。具体的な動作温
度は、民生仕様用途では０〜＋５０℃、携帯電話等の用
途では−２０〜＋７０℃、車載用途では−３５〜＋９０
℃が必要となる。低温側の保存温度は、航空機での輸送
等を考慮すると−４０℃までの温度が必要とされ、高温
側の保存温度は、（動作温度＋１０℃）までの温度が必
要とされる。

【００２４】カイラルネマチック液晶の選択反射を利用
した液晶光学素子の場合は、用いる液晶組成物のヘリカ
ルピッチは、可視光を選択反射するように設計するた
め、ＳＴＮやＴＮのヘリカルピッチに比べると格段に小
さくなる。このため上記の関係から、光学活性化合物の
添加量は大きくなる場合が多い。その添加量は、ＳＴＮ
やＴＮでは組成物中に０．５〜３％であるのに対して、
カイラルネマチック液晶では８〜６０％程度（多くは１
０〜４０％程度）である。しかし、単一の光学活性化合
物を多量に添加すると、低温での保存安定性が悪くな
り、粘度や高温での相転移温度の設計の自由度が小さく
なり、ネマチック液晶の粘度やＴ_c に対する要求が厳し
くなる問題がある。また、複数の光学活性化合物を添加
した液晶組成物の検討例は多いものの、いずれも粘度が
高く、Ｔ_c も満足できるものではなかった。

【００２５】広い温度範囲で液晶光学素子を使用する場
合、高温側の特性に大きな影響を及ぼすＴ_c を高くする
一方、低温側の特性を左右する粘度にも着目する必要が
ある。液晶光学素子は、一般的には粘度が高くなると応
答速度が低下する。さらに、カイラルネマチック液晶を
用いた液晶光学素子に特徴的なこととして、電圧の印加
時間が一定の場合は、粘度の温度依存性が大きいと、必
要とされる電圧の大きさの温度依存性も大きくなる。ま
た、特に低温ではフォーカルコニックへの変化に時間が
かかり、電圧印加時間が短い場合、低いコントラストし
か得られない。したがって、粘性が低下することにより
駆動電圧の温度依存性と低温でのコントラストは改善で
きるが、一般にＴ_c を上げることと粘性を低くすること
は相反するので、両方を同時に満足することは難しかっ
た。

【００２６】本発明者らは、光学活性化合物として、Ｈ
ＴＰが高く、かつ粘度の低い本発明の化合物（１）を含
むことにより、Ｔ_c が５５〜８８℃程度となり、粘度が
４５〜１００ｍＰａ・ｓと小さいものであり、しかも、
広い温度範囲で安定な液晶組成物が得られることを見出
し、本発明を完成させた。この液晶組成物は、−３０℃
で保存しても、結晶化により表示が消えるなどの品質が
損われることがなく、低電圧で動作させることができる
ため、液晶光学素子に好適である。

【００２７】また、本発明の液晶組成物は、化合物
（１）の光学活性化合物以外の光学活性化合物（以下、
他の光学活性化合物という。）を含んでいてもよい。他
の光学活性化合物としては、相溶性が良好であり、著し
くＴ_c を下げたりすることがなければ特に限定されず、
例えば、下記の化合物が挙げられる。

【００２８】

【化４】

【００２９】 Ｒ³ −Ｘ⁶ −（Ａ⁵ ）_r −Ａ⁶ −Ｘ⁷ −Ｃ^* ＨＹ² − −（ＣＨ₂ ）_s −Ｘ⁸ −Ａ⁷ −（Ａ⁸ ）_t −Ｘ⁹ −Ｒ⁴ ・・・（２） Ｒ⁵ −Ｘ¹⁰−（Ａ⁹ ）_u −Ａ¹⁰−Ｘ¹¹− −Ｐｈ^DH−Ｘ¹²−Ｃ^* ＨＹ³ −Ｒ⁶ ・・・（３） ただし、式中の記号は下記の意味を示す。ただし、不斉
炭素原子には同じ基が結合しない。 Ｒ³ 、Ｒ⁴ 、Ｒ⁵ 、Ｒ⁶ ：相互に独立して、炭素数１〜
１０のアルキル基、炭素数１〜１０のアルケニル基また
は水素原子。 Ｘ⁶ 、Ｘ⁸ 、Ｘ⁹ 、Ｘ¹⁰、Ｘ¹¹、Ｘ¹²：相互に独立し
て、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＯＣＨ₂ −、−Ｏ−ま
たは単結合。 Ｘ⁷ ：−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＯＣＨ₂ −または−
Ｏ−。 Ａ⁵ 、Ａ⁶ 、Ａ⁷ 、Ａ⁸ 、Ａ⁹ 、Ａ¹⁰：相互に独立し
て、非置換のトランス−１，４−シクロヘキシレン基ま
たは水素原子の１個以上がハロゲン原子に置換されてい
てもよい１，４−フェニレン基。 Ｃ^* ：不斉炭素原子。 Ｙ² 、Ｙ³ ：相互に独立して、水素原子の１個以上がハ
ロゲン原子に置換されていてもよいメチル基、水素原子
の１個以上がハロゲン原子に置換されていてもよいフェ
ニル基、非置換のシクロヘキシル基またはハロゲン原
子。 ｓ：１、２、３、４または５の整数。 ｒ、ｔ、ｕ：相互に独立して０または１。 Ｐｈ^DH：２位と６位の水素原子がハロゲン原子に置換さ
れている１，４−フェニレン基。

【００３０】なかでも他の光学活性化合物としては、化
合物（２）や化合物（３）の光学活性化合物が好ましく
用いられる。特に環基の少ない化合物（１）を用いる場
合は、液晶組成物の粘度を大幅に低下させることができ
るが、同時に液晶組成物のＴ _c が低下することがあるた
め、Ｔ_c の低下が少ない化合物（２）や化合物（３）の
光学活性化合物を併用することが望ましい。

【００３１】化合物（２）において、Ｒ³ 、Ｒ⁴ として
は、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数２〜６のアルケ
ニル基または水素原子が好ましい。アルケニル基にシス
−アルケニル基とトランス−アルケニル基とがありうる
場合にはトランス−アルケニル基がより好ましい。ま
た、Ｒ³ およびＲ⁴ は直鎖構造が好ましい。Ｘ⁶ および
Ｘ⁹ としては、単結合または−Ｏ−が好ましい。Ｘ
⁷ は、−ＣＯＯ−または−ＯＣＯ−が好ましい。Ｘ
⁸ は、単結合、−ＣＯＯ−または−ＯＣＯ−が好まし
い。

【００３２】Ａ⁵ 、Ａ⁶ 、Ａ⁷ およびＡ⁸ が相互に独立
して、水素原子の１個以上がハロゲン原子に置換されて
いてもよい１，４−フェニレン基である場合のハロゲン
原子の置換位置は特に限定されない。Ａ⁵ 、Ａ⁸ として
は、非置換のトランス−１，４−シクロヘキシレン基が
好ましい。Ａ⁶ 、Ａ⁷ としては、非置換の１，４−フェ
ニレン基が好ましい。Ｙ² としては、水素原子の１個以
上がハロゲン原子に置換されていてもよいフェニル基が
好ましく、特に、非置換のフェニル基が好ましい。

【００３３】ｓとしては１または２が好ましく、特に１
が好ましい。Ｙ² は、水素原子の１個以上がハロゲン原
子に置換されていてもよいフェニル基または非置換のシ
クロヘキシル基の場合は、ｒまたはｔの少なくとも一方
は１であるのが好ましく、特に両方とも１であるのが好
ましい。そうでない場合は、ｒおよびｔは両方とも０で
あるか、または一方のみ１であるのが好ましい。すなわ
ち、化合物（２）としては、環基を２、３、４または５
個有する化合物が好ましい。環基の数は４個がより好ま
しい。Ｙ² が水素原子の１個以上がハロゲン原子に置換
されていてもよいメチル基、またはハロゲン原子の場
合、環基の数は２個または３個が好ましい。

【００３４】化合物（２）は、Ｔ_c が高く、ＨＴＰが非
常に大きい化合物であり、例えば、下記の化合物が好ま
しく用いられる。

【００３５】

【化５】

【００３６】化合物（３）において、Ｒ⁵ 、Ｒ⁶ として
は、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数２〜６のアルケ
ニル基、または水素原子が好ましい。該アルケニル基に
シス−アルケニル基とトランス−アルケニル基とがあり
うる場合にはトランス−アルケニル基がさらに好まし
い。また、Ｒ⁵ およびＲ⁶ は直鎖構造が好ましい。Ｘ¹⁰
およびＸ¹²としては、単結合または−Ｏ−が好ましい。
Ｘ¹¹としては、単結合、−ＣＯＯ−または−ＯＣＯ−が
好ましい。

【００３７】Ａ⁹ 、Ａ¹⁰が、相互に独立して、水素原子
の１個以上がハロゲン原子に置換された１，４−フェニ
レン基である場合のハロゲン原子の置換位置は特に限定
されない。Ａ⁹ 、Ａ¹⁰としては、非置換のトランス−
１，４−シクロヘキシレン基、または非置換の１，４−
フェニレン基が好ましい。Ｙ³ としては、水素原子の１
個以上がハロゲン原子に置換されていてもよいメチル基
が好ましく、特に、メチル基またはトリフルオロメチル
基がより好ましい。Ｐｈ^DHにおけるハロゲン原子は、フ
ッ素原子が好ましい。化合物（３）としては、環基を２
または３個有する化合物が好ましい。環基の数は３個が
好ましい。Ｙ³ が水素原子の１個以上がハロゲン原子に
置換されていてもよいフェニル基または非置換のシクロ
ヘキシル基の場合、環基の数は４個が好ましい。

【００３８】化合物（３）は、特にヘリカルピッチ長が
短く、Ｔ_c が高く、ＨＴＰが大きい化合物である。例え
ば、下記の化合物が好ましく用いられる。

【００３９】

【化６】

【００４０】このように光学活性化合物を複数混合する
場合、その混合比率は特に限定されない。光学活性化合
物の合量に対する化合物（１）の含有量は２０％以上が
好ましく、３０％以上がより好ましく、４０％以上が特
に好ましい。化合物（１）は１種単独で用いることもで
きるが、４０％以上である場合には、相溶性の観点から
化合物（１）の２種以上を混合して用いるのが好まし
い。特に光学活性化合物の合量に対する化合物（１）の
含有量が６０％以上である場合には、化合物（１）の３
種以上を混合して用いるのが好ましい。また、化合物
（２）、化合物（３）および上記他の光学活性化合物か
ら選ばれる１種以上を混合して用いるのも好ましい。こ
の場合、光学活性化合物の合量のうち、最も含有量の多
い１種の光学活性化合物の含有量を７０％以下とするの
が好ましく、特に６０％以下とするのが好ましい。

【００４１】光学活性化合物と組み合わせるネマチック
液晶は、光学活性化合物との相溶性に問題なければ特に
限定されないが、ビフェニル系、トラン系、ピリミジン
系、シクロヘキサン系、ジフロロスチルベン系などのネ
マチック液晶を単独または混合して用いる。本発明の液
晶組成物としては、化合物（１）およびネマチック液晶
からなる液晶組成物が好ましい。また、ネマチック液晶
の特性は、明るくコントラストを高くするためにはΔｎ
は、０．１８以上が好ましく、０．１８〜０．３がより
好ましく、０．２１〜０．２６が特に好ましい。Δｎが
小さすぎるとプレナーの反射率が低下し、選択反射の半
値幅も小さくなり、明るさが低下するため好ましくな
い。Δｎが０．１８未満でも駆動電圧を上げ、セルギャ
ップを厚くすれば反射率を高くすることができる。ま
た、Δｎが０．３を超えるとフォーカルコニックの散乱
が強くなり、その後方散乱の寄与によりプレナーの反射
状態に対するコントラストが低下する。

【００４２】さらに、ネマチック液晶のＴ_c は７０℃以
上が好ましく、８０℃以上がより好ましく、９０℃以上
がさらに好ましい。光学活性化合物を添加した液晶組成
物のＴ_c は、ネマチック液晶のＴ_c よりも低下する場合
が多く、液晶組成物のＴ_c を高くするためには、低温域
での結晶化や粘度上昇が許容範囲にあれば、ネマチック
液晶のＴ_c も高くすることが好ましい。ネマチック液晶
のΔεは５以上が好ましく、１０以上がより好ましく、
特に１３以上が好ましい。Δεが小さいと駆動電圧が高
くなり、汎用のＴＮ、ＳＴＮ用の安価な駆動ＩＣが使用
できず、高価な駆動ＩＣが必要となったり、電源部分等
の消費電力が大きくなり、省電力効果が小さくなってし
まうためである。現状のＴＮ、ＳＴＮ用の駆動ＩＣは４
２Ｖ程度の耐圧が一般的なため、Δεは１０以上が好ま
しい。以上のことから、ネマチック液晶は、Δｎが０．
２１〜０．２６、Ｔ_c が７０℃以上、かつΔεが１０以
上であるのが特に好ましい。

【００４３】さらに、本発明の液晶組成物は、化合物
（１）、ネマチック液晶および他の光学活性化合物のほ
かに、他の液晶材料または他の非液晶材料（以下、これ
らを総称し、「他の材料」という）を含むこともでき
る。他の材料としては下記の化合物が例示される。ただ
し、Ｒ⁷ およびＲ⁸ は相互に独立して、アルキル基、ア
ルケニル基、アルコキシル基、ハロゲン原子またはシア
ノ基を示し、Ｒ⁷ およびＲ⁸ 中の水素原子の１個以上は
ハロゲン原子またはシアノ基等に置換されていてもよ
い。Ｚ¹ 、Ｚ² 、Ｚ³ 、Ｚ⁴ は、相互に独立して、五員
環または六員環（例えば、シクロヘキサン環、ベンゼン
環、ジオキサン環、ピリミジン環またはピリジン環等）
の環構造を示し、非置換でも置換されていてもよい。ま
た、環と環との間の結合基が以下の他の結合基であって
もよい。他の結合基としては、−ＣＨ₂ Ｏ−、−ＣＨ＝
ＣＨ−、−Ｎ＝Ｎ−、−ＣＨ＝Ｎ−、−ＣＯＯＣＨ
₂ −、−ＯＣＯＣＨ₂ −、−ＣＯＣＨ₂ −等が挙げられ
る。これらは、所望の性能に合わせて適宜選択される。
なお、下記化合物は単なる例示であり、下記以外の化合
物を採用してもよい。 Ｒ⁷ −Ｚ¹ −Ｚ² −Ｒ⁸ 、 Ｒ⁷ −Ｚ¹ −ＣＯＯ−Ｚ² −Ｒ⁸ 、 Ｒ⁷ −Ｚ¹ −Ｃ≡Ｃ−Ｚ² −Ｒ⁸ 、 Ｒ⁷ −Ｚ¹ −ＣＨ₂ ＣＨ₂ −Ｚ² −Ｒ⁸ 、 Ｒ⁷ −Ｚ¹ −ＣＦ＝ＣＦ−Ｚ² −Ｒ⁸ 、 Ｒ⁷ −Ｚ¹ −Ｚ² −Ｚ³ −Ｒ⁸ 、 Ｒ⁷ −Ｚ¹ −ＣＯＯ−Ｚ² −Ｚ³ −Ｒ⁸ 、 Ｒ⁷ −Ｚ¹ −ＣＨ₂ ＣＨ₂ −Ｚ² −Ｚ³ −Ｒ⁸ 、 Ｒ⁷ −Ｚ¹ −ＣＦ＝ＣＦ−Ｚ² −Ｚ³ −Ｒ⁸ 、 Ｒ⁷ −Ｚ¹ −Ｃ≡Ｃ−Ｚ² −Ｚ³ −Ｒ⁸ 、 Ｒ⁷ −Ｚ¹ −ＣＯＯ−Ｚ² −ＣＯＯ−Ｚ³ −Ｒ⁸ 、 Ｒ⁷ −Ｚ¹ −ＣＨ₂ ＣＨ₂ −Ｚ² −ＣＯＯ−Ｚ³ −
Ｒ⁸ 、 Ｒ⁷ −Ｚ¹ −ＣＨ₂ ＣＨ₂ −Ｚ² −Ｃ≡Ｃ−Ｚ³ −
Ｒ⁸ 、 Ｒ⁷ −Ｚ¹ −Ｚ² −Ｚ³ −Ｚ⁴ −Ｒ⁸ 、 Ｒ⁷ −Ｚ¹ −ＣＨ₂ ＣＨ₂ −Ｚ² −Ｃ≡Ｃ−Ｚ³ −Ｚ⁴
−Ｒ⁸ 。

【００４４】本発明における液晶光学素子は、上述の液
晶組成物を液晶セルに注入する等の方法で製造され、該
液晶組成物を一対の電極付き基板の間に狭持することが
好ましい。また、本発明における液晶光学素子は、該液
晶組成物を少なくとも片方が透明である一対の電極付き
基板の間に挟持していることが好ましい。本発明におけ
る液晶光学素子は、それぞれ一方の基板に行電極および
列電極が配置されていることが好ましい。該液晶光学素
子において、一対の対向する電極間隔は、２〜２０μｍ
であることが好ましい。さらに、上記液晶光学素子にお
いて、基板上の電極と液晶組成物とは直接接していても
よく、ポリイミドなどの有機薄膜またはシリカなどの無
機薄膜を介して接していてもよい。該液晶光学素子は、
コレステリックＬＣＤ、ＤＡＰ方式、二周波駆動方式お
よび強誘電性液晶表示素子方式等、種々の方式で使用で
きる。これらのうちでも、本発明の液晶組成物は、コレ
ステリックＬＣＤ方式の液晶光学素子に特に好適であ
る。以下に、本発明の液晶光学素子についてより具体的
に説明する。本発明の液晶光学素子は、本発明の液晶組
成物を用いることにより電圧非印加で選択反射状態と
（微小）散乱状態を呈する素子である。

【００４５】図１に本発明の液晶光学素子の模式的断面
図の一例を示す。液晶光学素子１０において、液晶組成
物４は、２枚の基板１Ａ、１Ｂに狭持される。２枚の基
板１Ａ、１Ｂの内面にはストライプ状に形成された電極
２Ａ、２Ｂが備えられ、互いにストライプ状の電極が交
錯するように配置され（行電極と列電極）、上下の電極
の交錯した部分を画素として表示データを書き込む構造
となっている。また、基板１Ａの外面には、フォーカル
コニック状態における微少散乱を吸収する光吸収体５が
備えられている。

【００４６】基板１Ａ、１Ｂは、ガラス基板または樹脂
基板等が用いられ、ガラス基板と樹脂基板との組み合わ
せでもよい。反射表示素子として用いる場合、光吸収体
５は、どちらか一方の基板の内面または外面に設置する
か、基板自体に光吸収機能を有する光吸収体を用いる。
光吸収体としては、カーボンなどの黒色顔料を含有する
樹脂成型物（板またはフィルム）、粘着剤や接着剤中に
黒色顔料を含有する樹脂成型物、黒色顔料を含有するス
プレーなどによる塗装、黒色顔料を含有する塗料などに
よる塗装、その他赤橙黄緑青藍紫色など可視光の一部分
を吸収する顔料を含む樹脂成型物、粘着剤、塗装、誘電
体多層膜を用いた反射防止膜などが好ましく挙げられ
る。

【００４７】２枚の基板１Ａ、１Ｂの電極を形成した表
面には、ポリイミドなどの有機薄膜またはシリカなどの
無機薄膜３Ａ、３Ｂを形成しても形成しなくてもよい。
有機薄膜または無機薄膜は、特に限定されず公知のもの
を使用できる。ＴＮ、ＳＴＮの液晶光学素子で一般に実
施されているラビング（電極上に形成したポリイミドな
どの有機薄膜を布等で一方向に擦る）を行うと、薄膜の
種類によってはカイラルネマチック液晶のフォーカルコ
ニックの安定性が失われてしまうことがある。よって、
メモリ性を生かした低消費電力の液晶光学素子を得るた
めには、ＴＮ、ＳＴＮで使用される有機薄膜を電極上に
設ける場合、通常はラビングを行わないか、または電極
と液晶組成物が直接に接するのが好ましい。電極２Ａ、
２Ｂ間の距離（セルギャップ）は、スペーサー等で保持
することができ、セルギャップは２〜２０μｍが好まし
く、特に３〜６μｍが好ましい。セルギャップが小さす
ぎるとコントラストが低下し、大きすぎると駆動電圧が
上昇する。スペーサーは、特に限定されず、樹脂ビー
ズ、シリカビーズなどが好ましく挙げられる。

【００４８】図１において、表示形態（透明電極の形成
パターン）は、上下の電極が交錯するフルドット表示で
あるが、他の表示形態を用いることもできる。例えば、
セグメント表示やドットキャラクタ表示などが挙げられ
る。ただし、表示形態は用途によって適切に選ぶのが好
ましい。上下の透明電極は、それぞれストライプ状のパ
ターンで所定の間隔をもって互いに平行に形成されてい
る。透明電極はいずれもＩＴＯ（インジウム・錫酸化
物）を用いるのが好ましい。

【００４９】液晶光学素子は、電極面内に微量のスペー
サーを散布し、対向させた基板の四辺をエポキシ樹脂等
のシール材で封止してセルとし、真空状態でシールの切
り欠きを液晶組成物に浸し、大気圧に戻すことで、セル
内に液晶組成物を満たし、注入口を光硬化性の樹脂で封
止して得られる。

【００５０】得られた液晶光学素子は、例えば、以下の
ように駆動できる。すなわち、列電極側の基板に端子部
を連設し、該端子部には引出電極群を形成する。列電極
はこのように引出電極群内の所定の電極に直接接続する
が、行電極はシール材に含まれている導電ビーズなどの
トランスファ材を介して引出電極群の所定の電極と導通
をとる。電極群は各基板でトランスファ材を使用せず別
々に形成してもよい。このようにして駆動波形を印加す
るための駆動ＩＣを設置する。本発明の液晶組成物を用
いる場合、駆動電圧は最大で約４０Ｖあれば充分であ
る。

【００５１】なお、上記説明は、液晶光学素子の基本的
な構成および製造方法を示したものである。上記以外に
も、例えば２層電極を用いた基板、２層の液晶層を形成
した２層液晶セル、ＴＦＴ、ＭＩＭ等の能動素子を形成
したアクティブマトリクス基板を用いたアクティブマト
リクス表示等、種々のものが使用できる。

【００５２】以上説明したように、本発明の液晶組成物
は、化合物（１）の光学活性化合物を用いることによ
り、高いＴ_c と低い粘度、広い温度範囲での安定性を達
成できる。また、最適な特性（Δｎ、Δε、Ｔ_c ）を有
するネマチック液晶と組み合わせることにより、本発明
の液晶組成物を使用したコレステリックＬＣＤは、低い
駆動電圧、速い応答速度を有し、明るく視野角が広く、
高コントラストで、かつ広い温度範囲で使用できる（特
に低温における品質保持に優れる）。

【００５３】

【実施例】以下、例１〜例１７について詳しく説明す
る。なお、各例において、粘度の測定は、ブルックフィ
ールド粘度計（形式：ＤＶ−III 、スピンドル：ＣＰ−
２５、温度：２５℃）により測定した。 ［例１］市販のネマチック液晶（Ｔ_c ＝９６．７℃、Δ
ｎ＝０．２４２、Δε＝１３．８）（以下、ネマチック
液晶Ａとする）の８１．６質量部および下記化合物（１
０）の１８．４質量部からなる液晶組成物Ａを調製し
た。この液晶組成物Ａは少なくとも−３０℃〜＋６７℃
の範囲でコレステリック相を保ち、動作温度範囲や保存
温度範囲が広く、粘度は５０ｍＰａ・ｓであり、液晶組
成物として良好な特性を示した。透明電極を有する一対
のガラス基板を対向させ、直径４μｍの樹脂ビーズを微
量散布し、該樹脂ビーズを介して、四辺に幅約１ｍｍで
印刷したエポキシ樹脂により張り合わせてセルを作製し
た。このセルに液晶組成物Ａを注入し、液晶光学素子を
製造した。液晶光学素子の一方の基板の外面に可視光を
吸収する部材を設置して、フォーカルコニック状態では
黒色に見えるようにした。この液晶光学素子に、２５℃
で２０ｍｓ幅のＡＣパルス電圧を印加して、電圧値を調
整することでプレナー状態とフォーカルコニック状態に
それぞれスイッチングすることができた。プレナー状態
では緑色の明るい選択反射色を呈し、フォーカルコニッ
ク状態では暗い黒色を呈した。フォーカルコニック状態
からホメオトロピック状態を経由してプレナー状態とな
る電圧（駆動電圧）は２８Ｖであった。

【００５４】［例２］ガラス基板の内面にポリイミドか
らなる有機薄膜を形成したこと以外は、例１と同様にし
て液晶光学素子を製造した。この液晶光学素子に例１と
同様に、電圧を印加した。選択反射色は緑色を呈した。
例１と同様にして駆動電圧を測定したところ、３５Ｖで
あった。

【００５５】［例３］ネマチック液晶Ａの８０．３質量
部および下記化合物（１１）の１９．７質量部からなる
液晶組成物Ｂを調製した。この液晶組成物Ｂは少なくと
も−３０℃〜＋４３℃の範囲でコレステリック相を保っ
ていたが、高温側の温度値が低く、また２５℃でも一部
相溶していなかったので、液晶光学素子に用いるには不
適当であった。プレナー状態では緑色の選択反射色を示
していた。

【００５６】［例４］市販のネマチック液晶（メルク・
ジャパン（株）製「ＭＪ００４２３」：Ｔ_c＝９４．０
℃、Δｎ＝０．２３０、Δε＝１５．０）の８５．６質
量部、化合物（１０）の４．８質量部、化合物（１２）
の４．８質量部、化合物（１３）の４．８質量部からな
る液晶組成物Ｃを調製した。この液晶組成物Ｃは、少な
くとも−３０℃〜＋８０℃の範囲でコレステリック相を
保ち、動作温度範囲や保存温度範囲が広く、粘度は６６
ｍＰａ・ｓであり、液晶組成物として良好な特性を示し
た。例１と同様にして液晶光学素子を作製したところ、
プレナー状態では緑色の明るい選択反射色を呈し、フォ
ーカルコニック状態では暗い黒色を呈した。例１と同様
にして駆動電圧を測定したところ、２５Ｖであった。

【００５７】［例５］市販のネマチック液晶（セイミケ
ミカル（株）製「ＡＦ２１０５」：Ｔ_c ＝９６．５℃、
Δｎ＝０．２３７、Δε＝１６．２）の８５．２１質量
部、化合物（１０）の４．９３質量部、化合物（１２）
の４．９３質量部、化合物（１３）の４．９３質量部か
らなる液晶組成物Ｄを調製した。この液晶組成物Ｄは、
少なくとも−３０℃〜＋８０℃の範囲でコレステリック
相を保ち、動作温度範囲や保存温度範囲が広く、粘度は
６６ｍＰａ・ｓであり、液晶組成物として良好な特性を
示した。例１と同様にして液晶光学素子を作製したとこ
ろ、プレナー状態では緑色の選択反射を呈し、フォーカ
ルコニック状態では暗い黒色を呈した。例１と同様にし
て駆動電圧を測定したところ、２５Ｖであった。

【００５８】［例６］市販のネマチック液晶（セイミケ
ミカル（株）製「ＡＦ２１８０」：Ｔ_c ＝１１０．２
℃、Δｎ＝０．２３１、Δε＝１６．１）の７１．７質
量部、化合物（１３）の９．４３質量部、化合物（１
４）の９．４３質量部、化合物（１５）の９．４３質量
部からなる液晶組成物Ｅを調製した。この液晶組成物Ｅ
は、少なくとも−３０℃〜＋８８℃の範囲でコレステリ
ック相を保ち、動作温度範囲や保存温度範囲が広く、粘
度は１００ｍＰａ・ｓであり、液晶組成物として良好な
特性を示した。例１と同様にして液晶光学素子を作製し
たところ、プレナー状態では緑色の選択反射を呈し、フ
ォーカルコニック状態では暗い黒色を呈した。例１と同
様にして駆動電圧を測定したところ、２０Ｖであった。

【００５９】［例７］市販のネマチック液晶（セイミケ
ミカル（株）製「ＡＦ２１８０」：Ｔ_c ＝１１０．２
℃、Δｎ＝０．２３１、Δε＝１６．１）の８２質量
部、化合物（１０）の６質量部、化合物（１６）の６質
量部、化合物（１７）の６質量部からなる液晶組成物Ｆ
を調製した。この液晶組成物Ｆは、少なくとも−３０℃
〜＋７９℃の範囲でコレステリック相を保ち、動作温度
範囲や保存温度範囲が広く、粘度は５２ｍＰａ・ｓであ
り、液晶組成物として良好な特性を示した。例１と同様
にして液晶光学素子を作製したところ、プレナー状態で
は緑色の選択反射を呈し、フォーカルコニック状態では
暗い黒色を呈した。例１と同様にして駆動電圧を測定し
たところ、２７Ｖであった。

【００６０】［例８］市販のネマチック液晶（セイミケ
ミカル（株）製「ＡＦ２２１３」：Ｔ_c ＝１０７．１
℃、Δｎ＝０．２３２、Δε＝１７．１）の７９．５質
量部、化合物（１０）の６．８３質量部、化合物（１
３）の６．８３質量部、化合物（１７）の６．８３質量
部からなる液晶組成物Ｇを調製した。この液晶組成物Ｇ
は、少なくとも−３０℃〜＋８１℃の範囲でコレステリ
ック相を保ち、動作温度範囲や保存温度範囲が広く、粘
度は５７ｍＰａ・ｓであり、液晶組成物として良好な特
性を示した。例１と同様にして液晶光学素子を作製した
ところ、プレナー状態では緑色の選択反射を呈し、フォ
ーカルコニック状態では暗い黒色を呈した。例１と同様
にして駆動電圧を測定したところ、２７Ｖであった。

【００６１】［例９］市販のネマチック液晶（セイミケ
ミカル（株）製「ＡＦ２２１３」：Ｔ_c ＝１０７．１
℃、Δｎ＝０．２３２、Δε＝１７．１）の７６．６質
量部、化合物（１０）の７．８質量部、化合物（１３）
の７．８質量部、化合物（１８）の７．８質量部からな
る液晶組成物Ｈを調製した。この液晶組成物Ｈは、少な
くとも−３０℃〜＋８９℃の範囲でコレステリック相を
保ち、動作温度範囲や保存温度範囲が広く、粘度は６３
ｍＰａ・ｓであり、液晶組成物として良好な特性を示し
た。例１と同様にして液晶光学素子を作製したところ、
プレナー状態では緑色の選択反射を呈し、フォーカルコ
ニック状態では暗い黒色を呈した。例１と同様にして駆
動電圧を測定したところ、２７Ｖであった。

【００６２】［例１０］市販のネマチック液晶（セイミ
ケミカル（株）製「ＡＦ２２１３」：Ｔ_c ＝１０７．１
℃、Δｎ＝０．２３２、Δε＝１７．１）の７９．３質
量部、化合物（１０）の６．７７質量部、化合物（１
７）の６．７７質量部、化合物（１８）の６．７７質量
部からなる液晶組成物Ｉを調製した。この液晶組成物Ｉ
は、少なくとも−３０℃〜＋８６℃の範囲でコレステリ
ック相を保ち、動作温度範囲や保存温度範囲が広く、粘
度は６０ｍＰａ・ｓであり、液晶組成物として良好な特
性を示した。例１と同様にして液晶光学素子を作製した
ところ、プレナー状態では緑色の選択反射を呈し、フォ
ーカルコニック状態では暗い黒色を呈した。例１と同様
にして駆動電圧を測定したところ、２７Ｖであった。

【００６３】［例１１］市販のネマチック液晶（セイミ
ケミカル（株）製「ＡＦ２２１３」：Ｔ_c ＝１０７．１
℃、Δｎ＝０．２３２、Δε＝１７．１）の７９．５質
量部、化合物（１０）の６．８３質量部、化合物（１
６）の６．８３質量部、化合物（１８）の６．８３質量
部からなる液晶組成物Ｊを調製した。この液晶組成物Ｊ
は、少なくとも−３０℃〜＋８５℃の範囲でコレステリ
ック相を保ち、動作温度範囲や保存温度範囲が広く、粘
度は５９ｍＰａ・ｓであり、液晶組成物として良好な特
性を示した。例１と同様にして液晶光学素子を作製した
ところ、プレナー状態では緑色の選択反射を呈し、フォ
ーカルコニック状態では暗い黒色を呈した。例１と同様
にして駆動電圧を測定したところ、２７Ｖであった。

【００６４】［例１２］ネマチック液晶Ａの８３．６質
量部、化合物（１１）の５．４７質量部、化合物（１
２）の５．４７質量部、化合物（１３）の５．４７質量
部からなる液晶組成物Ｋを調製した。この液晶組成物Ｋ
は、少なくとも−３０℃〜＋７０℃の範囲でコレステリ
ック相を保ち、動作温度範囲や保存温度範囲が広く、粘
度は５９ｍＰａ・ｓであり、液晶組成物として良好な特
性を示した。例１と同様にして液晶光学素子を作製した
ところ、プレナー状態では緑色の選択反射を呈し、フォ
ーカルコニック状態では暗い黒色を呈した。例１と同様
にして駆動電圧を測定したところ、２８Ｖであった。

【００６５】［例１３］ネマチック液晶Ａの８６．７質
量部、化合物（１１）の６．６５質量部、化合物（１
２）の６．６５質量部からなる液晶組成物Ｌを調製し
た。この液晶組成物Ｌは少なくとも−３０℃〜＋６７℃
の範囲でコレステリック相を保ち、動作温度範囲や保存
温度範囲が広く、粘度は６０ｍＰａ・ｓであり、液晶組
成物として良好な特性を示した。続いて、例１と同様に
して液晶光学素子を製造した。該液晶光学素子は、プレ
ナー状態で黄緑色の明るい選択反射色を呈し、フォーカ
ルコニック状態で暗い黒色を呈した。フォーカルコニッ
ク状態からホメオトロピック状態を経由してプレナー状
態となる電圧は３０Ｖであった。

【００６６】［例１４］ネマチック液晶Ａの７６．１質
量部、化合物（１１）の１１．９５質量部、化合物（１
３）の１１．９５質量部からなる液晶組成物Ｍを調製し
た。この液晶組成物Ｍは少なくとも−３０℃〜＋５７℃
の範囲でコレステリック相を保ち、動作温度範囲や保存
温度範囲が広く、粘度は４９ｍＰａ・ｓであり、液晶組
成物として良好な特性を示した。続いて、例１と同様に
して液晶光学素子を製造した。該液晶光学素子は、プレ
ナー状態で緑色の明るい選択反射色を呈し、フォーカル
コニック状態で暗い黒色を呈した。フォーカルコニック
状態からホメオトロピック状態を経由してプレナー状態
となる電圧は３０Ｖであった。

【００６７】［例１５］ネマチック液晶Ａの８９．９質
量部、化合物（１２）の１０．１質量部からなる液晶組
成物Ｎを調製した。この液晶組成物Ｎは緑色の選択反射
色を示したが、−３０℃で２日間保存したところ結晶が
析出した。そのため、この液晶組成物は低温での保存信
頼性を考慮すると、液晶光学素子に用いるには不適当で
ある。

【００６８】［例１６］ネマチック液晶Ａの６９．６質
量部、化合物（１３）の３０．４質量部からなる液晶組
成物Ｏを調製した。この液晶組成物Ｏは緑色の選択反射
色を示したが、８℃に冷却したところ結晶化が始まっ
た。そのため、この液晶組成物は低温での保存信頼性を
考慮すると、液晶光学素子に用いるには不適当である。

【００６９】［例１７］ネマチック液晶Ａの６６．５質
量部、化合物（１３）の１６．７５質量部、化合物（１
９）の１６．７５質量部から液晶組成物Ｐを調製した。
この液晶組成物Ｐは緑色の選択反射色を示したが、−１
６℃に冷却したところ結晶化が始まった。そのため、こ
の液晶組成物は低温での保存信頼性を考慮すると、液晶
光学素子に用いるには不適当である。また、粘度は７８
ｍＰａ・ｓであった。

【００７０】

【化７】

【００７１】

【発明の効果】本発明によれば、粘度が低く、相溶性に
優れ、動作温度範囲および保存温度範囲が広い液晶組成
物が得られる。本発明の液晶組成物を用いた液晶光学素
子は、低電圧で動作させることができ、電界の印加によ
って状態を制御した後は電界の印加が不要なため、消費
電力を非常に小さくできる。また、選択反射時の反射率
が高く、高いコントラストが得られるため、高い視認性
や低消費電力性が要求される表示装置等に好適である。
また、液晶光学素子への電界の印加／非印加時操作の繰
り返しによる素子の表示特性の変動が小さいため、信頼
性の高い液晶光学素子を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の液晶光学素子の一例を示す模式的断
面図である。

【符号の説明】

１Ａ、１Ｂ 基板 ２Ａ、２Ｂ 電極 ３Ａ、３Ｂ 有機薄膜または無機薄膜 ４ 液晶組成物 ５ 光吸収体 １０ 液晶表示素子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０２Ｆ 1/139 Ｇ０２Ｆ 1/139 (72)発明者 新山 聡 神奈川県横浜市神奈川区羽沢町1150番地 旭硝子株式会社内 Ｆターム(参考） 2H088 FA29 GA02 GA03 GA17 HA01 HA08 KA06 KA09 KA26 KA30 MA02 MA20 4H027 BA02 BD02 BD03 BD04 BD07 BD09 BD20 BD21 BE04 CB01 CD07 CE04 CE07 CN01 CT08 CU01

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】下記式（１）で表される光学活性化合物と
   ネマチック液晶とを含む液晶組成物。 Ｒ¹ −Ｘ¹ −Ａ¹ −Ｃ^* ＨＹ¹ −（ＣＨ₂ ）_m −Ｘ² − −Ａ² −（Ｘ³ −Ａ³ ）_n −（Ｘ⁴ −Ａ⁴ ）_p −Ｘ⁵ −Ｒ² ・・・（１） ただし、式中の記号は下記の意味を示す。 Ｒ¹ ：炭素数１〜１０のアルキル基、炭素数１〜１０の
   アルケニル基または水素原子。 Ｒ² ：炭素数１〜１０のアルキル基、炭素数１〜１０の
   アルケニル基、水素原子またはシアノ基。 Ｘ¹ 、Ｘ² 、Ｘ⁵ ：相互に独立して、−ＣＯＯ−、−Ｏ
   ＣＯ−、−ＯＣＨ₂ −、−Ｏ−または単結合。 Ｘ³ 、Ｘ⁴ ：相互に独立して、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ
   −、−ＣＨ₂ ＣＨ₂ −、−Ｃ≡Ｃ−、−Ｏ−または単結
   合。 Ａ¹ 、Ａ² 、Ａ³ 、Ａ⁴ ：相互に独立して、非置換のト
   ランス−１，４−シクロヘキシレン基、水素原子の１個
   以上がハロゲン原子に置換されていてもよい１，４−フ
   ェニレン基、ピリミジン−２，５−ジイル基または１，
   ３−ジオキサン−２，５−ジイル基。 Ｃ^* ：不斉炭素原子。 Ｙ¹ ：水素原子の１個以上がハロゲン原子に置換されて
   いてもよい炭素数１〜２のアルキル基またはハロゲン原
   子。 ｍ：０〜５の整数。 ｎ、ｐ：相互に独立して０または１。
2. 【請求項２】Ｒ¹ が炭素数１〜１０のアルキル基または
   水素原子、Ｒ² が炭素数１〜１０のアルキル基、水素原
   子またはシアノ基である請求項１に記載の液晶組成物。
3. 【請求項３】式（１）で表される化合物が、式（１
   Ａ）、式（１Ｂ）または式（１Ｃ）で表される化合物で
   ある請求項１または２に記載の液晶組成物。 Ｒ¹ −Ｘ¹ −Ａ¹ −Ｃ^* ＨＹ¹ −（ＣＨ₂ ）_m − −Ｘ² −Ａ² −（Ａ³ ）_n −Ｘ⁵ −Ｒ² ・・・（１Ａ） Ｒ¹ −Ｘ¹ −Ａ¹ −Ｃ^* ＨＹ¹ −（ＣＨ₂ ）_m − −Ｘ² −Ａ² −Ｘ³ −Ａ³ −Ｘ⁵ −Ｒ² ・・・（１Ｂ） Ｒ¹ −Ｘ¹ −Ａ¹ −Ｃ^* ＨＹ¹ −（ＣＨ₂ ）_m − −Ｘ² −Ａ² −Ｘ³ −Ａ³ −Ｘ⁴ −Ａ⁴ −Ｘ⁵ −Ｒ² ・・・（１Ｃ） ただし、Ｒ¹ 、Ｒ² 、Ｘ¹ 、Ｘ² 、Ｘ³ 、Ｘ⁴ 、Ｘ⁵ 、
   Ａ¹ 、Ａ² 、Ａ³ 、Ａ ⁴ 、Ｃ^* 、Ｙ¹ 、ｍ、ｎは前記と
   同じ意味を示す。
4. 【請求項４】下記式（２）および／または下記式（３）
   で表される化合物をさらに含む、請求項１、２または３
   に記載の液晶組成物。 Ｒ³ −Ｘ⁶ −（Ａ⁵ ）_r −Ａ⁶ −Ｘ⁷ −Ｃ^* ＨＹ² − −（ＣＨ₂ ）_s −Ｘ⁸ −Ａ⁷ −（Ａ⁸ ）_t −Ｘ⁹ −Ｒ⁴ ・・・（２） Ｒ⁵ −Ｘ¹⁰−（Ａ⁹ ）_u −Ａ¹⁰−Ｘ¹¹− −Ｐｈ^DH−Ｘ¹²−Ｃ^* ＨＹ³ −Ｒ⁶ ・・・（３） ただし、式中の記号は下記の意味を示す。Ｒ³ 、Ｒ⁴ 、
   Ｒ⁵ 、Ｒ⁶ ：相互に独立して、炭素数１〜１０のアルキ
   ル基、炭素数１〜１０のアルケニル基または水素原子。 Ｘ⁶ 、Ｘ⁸ 、Ｘ⁹ 、Ｘ¹⁰、Ｘ¹¹、Ｘ¹²：相互に独立し
   て、−ＣＯＯ−、−ＯＣ Ｏ−、−ＯＣＨ₂ −、−Ｏ−または単結合。Ｘ⁷ ：−Ｃ
   ＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＯＣＨ₂ −または−Ｏ−。 Ａ⁵ 、Ａ⁶ 、Ａ⁷ 、Ａ⁸ 、Ａ⁹ 、Ａ¹⁰：相互に独立し
   て、非置換のトランス−１，４−シクロヘキシレン基ま
   たは水素原子の１個以上がハロゲン原子に置換されてい
   てもよい１，４−フェニレン基。 Ｃ^* ：不斉炭素原子。 Ｙ² 、Ｙ³ ：相互に独立して、水素原子の１個以上がハ
   ロゲン原子に置換されていてもよいメチル基、水素原子
   の１個以上がハロゲン原子に置換されていてもよいフェ
   ニル基、非置換のシクロヘキシル基またはハロゲン原
   子。 ｓ：１〜５の整数。 ｒ、ｔ、ｕ：相互に独立して０または１。 Ｐｈ^DH：２位と６位の水素原子がハロゲン原子に置換さ
   れている１，４−フェニレン基。
5. 【請求項５】式（１）で表される化合物が、下記式で表
   される化合物である請求項１〜４のいずれかに記載の液
   晶組成物。 Ｒ¹ −Ａ¹¹−Ｃ^* Ｈ（ＣＨ₃ ）−ＣＨ₂ − −Ａ²¹−Ｒ² ・・・（１−１） Ｒ¹ −Ａ¹²−Ｃ^* Ｈ（ＣＨ₃ ）−ＣＨ₂ − −Ａ²²−Ｘ³ −Ａ³²−Ｒ² ・・・（１−２） Ｒ¹ −Ａ¹³−Ｃ^* Ｈ（ＣＨ₃ ）−ＣＨ₂ − −Ａ²³−Ａ³³−Ａ⁴³−Ｒ² ・・・（１−３） ただし、式中の記号は下記の意味を示す。Ｒ¹ 、Ｒ² 、
   Ｘ³ ：前記と同じ意味を示す。Ａ¹¹、Ａ²¹、Ａ¹²、
   Ａ²²、Ａ³²、Ａ¹³、Ａ²³、Ａ³³、Ａ⁴³：相互に独立し
   て、非置換のトランス−１，４−シクロヘキシレン基ま
   たは水素原子の１個以上がハロゲン原子に置換されてい
   てもよい１，４−フェニレン基。
6. 【請求項６】ネマチック液晶の屈折率異方性（Δｎ）が
   ０．１８以上であり、ネマチック−等方相転移温度（Ｔ
   _c ）が７０℃以上であり、かつ誘電率異方性（Δε）が
   ５以上である、請求項１〜５のいずれかに記載の液晶組
   成物。
7. 【請求項７】液晶組成物が、プレナー状態で可視光を選
   択反射する液晶組成物である請求項１〜６のいずれかに
   記載の液晶組成物。
8. 【請求項８】請求項１〜７のいずれかに記載の液晶組成
   物を一対の電極付き基板の間に挟持した液晶光学素子。
9. 【請求項９】それぞれ一方の基板に行電極および列電極
   を配置した、請求項８に記載の液晶光学素子。
10. 【請求項１０】一対の対向する電極間隔が２〜２０μｍ
    である、請求項８または９に記載の液晶光学素子。