TWI591161B - 光學等向性的液晶組成物及光元件 - Google Patents

光學等向性的液晶組成物及光元件 Download PDF

Info

Publication number
TWI591161B
TWI591161B TW102121451A TW102121451A TWI591161B TW I591161 B TWI591161 B TW I591161B TW 102121451 A TW102121451 A TW 102121451A TW 102121451 A TW102121451 A TW 102121451A TW I591161 B TWI591161 B TW I591161B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
formula
liquid crystal
substituted
compound
group
Prior art date
Application number
TW102121451A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201406935A (zh
Inventor
山本真一
佐郷弘毅
長谷場康宏
Original Assignee
捷恩智股份有限公司
捷恩智石油化學股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 捷恩智股份有限公司, 捷恩智石油化學股份有限公司 filed Critical 捷恩智股份有限公司
Publication of TW201406935A publication Critical patent/TW201406935A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI591161B publication Critical patent/TWI591161B/zh

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00—Liquid crystal materials
    • C09K19/04—Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
    • C09K19/06—Non-steroidal liquid crystal compounds
    • C09K19/34—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least one heterocyclic ring
    • C09K19/3402—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least one heterocyclic ring having oxygen as hetero atom
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D319/00—Heterocyclic compounds containing six-membered rings having two oxygen atoms as the only ring hetero atoms
    • C07D319/04—1,3-Dioxanes; Hydrogenated 1,3-dioxanes
    • C07D319/06—1,3-Dioxanes; Hydrogenated 1,3-dioxanes not condensed with other rings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00—Liquid crystal materials
    • C09K19/02—Liquid crystal materials characterised by optical, electrical or physical properties of the components, in general
    • C09K19/0275—Blue phase
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00—Liquid crystal materials
    • C09K19/04—Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
    • C09K19/06—Non-steroidal liquid crystal compounds
    • C09K19/08—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings
    • C09K19/10—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing at least two benzene rings
    • C09K19/20—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing at least two benzene rings linked by a chain containing carbon and oxygen atoms as chain links, e.g. esters or ethers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00—Liquid crystal materials
    • C09K19/52—Liquid crystal materials characterised by components which are not liquid crystals, e.g. additives with special physical aspect: solvents, solid particles
    • C09K19/54—Additives having no specific mesophase characterised by their chemical composition
    • C09K19/542—Macromolecular compounds
    • C09K19/544—Macromolecular compounds as dispersing or encapsulating medium around the liquid crystal
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00—Liquid crystal materials
    • C09K19/52—Liquid crystal materials characterised by components which are not liquid crystals, e.g. additives with special physical aspect: solvents, solid particles
    • C09K19/54—Additives having no specific mesophase characterised by their chemical composition
    • C09K19/56—Aligning agents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00—Liquid crystal materials
    • C09K19/52—Liquid crystal materials characterised by components which are not liquid crystals, e.g. additives with special physical aspect: solvents, solid particles
    • C09K19/58—Dopants or charge transfer agents
    • C09K19/586—Optically active dopants; chiral dopants
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00—Liquid crystal materials
    • C09K19/52—Liquid crystal materials characterised by components which are not liquid crystals, e.g. additives with special physical aspect: solvents, solid particles
    • C09K19/58—Dopants or charge transfer agents
    • C09K19/586—Optically active dopants; chiral dopants
    • C09K19/588—Heterocyclic compounds
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1334—Constructional arrangements; Manufacturing methods based on polymer dispersed liquid crystals, e.g. microencapsulated liquid crystals
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133528—Polarisers
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1343—Electrodes
    • G02F1/134309—Electrodes characterised by their geometrical arrangement
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1343—Electrodes
    • G02F1/134309—Electrodes characterised by their geometrical arrangement
    • G02F1/134363—Electrodes characterised by their geometrical arrangement for applying an electric field parallel to the substrate, i.e. in-plane switching [IPS]
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00—Liquid crystal materials
    • C09K19/04—Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
    • C09K2019/0444—Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit characterized by a linking chain between rings or ring systems, a bridging chain between extensive mesogenic moieties or an end chain group
    • C09K2019/0466—Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit characterized by a linking chain between rings or ring systems, a bridging chain between extensive mesogenic moieties or an end chain group the linking chain being a -CF2O- chain
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00—Liquid crystal materials
    • C09K19/04—Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
    • C09K19/06—Non-steroidal liquid crystal compounds
    • C09K19/34—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least one heterocyclic ring
    • C09K19/3402—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least one heterocyclic ring having oxygen as hetero atom
    • C09K2019/3422—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least one heterocyclic ring having oxygen as hetero atom the heterocyclic ring being a six-membered ring

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Liquid Crystal Substances (AREA)

Description

光學等向性的液晶組成物及光元件
本發明是有關於一種作為例如光元件用的材料有用的液晶組成物、使用該液晶組成物的光元件等。
使用液晶組成物的液晶顯示元件廣泛地用於時鐘、計算器、文字處理機等的顯示器。這些液晶顯示元件是利用液晶化合物的折射率異向性、介電常數異向性等的液晶顯示元件。作為液晶顯示元件中的運作模式，已知主要有利用1片以上的偏光板來進行顯示的相變(Phase Change，PC)模式、扭轉向列(Twisted Nematic，TN)模式、超扭轉向列(Super Twisted Nematic，STN)模式、雙穩態扭轉向列(Bistable Twisted Nematic，BTN)模式、電控雙折射(Electrically Controlled Birefringence，ECB)模式、光學補償彎曲(Optically Compensated Bend，OCB)模式、共面切換(In-Plane Switching，IPS)模式、垂直配向(Vertical Alignment，VA)模式等。進而，近年來，於光學等向性的液晶相中施加電場，而使電雙折射顯現的模式亦得到廣泛研究(專利文獻1~專利文獻16、非專利文獻1~非專利文獻3)。
進而，提出有利用作為光學等向性的液晶相之一的藍相中的電雙折射的波長可變濾波器、波面控制元件、液晶透鏡、像差修正元件、開口控制元件、光學頭(optical head)裝置等(專利文獻10~專利文獻12)。
基於元件的驅動方式的分類為被動矩陣(Passive Matrix，PM)與主動矩陣(Active Matrix，AM)。PM(Passive Matrix)被分類為靜態(static)與多工(multiplex)等，AM被分類為薄膜電晶體(Thin Film Transistor，TFT)、金屬-絕緣體-金屬(Metal Insulator Metal，MIM)等。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2003-327966號公報
[專利文獻2]國際公開2005/90520號手冊
[專利文獻3]日本專利特開2005-336477號公報
[專利文獻4]日本專利特開2006-89622號公報
[專利文獻5]日本專利特開2006-299084號公報
[專利文獻6]日本專利特表2006-506477號公報
[專利文獻7]日本專利特表2006-506515號公報
[專利文獻8]國際公開2006/063662號手冊
[專利文獻9]日本專利特開2006-225655號公報
[專利文獻10]日本專利特開2005-157109號公報
[專利文獻11]國際公開2005/80529號手冊
[專利文獻12]日本專利特開2006-127707號公報
[專利文獻13]國際公開1998/023561號手冊
[專利文獻14]國際公開2010/058681號手冊
[專利文獻15]日本專利特開2008-69153號公報
[專利文獻16]日本專利特表2009-211074號公報
[非專利文獻]
[非專利文獻1]《自然材料(Nature Materials)》, 1, 64, (2002)
[非專利文獻2]《先進材料(Adv. Mater.)》, 17, 96, (2005)
[非專利文獻3]《資訊顯示學會志(Journal of the SID)》, 14, 551, (2006)
於上述狀況下，需要一種液晶媒體，其例如具有對於熱、光等的穩定性，寬廣的液晶相溫度範圍，極大的折射率異向性，且具有光學等向性的液晶相。另外，需要例如可於寬廣的溫度範圍內使用，且具有短的響應時間、大的對比度比、及低驅動電壓的各種光元件。
本發明提供例如如下的液晶媒體(液晶組成物、高分子與液晶的複合材料等)、聚合單體與液晶組成物的混合物、含有液晶媒體等的光元件、液晶化合物等。
[1]一種液晶組成物，其包括含有至少1種以上的由式(1)所表示的化合物1的非手性(achiral)成分T、及手性劑 (chiral)，且顯現光學等向性的液晶相。
(式中，R1為氫或甲基；L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7及L8分別獨立為氫或氟；Z1、Z2及Z3分別獨立為單鍵、-COO-或-CF2O-，且至少一個為-COO-或-CF2O-；n1及n2分別獨立為0或1；X1為氫、鹵素、-SF5或碳數1~10的烷基，上述烷基中的至少1個-CH2-可由-O-、-S-、-COO-或-OCO-取代，上述烷基中的至少1個-CH2-CH2-可由-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-取代，上述烷基中的至少1個氫可由氟或氯取代，但是，於X1中，-O-與-CH=CH-、及-CO-與-CH=CH-不鄰接)
[2]如[1]所述的液晶組成物，其中化合物1為由下述式(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為氫或甲基；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分別獨立為單鍵、-COO-或-CF2O-，且至少一個為-COO-或-CF2O-；式(1-4-1)、式(1-5-1)及式(1-5-2)中，Z1為-COO-或-CF2O-，L81、L82、L83、及L84分別獨立為氫或氟；上述式中，X1A為氟、氯、-CF3或-OCF3)
[3]如[1]所述的液晶組成物，其中化合物1為由式(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為氫或甲基；X1A為氟、氯、-CF3或-OCF3)
[4]如[2]或[3]中任一項所述的液晶組成物，其中R1A為甲基。
[5]如[1]至[4]中任一項所述的液晶組成物，其中相對於非手性成分T的總重量，含有1wt%(重量百分比)~90wt%的化合物1。
[6]如[1]至[5]中任一項所述的液晶組成物，其中非手性成分T進而含有至少1種以上的由式(2)所表示的化合物2。
(式中，R2為氫或碳數1~20的烷基，上述烷基中的至少1個-CH2-可由-O-、-S-、-COO-或-OCO-取代，上述烷基中的至少1個-CH2-CH2-可由-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-取代，上述烷基中的至少1個氫可由氟或氯取代，但是，於R2中，-O-與-CH=CH-、及-CO-與-CH=CH-不鄰接；環A21、環A22、環A23、環A24及環A25分別獨立為1,4-伸環己基、1,3-二噁烷-2,5-二基、1,4-伸苯基、1個氫或2個氫由氟取代的1,4-伸苯基、2個氫分別由氟與氯取代的1,4-伸苯基、吡啶-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基；Z21、Z22、Z23、Z24、Z25、及Z26分別獨立為單鍵或碳數1~4的伸烷基，上述伸烷基中的至少1個-CH2-可由-O-、-COO-或-CF2O-取代；L21、L22及L23分別獨立為氫或氟；X2為氟、氯、-CF3或-OCF3；n21、n22、n23、n24及n25分別獨立為0或1，且2≦n21+n22+n23+n24+n25≦3)
[7]如[6]所述的液晶組成物，其中化合物2為由式(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為碳數1~12的烷基、碳數1~12的烷氧基、碳數2~12的烯基、或至少1個氫由氟取代的碳數2~12的烯基；(F)分別獨立為氫、或氟；X2A為氟、氯、-CF3或-OCF3)
[8]如[7]所述的液晶組成物，其中化合物2為由上述式(2-1-1-2)所表示的化合物。
[9]如[7]所述的液晶組成物，其中化合物2為由上述式(2-1-4-3)所表示的化合物。
[10]如[7]所述的液晶組成物，其包括由上述式(2-1-1-2)所表示的化合物與由上述式(2-1-4-3)所表示的化合物作為化合物2。
[11]如[6]至[10]中任一項所述的液晶組成物，其中相對於非手性成分T的總重量，含有合計為0.5wt%~70wt%的化合物2。
[12]如[1]至[11]中任一項所述的液晶組成物，其中非手性成分T進而含有至少1種以上的由式(3)所表示的化合物3。
(式中，R3為氫或碳數1~20的烷基，上述烷基中的至少1個-CH2-可由-O-、-S-、-COO-或-OCO-取代，上述烷基中的至少1個-CH2-CH2-可由-CH=CH-、-CF=CF-、或-C≡C-取代，上述烷基中的至少1個氫可由氟或氯取代，但是，於R3中，-O-與-CH=CH-、及-CO-與-CH=CH-不鄰接；Z31、Z32、及Z33分別獨立為單鍵或碳數1~4的伸烷基，上述伸烷基中的至少1個-CH2-可由-O-、-COO-或-CF2O-取代；L31、L32、L33、L34及L35分別獨立為氫或氟；X3為氫、鹵素、-SF5、或碳數1~10的烷基，上述烷基中的至少1個-CH2-可由-O-、-S-、-COO-、或-OCO-取代，上述烷基中的至少1個-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個-CH2-由-O-、-S-、-COO-、或-OCO- 取代的基中或上述烷基中的至少1個-CH2-CH2-由-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-取代的基中的至少1個氫可由氟或氯取代，但是，於X3中，-O-與-CH=CH-、及-CO-與-CH=CH-不鄰接)
[13]如[12]所述的液晶組成物，其中化合物3為由式(3-2)或式(3-3)所表示的化合物。
(式中，R3A分別獨立為碳數1~12的烷基、碳數1~12的烷氧基、碳數2~12的烯基、或至少1個氫可由氟取代的碳數2~12的烯基；L31~L35分別獨立為氫或氟；X3A為氟、氯、-CF3、或-OCF3)
[14]如[12]或[13]所述的液晶組成物，其中式(3)中的R3為直鏈，於式(3-2)及式(3-3)中，R3A為直鏈。
[15]如[13]或[14]所述的液晶組成物，其中化合物3為由式(3-2)所表示的化合物。
[16]如[13]或[14]所述的液晶組成物，其中化合物3為由式 (3-3)所表示的化合物。
[17]如[12]至[16]中任一項所述的液晶組成物，其中相對於非手性成分T的總重量，含有合計為0.5wt%~70wt%的化合物3。
[18]如[12]至[17]中任一項所述的液晶組成物，其中相對於非手性成分T的總重量，含有合計為30wt%~70wt%的化合物1，合計為10wt%~50wt%的化合物2，合計為10wt%~50wt%的化合物3。
[19]如[1]至[18]中任一項所述的液晶組成物，其中非手性成分T進而含有至少1種以上的由式(4)所表示的化合物4。
(式中，R4為碳數1~12的烷基、碳數1~12的烷氧基、碳數2~12的烯基、或至少1個氫由氟取代的碳數2~12的烯基；環B分別獨立為1,4-伸環己基、1,4-伸苯基、2-氟-1,4-伸苯基、3-氟-1,4-伸苯基、3,5-二氟-1,4-伸苯基、3,5-二氯-1,4-伸苯基、或嘧啶-2,5-二基；Z41分別獨立為單鍵、伸乙基、-COO-、-OCO-、-CF2O-、或-OCF2-； L48及L49分別獨立為氫或氟；X4為氟、氯、-CF3或-OCF3；n41為1、2、3或4，其中，當n41為3或4時，一個Z41為-CF2O-或-OCF2-，當n41為3時，所有環B均不為由氟取代的1,4-伸苯基)
[20]如[19]所述的液晶組成物，其中化合物4為選自由式(4-1)~式(4-9)所表示的化合物的群組中的至少1種化合物。
[化9]
(式中，R4A分別獨立為碳數1~12的烷基、碳數1~12的烷 氧基、碳數2~12的烯基、或至少1個氫由氟取代的碳數2~12的烯基；X4A為氟、氯、-CF3、或-OCF3；L40~L49分別獨立為氫或氟)
[21]如[1]至[20]中任一項所述的液晶組成物，其中非手性成分T進而含有至少1種以上的由式(5)所表示的化合物5。
(式中，R5為氫或碳數1~20的烷基，上述烷基中的至少1個-CH2-可由-O-、-S-、-COO-或-OCO-取代，上述烷基中的至少1個-CH2-CH2-可由-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-取代，上述烷基中的至少1個氫可由氟或氯取代，但是，於R5中，-O-與-CH=CH-、及-CO-與-CH=CH-不鄰接；(F)分別獨立為氫或氟；X5為氫、鹵素、-SF5或碳數1~10的烷基，上述烷基中的至少1個-CH2-可由-O-、-S-、-COO-、或-OCO-取代，上述烷基中的至少1個-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個-CH2-由-O-、-S-、-COO-、或-OCO- 取代的基中或上述烷基中的至少1個-CH2-CH2-由-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-取代的基中的至少1個氫可由氟或氯取代，但是，於X5中，-O-與-CH=CH-、及-CO-與-CH=CH-不鄰接)
[22]如[21]所述的液晶組成物，其中化合物5為選自由式(5-1)~式(5-3)所表示的化合物的群組中的至少1種化合物。
(式中，R5A為碳數1~12的烷基、碳數1~12的烷氧基、碳數2~12的烯基、或至少1個氫由氟取代的碳數2~12的烯基；(F)分別獨立為氫或氟；X5A為氟、氯、-CF3或-OCF3)
[23]如[21]或[22]所述的液晶組成物，其中相對於非手性成分T的總重量，含有合計為1wt%~50wt%化合物5。
[24]如[21]至[23]中任一項所述的液晶組成物，其中非 手性成分T進而含有至少1種以上的由式(6)所表示的化合物6。
(式中，R6A及R6B分別獨立為碳數1~12的烷基、碳數1~12的烷氧基、碳數2~12的烯基、或至少1個氫由氟取代的碳數2~12的烯基；環C及環D分別獨立為1,4-伸環己基、1,4-伸苯基、2-氟-1,4-伸苯基、3-氟-1,4-伸苯基或2,5-二氟-1,4-伸苯基；Z61分別獨立為單鍵、伸乙基、-COO-、或-OCO-；r為1、2或3)
[25]如[24]所述的液晶組成物，其中化合物6為選自由式(6-1)~式(6-13)所表示的化合物的群組中的至少1種化合物。
[化13]
此處，R6A及R6B分別獨立為碳數1~12的烷基、碳數1~12 的烷氧基、碳數2~12的烯基、或至少1個氫由氟取代的碳數2~12的烯基。
[26]如[1]至[25]中任一項所述的液晶組成物，其中非手性成分T進而含有至少1種以上的由式(7)所表示的化合物7。
(式中，R7為碳數2~20的烷基，上述烷基中的至少1個-CH2-可由-O-、-S-、-COO-或-OCO-取代，上述烷基中的至少1個-CH2-CH2-可由-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-取代，上述烷基中的至少1個氫可由氟或氯取代，但是，於R7中，-O-與-CH=CH-、及-CO-與-CH=CH-不鄰接；L71、L72、L73、L74、L75、L76、L77及L78分別獨立為氫或氟；Z71、Z72及Z73分別獨立為單鍵或-COO-、-CF2O-，且至少一個為-COO-或-CF2O-；n71及n72分別獨立為0或1；X7為氫、鹵素、-SF5、或碳數1~10的烷基，上述烷基中的至少1個-CH2-可由-O-、-S-、-COO-、或-OCO-取代，上述烷基中的至少1個-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個-CH2-由-O-、-S-、-COO-、或-OCO-取代的基中或上述烷基中的至少1個-CH2-CH2-由-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-取代的基中的至少1個氫可由氟或氯取代，但是，於X7中，-O-與-CH=CH-、及-CO-與-CH=CH-不鄰接)
[27]如[26]所述的液晶組成物，其中化合物7為選自由式(7-1)~式(7-8)所表示的化合物的群組中的至少1種化合物。
[化15]
(式中，R7A為氫及甲基；L72、L74、L75、L76、L77及L78分別獨立為氫或氟；式(7-1)~式(7-3)及式(7-6)~式(7-8)中，Z71及Z72 分別獨立為單鍵、-COO-或-CF2O-，且至少一個為-COO-或-CF2O-，式(7-4)及式(7-5)中，Z71分別獨立為-COO-或-CF2O-，X7A為氟、氯、-CF3或-OCF3)
[28]如[26]所述的液晶組成物，其中化合物7為選自由式(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組中的至少1種化合物。
[化16]
[化17]
(式中，R7A為碳數2~12的烷基、碳數1~11的烷氧基、碳數2~12的烯基、或至少1個氫由氟取代的碳數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分別獨立為單鍵、-COO-或-CF2O-，且至少一個為-COO-、或-CF2O-，式(7-4-1)、式(7-5-1)及式(7-5-2)中，Z71為-COO-或-CF2O-；X7A為氟、氯、-CF3或-OCF3)
[29]如[26]所述的液晶組成物，其中化合物7為選自由式(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組中的至少1種化合物。
[化18]
(式中，R7A為碳數2~12的烷基、碳數1~11的烷氧基、碳數2~12的烯基、或至少1個氫由氟取代的碳數2~12的烯基；X7A為氟、氯、-CF3或-OCF3)
[30]如[26]至[29]中任一項所述的液晶組成物，其中相對於非手性成分T的總重量，含有合計為5wt%~30wt%的化合物1，並含有合計為30wt%~70wt%的化合物7。
[31]如[1]至[30]中任一項所述的液晶組成物，其中手性劑為選自由式(K1)~式(K5)所表示的化合物的群組中的至少1種化合物。
[化19]
(式中，RK分別獨立為氫、鹵素、-C≡N、-N=C=O、-N=C=S或碳數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個-CH2-可由-O-、-S-、-COO-或-OCO-取代，上述烷基中的至少1個-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個-CH2-由-O-、-S-、-COO-或-OCO-取代的基中或上述烷基中的至少1個-CH2-CH2-由-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-取代的基中的至少1個氫可由氟或氯取代；A分別獨立為芳香族性的6員環~8員環、非芳香族性的3員環~8員環、或碳數9以上的縮合環，這些環的至少1個氫可由鹵素、碳數1~3的烷基或鹵代烷基取代，環的-CH2-可由-O-、-S-或-NH-取代，-CH=可由-N=取代；B分別獨立為氫、鹵素、碳數1~3的烷基、碳數1~3的鹵代烷基、芳香族性的6員環~8員環、非芳香族性的3員環~8員 環、或碳數9以上的縮合環，這些環的任意的氫可由鹵素、碳數1~3的烷基或鹵代烷基取代，-CH2-可由-O-、-S-或-NH-取代，-CH=可由-N=取代；Z分別獨立為單鍵、碳數1~8的伸烷基，上述伸烷基中的任意的-CH2-可由-O-、-S-、-COO-、-OCO-、-CSO-、-OCS-、-N=N-、-CH=N-、或-N=CH-取代，上述伸烷基中的至少1個-CH2-CH2-可由-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-取代，上述伸烷基中，上述伸烷基中的至少1個-CH2-由-O-、-S-、-COO-、或-OCO-取代的基中或上述烷基中的至少1個-CH2-CH2-由-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-取代的基中的至少1個氫可由鹵素取代；X分別獨立為單鍵、-COO-、-OCO-、-CH2O-、-OCH2-、-CF2O-、-OCF2-、或-CH2CH2-；mK分別獨立為1~4的整數。)
[32]如[1]至[30]中任一項所述的液晶組成物，其中手性劑為選自由式(K4-1)~式(K4-6)及式(K5-1)~式(K5-3)所表示的化合物的群組中的至少1種化合物。
[化20]
(式中，RK分別獨立為碳數3~10的烷基或碳數3~10的烷氧基，烷基中或烷氧基中的至少1個-CH2-可由-CH=CH-取代，但-O-與-C=C-不鄰接)
[33]如[1]至[32]中任一項所述的液晶組成物，其於 -20℃~70℃的任一溫度下顯示手性向列相，且於上述溫度範圍的至少一部分中，螺旋節距為700nm以下。
[34]如[1]至[33]中任一項所述的液晶組成物，其包括選自由抗氧化劑及/或紫外線吸收劑所組成的群組中的1種以上。
[35]一種混合物，其包括如[1]至[34]中任一項所述的液晶組成物、及聚合性單體。
[36]一種高分子與液晶的複合材料，其是使如[35]所述的混合物進行聚合而獲得、且用於藉由光學等向性的液晶相來驅動的元件。
[37]如[36]所述的高分子與液晶的複合材料，其是使如[35]所述的混合物於非液晶等向性相或光學等向性的液晶相中進行聚合而獲得。
[38]一種光元件，其包括：液晶媒體，配置於在一面或兩面上配置有電極的基板間；以及電場施加裝置，經由電極對液晶媒體施加電場；且液晶媒體為如[1]至[34]中任一項所述的液晶組成物、或者如[36]或[37]所述的高分子與液晶的複合材料。
[39]一種光元件，其包括：一組基板，至少一個為透明，並於一面或兩面上配置有電極；液晶媒體，配置於基板間；以及偏光板，配置於基板的外側，且其具備電場施加裝置，經由電極對液晶媒體施加電場；且液晶媒體為如[1]至[34]中任一項所述的液晶組成物、或者如[36]或[37]所述的高分子與液晶的複合材料。
[40]如[38]或[39]所述的光元件，其中於一組基板的至少一個 基板上，以至少可朝2個方向施加電場的方式構成電極。
[41]如[38]或[39]所述的光元件，其中於彼此平行地配置的一組基板的一者或兩者上，以至少可朝2個方向施加電場的方式構成電極。
[42]如[38]或[39]所述的光元件，其中將電極配置成矩陣狀而構成畫素電極，各畫素具備主動元件，上述主動元件為薄膜電晶體(TFT)。
[43]一種如[1]至[34]中任一項所述的液晶組成物的用途，其用於光元件。
[44]一種化合物，其由式(1-2-5)表示。
(式中，R1A為氫或甲基；L81、L82、L83、及L84分別獨立為氫或氟；Z1及Z2分別獨立為單鍵、-COO-或-CF2O-，且至少一個為-COO-或-CF2O-；X1A為氟、氯、-CF3或-OCF3)
[45]如[44]所述的化合物，其中式(1-2-5)中，Z1為-COO- 或-CF2O-；Z2為單鍵。
[46]如[44]所述的化合物，其中式(1-2-5)中，R1A為氫；Z1為-COO-或-CF2O-；Z2為單鍵。
於本說明書中，「液晶化合物」表示具有液晶元(mesogen)的化合物，並不限定於具有液晶相的化合物。具體而言，「液晶化合物」是具有向列相、層列相等液晶相的化合物，以及不具有液晶相但作為液晶組成物的成分有用的化合物的總稱。
「液晶媒體」是液晶組成物及高分子/液晶複合物的總稱。
「非手性成分」是指非手性的液晶元化合物，且為不含光學活性化合物及具有聚合性官能基的化合物的成分。因此，於「非手性成分」中不含手性劑、單體、聚合起始劑、硬化劑、穩定劑。
「手性劑」是光學活性化合物，且是為了對液晶組成物賦予所期望的扭轉的分子排列而添加的成分。
「液晶顯示元件」是液晶顯示面板及液晶顯示模組的總稱。
另外，所謂「光元件」，是指利用電光效應，取得光調變或光切換等功能的各種元件，例如可列舉顯示元件(液晶顯示元件)、光通訊系統、光資訊處理或各種感測器系統中所使用的光調變元件。關於利用由對光學等向性的液晶媒體施加電壓所引起的折射率的變化的光調變，已知有克爾效應(Kerr effect)。所謂克爾效應，是指電雙折射值△n(E)與電場E的平方成比例的現象，於 顯示克爾效應的材料中，△n(E)=KλE2成立(K：克爾係數(克爾常數)，λ：波長)。此處，所謂電雙折射值，是指對等向性媒體施加了電場時所引起的折射率異向性值。
有時將「液晶化合物」、「液晶組成物」、「液晶顯示元件」分別簡稱為「化合物」、「組成物」、「元件」。
另外，例如液晶相的上限溫度為液晶相-等向性相的相轉變溫度，而且有時將其簡稱為透明點或上限溫度。有時將液晶相的下限溫度簡稱為下限溫度。有時將由式(1)所表示的化合物簡稱為化合物(1)。該簡稱方式有時亦適用於由式(2)等所表示的化合物。式(2)~式(5)中，由六邊形包圍的A1、B、C等的符號分別對應於環A1、環B、環C等。以百分比表示的化合物的量是基於組成物的總重量的重量百分比(wt%)。將環A1、Y1、B等多個相同的符號記載於相同的式或不同的式中，但這些分別可相同、或不同。
本說明書中，「烷基」的具體例可列舉-CH3、-C2H5、-C3H7、-C4H9、-C5H11、-C6H13、-C7H15、-C8H17、-C9H19、-C10H21、-C11H23、-C12H25、-C13H27、-C14H29、及-C15H31。
本說明書中，「烷氧基」的具體例為-OCH3、-OC2H5、-OC3H7、-OC4H9、-OC5H11、-OC6H13及-OC7H15、-OC8H17、-OC9H19、-OC10H21、-OC11H23、-OC12H25、-OC13H27、及-OC14H29。
本說明書中，「烷氧基烷基」的具體例為-CH2OCH3、-CH2OC2H5、-CH2OC3H7、-(CH2)2-OCH3、-(CH2)2-OC2H5、 -(CH2)2-OC3H7、-(CH2)3-OCH3、-(CH2)4-OCH3、及-(CH2)5-OCH3。
本說明書中，「烯基」的具體例為-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。
本說明書中，「烯氧基」的具體例為-OCH2CH=CH2、-OCH2CH=CHCH3、及-OCH2CH=CHC2H5。
本說明書中，「炔基」的具體例為-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。
本發明的較佳的液晶組成物及高分子與液晶的複合材料等藉由含有比較多的式(1)的化合物，而顯示對於熱、光等的穩定性，光學等向性的液晶相的高的上限溫度與低的下限溫度，且具有大的介電常數異向性、折射率異向性。
本發明的較佳的形態的高分子與液晶的複合材料顯示光學等向性的液晶相的高的上限溫度、低的下限溫度，且於藉由光學等向性的液晶相來驅動的光元件中具有低驅動電壓。
另外，本發明的較佳的形態的藉由光學等向性的液晶相來驅動的光元件可於寬廣的溫度範圍內使用，可進行低電壓驅動，可實現高速的電光響應，且具有大的對比度比。
1‧‧‧電極
2‧‧‧電極
3‧‧‧光源
4‧‧‧偏光鏡(偏光板)(Polarizer)
5‧‧‧梳型電極單元
6‧‧‧分析儀(偏光板)(Analyzer)
7‧‧‧光接收器(Photodetector)
圖1表示實施例中所使用的梳型電極基板。
圖2表示實施例中所使用的光學系統。
本發明的液晶組成物是含有非手性成分T與手性劑、且顯現光學等向性的液晶相的組成物。除非手性成分T與手性劑以外，本發明的液晶組成物可進而含有溶劑、單體、起始劑、硬化劑、穩定劑(抗氧化劑、紫外線吸收劑等)等。
第1非手性成分T
本發明的液晶組成物是含有非手性成分T與手性劑，且顯現光學等向性的液晶相的組成物。
非手性成分T含有化合物1，視需要含有選自由化合物2~化合物7所組成的群組中的1種以上。非手性成分T較佳為除化合物1以外，含有化合物2、化合物3、化合物5及化合物7，進而可對應於所要求的性質而含有化合物4與化合物6。化合物1~化合物7為液晶化合物。
於本發明的非手性成分T中，包括含有1種化合物作為化合物1~化合物7的情況，亦包括含有2種以上的化合物作為化合物1~化合物7的情況。即，本發明的液晶組成物可含有由式(1)所表示的彼此結構的不同的多種化合物1作為化合物1。化合物2~化合物7亦同樣如此。
1-1化合物1
本發明的具有光學等向性的液晶相的液晶組成物含有非手性成分T與手性劑，非手性成分T含有由上述式(1)所表示的化合物1。
本發明的液晶組成物的第1形態為含有第一成分與在本說明書中未特別表示成分名的其他成分的組成物。
式(1)中的X1中，氫由氟取代的烷基的具體例為-CHF2、-CF3、-CF2CH2F、-CF2CHF2、-CH2CF3、-CF2CF3、-(CH2)3-F、-(CF2)3-F、-CF2CHFCF3、及-CHFCF2CF3。氫由氟取代的烷氧基的具體例為-OCHF2、-OCF3、-OCF2CH2F、-OCF2CHF2、-OCH2CF3、-O-(CF2)3-F、-OCF2CHFCF3、及-OCHFCF2CF3。氫由氟取代的烯基的具體例為-CH=CF2、-CF=CHF、-CH=CHCH2F、-CH=CHCF3、-(CH2)2-CH=CF2、-CH2CH=CHCF3、及-CH=CHCF2CF3。
式(1)的R1為氫或甲基，與R1為碳數2以上的烷基的化合物相比，十分有助於降低驅動電壓。
另外，R1為甲基的化合物與R1為氫的化合物相比，透明點高。
當式(1)中的X1為氟、氯、-SF5、-CF3、-OCF3、或-CH=CH-CF3時，介電常數異向性大。當X1為氟、-CF3、或-OCF3時，化學性質穩定。
較佳的X1的具體例為氟、氯、-CF3、-CHF2、-OCF3及-OCHF2。更佳的X1的例子為氟、氯、-CF3及-OCF3。當X1為氯、氟時，熔點低、且與其他液晶化合物的相容性特別優異。當X1為-CF3、-CHF2、-OCF3及-OCHF2時，顯示特別大的介電常數異向性。
作為化合物1，較佳為由式(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，更佳為由式(1-2-1)~式(1-2-5)所表示的化合物。
本發明於非手性成分T中，包括包含1種化合物作為化合物1的情況，亦包括包含由式(1)所表示的2種以上的化合物作為化合物1的情況。
作為包含由式(1)所表示的2種以上的化合物作為化合物1的情況，作為化合物1，較佳為由式(1-2-2)或式(1-2-5)所表示的化合物。於由式(1-2-2)所表示的化合物中，較佳為將由式(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。於由(1-2-5)所表示的化合物中，較佳為L81、L83及L84為氟，L82為氫，較佳為將由式(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。
相對於非手性成分T的總重量，較佳為含有1wt%~90wt%的化合物1，更佳為含有3wt%~80wt%的化合物1，特佳為含有5wt%~50wt%的化合物1，進而更佳為含有5wt%~40wt%的化合物1。
另外，相對於非手性成分T的總重量，由式(1-2-5)所表示的化合物的合計量較佳為5wt%~30wt%，更佳為10wt%~25wt%。
1-2化合物1的性質
化合物1為由式(1)所表示的化合物，其具有未經取代或經甲基取代的二噁烷環、且具有至少一個-COO-或-CF2O-連結基。
化合物1於常規使用元件的條件下，物理性質及化學性質極其穩定，且與其他化合物的相容性比較良好。含有該化合物的組成物於常規使用元件的條件下穩定。因此，若於液晶組成物中使用化合物1，則可擴大光學等向性的液晶相的溫度範圍，而可於寬廣的溫度範圍內用作顯示元件。
另外，化合物1因具有大的介電常數異向性與比較大的折射率異向性，故化合物1作為用以降低藉由光學等向性的液晶相來驅動的液晶組成物的驅動電壓的成分有用。
如此，化合物1具有僅少量使用便使驅動電壓下降這一優異的特長。另外，顯現極大的介電常數異向性。
1-3 化合物1的合成
化合物1可藉由適當地組合有機合成化學中的方法來合成。向起始物質中導入目標末端基、環以及鍵結基的方法於《有機合成》(Organic Syntheses，約翰.威立父子出版公司(John Wiley & Sons,Inc))、《有機反應》(Organic Reactions,John Wiley & Sons,Inc)、《有機合成大全》(Comprehensive Organic Synthesis，培格曼出版公司(Pergamon Press))、新實驗化學講座(丸善)等中有記載。
例如，即便應用日本專利2959526號公報的方法，亦可合成化合物1。
2-1化合物2
本發明的液晶組成物等除化合物1以外，可進而含有至少1種以上的由式(2)所表示的化合物2。
式(2)中的R2較佳為碳數1~12的烷基、碳數1~12的烷氧基、碳數2~12的烯基、或至少1個氫由氟取代的碳數2~12的烯基。
就化合物的穩定性或介電常數異向性的觀點而言，式(2)中的環A21、環A22、環A23、環A24及環A25較佳為1,4-伸苯基、1個氫或2個氫由氟取代的1,4-伸苯基。
式(2)中的Z21、Z22、Z23、Z24、Z25及Z26獨立為單鍵或碳數1~4的伸烷基，該伸烷基中的至少1個-CH2-可由-O-、-COO-或-CF2O-取代。式(2)中的Z21、Z22、Z23、Z24、Z25及Z26較佳為均為單鍵、或至少一個為-COO-或-CF2O-，當重視與其他液晶化合物的相容性時，較佳為至少一個為-CF2O-。
式(2)中，特佳為n24=1，Z25為-CF2O-。。
式(2)中的X2為氟、氯、-CF3、-CHF2、-CH2F、-OCF3、-OCHF2、-OCH2F、-OCF2CFHCF3或-CH=CHCF3，較佳為氟、氯、-CF3及-OCF3。
化合物2中，較佳為使用式(2-1)的化合物。
[化22]
(式中，R2A為碳數1~12的烷基、碳數1~12的烷氧基、碳數2~12的烯基、或至少1以上的氫由氟取代的碳數2~12的烯基；Z21、Z22、Z23、Z24、Z25、及Z26分別獨立為單鍵或碳數1~4的伸烷基，該伸烷基中的至少1個-CH2-可由-O-、-COO-或-CF2O-取代；X2A為氟、氯、-CF3及-OCF3；(F)分別獨立地表示氫或氟)
於式(2)及式(2-1)中的R2A及Z21~Z26中的烯基中，-CH=CH-的較佳的立體配置依存於雙鍵的位置。於如-CH=CHCH3、-CH=CHC2H5、-CH=CHC3H7、-CH=CHC4H9、-C2H4CH=CHCH3、以及-C2H4CH=CHC2H5般的在奇數位上具有雙鍵的烯基中，較佳為反式配置。於如-CH2CH=CHCH3、-CH2CH=CHC2H5、以及-CH2CH=CHC3H7般的在偶數位上具有雙鍵的烯基中，較佳為順式配置。具有較佳的立體配置的烯基化合物具有高的上限溫度或寬廣的液晶相的溫度範圍。於《分子晶體與液晶(Mol.Cryst.Liq.Cryst.)》,1985,131,109以及Mol.Cryst.Liq.Cryst.,1985,131,327中有詳細說明。
Z21、Z22、Z23、Z24、Z25及Z26分別獨立為單鍵或-CF2O-， 當重視與其他液晶化合物的相容性時，Z21、Z22、Z23、Z24、Z25及Z26較佳為至少1個為-CF2O-。
式(2-1)中，特佳為n24=1，Z25為-CF2O-。
於化合物2中，更佳為使用由式(2-1-1)~式(2-1-5)所表示的化合物。
(式中，R2A、Z21~Z26、X2A及(F)的定義與式(2-1)相同)
當使用式(2-1-1)~式(2-1-5)的化合物作為化合物2時，較佳為使用由下述式(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，更佳為使用由式(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。
(上述式中，R2A、(F)、及X2A的定義與式(2-1)相同)
本發明於非手性成分T中，包括包含1種化合物作為化合物2的情況，亦包括包含由式(2)所表示的2種以上的化合物作為化合物2的情況。
化合物2具有良好的相容性與大的介電常數異向性及大的折射率異向性。
相對於非手性成分T的總重量，較佳為含有合計為0.5wt%~70wt%的化合物2，更佳為含有5wt%~60wt%的化合物2，特佳 為含有10wt%~50wt%的化合物2。
2-2化合物2的性質
化合物2具有氯苯環。化合物2於常規使用元件的條件下，物理性質及化學性質極其穩定，而且與其他液晶化合物的相容性良好。進而，不易顯現層列相。含有該化合物的組成物於常規使用元件的條件下穩定。因此，於組成物中可擴大膽固醇相的溫度範圍，而可於寬廣的溫度範圍內用作顯示元件。進而，該化合物因介電常數異向性與折射率異向性大，故作為用以降低藉由膽固醇相來驅動的組成物的驅動電壓、用以提昇反射率的成分有用。
藉由適當地選擇式(2)的n22~n25的組合，以及左末端基R2A、最右側的苯環上的基及其取代位置((F)及X2A)、或鍵結基Z22~鍵結基Z26，而可任意地調整透明點、折射率異向性、介電常數異向性等物性。以下說明n22、n23、n24、及n25的組合，左末端基R2A，右末端基X2A，鍵結基Z21~鍵結基Z26，(F)的種類對化合物2的物性所帶來的效果。
通常，式(2)中，n22+n23+n24+n25=2的化合物的透明點高，n22+n23+n24+n25=1的化合物的熔點低。
當式(2)中的R2A為烯基時，較佳的立體配置依存於雙鍵的位置。於如-CH=CHCH3、-CH=CHC2H5、-CH=CHC3H7、-CH=CHC4H9、-C2H4CH=CHCH3、以及-C2H4CH=CHC2H5般的在奇數位上具有雙鍵的烯基中，較佳為反式配置。於如-CH2CH=CHCH3、-CH2CH=CHC2H5、以及-CH2CH=CHC3H7般的在 偶數位上具有雙鍵的烯基中，較佳為順式配置。具有較佳的立體配置的烯基化合物具有高的上限溫度或寬廣的液晶相的溫度範圍。於Mol.Cryst.Liq.Cryst.,1985,131,109以及Mol.Cryst.Liq.Cryst.,1985,131,327中有詳細說明。
由於式(2)中的鍵結基Z21~鍵結基Z26為單鍵、或-CF2O-，因此化學性質比較穩定、比較難以產生劣化。進而，當鍵結基為單鍵時，黏度小。另外，當鍵結基為-CF2O-時，介電常數異向性大。
當式(2)中的右末端基X2A為氟、氯、-OCF3時，低溫下的與其他液晶化合物的相容性優異，當右末端基X2A為-CF3時，驅動電壓下降效果大。
當式(2)中的(F)為氫時，熔點低，當(F)為氟時，介電常數異向性大。
藉由適當地選擇式(2)中的環結構、末端基、鍵結基等的種類，而可獲得具有目標物性的化合物。
3-1化合物3
本發明的液晶組成物等除化合物1以外，可進而含有至少1種以上的由式(3)所表示的化合物3。例如，本發明的液晶組成物除化合物1以外，可含有選自由化合物2與化合物3所組成的群組中的1種以上。
式(3)中所含有的烯基中的-CH=CH-的較佳的立體配置依存於雙鍵的位置。於如-CH=CHCH3、-CH=CHC2H5、 -CH=CHC3H7、-CH=CHC4H9、-C2H4CH=CHCH3、以及-C2H4CH=CHC2H5般的在奇數位上具有雙鍵的烯基中，較佳為反式配置。於如-CH2CH=CHCH3、-CH2CH=CHC2H5、以及-CH2CH=CHC3H7般的在偶數位上具有雙鍵的烯基中，較佳為順式配置。具有較佳的立體配置的烯基化合物具有高的上限溫度或寬廣的液晶相的溫度範圍。於《分子晶體與液晶(Mol.Cryst.Liq.Cryst.)》,1985,131,109以及Mol.Cryst.Liq.Cryst.,1985,131,327中有詳細說明。
式(3)中，Z31、Z32、及Z33獨立為單鍵、-COO-或-CF2O-，且至少一個為-CF2O-。Z31、Z32、及Z33的較佳例為單鍵與-CF2O-。
式(3)中，L31、L32、L33、L34及L35獨立為氫或氟。當Z32為-COO-或-CF2O-時，L32、L34及L35較佳為氟，當Z33為-COO-或-CF2O-時，L33、L34及L35較佳為氟。
式(3)中，X3為氫、鹵素、-SF5、或碳數1~10的烷基，該烷基中，至少1個-CH2-可由-O-、-S-、-CH=CH-、或-C≡C-取代，而且，該烷基中及烷基中的至少1個-CH2-由-O-、-S-、-COO-、-OCO-、-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-取代的基中的至少1個以上的氫可由氟取代。
作為1個以上的氫由鹵素取代的烷基的具體例，可列舉：-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。
作為1個以上的氫由鹵素取代的烷氧基的具體例，可列舉：-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。
作為1個以上的氫由鹵素取代的烯基的具體例，可列舉：-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較佳為氟、氯、-CF3、-CHF2、-OCF3、及-OCHF2，更佳為氟、氯、-CF3及-OCF3。
於化合物3中，較佳為使用由式(3-1)~式(3-3)所表示的化合物，更佳為使用由式(3-2)及式(3-3)所表示的化合物，進而更佳為使用由式(3-2A)~式(3-2H)及式(3-3A)~式(3-3D)所表示的化合物，特佳為使用由式(3-2A)~式(3-2D)、式(3-3A)及式(3-3B)所表示的化合物，最佳為使用由式(3-2A)、式(3-2C)及式(3-3A)所表示的化合物。
[化26]
(式中，R3A分別獨立為碳數1~12的烷基、碳數1~12的烷氧基、碳數2~12的烯基、或至少1個氫可由氟取代的碳數2~12的烯基；L31~L35分別獨立為氫或氟；X3A為氟、氯、-CF3、或-OCF3)
[化27]
[化28]
(式中，R3A獨立為碳數1~12的烷基、碳數1~12的烷氧基、碳數2~12的烯基、或至少1個以上的氫由氟取代的碳數2~12的烯基；X3A為氟、氯、-CF3或-OCF3)
本發明於非手性成分T中，包括包含1種化合物作為化合物3的情況，亦包括包含由式(3)所表示的2種以上的化合物作為化合物3的情況。
化合物3的透明點比較高，且具有大的介電常數異向性與大的折射率異向性。
相對於非手性成分T的總重量，較佳為含有合計為0.5wt%~70wt%的化合物3，更佳為含有5wt%~60wt%的化合物3，特佳為含有10wt%~50wt%的化合物3。
3-2化合物3的性質
化合物3具有4個苯環、且具有至少1個-CF2O-連結基。化合物3於常規使用元件的條件下，物理性質及化學性質極其穩定，而且與其他液晶化合物的相容性良好。含有該化合物的組成物於常規使用元件的條件下穩定。因此，於組成物中可擴大膽固醇相的溫度範圍，而可於寬廣的溫度範圍內用作顯示元件。進而，該化合物因介電常數異向性與折射率異向性大，故作為用以降低藉由膽固醇相來驅動的組成物的驅動電壓、及用以提昇反射率的成分有用。
藉由適當地選擇式(3)中的左末端基R3、苯環上的基(L31~L35及X3)、或鍵結基Z31~鍵結基Z33，而可任意地調整透明點、折射率異向性、介電常數異向性等物性。以下說明左末端基R3、苯環上的基(L31~L35及X3)、或鍵結基Z31~鍵結基Z33的種類對化合物(3)的物性所帶來的效果。
當式(3)中的R3為烯基時，烯基中的-CH=CH-的較佳的立體配置依存於雙鍵的位置。於如-CH=CHCH3、-CH=CHC2H5、-CH=CHC3H7、-CH=CHC4H9、-C2H4CH=CHCH3、以及-C2H4CH=CHC2H5般的在奇數位上具有雙鍵的烯基中，較佳為反式配置。於如-CH2CH=CHCH3、-CH2CH=CHC2H5、以及-CH2CH=CHC3H7般的在偶數位上具有雙鍵的烯基中，較佳為順式配置。具有較佳的立體配置的烯基化合物具有高的上限溫度或寬廣的液晶相的溫度範圍。於Mol.Cryst.Liq.Cryst.,1985,131,109以及Mol.Cryst.Liq.Cryst.,1985,131,327中有詳細說明。
當式(3)中的鍵結基Z31、Z32及Z33為單鍵、或-CF2O-時，黏度小。當鍵結基Z31、Z32及Z33為-CF2O-時，介電常數異向性大。當式(3)中的Z31、Z32及Z33為單鍵、-CF2O-時，化學性質比較穩定，比較難以產生劣化。
當式(3)中的右末端基X3為氟、氯、-SF5、-CF3、-CHF2、-CH2F、-OCF3、-OCHF2或-OCH2F時，介電常數異向性大。當X3為氟、-OCF3、或-CF3時，化學性質穩定。
於式(3)中，當L31~L35中的氟的數量多時，介電常數異向性大。當L31為氫時，與其他液晶的相容性優異。當L34及L35均為氟時，介電常數異向性特別大。
如上所述，藉由適當地選擇末端基、鍵結基等的種類，而可獲得具有目標物性的化合物。
4化合物4
本發明的液晶組成物等除化合物1以外，可進而含有至少1種以上的由式(4)所表示的化合物4。例如，本發明的液晶組成物除化合物1以外，可含有選自由化合物2~化合物4所組成的群組中的1種以上。
化合物4適合於具有大的介電常數異向性或低溫下的相容性的組成物的製備。相對於非手性成分T的總重量，較佳為含有合計為5wt%~40wt%的化合物4，更佳為含有5wt%~30wt%的化合物4，特佳為含有5wt%~20wt%的化合物4。
式(4)中的R4為碳數1~12的烷基、碳數1~12的烷 氧基、碳數2~12的烯基、或至少1個氫由氟取代的碳數2~12的烯基。為了提昇對於紫外線的穩定性、或為了對於熱的穩定性，式(4)中的較佳的R4為碳數1~12的烷基。就降低黏度的觀點而言，式(4)中的R4較佳為碳數2~12的烯基，就提昇對於紫外線的穩定性的觀點或提昇對於熱的穩定性的觀點而言，式(4)中的R4較佳為碳數1~12的烷基。
式(4)中的R4中，較佳的烷基為甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、或辛基，為了降低黏度，更佳的烷基為乙基、丙基、丁基、戊基、或庚基。
式(4)中的R4中，較佳的烷氧基為甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基、或庚氧基，為了降低黏度，更佳的烷氧基為甲氧基或乙氧基。
式(4)中的R4中，較佳的烯基為乙烯基、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，為了降低黏度，更佳的烯基為乙烯基、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-的較佳的立體配置依存於雙鍵的位置。為了降低黏度，於如1-丙烯基、1-丁烯基、1-戊烯基、1-己烯基、3-戊烯基、3-己烯基般的烯基中，較佳為反式。於如2-丁烯基、2-戊烯基、2-己烯基般的烯基中，較佳為順式。於這些烯基中，直鏈的烯基優於分支的烯基。
式(4)中的R4中，作為1個以上的氫由氟取代的烯基的較佳例可列舉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，為了降低液晶組成物的黏度，較佳為2,2-二氟乙烯基、及4,4-二氟-3-丁烯基。
式(4)中的R4中的烷基不包含環狀烷基。烷氧基不包含環狀烷氧基。烯基不包含環狀烯基。至少1個氫由氟取代的烯基不包含至少1個氫由氟取代的環狀烯基。
式(4)中的環B獨立為1,4-伸環己基、1,4-伸苯基、2-氟-1,4-伸苯基、3-氟-1,4-伸苯基、3,5-二氟-1,4-伸苯基、3,5-二氯-1,4-伸苯基、或嘧啶-2,5-二基，當n41為2以上時，其中的至少2個環B可相同，亦可不同。為了提昇光學異向性，式(4)中的環B較佳為1,4-伸苯基或3-氟-1,4-伸苯基，為了降低黏度，式(4)中的環B較佳為1,4-伸環己基。
式(4)中的Z41獨立為單鍵、伸乙基、-COO-、-OCO-、-CF2O-或-OCF2-，其中，當n41為3或4時，一個Z41為-CF2O-。當n41為2以上時，其中的至少2個Z41可相同，亦可不同。為了降低黏度，式(4)中的Z41較佳為單鍵。為了提昇介電常數異向性、及為了使相容性變得良好，式(4)中的Z41較佳為-CF2O-。
式(4)中的L48及L49獨立為氫、或氟，為了提昇介電常數異向性，較佳為L48及L49均為氟，為了提昇透明點，較佳為L48及L49均為氫。
式(4)中的X4為氟、氯、-CF3或-OCF3。為了提昇介 電常數異向性，較佳為-CF3，為了使相容性變得良好，較佳為氟、-OCF3，為了提昇折射率異向性，較佳為氯。
於化合物4中，較佳為使用由式(4-1)~式(4-9)所表示的化合物。上述式中，於L40~L49中，氟的數量越多，化合物的介電常數異向性越大。
這些化合物之中，由式(4-1)~式(4-3)所表示的化合物的透明點高，作為5環的化合物相容性優異。由式(4-4)~式(4-6)所表示的化合物的透明點高、△n大。由式(4-7)~式(4-9)所表示的化合物的相容性優異。
5-1化合物5
本發明的液晶組成物等除化合物1以外，可進而含有至少1種以上的由式(5)所表示的化合物5。例如，本發明的液晶組成物除化合物1以外，可含有選自由化合物2~化合物4所組成的群組中的1種以上。
式(5)中的R5A中，烯基中的-CH=CH-的較佳的立體配置依存於雙鍵的位置。具體而言，於如-CH=CHCH3、-CH=CHC2H5、-CH=CHC3H7、-CH=CHC4H9、-C2H4CH=CHCH3、以及-C2H4CH=CHC2H5般的在奇數位上具有雙鍵的烯基中，較佳為反式配置，於如-CH2CH=CHCH3、-CH2CH=CHC2H5、以及-CH2CH=CHC3H7般的在偶數位上具有雙鍵的烯基中，較佳為順式配置。式(5)中具有較佳的立體配置的烯基化合物具有高的上限溫度或寬廣的液晶相的溫度範圍。於Mol.Cryst.Liq.Cryst.,1985, 131,109以及Mol.Cryst.Liq.Cryst.,1985,131,327中有詳細說明。
式(5)中的X5為氫、鹵素、-SF5或碳數1~10的烷基，該烷基中的至少1個-CH2-可由-O-、-S-、-COO-或-OCO-取代，該烷基中的至少1個-CH2-CH2-可由-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-取代，該烷基中，該烷基中的至少1個-CH2由-O-、-S-、-COO-、或-OCO-取代的基中或該烷基中的至少1個-CH2-CH2-由-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-取代的基中的至少1個氫可由氟或氯取代，但是，於X5中，-O-與-CH=CH-、及-CO-與-CH=CH-不鄰接。
式(5)中的R5A與X5中，至少1個氫由氟或氯取代的烷基的具體例為-CHF2、-CF3、-CF2CH2F、-CF2CHF2、-CH2CF3、-CF2CF3、-(CH2)3-F、-(CF2)3-F、-CF2CHFCF3、及-CHFCF2CF3。
式(5)中的R5A與X5中，至少1個氫由氟或氯取代的烷氧基的具體例為-OCHF2、-OCF3、-OCF2CH2F、-OCF2CHF2、-OCH2CF3、-O-(CF2)3-F、-OCF2CHFCF3、及-OCHFCF2CF3。
式(5)中的R5A與X5中，至少1個氫由氟或氯取代的烯基的具體例為-CH=CF2、-CF=CHF、-CH=CHCH2F、-CH=CHCF3、-(CH2)2-CH=CF2、-CH2CH=CHCF3、及-CH=CHCF2CF3。
作為式(5)中的X5的具體例，可列舉氟、氯、-CF3、-CHF2、-OCF3及-OCHF2，較佳為氟、氯、-CF3及-OCF3。當式(5)中的X5為氯、氟時，化合物5的熔點比較低，與其他液晶化合物的相容性特別優異。當式(5)中的X5為-CF3、-CHF2、-OCF3及-OCHF2時，化合物5顯示比較大的介電常數異向性。
當式(5)中的X5為氟、氯、-SF5、-CF3、-OCF3、或-CH=CH-CF3時，化合物5的介電常數異向性比較大，當X5為氟、-CF3、或-OCF3時，化學性質比較穩定。
於化合物5中，較佳為使用由式(5-1)~(5-4)所表示的化合物，更佳為由(5-1)~(5-3)所表示的化合物，這些之中，特佳為由式(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，最佳為由式(5-2-1)、式(5-2-2)及式(5-3-2)所表示的化合物。
[化30]
(式中，R5A為碳數1~12的烷基、碳數1~12的烷氧基、碳數2~12的烯基、或至少1個氫由氟取代的碳數2~12的烯基；(F)分別獨立為氫或氟；X5A為氟、氯、-CF3或-OCF3)
本發明於非手性成分T中，包括包含1種化合物作為化 合物5的情況，亦包括包含由式(5)所表示的2種以上的化合物作為化合物5的情況。
化合物5適合於具有大的介電常數異向性的組成物的製備。
為了提昇透明點，相對於非手性成分T的總重量，較佳為含有合計約為1.0wt%以上的化合物5。另外，為了降低液晶相的下限溫度，相對於非手性成分T的總重量，較佳為含有合計為1wt%~50wt%的化合物5。進而，相對於非手性成分T的總重量，較佳為含有1wt%~25wt%的化合物5，更佳為含有1wt%~15wt%的化合物5。
5-2化合物5的性質
化合物5具有二噁烷環與3個苯環。化合物5於常規使用元件的條件下，物理性質及化學性質極其穩定，而且雖然透明點高，但與其他液晶化合物的相容性比較良好。含有化合物5的組成物於常規使用元件的條件下穩定。因此，於含有化合物5的組成物中，可擴大光學等向性的液晶相的溫度範圍，而可於寬廣的溫度範圍內用作顯示元件。另外，化合物5作為用以降低藉由光學等向性的液晶相來驅動的組成物的驅動電壓的成分有用。若以含有手性劑及化合物5的較佳的形態的組成物來使藍相顯現，則變成不與N*相或等向性相共存的均一的藍相。如此，含有化合物5的較佳的形態的組成物容易顯現均一的藍相。
5-3化合物5的合成
其次，對化合物5的合成進行說明。化合物(5)可藉由適當地組合有機合成化學中的方法來合成。向起始物質中導入目標末端基、環以及鍵結基的方法於《有機合成》(Organic Syntheses,John Wiley & Sons,Inc)、《有機反應》(Organic Reactions,John Wiley & Sons,Inc)、《有機合成大全》(Comprehensive Organic Synthesis,Pergamon Press)、新實驗化學講座(丸善)等中有記載。
例如，即便應用日本專利2959526號公報的方法，亦可合成本申請案式(5)的化合物。
非手性成分T的第五成分具有容易顯現藍相、且提高透明點的效果。
6化合物6
本發明的液晶組成物等除化合物1以外，可進而含有至少1種以上的由式(6)所表示的化合物6。
例如，本發明的液晶組成物除化合物1以外，可含有選自由化合物2~化合物6所組成的群組中的1種以上。
化合物6為介電常數異向性值的絕對值小、且接近中性的化合物。式(6)中r為1的化合物主要具有調整黏度或調整折射率異向性值的效果，另外，式(6)中r為2或3的化合物具有提高透明點等擴大光學等向性的液晶相的溫度範圍的效果、或調整折射率異向性值的效果。
若使由式(6)所表示的化合物的含量增加，則液晶組成物的驅動電壓變高、黏度變低，因此就驅動電壓的觀點而言， 只要滿足液晶組成物的黏度的要求值，則理想的是由式(6)所表示的化合物的含量少。相對於非手性成分T的總重量，非手性成分T的第六成分的含量較佳為含有0wt%~40wt%，更佳為含有1wt%~40wt%，特佳為含有1wt%~20wt%。
式(6)中的R6A及R6B分別獨立為碳數1~12的烷基、碳數1~12的烷氧基、碳數2~12的烯基、或至少1個氫由氟取代的碳數2~12的烯基。為了降低化合物6的黏度，式(6)中的R6A及R6B較佳為碳數2~12的烯基。為了提昇對於紫外線的穩定性、或為了提昇對於熱的穩定性，式(6)中的R6A及R6B較佳為碳數1~12的烷基。
式(6)中的R6A及R6B中，烷基較佳為甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、或辛基，為了降低黏度，較佳為乙基、丙基、丁基、戊基、或庚基。
式(6)中的R6A及R6B中，烷氧基較佳為甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基、或庚氧基，為了降低黏度，較佳為甲氧基或乙氧基。
式(6)中的R6A及R6B中，烯基中的-CH=CH-的較佳的立體配置依存於雙鍵的位置。於如-CH=CHCH3、-CH=CHC2H5、-CH=CHC3H7、-CH=CHC4H9、-C2H4CH=CHCH3、以及-C2H4CH=CHC2H5般的在奇數位上具有雙鍵的烯基中，較佳為反式配置。於如-CH2CH=CHCH3、-CH2CH=CHC2H5、以及-CH2CH=CHC3H7般的在偶數位上具有雙鍵的烯基中，較佳為順式 配置。具有較佳的立體配置的烯基化合物具有高的上限溫度或寬廣的液晶相的溫度範圍。於Mol.Cryst.Liq.Cryst.,1985,131,109以及Mol.Cryst.Liq.Cryst.,1985,131,327中有詳細說明。
式(6)中的R6A及R6B中，至少1個氫由氟取代的烯基較佳為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。為了降低含有化合物6的組成物的黏度，R6A及R6B較佳為2,2-二氟乙烯基、及4,4-二氟-3-丁烯基。
式(6)中的環C及環D獨立為1,4-伸環己基、1,4-伸苯基、2-氟-1,4-伸苯基、3-氟-1,4-伸苯基或2,5-二氟-1,4-伸苯基，當r為2以上時，其中的至少2個環C可相同，亦可不同。為了提昇化合物6的光學異向性，環C及環D較佳為1,4-伸苯基或3-氟-1,4-伸苯基，為了降低化合物6的黏度，環C及環D較佳為1,4-伸環己基。
式(6)中的Z61分別獨立為單鍵、伸乙基、或-COO-、-OCO-，當r為2以上時，其中的至少2個Z61可相同，亦可不同。為了降低黏度，較佳的Z61為單鍵。
於化合物6中，較佳為使用由式(6-1)~式(6-13)所表示的化合物。
這些化合物之中，由(6-1)~(6-3)所表示的化合物的黏度比較低，由(6-4)~(6-8)所表示的化合物的透明點比較高，由(6-9)~(6-13)所表示的化合物的透明點比較高。
7-1化合物7
本發明的液晶組成物等除化合物1以外，可進而含有至少1種以上的由式(7)所表示的化合物7。
例如，本發明的液晶組成物除化合物1以外，可含有選自由化合物2~化合物7所組成的群組中的1種以上。
式(7)中的R7與X7中，烯基中的-CH=CH-的較佳的立體配置依存於雙鍵的位置。於如-CH=CHCH3、-CH=CHC2H5、-CH=CHC3H7、-CH=CHC4H9、-C2H4CH=CHCH3、以及-C2H4CH=CHC2H5般的在奇數位上具有雙鍵的烯基中，較佳為反式配置。於如-CH2CH=CHCH3、-CH2CH=CHC2H5、以及-CH2CH=CHC3H7般的在偶數位上具有雙鍵的烯基中，較佳為順式配置。具有較佳的立體配置的烯基化合物具有高的上限溫度或寬廣的液晶相的溫度範圍。於Mol.Cryst.Liq.Cryst.,1985,131,109以及Mol.Cryst.Liq.Cryst.,1985,131,327中有詳細說明。
式(7)中的X7中，至少1個氫由氟取代的烷基的具體例為-CHF2、-CF3、-CF2CH2F、-CF2CHF2、-CH2CF3、-CF2CF3、-(CH2)3-F、-(CF2)3-F、-CF2CHFCF3、及-CHFCF2CF3。
式(7)中的X7中，至少1個氫由氟取代的烷氧基的具體例為-OCHF2、-OCF3、-OCF2CH2F、-OCF2CHF2、-OCH2CF3、-O-(CF2)3-F、-OCF2CHFCF3、及-OCHFCF2CF3。
式(7)中的X7中，至少1個氫由氟取代的烯基的具體例為-CH=CF2、-CF=CHF、-CH=CHCH2F、-CH=CHCF3、 -(CH2)2-CH=CF2、-CH2CH=CHCF3、及-CH=CHCF2CF3。
式(7)中，作為X7的較佳的具體例，可列舉氟、氯、-CF3、-CHF2、-OCF3及-OCHF2，更佳為氟、氯、-CF3及-OCF3。
當式(7)的X7為氯、氟時，化合物7的熔點比較低，與其他液晶化合物的相容性特別優異。當式(7)的X7為-CF3、-SF5、-CHF2、-OCF3及-OCHF2時，化合物7顯示比較大的介電常數異向性。
當X7為氟、-CF3、或-OCF3時，化學性質穩定。
於化合物7中，更佳為使用由式(7-1)~式(7-8)所表示的化合物，進而更佳為使用由式(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，特佳為使用由式(7-2-1)~式(7-2-5)所表示的化合物，進而更佳為由(7-2-2-E)、(7-2-5-E)、(7-2-2-F)及(7-2-5-F)所表示的化合物。
本發明於非手性成分T中，包括包含1種化合物作為化合物7的情況，亦包括包含由式(7)所表示的2種以上的化合物作為化合物7的情況。
化合物7適合於具有大的介電常數異向性的組成物的製備，其可降低本發明的元件中的驅動電壓。相對於非手性成分T的總重量，較佳為含有合計為5wt%~80wt%的化合物7，更佳為含有20wt%~75wt%的化合物7，特佳為含有30wt%~75wt%的化合物7。
7-2化合物(7)的性質
化合物7具有二噁烷環與3個苯環、且具有至少一個-CF2O-連結基。化合物7於常規使用元件的條件下，物理性質及化學性質極其穩定，而且雖然透明點高，但與其他液晶化合物的相容性比較良好。含有化合物7的組成物於常規使用元件的條件下比較穩定。因此，於含有化合物7的組成物中可擴大光學等向性的液晶相的溫度範圍，而可於寬廣的溫度範圍內用作顯示元件。進而，化合物7作為用以降低藉由光學等向性的液晶相來驅動的組成物的驅動電壓的成分有用。另外，若以含有化合物7與手性劑的組成物來使藍相顯現，則容易變成不與N*相或等向性相共存的均一的藍相。即，化合物7為容易使均一的藍相顯現的化合物。另外，顯現極大的介電常數異向性。
7-3化合物7的合成
化合物7可藉由適當地組合有機合成化學中的方法來合成。向起始物質中導入目標末端基、環以及鍵結基的方法於《有機合成》(Organic Syntheses,John Wiley & Sons,Inc)、《有機反應》(Organic Reactions,John Wiley & Sons,Inc)、《有機合成大全》(Comprehensive Organic Synthesis,Pergamon Press)、新實驗化學講座(丸善)等中有記載。
第2手性劑
光學等向性的液晶組成物所含有的手性劑為光學活性化合物，較佳為包含選自不具有自由基聚合性基的化合物中的化合物。
作為本發明的組成物中所使用的手性劑，較佳為扭轉力(螺旋扭轉力(Helical Twisting Power))大的化合物。扭轉力大的化合物可減少為了獲得所期望的節距而需要的添加量，因此驅動電壓的上昇得到抑制，於實用上有利。具體而言，較佳為由式(K1)~式(K5)所表示的化合物。這些化合物之中，作為添加至液晶組成物中的手性劑，較佳為式(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)，更佳為式(K4-1)~式(K4-6)及式(K5-1)~式(K5-3)。
[化32]
[化34]
(式中，RK獨立為碳數3~10的烷基或碳數3~10的烷氧基，烷基中或烷氧基中的至少1個以上的-CH2-CH2-可由-CH=CH-取代)。
根據對液晶組成物所要求的性質，較佳為使用扭轉力比較小的手性劑。作為扭轉力比較小的手性劑的例子，可列舉由以下的式(Op-1)~式(Op-13)所表示的化合物。
[化35]
作為液晶組成物中所含有的手性劑，可使用1種化合物，亦可使用2種以上的化合物。
為了使光學等向性的液晶相的顯現變得容易，相對於本 發明的液晶組成物的總重量，較佳為含有1wt%~40wt%的手性劑，更佳為含有3wt%~25wt%的手性劑，特佳為含有5wt%~15wt%的手性劑。
第3光學等向性的液晶相
所謂液晶組成物具有光學等向性，是指於宏觀上液晶分子排列為等方性，因此顯示光學等向性，但於微觀上存在液晶秩序。「基於液晶組成物於微觀上所具有的液晶秩序(liquid crystalline order)的節距(以下，有時稱為節距)」較佳為700nm以下，更佳為500nm以下，最佳為350nm以下。
此處，所謂「非液晶等向性相」，是指通常所定義的等向性相，即無秩序相，且為即便生成局部的秩序參數不為零的區域，其原因亦在於搖動的等向性相。例如，於向列相的高溫側顯現的等向性相在本說明書中相當於非液晶等向性相。本說明書中的手性的液晶亦適用相同的定義。
於本說明書中，所謂「光學等向性的液晶相」，是指顯現光學等向性的液晶相而非搖動的相，例如顯現血小板(platelet)組織的相(狹義的藍相)為其一例。
於本發明的光學等向性的液晶組成物中，雖然為光學等向性的液晶相，但於偏光顯微鏡觀察下，有時在藍相中觀測不到典型的血小板組織。因此，於本說明書中，將顯現血小板組織的相稱為藍相，將包含藍相的光學等向性的液晶相稱為光學等向性的液晶相。即，藍相包含於光學等向性的液晶相中。
通常，藍相被分類藍相I、藍相II、藍相III這3種，上述3種藍相均為光學活性、且為等向性。於藍相I或藍相II的藍相中，觀測到由來自不同的晶格面的布拉格反射所引起的2種以上的繞射光。通常於非液晶等向性相與手性向列相之間觀測到藍相。
所謂光學等向性的液晶相不顯示二色以上的繞射光的狀態，是指觀測不到於藍相I、藍相II中所觀測到的血小板組織，而大體上為一面單色。於不顯示二色以上的繞射光的光學等向性的液晶相中，不需要顏色的明暗於面內均一。
不顯示二色以上的繞射光的光學等向性的液晶相具有如下的優點：由布拉格反射產生的反射光的強度得到抑制、或朝低波長側位移。
另外，反射可見光的光的液晶材料於用作顯示元件的情況下，有時色調會成為問題，但於不顯示二色以上的繞射光的液晶中，因反射波長朝低波長位移，故能夠以比狹義的藍相(顯現血小板組織的相)長的節距使可見光的反射消失。
本發明的液晶組成物含有非手性成分T與手性劑。此時，手性劑較佳為以如節距變成700nm以下的濃度來添加。再者，具有向列相的組成物含有化合物1及視需要的其他成分。
另外，亦可向具有手性向列相、不具有光學等向性的液晶相的組成物中添加手性劑而獲得本發明的光學等向性的液晶組成物。再者，具有手性向列相、不具有光學等向性的液晶相的組 成物含有化合物1、光學活性化合物及視需要的其他成分。此時，為了不使光學等向性的液晶相顯現，較佳為以如節距變成700nm以上的濃度來添加手性劑。此處，所添加的手性劑可使用上述作為扭轉力大的化合物的式(K1)~式(K5)，更佳為使用由式(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，所添加的手性劑亦可為扭轉力並不那麼大的化合物。作為此種化合物，可列舉添加至藉由向列相來驅動的元件(TN方式、STN方式等)用的液晶組成物中的化合物，具體而言，可列舉由式(Op-1)~式(Op-13)所表示的化合物。
本發明的較佳的形態的液晶組成物顯現光學等向性的液晶相的溫度範圍可藉由如下方式來擴大：將手性劑添加至向列相或手性向列相與等向性相的共存溫度範圍廣的液晶組成物中，使光學等向性的液晶相顯現。例如，將透明點高的液晶化合物與透明點低的液晶化合物混合，於寬廣的溫度範圍內製備向列相與等向性相的共存溫度範圍廣的液晶組成物，然後向其中添加手性劑，藉此可製備於寬廣的溫度範圍內顯現光學等向性的液晶相的組成物。
作為向列相或手性向列相與等向性相的共存溫度範圍廣的液晶組成物，較佳為手性向列相與非液晶等向性相共存的上限溫度與下限溫度的差為3℃~150℃的液晶組成物，更佳為差為5℃~150℃的液晶組成物。另外，較佳為向列相與非液晶等向性 相共存的上限溫度與下限溫度的差為3℃~150℃的液晶組成物。
於光學等向性的液晶相中，若對本發明的液晶媒體施加電場，則會產生電雙折射，但不一定必須為克爾效應。
因節距越長，光學等向性的液晶相中的電雙折射越大，故只要滿足其他光學特性(透過率、繞射波長等)的要求，則可藉由調整手性劑的種類與含量，將節距設定得長來增大電雙折射。
第4其他成分
本發明的光學等向性的液晶組成物亦可於不對該組成物的特性造成大的影響的範圍內，進而含有溶劑、高分子物質、二色性色素、光致變色化合物等。
另外，作為本發明的液晶組成物中所使用的二色性色素的例子，可列舉：部花青素(merocyanine)系、苯乙烯基系、偶氮系、甲亞胺(azomethine)系、氧偶氮系、喹啉黃系、蒽醌系、四嗪系等。
第5光學等向性的高分子與液晶的複合材料
1高分子與液晶的複合材料
本發明的高分子與液晶的複合材料是含有液晶組成物與高分子的複合材料，其顯示光學等向性，可用於藉由光學等向性的液晶相來驅動的光元件。本發明的高分子與液晶的複合材料中所含有的液晶組成物為本發明的液晶組成物。
本說明書中，「高分子與液晶的複合材料」只要是含有液晶材料與高分子的化合物兩者的複合材料，則並無特別限定， 亦可為於高分子的一部分或全部未溶解在液晶材料中的狀態下高分子與液晶材料相分離的狀態。再者，於本說明書中，只要未特別提及，則向列相是指不包含手性向列相的狹義的向列相。
本發明的較佳的形態的光學等向性的高分子與液晶的複合材料可於寬廣的溫度範圍內使光學等向性的液晶相顯現。另外，本發明的較佳的形態的高分子與液晶的複合材料的響應速度極快。另外，本發明的較佳的形態的高分子與液晶的複合材料基於這些效果而可適宜用於顯示元件等光元件等。
2高分子
本發明的複合材料亦可將光學等向性的液晶組成物與事先進行聚合而獲得的高分子混合來製造，但較佳為藉由將成為高分子的材料的低分子量的單體、大分子單體、寡聚物等(以下，總稱為「單體等」)與液晶組成物CLC混合後，於該混合物中進行聚合反應來製造。於本說明書中，將含有單體等與液晶組成物的混合物稱為「聚合性單體/液晶混合物」。於「聚合性單體/液晶混合物」中，視需要亦可在無損本發明的效果的範圍內含有後述的聚合起始劑、硬化劑、觸媒、穩定劑、二色性色素、或光致變色化合物等。例如，於本發明的聚合性單體/液晶混合物中，視需要亦可相對於聚合性單體100重量份，含有聚合起始劑0.1重量份~20重量份。「聚合性單體/液晶混合物」於在藍相中進行聚合的情況下必須為液晶媒體，但於在等向性相中進行聚合的情況下，不一定必須為液晶媒體。
聚合溫度較佳為高分子與液晶的複合材料顯示高透明性與等向性的溫度。更佳為單體與液晶材料的混合物顯現等向性相或藍相的溫度，且於等向性相或光學等向性的液晶相中結束聚合。即，較佳為設為如下的溫度：於聚合後高分子與液晶的複合材料實質上不使比可見光線長的波長側的光散射、且顯現光學等向性的狀態。
作為構成本發明的複合材料的高分子的原料，例如可使用低分子量的單體、大分子單體、寡聚物，於本說明書中，高分子的原料單體是以包含低分子量的單體、大分子單體、寡聚物等的含義來使用。另外，所獲得的高分子較佳為具有三維交聯結構的高分子，因此，作為高分子的原料單體，較佳為使用具有2個以上的聚合性官能基的多官能性單體。聚合性的官能基並無特別限定，可列舉丙烯醯基、甲基丙烯醯基、縮水甘油基、環氧基、氧雜環丁基、乙烯基等，但就聚合速度的觀點而言，較佳為丙烯醯基及甲基丙烯醯基。高分子的原料單體中，若於單體中含有10wt%以上的具備2個以上的具有聚合性的官能基的單體，則於本發明的複合材料中容易顯現高度的透明性與等向性，故較佳。
另外，為了獲得合適的複合材料，高分子較佳為具有液晶元部位的高分子，可於其一部分、或全部中使用具有液晶元部位的原料單體作為高分子的原料單體。
2-1具有液晶元部位的單官能性.二官能性單體
具有液晶元部位的單官能性單體、或二官能性單體於結構上 並無特別限定，例如可列舉由下述的式(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)
式(M1)中，Ra為氫、鹵素、-C≡N、-N=C=O、-N=C=S、或碳數1~20的烷基，這些烷基中，至少1個-CH2-可由-O-、-S-、-CO-、-COO-、或-OCO-取代，該烷基中的至少1個-CH2-CH2-可由-CH=CH-、-CF=CF-、或-C≡C-取代，這些烷基中，該烷基中的至少1個-CH2-由-O-、-S-、-COO-、或-OCO-取代的基中或該烷基中的至少1個-CH2-CH2-由-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-取代的基中的至少1個氫可由鹵素或-C≡N取代。Rb分別獨立為式(M3-1)~式(M3-7)的聚合性基。
較佳的Ra為氫、鹵素、-C≡N、-CF3、-CF2H、-CFH2、 -OCF3、-OCF2H、碳數1~20的烷基、碳數1~19的烷氧基、碳數2~21的烯基、及碳數2~21的炔基。特佳的Ra為-C≡N、碳數1~20的烷基及碳數1~19的烷氧基。
式(M2)中，Rb分別獨立為式(M3-1)~式(M3-7)的聚合性基。
此處，式(M3-1)~式(M3-7)中的Rd分別獨立為氫、鹵素或碳數1~5的烷基，這些烷基中，至少1個氫可由鹵素取代。較佳的Rd為氫、鹵素及甲基。特佳的Rd為氫、氟及甲基。
另外，式(M3-2)、式(M3-3)、式(M3-4)、式(M3-7)適宜藉由自由基聚合來進行聚合。式(M3-1)、式(M3-5)、式(M3-6)適宜藉由陽離子聚合來進行聚合。由於均為活性聚合，因此只要於反應系統內產生少量的自由基或陽離子活性種，便開始聚合。為了加快活性種的產生而可使用聚合起始劑。於活性種的產生中例如可使用光或熱。
式(M1)及式(M2)中，AM分別獨立為芳香族性或非芳香族性的5員環、6員環或碳數9以上的縮合環，環中的-CH2-可由-O-、-S-、-NH-、或-NCH3-取代，環中的-CH=可由-N=取代，環上的氫原子可由鹵素、及碳數1~5的烷基、或鹵化烷基取代。較佳的AM的具體例為1,4-伸環己基、1,4-伸環己烯基、1,4-伸苯基、萘-2,6-二基、四氫萘-2,6-二基、茀-2,7-二基、或雙環[2.2.2]辛烷-1,4-二基，這些環中，至少1個-CH2-可由-O-取代，至少1個-CH=可由-N=取代，這些環中，至少1個氫可由鹵素、碳數1 ~5的烷基或碳數1~5的鹵化烷基取代。
考慮到化合物的穩定性，氧與氧不鄰接的-CH2-O-CH2-O-優於氧與氧鄰接的-CH2-O-O-CH2-。於硫中亦同樣如此。
這些之中，特佳的AM為1,4-伸環己基、1,4-伸環己烯基、1,4-伸苯基、2-氟-1,4-伸苯基、2,3-二氟-1,4-伸苯基、2,5-二氟-1,4-伸苯基、2,6-二氟-1,4-伸苯基、2-甲基-1,4-伸苯基、2-三氟甲基-1,4-伸苯基、2,3-雙(三氟甲基)-1,4-伸苯基、萘-2,6-二基、四氫萘-2,6-二基、茀-2,7-二基、9-甲基茀-2,7-二基、1,3-二噁烷-2,5-二基、吡啶-2,5-二基、及嘧啶-2,5-二基。再者，上述1,4-伸環己基及1,3-二噁烷-2,5-二基的立體配置是反式優於順式。
2-氟-1,4-伸苯基在結構上與3-氟-1,4-伸苯基相同，因此未例示後者。該規則亦適用於2,5-二氟-1,4-伸苯基與3,6-二氟-1,4-伸苯基的關係等。
式(M1)及式(M2)中，Y分別獨立為單鍵或碳數1~20的伸烷基，這些伸烷基中，至少1個-CH2-可由-O-、-S-取代，該烷基中的至少1個-CH2-CH2-可由-CH=CH-、-C≡C-、-COO-、或-OCO-取代。較佳的Y為單鍵、-(CH2)m2-、-O(CH2)m2-、及-(CH2)m2O-(上述式中，m2為1~20的整數)。特佳的Y為單鍵、-(CH2)m2-、-O(CH2)m2-、及-(CH2)m2O-(上述式中，m2為1~10的整數)。考慮到化合物的穩定性，-Y-Ra及-Y-Rb較佳為於這些基中不具有-O-O-、-O-S-、-S-O-、或-S-S-。
式(M1)及式(M2)中，ZM分別獨立為單鍵、-(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為1~20的整數)。
較佳的ZM為單鍵、-(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為1~6的整數。較佳的m1為1~3的整數。當m1為1時，其為具有2個6員環等環的二環的化合物。當m1為2與3時，其分別為三環的化合物與四環的化合物。例如當m1為1時，2個AM可相同、或不同。另外，例如當m1為2時，3個AM(或2個ZM)可相同、或不同。m1為3~6時亦同樣如此。關於Ra、Rb、Rd、ZM、AM及Y，亦同樣如此。
由式(M1)所表示的化合物(M1)及由式(M2)所表示的化合物(M2)即便含有比天然豐度(Natural abundance)的量多的2H(重氫)、13C等同位素，亦具有相同的特性，故可較佳地使用。
化合物(M1)及化合物(M2)的更佳的例子為由式(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)。於這些化合物中，Ra、Rb、Rd、ZM、AM、Y及p的含義與本發明的形態中所記載的式(M1)及式(M2)的Ra、Rb、Rd、ZM、AM、Y及p相同。
對化合物(M1-1)~化合物(M1-41)及化合物(M2-1)~化合物(M2-27)中的下述的部分結構進行說明。部分結構(a1)表示至少1個氫由氟取代的1,4-伸苯基。部分結構(a2)表示至少1個氫可由氟取代的1,4-伸苯基。部分結構(a3)表示至少1個氫可由氟或甲基的任一者取代的1,4-伸苯基。部分結構(a4)表示9位的氫可由甲基取代的茀。
[化38]
[化39]
[化40]
[化42]
[化45]
[化47]
視需要可使用上述不具有液晶元部位的單體、以及具有液晶元部位的單體(M1)及單體(M2)以外的聚合性化合物。
為了使本發明的高分子與液晶的複合材料的光學等向性最佳化，亦可使用具有液晶元部位且具有3個以上的聚合性官能基的單體。作為具有液晶元部位且具有3個以上的聚合性官能基的單體，可適宜地使用公知的化合物，例如為(M4-1)~(M4-3)，作為更具體的例子，可列舉日本專利特開2000-327632號、日本專利特開2004-182949號、日本專利特開2004-59772號中所記載的化合物。其中，於(M4-1)~(M4-3)中，Rb、ZM、Y、及(F)表示與上述相同的含義。
2-2不具有液晶元部位的含有具有聚合性的官能基的單體
作為不具有液晶元部位的含有具有聚合性的官能基的單體，例如可列舉碳數1~30的直鏈丙烯酸酯或分支丙烯酸酯，碳數1~30的直鏈二丙烯酸酯或分支二丙烯酸酯，作為具有三個以上的聚合性官能基的單體的甘油．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、三羥甲基丙烷．乙氧基化物．三丙烯酸酯、三羥甲基丙烷．丙氧基化物．三丙烯酸酯、三羥甲基丙烷．三丙烯酸酯、二(三羥甲基丙烷)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、三羥甲基丙烷．三丙烯酸酯等，但並不限定於這些單體。
2-3聚合起始劑
構成本發明的複合材料的高分子的製造中的聚合反應並無特別限定，例如可進行光自由基聚合、熱自由基聚合、光陽離子聚合等。
可用於光自由基聚合的光自由基聚合起始劑的例子為DAROCUR1173及4265(均為商品名，日本巴斯夫(BASF Japan)(股份))，IRGACURE184、369、500、651、784、819、907、1300、1700、1800、1850、及2959(均為商品名，日本巴斯夫(股份))等。
可用於熱自由基聚合的利用熱的自由基聚合的較佳的起始劑的例子為過氧化苯甲醯、過氧化二碳酸二異丙酯、過氧化-2-乙基己酸第三丁酯、過氧化特戊酸第三丁酯、過氧化二異丁酸第三丁酯、過氧化月桂醯、2,2'-偶氮雙異丁酸二甲酯(2,2'-Azobis(methyl isobutyrate)，MAIB)、二第三丁基過氧化物(Di-t-butyl peroxide，DTBPO)、偶氮雙異丁腈(Azobisisobutyronitrile，AIBN)、偶氮雙環己烷碳腈(Azobiscyclohexanecarbonitrile，ACN)等。
作為可用於光陽離子聚合的光陽離子聚合起始劑，可列舉二芳基錪鹽(以下，稱為「DAS」)、三芳基鋶鹽(以下，稱為「TAS」)等。
作為DAS，可列舉：二苯基錪四氟硼酸鹽、二苯基錪六氟膦酸鹽、二苯基錪六氟砷酸鹽、二苯基錪三氟甲磺酸鹽、二苯基錪三氟乙酸鹽、二苯基錪-對甲苯磺酸鹽、二苯基錪四(五氟苯基) 硼酸鹽、4-甲氧基苯基苯基錪四氟硼酸鹽、4-甲氧基苯基苯基錪六氟膦酸鹽、4-甲氧基苯基苯基錪六氟砷酸鹽、4-甲氧基苯基苯基錪三氟甲磺酸鹽、4-甲氧基苯基苯基錪三氟乙酸鹽、4-甲氧基苯基苯基錪-對甲苯磺酸鹽等。
於DAS中，亦可藉由添加硫雜蒽酮、吩噻嗪、氯硫雜蒽酮、氧雜蒽酮、蒽、二苯基蒽、紅螢烯(rubrene)等光敏劑來加以高感光度化。
作為TAS，可列舉：三苯基鋶四氟硼酸鹽、三苯基鋶六氟膦酸鹽、三苯基鋶六氟砷酸鹽、三苯基鋶三氟甲烷磺酸鹽、三苯基鋶三氟乙酸鹽、三苯基鋶-對甲苯磺酸鹽、三苯基鋶四(五氟苯基)硼酸鹽、4-甲氧基苯基二苯基鋶四氟硼酸鹽、4-甲氧基苯基二苯基鋶六氟膦酸鹽、4-甲氧基苯基二苯基鋶六氟砷酸鹽、4-甲氧基苯基二苯基鋶三氟甲烷磺酸鹽、4-甲氧基苯基二苯基鋶三氟乙酸鹽、4-甲氧基苯基二苯基鋶-對甲苯磺酸鹽等。
光陽離子聚合起始劑的具體的商品名的例子為Cyracure UVI-6990、Cyracure UVI-6974、Cyracure UVI-6992(分別為商品名，UCC(股份))，Adeka Optomer SP-150、SP-152、SP-170、SP-172(分別為商品名，艾迪科(ADEKA)(股份))，Rhodorsil Photoinitiator 2074(商品名，日本羅地亞(Rhodia Japan)(股份))，IRGACURE 250(商品名，日本巴斯夫(股份))，UV-9380C(商品名，GE東芝矽酮(GE Toshiba Silicone)(股份))等。
2-4硬化劑等
於構成本發明的複合材料的高分子的製造中，除上述單體等及聚合起始劑以外，亦可進而添加1種或2種以上的其他合適的成分，例如硬化劑、觸媒、穩定劑等。
作為硬化劑，可使用通常用作環氧樹脂的硬化劑的先前公知的潛在性硬化劑。潛在性環氧樹脂用硬化劑可列舉胺系硬化劑、酚醛清漆樹脂系硬化劑、咪唑系硬化劑、酸酐系硬化劑等。作為胺系硬化劑的例子，可列舉：二乙三胺、三乙四胺、四乙五胺、間二甲苯二胺、三甲基六亞甲基二胺、2-甲基五亞甲基二胺、二乙胺基丙胺等脂肪族聚胺，異佛爾酮二胺、1,3-雙胺基甲基環己烷、雙(4-胺基環己基)甲烷、降莰烯二胺、1,2-二胺基環己烷、Laromin等脂環式聚胺，二胺基二苯基甲烷、二胺基二苯基乙烷、間苯二胺等芳香族聚胺等。
作為酚醛清漆樹脂系硬化劑的例子，可列舉：苯酚酚醛清漆樹脂、雙酚酚醛清漆樹脂等。作為咪唑系硬化劑，可列舉：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。
作為酸酐系硬化劑的例子，可列舉：四氫鄰苯二甲酸酐、六氫鄰苯二甲酸酐、甲基四氫鄰苯二甲酸酐、甲基六氫鄰苯二甲酸酐、甲基環己烯四羧酸二酐、鄰苯二甲酸酐、偏苯三甲酸酐、均苯四甲酸酐、二苯基酮四羧酸二酐等。
另外，亦可進而使用用以促進具有縮水甘油基、環氧基、氧雜環丁基的聚合性化合物與硬化劑的硬化反應的硬化促進 劑。作為硬化促進劑，例如可列舉：苄基二甲胺、三(二甲胺基甲基)苯酚、二甲基環己胺等三級胺類，1-氰基乙基-2-乙基-4-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑等咪唑類，三苯基膦等有機磷系化合物，溴化四苯基鏻等四級鏻鹽類，1,8-二氮雙環[5.4.0]十一烯-7等或其有機酸鹽等二氮雙環烯類，溴化四乙基銨、溴化四丁基銨等四級銨鹽類，三氟化硼、三苯基硼酸鹽等硼化合物等。這些硬化促進劑可單獨使用、或將2種以上混合使用。
另外，為了防止例如儲存中的不期望的聚合，較佳為添加穩定劑。作為穩定劑，可使用本領域從業人員已知的所有化合物。作為穩定劑的代表例，可列舉：4-乙氧基苯酚、對苯二酚、丁基化羥基甲苯(Butylated Hydroxytoluene，BHT)等。
3高分子與液晶的複合材料的組成
本發明的高分子與液晶的複合材料中的液晶組成物的含有率只要是複合材料可顯現光學等向性的液晶相的範圍，則較佳為儘可能高的含有率。其原因在於：液晶組成物的含有率高會使本發明的複合材料的電雙折射值變大。
於本發明的高分子與液晶的複合材料中，相對於複合材料，液晶組成物的含有率較佳為60wt%~99wt%，更佳為60wt%~98wt%，特佳為80wt%~97wt%。另外，於本發明的高分子與液晶的複合材料中，相對於複合材料，高分子的含有率較佳為1wt%~40wt%，更佳為2wt%~40wt%，特佳為3wt%~20wt%。
第6光元件
本發明的光元件是如下的光元件，其含有液晶組成物或高分子與液晶的複合材料(以下，有時將本發明的液晶組成物及高分子與液晶的複合材料總稱為液晶媒體)、且藉由光學等向性的液晶相來驅動。
當未施加電場時，液晶媒體為光學等向性，但若施加電場，則液晶媒體產生光學異向性，可進行利用電場的光調變。
作為液晶顯示元件的構造例，如圖1所示，可列舉梳型電極基板的電極交替地配置有自左側起延伸的電極1與自右側起延伸的電極2的構造。當於電極1與電極2之間存在電位差時，於如圖1所示的梳型電極基板上，若對1根電極加以注視，則可提供存在圖式上的上方向與下方向的2個方向的電場的狀態。
如此，本發明的液晶組成物可用於光元件。由於本發明的液晶組成物顯示低驅動電壓與短的響應時間，因此本發明的較佳的形態的光元件能夠以低電壓來驅動，並可實現高速響應。
[實施例]
以下，藉由實施例來更詳細地說明本發明，但本發明不受這些實施例限制。再者，只要事先無特別說明，則「%」是指「wt%」。
由於所獲得的化合物是利用由1H-NMR分析所獲得的核磁共振光譜、由氣相層析法(Gas Chromatogram，GC)分析所獲得的氣相層析圖等進行鑑定，因此首先對分析方法加以說明。
1H-NMR分析：
測定裝置是使用DRX-500(布魯克拜厄斯賓(Bruker BioSpin)(股份)公司製造)。測定是將實施例等中所製造的樣品溶解於CDCl3等可溶解樣品的氘化溶劑中，並於室溫下以500MHz、累計次數為24次的條件來進行。再者，在所獲得的核磁共振光譜的說明中，s表示單峰(singlet)，d表示雙峰(doublet)，t表示三重峰(triplet)，q表示四重峰(quartet)，m表示多重峰(multiplet)。另外，使用四甲基矽烷(Tetramethylsilane，TMS)作為化學位移δ值的零點的基準物質。
GC分析：
測定裝置是使用島津製作所製造的GC-14B型氣相層析儀。管柱是使用島津製作所製造的毛細管柱CBP1-M25-025(長度為25m、內徑為0.22mm、膜厚為0.25μm；固定液相為二甲基聚矽氧烷；無極性)。使用氦氣作為載氣，並將流量調整為1ml/min。將試樣氣化室的溫度設定為300℃，並將檢測器(火焰離子化偵檢器(Flame Ionization Detector，FID))的溫度設定為300℃。
將試樣溶解於甲苯中，以成為1wt%的溶液的方式製備，並將所獲得的溶液1μl注入至試樣氣化室內。
使用島津製作所製造的C-R6A型Chromatopac或其同等產品作為記錄器。於所獲得的氣相層析圖中，顯示有與成分化合物相對應的峰值的保持時間及峰值的面積值。
再者，作為試樣的稀釋溶劑，例如可使用氯仿、己烷。另外，作為管柱，亦可使用安捷倫科技股份有限公司(Agilent Technologies Inc.)製造的毛細管柱DB-1(長度為30m、內徑為0.32mm、膜厚為0.25μm)、安捷倫科技股份有限公司製造的HP-1(長度為30m、內徑為0.32mm、膜厚為0.25μm)、瑞斯泰克公司(Restek Corporation)製造的Rtx-1(長度為30m、內徑為0.32mm、膜為厚0.25μm)、SGE國際公司(SGE International Pty.Ltd)製造的BP-1(長度為30m、內徑為0.32mm、膜厚為0.25μm)等。
氣相層析圖中的峰值的面積比相當於成分化合物的比例。通常，分析樣品的成分化合物的重量%與分析樣品的各峰值的面積%並不完全相同，但於本發明中，當使用上述管柱時，由於實質上校正係數為1，因此分析樣品中的成分化合物的重量%與分析樣品中的各峰值的面積%大致相對應。其原因在於：成分的液晶化合物的校正係數無大的差異。為了藉由氣相層析圖來更準確地求出液晶組成物中的液晶化合物的組成比，而採用利用氣相層析圖的內部標準法。對準確地秤量有固定量的各液晶化合物成分(被檢測成分)與成為基準的液晶化合物(基準物質)同時進行氣相層析測定，而預先算出所獲得的被檢測成分的峰值與基準物質的峰值的面積比的相對強度。若使用相對於基準物質的各成分的峰值面積的相對強度進行修正，則可根據氣相層析分析而更準確地求出液晶組成物中的液晶化合物的組成比。
液晶化合物等的物性值的測定試樣：
作為測定液晶化合物的物性值的試樣，存在以下兩種情況： 將化合物本身作為試樣的情況、將化合物與母液晶混合來作為試樣的情況。
於使用將化合物與母液晶混合而成的試樣的後者的情況下，藉由以下的方法來進行測定。首先，將所獲得的液晶化合物15wt%與母液晶85wt%混合來製作試樣。而且，根據基於下述的計算式的外推法，自所獲得的試樣的測定值計算外推值。將該外推值作為該化合物的物性值。
<外推值>=(100×<試樣的測定值>-<母液晶的重量%>×<母液晶的測定值>)/<液晶化合物的重量%>
當即便液晶化合物與母液晶的比例為該比例，層列相或結晶亦於25℃下析出時，先將液晶化合物與母液晶的比例依序變更為10wt%：90wt%、5wt%：95wt%、1wt%：99wt%，以層列相或結晶於25℃下不再析出的組成來測定試樣的物性值，並根據上述式而求出外推值，將該外推值作為液晶化合物的物性值。
用於測定的母液晶存在各種種類，例如，母液晶A的組成(wt%)如下。
[化49]母液晶A：
液晶化合物等的物性值的測定方法：
物性值的測定是藉由下述方法來進行。這些測定方法多為日本電子機械工業會規格(Standard of Electric Industries Association of Japan)EIAJ．ED-2521A中所記載的方法、或對這些方法加以修改的方法。另外，用於測定的TN元件中未安裝TFT。
測定值之中，於將液晶化合物本身作為試樣的情況下，將所獲得的值記載為實驗資料。於將液晶化合物與母液晶的混合物用作試樣的情況下，將藉由外推法所獲得的值記載為實驗資料。
相結構及相轉變溫度(℃)：利用以下(1)及(2)的方法進行測定。
(1)將化合物置於具備偏光顯微鏡的熔點測定裝置的加熱板(梅特勒(Mettler)公司的FP-52型高溫載台)上，一面以3℃/min的速度加熱一面利用偏光顯微鏡觀察相狀態及其變化，而確定液晶相的種類。
(2)使用珀金埃爾默(PerkinElmer)公司製造的掃描量熱儀 DSC-7系統或Diamond DSC系統，以3℃/min的速度升降溫，並藉由外推來求出伴隨試樣的相變化的吸熱峰值或發熱峰值的起始點(on set)，從而決定相轉變溫度。
以下，將結晶表示為K，當對結晶進一步加以區別時，分別表示為K1或K2。另外，將層列相表示為Sm，將向列相表示為N，將手性向列相表示為N*。將液體(等向性)表示為I。於層列相中，當對層列B相、或層列A相加以區別時，分別表示為SmB、或SmA。BP表示藍相或光學等向性的液晶相。2相的共存狀態有時以(N*+I)、(N*+BP)這一形式來表達。具體而言，(N*+I)表示非液晶等向性相與手性向列相共存的相，(N*+BP)表示BP相或光學等向性的液晶相與手性向列相共存的相。Un表示並非光學等向性的未確認的相。作為相轉變溫度的表達方式，例如「K 50.0 N 100.0 I」是指由結晶轉變成向列相的相轉變溫度(KN)為50.0℃，由向列相轉變成液體的相轉變溫度(NI)為100.0℃。其他表達方式亦同樣如此。
向列相的上限溫度(TNI；℃)：
將試樣(液晶化合物與母液晶的混合物)置於具備偏光顯微鏡的熔點測定裝置的加熱板(梅特勒公司的FP-52型高溫載台)上，一面以1℃/min的速度加熱一面利用偏光顯微鏡進行觀察。將試樣的一部分由向列相變成等向性液體時的溫度作為向列相的上限溫度。以下，有時將向列相的上限溫度簡稱為「上限溫度」。
低溫相容性：以使液晶化合物的量達到20wt%、15 wt%、10wt%、5wt%、3wt%及1wt%的量的方式混合母液晶與液晶化合物來製備試樣，並將試樣裝入至玻璃瓶中。將該玻璃瓶於-10℃或-20℃的冷凍器中保管固定時間後，觀察結晶或層列相是否析出。
黏度(η；於20℃下測定；mPa．s)：
使用E型黏度計對液晶化合物與母液晶的混合物進行測定。
折射率異向性(△n)：
測定是於25℃的溫度下，利用波長為589nm的光，並藉由接目鏡上安裝有偏光板的阿貝折射計來進行。沿一個方向摩擦主稜鏡的表面後，將試樣(液晶化合物與母液晶的混合物)滴加於主稜鏡上。當偏光方向與摩擦方向平行時，測定折射率(n∥)。當偏光方向與摩擦方向垂直時，測定折射率(n⊥)。根據式△n=n∥-n⊥計算出折射率異向性(△n)的值。
介電常數異向性(△ε；於25℃下測定)：
將試樣(液晶化合物與母液晶的混合物)裝入至2片玻璃基板的間隔(間隙)約為9μm、扭轉角為80度的液晶單元中。對該單元施加20V的電壓，測定液晶分子的長軸方向上的介電常數(ε∥)。施加0.5V的電壓，測定液晶分子的短軸方向上的介電常數(ε⊥)。根據式△ε=ε∥-ε⊥計算出介電常數異向性的值。
節距(P；於25℃下測定；nm)：
節距長是利用選擇反射來測定(液晶便覽第196頁2000年發行，丸善)。於選擇反射波長λ中，關係式<n>p/λ=1成立。此處， <n>表示平均折射率，由下式來求出。<n>={(n∥ 2+n⊥ 2)/2}1/2。選擇反射波長是利用顯微分光光度計(日本電子(股份)，商品名MSV-350)來測定。藉由所獲得的反射波長除以平均折射率來求出節距。於光學活性化合物濃度低的區域中，在波長比可見光長的區域中具有反射波長的膽固醇液晶的節距與光學活性化合物的濃度的倒數成比例，因此於多處測定在可見光區域中具有選擇反射波長的液晶的節距長，並藉由直線外推法來求出節距。「光學活性化合物」相當於本發明中的手性劑。
於本發明中，液晶組成物的特性值的測定可根據下述的方法來進行。這些方法多為日本電子機械工業會規格(Standard of Electric Industries Association of Japan)EIAJ．ED-2521A中所記載的方法、或對這些方法加以修改的方法。用於測定的TN元件中未安裝TFT。
向列相的上限溫度(NI；℃)：
將試樣置於具備偏光顯微鏡的熔點測定裝置的加熱板上，以1℃/min的速度進行加熱。測定試樣的一部分由向列相變化為等向性液體時的溫度。有時將向列相的上限溫度簡稱為「上限溫度」。
向列相的下限溫度(TC；℃)：
將具有向列相的試樣於0℃、-10℃、-20℃、-30℃、以及-40℃的冷凍器中保管10日後，觀察液晶相。例如，當試樣於-20℃下維持向列相的狀態、於-30℃下變化為結晶(或層列相)時，將TC記載為≦-20℃。有時將向列相的下限溫度簡稱為「下限溫度」。
光學等向性的液晶相的轉變溫度：
將試樣置於具備偏光顯微鏡的熔點測定裝置的加熱板上，於正交偏光的狀態下，首先昇溫至試樣變成非液晶等向性相的溫度為止，然後以1℃/min的速度降溫，而使手性向列相或光學等向性的液晶相完全出現。測定其降溫過程中的相轉變的溫度，繼而以1℃/min的速度昇溫，並測定其昇溫過程中的相轉變的溫度。於本發明中，只要事先無特別說明，則將昇溫過程中的相轉變的溫度設為相轉變溫度。於光學等向性的液晶相中，當於正交偏光下難以利用暗視場判別相轉變溫度時，使偏光板自正交偏光的狀態偏移1°~10°來測定相轉變溫度。
黏度(η；於20℃下測定；mPa．s)：
測定使用E型黏度計。
旋轉黏度(γ1；於25℃下測定；mPa．s)：
1)介電常數異向性為正的試樣：測定是根據M.Imai等人.，《分子晶體與液晶(Molecular Crystals and Liquid Crystals)》,Vol.259,37(1995)中所記載的方法。將試樣放入至扭轉角為0°、且2片玻璃基板的間隔(單元間隙)為5μm的TN元件中。於16V~19.5V的範圍內對TN元件階段性地施加每次為0.5V的電壓。於未施加電壓0.2秒後，以僅1個矩形波(矩形脈衝；0.2秒)與未施加(2秒)的條件反覆施加電壓。測定藉由該施加所產生的暫態電流(transient current)的峰值電流(peak current)與峰值時間(peak time)。根據這些的測定值與M.Imai等人的論文的第40 頁的計算式(8)而獲得旋轉黏度的值。該計算中所需的介電常數異向性的值是利用該旋轉黏度的測定中所使用的元件，並藉由下述的介電常數異向性的測定方法來求出。
2)介電常數異向性為負的試樣：測定是根據M.Imai等人.,Molecular Crystals and Liquid Crystals,Vol.259,37(1995)中所記載的方法。將試樣放入至2片玻璃基板的間隔(單元間隙)為20μm的VA元件中。於30V~50V的範圍內對該元件階段性地施加每次為1V的電壓。於未施加電壓0.2秒後，以僅1個矩形波(矩形脈衝；0.2秒)與未施加(2秒)的條件反覆施加電壓。測定藉由該施加所產生的暫態電流(transient current)的峰值電流(peak current)與峰值時間(peak time)。根據這些的測定值與M.Imai等人的論文的第40頁的計算式(8)而獲得旋轉黏度的值。該計算中所需的介電常數異向性使用藉由下述的介電常數異向性的測定方法所測定的值。
折射率異向性(△n；於25℃下測定)：
測定是利用波長為589nm的光，並藉由在接目鏡上安裝有偏光板的阿貝折射計來進行。朝一個方向摩擦(rubbing)主稜鏡的表面後，將試樣滴加至主稜鏡上。當偏光方向與摩擦方向平行時測定折射率(n∥)。當偏光方向與摩擦方向垂直時測定折射率(n⊥)。根據式△n=n∥-n⊥計算出折射率異向性的值。當試樣為組成物時，藉由該方法來測定折射率異向性。
介電常數異向性(△ε；於25℃下測定)：
1)介電常數異向性為正的組成物：將試樣裝入至2片玻璃基板的間隔(間隙)約為9μm、且扭轉角為80度的液晶單元中。對該單元施加20V的電壓，測定液晶分子的長軸方向上的介電常數(ε∥)。施加0.5V的電壓，測定液晶分子的短軸方向上的介電常數(ε⊥)。根據式△ε=ε∥-ε⊥計算出介電常數異向性的值。
2)介電常數異向性為負的組成物：將試樣裝入至處理成垂直配向(homeotropic alignment)的液晶單元中，施加0.5V的電壓來測定介電常數(ε∥)。將試樣裝入至處理成水平配向(homogeneous alignment)的液晶單元中，施加0.5V的電壓來測定介電常數(ε⊥)。根據式△ε=ε∥-ε⊥計算出介電常數異向性的值。
臨限電壓(threshold voltage)(Vth；於25℃下測定；V)：
1)介電常數異向性為正的組成物：將試樣裝入至2片玻璃基板的間隔(間隙)為(0.5/△n)μm、扭轉角為80度的正常顯白模式(normally white mode)的液晶顯示元件中。△n為藉由上述方法所測定的折射率異向性的值。對該元件施加頻率為32Hz的矩形波。使矩形波的電壓上升，測定通過元件的光的透過率達到90%時的電壓值。
2)介電常數異向性為負的組成物：將試樣裝入至2片玻璃基板的間隔(間隙)約為9μm、且處理成垂直配向的正常顯黑模式(normally black mode)的液晶顯示元件中。對該元件施加頻率為32Hz的矩形波。使矩形波的電壓上升，測定通過元件的 光的透過率達到10%時的電壓值。
電壓保持率(VHR；於25℃下測定；%)：
用於測定的TN元件具有聚醯亞胺配向膜，而且2片玻璃基板的間隔(單元間隙)為6μm。該元件於裝入試樣後藉由利用紫外線進行聚合的黏著劑來密閉。對該TN元件施加脈衝電壓(5V，60微秒)來進行充電。利用高速電壓計於16.7毫秒間測定衰減的電壓，並求出單位週期中的電壓曲線與橫軸之間的面積A。面積B為未衰減時的面積。電壓保持率為面積A對於面積B的百分比。
螺旋節距(於20℃下測定；μm)：
螺旋節距的測定使用Grandjean-Cano的楔形盒(wedge cell)法。將試樣注入至Grandjean-Cano的楔形盒中，測定自楔形盒所觀察到的向錯線(disclination line)的間隔(a；單位為μm)。根據式P=2．a．tanθ計算出螺旋節距(P)。θ為楔形盒中的2片玻璃板之間的角度。
或者，節距長是利用選擇反射來測定(液晶便覽第196頁2000年發行，丸善)。於選擇反射波長λ中，關係式<n>p/λ=1成立。此處，<n>表示平均折射率，由下式來求出。<n>={(n∥2+n⊥2)/2}1/2。選擇反射波長是利用顯微分光光度計(日本電子(股份)，商品名MSV-350)來測定。藉由所獲得的反射波長除以平均折射率來求出節距。
於手性劑濃度低的區域中，在波長比可見光長的區域中具有反射波長的膽固醇液晶的節距與手性劑的濃度的倒數成比例，因 此於多處測定在可見光區域中具有選擇反射波長的液晶的節距長，並藉由直線外推法來求出節距。
成分或液晶化合物的比例(百分比)是基於液晶化合物的總重量的重量百分比(wt%)。組成物是藉由於測定液晶化合物等成分的重量後進行混合來製備。因此，容易算出成分的wt%。
[液晶組成物NLC-A的製備(比較例1A)]
藉由以下述的比例混合多種液晶化合物來製備液晶組成物NLC-A。
[化50]液晶組成物NLC-A
[化51]
該液晶組成物NLC-A的相轉變溫度(℃)為N 77.6 I。
其次，獲得包含液晶組成物NLC-A(94.8wt%)、及由下述式所表示的手性劑BN-H4(2.6wt%)與手性劑BN-H5(2.6wt%)的液晶組成物CLC-A。液晶組成物CLC-A的相轉變溫度(℃)為N* 69.8 BP 71.6 I。
[單體與液晶組成物的混合物的製備(比較例1B)]
製備將比較例1A中所獲得的液晶組成物CLC-A 88.8wt%、丙烯酸正十二酯6.0wt%、1,4-二(4-(6-(丙烯醯氧基)己氧基)苯甲醯氧基)-2-甲基苯(LCA-6)4.8wt%、作為光聚合起始劑的2,2'-二甲氧基苯基苯乙酮0.4wt%混合而成的液晶組成物MLC-A。該液晶組成物MLC-A的相轉變溫度(℃)為N* 40.1 BP 44.6 BP+I 45.2 I、I 44.2 BP 37.6 N*。
[高分子與液晶的複合材料的製備(比較例1C)]
在未實施配向處理的梳型電極基板與對向玻璃基板(未賦予電極)之間夾持比較例1B中所獲得的液晶組成物MLC-A(單元厚度為8μm)，將所獲得的單元加熱至40.5℃的藍相為止。於該狀態下照射1分鐘紫外光(紫外光強度為23mWcm-2(365nm))， 而進行聚合反應。
以上述方式獲得的高分子與液晶的複合材料(PSBP-A)即便冷卻至室溫為止，亦維持光學等向性的液晶相。
[光學系統(比較例1D)]
使用偏光顯微鏡(尼康(Nikon)製造的ECLIPSE LV100POL)的白色光源作為光源，使朝單元的射入角度相對於單元面變成垂直，以梳型電極的線方向相對於偏光鏡(Polarizer)偏光板與分析儀(Analyzer)偏光板分別變成45°的方式，將夾持有比較例1C中所獲得的高分子與液晶的複合材料PSBP-A的單元設置於圖2所示的光學系統中，並於室溫下調查施加電壓與透過率的關係。若施加43V的矩形波，則透過率變成85%，透過光強度飽和。對比度為1100。
[液晶組成物NLC-A3的製備(比較例2A)]
藉由以下述的比例混合多種液晶化合物來製備液晶組成物NLC-A3。
[化54]液晶組成物NLC-A3
[化55]
該液晶組成物NLC-A3的相轉變溫度(℃)為N 79.1 I。
其次，獲得包含液晶組成物NLC-A3(94.8wt%)、及由上述式所表示的手性劑BN-H4(2.6wt%)與手性劑BN-H5(2.6wt%)的液晶組成物CLC-A3。
該液晶組成物CLC-A3的相轉變溫度(℃)為N* 70.1 BP 71.7 BP+I 72.4 I。
[單體與液晶組成物的混合物的製備(比較例2B)]
製備將比較例2A中所獲得的液晶組成物CLC-A3 88.8wt%、丙烯酸正十二酯6.0wt%、1,4-二(4-(6-(丙烯醯氧基)己氧基)苯甲醯氧基)-2-甲基苯(LCA-6)4.8wt%、作為光聚合起始劑的2,2'-二甲氧基苯基苯乙酮0.4wt%混合而成的液晶組成物MLC-A3。該液晶組成物MLC-A3的相轉變溫度(℃)為N* 39.8 BP 44.1 BP+I-I、I-BP 43.1 BP 37.8 N*。
[高分子與液晶的複合材料的製備(比較例2C)]
在未實施配向處理的梳型電極基板與對向玻璃基板(未賦予電極)之間夾持比較例2B中所獲得的液晶組成物MLC-A3(單元厚度為9μm)，將所獲得的單元加熱至39.6℃的藍相為止。於該狀態下照射1分鐘紫外光(紫外光強度為23mWcm-2(365nm))，而進行聚合反應。
以上述方式獲得的高分子與液晶的複合材料(PSBP-A3)即便冷卻至室溫為止，亦維持光學等向性的液晶相。
[光學系統(比較例2D)]
除使用夾持有比較例2C中所獲得的高分子與液晶的複合材料PSBP-A3的單元以外，與比較例1D同樣地將單元設置於圖2所示的光學系統中，並於室溫下調查施加電壓與透過率的關係。若施加42.8V的矩形波，則透過率變成84%，透過光強度飽和。對比度為1160。
[液晶組成物NLC-A2的製備(比較例3A)]
藉由以下述的比例混合多種液晶化合物來製備液晶組成物 NLC-A2。
[化57]
該液晶組成物NLC-A2的相轉變溫度(℃)為N 71.9 I。
其次，獲得包含液晶組成物NLC-A2(94.7wt%)、及由上述式所表示的手性劑BN-H4(2.6wt%)與手性劑BN-H5(2.7wt%)的液晶組成物CLC-A2。
該液晶組成物CLC-A2的相轉變溫度(℃)為N* 64.1 BP 65.1 BP+I 66.0 I。
[單體與液晶組成物的混合物的製備(比較例3B)]
製備將比較例3A中所獲得的液晶組成物CLC-A2 88.8wt%、丙烯酸正十二酯6.0wt%、1,4-二(4-(6-(丙烯醯氧基)己氧基)苯甲醯氧基)-2-甲基苯(LCA-6)4.8wt%、作為光聚合起始劑的2,2'-二甲氧基苯基苯乙酮0.4wt%混合而成的液晶組成物MLC-A2。該液晶組成物MLC-A2的相轉變溫度(℃)為N* 35.1 BP 39.7 BP+I 40.8 I、I 39.6 BP 38.7 BP 33.2 N*。
[高分子與液晶的複合材料的製備(比較例3C)]
在未實施配向處理的梳型電極基板與對向玻璃基板(未賦予電極)之間夾持比較例3B中所獲得的液晶組成物MLC-A2(單元厚度為8μm)，將所獲得的單元加熱至35.3℃的藍相為止。於該狀態下照射1分鐘紫外光(紫外光強度為23mWcm-2(365nm))，而進行聚合反應。
以上述方式獲得的高分子與液晶的複合材料(PSBP-A2)即便冷卻至室溫為止，亦維持光學等向性的液晶相。
[光學系統(比較例3D)]
除使用夾持有比較例3C中所獲得的高分子與液晶的複合材料PSBP-A2的單元以外，與比較例1D同樣地將單元設置於圖2所示的光學系統中，並於室溫下調查施加電壓與透過率的關係。若施加40.4V的矩形波，則透過率變成82%，透過光強度飽和。對比度為1006。
[液晶組成物NLC-B的製備(實施例1A)]
相對於比較例1A的液晶組成物NLC-A的90wt%，混合作為化合物1的由上述通式(1-2-5)所表示的化合物的1種10.0wt%，而製備下述的構成的液晶組成物NLC-B。
[化58]液晶組成物NLC-B
[化59]
該液晶組成物NLC-B的相轉變溫度(℃)為N 66.4 I。
其次，獲得包含液晶組成物NLC-B(94.6wt%)、及由上述式所表示的手性劑BN-H4(2.7wt%)與手性劑BN-H5(2.7wt%)的液晶組成物CLC-B。
該液晶組成物CLC-B的相轉變溫度(℃)為N* 56.8 BP-I。
[單體與液晶組成物的混合物的製備(實施例1B)]
製備將實施例1A中所獲得的液晶組成物CLC-B 88.8wt%、丙烯酸正十二酯6.0wt%、1,4-二(4-(6-(丙烯醯氧基)十二烷氧基)苯甲醯氧基)-2-甲基苯(LCA-12)4.8wt%、作為光聚合起始劑的2,2'-二甲氧基苯基苯乙酮0.4wt%混合而成的液晶組成物 MLC-B。該液晶組成物MLC-B的相轉變溫度(℃)為N* 28.2 BP-I、I 30.2 BP 25.0 N*。
[高分子與液晶的複合材料的製備(實施例1C)]
在未實施配向處理的梳型電極基板與對向玻璃基板(未賦予電極)之間夾持實施例1B中所獲得的液晶組成物MLC-B(單元厚度為7μm)，將所獲得的單元加熱至28.4℃的藍相為止。於該狀態下照射1分鐘紫外光(紫外光強度為23mWcm-2(365nm))，而進行聚合反應。
以上述方式獲得的高分子與液晶的複合材料(PSBP-B)即便冷卻至室溫為止，亦維持光學等向性的液晶相。
[光學系統(實施例1D)]
除使用夾持有實施例1C中所獲得的高分子與液晶的複合材料PSBP-B的單元以外，與比較例1D同樣地將單元設置於圖2所示的光學系統中，並於室溫下調查施加電壓與透過率的關係。若施加35.2V的矩形波，則透過率變成91%，透過光強度飽和。對比度為1564。如此，可知含有化合物1的PSBP-B是以低電壓來驅動。
[液晶組成物NLC-C的製備(實施例2A)]
相對於比較例1A的液晶組成物NLC-A的85wt%，混合作為化合物1的由上述通式(1-2-5)所表示的化合物的1種15.0wt%，而製備下述的構成的液晶組成物NLC-C。
該液晶組成物NLC-C的相轉變溫度(℃)為N 59.8 I。
其次，獲得包含液晶組成物NLC-C(94.6wt%)、及由上述式所表示的手性劑BN-H4(2.7wt%)與手性劑BN-H5(2.7wt%)的液晶組成物CLC-C。
該液晶組成物CLC-C的相轉變溫度(℃)為N* 49.0 BP 52.2 I。
[單體與液晶組成物的混合物的製備(實施例2B)]
單體與液晶組成物的混合物的製備
製備將實施例2A中所獲得的液晶組成物CLC-C 88.8wt%、丙烯酸正十二酯6.0wt%、1,4-二(4-(6-(丙烯醯氧基)十二烷氧基)苯甲醯氧基)-2-甲基苯(LCA-12)4.8wt%、作為光聚合起始劑的2,2'-二甲氧基苯基苯乙酮0.4wt%混合而成的液晶組成物MLC-C。該液晶組成物MLC-C的相轉變溫度(℃)為N* 22.4 BP 25.4 BP+I 29.6 I、I27.1 I+BP-BP 19.8 N*。
[高分子與液晶的複合材料的製備(實施例2C)]
在未實施配向處理的梳型電極基板與對向玻璃基板(未賦予電極)之間夾持實施例2B中所獲得的液晶組成物MLC-C(單元厚度為7μm)，將所獲得的單元加熱至22.6℃的藍相為止。於該狀態下照射1分鐘紫外光(紫外光強度為23mWcm-2(365nm))，而進行聚合反應。
以上述方式獲得的高分子與液晶的複合材料(PSBP-C)即便冷卻至室溫為止，亦維持光學等向性的液晶相。
[光學系統(實施例2D)]
除使用夾持有實施例2C中所獲得的高分子與液晶的複合材料PSBP-C的單元以外，與比較例1D同樣地將單元設置於圖2所示的光學系統中，並於室溫下調查施加電壓與透過率的關係。若施加32.8V的矩形波，則透過率變成89%，透過光強度飽和。對比度為1825。如此，可知含有化合物1的PSBP-C是以低電壓來驅動。
[液晶組成物NLC-D的製備(實施例3A)]
相對於比較例1A的液晶組成物NLC-A的80wt%，混合作為化合物1的由上述通式(1-2-5)所表示的化合物的1種20.0wt%，而製備下述的構成的液晶組成物NLC-D。
[化64]
該液晶組成物NLC-D的相轉變溫度(℃)為N 54.6 I。
其次，獲得包含液晶組成物NLC-D(94.7wt%)、及由上述式所表示的手性劑BN-H4(2.6wt%)與手性劑BN-H5(2.7wt%)的液晶組成物CLC-D。
該液晶組成物CLC-D的相轉變溫度(℃)為N* 40.3 BP 43.5 I。
[單體與液晶組成物的混合物的製備(實施例3B)]
製備將實施例3A中所獲得的液晶組成物CLC-D 88.8wt%、丙烯酸正十二酯6.0wt%、1,4-二(4-(6-(丙烯醯氧基)己氧基)苯甲醯氧基)-2-甲基苯(LCA-6)4.8wt%、作為光聚合起始劑的2,2'-二甲 氧基苯基苯乙酮0.4wt%混合而成的液晶組成物MLC-D。該液晶組成物MLC-D的相轉變溫度(℃)為N* 31.2 BP 36.0 BP+I 37.1 I、I 36.1 I+BP-BP 29.4 N*。
[高分子與液晶的複合材料的製備(實施例3C)]
在未實施配向處理的梳型電極基板與對向玻璃基板(未賦予電極)之間夾持實施例3B中所獲得的液晶組成物MLC-D(單元厚度為9μm)，將所獲得的單元加熱至31.4℃的藍相為止。於該狀態下照射1分鐘紫外光(紫外光強度為23mWcm-2(365nm))，而進行聚合反應。
以上述方式獲得的高分子與液晶的複合材料(PSBP-D)即便冷卻至室溫為止，亦維持光學等向性的液晶相。
[光學系統(實施例3D)]
除使用夾持有實施例3C中所獲得的高分子與液晶的複合材料PSBP-D的單元以外，與比較例1D同樣地將單元設置於圖2所示的光學系統中，並於室溫下調查施加電壓與透過率的關係。若施加32.6V的矩形波，則透過率變成86%，透過光強度飽和。對比度為1217.3。
根據實施例3A~實施例3D，可知含有化合物1的CLC-D的透明點高，PSBP-D是以低電壓來驅動。
[液晶組成物NLC-E的製備(實施例4A)]
相對於比較例2A的液晶組成物NLC-A3的90wt%，混合作為化合物1的由上述通式(1-2-5)所表示的化合物的1種10.0 wt%，而製備下述的構成的液晶組成物NLC-E。
[化65]液晶組成物NLC-E
[化66]
該液晶組成物NLC-E的相轉變溫度(℃)為N 76.5 I。
其次，獲得包含液晶組成物NLC-E(94.4wt%)、及由上述式所表示的手性劑BN-H4(2.6wt%)與手性劑BN-H5(2.7wt%)的液晶組成物CLC-E。
該液晶組成物CLC-E的相轉變溫度(℃)為N* 66.5 BP 68.7 BP+I 69.5 I。
[單體與液晶組成物的混合物的製備(實施例4B)]
製備將實施例4A中所獲得的液晶組成物CLC-E 88.8wt%、丙烯酸正十二酯6.0wt%、1,4-二(4-(6-(丙烯醯氧基)己氧基)苯甲醯氧基)-2-甲基苯(LCA-6)4.8wt%、作為光聚合起始劑的2,2'-二甲氧基苯基苯乙酮0.4wt%混合而成的液晶組成物MLC-E。該液晶組成物MLC-E的相轉變溫度(℃)為N* 34.5BP 40.6 BP+I 41.9 I、I 38.6 BP 31.7 N*。
[高分子與液晶的複合材料的製備(實施例4C)]
在未實施配向處理的梳型電極基板與對向玻璃基板(未賦予電極)之間夾持實施例4B中所獲得的液晶組成物MLC-E(單元厚度為8μm)，將所獲得的單元加熱至34.7℃的藍相為止。於該狀態下照射1分鐘紫外光(紫外光強度為23mWcm-2(365nm))，而進行聚合反應。
以上述方式獲得的高分子與液晶的複合材料(PSBP-E)即便冷卻至室溫為止，亦維持光學等向性的液晶相。
[光學系統(實施例4D)]
除使用夾持有實施例4C中所獲得的高分子與液晶的複合材料PSBP-E的單元以外，與比較例1D同樣地將單元設置於圖2所示的光學系統中，並於室溫下調查施加電壓與透過率的關係。若施加37.5V的矩形波，則透過率變成90%，透過光強度飽和。對比度為1245。
根據實施例4A~實施例4D，可知含有化合物1的CLC-E的透明點高，PSBP-E是以低電壓來驅動。
[液晶組成物NLC-F的製備(實施例5A)]
相對於比較例2A的液晶組成物NLC-A3的85wt%，混合作為化合物1的由上述通式(1-2-5)所表示的化合物的1種15.0wt%，而製備下述的構成的液晶組成物NLC-F。
[化67]液晶組成物NLC-F
[化68]
該液晶組成物NLC-F的相轉變溫度(℃)為N 66.4 I。
其次，獲得包含液晶組成物NLC-F(94.6wt%)、及由上述式所表示的手性劑BN-H4(2.7wt%)與手性劑BN-H5(2.7wt%)的液晶組成物CLC-F。
該液晶組成物CLC-F的相轉變溫度(℃)為N* 64.4 BP 66.5 BP+I 67.3 I。
[單體與液晶組成物的混合物的製備(實施例5B)]
製備將實施例5A中所獲得的液晶組成物CLC-F 88.8wt%、丙烯酸正十二酯6.0wt%、1,4-二(4-(6-(丙烯醯氧基)己氧基)苯甲醯氧基)-2-甲基苯(LCA-6)4.8wt%、作為光聚合起始劑的2,2'-二甲氧基苯基苯乙酮0.4wt%混合而成的液晶組成物MLC-F。該液晶組成物MLC-F的相轉變溫度(℃)為N* 33.8 BP 38.8 BP+I 40.6 I、I 36.4 BP31.5 N*。
[高分子與液晶的複合材料的製備(實施例5C)]
在未實施配向處理的梳型電極基板與對向玻璃基板(未賦予電極)之間夾持實施例5B中所獲得的液晶組成物MLC-F(單元厚度為8μm)，將所獲得的單元加熱至34.4℃的藍相為止。於該狀態下照射1分鐘紫外光(紫外光強度為23mWcm-2(365nm))，而進行聚合反應。
以上述方式獲得的高分子與液晶的複合材料(PSBP-F)即便冷卻至室溫為止，亦維持光學等向性的液晶相。
[光學系統(實施例5D)]
除使用夾持有實施例5C中所獲得的高分子與液晶的複合材料PSBP-F的單元以外，與比較例1D同樣地將單元設置於圖2所示的光學系統中，並於室溫下調查施加電壓與透過率的關係。若施加32.6V的矩形波，則透過率變成90%，透過光強度飽和。對比度為1270。
根據實施例5A~實施例5D，可知含有化合物1的CLC-F的透明點高，PSBP-F是以低電壓來驅動。
[液晶組成物NLC-G的製備(實施例6A)]
相對於比較例1A的液晶組成物NLC-A的90wt%，混合作為化合物1的由上述通式(1-2-5-F)所表示的化合物的1種10.0wt%，而製備下述的構成的液晶組成物NLC-G。
[化69]液晶組成物NLC-G
[化70]
該液晶組成物NLC-G的相轉變溫度(℃)為N 83.6 I。
其次，獲得包含液晶組成物NLC-G(94.8wt%)、及由上述式所表示的手性劑BN-H4(2.6wt%)與手性劑BN-H5(2.6wt%)的液晶組成物CLC-G。
該液晶組成物CLC-G的相轉變溫度(℃)為N* 74.5 BP 75.9 BP+I 76.7 I。
[單體與液晶組成物的混合物的製備(實施例6B)]
製備將實施例6A中所獲得的液晶組成物CLC-G 88.8wt%、丙烯酸正十二酯6.0wt%、1,4-二(4-(6-(丙烯醯氧基)十二烷氧基)苯甲醯氧基)-2-甲基苯(LCA-12)4.8wt%、作為光聚合起始劑的 2,2'-二甲氧基苯基苯乙酮0.4wt%混合而成的液晶組成物MLC-G。該液晶組成物MLC-G的相轉變溫度(℃)為N* 31.2 BP 36.0 BP+I 37.1 I、I 36.1 I+BP-BP 29.4 N*。
[高分子與液晶的複合材料的製備(實施例6C)]
在未實施配向處理的梳型電極基板與對向玻璃基板(未賦予電極)之間夾持實施例6B中所獲得的液晶組成物MLC-G(單元厚度為7μm)，將所獲得的單元加熱至42.7℃的藍相為止。於該狀態下照射1分鐘紫外光(紫外光強度為23mWcm-2(365nm))，而進行聚合反應。
以上述方式獲得的高分子與液晶的複合材料(PSBP-G)即便冷卻至室溫為止，亦維持光學等向性的液晶相。
[光學系統(實施例6D)]
除使用夾持有實施例6C中所獲得的高分子與液晶的複合材料PSBP-G的單元以外，與比較例1D同樣地將單元設置於圖2所示的光學系統中，並於室溫下調查施加電壓與透過率的關係。若施加27.6V的矩形波，則透過率變成82%，透過光強度飽和。對比度為1165。
根據實施例6A~實施例6C，可知含有化合物1的CLC-G的透明點高，PSBP-G是以低電壓來驅動。
[液晶組成物NLC-H的製備(實施例7A)]
以含有16.0wt%的由上述通式(1-2-5)所表示的化合物作為化合物1的方式，以下述的比例混合多種化合物來製備液晶組成 物NLC-H。
[化72]
該液晶組成物NLC-H的相轉變溫度(℃)為N 70.5 I。
其次，獲得包含液晶組成物NLC-H(94.7wt%)、及由上述式所表示的手性劑BN-H4(2.7wt%)與手性劑BN-H5(2.6wt%)的液晶組成物CLC-H。
該液晶組成物CLC-H的相轉變溫度(℃)為N* 62.4 BP-I。
[單體與液晶組成物的混合物的製備(實施例7B)]
製備將實施例7A中所獲得的液晶組成物CLC-H 88.8wt%、丙烯酸正十二酯6.0wt%、1,4-二(4-(6-(丙烯醯氧基)十二烷氧基)苯甲醯氧基)-2-甲基苯(LCA-12)4.8wt%、作為光聚合起始劑的2,2'-二甲氧基苯基苯乙酮0.4wt%混合而成的液晶組成物 MLC-H。該液晶組成物MLC-H的相轉變溫度(℃)為N* 36.5 BP 41.3 BP+I 42.0 I、I-I+BP 40.5 BP 34.9 N*。
[高分子與液晶的複合材料的製備(實施例7C)]
在未實施配向處理的梳型電極基板與對向玻璃基板(未賦予電極)之間夾持實施例7B中所獲得的液晶組成物MLC-H(單元厚度為7μm)，將所獲得的單元加熱至37.9℃的藍相為止。於該狀態下照射1分鐘紫外光(紫外光強度為23mWcm-2(365nm))，而進行聚合反應。
以上述方式獲得的高分子與液晶的複合材料(PSBP-H)即便冷卻至室溫為止，亦維持光學等向性的液晶相。
[光學系統(實施例7D)]
除使用夾持有實施例7C中所獲得的高分子與液晶的複合材料PSBP-H的單元以外，與比較例1D同樣地將單元設置於圖2所示的光學系統中，並於室溫下調查施加電壓與透過率的關係。若施加35.2V的矩形波，則透過率變成91%，透過光強度飽和。對比度為1534。如此，可知含有本申請案的化合物1的PSBP-H是以低電壓來驅動。
[液晶組成物NLC-I的製備(實施例8A)]
以含有合計為24.0wt%的由上述通式(1-2-5)所表示的4種化合物作為化合物1的方式，以下述的比例混合多種化合物來製備液晶組成物NLC-I。
[化73]
[化74]
該液晶組成物NLC-I的相轉變溫度(℃)為N 73.0 I。
其次，獲得包含液晶組成物NLC-I(94.7wt%)、及由上述式所表示的手性劑BN-H4(2.7wt%)與手性劑BN-H5(2.6wt%)的液晶組成物CLC-I。
該液晶組成物CLC-I的相轉變溫度(℃)為N* 62.6 BP 65.0 BP+I 65.5 I。
[單體與液晶組成物的混合物的製備(實施例8B)]
製備將實施例8A中所獲得的液晶組成物CLC-I 88.8wt%、丙烯酸正十六酯6.0wt%、1,4-二(4-(6-(丙烯醯氧基)十二烷氧基)苯甲醯氧基)-2-甲基苯(LCA-12)4.8wt%、作為光聚合起始劑的2,2'-二甲氧基苯基苯乙酮0.5wt%混合而成的液晶組成物MLC-I。該液晶組成物MLC-I的相轉變溫度(℃)為N* 35.6 BP 40.8 BP+I 42.1 I、I 40.4 BP 33.6 N*。
[高分子與液晶的複合材料的製備(實施例7C)]
在未實施配向處理的梳型電極基板與對向玻璃基板(未賦予電極)之間夾持實施例8B中所獲得的液晶組成物MLC-I(單元厚度為8μm)，將所獲得的單元加熱至36.0℃的藍相為止。於該狀態下照射1分鐘紫外光(紫外光強度為23mWcm-2(365nm))，而進行聚合反應。
以上述方式獲得的高分子與液晶的複合材料(PSBP-I)即便冷卻至室溫為止，亦維持光學等向性的液晶相。
[光學系統(實施例8D)]
除使用夾持有實施例8C中所獲得的高分子與液晶的複合材料PSBP-I的單元以外，與比較例1D同樣地將單元設置於圖2所示的光學系統中，並於室溫下調查施加電壓與透過率的關係。若施加25.2V的矩形波，則透過率變成82%，透過光強度飽和。對比度為701。如此，可知含有本申請案的化合物1的PSBP-I是以低電壓來驅動。
[液晶組成物NLC-J的製備(實施例9A)]
以含有合計為24.0wt%的由上述通式(1-2-5)所表示的4種化合物作為化合物1的方式，以下述的比例混合多種化合物來製備液晶組成物NLC-J。
[化75]
該液晶組成物NLC-J的相轉變溫度(℃)為N 79.0 I。
其次，獲得包含液晶組成物NLC-J(94.2wt%)、及由上述式所表示的手性劑BN-H4(2.9wt%)與手性劑BN-H5(2.9wt%)的液晶組成物CLC-J。
該液晶組成物CLC-J的相轉變溫度(℃)為N* 66.3 BP 68.8 BP+I 70.2 I。
[單體與液晶組成物的混合物的製備(實施例9B)]
製備將實施例7A中所獲得的液晶組成物CLC-J 89.4wt%、丙 烯酸正十六酯5.7wt%、1,4-二(4-(6-(丙烯醯氧基)十二烷氧基)苯甲醯氧基)-2-甲基苯(LCA-12)4.6wt%、作為光聚合起始劑的2,2'-二甲氧基苯基苯乙酮0.3wt%混合而成的液晶組成物MLC-J。該液晶組成物MLC-J的相轉變溫度(℃)為N* 39.4 BP 45.3 BP+I 46.8 I、I 44.8 BP 36.3 N*。
[高分子與液晶的複合材料的製備(實施例9C)]
在未實施配向處理的梳型電極基板與對向玻璃基板(未賦予電極)之間夾持實施例9B中所獲得的液晶組成物MLC-H(單元厚度為8μm)，將所獲得的單元加熱至等向性相為止，然後冷卻至38.7℃的過冷卻藍相為止。於該狀態下照射1分鐘紫外光(紫外光強度為23mWcm-2(365nm))，而進行聚合反應。
以上述方式獲得的高分子與液晶的複合材料(PSBP-J)即便冷卻至室溫為止，亦維持光學等向性的液晶相。
[光學系統(實施例9D)]
除使用夾持有實施例9C中所獲得的高分子與液晶的複合材料PSBP-J的單元以外，與比較例1D同樣地將單元設置於圖2所示的光學系統中，並於室溫下調查施加電壓與透過率的關係。若施加25.2V的矩形波，則透過率變成79%，透過光強度飽和。對比度為818。如此，可知含有本申請案的化合物1的PSBP-J是以低電壓來驅動。
[液晶組成物NLC-K的製備(實施例10A)]
以含有合計為17.4wt%的由上述通式(1-2-5)所表示的4種 化合物作為化合物1的方式，以下述的比例混合多種化合物來製備液晶組成物NLC-K。
[化77]液晶組成物NLC-K
該液晶組成物NLC-K的相轉變溫度(℃)為N 83.7 I。
其次，獲得包含液晶組成物NLC-K(94.7wt%)、及由下述式所表示的手性劑BN-K4(2.7wt%)與手性劑BN-K5(2.6wt%)的液晶組成物CLC-K。
該液晶組成物CLC-K的相轉變溫度(℃)為N* 74.6 BP 76.2 BP+I 77.2 I。
[單體與液晶組成物的混合物的製備(實施例10B)]
製備將實施例10A中所獲得的液晶組成物CLC-K 88.8wt%、丙烯酸正十六酯6.0wt%、1,4-二(4-(6-(丙烯醯氧基)十二烷氧基)苯甲醯氧基)-2-甲基苯(LCA-12)4.8wt%、作為光聚合起始劑的2,2'-二甲氧基苯基苯乙酮0.4wt%混合而成的液晶組成物MLC-K。該液晶組成物MLC-K的相轉變溫度(℃)為N* 47.6 BP 53.3 BP+I 53.3 I、I 51.4 BP 45.3 N*。
[高分子與液晶的複合材料的製備(實施例10C)]
在未實施配向處理的梳型電極基板與對向玻璃基板(未賦予電極)之間夾持實施例10B中所獲得的液晶組成物MLC-K(單元厚度為8μm)，將所獲得的單元加熱至38.9℃的藍相為止。於該狀態下照射1分鐘紫外光(紫外光強度為23mWcm-2(365nm))，而進行聚合反應。
以上述方式獲得的高分子與液晶的複合材料(PSBP-K)即便冷卻至室溫為止，亦維持光學等向性的液晶相。
[光學系統(實施例10D)]
除使用夾持有實施例7C中所獲得的高分子與液晶的複合材 料PSBP-K的單元以外，與比較例1D同樣地將單元設置於圖2所示的光學系統中，並於室溫下調查施加電壓與透過率的關係。若施加27.6V的矩形波，則透過率變成82%，透過光強度飽和。對比度為703。如此，可知含有本申請案的化合物1的PSBP-K是以低電壓來驅動。
[液晶組成物NLC-L的製備(實施例11A)]
以含有合計為23.4wt%的由上述通式(1-2-5)所表示的4種化合物作為化合物1的方式，以下述的比例混合多種化合物來製備液晶組成物NLC-L。
[化79]液晶組成物NLC-L
[化80]
該液晶組成物NLC-L的相轉變溫度(℃)為N 73.9-75.1 I。
其次，獲得包含液晶組成物NLC-L(94.7wt%)、及由上述式所表示的手性劑BN-H4(2.7wt%)與手性劑BN-L5(2.6wt%)的液晶組成物CLC-L。
該液晶組成物CLC-L的相轉變溫度(℃)為N* 63.4 BP 66.5 BP+I 68.0 I。
[單體與液晶組成物的混合物的製備(實施例11B)]
製備將實施例11A中所獲得的液晶組成物CLC-L 88.8wt%、丙烯酸正十六酯6.0wt%、1,4-二(4-(6-(丙烯醯氧基)十二烷氧基)苯甲醯氧基)-2-甲基苯(LCA-12)4.8wt%、作為光聚合起始劑的2,2'-二甲氧基苯基苯乙酮0.4wt%混合而成的液晶組成物MLC-L。該液晶組成物MLC-L的相轉變溫度(℃)為N* 33.5 BP 37.9 BP+I 40.1 I、I 38.6 BP 29.6 N*。
[高分子與液晶的複合材料的製備(實施例11C)]
在未實施配向處理的梳型電極基板與對向玻璃基板(未賦予電極)之間夾持實施例11B中所獲得的液晶組成物MLC-L(單元厚度為7μm)，將所獲得的單元加熱至33.6℃的藍相為止。於該狀態下照射1分鐘紫外光(紫外光強度為23mWcm-2(365nm))，而進行聚合反應。
以上述方式獲得的高分子與液晶的複合材料(PSBP-L)即便冷卻至室溫為止，亦維持光學等向性的液晶相。
[光學系統(實施例11D)]
除使用夾持有實施例7C中所獲得的高分子與液晶的複合材料PSBP-L的單元以外，與比較例1D同樣地將單元設置於圖2所示的光學系統中，並於室溫下調查施加電壓與透過率的關係。若施加30.0V的矩形波，則透過率變成86%，透過光強度飽和。對比度為1143。如此，可知含有本申請案的化合物1的PSBP-L是以低電壓來驅動。
如根據上述實施例及比較例而明確般，本發明的光元件 的液晶相的上限溫度高、能夠以高對比度來進行低電壓驅動，且對比度高而優於現有技術。
[產業上之可利用性]
作為本發明的活用法，例如可列舉使用高分子/液晶複合物的顯示元件等光元件。
1‧‧‧電極
2‧‧‧電極

Claims (30)

  1. 一種液晶組成物，其包括含有至少1種以上的由式(1)所表示的化合物1的非手性成分T、及手性劑，且顯現光學等向性的液晶相： 式中，R1為氫或甲基；L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7及L8分別獨立為氫或氟；Z1、Z2及Z3分別獨立為單鍵、-COO-、或-CF2O-，且至少一個為-COO-或-CF2O-；n1及n2分別獨立為0或1；X1為氫、鹵素、-SF5、或碳數1~10的烷基，上述烷基中的至少1個-CH2-可由-O-、-S-、-COO-或-OCO-取代，上述烷基中的至少1個-CH2-CH2-可由-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-取代，上述烷基中的至少1個氫可由氟或氯取代，但是，於X1中，-O-與-CH=CH-、及-CO-與-CH=CH-不鄰接。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的液晶組成物，其中上述化合物1為由下述式(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： 上述式中，R1A為氫或甲基；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分別獨立為單鍵、-COO-或-CF2O-，且至少一個為-COO-或-CF2O-；式(1-4-1)、式(1-5-1)及式(1-5-2)中，Z1為-COO-或-CF2O-，L81、L82、L83、及L84分別獨立為氫或氟；上述式中，X1A為氟、氯、-CF3或-OCF3。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的液晶組成物，其中上述化合物1為由式(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： 式中，R1A為氫或甲基； X1A為氟、氯、-CF3或-OCF3。
  4. 如申請專利範圍第2項所述的液晶組成物，其中R1A為甲基。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的液晶組成物，其中相對於上述非手性成分T的總重量，含有1wt%~90wt%的上述化合物1。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的液晶組成物，其中上述非手性成分T進而含有至少1種以上的選自由式(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所構成的群組中的化合物： 式中，R2為氫或碳數1~20的烷基，上述烷基中的至少1個-CH2-可由-O-、-S-、-COO-或-OCO-取代，上述烷基中的至少1個-CH2-CH2-可由-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-取代，上述烷基中的至少1個氫可由氟或氯取代，但是，於R2中，-O-與-CH=CH-、及-CO-與-CH=CH-不鄰接；環A21、環A22、環A23、環A24及環A25分別獨立為1,4-伸環己基、1,3-二噁烷-2,5-二基、1,4-伸苯基、1個氫或2個氫由氟取代的1,4-伸苯基、2個氫分別由氟與氯取代的1,4-伸苯基、吡啶-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基；Z21、Z22、Z23、Z24、Z25、及Z26分別獨立為單鍵或碳數1~4 的伸烷基，上述伸烷基中的至少1個-CH2-可由-O-、-COO-或-CF2O-取代；L21、L22及L23分別獨立為氫或氟；X2為氟、氯、-CF3或-OCF3；n21、n22、n23、n24及n25分別獨立為0或1，且2≦n21+n22+n23+n24+n25≦3， 式中，R3為氫或碳數1~20的烷基，上述烷基中的至少1個-CH2-可由-O-、-S-、-COO-或-OCO-取代，上述烷基中的至少1個-CH2-CH2-可由-CH=CH-、-CF=CF-、或-C≡C-取代，上述烷基中的至少1個氫可由氟或氯取代，但是，於R3中，-O-與-CH=CH-、及-CO-與-CH=CH-不鄰接；Z31、Z32、及Z33分別獨立為單鍵或碳數1~4的伸烷基，上述伸烷基中的至少1個-CH2-可由-O-、-COO-或-CF2O-取代；L31、L32、L33、L34及L35分別獨立為氫或氟；X3為氫、鹵素、-SF5、或碳數1~10的烷基，上述烷基中的至少1個-CH2-可由-O-、-S-、-COO-、或-OCO-取代，上述烷基中的至少1個-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個-CH2-由-O-、-S-、-COO-、或-OCO-取代的基中或上述烷基中的至少1個-CH2-CH2-由-CH=CH-、 -CF=CF-或-C≡C-取代的基中的至少1個氫可由氟或氯取代，但是，於X3中，-O-與-CH=CH-、及-CO-與-CH=CH-不鄰接， 式中，R4為碳數1~12的烷基、碳數1~12的烷氧基、碳數2~12的烯基、或至少1個氫由氟取代的碳數2~12的烯基；環B分別獨立為1,4-伸環己基、1,4-伸苯基、2-氟-1,4-伸苯基、3-氟-1,4-伸苯基、3,5-二氟-1,4-伸苯基、3,5-二氯-1,4-伸苯基、或嘧啶-2,5-二基；Z41分別獨立為單鍵、伸乙基、-COO-、-OCO-、-CF2O-、或-OCF2-；L48及L49分別獨立為氫或氟；X4為氟、氯、-CF3或-OCF3；n41為1、2、3、或4，其中，當n41為3或4時，一個Z41為-CF2O-或-OCF2-，當n41為3時，所有的環B均為由氟取代的1,4-伸苯基的情況並不存在， 式中，R5為氫或碳數1~20的烷基，上述烷基中的至少1個-CH2-可由-O-、-S-、-COO-、或-OCO-取代，上述烷基中的至少1個-CH2-CH2-可由-CH=CH-、-CF=CF-、或-C≡C-取代，上述烷基中 的至少1個氫可由氟或氯取代，但是，於R5中，-O-與-CH=CH-、及-CO-與-CH=CH-不鄰接；(F)分別獨立為氫或氟；X5為氫、鹵素、-SF5或碳數1~10的烷基，上述烷基中的至少1個-CH2-可由-O-、-S-、-COO-、或-OCO-取代，上述烷基中的至少1個-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個-CH2-由-O-、-S-、-COO-、或-OCO-取代的基中或上述烷基中的至少1個-CH2-CH2-由-CH=CH-、-CF=CF-、或-C≡C-取代的基中的至少1個氫可由氟或氯取代，但是，於X5中，-O-與-CH=CH-、及-CO-與-CH=CH-不鄰接， 式中，R6A及R6B分別獨立為碳數1~12的烷基、碳數1~12的烷氧基、碳數2~12的烯基、或至少1個氫由氟取代的碳數2~12的烯基；環C及環D分別獨立為1,4-伸環己基、1,4-伸苯基、2-氟-1,4-伸苯基、3-氟-1,4-伸苯基或2,5-二氟-1,4-伸苯基；Z61分別獨立為單鍵、伸乙基、-COO-、或-OCO-；r為1、2、或3， 式中，R7為碳數2~20的烷基，上述烷基中的至少1個-CH2- 可由-O-、-S-、-COO-或-OCO-取代，上述烷基中的至少1個-CH2-CH2-可由-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-取代，上述烷基中的至少1個氫可由氟或氯取代，但是，於R7中，-O-與-CH=CH-、及-CO-與-CH=CH-不鄰接；L71、L72、L73、L74、L75、L76、L77及L78分別獨立為氫或氟；Z71、Z72及Z73分別獨立為單鍵或-COO-、-CF2O-，且至少一個為-COO-或-CF2O-；n71及n72分別獨立為0或1；X7為氫、鹵素、-SF5、或碳數1~10的烷基，上述烷基中的至少1個-CH2-可由-O-、-S-、-COO-、或-OCO-取代，上述烷基中的至少1個-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個-CH2-由-O-、-S-、-COO-、或-OCO-取代的基中或上述烷基中的至少1個-CH2-CH2-由-CH=CH-、-CF=CF-、或-C≡C-取代的基中的至少1個氫可由氟或氯取代，但是，於X7中，-O-與-CH=CH-、及-CO-與-CH=CH-不鄰接。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的液晶組成物，其中上述化合物2為由式(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為碳數1~12的烷基、碳數1~12的烷氧基、碳數2~12的烯基、或至少1個氫由氟取代的碳數2~12的烯基；(F)分別獨立為氫、或氟；X2A為氟、氯、-CF3或-OCF3。
  8. 如申請專利範圍第6項所述的液晶組成物，其中上述化合物3為由式(3-2)或式(3-3)所表示的化合物： 式中，R3A分別獨立為碳數1~12的烷基、碳數1~12的烷氧基、碳數2~12的烯基、或至少1個氫可由氟取代的碳數2~12的烯基；L31~L35分別獨立為氫或氟；X3A為氟、氯、-CF3、或-OCF3。
  9. 如申請專利範圍第6項所述的液晶組成物，其中相對於上述非手性成分T的總重量，含有合計為0.5wt%~70wt%的上述化合物3。
  10. 如申請專利範圍第6項所述的液晶組成物，其中上述化合物4為選自由式(4-1)~式(4-9)所表示的化合物的群組中的至少1種化合物： 式中，R4A分別獨立為碳數1~12的烷基、碳數1~12的烷氧基、碳數2~12的烯基、或至少1個氫由氟取代的碳數2~12的烯基；X4A為氟、氯、-CF3、或-OCF3；L40~L49分別獨立為氫或氟。
  11. 如申請專利範圍第6項所述的液晶組成物，其中上述化合物6為選自由式(6-1)~式(6-13)所表示的化合物的群組中的至少1種化合物： 此處，R6A及R6B分別獨立為碳數1~12的烷基、碳數1~12的烷氧基、碳數2~12的烯基、或至少1個氫由氟取代的碳數2~12的烯基。
  12. 如申請專利範圍第6項所述的液晶組成物，其中上述化合物7為選自由式(7-1)~式(7-8)所表示的化合物的群組中的至少1種化合物： 式中，R7A為碳數2~20的烷基，上述烷基中的至少1個-CH2-可由-O-、-S-、-COO-或-OCO-取代，上述烷基中的至少1個-CH2-CH2-可由-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-取代，上述烷基中的至少1個氫可由氟或氯取代，但是，於R7A中，-O-與-CH=CH-、及-CO-與-CH=CH-不鄰接；L72、L74、L75、L76、L77及L78分別獨立為氫或氟；式(7-1)~式(7-3)及式(7-6)~式(7-8)中，Z71及Z72分別獨立為單鍵、-COO-或-CF2O-，且至少一個為-COO-或-CF2O-，式(7-4)及式(7-5)中，Z71分別獨立為-COO-或-CF2O-， X7A為氟、氯、-CF3或-OCF3。
  13. 如申請專利範圍第6項所述的液晶組成物，其中上述化合物7為選自由式(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組中的至少1種化合物： 式中，R7A為碳數2~20的烷基，上述烷基中的至少1個-CH2-可由-O-、-S-、-COO-或-OCO-取代，上述烷基中的至少1個-CH2-CH2-可由-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-取代，上述烷基中的至少1個氫可由氟或氯取代，但是，於R7A中，-O-與-CH=CH-、及-CO-與-CH=CH-不鄰接；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分別獨立為單鍵、-COO-或-CF2O-，且至少一個為-COO-、或-CF2O-，式(7-4-1)、式(7-5-1)及式(7-5-2)中，Z71為-COO-或-CF2O-；X7A為氟、氯、-CF3或-OCF3。
  14. 如申請專利範圍第6項所述的液晶組成物，其中上述化合物7為選自由式(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組中的至少1種化合物： 式中，R7A為碳數2~12的烷基、碳數1~11的烷氧基、碳數2~12的烯基、或至少1個氫由氟取代的碳數2~12的烯基；X7A為氟、氯、-CF3或-OCF3。
  15. 如申請專利範圍第6項所述的液晶組成物，其中相對於上述非手性成分T的總重量，含有合計為5wt%~30wt%的上述化合物1，並含有合計為30wt%~70wt%的上述化合物7。
  16. 如申請專利範圍第1項至第15項中任一項所述的液晶組成物，其中上述手性劑為選自由式(K1)~式(K5)所表示的化合物的群組中的至少1種化合物： 式中，RK分別獨立為氫、鹵素、-C≡N、-N=C=O、-N=C=S或碳數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個-CH2-可由-O-、-S-、-COO-或-OCO-取代，上述烷基中的至少1個-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個-CH2-由-O-、-S-、-COO-或-OCO-取代的基中或上述烷基中的至少1個-CH2-CH2-由-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-取代的基中的至少1個氫可由氟或氯取代；A分別獨立為芳香族性的6員環~8員環、非芳香族性的3員環~8員環、或碳數9以上的縮合環，這些環的至少1個氫可由鹵素、碳數1~3的烷基或鹵代烷基取代，環的-CH2-可由-O-、-S-或-NH-取代，-CH=可由-N=取代；B分別獨立為氫、鹵素、碳數1~3的烷基、碳數1~3的鹵代烷基、芳香族性的6員環~8員環、非芳香族性的3員環~8員 環、或碳數9以上的縮合環，這些環的任意的氫可由鹵素、碳數1~3的烷基或鹵代烷基取代，-CH2-可由-O-、-S-或-NH-取代，-CH=可由-N=取代；Z分別獨立為單鍵、碳數1~8的伸烷基，上述伸烷基中的任意的-CH2-可由-O-、-S-、-COO-、-OCO-、-CSO-、-OCS-、-N=N-、-CH=N-、或-N=CH-取代，上述伸烷基中的至少1個-CH2-CH2-可由-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-取代，上述伸烷基中，上述伸烷基中的至少1個-CH2-由-O-、-S-、-COO-、或-OCO-取代的基中或上述烷基中的至少1個-CH2-CH2-由-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-取代的基中的至少1個氫可由鹵素取代；X分別獨立為單鍵、-COO-、-OCO-、-CH2O-、-OCH2-、-CF2O-、-OCF2-、或-CH2CH2-；mK分別獨立為1~4的整數。
  17. 如申請專利範圍第1項至第15項所述的液晶組成物，其中上述手性劑為選自由式(K4-1)~式(K4-6)及式(K5-1)~式(K5-3)所表示的化合物的群組中的至少1種化合物： 式中，RK分別獨立為碳數3~10的烷基或碳數3~10的烷氧基，烷基中或烷氧基中的至少1個-CH2-可由-CH=CH-取代，但-O-與-C=C-不鄰接。
  18. 如申請專利範圍第1項至第15項中任一項所述的液晶組成物，其於-20℃~70℃的任一溫度下顯示手性向列相，且於上述溫度範圍的至少一部分中，螺旋節距為700nm以下。
  19. 如申請專利範圍第1項至第15項中任一項所述的液晶組成物，其包括選自由抗氧化劑及/或紫外線吸收劑所組成的群組中的1種以上。
  20. 一種混合物，其包括如申請專利範圍第1項至第19項中任一項所述的液晶組成物、及聚合性單體。
  21. 一種高分子與液晶的複合材料，其是使如申請專利範圍第20項所述的混合物進行聚合而獲得、且用於藉由光學等向性的液晶相來驅動的元件。
  22. 如申請專利範圍第21項所述的高分子與液晶的複合材料，其是使如申請專利範圍第20項所述的混合物於非液晶等向性相或光學等向性的液晶相中進行聚合而獲得。
  23. 一種光元件，其包括：液晶媒體，配置於在一面或兩面上配置有電極的基板間；以及電場施加裝置，經由上述電極對上述液晶媒體施加電場，其中上述液晶媒體為如申請專利範圍第1項至第19項中任一項所述的液晶組成物、或者如申請專利範圍第21項或第22項所述的高分子與液晶的複合材料。
  24. 一種光元件，其包括：一組基板，至少一個為透明，並於一面或兩面上配置有電極；液晶媒體，配置於基板間；以及偏光板，配置於基板的外側，且其具備電場施加裝置，經由上述電極對上述液晶媒體施加電場，其中上述液晶媒體為如申請專利範圍第1項至第19項中任一項所述的液晶組成物、或者如申請專利範圍第21項或第22項所述的高分子與液晶的複合材料。
  25. 如申請專利範圍第23項或第24項所述的光元件，其中於上述一組基板的至少一個基板上，以至少可朝2個方向施加電場的方式構成上述電極。
  26. 如申請專利範圍第23項或第24項所述的光元件，其中於彼此平行地配置的一組基板的一者或兩者上，以至少可朝2個方 向施加電場的方式構成上述電極。
  27. 如申請專利範圍第23項或第24項所述的光元件，其中將上述電極配置成矩陣狀而構成畫素電極，各畫素具備主動元件，上述主動元件為薄膜電晶體(TFT)。
  28. 一種化合物，其由式(1-2-5)表示： 式中，R1A為氫或甲基；L81、L82、L83、及L84分別獨立為氫或氟；Z1及Z2分別獨立為單鍵、-COO-或-CF2O-，且至少一個為-COO-或-CF2O-；X1A為氟、氯、-CF3或-OCF3。
  29. 如申請專利範圍第28項所述的化合物，其中式(1-2-5)中，Z1為-COO-或-CF2O-；Z2為單鍵。
  30. 如申請專利範圍第28項所述的化合物，其中式(1-2-5)中，R1A為氫；Z1為-COO-或-CF2O-；Z2為單鍵。
TW102121451A 2012-06-19 2013-06-18 光學等向性的液晶組成物及光元件 TWI591161B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012137736 2012-06-19

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201406935A TW201406935A (zh) 2014-02-16
TWI591161B true TWI591161B (zh) 2017-07-11

Family

ID=49768749

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW102121451A TWI591161B (zh) 2012-06-19 2013-06-18 光學等向性的液晶組成物及光元件

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9738831B2 (zh)
JP (1) JP6394390B2 (zh)
CN (1) CN104379700B (zh)
TW (1) TWI591161B (zh)
WO (1) WO2013191153A1 (zh)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6471500B2 (ja) * 2012-12-17 2019-02-20 Jnc株式会社 オクタヒドロ−ビナフチル系キラル化合物を含有する液晶組成物および光素子
US9611429B2 (en) * 2013-05-27 2017-04-04 Jnc Corporation Liquid crystal medium, optical device and liquid crystal compound
TWI648381B (zh) * 2014-07-03 2019-01-21 日商捷恩智股份有限公司 液晶組成物、光元件、混合物、化合物、高分子／液晶複合材料以及液晶組成物及高分子／液晶複合材料的用途
DK3361885T3 (da) * 2015-10-15 2019-07-29 Nutricia Nv Modermælkserstatning med særlig lipidarkitektur til fremme af sund vækst
JP6909459B2 (ja) * 2016-02-16 2021-07-28 国立大学法人九州大学 液晶素子
TWI737728B (zh) * 2016-06-27 2021-09-01 日商捷恩智股份有限公司 液晶組成物、混合物、液晶複合材料、光元件及其用途
CN111718727A (zh) * 2019-03-20 2020-09-29 捷恩智株式会社 液晶组合物、混合物、高分子/液晶复合材料、光开关元件以及激光雷达
CN112342032A (zh) * 2020-10-28 2021-02-09 华南理工大学 一类棒状极性液晶分子及其制备方法与棒状极性向列型液晶

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56164179A (en) 1980-05-23 1981-12-17 Chisso Corp Metadioxane derivative
JPS57102981A (en) 1980-12-17 1982-06-26 Seiko Epson Corp Nematic liquid crystal composition
JPS6479172A (en) 1988-08-30 1989-03-24 Seiko Epson Corp Liquid crystal compound
JPS6479171A (en) 1988-08-30 1989-03-24 Seiko Epson Corp Liquid crystal compound
EP0959060A1 (en) 1996-11-28 1999-11-24 Chisso Corporation Chlorobenzene derivatives, liquid-crystal composition, and liquid-crystal display elements
JP3779937B2 (ja) 2002-05-08 2006-05-31 独立行政法人科学技術振興機構 光学変調素子用液晶材料
DE10253325A1 (de) 2002-11-14 2004-05-27 Merck Patent Gmbh Elektrooptisches Lichtsteuerelement, elektrooptische Anzeige und Steuermedium
KR101180205B1 (ko) 2002-11-15 2012-09-05 메르크 파텐트 게엠베하 전기-광학적 광 변조 소자, 전기-광학적 디스플레이 및 변조 매질
JP4075781B2 (ja) 2003-11-27 2008-04-16 旭硝子株式会社 波長可変フィルタ
EP1688783B1 (en) 2003-11-27 2009-10-14 Asahi Glass Company Ltd. Optical element using liquid crystal having optical isotropy
WO2005080529A1 (ja) 2004-02-20 2005-09-01 Asahi Glass Company, Limited 光学素子用液晶材料および光変調素子
US7576829B2 (en) 2004-03-19 2009-08-18 Japan Science And Technology Agency Liquid crystal display device
JP5269284B2 (ja) 2004-04-30 2013-08-21 独立行政法人科学技術振興機構 高分子とキラリティーを有する液晶材料とからなる複合材料、該複合材料の製造方法、および該複合材料を用いる光素子
JP4972858B2 (ja) 2004-09-24 2012-07-11 Ｊｎｃ株式会社 高分子と光学活性な液晶材料からなる複合体
JP2006127707A (ja) 2004-11-01 2006-05-18 Asahi Glass Co Ltd 開口制御素子および光ヘッド装置
WO2006063662A1 (en) 2004-12-17 2006-06-22 Merck Patent Gmbh Liquid crystal system and liquid crystal display
EP1690917B1 (en) 2005-02-14 2008-10-08 MERCK PATENT GmbH Mesogenic compounds, liquid crystal medium and liquid crystal display
DE602006002994D1 (de) 2005-02-14 2008-11-20 Merck Patent Gmbh Mesogene Verbindungen, flüssigkristallines Medium und Flüssigkristallanzeigevorrichtung
JP5082202B2 (ja) 2005-04-20 2012-11-28 Ｊｎｃ株式会社 重合体とキラリティーを有する液晶とからなる複合体
ATE476489T1 (de) * 2006-09-13 2010-08-15 Merck Patent Gmbh Fluorphenyl-verbindungen für flüssigkristalline mischungen
KR20090094632A (ko) 2008-03-03 2009-09-08 삼성전자주식회사 액정 조성물 및 이를 이용한 액정 표시 장치
CN102216424B (zh) 2008-11-19 2014-05-07 Jnc株式会社 光等向性的液晶介质与光元件
KR101720985B1 (ko) 2009-05-19 2017-03-29 제이엔씨 주식회사 클로로벤젠 유도체, 광학적으로 등방성 액정 매체 및 광학 소자
JP5633150B2 (ja) 2010-01-27 2014-12-03 Jnc株式会社 液晶化合物、液晶組成物および液晶表示素子
WO2012043145A1 (ja) * 2010-09-27 2012-04-05 Jnc株式会社 光学的に等方性の液晶媒体及び光素子
EP2774968B1 (en) 2011-11-01 2019-11-20 JNC Corporation Optically isotropic liquid crystal medium and optical device
EP2787058B1 (en) * 2011-11-30 2016-07-27 JNC Corporation Optically isotropic liquid crystal medium and optical device
JP6299019B2 (ja) * 2012-05-28 2018-03-28 Jnc株式会社 光学的に等方性の液晶媒体及び光素子
TWI648381B (zh) * 2014-07-03 2019-01-21 日商捷恩智股份有限公司 液晶組成物、光元件、混合物、化合物、高分子／液晶複合材料以及液晶組成物及高分子／液晶複合材料的用途

Also Published As

Publication number Publication date
US9738831B2 (en) 2017-08-22
JPWO2013191153A1 (ja) 2016-05-26
CN104379700B (zh) 2018-12-28
JP6394390B2 (ja) 2018-09-26
TW201406935A (zh) 2014-02-16
WO2013191153A1 (ja) 2013-12-27
US20150240159A1 (en) 2015-08-27
CN104379700A (zh) 2015-02-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI589682B (zh) 液晶組成物及其用途、混合物、高分子/液晶複合材料以及光元件
TWI470065B (zh) 光學等向性的液晶媒體及光學元件
TWI475097B (zh) 光等向性的液晶媒體與光元件
TWI591161B (zh) 光學等向性的液晶組成物及光元件
TWI557215B (zh) 液晶組成物、混合物、高分子／液晶複合材料及光元件
TWI472510B (zh) 氯苯衍生物、光學等向性液晶媒體及光元件
TWI632227B (zh) 液晶組成物、混合物、高分子/液晶複合材料、光元件、液晶組成物的用途、以及高分子/液晶複合材料的用途
TWI554595B (zh) 液晶組成物、混合物、高分子／液晶複合材料、以及光元件
TWI648381B (zh) 液晶組成物、光元件、混合物、化合物、高分子／液晶複合材料以及液晶組成物及高分子／液晶複合材料的用途
TWI519629B (zh) 光學等向性液晶媒體以及光學元件
TW202000865A (zh) 液晶組成物及使用其的光轉換元件、混合物、高分子/液晶複合材料及雷射雷達
TWI653322B (zh) 液晶組成物、混合物、高分子與液晶的複合材料、光元件、液晶組成物的用途及高分子與液晶的複合材料的用途
TWI737728B (zh) 液晶組成物、混合物、液晶複合材料、光元件及其用途
JP6942457B2 (ja) 液晶媒体、光素子および液晶化合物
WO2014065293A1 (ja) 液晶化合物、液晶媒体および光素子
JP2009074051A (ja) 光学的に等方性の液晶媒体及び光素子
TWI683890B (zh) 液晶組成物、混合物、高分子/液晶複合材料、光元件以及化合物

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees