JP2019531373A - 液晶媒体および液晶ディスプレイ - Google Patents

Abstract

【課題】液晶媒体および液晶ディスプレイを提供する。【解決手段】本発明は、請求項１で定める通りの式ＩおよびＩＩの化合物の群から選択される１種類以上のメソゲン化合物、１種類以上のキラル化合物ならびに１種類以上の重合性化合物を含む液晶媒体と、１種類以上の該重合性化合物を重合することで該媒体から入手されたかそれぞれ入手し得る複合体システムと、該複合体システムを含む液晶ディスプレイ、特に反射モードで動作するディスプレイとに関する。本発明は更に該複合体システムを調製する方法であって、空間選択的に重合することを含む方法に関する。【選択図】なし

Description

本発明は、以下に定める通りの式ＩおよびＩＩの化合物の群から選択される１種類以上のメソゲン化合物、１種類以上のキラル化合物ならびに１種類以上の重合性化合物を含む液晶媒体と、１種類以上の該重合性化合物を重合することで該媒体から入手されたかそれぞれ入手し得る複合体システムとに関する。更に本発明は得られた複合体システムを含む液晶ディスプレイ、特に反射モードで動作するディスプレイに関する。本発明は更に該複合体システムを調製する方法であって、該媒体を空間選択的に重合することを含む方法に関する。

液晶（ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ、ＬＣ）ディスプレイは先行技術から既知である。一般的に使用されるディスプレイ装置は、Ｓｃｈａｄｔ−Ｈｅｌｆｒｉｃｈ効果に基づいており例えば、典型的には９０°のツイスト角を有するＴＮ（「ツイストネマチック（ｔｗｉｓｔｅｄ ｎｅｍａｔｉｃ）」）セルおよび典型的には１８０°〜２７０°のツイスト角を有するＳＴＮ（「超ツイストネマチック（ｓｕｐｅｒ−ｔｗｉｓｔｅｄ ｎｅｍａｔｉｃ）」）などのツイストネマチック構造を有する液晶媒体を含む。これらのディスプレイにおけるツイスト構造は通常、ネマチックまたはスメクチックＬＣ媒体に１種類以上のキラルドーパントを添加することで達成される。

キラルネマチックまたはコレステリック構造を有する液晶媒体を含むＬＣディスプレイも既知である。これらの媒体はＴＮおよびＳＴＮセルで使用される媒体と比較して、有意に高いツイストを有する。コレステリック液晶（ｃｈｏｌｅｓｔｅｒｉｃ ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ、ＣＬＣ）は円偏光の選択的反射を示し、ここで光ベクトルの回転方向はコレステリックらせんの回転方向に対応する。適切なコレステリックピッチを有するコレステリック液晶は、それらが彩色されカラーフィルタの使用を回避できるように光を選択的に反射するので、ＣＬＣディスプレイは反射モードでの動作に特に有用である。

反射波長は以下の式（１）に従って、コレステリックらせんのピッチｐおよびコレステリック液晶の平均複屈折に依存する。

式中、λ_ｍａｘは選択反射極大の波長であり、ｎ_ｍｅａｎは平均屈折率であり、ここでｎ_ｍｅａｎ＝（ｎ_ｏ＋ｎ_ｅ）／２であり、それぞれｎ_ｏおよびｎ_ｅは正常屈折率および異常屈折率であり、ｎ_ｏは正常屈折率であり、ピッチｐは２π回転するＣＬＣの配向軸（ダイレクタ）についての距離である。

慣用のコレステリック液晶（ＣＬＣ（ｃｈｏｌｅｓｔｅｒｉｃ ｌｉｑｕｉｄ−ｃｒｙｓｔａｌ））ディスプレイの例は、所謂ＳＳＣＴ（「表面安定化コレステリック構造（ｓｕｒｆａｃｅ ｓｔａｂｉｌｉｓｅｄ ｃｈｏｌｅｓｔｅｒｉｃ ｔｅｘｔｕｒｅ）」）およびＰＳＣＴ（「ポリマー安定化コレステリック構造（ｐｏｌｙｍｅｒ ｓｔａｂｉｌｉｓｅｄ ｃｈｏｌｅｓｔｅｒｉｃ ｔｅｘｔｕｒｅ）」）ディスプレイである。ＳＳＣＴおよびＰＳＣＴディスプレイは通常、例えば初期状態において特定の波長を有する光を反射する平面構造を有し、交流電圧パルスを印加することでフォーカルコニックな光散乱構造にスイッチでき、逆もそうであるＣＬＣ媒体を含む。より強い電圧パルスを印加するとＣＬＣ媒体はホメオトロピックな透明状態にスイッチでき、そこから電圧の急速な遮断後に平面状態に、またはゆっくりとした遮断後にフォーカルコニック状態に緩和する。

平面テクスチャでは、反射光がコレステリックらせんと同じ掌性を有するブラッグ反射が生じる。

フォーカルコニック状態ではドメイン境界における屈折率の不連続な空間的変動のために、らせん軸はランダムに配置され、テクスチャは光散乱を示す。

平面およびフォーカルコニックの両構成は、典型的には外部電界が存在しなくても安定している。平面およびフォーカルコニック状態間の電界駆動テクスチャ転移の効果は、ＣＬＣディスプレイの動作の基礎を形成し、ここでＣＬＣテクスチャが平面からフォーカルコニックテクスチャにスイッチされるとブラッグ反射は消失し、らせん軸がランダムに分布しているためＣＬＣは入射光を散乱する。

しかしながら状態間のスイッチは典型的には、正の誘電異方性（Δε＞ ０）を有するＬＣ分子と垂直電界との間の誘電結合によってコレステリックらせんが完全にほどかれているホメオトロピック状態を介してのみ達成される。

従来、平面状態からフォーカルコニック状態へのＣＬＣスイッチは、ＡＣ矩形波のパルスによって引き起こされる。臨界値を超える電圧が印加されると、ＣＬＣはホメオトロピック状態にスイッチする。引き続く平面状態への転移は、電界を急速に切る場合に達成できる。しかしながら電圧をゆっくり切ると、ＣＬＣのホメオトロピック状態はフォーカルコニック状態に変化し得る。この駆動方式では、フォーカルコニックから平面状態への転移は中間的なホメオトロピック状態を介して達成される。

国際公開第９２／１９６９５号（特許文献１）および米国特許第５，３８４，０６７号明細書（特許文献２）には例えば、正の誘電異方性を有するＣＬＣ媒体と、液晶材料中に分散された１０重量％までの相分離ポリマーネットワークとを含むＰＳＣＴディスプレイが記載されている。米国特許第５，４５３，８６３号明細書（特許文献３）には例えば、正の誘電異方性を有するポリマーを含まないＣＬＣ媒体を含むＳＳＣＴディスプレイが記載されている。

初期状態、即ち電圧印加前のＣＬＣ媒体の平面配向は例えば、セル壁の表面処理によってＳＳＣＴディスプレイにおいて達成される。ＰＳＣＴディスプレイではＣＬＣ媒体は、それぞれのアドレス状態でＣＬＣ媒体の構造を安定化させる相分離ポリマーまたはポリマーネットワークを追加して含む。

ＰＳＣＴ系の場合、典型的には少量の反応性、即ち重合性モノマー、例えば１％がＣＬＣ中に分散され液晶相中で重合されて異方性ポリマーネットワークを形成する。形成されたポリマーネットワークは、ＬＣに対して配向効果を有する。コレステリックピッチ、重合条件およびポリマーネットワークの構造に応じて、ノーマルおよびリバースモードのポリマー安定化キラルネマチックディスプレイを製造できる。

ＳＳＣＴおよびＰＳＣＴディスプレイは双安定であり即ち、それぞれの状態は電界のスイッチが切られた後も保持され、電界の再印加によって初期状態に戻るように変換されるのみであり、短い電圧パルスで十分である。対照的にＴＮまたはＳＴＮディスプレイのような電気光学的ディスプレイでは、アドレスされたピクセル内のＬＣ媒体は、電界がスイッチが切られた後直ちに初期状態に戻り、このことは耐久性のあるピクセルの形成にアドレス電圧の維持が必要であることを意味する。

このような特性、特に双安定性はＣＬＣディスプレイにおいてのみではなく例えば、電気的にスイッチ可能なプライバシーウィンドウおよび光シャッターなどの偏光子を含まない電気光学的デバイスにおいても有用である。

米国特許第５，５７０，２１６号明細書（特許文献４）には、アクティブ領域および非アクティブ領域の両方でＬＣ分子を繋ぎ止めるポリマーネットワークが非アクティブ領域を透明状態に係止するポリマー安定化双安定コレステリック液晶ディスプレイが記載されている。

ＳＳＣＴおよびＰＳＣＴディスプレイは一般に、バックライトを必要としない。平面状態においてピクセル内のＣＬＣ媒体は上式（１）に従って特定の波長の選択的光反射を示し、これはピクセルが対応する反射色が、例えば黒い背景の前に現れることを意味する。反射色は、フォーカルコニック散乱またはホメオトロピック透明状態に変化すると消失する。

上述の理由により、ＣＬＣディスプレイはＴＮまたはＳＴＮディスプレイと比較して著しく低い電力消費を有する。加えてＣＬＣディスプレイは、散乱状態において視野角依存性を僅かに示すのみか全く示さない。更にＣＬＣディスプレイはＴＮディスプレイの場合のようにアクティブマトリクスアドレスを必要とせず代わりに、より単純な多重ピクセルまたはパッシブマトリックスモードで動作できる。

上述のディスプレイのためのＣＬＣ媒体は例えば、ネマチックＬＣ混合物を、高いツイスト力を有するキラルドーパントでドープすることで調製できる。なお誘発されたコレステリックへリックスのピッチｐは、濃度ｃおよびキラルドーパントのヘリカルツイスト力ＨＴＰ（ｈｅｌｉｃａｌ ｔｗｉｓｔｉｎｇ ｐｏｗｅｒ）により、式（２）に従って与えられる。

また例えば、それぞれのドーパントのＨＴＰの温度依存性を補償し、よってＣＬＣ媒体のへリックスピッチおよび反射波長の低い温度依存性を達成するために、２種類以上のドーパントを使用することも可能である。総ＨＴＰ（ＨＴＰ_{ｔｏｔａｌ}）は、式（３）の通りである。

式中、ｃ_ｉはそれぞれ個々のドーパントの濃度であり、ＨＴＰ_ｉはそれぞれ個々のドーパントのヘリカルツイスト力である。

上述のディスプレイにおいて使用するためのＣＬＣ材料は、良好な化学的および熱的安定性および電界および電磁放射線に対する良好な安定性を有しなければならない。更に、液晶材料は、高い透明点、十分に高い複屈折、高い正の誘電異方性および低い回転粘度を有する広いコレステリック液晶相を有しなければならない。

ＣＬＣディスプレイにおいて一般に電極は、ＣＬＣ媒体において電界でアドレス可能なアクティブ領域または区域の両者が形成され、ならびにアドレス可能なピクセル間の領域などのアドレスされない非アクティブ領域または区域が形成されるように配置される。非アクティブ領域の状態が制御されていないか制御が不十分な場合、コントラストの低下をもたらす問題が起こり得る。

この問題は所謂ブラックマスクを適用することで克服できる。しかしながら、ブラックマスクは追加の製造工程を必要とし、滑らかなマスク表面を提供し汚染物質の導入を避けるために注意を払わなければならない。

例えば米国特許第６，２８５，４３４号明細書（特許文献５）に記載されように多色ＣＬＣディスプレイについては、セル間に仕切りを設けることで独立したセルを形成できる。この場合、引き続く工程においてセルは所望の色を示すＣＬＣ、例えばそれぞれ赤、緑および青の色を有するＣＬＣ媒体で選択的に充填または注入される。

広い動作温度範囲、短い応答時間、低い閾電圧、反射波長の小さな温度依存性および特に高い値の複屈折などの適切な特性を有する液晶媒体を提供しながら好ましいコントラストを示す反射型ＬＣディスプレイに対する技術的な必要性が依然としてある。

国際公開第９２／１９６９５号 米国特許第５，３８４，０６７号明細書 米国特許第５，４５３，８６３号明細書 米国特許第５，５７０，２１６号明細書 米国特許第６，２８５，４３４号明細書

よって本発明の目的は、機械的安定性の向上などの追加の好ましい特性を更に提供しながら、好ましいコントラストを示す改良された複合体システム、電気光学的スイッチ素子およびＬＣディスプレイを提供することである。

更に、そのようなシステム、素子およびディスプレイにおいて有用であり、それらの製造において好ましい性能を可能にするメソゲン媒体を提供することを目的とする。特に、適切高いΔεおよび高電気抵抗ならびに適切に高いΔｎおよび電気光学的パラメータの良好な値を有し、更に特に比較的低い回転粘度および良好な信頼性、特にキラルネマチックな広く安定なＬＣ相範囲、低い融点および比較的高い透明点ならびに適切に高い電圧保持率を提供しながら、特に適切に低い閾電圧および改善された低温挙動を与えることができるメソゲン媒体を提供することを目的とする。

そのような複合体システム、電気光学的スイッチ素子およびＬＣディスプレイを調製するための改良された方法を提供することを更なる目的とし、該方法によって適切および効果的に製造が容易になり、システム、素子およびＬＣディスプレイの好ましい特性がもたらされる。本発明の更なる目的は、以下の詳細な説明から当業者には直ちに明らかである。

当該目的は本願独立形式の請求項で決定される主題によって解決され、一方好ましい実施形態はそれぞれの従属形式の請求項に規定され更に下に記載される。

本発明は特に、主要な態様、好ましい実施形態および特定の特徴を含む以下の項目を提供し、それらは、それぞれ単独または組み合わせて上の目的の解決に寄与し、そして最終的には更なる利点を提供する。

本発明の第一の態様によれば、
・式ＩおよびＩＩの化合物の群から選択される１種類以上のメソゲン化合物と、
・１種類以上のキラル化合物と、および
・１種類以上の重合性化合物とを含み、
ただし１種類以上の重合性化合物は、媒体の全含有量に基づいて２．０重量％以上の量で存在する液晶媒体が提供される。

式中、
Ｒ^１およびＲ^２は、それぞれ互いに独立に、１〜１２個のＣ原子を有するアルキル、アルコキシ、フッ素化アルキルまたはフッ素化アルコキシ、２〜１２個のＣ原子を有するアルケニル、アルケニルオキシ、アルコキシアルキル、フッ素化アルケニルまたはフッ素化アルケニルオキシであり、
Ｌ^１１、Ｌ^１２、Ｌ^２１およびＬ^２２は、それぞれ互いに独立に、ＨまたはＦ、好ましくはＦであり、

Ｘ^１は、ＣＮまたはＮＣＳ、好ましくはＣＮであり、
Ｘ^２は、ハロゲン、好ましくはＦ、１〜３個のＣ原子を有しハロゲン化、好ましくはフッ素化アルキルもしくはアルコキシ、好ましくはＣＦ_３もしくはＯＣＦ_３、または２個または３個のＣ原子を有しハロゲン化、好ましくはフッ素化アルケニルまたはアルケニルオキシであり、および
ｉ、ｌおよびｍは、それぞれ互いに独立に、０または１である。

１種類以上のキラル化合物は、媒体が近紫外または電磁スペクトルの可視範囲の波長を有する選択的反射を示すような濃度で存在することが好ましい。

驚くべきことに本発明による媒体を提供することによって、適切かつ有利な特性および特徴の好ましい組み合わせが得られることが見出された。特に提供されるメソゲン媒体は、適切に高いΔεおよび高い電気抵抗ならびに適切に高いΔｎおよび電気光学的パラメータの良好な値を有する。更に比較的低い回転粘度および好ましい信頼性、広くかつ安定したＬＣ、特にキラルネマチック相範囲、低い融点および比較的高い透明点、および適切に高い電圧保持率を得ることができ、また媒体について特に適切な低い閾電圧および改善された低温挙動も与えることができる。

同時に提供されたメソゲン性媒体は、本発明によるシステム、素子およびディスプレイ、特に反射型ディスプレイにおいて有用である一方で更に、下記の本製造方法によるそれらの製造における好ましい性能を可能にする。

驚くべきことに本発明による媒体は媒体中に含まれる重合性成分の重合によって複合体システムを製造するのに特に適しており、ここで二成分系、有利かつ好ましくは二相系が得られるかまたはそれぞれ得ることができる。特に低分子量成分が提供され、本発明による１種類以上のメソゲン化合物および１種類以上のキラル化合物を含み、ＬＣディスプレイ、好ましくは反射型ディスプレイに適する好ましい電気光学的、物理的および化学的特性を有するシステムを有利に調製でき、好ましくはその場で調製でき、反射型ディスプレイは好ましくは近紫外または電磁スペクトルの可視領域の波長の選択反射を示す。同時に１種類以上のポリマー構造を含むポリマー成分を媒体から調製することができ、ここで１種類以上のポリマー構造は、媒体中に提供されるような１種類以上の重合性化合物を重合することで得られるかまたはそれぞれ得ることができる。特に媒体は有利には空間的に選択的な重合を受けることができ、ここで得られる成分は分離された相にまたは分離された領域にさえ配置されるようになる。この点において形成されたポリマーは、低分子量成分中で適切に低い溶解度を有する。

よって本発明による他の態様において媒体に含まれる１種類以上の重合性成分を重合することで本発明による媒体から得られるかまたはそれぞれ得ることができる複合体システム、特にキラル複合体システム、好ましくは空間的に異なる二相システムが提供され、ここでシステムは低分子量成分を含み、好ましくは低分子量相であり、上および下に規定する式ＩおよびＩＩの化合物の群から選択される１種類以上のメソゲン化合物および上および下に規定する１種類以上のキラル化合物を含み、ここでこの成分は好ましくは近紫外または電磁スペクトルの可視領域の波長の選択反射を示し、ここでシステムは更にポリマー成分を含み、好ましくは低分子量成分から分離されたポリマー相であり、ここでポリマー成分は、１種以上の重合性化合物を重合することで得られるかまたはそれぞれ得ることができる１種以上のポリマー構造を含む。

驚くべきことに本発明によれば、有利な電気光学的ならびに機械的特性を有するシステムを提供することができ、ここでシステムは光変調素子およびＬＣディスプレイ、好ましくは反射型ＣＬＣディスプレイにおいて特に有利に使用できる。その中で２種類の成分は、２種類の化学的および空間的に異なる相として有利に提供され得る。

本発明の更なる態様において光変調素子、特に電気光学的スイッチ素子および液晶ミラー、例えば自動車用途のためのＬＣミラーが提供され、それらは本発明による複合体システムおよび少なくとも１枚の基材、好ましくは２枚の対向する基板を含み、ここで構成要素は少なくとも１枚の基板で支持され、１種類以上のポリマー構造を含むポリマー成分は構成要素中に低分子量成分を含有するためのポリマー壁を形成するよう、即ち分離または個々の領域または容積中に分離される。これらの構成要素の寸法は、空間選択的重合に使用されるパターンによって決定および設定される。

よって本発明によれば例えば、好ましくは上記の通りのその場重合法で形成された壁が機械的安定性に寄与して改善された圧力不感受性およびセルギャップ安定性をもたらし得るという大きな利点を示す構成要素が提供され得て、ついには特に反射モードにおける信頼性および色彩安定性の向上に至る。更に封じ込めならびに機械的支持のために壁を設けることによって、基板をより自由に変形でき、特に可撓性基板を使用することが可能になる。

基板が低分子量成分を電気的にアドレスするための電極を含み、ポリマー壁が基板の表面に基づき、ここで壁が少なくとも部分的に電気的非アクティブ領域に形成されている場合、アクティブ領域および非アクティブ領域間のコントラストが有利に改善されるように非アクティブ領域の透過またはそれぞれの反射を有利に制御または設定できる。ある実施形態において非アクティブ領域はポリマー壁によって実質的に覆われ、より好ましくはポリマー壁によって完全に覆われる。

この点においてアクティブ領域とは、メソゲン媒体が電界によってアドレスされスイッチし得る領域を意味する。対照的に本明細書では電気的に非アクティブ区域とも呼ばれる非アクティブ領域は、アドレス不可またはそれぞれスイッチ不可な領域、即ち媒体の状態またはそれぞれ相をスイッチする電界がないか十分な電界がない領域、即ち所与の閾電圧に達することができないか超えることができない領域、例えばピクセル間領域である。

本発明の他の態様において、本発明による複合体システムまたは光変調素子を含む液晶ディスプレイが提供される。

本発明で提供されるＬＣ媒体から有利に得ることができる複合体システムまたは光変調素子を使用することによって驚くべきことに、良好なコントラストを示し、同時に広い作業温度範囲、短い応答時間、低い閾電圧、反射波長の低い温度依存性および特に高い値の複屈折などの適切な特性を示す液晶媒体を有する反射型ＬＣディスプレイを提供できることが見出された。

全体としてこれにより、例えば可読性、特に太陽光可読性ならびに低い電力消費に関し改善された機械的安定性ならびに電気光学的性能を有するディスプレイをもたらし得る一方で、カラーフィルタおよび交差偏光子の使用を回避し得る。

驚くべきことに本発明による改良されたシステム、素子およびディスプレイは、上記および下記の通りのキラル液晶媒体を提供し、分離されたポリマー構造体が形成されるように媒体中に含まれる重合性成分（１種類または多種類）を重合して得ることができ、好ましくはポリマー壁としてその場で形成され配置されることが見出された。有利には本発明によるメソゲン媒体は、製造工程中ならびに製造されたデバイス中の両方において利益を提供する。

更なる実施形態において従って、本発明は複合体システムおよび／または光変調素子、好ましくは光変調素子、より好ましくは電気光学的スイッチ素子を調製するための方法を提供し、ここでこの方法は以下の工程：
（ａ）上記および下記の通りの媒体を層として、好ましくは２０μｍ以下、より好ましくは１０μｍ以下、より更に好ましくは５μｍ以上〜８μｍ以下の厚さを有する層として提供する工程、および
（ｂ）工程（ａ）で提供される通りの媒体中に含まれる１種類以上の重合性化合物の空間選択的重合を行う工程であって、ここで重合は層の規定の領域で行われ、ポリマー構造は規定の領域で得られる
を含む。

該方法は本発明による複合体システム、電気光学的スイッチ素子、ＬＣミラーおよびＬＣディスプレイを調製するのに予期せず有用であり、ここで該方法は適切かつ効率的に製造を容易にし、システム、素子およびＬＣディスプレイの好ましい特性をもたらす。

それらにより本発明を限定することなく以下において本発明は、態様の詳細な説明、実施形態および特定の特徴によって説明され、特定の実施形態がより詳細に記載される。

本発明によれば、上および下に規定される式ＩおよびＩＩの化合物の群から選択される１種類以上のメソゲン化合物、１種類以上のキラル化合物および１種類以上の重合性化合物を含むキラル液晶媒体が提供され、ここで好ましくは１種類以上のキラル化合物は、媒体が近紫外または電磁スペクトルの可視領域の波長を有する選択的反射を示すような濃度で存在し、ここで１種類以上の重合性化合物は媒体の全含有量に基づいて、少なくとも２重量％の量で存在する。

用語「液晶」（ＬＣ、ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ）は、幾つかの温度範囲（サーモトロピックＬＣ）または溶液中の幾つかの濃度範囲（リオトロピックＬＣ）において液晶メソ相を有する材料または媒体、好ましくはサーモトロピックＬＣ、特にネマチックＬＣ、より好ましくはキラルネマチックまたはそれぞれコレステリック媒体に関する。

用語「メソゲン化合物」および「液晶化合物」は、１個以上のカラミチック（棒状または板状／ラス状）またはディスコティック（円盤状）メソゲン基、即ち液晶相またはメソ相の挙動を誘起する能力を有する基を含む化合物を意味する。

ＬＣ化合物または材料およびメソゲン基を含むメソゲン化合物または材料は、必ずしもそれら自体が液晶相を示す必要はない。また、それらが他の化合物との混合物においてのみ液晶相挙動を示すことも可能である。これとしては、低分子量非反応性液晶化合物、反応性または重合性液晶化合物および液晶ポリマーが挙げられる。

簡単にするために用語「液晶」材料または媒体は液晶材料または媒体およびメソゲン材料または媒体の両方に使用され、その逆もまた同様であり、用語「メソゲン」は、材料のメソゲン基に使用される。

用語「非メソゲン化合物または材料」は、上で定義した通りのメソゲン基を含まない化合物または材料を意味する。

用語「キラル」は一般に、その鏡像に重ね合わせることができない物体を説明するために使用される。対照的に「アキラル」（非キラル）な物体は、それらの鏡像と同一の物体である。本発明による媒体はキラリティーを示す。これはキラルネマチック液晶としても既知のコレステリック液晶を提供することで達成できる。キラルネマチックおよびコレステリックという用語は他に明言されない限り、本明細書において同義的に使用される。

本発明によるキラルＬＣ媒体は好ましくは、改良された反射型ＬＣＤに使用するための短いらせんピッチを有し、より好ましくは特に先進的用途のために高い光学異方性を有し、適切に高い誘電異方性を有するＣＬＣ媒体である。

本発明のキラルＬＣ媒体は１種類以上のキラル化合物を含み、媒体は好ましくは近紫外線または電磁スペクトルの可視領域の波長の選択反射を示すことが好ましい。より好ましくは媒体のコレステリックピッチは、選択的反射の波長が電磁スペクトルの可視範囲内、即ち４００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲内になるように選択される。ある実施形態において媒体は、≦１μｍ、即ち１μｍ以下のピッチ長を有する。キラルドーパントおよびそれらの濃度は、媒体のコレステリックピッチが適切に設定または調整されるよう提供され得る。

好ましい実施形態において液晶媒体は、１種類以上のキラルドーパントを含む。キラルドーパントは好ましくは高い絶対値のＨＴＰを有し、一般にメソゲン基礎混合物に比較的低濃度で添加することができ、アキラル成分中で良好な溶解性を有する。２種類以上のキラル化合物が用いられる場合、それらは同じまたは反対の回転方向およびツイストの同じまたは反対の温度依存性を有し得る。

好ましくはメルク社より市販の液晶混合物ＭＬＣ−６８２８中において２０μｍ^−１以上、より好ましくは４０μｍ^−１以上、より更に好ましくは６０μｍ^−１以上、最も好ましく波８０μｍ^−１以上〜２６０μｍ^−１以下の範囲内の絶対値のヘリカルツイスト力（ｈｅｌｉｃａｌ ｔｗｉｓｔｉｎｇ ｐｏｗｅｒ、ＨＴＰ）を有するキラル化合物が特に好ましい。

本発明の好ましい実施形態においてキラル成分は、全てが同一の符号のＨＴＰを有する２種類以上のキラル化合物から成る。個々の化合物のＨＴＰの温度依存性は、高くても低くてもよい。媒体のピッチの温度依存性は、ＨＴＰの異なる温度依存性を有する化合物を対応する比率で混合することで補償できる。

適切なキラルドーパントは当該分野において既知であり例えば、コレステリルノナノアート、Ｒ／Ｓ−８１１、Ｒ／Ｓ−１０１１、Ｒ／Ｓ−２０１１、Ｒ／Ｓ−３０１１、Ｒ／Ｓ−４０１１、Ｂ（ＯＣ）２Ｃ^＊Ｈ−Ｃ−３またはＣＢ１５（全て、メルク社ダルムシュタット市）などの幾つかは商業的に入手可能である。

特に適切なドーパントは、１個以上のキラル基および１個以上のメソゲン基、またはキラル基と共にメソゲン基を形成する１個以上の芳香族または脂環族基を含む化合物である。

適切なキラル基は例えば、キラル分枝炭化水素基、キラルエタンジオール類、ビナフトール類またはジオキソラン類、更に、糖誘導体、糖アルコール、糖酸、乳酸、キラル置換グリコール、ステロイド誘導体、テルペン誘導体、アミノ酸または少数で好ましくは１〜５個のアミノ酸配列から成る群より選択される一価または多価キラル基である。

好ましいキラル基は、グルコース、マンノース、ガラクトース、フルクトース、アラビノースおよびデキストロースなどの糖誘導体；例えば、ソルビトール、マンニトール、イジトール、ガラクチトールまたはそれらの無水誘導体などの糖アルコール、特に、ジアンヒドロソルビド（１，４：３，６−ジアンヒドロ−Ｄ−ソルビド、イソソルビド）、ジアンヒドロマンニトール（イソソルビトール）またはジアンヒドロイジトール（イソイジトール）などのジアンヒドロヘキシトール類；例えば、グルコン酸、グロン酸およびケトグロン酸などの糖酸；例えば、１個以上のＣＨ_２基がアルキルもしくはアルコキシで置換されたモノもしくはオリゴエチレンまたはプロピレングリコールなどのキラル置換グリコール基；例えば、アラニン、バリン、フェニルグリシンもしくはフェニルアラニンなどのアミノ酸またはこれらのアミノ酸の１〜５個の配列；例えば、コレステリルまたはコール酸基などのステロイド誘導体；例えば、メンチル、ネオメンチル、カンフェイル、ピネイル、ターピンイル、イソロンギホリル、フェンチル、カレイル、ミルテニル、ノピル、ゲラニル、リナロイル、ネリル、シトロネリルまたはジヒドロシトロネリルなどのテルペン誘導体である。

好適なキラル基およびメソゲン性キラル化合物は例えば、ドイツ国特許第３４ ２５ ５０３号明細書、ドイツ国特許第３５ ３４ ７７７号明細書、ドイツ国特許第３５ ３４ ７７８号明細書、ドイツ国特許第３５ ３４ ７７９号明細書およびドイツ国特許第３５ ３４ ７８０号明細書、ドイツ国特許第４３ ４２ ２８０号明細書、欧州特許第０１ ０３８ ９４１号明細書ならびにドイツ国特許第１９５ ４１ ８２０号明細書に記載されている。

本発明によって使用される好ましいキラル化合物は、以下の化合物の群から選択される。

ある実施形態において以下の式Ａ−１〜Ａ−ＩＩＩの化合物から成る群より選択されるドーパントが好ましい。

式中、
Ｒ^ａ１１およびＲ^ａ１２は、それぞれ互いに独立に、２〜９個、好ましくは７個までの炭素原子を有するアルキル、オキサアルキルまたはアルケニルであり、あるいはＲ^ａ１１は、メチルまたは１〜９個の炭素原子を有するアルコキシであり、好ましくは両者が、アルキル、好ましくはｎ−アルキルであり、
Ｒ^ａ２１およびＲ^ａ２２は、それぞれ互いに独立に、１〜９個、好ましくは７個までの炭素原子を有するアルキルまたはアルコキシ、２〜９個、好ましくは７個までの炭素原子を有するオキサアルキル、アルケニルまたはアルケニルオキシであり、好ましくは両者が、アルキル、好ましくはｎ−アルキルであり、
Ｒ^ａ３１およびＲ^ａ３２は、それぞれ互いに独立に、２〜９個、好ましくは７個までの炭素原子を有するアルキル、オキサアルキルまたはアルケニルであり、あるいはＲ^ａ１１は、メチルまたは１〜９個の炭素原子を有するアルコキシであり、好ましくは両者が、アルキル、好ましくはｎ−アルキルである。

以下の式の化合物から成る群より選択されるキラルドーパントが特に好ましい。

更に好ましいドーパントは、以下の式Ａ−ＩＶのイソソルビド、イソマンニトールまたはイソイジトールの誘導体である。

式中、

好ましくは、ジアンヒドロソルビトールである。

および例えば、ジフェニルエタンジオール（ヒドロベンゾイン）、特に以下の式Ａ−Ｖのメソゲン性ヒドロベンゾイン誘導体（示していないが、（Ｒ、Ｓ）、（Ｓ、Ｒ）、（Ｒ、Ｒ）および（Ｓ、Ｓ）エナンチオマーを含む。）などのキラルエタンジオール誘導体である。

式中、

それぞれ互いに独立に、Ｌで一置換、二置換もしくは三置換されてもよい１，４−フェニレンまたは１，４−シクロヘキシレンであり、
Ｌは、Ｈ、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮまたは１〜７個の炭素原子を有しハロゲン化されていてもよいアルキル、アルコキシ、アルキルカルボニル、アルコキシカルボニルもしくはアルコキシカルボニルオキシであり、
ｃは、０または１であり、
Ｚ^０は、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ_２ＣＨ_２−または単結合であり、および
Ｒ^０は、１〜１２個の炭素原子を有するアルキル、アルコキシ、アルキルカルボニル、アルコキシカルボニルまたはアルキルカルボニルオキシである。

式Ａ−ＩＶの化合物は、国際公開第９８／００４２８号に記載されている。式Ａ−Ｖの化合物は、英国特許出願公開第２，３２８，２０７号明細書に記載されている。

他の実施形態において非常に特に好ましいドーパントは、国際公開第０２／９４８０５号に記載される通りのキラルビナフチル誘導体、国際公開第０２／３４７３９号に記載される通りのキラルビナフトールアセタール誘導体、国際公開第０２／０６２６５号に記載される通りのキラルなＴＡＤＤＯＬ誘導体、ならびに国際公開第０２／０６１９６号および国際公開第０２／０６１９５号に記載される通りの少なくとも１個のフッ素化された架橋基および末端または中央キラル基を有するキラルドーパントである。

式Ａ−ＶＩのキラル化合物が特に好ましい。

式中、
Ｘ^１、Ｘ^２、Ｙ^１およびＹ^２は、それぞれ互いに独立に、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、ＣＮ、ＳＣＮ、ＳＦ_５、１〜２５個の炭素原子を有する直鎖状もしくは分枝状のアルキル（該基は、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、ＩまたはＣＮで一置換または多置換されてもよく、ただし加えて、１個以上の隣接していないＣＨ_２基は、それぞれ互いに独立に、Ｏおよび／またはＳ原子が互いに直接結合しないようにして、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＮＨ−、ＮＲ^０−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＯＣＯＯ−、−Ｓ−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｓ−、−ＣＨ＝ＣＨ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられていてもよい。）、重合性基または２０個までの炭素原子を有するシクロアルキルもしくはアリール（該基は、ハロゲン、好ましくはＦで一置換もしくは多置換されているか、重合性基で一置換もしくは多置換されていてよい。）であり、
ｘ^１およびｘ^２は、それぞれ互いに独立に、０、１または２であり、
ｙ^１およびｙ^２は、それぞれ互いに独立に、０、１、２、３または４であり、
Ｂ^１およびＢ^２は、それぞれ互いに独立に、芳香族または完全もしくは部分飽和脂肪族６員環（ただし、１個以上のＣＨ基はＮ原子で置き換えられていてもよく、１個以上の隣接していないＣＨ_２基はＯおよび／またはＳで置き換えられていてもよい。）であり、
Ｗ^１およびＷ^２は、それぞれ互いに独立に、−Ｚ^１−Ａ^１−（Ｚ^２−Ａ^２）ｍ−Ｒであり、もしくは２つのうちの一方はＲ^１またはＡ^３であり、ただし、両者は同時にＨではなく、または

Ｕ^１およびＵ^２は、それぞれ互いに独立に、ＣＨ_２、Ｏ、Ｓ、ＣＯまたはＣＳであり、
Ｖ^１およびＶ^２は、それぞれ互いに独立に、（ＣＨ_２）_ｎ（ただし、１〜４個の隣接していないＣＨ_２基はＯおよび／またはＳで置き換えられていてもよい。）であり、ならびにＶ^１およびＶ^２の一方は単結合であり、

両者が単結合であり、
Ｚ^１およびＺ^２は、それぞれ互いに独立に、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−Ｏ−ＣＯＯ−、−ＣＯ−ＮＲ^０−、−ＮＲ^０−ＣＯ−、−Ｏ−ＣＨ_２−、−ＣＨ_２−Ｏ−、−Ｓ−ＣＨ_２−、−ＣＨ_２−Ｓ−、−ＣＦ_２−Ｏ−、−Ｏ−ＣＦ_２−、−ＣＦ_２−Ｓ−、−Ｓ−ＣＦ_２−、−ＣＨ_２−ＣＨ_２−、−ＣＦ_２−ＣＨ_２−、−ＣＨ_２−ＣＦ_２−、−ＣＦ_２−ＣＦ_２−、−ＣＨ＝Ｎ−、−Ｎ＝ＣＨ−、−Ｎ＝Ｎ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＦ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−Ｃ≡Ｃ−、これらの基の２個の組合せ（ただし、２個のＯおよび／またはＳおよび／またはＮ原子は互いに直接結合しておらず、好ましくは、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯＯ−または−ＣＯＯ−ＣＨ＝ＣＨ−である。）または単結合であり、
Ａ^１、Ａ^２およびＡ^３は、それぞれ互いに独立に、１，４−フェニレン（ただし、１個または２個の隣接していないＣＨ基はＮで置き換えられていてもよい。）、１，４−シクロヘキシレン（ただし、１個または２個の隣接していないＣＨ_２基はＯおよび／またはＳで置き換えられていてもよい。）、１，３−ジオキソラン−４，５−ジイル、１，４−シクロヘキセニレン、１，４−ビシクロ［２．２．２］オクチレン、ピペリジン−１，４−ジイル、ナフタレン−２，６−ジイル、デカヒドロナフタレン−２，６−ジイルまたは１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル（ただし、これらの基のそれぞれはＬで一置換または多置換されていてもよい。）であり、加えてＡ^１は単結合であり、
Ｌはハロゲン原子、好ましくは、Ｆ、ＣＮ、ＮＯ_２、１〜７個の炭素原子を有するアルキル、アルコキシ、アルキルカルボニル、アルコキシカルボニルまたはアルコキシカルボニルオキシ（ただし１個以上のＨ原子は、ＦまたはＣｌで置き換えられていてもよい。）であり、
ｍは、それぞれの場合で独立に、０、１、２または３であり、および
ＲおよびＲ^１は、それぞれ互いに独立に、Ｈ、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、ＣＮ、ＳＣＮ、ＳＦ_５、それぞれ１個もしくは３個〜２５個の炭素原子を有する直鎖状もしくは分岐状アルキル（該基は、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、ＩまたはＣＮで一置換または多置換されていてもよく、ただし１個以上の隣接していないＣＨ_２基は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＮＨ−、−ＮＲ^０−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−Ｏ−ＣＯＯ−、−Ｓ−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｓ−、−ＣＨ＝ＣＨ−または−Ｃ≡Ｃ−で置き換えられていてもよく、ただし、２個のＯおよび／またはＳ原子は互いに直接結合されていない。）または重合性基である。

式Ａ−ＶＩ−１のキラルナフチル誘導体が特に好ましい。

特に、以下の式Ａ−ＶＩ−１ａ〜Ａ−ＶＩ−１ｃから選択されるものである。

式中、
環ＢおよびＺ^０は、式Ａ−ＩＶで定義される通りであり、より好ましくはＺ^０は−ＯＣＯ−または単結合であり、
Ｒ^０は式Ａ−ＩＶで定義される通りか、Ｈか、１〜４個の炭素原子を有するアルキルであり、および
ｂは、０、１または２である。

更に、式Ａ−ＶＩ−２のキラルビナフチル誘導体が特に好ましい。

特に、以下の式Ａ−ＶＩ−２ａ〜Ａ−ＶＩ−２ｆから選択されるものである。

式中、
Ｒ^０は、式Ａ−ＶＩで定義される通りであり、および
Ｘは、Ｈ、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮまたはＲ^０、好ましくはＦである。

特に好ましい実施形態において本発明によるキラル媒体は、式Ｒ−５０１１およびＳ−５０１１の１種類以上の化合物を含む。ある実施形態において媒体は、Ｒ−５０１１を含む。他の実施形態において媒体は、Ｓ−５０１１を含む。

本発明によれば液晶媒体は、上および下で規定される通りの式ＩおよびＩＩの化合物の群から選択される１種類以上のメソゲン化合物を含む。ある実施形態において媒体は、１種類以上の式Ｉのメソゲン化合物を含む。別の実施形態において媒体は、１種類以上の式ＩＩのメソゲン化合物を含む。更に別の実施形態において媒体は、１種類以上の式Ｉのメソゲン化合物および１種類以上の式ＩＩのメソゲン化合物を含む。

好ましい実施形態において本発明によるキラル媒体は、１種類以上の式ＩＩＩの化合物を更に含む。

式中、
Ｒ^３は、１〜７個のＣ原子を有するアルキル、アルコキシ、フッ素化アルキルまたはフッ素化アルコキシ、２〜７個のＣ原子を有するアルケニル、アルケニルオキシ、アルコキシアルキルまたはフッ素化アルケニルであり、好ましくは１〜７個のＣ原子を有するアルキルまたはアルケニルであり、

好ましくは、

Ｌ^３１およびＬ^３２は、それぞれ互いに独立にＨまたはＦであり、好ましくはＬ^３１はＦであり、
Ｘ^３は、ハロゲン、１〜３個のＣ原子を有するハロゲン化アルキルもしくはアルコキシまたは２個もしくは３個のＣ原子を有するハロゲン化アルケニルもしくはアルケニルオキシであり、好ましくはＦ、Ｃｌ、ＯＣＦ_３またはＣＦ_３であり、より好ましくはＦ、Ｃｌまたは−ＯＣＦ_３であり、
Ｚ^３は、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＦ_２ＣＦ_２−、−ＣＯＯ−、ｔｒａｎｓ−ＣＨ＝ＣＨ−、ｔｒａｎｓ−ＣＦ＝ＣＦ−、−ＣＨ_２Ｏ−または単結合、好ましくは−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＯＯ−、ｔｒａｎｓ−ＣＨ＝ＣＨ−または単結合、より好ましくは−ＣＯＯ−、ｔｒａｎｓ−ＣＨ＝ＣＨ−または単結合であり、および
ｎおよびｏは、それぞれ互いに独立に０または１である。

ある実施形態において、式ＩＶおよびＶの群から選択される１種類以上の化合物、好ましくはそれらのそれぞれの１種類以上の化合物を追加して媒体が含むことが好ましい。

式中、
Ｒ^４１、Ｒ^４２、Ｒ^５１およびＲ^５２は、それぞれ互いに独立に上式ＩＩにおいてＲ^２に与えられる意味を有し、好ましくはＲ^４１はアルキルであってＲ^４２はアルキルもしくはアルコキシであるか、またはＲ^４１はアルケニルであってＲ^４２はアルキルであり、好ましくはＲ^５１はアルキルであってＲ^５２はアルキルもしくはアルケニルであるか、またはＲ^５１はアルケニルであってＲ^５２はアルキルもしくはアルケニル、より好ましくはアルキルであり、

好ましくは、

好ましくは、

Ｚ^４１、Ｚ^４２、Ｚ^５１およびＺ^５２は、それぞれ互いに独立に、Ｚ^４１および／またはＺ^５１が２回存在する場合は、これらも互いに独立に、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＯＯ−、ｔｒａｎｓ−ＣＨ＝ＣＨ−、ｔｒａｎｓ−ＣＦ＝ＣＦ−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＣＦ_２Ｏ−、−Ｃ≡Ｃ−または単結合であって、好ましくはＺ^４１およびＺ^４２の少なくとも１つおよびＺ^５１およびＺ^５２の少なくとも１つは、それぞれ単結合であり、および
ｐおよびｑは、それぞれ互いに独立に０、１または２であり、
ただしｐは好ましくは、０または１である。

媒体は好ましくは、ｎおよびｏが両者とも１であり、Ｚ^３が好ましくは単結合であり、すべての環がそれぞれ互いに独立に１回または２回フッ素化されている式ＩＩＩの１種類以上の化合物と、および／またはｑが２であり、Ｚ^５１およびＺ^５１が好ましくは両方とも単結合である式Ｖの１種類以上の化合物とを含む。
他の実施形態において本発明による媒体は、式ＶＩの１種類以上の化合物を更に含む。

式中、
Ｒ^６は、１〜７個のＣ原子を有するアルキル、アルコキシ、フッ素化アルキルまたはフッ素化アルコキシ、２〜７個のＣ原子を有するアルケニル、アルケニルオキシ、アルコキシアルキルまたはフッ素化アルケニルであり、好ましくは１〜７個のＣ原子を有するアルキルまたは２〜７個のＣ原子を有するアルケニルであり、

Ｌ^６１およびＬ^６２は、それぞれ互いに独立にＨまたはＦであり、好ましくはＬ^６１はＦであり、
Ｘ^６は、ハロゲン、１〜３個のＣ原子を有するハロゲン化アルキルもしくはアルコキシまたは２個もしくは３個のＣ原子を有するハロゲン化アルケニルもしくはアルケニルオキシであり、好ましくはＦ、Ｃｌ、ＯＣＦ_３またはＣＦ_３であり、より好ましくはＦ、ＣｌまたはＯＣＦ_３であり、
Ｚ^６は、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＦ_２ＣＦ_２−、−ＣＯＯ−、ｔｒａｎｓ−ＣＨ＝ＣＨ−、ｔｒａｎｓ−ＣＦ＝ＣＦ−または−ＣＨ_２Ｏ−であり、好ましくは−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＯＯ−またはｔｒａｎｓ−ＣＨ＝ＣＨ−であり、より好ましくは−ＣＯＯ−または−ＣＨ_２ＣＨ_２−であり、および
ｒは、０または１である。

上記および下記のメソゲン化合物またはそれらの混合物の多くは商業的に入手可能である。これらの化合物は既知であるか、文献（例えば、Ｈｏｕｂｅｎ−Ｗｅｙｌ著、Ｍｅｔｈｏｄｅｎ ｄｅｒ Ｏｒｇａｎｉｓｃｈｅｎ Ｃｈｅｍｉｅ［Ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ］、Ｇｅｏｒｇ−Ｔｈｉｅｍｅ−Ｖｅｒｌａｇ社刊、Ｓｔｕｔｔｇａｒｔ市などの標準的な著作）に記載される通りで既知であって前記反応に適する反応条件下で正確に、それ自体既知の方法で調製できるかのいずれかである。また、それ自体既知でであるが本明細書において詳細には述べられていない改変をすることもできる。

本発明によればキラル液晶媒体は１種類以上の重合性化合物を含み、ただし１種類以上の重合性化合物は、媒体の全含有量に基づいて少なくとも２重量％、好ましくは少なくとも３重量％、より好ましくは少なくとも４重量％、より更に好ましくは少なくとも５重量％の量で存在する。

好ましくは１種類以上の重合性化合物は、媒体の全含有量に基づいて２重量％〜３０重量％の範囲内の量で媒体中に含まれる。

提供される重合性材料の量は所望に応じてポリマー構造、特にポリマー壁を形成するのに十分でなければならない。しかしながら、その量はまた、重合後に実質的に唯一または少なくとも大部分がＬＣ媒体を含む領域を提供するのに十分少量でなければならない。重合性構成成分（１種類または多種類）の量は、成分または相系の特定のレイアウトまたは設計に依存し得て、とりわけアクティブおよび非アクティブ領域の面積サイズおよびポリマー壁または構造の幅および長さならびに壁密度が、１種類以上の重合性化合物の適切な量の決定および設定において一因となり得る。

特に好ましい実施形態において媒体は、媒体の全含有量に基づいて４重量％〜２０重量％、より好ましくは５重量％〜１５重量％の量で１種類以上の重合性化合物を含む。

本発明による媒体において１種類以上の重合性、硬化性または硬化型化合物は、ポリマー構造体または壁のための前駆体として提供される。

重合性化合物は、少なくとも１個の重合性基を有する。重合性基は好ましくは、ＣＨ_２＝ＣＷ^１−ＣＯＯ−、

ＣＨ_２＝ＣＷ^２−（Ｏ）_ｋ１−、ＣＨ_３−ＣＨ＝ＣＨ−Ｏ−、（ＣＨ_２＝ＣＨ）_２ＣＨ−ＯＣＯ−、（ＣＨ_２＝ＣＨ−ＣＨ_２）_２ＣＨ−ＯＣＯ−、（ＣＨ_２＝ＣＨ）_２ＣＨ−Ｏ−、（ＣＨ_２＝ＣＨ−ＣＨ_２）_２Ｎ−、ＨＯ−ＣＷ^２Ｗ^３−、ＨＳ−ＣＷ^２Ｗ^３−、ＨＷ^２Ｎ−、ＨＯ−ＣＷ^２Ｗ^３−ＮＨ−、ＣＨ_２＝ＣＷ^１−ＣＯ−ＮＨ−、ＣＨ_２＝ＣＨ−（ＣＯＯ）_ｋ１−Ｐｈｅ−（Ｏ）_ｋ２−、Ｐｈｅ−ＣＨ＝ＣＨ−、ＨＯＯＣ−、ＯＣＮ−から選択され、ここでＷ^１は、Ｈ、Ｃｌ、ＣＮ、フェニルまたは１〜５個のＣ原子を有するアルキル、特にＨ、ＣｌまたはＣＨ_３であり、Ｗ^２およびＷ^３は、それぞれ互いに独立にＨまたは１〜５個のＣ原子を有するアルキル、特にＨ、メチル、エチルまたはｎ−プロピルであり、Ｐｈｅは１，４−フェニレンであり、ｋ１およびｋ２は、それぞれ互いに独立に０または１である。

重合性または反応性基は好ましくは、ビニル基、アクリレート基、メタクリレート基、フルオロアクリレート基、オキセタン基またはエポキシ基、特に好ましくはアクリレート基またはメタクリレート基から選択される。

好ましくは１個以上の重合性化合物は、アクリレート類、メタクリレート類、フルオロアクリレート類および酢酸ビニル類から選択され、より好ましくは組成物は更に、ジアクリレート類、ジメタクリレート類、トリアクリレート類およびトリメタクリレート類から好ましくは選択される１種類以上の二反応性および／または三反応性重合性化合物を含む。

ある実施形態において１種類の以上の重合性化合物は、１個または２個以上のアクリレート、メタクリレートおよびビニルアセテート基、より好ましくは１個または２個以上のアクリレートおよび／またはメタクリレート基から選択される重合性基を含み、ただし該化合物は、好ましくは非メソゲン性化合物である。

好ましい実施形態において本発明による媒体は、１個以上のモノアクリレート類を含む。特に好ましい一反応性化合物は、メチルアクリレート、エチルアクリレート、プロピルアクリレート、イソプロピルアクリレート、ブチルアクリレート、ｔ−ブチルアクリレート、ペンチルアクリレート、ヘキシルアクリレート、ノニルアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシ−ブチルアクリレートおよびイソボルニルアクリレートから選択される。

追加的または代替的に本発明による媒体は好ましくは、１種類以上のモノメタクリレート類を含む。特に好ましい一反応性化合物は、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、プロピルメタクリレート、イソプロピルメタクリレート、ブチルメタクリレート、ｔ−ブチルメタクリレート、ペンチルメタクリレート、ヘキシルメタクリレート、ノニルメタクリレート、ドデシルメタクリレート、２−エチル−ヘキシルメタクリレート、２−ヒドロキシ−エチルメタクリレート、２−ヒドロキシ−ブチルメタクリレート、イソボルニルメタクリレートおよび１−アダマンチルメタクリレートから選択される。

ある実施形態において、２−エチル−ヘキシルアクリレートおよびイソボルニルメタクリレートの 一方または両方、より好ましくは両方を使用することが特に好ましい。

代替的または追加的に、反応性メソゲン（ｒｅａｃｔｉｖｅ ｍｅｓｏｇｅｎ、ＲＭ）またはメソゲンモノマーを使用できる。

よって本発明の好ましい実施形態において、重合性化合物は式Ｍの化合物から選択される。

式中、個々の基は次の通り定義される：
Ｒ^ＭａおよびＲ^Ｍｂは、それぞれ互いに独立に、Ｐ、Ｐ−Ｓｐ−、Ｈ、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、−ＣＮ、−ＮＯ_２、−ＮＣＯ、−ＮＣＳ、−ＯＣＮ、−ＳＣＮ、ＳＦ_５または１〜２５個の炭素原子を有し直鎖状もしくは分岐状のアルキルであって、ただし、また隣接しないＣＨ_２基は、それぞれ互いに独立に酸素および／または硫黄原子が互いに直接連結されないようにして、−Ｃ（Ｒ^０）＝Ｃ（Ｒ^００）−、−Ｃ≡Ｃ−、−Ｎ（Ｒ^００）−、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−で置き換えられてもよく、ただし、また１個以上の水素原子は、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、ＣＮ、ＰまたはＰ−Ｓｐ−で置き換えられてもよく、ただし好ましくはＲ^ＭａおよびＲ^Ｍｂ基の少なくとも１個は、ＰまたはＰ−Ｓｐ−基であるか含んでおり、
好ましくはＲ^ＭａおよびＲ^Ｍｂは、それぞれ互いに独立に、Ｐ、Ｐ−Ｓｐ−、Ｈ、ハロゲン、ＳＦ_５、ＮＯ_２、アルキル、アルケニルまたはアルキニル基であり、ただし好ましくはＲ^ＭａおよびＲ^Ｍｂ基の少なくとも１個は、ＰまたはＰ−Ｓｐ−基であるか含んでおり、
Ｐは、重合性基であり、
Ｓｐは、スペーサー基または単結合であり、
Ａ^Ｍ１およびＡ^Ｍ２は、それぞれ互いに独立に、芳香族、ヘテロ芳香族、脂環式またはヘテロ環式基であり、好ましくは、４〜２５個の環原子、好ましくは炭素原子を有し、該基は、また、縮合環を包含するか含有してもよく、該基はＬで単置換または多置換されていてもよく、
Ｌは、Ｐ、Ｐ−Ｓｐ−、ＯＨ、ＣＨ_２ＯＨ、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、−ＣＮ、−ＮＯ_２、−ＮＣＯ、−ＮＣＳ、−ＯＣＮ、−ＳＣＮ、−Ｃ（＝Ｏ）Ｎ（Ｒ^ｘ）_２、−Ｃ（＝Ｏ）Ｙ^１、−Ｃ（＝Ｏ）Ｒ^ｘ、−Ｎ（Ｒ^ｘ）_２、置換されていてもよいシリル、６〜２０個の炭素原子を有する置換されていてもよいアリール、または、１〜２５個の炭素原子を有する直鎖状または分岐状のアルキル、アルコキシ、アルキルカルボニル、アルコキシカルボニル、アルキルカルボニルオキシまたはアルコキシカルボニルオキシであって、ただし、また１個以上の水素原子は、Ｆ、Ｃｌ、ＰまたはＰ−Ｓｐ−で置き換えられていてもよく、好ましくは、Ｐ、Ｐ−Ｓｐ−、Ｈ、ＯＨ、ＣＨ_２ＯＨ、ハロゲン、ＳＦ_５、ＮＯ_２、アルキル、アルケニルまたはアルキニル基であって、
Ｙ^１はハロゲン、好ましくはＦであり、
Ｚ^Ｍ１は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−ＯＣＯ−、−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−、−ＯＣＨ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＳＣＨ_２−、−ＣＨ_２Ｓ−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−、−ＣＦ_２Ｓ−、−ＳＣＦ_２−、−（ＣＨ_２）_ｎ１−、−ＣＦ_２ＣＨ_２−、−ＣＨ_２ＣＦ_２−、−（ＣＦ_２）_ｎ１−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＲ^０Ｒ^００または単結合であり、
Ｒ^０およびＲ^００は、それぞれ互いに独立に、Ｈまたは１〜１２個の炭素原子を有するアルキルであり、
Ｒ^ｘは、Ｐ、Ｐ−Ｓｐ−、Ｈ、ハロゲン、１〜２５個の炭素原子を有する直鎖状、分岐状または環状のアルキルであって、ただし、また１個以上の隣接していないＣＨ_２基は、酸素および／または硫黄原子が互いに直接連結しないようにして、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−で置き換えられていてもよく、ただし、また１個以上の水素原子は、Ｆ、Ｃｌ、ＰまたはＰ−Ｓｐ−で置き換えられていてもよく、６〜４０個の炭素原子を有する置換されていてもよいアリールまたはアリールオキシ基、または、２〜４０個の炭素原子を有する置換されていてもよいヘテロアリールまたはヘテロアリールオキシ基であり、
ｍ１は、０、１、２、３または４であり、および
ｎ１は、１、２、３または４であり、
ただし、Ｒ^Ｍａ、Ｒ^Ｍｂおよび存在する置換基Ｌの群からの少なくとも１個の置換基、好ましくは１個、２個または３個の置換基、より好ましくは１個または２個の置換基は、ＰまたはＰ−Ｓｐ−基であるか、少なくとも１個のＰまたはＰ−Ｓｐ−基を含む。

Ｒ^ｍａおよびＲ^ｍｂの一方または両方がＰまたはＰ−Ｓｐ−である式Ｍの化合物が特に好ましい。

本発明による液晶媒体における使用に適しており好ましいＲＭは例えば、以下の式から選択される。

式中、個々の基は以下の通り定義される：
Ｐ^１〜Ｐ^３は、それぞれ互いに独立に重合性基（好ましくはＰに対して、上および下で特定される定義を有する。）、より好ましくはアクリレート、メタクリレート、フルオロアクリレート、オキセタン、ビニル、ビニルオキシまたはエポキシ基であり、
Ｓｐ^１〜Ｓｐ^３は、それぞれ互いに独立に単結合またはスペーサー基（好ましくは上および下で与えられるＳｐの定義の１つを有する。）、より好ましくは−（ＣＨ_２）_ｐ１−、−（ＣＨ_２）_ｐ１−Ｏ−、−（ＣＨ_２）_ｐ１−ＣＯ−Ｏ−または−（ＣＨ_２）_ｐ１−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−であり、ただしｐ１は１〜１２の整数であり、ただし最後に述べた基において隣接する環への結合は酸素原子を介しており、ただしＰ^１−Ｓｐ^１−、Ｐ^２−Ｓｐ^２−およびＰ^３−Ｓｐ^３−基の１個は、Ｒ^ａａでもよく、
Ｒ^ａａは、Ｈ、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、または、１〜２５個の炭素原子を有する直鎖状または分岐状のアルキル（ただし、また１個以上の隣接していないＣＨ_２基は、それぞれ互いに独立に酸素および／または硫黄原子が互いに直接連結しないようにして、−Ｃ（Ｒ^０）＝Ｃ（Ｒ^００）−、−Ｃ≡Ｃ−、−Ｎ（Ｒ^０）−、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−で置き換えられていてもよく、ただし、また１個以上の水素原子は、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮまたはＰ^１−Ｓｐ^１−で置き換えられていてもよい。）、より好ましくは１〜１２個の炭素原子を有し直鎖状または分岐状で一フッ素化または多フッ素化されていてもよいアルキル、アルコキシ、アルケニル、アルキニル、アルキルカルボニル、アルコキシカルボニルまたはアルキルカルボニルオキシ（ただし、アルケニルおよびアルキニル基は少なくとも２個の炭素原子を有し、分岐状の基は少なくとも３個の炭素原子を有する。）であり、
Ｒ^０およびＲ^００は、それぞれの場合で同一または異なって、それぞれ互いに独立にＨまたは１〜１２個の炭素原子を有するアルキルであり、
Ｒ^ｙおよびＲ^ｚは、それぞれ互いに独立に、Ｈ、Ｆ、ＣＨ_３またはＣＦ_３であり、
Ｚ^１は、−Ｏ−、−ＣＯ−、−Ｃ（Ｒ^ｙＲ^ｚ）−または−ＣＦ_２ＣＦ_２−であり、
Ｚ^２およびＺ^３は、それぞれ互いに独立に、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＯＣＨ_２−、−ＣＦ_２Ｏ−、−ＯＣＦ_２−または−（ＣＨ_２）_ｎ−を表し、ただしｎは、２、３または４であり、
Ｌは、それぞれの場合で同一または異なって、上式Ｍで与えられる意味を有し、好ましくはＦ、Ｃｌ、ＣＮまたは１〜１２個の炭素原子を有し直鎖状または分岐状で一フッ素化または多フッ素化されていてもよいアルキル、アルコキシ、アルケニル、アルキニル、アルキルカルボニル、アルコキシカルボニルまたはアルキルカルボニルオキシ、好ましくはＦであり、
Ｌ’およびＬ”は、それぞれ互いに独立に、Ｈ、ＦまたはＣｌであり、
Ｘ^１〜Ｘ^３は互いに独立に、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−または単結合であり、
ｒは、０、１、２、３または４であり、
ｓは、０、１、２または３であり、
ｔは、０、１または２であり、および
ｘは、０または１である。

適切な重合性化合物は例えば、表Ｇに列記されている。特に好ましい反応性メソゲンは、例２に示される通りの式ＲＭ−ＡおよびＲＭ−Ｂの化合物である。

好ましい実施形態において１種類以上の重合性化合物は、１個以上の非芳香族環、例えば二環式、三環式または四環式炭化水素環、例えば架橋ビシクロ環または４個の連結シクロヘキサン環を含む少なくとも１種類の化合物を含む。

特に好ましい実施形態において１種類以上の重合性化合物は、好ましくは無置換または置換架橋二環式環および無置換または置換アダマンチル、より好ましくはイソボルニルまたはアダマンチルから選択されるシクロアルキル基を含む少なくとも１種類の化合物を含む。

反応性モノマーまたはポリマー前駆体の少なくともいくつかにおいて上記の通りの剛直で嵩高い環状の非芳香族基を提供することで、好ましい生成物特性を得ることができる。特に形成されたポリマー構造体または重合から得られる壁の機械的安定性および硬度を有利に設定および調整でき、更に材料の光学的特性を適切に制御できる。

少なくとも１種類の架橋剤、即ち２個以上の重合性基を含む重合性化合物を媒体に添加することが特に好ましい。調製されたシステムまたは素子中のポリマー構造または壁を架橋することで、特に更に改善された安定性および格納性に関して追加の利点が提供され得る。これに関して二反応性および多反応性化合物は、それら自体のポリマーネットワークを形成するためにおよび／または実質的に一反応性化合物の重合から形成されるポリマー鎖を架橋するために役立ち得る。

架橋剤は例えば、硬度ならびに接着性などの物理的および機械的ポリマー特性に有利に影響を及ぼし得る。

当該分野で既知の従来の架橋剤を使用できる。好ましくは全組成物に基づいて０．１重量％〜２．５重量％、より好ましくは０．５重量％〜１．０重量％の量で添加される二反応性または多反応性アクリレート類および／またはメタクリレート類を追加して提供することが特に好ましい。特に好ましい化合物は、エチレンジアクリレート、プロピレンジアクリレート、ブチレンジアクリレート、ペンチレンジアクリレート、ヘキシレンジアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、エチレンジメタクリレート、プロピレンジメタクリレート、ブチレンジメタクリレート、ペンチレンジメタクリレート、ヘキシレンジメタクリレート、トリプロピレングリコールジアクリテート、トリメチルプロパントリメタクリレートおよびペンタエリスリトールトリアクリレートから選択される。

一反応性モノマーと二反応性または多反応性モノマーとの比率は、ポリマー構造のポリマー様式およびそれらの特性に影響を与えるように有利に設定および調整できる。

反応を促進するために、適切で従来から使用されている熱開始剤または光開始剤、例えばアゾ化合物またはＬｕｐｅｒｏｘ型開始剤などの有機過酸化物を添加できる。更に重合のための適切な条件ならびに開始剤の適切な種類および量は当技術分野で既知であり、文献に記載されている。

例えば紫外線によって重合する場合、紫外線照射下で分解して重合反応を開始させるフリーラジカルまたはイオンを生成する光開始剤を使用できる。アクリレートまたはメタクリレート基を重合するためには、好ましくはラジカル光開始剤が使用される。ビニル、エポキシドまたはオキセタン基を重合するためには、好ましくはカチオン光開始剤が使用される。また加熱すると分解して重合を開始するフリーラジカルまたはイオンを生成する熱重合開始剤を使用することも可能である。典型的なラジカル光開始剤は例えば、商業的に入手可能なＩｒｇａｃｕｒｅ（登録商標）、例えば２，２−ジメトキシ−１，２−ジフェニルエタン−１−オンを含むＩｒｇａｃｕｒｅ ６５１またはＤａｒｏｃｕｒｅ（登録商標）（チバガイギー社、バーゼル市、スイス国）である。典型的なカチオン性光開始剤は例えば、ＵＶＩ ６９７４（ユニオンカーバイド社）である。

驚くべきことに本発明による媒体は、本発明によるシステム、素子およびそれぞれのディスプレイを製造するために有利に使用できることが見出された。媒体は製造工程中、特に重合反応中に有利な特性を示し、更に有利な生成物特性に寄与する。

本明細書で使用されるとき用語「ポリマー」は、１個以上の異なる種類の繰り返し単位（分子の最小構成単位）の骨格を包含する分子を意味すると理解され、そして一般に知られている用語「オリゴマー」、「コポリマー」、「ホモポリマー」などを含む。更にポリマーという用語はポリマー自体に加えて、開始剤、触媒およびそのようなポリマーの合成に付随する他の要素からの残基を含み、そのような残基はそれに共有結合していないと理解される。

本発明で使用される「（メタ）アクリルポリマー」という用語は、アクリルモノマーから得られるポリマー、メタクリルモノマーから得られるポリマーおよびそのようなモノマーの混合物から得られる対応するコポリマーを含む。

用語「重合」は、複数の重合性基またはそのような重合性基を含有するポリマー前駆体（重合性化合物）を一緒に結合することによってポリマーを形成する化学プロセスを意味する。

また１個の重合性基を有する重合性化合物は「一反応性」化合物と、２個の重合性基を有する化合物は「二反応性」化合物と、および３個以上の重合性基を有する化合物は「多反応性」化合物とも呼ばれる。また重合性基を持たない化合物は、「非反応性」または「非重合性」化合物とも呼ばれる。

重合は従来の方法を使用して実施できる。重合は１つ以上の工程で実施できる。特に重合性化合物（１種類または多種類）の重合は、好ましくは熱または化学線への曝露によって達成され、ここで化学線への曝露は、紫外線、可視光または赤外線のような光の照射、Ｘ線またはガンマ線の照射、放射線またはイオンや電子などの高エネルギー粒子の照射を意味する。好ましい実施形態では、フリーラジカル重合が行われる。

重合は適切な温度で実施できる。ある実施形態において重合はメソゲン混合物の透明点未満の温度で行われる。しかしながら他の実施態様では、透明点またはそれを超える温度で重合を実施することも可能である。

実施形態によっては重合は光照射によって、即ち光、好ましくは紫外線を用いて行われる。化学線源としては例えば、単一の紫外線ランプまたは一組の紫外線ランプを使用できる。高いランプ出力を使用するときは、硬化時間を短縮できる。光照射のための他の可能な供給源は例えば、ＵＶレーザー、可視レーザーまたはＩＲレーザーなどのレーザーである。

好ましくはキラル液晶ホスト混合物に１種類以上の重合性化合物、好ましくは一反応性および二反応性化合物と適切な光開始剤とを含む混合物を添加し、重合性化合物を例えばＵＶ照射への曝露により比較的短時間、例えば１時間以下重合することによって、重合を行う。好ましくは重合は、キラル液晶ホスト混合物のコレステリック相の温度に維持された電気光学的セル中で行われる。

本発明による方法では、キラルＬＣ媒体中に含まれる重合性成分を空間選択的に重合することで複合体システムおよび光変調素子を製造できる。特にＬＣ媒体は層として提供され、重合は層の規定された領域でのみ起こる。それによってポリマー構造、好ましくはポリマー壁が規定された領域に形成される。

用語「層」は、多少なりとも顕著な機械的安定性を有する剛性または可撓性の自己支持型または自立型のフィルムまたは層ならびに支持基板上または２枚の基板間のコーティングまたは層を含む。

重合の空間選択性は単独または組み合わせて、様々な手段で達成できる。

例えば基板が提供される場合、前処理または前構造化された基板を使用できる。これに関連して基板上の選択された表面領域は、例えば照射、プラズマ処理または選択的印刷またはスタンピングを使用して、物理的および／または化学的処理または改質によって次の重合のために活性化または不動態化できる。例えば印刷による直接基板前パターニングまたは選択的印刷は、ロールツーロール処理において特に有用であり得る。次いで重合を開始してアクティブ領域で進行できる。

しかしながら、いかなる前処理もせずに与えられたような基板を使用し、そして媒体の空間的に選択的な処理によりその場でポリマー構造を形成することが好ましい。よって好ましい実施形態において空間的に選択的な重合は、層の規定された領域内の提供された媒体を化学線に選択的に曝露することで行われる。この点において、フォトリソグラフィ分野で知られている標準的な手順を使用できる。好ましくは紫外線を用いた光重合が使用さられる。層内の規定された領域の空間選択的照射は、例えば材料サンプル上で光ビーム、好ましくは集束光ビームを走査することによって、またはビームを介してサンプルを所定の方法で移動させることによって達成できる。ビームシャッターを使用して、サンプルの照射を中断または中止できる。所謂マスクレスリソグラフィが一般的に既知である。

好ましい実施形態において提供された媒体層は基板上に支持され、より更に好ましくはこの層は２枚の基板間に挟まれる。次いで規定された領域を選択的に紫外線に曝露することで、ポリマー構造体をポリマー壁として形成する。これは空間的に変調された強度を示す紫外線を試料に照射することで達成でき、それによって空間識別性を達成する。最も好ましくはフォトマスクがこのプロセスにおいて使用され、ここでポリマーは、マスキングされていない領域または区域内において構築され凝集する。

フォトマスク、その製造およびフォトマスクの適切な位置合わせおよび位置決めは、一般に既知である。これらのマスクは典型的には不透明材料で作製されるか、または不透明層をそれぞれ含み、例えば穴またはエッチングによって形成されたマスク内の透明部分は光が通過することができる規定のパターンを構成する。次いでこのパターンは照射、ひいては媒体層中での重合が起こり得る領域を決定する。例えば、石英板上のクロムフォトマスクを使用できる。あるいは、写真フィルムと同様に透明フィルム上へのレーザー印刷を使用してフォトマスクを得ることができる。所望のパターンは例えば、壁幅または壁間の距離に関して調整できる。

媒体に適用されるパターンは例えば、縞の形態でよく、正方形のアレイを形成してよく、即ちピクセル化パターンでよい。しかしながら、長方形の形状および／または丸みを帯びた縁も可能なパターン要素として含まれる。好ましくは、区画は正方形を使用して形成される。好ましい実施形態において区画は、それぞれ１００μｍ以上、より好ましくは５００μｍ以上、より更に好ましくは７５０μｍ以上の辺長を有する。特定の実施形態では、５００μｍ以上および１０００μｍ以下の範囲内の辺長を有する正方形が形成される。形成されたポリマー壁は好ましくは、５μｍ以上、より好ましくは１０μｍ以上、より更に好ましくは２０μｍ以上の幅を有する。

重合により、上記および下記の二成分系が形成される。特に低分子量メソゲン相とは異なる別個のポリマー相が生成され、それは有利にはポリマー壁として提供できる。

ある実施形態において複合体システムは層またはそれぞれ層状構造として提供され、ここで、また積層層または構造を配置することも可能である。このシステムは好ましくは、自己接着性および／または自己持続性のフィルムとして、より好ましくは基板上に提供され得る。

特に好ましい実施形態においてポリマー壁は好ましくは、上記および下記のキラルＬＣ媒体のその場光重合を使用することで調製される。その中で相分離は重合の際に起こり、特に相分離は重合によって引き起こされる。よってＣＬＣ媒体は、有利にはその場プロセスにおいてＣＬＣ媒体を境界により埋め込むことで、ピクセルなどの区画に分離できる。好ましくは残留反応性モノマーの量が最少に保たれるように実質的に完了まで重合が行われ、ここで好ましくは相分離が大幅に起こる。

有利には重合が起こらない領域においても、重合性化合物（１種類または多種類）の濃度を消耗するプロセスによって適切に減少し得る。この効果は以下の通り説明され得る。重合が行われる領域では更なるモノマー分子が反応に供給されている間に相分離ポリマーが形成され、その後、重合反応が起こらない領域からの濃度勾配の拡散によってモノマーが反応部位でまたは反応部位に向かって補充され得る。

光変調素子において好ましくは、少なくとも一方の基板は低分子量成分を電気的にアドレスするための電極を含む。好ましくはポリマー壁は、少なくとも一方の基板の表面に基づいており、ＣＬＣディスプレイの非アクティブ領域に構築されているか、またはそれらは少なくとも部分的に電気的に非アクティブ領域に形成されている。このようにして、非アクティブ領域における不要な光の反射を回避または最小限に抑えることができる。その結果、混色の問題を最小限に抑えることができ、コントラストおよび可読性を向上できる。よってＣＬＣ材料の量は、少なくとも全体的なコントラストの低下を回避または低減することができる程度まで、非アクティブ領域または区域において最小限に抑えられる。

本方法で提供されるポリマー壁は、ブラックマスクの機能と同様の機能を効果的に果たすことができる。よって、標準的なブラックマスクを追加で含める必要はない。これは典型的なブラックマスクを含むそのような追加の工程において、滑らかなマスク表面を提供し汚染物質の導入を回避するように注意を払わなければならないという点で有利である。

更に壁は例えばフレキシブルディスプレイにおいて、または接触のような外部圧力に曝されるときにセルギャップを維持するのに効果的であり得る。これは、反射率および色に関して安定性を達成するのに有利に寄与できる。よって、そのようなセルギャップの均一性の向上は、色の均一性の向上をもたらし得る。同時にポリマー構造によって提供される機械的支持体は、特にフレキシブルディスプレイの観点から基板をより自由に選択することを可能にし得る。この点に関してプラスチック基板、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）またはポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）またはトリアセチルセルロース（ＴＡＣ）などのポリエステルのフィルムは、それらがガラスのような従来の基板と比較してフレキシブルであるだけではなく、より薄くより軽量である一方で製造および組み立てにおいてさらなる利点も提供することを考慮すれば、特に有用であり得る。

経時的にそしてまた極端な条件下、例えば運転中の高温または紫外線への曝露下でも装置の適切な性能および操作性を確実にするために、残留未反応モノマーの量を最小に保つことが望ましい。

よって好ましい実施形態において空間選択的重合を実施した後、材料層全体を熱処理または光照射、好ましくは紫外線照射のいずれかに全面曝露する。このようにして残留モノマーの量を全システムまたは素子中で減少できる。用語「全層」は、適用目的のために関心のあるそれらの領域を意味し、それはエッジまたはフリンジ領域を除外することができると理解される。この点において用語「全体」は、よって空間選択性のない、または空間的識別のない処理または曝露を指す。

この好ましい追加の処理工程は装置の信頼性を高めるのに有用であるだけでなく、同時にアクティブ領域における装置性能に有利に影響を及ぼし得る。特にアクティブ領域でも行われるが、有意に少ない量の残留モノマーを使用して行われる好ましいその後の重合は、コレステリックテクスチャー（ＰＳＣＴ）のポリマー安定化をもたらし得る。所望の初期状態に応じて、この第二の包括的な重合を電界の存在下または不在下で実施できる。

本発明による装置については、平面またはフォーカルコニック構成のいずれかを最初に、好ましくは平面状態に設定できる。そのような状態またはテクスチャは、好ましくはポリマー安定化によって、特に好ましくは上記の処理によって、および／または表面安定化によって設定または調整できる。

本発明による方法は、１種類以上の重合性ポリマーを上記および下記の化合物を重合することで媒体から得られるかまたは媒体からそれぞれ得られる有利な光変調、ＬＣミラーまたは電気光学的装置を効率的かつ効果的に製造するために有利に使用できる。装置は好ましくは、近紫外線または電磁スペクトルの可視範囲の波長を有する選択的反射を示す反射装置である。そこでは非アクティブ領域における反射は、ポリマー構造の提供によって有利に抑制されるかまたは実質的に回避される。

更に本方法を実施することで、ＣＬＣを予め形成された容器または構造に充填する追加の工程が不要になる。

本発明の好ましい実施態様において本発明による液晶媒体は、式Ｉ−１〜Ｉ−５の化合物から選択され、好ましくは式Ｉ−２、Ｉ−４およびＩ−５の化合物から選択され、最も好ましくは式Ｉ−２の１種類以上の化合物を含む。

式中、
Ｒ^１およびＸ^１は、上記式Ｉで与えられたそれぞれの意味を有し、Ｒ^１は好ましくはアルキル、最も好ましくはｎ−アルキルであり、Ｘ^１は好ましくはＣＮである。

本発明の好ましい実施形態において液晶媒体は、式ＩＩ−１およびＩＩ−２、好ましくは式ＩＩ−２の化合物の群から選択される１種類以上の化合物を含む。

式中、
それぞれの基は上式ＩＩで与えられる意味を有し、Ｘ^２は好ましくはＦまたはＯＣＦ_３である。

好ましくは媒体は、式ＩＩ−１および式ＩＩ−２の化合物の群から選択される１種類以上の化合物を含み、Ｌ^２１およびＬ^２２は両者ともＦである。

好ましくは媒体は、式ＩＩ−１ａ〜ＩＩ−１ｃ、好ましくは式ＩＩ−１ｃの化合物の群から好ましくは選択される１種類以上の式ＩＩ−１の化合物を含む。

式中、
それぞれの基は上で与えられる意味を有し、好ましくはＬ^２１およびＬ^２２は両者ともＦであり、Ｌ^２３およびＬ^２４は両者ともＨであるか、Ｌ^２１、Ｌ^２２、Ｌ^２３およびＬ^２４は全てＦである。

好ましい実施形態において媒体は、Ｌ２１、Ｌ２２、Ｌ２３およびＬ２４が全てＦである式ＩＩ−１ｃの１種類以上の化合物を含む。

好ましくは媒体は、式ＩＩ−２ａ〜ＩＩ−２ｃ、好ましくは式ＩＩ−２ｃの化合物の群から選択される１種類以上の化合物を含む。

式中、
それぞれの基は上で与えられる意味を有し、Ｌ^２３〜Ｌ^２７は、それぞれ互いにおよび他の基と独立にＨまたはＦであり、好ましくはＬ^２１およびＬ^２２は両者ともＦであり、Ｌ^２３〜Ｌ^２７、最も好ましくはＬ^２３〜Ｌ^２５の２個または３個はＦであり、他のＬ^２３〜Ｌ^２７はＨまたはＦ、好ましくはＨであり、Ｘ^２は好ましくはＦまたはＯＣＦ_３、最も好ましくはＦである。

式ＩＩ−２の特に好ましい化合物は、式ＩＩ−２ｃ−１の化合物である。

式中、
Ｒ^２は、上で与えられる意味を有する。

本発明の好ましい実施形態において媒体は、式ＩＩＩ−１およびＩＩＩ−２の化合物の群から選択される１種類以上の化合物を含む。

式中、
それぞれの基は、上式ＩＩＩで与えられる意味を有する。

好ましくは媒体は、好ましくは式ＩＩＩ−１ａ〜ＩＩＩ−１ｇの化合物の群から選択され、より好ましくは式ＩＩＩ−１ａ、ＩＩＩ−１ｃ、ＩＩＩ−１ｄおよびＩＩＩ−１ｅの化合物の群から選択される１種以上の式ＩＩＩ−１の化合物、最も好ましくはそれぞれ式ＩＩＩ−１ａ、ＩＩＩ−１ｃおよびＩＩＩ−１ｅの１種類以上の化合物を含む。

式中、
それぞれの基は上で与えられる意味を有し、Ｌ^３３〜Ｌ^２７は、それぞれ互いにおよび他の基と独立にＨまたはＦであり、好ましくはＬ^３１およびＬ^３２は両者ともＦであり、Ｌ^３３〜Ｌ^３７、最も好ましくはＬ^３３〜Ｌ^３５の２個または３個はＦであり、他のＬ^３１〜Ｌ^３７はＨまたはＦ、好ましくはＨであり、Ｘ^３は好ましくはＦまたはＯＣＦ_３である。

式ＩＩＩ−１の特に好ましい化合物は、式ＩＩＩ−１ａ−１、ＩＩＩ−１ｃ−１およびＩＩＩ−１ｅ−１の化合物の群から選択される。

式中、
Ｒ^３は、上で与えられる意味を有する。

好ましくは式ＩＶの化合物は、式ＩＶ−１〜ＩＶ−７、より好ましくは式ＩＶ−６および／またはＩＶ−７の化合物の群から選択される。

式中、
Ｒ^４１およびＲ^４２は上式ＩＶで与えられるそれぞれの意味を有し、Ｒ^４１は好ましくはアルキルまたはアルケニル、より好ましくはアルケニルであり、Ｒ^４２は好ましくはアルキルまたはアルケニル、さらに好ましくはアルキルであり、あるいは式ＩＶ−２においてＲ^４１およびＲ^４２は好ましくは両者ともアルキルおよび式ＩＶ−４中のＲ^４１は好ましくはアルキルまたはアルケニル、より好ましくはアルキルであり、Ｒ^４２は好ましくはアルキルまたはアルコキシ、より好ましくはアルコキシである。

好ましくは媒体は、式ＩＶ−６およびＩＶ−７の化合物の群から選択される１種類以上の化合物、より好ましくは式ＩＶ−６およびＩＶ−７のそれぞれ１種類以上の化合物を含む。

式ＩＶ−６の好ましい化合物は式ＣＰＴＰ−ｎ−ｍおよびＣＰＴＰ−ｎ−Ｏｍの化合物、より好ましくは式ＣＰＴＰ−ｎ−Ｏｍの化合物であり一方、式ＩＶ−７の好ましい化合物は式ＣＰＧＰ−ｎ−ｍの化合物である。これらの略語（頭字語）の定義は表Ａ〜Ｃに説明されており、下表Ｄに示されている。

好ましい実施形態において本発明による液晶媒体は、式Ｖ−１〜Ｖ−６の化合物の群から選択される１種類以上の式Ｖの化合物を含む。

式中、
Ｒ^５１およびＲ^５２は上式Ｖで与えられるそれぞれの意味を有し、Ｒ^５１は好ましくはアルキル、より好ましくはｎ−アルキルであり、式Ｖ−１においてＲ^５２は好ましくはアルケニル、より好ましくは３−アルケニル、最も好ましくは−（ＣＨ_２）_２−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＨ_３であり、式Ｖ−３においてＲ^５２は好ましくはアルキルまたはアルケニル、より好ましくはｎ−アルキルまたは３−アルケニル、最も好ましくは、−（ＣＨ_２）_２−ＣＨ＝ＣＨ_２であり、式Ｖ−３〜Ｖ−６においてＲ^５２は好ましくはアルキルであり、Ｖ−４において「Ｆ_０／１」は好ましくはＦである。

式Ｖ−１の好ましい化合物は式ＰＰ−ｎ−２ＶおよびＰＰ−ｎ−２Ｖｍの化合物であり、より好ましくは式ＰＰ−１−２Ｖ１の化合物である。式Ｖ−２の好ましい化合物は、式ＰＴＰ−ｎ−Ｏｍ、特に好ましくはＰＴＰ−１−Ｏ２、ＰＴＰ−２−Ｏ１およびＰＴＰ−３−Ｏ１の化合物である。式Ｖ−３の好ましい化合物は、式ＰＧＰ−ｎ−ｍ、ＰＧＰ−ｎ−２ＶおよびＰＧＰ−ｎ−２Ｖｍ、より好ましくは式ＰＧＰ−２−ｍ、ＰＧＰ−３−ｍおよびＰＧＰ−ｎ−２Ｖの化合物である。式Ｖ−４の好ましい化合物は、式ＰＰＴＵＩ−ｎ−ｍ、より好ましくはＰＰＴＵＩ−３−２、ＰＰＴＵＩ−３−３、ＰＰＴＵＩ−３−４およびＰＰＴＵＩ−４−４の化合物である。式Ｖ−５の好ましい化合物は、式ＰＧＧＩＰ−ｎ−ｍの化合物である。式Ｖ−６の好ましい化合物は、式ＰＧＩＧＰ−ｎ−ｍの化合物である。これらの略語（頭字語）の定義は表Ａ〜Ｃに説明されており、下表Ｄに示されている。

式ＶＩの化合物は好ましくは式ＶＩ−１およびＶＩ−２、好ましくは式ＶＩ−１の化合物の群から選択される。

式中、
それぞれの基は上で与えられる意味を有し、Ｌ^６３およびＬ^６４は、それぞれ互いにおよび他の基と独立にＨまたはＦであり、好ましくはＺ^６は−ＣＨ_２−ＣＨ_２−であり、好ましくはＸ^６はＦである。

好ましくは本発明によるキラルＬＣ媒体に含まれる１種類以上のメソゲン化合物は、式Ｉ〜ＶＩの化合物の群から選択される化合物を含み、より好ましくは主に成り、より更に好ましくは本質的に成り、最も好ましくは完全に成る。

他に明示的に定義されていない限り本明細書において「含む」とは組成物に関して言及される実体、例えば媒体または成分が、問題の成分（１種類）もしくは成分（多種類）または化合物（１種類）もしくは化合物（多種類）を、好ましくは１０％以上、より好ましくは２０％以上の総濃度で含有することを意味する。

これに関して用語「主にから成る」は他に明示的に定義されていない限り、言及される実体が５５％以上、好ましくは６０％以上、最も好ましくは７０％以上の問題の成分（１種類）もしくは成分（多種類）または化合物（１種類）もしくは化合物（多種類）を含有することを意味する。

これに関して用語「本質的にから成る」は他に明示的に定義されていない限り、言及される実体が８０％以上、好ましくは９０％以上、最も好ましくは９５％以上の問題の成分（１種類）もしくは成分（多種類）または化合物（１種類）もしくは化合物（多種類）を含有することを意味する。

これに関して用語「完全にから成る」は他に明示的に定義されていない限り、言及される実体が９８％以上、好ましくは９９％以上、最も好ましくは１００．０％の問題の成分（１種類）もしくは成分（多種類）または化合物（１種類）もしくは化合物（多種類）を含有することを意味する。

また上で明示的に述べられていない他のメソゲン化合物も、本発明による媒体において任意および有益に使用できる。そのような化合物、当該分野で既知である。

本発明による液晶媒体は好ましくは８５℃以上、好ましくは９０℃以上の透明点を有する。

本発明による液晶媒体の５８９ｎｍ（Ｎａ^Ｄ）および２０℃におけるΔｎは、好ましくは０．１００〜０．３５０の範囲内、より好ましくは０．１２０〜０．３３０の範囲内、最も好ましくは０．１３０〜０．３１０の範囲内である。

本発明による液晶媒体の１ｋＨｚおよび２０℃におけるΔεは、好ましくは１０以上、より好ましくは１５以上、より更に好ましくは２０以上、最も好ましくは２５以上であり一方、好ましくは６０以下、より好ましくは５５以下である。特に好ましくは、１０〜５５の範囲内である。

キラルドーパントを含まない本発明の媒体のネマチック相は好ましくは、少なくとも０℃以下〜８０℃以上、より好ましくは少なくとも−２０℃以下〜８５℃以上、より更に好ましくは少なくとも−２０℃以下〜９０℃以上、最も好ましくは少なくとも−３０℃以下〜９５℃以上に亘る。

式Ｉの化合物は好ましくは、全混合物の１％〜３５％、より好ましくは２％〜３０％、より更に好ましくは３％〜２０％、最も好ましくは５％〜１５％の合計濃度で媒体において使用される。

式ＩＩおよびＩＩＩの化合物は好ましくは、全混合物の４０％〜８０％、より好ましくは４５％〜７５％、より更に好ましくは５０％〜７０％、最も好ましくは５５％〜６５％の合計濃度で媒体において共に使用される。

式ＩＩの化合物は好ましくは、全混合物の１５％〜３５％、より好ましくは２０％〜３０％、最も好ましくは２２％〜２８％の合計濃度で媒体において使用される。

式ＩＩＩの化合物は好ましくは、全混合物の１５％〜４５％、より好ましくは２５％〜４０％、最も好ましくは３０％〜３５％の合計濃度で媒体において使用される。

式ＩＶの化合物は好ましくは、全混合物の１０％〜３５％、より好ましくは１５％〜３０％、最も好ましくは２０％〜２５％の合計濃度で媒体において使用される。

式Ｖの化合物は好ましくは、全混合物の１０％〜３０％、より好ましくは１２％〜２８％、最も好ましくは１６％〜２３％の合計濃度で媒体において使用される。

式ＶＩの化合物は好ましくは、全混合物の０％〜３０％、より好ましくは０．１％〜１５％、最も好ましくは１％〜１０％の合計濃度で媒体において使用される。

任意成分として本発明による媒体は、物理的性質を調整するために更なる液晶化合物を含んでよい。そのような化合物、当該分野で既知である。本発明による媒体中のそれらの濃度は、好ましくは０％〜３０％、より好ましくは０．１％〜２０％、最も好ましくは１％〜１５％である。

好ましくは本発明による媒体は、
・式Ｉ−２、および／または
・式ＩＩ−１ｃ、好ましくは式ＰＵＱＵ−ｎ−Ｆの、および／または
・式ＩＩ−２ｃ、好ましくは式ＩＩ−２ｃ−１の、および／または
・式ＩＩＩ−１ａ、好ましくは式ＩＩＩ−１ａ−１の、および／または
・式ＩＩＩ−１ｃ、好ましくは式ＩＩＩ−１ｃ−１の、および／または
・式ＩＩＩ−１ｄ、好ましくは式ＩＩＩ−１ｄ−１の、および／または
・式ＩＶ−６、好ましくは式ＣＰＴＰ−ｎ−Ｏｍおよび／またはＣＰＴＰ−ｎ−ｍの、および／または
・式ＩＶ−７、好ましくは式ＣＰＧＰ−ｎ−Ｏｍおよび／またはＣＰＧＰ−ｎ−ｍの、および／または
・式Ｖ−１、好ましくは式ＰＰ−ｎ−ｍＶおよび／またはＰＰ−ｎ−ｍＶｌの、および／または
・式Ｖ−２、好ましくは式ＰＴＰ−ｎ−Ｏｍの、および／または
・式Ｖ−３、好ましくは式ＰＧＰ−ｎ−ｍおよび／またはＰＧＰ−ｎ−ｍＶの、および／または
・式Ｖ−４、好ましくは式ＰＰＴＵＩ−ｎ−ｍの、および／または
・式Ｒ−５０１１またはＳ−５０１１の
１種類以上の化合物、および／または
・１種類以上の反応性重合性化合物、および／または
・１種類以上の重合開始剤
を含む。

本明細書において誘電的に正との用語はΔε＞３．０の化合物または成分に、誘電的に中性は−１．５≦Δε≦３．０に、誘電的に負はΔε＜−１．５に使用する。Δεは、１ｋＨｚの周波数および２０℃において決定される。それぞれの化合物の誘電異方性は、ネマチックホスト混合物中のそれぞれの個々の化合物の１０％の溶液の結果から決定される。ホスト混合物中のそれぞれの化合物の溶解度が１０％未満である場合、得られる混合物が少なくともその特性の決定を可能にするのに十分に安定するまで、その濃度は２倍減少する。しかしながら結果の重要性をできるだけ高く保つために、濃度は好ましくは少なくとも５％に保つ。試験混合物の容量は、ホメオトロピックおよびホモジニアス配向の両方のセルにおいて決定される。両タイプのセルのセルギャップは、およそ２０μｍである。印加される電圧は、周波数１ｋＨｚ、典型的には０．５Ｖ〜１．０Ｖの二乗平均平方根値を有する矩形波であるが、それぞれの試験混合物の容量閾値より常に低くなるよう選択される。

Δεは（ε_‖−ε_⊥）と定義され、一方ε_ａｖは（ε_‖＋２ε_⊥）／３である。誘電的に正の化合物については混合物ＺＬＩ−４７９２、誘電的に中性ならびに誘電的に負の化合物については混合物ＺＬＩ−３０８６、両者ともメルク社製をそれぞれホスト混合物として使用する。化合物の誘電率は、目的化合物を添加した際のホスト混合物のそれぞれの値の変化から決定される。目的化合物の濃度を１００％に外挿して、値を決定する。

測定温度２０℃でネマチック相を有する成分はそのまま測定され、他の全ては化合物のように処理される。

閾電圧という用語は本明細書では光学的閾値を指して１０％の相対コントラストに与えられ（Ｖ_１０）、飽和電圧という用語は光学的飽和を指して９０％の相対コントラストに与えられる（Ｖ_９０）。他に明示的に述べなければ、Ｆｒｅｅｄｅｒｉｃｋｓ閾（Ｖ_Ｆｒ）とも呼ばれる容量性閾電圧（Ｖ_０）のみを使用する。本明細書で与えられるパラメータの範囲は他に明示しなければ、全て限界値を含む。

本明細書では他に明示しなければ全ての濃度は質量パーセントで与えられ、それぞれの完全な混合物に関するものであり、全ての温度は摂氏度（摂氏）で与えられ、温度の差は全ての摂氏度で表される。全ての物理的性質は「メルク液晶、液晶の物理的性質」、１９９７年１１月刊、メルク社、ドイツ国に従って決定されており、他に明示しなければ２０℃の温度について与えられている。光学異方性（Δｎ）は、５８９．３ｎｍの波長で決定される。誘電異方性（Δε）１ｋＨｚの周波数で決定される。閾電圧ならびに他の全ての電気光学的特性は、メルク社、ドイツ国で調製された試験用セルを用いて決定される。Δεを決定する試験用セルは、およそ２０μｍのセルギャップを有する。電極は１．１３ｃｍ^２の面積を有する円形ＩＴＯ電極でガードリングを有する。配向層は、ホメオトロピック配向（ε_‖）にはレシチンを、平面ホモジニアス配向（ε_⊥）には日本合成ゴム社製ポリイミドＡＬ−１０５４である。容量は、０．３Ｖ_ｒｍｓの電圧を有する正弦波を使用する周波数応答分析装置Ｓｏｌａｔｒｏｎ１２６０により決定される。使用される試験用セルは、ＧｏｏｃｈおよびＴａｒｒｙ以下による第一透過最小に一致する光学的遅延を有するように、典型的には約０．４５μｍ^−１を有するように選択されたセルギャップを有する。電気光学的測定に使用される光は白色光である。使用される装置は、Ａｕｔｒｏｎｉｃ Ｍｅｌｃｈｅｒｓ社、ドイツ国、カールスルーエ市より商業的に入手可能な装置である。特性電圧は垂直観察下で決定される。閾値（Ｖ_１０）−中間灰色（Ｖ_５０）−および飽和（Ｖ_９０）電圧は、それぞれ１０％、５０％および９０％相対コントラストで決定される。

それぞれ応答時間は、相対コントラストが０％から９０％に変化する時間（ｔ_９０−ｔ_０）について立上時間（τ_ｏｎ）として、即ち相対コントラストが１００％から１０％に変化して戻る時間（ｔ_１００−ｔ１_０）について減衰時間（τ_ｏｆｆ）として遅延時間（ｔ_１０−ｔ_０）が含まれ、合計応答時間（τ_{ｔｏｔａｌ}＝τ_ｏｎ＋τ_ｏｆｆ）として与えられる。

本発明による液晶媒体は、通常の濃度で更なる添加剤を含んでよい。これらの更なる構成成分の合計濃度は、全混合物に基づき０％〜１０％、好ましくは０．１％〜６％の範囲内である。それぞれ使用される個々の化合物の濃度は好ましくは、０．１％〜３％の範囲内である。本明細書では液晶媒体の液晶成分および化合物の濃度の値および範囲について、これらおよび類似の添加剤の濃度は考慮されていない。これはまた混合物中に任意に使用される二色性色素の濃度にも当てはまり、化合物の濃度またはホスト混合物の成分が特定されるときには考慮されない。それぞれの添加剤の濃度は、常に最終的にドープされた混合物に対して与えられる。

本発明による液晶媒体は数種類の化合物、好ましくは３〜３０種類、より好ましくは４〜２０種類、最も好ましくは４〜１６種類の化合物から成る。これらの化合物は従来の方法で混合される。一般に、より少ない量で使用される化合物の必要量が、より多い量で使用される化合物に溶解される。温度がより高濃度で使用される化合物の透明点より高い場合、溶解過程の完了を観察することは特に容易である。しかしながら他の従来の方法、例えば化合物の同種混合物もしくは共晶混合物であり得る所謂プレミックスを使用すること、またはその構成成分が準備されている所謂マルチボトルシステムを使用することによって媒体を調製することも可能である。

好ましくは１種類以上のキラルドーパントを含む本発明による液晶媒体は、電磁スペクトルの可視範囲、即ち４００〜８００ｎｍの範囲内の放射線を選択的に反射する。好ましくはそれらの選択反射帯域はこの波長範囲内に及び、より好ましくはそれらの反射帯域の中心波長はこの範囲内にあり、最も好ましくはそれらの全反射帯域はこの範囲内にある。好ましくは媒体は、１５ｎｍ〜６０ｎｍの範囲内、より好ましくは２０〜５５ｎｍ、最も好ましくは２５ｎｍ〜５０ｎｍの範囲内の半値幅（１／２ＦＷＨＭ）を有する選択反射を有する。特に相対的な半値幅、即ち半値幅（１／２ＦＷＨＭ）と反射帯域の中心波長との比は好ましくは１％〜２０％の範囲内、より好ましくは２％〜１６％の範囲内、より更に好ましくは４％〜１０％の範囲内、最も好ましくは６％〜８％の範囲内である。

所与の温度で得られる選択的反射の中心の波長は、多項式級数（Ｉ）の近似によって使用されるホスト中のキラルドーパントの実際の濃度から計算できる。

式中、
α、βおよびγは、所与のホスト混合物中の所与のキラルドーパントの組合せに固有の材料定数であり、
ｃ（ｄｏｐ．）は、ホスト混合物中のキラルドーパントの濃度である。

多くの実用的な場合において最初の項のみを考慮し、線形項（「α・［ｃ（ｄｏｐ．）］^−１」）は十分な精度で結果を与える。パラメータ「α」はＨＴＰの逆数（即ち、ＨＴＰ^−１）に近似される。しかしながら「ブラッグ」反射と同様であるコレステリックＬＣの選択的反射の波長の決定において、より正確な数値のためには混合物の有効屈折率を更に考慮しなければならない。

典型的にはα、βおよびγは、使用される特定の液晶混合物よりもキラルドーパントの種類に強く依存する。それらは、それぞれのキラルドーパントの鏡像体過剰率に依存する。それらは純粋なエナンチオマーについて、それらのそれぞれの最大絶対値を有し、ラセミ化合物についてはゼロである。本明細書で示される値は、９８％以上の鏡像体過剰率を有する純粋な鏡像異性体に対するものである。

本発明による各液晶媒体中のキラルドーパント（１種類）またはキラルドーパント（多種類）のパラメータの絶対値は好ましくは、５ｎｍ〜２５ｎｍの範囲内、より好ましくは１０ｎｍ〜２０ｎｍの範囲内、最も好ましくは１２ｎｍ〜１６ｎｍの範囲内である。

媒体は２種類以上のキラルドーパントを含んでよい。それらが２種類以上のキラルドーパントを含む場合、これらは例えばコレステリックピッチの温度依存性、したがって選択的反射の波長の温度依存性を補償するために、既知の方法のいずれかで有利に選択できる。ここで１つのホスト混合物において式（Ｉ）のより高次の項のパラメータ、特にパラメータβ、即ち２次項のパラメータの特性に依存して、同じ符号のパラメータαを有するキラルドーパントと、このパラメータと反対の符号を有するキラルドーパントとを使用できる。

本発明の特に好ましい実施形態において、それぞれのホスト混合物中に誘発されたキラルピッチの小さな温度依存性を示す、即ち小さなパラメータβを有する単一のキラルドーパントが使用される。

材料の全ての温度、特に融点および透明点は摂氏度で与えられる。

本明細書および特に以下の例において液晶化合物の構造は略語で表され、これは「頭字語」とも呼ばれる。対応する構造への略語の変換は、以下の３つの表Ａ〜Ｃに従い簡単である。

全ての基Ｃ_ｎＨ_２ｎ＋１、Ｃ_ｍＨ_２ｍ＋１およびＣ_ｌＨ_２ｌ＋１は好ましくは、それぞれｎ個、ｍ個およびｌ個のＣ原子を有する直鎖アルキル基であり、全ての基Ｃ_ｎＨ_２ｎ、Ｃ_ｍＨ_２ｍおよびＣ_ｌＨ_２ｌは好ましくは、それぞれ（ＣＨ_２）_ｎ、（ＣＨ_２）_ｍおよび（ＣＨ_２）_ｌであり、−ＣＨ＝ＣＨ−は好ましくは、それぞれｔｒａｎｓ−またはＥビニレンであって、ここでｎ、ｍおよびｌは好ましくは互いに独立に１〜７を表す。

表Ａには環要素に使用される記号、表Ｂには連結基のための記号、表Ｃには分子の左手側および右手側の末端基のための記号を列記する。

表Ｄには、例示的な分子構造をそれらのそれぞれのコードと共に列挙する。

表中、
ｎおよびｍはそれぞれ整数であり、３つの点「．．．」は、この表の他の記号のためのスペースを示す。

好ましくは本発明による液晶媒体は式Ｉの化合物（１種類または多種類）に加えて、以下の表の式の化合物の群から選択される１種類以上の化合物を含む。

表Ｅには、本発明による液晶媒体に好ましく使用されるキラルドーパントを列記する。

本発明の好ましい実施形態において本発明による媒体は、表Ｅの化合物の群から選択された１種類以上の化合物を含む。

表Ｆには、本発明による液晶媒体に好ましく使用される安定剤を列記する。

この表Ｆにおいてｎは、１〜１２の範囲内の整数を意味する。

本発明の好ましい実施形態において本発明による媒体は、表Ｆの化合物の群から選択される１種類以上の化合物を含む。

表Ｇには、本発明によるＬＣ媒体において好ましくは反応性メソゲン化合物として使用できる例示化合物を列挙する。好ましくは重合のために開始剤または２種類以上の開始剤の混合物を添加する。開始剤または開始剤混合物は好ましくは、混合物を基準にして０．００１〜２重量％の量で添加する。適切な開始剤は例えば、Ｉｒｇａｃｕｒｅ（登録商標）６５１（ＢＡＳＦ社製）である。

本発明の好ましい実施形態において、メソゲン媒体は表Ｇからの化合物の群から選択される１種類以上の化合物を含む。

本発明による液晶媒体は、好ましくは表Ｄの化合物の群から選択される４種類以上、より好ましくは６種類以上、より更に好ましくは７種類以上、特に好ましくは８種類以上の化合物、好ましくは表Ｄの化合物の群から選択される３種類以上の異なる式の化合物を含む。媒体が表Ｅの式の群から選択される１種類または２種類以上の化合物を追加して含むことが特に好ましい。より更に好ましくは媒体は、表Ｇの式の群から選択される１種類または２種類以上の化合物を更に含む。

以下の例は本発明の単なる例示であり、それらは本発明の範囲を限定するものとして決して考慮されるべきではない。本開示を考慮すれば当業者には、例および変形例またはそれらの他の均等物が明らかになるであろう。

しかしながら以下に示される物理的性質および組成は、どの性質が達成され得て、どの範囲でそれらが改変され得るかを例示する。特に好ましく達成することができる様々な特性の組み合わせは、このように明確に定義されている。

液晶混合物および複合体システムを、以下に与えられる組成および特性で実現する。それらの特性および光学的性能を検討する。

＜例１＞
以下の表に示す組成および特性を有する液晶混合物Ｂ−１を調製し、その一般的な物理的性質に関して特性解析する。

コレステリック混合物Ｃ−１を基礎混合物Ｂ−１に、メルク社、ダルムシュタット市、ドイツ国より入手可能なキラルドーパントＲ−５０１１を添加して調製し、ここでＣ−１は９８．３７％の混合物Ｂ−１をおよび１．６３％のＲ−５０１１を含む。

次いで混合物Ｍ−１を混合物Ｃ−１に、２−エチルヘキシルアクリレート、イソボルニルメタクリレートおよびチバ社、スイス国より入手可能な光開始剤Ｉｒｇａｃｕｒｅ（登録商標）６５１（ＩＲＧ−６５１と略称する。）を添加して調製し、ここでＭ−１は９５．９６％の混合物Ｃ−１、２．００％の２−エチルヘキシルアクリレート、２．００％のイソボルニルメタクリレートおよび０．０４％のＩＲＧ−６５１を含む。

混合物Ｍ−１をＩＴＯ電極を有する無アルカリガラス基板と、厚さ５０ｎｍのラビングされたポリイミド配向層とを有する試験用セルに充填し、ここでセルギャップは６μｍである。続いて、フォトマスクを通してＵＶ放射に曝露することで重合を行う。フォトマスク（石英上に被覆されたクロム）は、それぞれ一辺の長さが０．９８ｍｍの不透明な正方形のアレイ構造を示し、各正方形は、それぞれの幅が２０μｍの透明なストリップによって全ての側面が囲まれている。よって各不透明な正方形は透明な枠で囲まれ、隣接する正方形から分離されている。

試験用セルにランプ（Ｍｉｒｈｏ、３６５ｎｍバンドパスフィルター付き高圧水銀灯、出力：１０ｍＷ／ｃｍ^２）からのＵＶ光を２，０００秒間照射することによって重合を行い、その際にフォトマスクの枠状透明構造によって曝露されたままの領域にポリマー壁が形成される。

次いでフォトマスクを取り除き、引き続く工程で試験用セル全体に、即ち空間的識別なくＵＶ光（出力：１０ｍＷ／ｃｍ^２）を１，０００秒間照射する。

重合工程後に得られる試験用セルは所望のポリマー壁を示し、アクティブ領域における適切なスイッチ挙動および電気光学的性能ならびに非アクティブ領域について好ましいコントラストを更に提供し、好ましくない反射が低減される。

＜例２＞
以下の表に示す組成および特性を有する液晶混合物Ｂ−２を調製し、その一般的な物理的性質に関して特性解析する。

次いで混合物Ｍ−２を基礎混合物Ｂ−２に、キラルドーパントＲ−５０１１ならびに反応性メソゲンＲＭ−ＡおよびＲＭ−Ｂを添加して調製し、ここでＭ−２は８７．３５％の混合物Ｂ−２、２．６５％のＲ−５０１１、５．００％のＲＭ−Ａおよび５．００％のＲＭ−Ｂを含む。

次いで混合物Ｍ−２を２つの部分に分け、一方に０．０４％のＩＲＧ−６５１を添加する。

混合物の両部分、即ち光開始剤を含むものと含まないものをそれぞれ実施例１に記載した通り試験用セルに充填する。重合は例１におけるマスクに類似のフォトマスクを使用して実施例１に記載した通りランプ（出力：１０ｍＷ／ｃｍ^２）からのＵＶ光で各試験用セルを２００００秒照射することで実施するが、ただし透明ストリップはそれぞれ４０μｍの幅を有する。

その後にセル全体をＵＶ光へ更に曝露しなくとも、得られる試験用セルは所望のポリマー壁を示し、アクティブ領域における適切なスイッチ挙動および電気光学性能ならびに非アクティブ領域に対する好ましいコントラストを更に提供し、好ましくない反射が低減される。

＜例３＞
以下の表に示す組成および特性を有する液晶混合物Ｂ−３を調製し、その一般的な物理的性質に関して特性解析する。

次いで混合物Ｍ−３を例１に類似して調製し、ここで例１において与える通りの量で例１に記載される通りのキラルドーパント、反応性モノマーおよび光開始剤を混合物Ｂ−３に添加する。

次いで例１に記載される通り、空間選択的重合および引き続くセル全体のＵＶ処理を行う。

ポリマー壁および好ましい特性を有するセルを得る。

＜例４＞
以下の表に示す組成および特性を有する液晶混合物Ｂ−４を調製し、その一般的な物理的性質に関して特性解析する。

次いで混合物Ｍ−４を例１に類似して調製し、ここで例１において与える通りの量で例１に記載される通りのキラルドーパント、反応性モノマーおよび光開始剤を混合物Ｂ−４に添加する。

次いで例１に記載される通り、空間選択的重合および引き続くセル全体のＵＶ処理を行う。

ポリマー壁および好ましい特性を有するセルを得る。

＜例５＞
以下の表に示す組成および特性を有する液晶混合物Ｂ−５を調製し、その一般的な物理的性質に関して特性解析する。

次いで混合物Ｍ−５を例１に類似して調製し、ここで例１において与える通りの量で例１に記載される通りのキラルドーパント、反応性モノマーおよび光開始剤を混合物Ｂ−５に添加する。

次いで例１に記載される通り、空間選択的重合および引き続くセル全体のＵＶ処理を行う。

ポリマー壁および好ましい特性を有するセルを得る。

＜例６＞
以下の表に示す組成および特性を有する液晶混合物Ｂ−６を調製し、その一般的な物理的性質に関して特性解析する。

次いで混合物Ｍ−６を例１に類似して調製し、ここで例１において与える通りの量で例１に記載される通りのキラルドーパント、反応性モノマーおよび光開始剤を混合物Ｂ−６に添加する。

次いで例１に記載される通り、空間選択的重合および引き続くセル全体のＵＶ処理を行う。

ポリマー壁および好ましい特性を有するセルを得る。

＜例７＞
以下の表に示す組成および特性を有する液晶混合物Ｂ−７を調製し、その一般的な物理的性質に関して特性解析する。

次いで混合物Ｍ−７を例１に類似して調製し、ここで例１において与える通りの量で例１に記載される通りのキラルドーパント、反応性モノマーおよび光開始剤を混合物Ｂ−７に添加する。

次いで例１に記載される通り、空間選択的重合および引き続くセル全体のＵＶ処理を行う。

ポリマー壁および好ましい特性を有するセルを得る。

＜例８＞
以下の表に示す組成および特性を有する液晶混合物Ｂ−８を調製し、その一般的な物理的性質に関して特性解析する。

次いで混合物Ｍ−８を例１に類似して調製し、ここで例１において与える通りの量で例１に記載される通りのキラルドーパント、反応性モノマーおよび光開始剤を混合物Ｂ−８に添加する。

次いで例１に記載される通り、空間選択的重合および引き続くセル全体のＵＶ処理を行う。

ポリマー壁および好ましい特性を有するセルを得る。

＜例９〜１２＞
以下の表に示すそれぞれの組成および特性を有する液晶混合物Ｂ−９、Ｂ−１０、Ｂ−１１およびＢ−１２を調製し、それらの一般的な物理的性質に関して特性解析する。

これらの混合物Ｂ−９、Ｂ−１０、Ｂ−１１およびＢ−１２のそれぞれに、ここで例１において与える通りの量で例１に記載される通りのキラルドーパント、反応性モノマーおよび光開始剤を添加し、それぞれの混合物Ｍ−９、Ｍ−１０、Ｍ−１１およびＭ−１２を調製する。

次いで例１に記載される通り、それぞれの混合物Ｍ−９、Ｍ−１０、Ｍ−１１およびＭ−１２をそれぞれの試験用セルに充填し、空間選択的重合および引き続くセル全体のＵＶ処理を行う。

ポリマー壁および好ましい特性を有するセルを得る。

Claims (16)

1. ・式ＩおよびＩＩの化合物の群から選択される１種類以上のメソゲン化合物と、
   ・１種類以上のキラル化合物と、および
   ・１種類以上の重合性化合物とを含み、
   ただし１種類以上の重合性化合物は、媒体の全含有量に基づいて２．０重量％以上の量で存在する液晶媒体。
   

   

   （式中、
   Ｒ^１およびＲ^２は、それぞれ互いに独立に、１〜１２個のＣ原子を有するアルキル、アルコキシ、フッ素化アルキルまたはフッ素化アルコキシ、２〜１２個のＣ原子を有するアルケニル、アルケニルオキシ、アルコキシアルキル、フッ素化アルケニルまたはフッ素化アルケニルオキシであり、
   Ｌ^１１、Ｌ^１２、Ｌ^２１およびＬ^２２は、それぞれ互いに独立に、ＨまたはＦであり、
   

   

   

   
   Ｘ^１は、ＣＮまたはＮＣＳであり、
   Ｘ^２は、ハロゲン、１〜３個のＣ原子を有するハロゲン化アルキルもしくはアルコキシまたは２個もしくは３個のＣ原子を有するハロゲン化アルケニルもしくはアルケニルオキシであり、および
   ｉ、ｌおよびｍは、それぞれ互いに独立に、０または１である。）
2. １種類以上の重合性化合物は、好ましくは無置換または置換架橋二環式環および無置換または置換アダマンチル、より好ましくはイソボルニルまたはアダマンチルから選択されるシクロアルキル基を含む少なくとも１種類の化合物を含む請求項１に記載の媒体。
3. １種類以上の重合性化合物は、１個または２個以上のアクリレートおよび／またはメタクリレート基を含む請求項１または２に記載の媒体。
4. １種類以上のキラル化合物は、２０μｍ^−１以上のヘリカルツイスト力の絶対値を有し、
   好ましくは１種類以上のキラル化合物は、媒体が近紫外または電磁スペクトルの可視領域内の波長を有する選択的反射を示す濃度で存在する
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の媒体。
5. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の１種類以上の重合性化合物を重合することで請求項１〜４のいずれか１項に記載の媒体から得られるかまたはそれぞれ得ることができる複合体システムであって、
   ・請求項１に記載される式ＩおよびＩＩの化合物の群から選択される１種類以上のメソゲン化合物と、請求項１〜４のいずれか１項に記載の１種類以上のキラル化合物とを含む低分子量成分と、および
   ・１種類以上の重合性化合物を重合することで得られるかまたはそれぞれ得ることができる１種類以上のポリマー構造を含むポリマー成分とを含む複合体システム。
6. １種類以上のキラル化合物は、低分子量成分が近紫外または電磁スペクトルの可視領域内の波長を有する選択的反射を示す濃度で存在する請求項５項に記載の複合体システム。
7. 請求項５または６に記載の複合体システムおよび少なくとも１枚の基板を含む光変調素子であって、
   請求項５または６に記載の成分は少なくとも１枚の基板で支持され、１種類以上のポリマー構造を含むポリマー成分がポリマー壁を形成して区画内の低分子量成分を含むよう分離されている光変調素子。
8. 少なくとも１枚の基板は、低分子量成分を電気的にアドレスするための電極を含み、および
   ポリマー壁は少なくとも１枚の基板の表面に基づき、電気的に非アクティブ領域に少なくとも部分的に形成されている請求項７に記載の素子。
9. 複合体システムまたは光変調素子を調製する方法であって、
   （ａ）請求項１〜４のいずれか１項に記載の媒体を層として提供する工程と、
   （ｂ）該層の所与の領域において請求項１〜３のいずれか１項に記載の１種類以上の重合性化合物の空間選択的重合を行い、該所与の領域においてポリマー構造を得る工程とを含む方法。
10. 工程（ｂ）において該層の該所与の領域は、化学線に選択的に曝露される請求項９に記載の方法。
11. 該層は基材上に支持され、
    好ましくは該層は２枚の基材間に挟持され、
    該ポリマー構造は、好ましくは該所与の領域を選択的に、より好ましくはフォトマスクを使用してＵＶ放射に曝露することでポリマー壁として形成される請求項９または１０に記載の方法。
12. 工程（ｂ）に引き続いて層全体を化学線、好ましくはＵＶ放射に曝露する請求項９〜１１のいずれか１項に記載の方法。
13. 請求項９〜１２のいずれか１項に記載の方法を行うことで得られるかまたはそれぞれ得ることができる複合体システムまたは光変調素子。
14. 光変調素子、液晶ミラーまたは電気光学的装置における請求項１〜４のいずれか１項に記載の媒体または請求項５、６ないし１３に記載の複合体システムの使用。
15. 請求項５、６ないし１３に記載の複合体システムまたは請求項７、８ないし１３に記載の光変調素子を含む液晶ディスプレイ。
16. 反射型ディスプレイであり、好ましくは近紫外または電磁スペクトルの可視領域内の波長を有する選択反射を示す請求項１５に記載の液晶ディスプレイ。