TWI606114B - 具有分枝烷基或分枝烯基的化合物及光學各向同性的液晶媒體及光元件 - Google Patents

Description

具有分枝烷基或分枝烯基的化合物及光學各向同性的液晶媒體及光元件

本發明是有關於一種作為光元件用材料有用的液晶化合物、液晶媒體。詳細而言，本發明是有關於一種具有大的介電各向異性、折射率各向異性且熔點低的化合物，以及具有廣泛的液晶相溫度範圍、大的介電各向異性、折射率各向異性的液晶媒體。此外，本發明是有關於一種使用該液晶媒體的光元件。詳細而言，本發明是有關於一種可在廣泛的溫度範圍內使用，可低電壓驅動，且可獲得高速的電光學響應的光元件。

使用液晶組成物的液晶顯示元件被廣泛用於鐘錶、計算器、文字處理器等的顯示器。該些液晶顯示元件是利用液晶化合物的折射率各向異性、介電各向異性等。液晶顯示元件中的運作模式主要已知：利用1片以上的偏光板來顯示的相變(phase change，PC)、扭轉向列(twisted nematic，TN)、超扭轉向列(super twisted nematic，STN)、雙穩態扭轉向列(bistable twisted nematic，BTN)、電控雙折射(electrically controlled birefringence，ECB)、光學補償彎曲(optically compensated bend，OCB)、橫向電場切換(in-plane switching，IPS)、垂直配向(vertical alignment，VA)等。進而，近年來，亦盛行研究對光學各向同性液晶相施加電場而使其表現出電致雙折射的模式(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各向同性液晶相之一的藍相中的電致雙折射的可調濾波器、波前控制元件、液晶透鏡、像差修正元件、開口控制元件、光學頭裝置等(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)及主動矩陣(active matrix，AM)。被動矩陣(passive matrix，PM)分類為靜態(static)與多工(multiplex)等，AM分類為薄膜電晶體(thin film transistor，TFT)、金屬-絕緣體-金屬(metal insulator metal，MIM)等。

該些液晶顯示元件包含具有適當物性的液晶組成物。為了提高液晶顯示元件的特性，較佳為該液晶組成物具有適當的物性。作為液晶組成物的成分的液晶化合物所必需的一般物性如下所述。

(1)化學性穩定以及物理性穩定；

(2)具有高透明點(液晶相-各向同性相的相轉移溫度)；

(3)液晶相(向列相、膽固醇相、層列相、藍相等光學各向同性液晶相等)的下限溫度低；

(4)與其他液晶化合物的相容性優異；

(5)具有適當大小的介電各向異性；

(6)具有適當大小的折射率各向異性。

尤其於光學各向同性液晶相中，就驅動電壓降低的觀點而言，較佳為介電各向異性及折射率各向異性大的液晶化合物。

若將包含如(1)所述化學性、物理性穩定的液晶化合物的液晶組成物用於液晶顯示元件，則可提高電壓保持率。

另外，若為包含如(2)及(3)所述具有高透明點或液晶相的低下限溫度的液晶化合物的液晶組成物，則可擴大向列相或光學各向同性液晶相的溫度範圍，可在廣泛的溫度範圍內用作顯示元件。液晶化合物為了表現出單一的化合物所難以發揮的特性，通常作為與其他很多液晶化合物混合而製備的液晶組成物來使用。因此，液晶顯示元件所使用的液晶化合物較佳為如(4)所述與其他液晶化合物等的相容性良好。近年來，尤其要求顯示性能，例如對比度、顯示容量、響應時間特性等更高的液晶顯示元件。進而對所使用的液晶材料要求驅動電壓低的液晶組成物。另外，為了以低電壓來驅動以光學各向同性液晶相所驅動的光元件，較佳為使用介電各向異性及折射率各向異性大的液晶化合物。

專利文獻14中存在關於與本案化合物類似的具有直鏈烷基的化合物具有大的介電各向異性及大的折射率各向異性的報告。然而，專利文獻14中記載的化合物表現出高熔點。因此，使用專利文獻14中記載的化合物的組成物與低溫下的其他液晶化合物的相容性並不充分，而限定了其使用量。

另一方面，本案發明的具有分枝烷基或分枝烯基的本案化合物的特徵在於：具有大的介電各向異性及大的折射率各向異性，且與專利文獻14中記載的化合物相比較，表現出極低的熔點。

例如，若與專利文獻14中記載的具有與化合物(ref.01)及化合物(ref.02)類似的骨架的本案化合物(S1)的熔點相比較，則本案發明化合物的熔點約低20℃。

(比較化合物1)

(本案化合物)

專利文獻14中並無具有分枝烷基及分枝烯基的液晶化合物的合成方法及具體化合物的揭示例，且完全沒有說明關於如本案所述的使熔點下降的效果。此種效果是由本案發明首次發現的見解。

另外，專利文獻15及專利文獻16中存在關於分枝烷基及分枝烯基的報告。

(比較化合物2)

專利文獻15中記載的3環化合物(ref.03)由於位於左側的環均為1,4-伸苯基(1,4-phenylene)，故而並不具有充分大的介電各向異性。專利文獻16中記載的3環化合物(ref.04)雖表現出大的介電各向異性，但位於最左側的環為1,4-伸環己基(1,4-cyclohexylene)，因此並不具有充分大的折射率各向異性。進而如化合物(ref.04)般具有2個雙鍵鄰接的烯基的化合物，其化學穩定性低。尤其存在對紫外線(ultraviolet，UV)的穩定性低，UV照射後的電壓保持率顯著劣化的缺點。

[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號小冊子

[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號小冊子

[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號小冊子

[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號小冊子

[專利文獻14]日本專利特願2008-295842號公報

[專利文獻15]日本專利特願2007-291046號公報

[專利文獻.16]DE10251016公報

[非專利文獻]

[非專利文獻1]Nature Materials,1,64,(2002)

[非專利文獻2]Adv. Mater.,17,96,(2005)

[非專利文獻3]Journal of the SID,14,551,(2006)

本發明的第一目的是提供一種具有對熱及光等的穩定性、大的折射率各向異性、大的介電各向異性，且熔點低的液晶化合物。第二目的是提供一種具有對熱及光等的穩定性、廣泛的液晶相溫度範圍、大的折射率各向異性、大的介電各向異性，且具有光學各向同性液晶相的液晶媒體。第三目的是提供一種包含該液晶媒體，可在廣泛的溫度範圍內使用，且具有短的響應時間、大的對比度及低的驅動電壓的各種光元件。

本發明提供如下所述的液晶化合物、液晶媒體(液晶組成物或高分子/液晶複合體)及包含液晶媒體的光元件等。

[1]　一種化合物，由式(1)所表示：

(式(1)中，R¹為碳數3～20的分枝烷基或分枝烯基，該分枝烷基或分枝烯基中的任意的-CH₂-可經-O-所取代，該分枝烷基或分枝烯基中的任意的-CH₂-CH₂-可經-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-所取代，該分枝烷基或分枝烯基中的任意的氫可經氟所取代；環A¹、環A²、環A³、環A⁴及環A⁵獨立地為1,4-伸苯基、1,3-二噁烷-2,5-二基(1,3-dioxane-2,5-diyl)、四氫哌喃-2,5-二基(tetrahydropyran-2,5-diyl)、四氫哌喃-3,6-二基(tetrahydropyran-3,6-diyl)、嘧啶-2,5-二基(pyrimidine-2,5-diyl)、吡啶-2,5-二基(pyridine-2,5-diyl)或萘-2,6-二基(naphthalene-2,6-diyl)，該環中的任意的氫可經氟或氯所取代；Z¹、Z²、Z³及Z⁴獨立地為單鍵或碳數1～4的伸烷基，該伸烷基中的任意的-CH₂-可經-O-、-COO-、-OCO-或-CF₂O-所取代，該伸烷基中的任意的-CH₂-CH₂-可經-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-所取代，任意的氫可經鹵素所取代；Y¹為氟、氯、-SF₅、-C≡N、-N=C=S或者任意的氫經鹵素取代的碳數1～3的烷基，該烷基中的任意的-CH₂-可經-O-所取代，該烷基中的任意的-CH₂-CH₂-可經-CH=CH-或-C≡C-所取代；m、n及p獨立地為0或1，1≦m+n+p≦3)。

[2]　如項[1]所述之化合物，其中式(1)中，環A¹、環A²、環A³及環A⁴中任一者為1個或2個氫經氟所取代的1,4-伸苯基。

[3]　如項[1]所述之化合物，其中式(1)中，環A¹為1個或2個氫經氟所取代的1,4-伸苯基。

[4]　如項[1]所述之化合物，其中式(1)中，R¹為在2位的碳上分枝的碳數4～20的烷基。

[5]　如項[1]所述之化合物，其中式(1)中，R¹為在2位的碳上分枝的碳數4～20的烯基。

[6]　如項[1]所述之化合物，其中式(1)中，R¹為在3位的碳上分枝的碳數5～20的烷基。

[7]　如項[1]所述之化合物，其中式(1)中，R¹為在3位的碳上分枝的碳數5～20的烯基。

[8]　如項[1]所述之化合物，其中式(1)中，R¹為在4位的碳上分枝的碳數6～20的烷基。

[9]　如項[1]所述之化合物，其中式(1)中，R¹為在4位的碳上分枝的碳數6～20的烯基。

[10]　如項[1]所述之化合物，其中式(1)中，R¹為在1位的碳上分枝的碳數4～20的烷基。

[11]　如項[1]所述之化合物，其中式(1)中，R¹為在1位的碳上分枝的碳數4～20的烯基。

[12]　如項[1]至項[11]中任一項所述之化合物，其中式(1)中，m=1，n=1，且p=0。

[13]　如項[1]至項[11]中任一項所述之化合物，其中式(1)中，m=1，n=1，且p=1。

[14]　如項[1]至項[11]中任一項所述之化合物，其中式(1)中，m=1，n=1，且p=0，Z¹、Z²、Z³及Z⁴中任一者為-COO-或-CF₂O-。

[15]　如項[1]至項[11]中任一項所述之化合物，其中式(1)中，m=1，n=1，且p=1，Z¹、Z²、Z³及Z⁴中任一者為-COO-或-CF₂O-。

[16]　如項[1]所述之化合物，其是由式(1-1)～式(1-2)中任一者所表示：

(式(1-1)～式(1-2)中，R¹為碳數3～20的分枝烷基或分枝烯基；環A¹為1,4-伸苯基、1,3-二噁烷-2,5-二基、四氫哌喃-2,5-二基、四氫哌喃-3,6-二基、嘧啶-2,5-二基或吡啶-2,5-二基，該環中的任意的氫可經氟所取代；Z¹、Z²、Z³及Z⁴獨立地為單鍵、-CH₂CH₂-、-COO-或-CF₂O-，但Z¹、Z²、Z³及Z⁴中任一者為-COO-或-CF₂O-；Y¹為氟、氯、-C≡N或者任意的氫經氟所取代的碳數1～3的烷基，該烷基中的任意的-CH₂-可經-O-所取代，該烷基中的任意的-CH₂-CH₂-可經-CH=CH-所取代；X為氟或氯；另外，如下所述的將1,4-伸苯基與(X)以直線連結的表述是表示1個或2個氫可經X所取代的1,4-伸苯基)

[17]　如項[16]所述之化合物，其是由式(1-1-1)～式(1-1-8)及式(1-2-1)～式(1-2-16)中任一者所表示：

(式(1-1-1)～式(1-1-8)及式(1-2-1)～式(1-2-16)中，R^1a為碳數1～10的烷基，該烷基中的任意的-CH₂-可經-O-所取代，該烷基中的任意的-CH₂-CH₂-可經-CH=CH-所取代；R^1b為氫或碳數1～10的烷基，該烷基中的任意的-CH₂-可經-O-所取代，該烷基中的任意的-CH₂-CH₂-可經-CH=CH-所取代；M為-CH₂-或-O-；L²、L³、L⁴及L⁵獨立地為氫、氟或氯；A¹為1,4-伸苯基、1,3-二噁烷-2,5-二基、四氫哌喃-2,5-二基、四氫哌喃-3,6-二基、嘧啶-2,5-二基或吡啶-2,5-二基，該環中的任意的氫可經氟所取代；Y¹為氟、氯、-C≡N、任意的氫經氟所取代的碳數1～3的烷基、任意的氫經氟所取代的烯基、任意的氫經氟所取代的烷氧基)。

[18]　一種液晶組成物，其特徵在於：包含式(1)所表示的化合物及手性劑，且表現出光學各向同性液晶相，

(式(1)中，R¹為碳數3～20的分枝烷基或分枝烯基，該分枝烷基或分枝烯基中的任意的-CH₂-可經-O-所取代，該分枝烷基或分枝烯基中的任意的-CH₂-CH₂-可經-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-所取代，該分枝烷基或分枝烯基中的任意的氫可經氟所取代；環A¹、環A²、環A³、環A⁴及環A⁵獨立地為1,4-伸苯基、1,3-二噁烷-2,5-二基、四氫哌喃-2,5-二基、四氫哌喃-3,6-二基、嘧啶-2,5-二基、吡啶-2,5-二基或萘-2,6-二基，該環中的任意的氫可經氟或氯所取代；Z¹、Z²、Z³及Z⁴獨立地為單鍵或碳數1～4的伸烷基，該伸烷基中的任意的-CH₂-可經-O-、-COO-、-OCO-或-CF₂O-所取代，該伸烷基中的任意的-CH₂-CH₂-可經-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-所取代，任意的氫可經鹵素所取代；Y¹為氟、氯、-SF₅、-C≡N、-N=C=S或者任意的氫經鹵素取代的碳數1～3的烷基，該烷基中的任意的-CH₂-可經-O-所取代，該烷基中的任意的-CH₂-CH₂-可經-CH=CH-或-C≡C-所取代；m、n及p獨立地為0或1，1≦m+n+p≦3)。

[19]　如項[18]所述之液晶組成物，其中式(1)中，環A¹、環A²、環A³及環A⁴中任一者為1個或2個氫經氟所取代的1,4-伸苯基。

[20]　如項[18]所述之液晶組成物，其中式(1)中，環A¹為1個或2個氫經氟所取代的1,4-伸苯基。

[21]　如項[18]所述之液晶組成物，其中包含式(1)中R¹為在2位的碳上分枝的碳數4～20的烷基的化合物及手性劑，且表現出光學各向同性液晶相。

[22]　如項[18]所述之液晶組成物，其中包含式(1)中R¹為在2位的碳上分枝的碳數4～20的烯基的化合物及手性劑，且表現出光學各向同性液晶相。

[23]　如項[18]所述之液晶組成物，其中包含式(1)中R¹為在3位的碳上分枝的碳數5～20的烷基的化合物及手性劑，且表現出光學各向同性液晶相。

[24]　如項[18]所述之液晶組成物，其中包含式(1)中R¹為在3位的碳上分枝的碳數5～20的烯基的化合物及手性劑，且表現出光學各向同性液晶相。

[25]　如項[18]所述之液晶組成物，其中包含式(1)中R¹為在4位的碳上分枝的碳數6～20的烷基的化合物及手性劑，且表現出光學各向同性液晶相。

[26]　如項[18]所述之液晶組成物，其中包含式(1)中R¹為在4位的碳上分枝的碳數6～20的烯基的化合物及手性劑，且表現出光學各向同性液晶相。

[27]　如項[18]所述之液晶組成物，其中包含式(1)中R¹為在1位的碳上分枝的碳數6～20的烷基的化合物及手性劑，且表現出光學各向同性液晶相。

[28]　如項[18]所述之液晶組成物，其中包含式(1)中R¹為在1位的碳上分枝的碳數6～20的烯基的化合物及手性劑，且表現出光學各向同性液晶相。

[29]　如項[18]所述之液晶組成物，其中包含式(1)中m=1、n=1且p=0的化合物及手性劑，且表現出光學各向同性液晶相。

[30]　如項[18]所述之液晶組成物，其中包含式(1)中m=1、n=1且p=1的化合物及手性劑，且表現出光學各向同性液晶相。

[31]　如項[18]所述之液晶組成物，其中包含式(1)中m=1、n=1且p=0，Z¹、Z²、Z³及Z⁴中任一者為-COO-或-CF₂O-的如項[1]所述之液晶化合物，及手性劑，且表現出光學各向同性液晶相。

[32]　如項[18]所述之液晶組成物，其中包含式(1)中m=1、n=1且p=1，Z¹、Z²、Z³及Z⁴中任一者為-COO-或-CF₂O-的如項[1]所述之液晶化合物，及手性劑，且表現出光學各向同性液晶相。

[33]　如項[18]所述之液晶組成物，其中包含式(1-1)～式(1-2)中任一者所表示的化合物及手性劑，且表現出光學各向同性液晶相：

(式(1-1)～式(1-2)中，R¹為碳數3～20的分枝烷基或分枝烯基；環A¹為1,4-伸苯基、1,3-二噁烷-2,5-二基、四氫哌喃-2,5-二基、四氫哌喃-3,6-二基、嘧啶-2,5-二基或吡啶-2,5-二基，該環中的任意的氫可經氟所取代；Z¹、Z²、Z³及Z⁴獨立地為單鍵、-CH₂CH₂-、-COO-或-CF₂O-，Z¹、Z²、Z³及Z⁴中任一者為-COO-或-CF₂O-；Y¹為氟、氯、-C≡N或者任意的氫經氟所取代的碳數1～3的烷基，該烷基中的任意的-CH₂-可經-O-所取代，該烷基中的任意的-CH₂-CH₂-可經-CH=CH-所取代；X為氟或氯；另外，如下所述的將1,4-伸苯基與(X)以直線連結的表述是表示1個或2個氫可經X所取代的1,4-伸苯基)

[34]如項[33]所述之液晶組成物，其中包含式(1-1-1)～式(1-1-8)及式(1-2-1)～式(1-2-16)中任一者所表示的化合物及手性劑，且表現出光學各向同性液晶相，

(式(1-1-1)～式(1-1-8)及式(1-2-1)～式(1-2-16)中，R^1a為碳數1～10的烷基，該烷基中的任意的-CH₂-可經-O-所取代，該烷基中的任意的-CH₂-CH₂-可經-CH=CH-所取代；R^1b為氫或碳數1～10的烷基，該烷基中的任意的-CH₂-可經-O-所取代，該烷基中的任意的-CH₂-CH₂-為-CH=CH-；M為-CH₂-或-O-；L²、L³、L⁴及L⁵獨立地為氫、氟或氯；A¹為1,4-伸苯基、1,3-二噁烷-2,5-二基、四氫哌喃-2,5-二基、四氫哌喃-3,6-二基、嘧啶-2,5-二基或吡啶-2,5-二基，該環中的任意的氫可經氟所取代；Y¹為氟、氯、-C≡N、任意的氫經氟所取代的碳數1～3的烷基、任意的氫經氟所取代的烯基、任意的氫經氟所取代的烷氧基)。

[35]　如項[18]至項[34]中任一項所述之液晶組成物，其中更包含選自式(2)、式(3)及式(4)分別所表示的化合物組群中的至少1種化合物：

該些式中，R²為直鏈的碳數1～10的烷基或碳數2～10的烯基，烷基及烯基中的任意的氫可經氟所取代，任意的-CH₂-可經-O-所取代；X²為氟、氯、-OCF₃、-OCHF₂、-CF₃、-CHF₂、-CH₂F、-OCF₂CHF₂或-OCF₂CHFCF₃；環B¹、環B²及環B³獨立地為1,4-伸環己基、1,3-二噁烷-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基、四氫哌喃-2,5-二基、1,4-伸苯基、萘-2,6-二基、任意的氫經氟所取代的1,4-伸苯基或者任意的氫經氟或氯所取代的萘-2,6-二基；Z⁷及Z⁸獨立地為-(CH₂)₂-、-(CH₂)₄-、-COO-、-CF₂O-、-OCF₂-、-CH=CH-、-C≡C-、-CH₂O-或單鍵；L⁶及L⁷獨立地為氫或氟。

[36]　如項[18]至項[34]中任一項所述之液晶組成物，其中更包含選自式(5)所表示的化合物組群中的至少1種化合物：

該些式中，R³為直鏈的碳數1～10的烷基或碳數2～10的烯基，烷基及烯基中的任意的氫可經氟所取代，任意的-CH₂-可經-O-所取代；X³為-C≡N或-C≡C-C≡N；環C¹、環C²及環C³獨立地為1,4-伸環己基、1,4-伸苯基、任意的氫經氟所取代的1,4-伸苯基、萘-2,6-二基、任意的氫經氟或氯所取代的萘-2,6-二基、1,3-二噁烷-2,5-二基、四氫哌喃-2,5-二基或嘧啶-2,5-二基；Z⁹為-(CH₂)₂-、-COO-、-CF₂O-、-OCF₂-、-C≡C-、-CH₂O-或單鍵；L⁸及L⁹獨立地為氫或氟；r為1或2，s為0或1，r+s=0、1或2。

[37]　如項[18]至項[34]中任一項所述之液晶組成物，其中更包含選自式(6)所表示的化合物組群中的至少1種化合物：

該些式中，R⁴及R⁵獨立地為直鏈的碳數1～10的烷基或碳數2～10的烯基，該烷基及烯基中的任意的氫可經氟所取代，任意的-CH₂-可經-O-所取代；環D¹、環D²及環D³獨立地為1,4-伸環己基、嘧啶-2,5-二基、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；Z¹⁰為-C≡C-、-COO-、-(CH₂)₂-、-CH=CH-或單鍵。

[38]　如項[35]所述之液晶組成物，其中更包含如項[36]所述之選自式(5)所表示的化合物組群中的至少1種化合物。

[39]　如項[35]所述之液晶組成物，其中更包含如項[37]所述之選自式(6)所表示的化合物組群中的至少1種化合物。

[40]　如項[36]所述之液晶組成物，其中更包含如項[37]所述之選自式(6)所表示的化合物組群中的至少1種化合物。

[41]如項[18]至項[40]中任一項所述之液晶組成物，其中更包含選自式(7)、式(8)、式(9)及式(10)分別所表示的化合物組群中至少1種化合物：

該些式中，R⁶為直鏈的碳數1～10的烷基、碳數2～10的烯基或碳數2～10的炔基，烷基、烯基及炔基中的任意的氫可經氟所取代，任意的-CH₂-可經-O-所取代；X⁴為氟、氯、-SF₅、-OCF₃、-OCHF₂、-CF₃、-CHF₂、-CH₂F、-OCF₂CHF₂或-OCF₂CHFCF₃；環E¹、環E²、環E³及環E⁴獨立地為1,4-伸環己基、1,3-二噁烷-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基、四氫哌喃-2,5-二基、1,4-伸苯基、萘-2,6-二基、任意的氫經氟或氯所取代的1,4-伸苯基或者任意的氫經氟或氯所取代的萘-2,6-二基；Z¹¹、Z¹²及Z¹³獨立地為-(CH₂)₂-、-(CH₂)₄-、-COO-、-CF₂O-、-OCF₂-、-CH=CH-、-C≡C-、-CH₂O-或單鍵；L¹⁰及L¹¹獨立地為氫或氟。

[42]　如項[18]至項[41]中任一項所述之液晶組成物，其中更包含選自式(11)所表示的化合物組群中的至少1種化合物：

該些式中，R⁷為直鏈的碳數1～10的烷基、碳數2～10的烯基或碳數2～10的炔基，烷基、烯基及炔基中的任意的氫可經氟所取代，任意的-CH₂-可經-O-所取代；X⁵為-C≡N、-N=C=S或-C≡C-C≡N；環F¹、環F²及環F³獨立地為1,4-伸環己基、1,4-伸苯基，任意的氫經氟或氯所取代的1,4-伸苯基、萘-2,6-二基，任意的氫經氟或氯所取代的萘-2,6-二基、1,3-二噁烷-2,5-二基、四氫哌喃-2,5-二基或嘧啶-2,5-二基；Z¹⁴為-(CH₂)₂-、-COO-、-CF₂O-、-OCF₂-、-C≡C-、-CH₂O-或單鍵；L¹²及L¹³獨立地為氫或氟；aa為0、1或2，ab為0或1，aa+ab為0、1或2。

[43]　如項[18]至項[42]中任一項所述之液晶組成物，其中包含至少1種抗氧化劑及/或紫外線吸收劑。

[44]　如項[18]至項[42]中任一項所述之液晶組成物，其中光學各向同性液晶相並不顯示出二色以上的繞射光。

[45]　如項[18]至項[42]中任一項所述之液晶組成物，其中光學各向同性液晶相顯示出二色以上的繞射光。

[46]　如項[44]或項[45]所述之液晶組成物，其中上述液晶組成物是在手性向列相與非液晶各向同性相共存的上限溫度與下限溫度的差為3℃～150℃的組成物中添加手性劑而獲得。

[47]　如項[44]或項[45]所述之液晶組成物，其中上述液晶組成物是在手性向列相與非液晶各向同性相共存的上限溫度與下限溫度的差為5℃～150℃的組成物中添加手性劑而獲得。

[48]　如項[44]或項[45]所述之液晶組成物，其中上述液晶組成物是在向列相與非液晶各向同性相共存的上限溫度與下限溫度的差為3℃～150℃的組成物中添加手性劑而獲得。

[49]　如項[44]或項[48]中任一項所述之液晶組成物，其中相對於液晶組成物的總重量，手性劑的比例為1重量百分率(wt%)～40 wt%。

[50]　如項[44]或項[48]中任一項所述之液晶組成物，其中相對於液晶組成物的總重量，手性劑的比例為2 wt%～10 wt%。

[51]　如項[49]或項[50]所述之液晶組成物，其中上述液晶組成物在70℃～-20℃中的任一溫度下表現出手性向列相，且在該溫度範圍的至少一部分下螺旋節距為700 nm以下。

[52]　如項[49]至項[51]中任一項所述之液晶組成物，其中上述手性劑包含選自式(K1)～式(K5)分別所表示的化合物組群中的至少1種化合物：

(式(K1)～式(K5)中，R^K獨立地為氫、鹵素、-C≡N、-N=C=O、-N=C=S或碳數1～20的烷基，該烷基中的任意的-CH₂-可經-O-、-S-、-COO-或-OCO-所取代，該烷基中的任意的-CH₂-CH₂-可經-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-所取代，該烷基中的任意的氫可經鹵素所取代；A獨立地為芳香族性或非芳香族性的3～8員環或碳數9以上的縮合環，該些環的任意的氫可經鹵素、碳數1～3的烷基或鹵烷基所取代，環的-CH₂-可經-O-、-S-或-NH-所取代，-CH=可經-N=所取代；B獨立地為氫、鹵素、碳數1～3的烷基、碳數1～3的鹵烷基、芳香族性或非芳香族性的3員環至8員環或碳數9以上的縮合環，該些環的任意的氫可經鹵素、碳數1～3的烷基或鹵烷基所取代，-CH₂-可經-O-、-S-或-NH-所取代，-CH=可經-N=所取代；Z獨立地為單鍵、碳數1～8的伸烷基，任意的-CH₂-可經-O-、-S-、-COO-、-OCO-、-CSO-、-OCS-、-N=N-、-CH=N-或-N=CH-所取代，該烷基中的任意的-CH₂-CH₂-可經-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-所取代，任意的氫可經鹵素所取代；X為單鍵、-COO-、-OCO-、-CH₂O-、-OCH₂-、-CF₂O-、-OCF₂-或-CH₂CH₂-；mK為1～4的整數)。

[53]如項[49]至項[51]中任一項所述之液晶組成物，其中上述手性劑包含選自式(K2-1)～式(K2-8)、式(K4-1)～式(K4-6)及式(K5-1)～式(K5-3)分別所表示的化合物組群中的至少1種化合物：

(該些式中，R^K獨立地為碳數3～10的烷基，該烷基中的鄰接於環的-CH₂-可經-O-所取代，任意的-CH₂-CH₂-可經-CH=CH-所取代)。

[54]　一種混合物，包含如項[18]至項[53]中任一項所述之液晶組成物及聚合性單體。

[55]　如項[54]所述之混合物，其中上述聚合性單體為光聚合性單體或熱聚合性單體。

[56]　一種高分子/液晶複合材料，將如項[54]或項[55]所述之混合物聚合而獲得，且用於以光學各向同性液晶相所驅動的元件。

[57]　如項[56]所述之高分子/液晶複合材料，其是使如項[54]或項[55]所述之混合物以非液晶各向同性相或光學各向同性液晶相進行聚合而獲得。

[58]　如項[56]或項[57]所述之高分子/液晶複合材料，其中上述高分子/液晶複合材料中所含的高分子具有液晶元部位。

[59]　如項[56]或項[58]中任一項所述之高分子/液晶複合材料，其中上述高分子/液晶複合材料中所含的高分子具有交聯結構。

[60]　如項[56]或項[58]中任一項所述之高分子/液晶複合材料，其中上述液晶組成物的比例為70 wt%～99 wt%，高分子的比例為1 wt%～30 wt%。

[61]　一種光元件，於一面或兩面配置有電極，且包括配置於基板間的液晶媒體及經由電極而對液晶媒體施加電場的電場施加機構，並且上述液晶媒體為如項[49]至項[53]中任一項所述之液晶組成物或者如項[56]至項[60]中任一項所述之高分子/液晶複合材料。

[62]　一種光元件，於一面或兩面配置有電極，包括至少一塊為透明的一組基板、配置於基板間的液晶媒體及配置於基板外側的偏光板，且包括經由電極而對液晶媒體施加電場的電場施加機構，並且上述液晶媒體為如項[49]至項[53]中任一項所述之液晶組成物或者如項[56]至項[60]中任一項所述之高分子/液晶複合材料。

[63]　如項[62]所述之光元件，其中於一組基板的至少一塊基板上，以可在至少2個方向施加電場的方式構成電極。

[64]　如項[62]所述之光元件，其中在相互平行地配置的一組基板的一塊或兩塊上，以可在至少2個方向施加電場的方式構成電極。

[65]　如項[61]至項[64]中任一項所述之光元件，其中電極配置為矩陣狀，構成畫素電極，各畫素具備主動元件，且該主動元件為薄膜電晶體(TFT)。

本發明中，所謂液晶化合物是表示具有液晶元的化合物，並不限定於具有液晶相的化合物。所謂液晶媒體是液晶組成物及高分子/液晶複合體的總稱。另外，所謂光元件是指利用電光學效果而發揮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)、光通信系統、光資訊處理或各種感測器系統中使用的光調變元件。關於利用由於對光學各向同性的液晶媒體施加電壓而引起的折射率變化的光調變，已知克爾效應(Kerr effect)。所謂克爾效應是指電致雙折射值Δn(E)與電場E的平方成比例的現象，表現出克爾效應的材料中Δn(E)=KλE²成立(K：克爾係數(克爾常數)，λ：波長))。此處，所謂電致雙折射值是指對各向同性媒體施加電場時引起的折射率各向異性值。

本說明書中的用語的使用方法如下所述。液晶化合物是具有向列相、層列相等液晶相的化合物以及雖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。手性劑是光學活性化合物，其是為了對液晶組成物賦予所需的扭轉分子排列而添加。液晶顯示元件是液晶顯示面板及液晶顯示模組的總稱。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-各向同性相的相轉移溫度，而且有時僅簡稱為透明點或上限溫度。有時將液晶相的下限溫度僅簡稱為下限溫度。有時將式(1)所表示的化合物簡稱為化合物(1)。該簡稱有時亦應用於式(2)等所表示的化合物。式(1)至式(11)中，由六角形包圍的B、D、E等記號分別與環B、環D、環E等對應。以百分率表示的化合物的量是基於組成物總重量的重量百分率(wt%)。將環A¹、Y¹、B等多個相同記號記載於同一化學式或不同化學式中，該些記號可分別相同，或者亦可不同。

「任意的」是指不僅位置任意，而且個數亦任意，但不包括個數為0的情況。任意的A可經B、C或D所取代的表述是指除了任意的A經B所取代的情況、任意的A經C所取代的情況以及任意的A經D所取代的情況以外，亦包括多個A經B～D中至少2者所取代的情況。例如，「任意的-CH₂-可經-O-所取代，該烷基中的任意的-CH₂-CH₂-可經-CH=CH-所取代的烷基」中，包括烷基、烯基、烷氧基、烷氧基烷基、烷氧基烯基、烯氧基烷基等。此外，本發明中，連續2個-CH₂-經-O-所取代而成為-O-O-的情況欠佳。而且，烷基中的末端的-CH₂-經-O-所取代的情況亦欠佳。以下，對本發明進行進一步說明。關於式(1)所表示的化合物中的末端基、環及結合基等，也列出較佳例子。

[發明的效果]

本發明的液晶化合物是具有對熱及光等的穩定性、大的折射率各向異性、大的介電各向異性，且熔點低的液晶化合物，由於熔點低，該化合物在液晶組成物中的含有率可較高。液晶組成物表現出對熱及光等的穩定性、光學各向同性液晶相的高上限溫度、低下限溫度，且在以光學各向同性液晶相所驅動的元件中具有低驅動電壓。由本發明的高分子/液晶複合材料而具有光學各向同性液晶相的液晶組成物表現出光學各向同性液晶相的高上限溫度、低下限溫度，且於以光學各向同性液晶相驅動的元件中具有低驅動電壓。

本發明的以光學各向同性液晶相所驅動的光元件具有可使用的廣泛溫度範圍、短的響應時間、大的對比度比及低的驅動電壓。

1-1　化合物(1)

本發明的液晶化合物是上述式(1)所表示的化合物，本發明的具有光學各向同性液晶相的液晶組成物包含上述式(1)所表示的化合物作為成分A。本發明的液晶組成物的第1態樣為僅含該成分A的組成物或者包含成分A及本說明書中並未特別列出成分名的其他成分的組成物。首先，對式(1)所表示的化合物進行說明。

式(1)中，R¹為碳數3～20的分枝烷基或分枝烯基，該分枝烷基或分枝烯基中的任意的-CH₂-可經-O-所取代，該分枝烷基或分枝烯基中的任意的-CH₂-CH₂-可經-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-所取代，該分枝烷基或分枝烯基中的任意的氫可經氟所取代。

分枝烷基的具體例子是如以下的式(CHN1-1)～式(CHN1-9)所示。

(式中，R^1a為碳數1～10的烷基，該烷基中的任意的-CH₂-可經-O-所取代，該烷基中的任意的-CH₂-CH₂-可經-CH=CH-所取代；R^1b為氫或碳數1～10的烷基，該烷基中的任意的-CH₂-可經-O-所取代，該烷基中的任意的-CH₂-CH₂-可經-CH=CH-所取代。)

具有分枝烷基的化合物的特徵依存於分枝位置。如式(CHN1-1)～式(CHN1-9)般在2位、3位、4位或1位的碳上分枝的烷基化合物與直鏈化合物相比較，表現出非常低的熔點。

分枝烯基的具體例子是如以下的式(CHN2-1)～式(CHN2-32)所示。

(式中的R^1a及R^1b表示與上述相同的結構。)

具有分枝烯基的化合物的特徵依存於分枝位置。如式(CHN2-1)～式(CHN2-32)般在2位、3位、4位或1位的碳上分枝的烷基化合物與直鏈化合物相比較，表現出非常低的熔點。

烯基中的-CH=CH-的較佳立體構型依存於雙鍵的位置。例如，如式(CHN2-1)之類在奇數位具有雙鍵的烯基中，通常較佳為反式構型，如式(CHN2-5)之類在偶數位具有雙鍵的烯基中，通常較佳為正式構型。具有較佳立體構型的烯基化合物具有液晶相的廣泛溫度範圍。Mol. Cryst. Liq. Cryst.,1985,131,109及Mol. Cryst. Liq. Cryst.,1985,131,327中有詳細說明。另外，雙鍵的位置較理想為不與其他雙鍵及1,4-伸苯基等環形成共軛的位置。

分枝烷氧基及分枝烷氧基烯基的具體例子是如以下的式(CHN3-1)～式(CHN3-15)所示。

(式中的R^1a及R^1b表示與上述相同的結構。)

具有分枝烷氧基及分枝烷氧基烯基的化合物的特徵依存於分枝位置。如式(CHN3-1)～式(CHN3-15)般在2位、3位或4位的碳上分枝的烷基化合物與直鏈化合物相比較，表現出非常低的熔點。另外，分枝烷氧基烯基中的雙鍵的位置較理想為不與其他雙鍵及1,4-伸苯基等環形成共軛的位置。

R^1a及R^1b的較佳例子為氫、-CH₃、-C₂H₅、-C₃H₇、-C₄H₉、-C₅H₁₁、-C₆H₁₃、-C₇H₁₅、-C₈H₁₇、-C₉H₁₉及-C₁₀H₂₁。更佳為R^1a及R^1b中的任一者為-CH₃、-C₂H₅或-C₃H₇。

將R^1a及R^1b中的任意的-CH₂-以-O-取代或者將任意的-CH₂-CH₂-以-CH=CH-取代而成的基團的例子為CH₃(CH₂)₂O-、CH₃-O-(CH₂)₂-、CH₃-O-CH₂-O-、CH₂=CH-(CH₂)₃-、CH₃-CH=CH-(CH₂)₂-、CH₃-CH=CH-CH₂O-等。

另外，將R^1a中的任意的-CH₂-以-O-取代或者將任意的-CH₂-CH₂-以-C≡C-或-CH=CH-取代而成的基團中的任意的氫經取代為鹵素的基團的例子，可列舉CF₂=CH-、CH₂F(CH₂)₂O-、CH₂FCH₂C≡C-。

式(1)中，環A¹、環A²、環A³、環A⁴及環A⁵獨立地為1,4-伸苯基、1,3-二噁烷-2,5-二基、四氫哌喃-2,5-二基、四氫哌喃-3,6-二基、嘧啶-2,5-二基、吡啶-2,5-二基或萘-2,6-二基，該環中的任意的氫可經氟或氯所取代。

環A¹、環A²、環A³、環A⁴及環A⁵的較佳例子為式(RG-1)～式(RG-16)。

環A¹、環A²、環A³、環A⁴及環A⁵的更佳例子為式(RG-1)～式(RG-3)、式(RG-5)～式(RG-7)、式(RG-12)～式(RG-16)所表示的結構。尤其是具有1個或2個氫經氟所取代的1，4-伸苯基即式(RG-2)或式(RG-3)的化合物，其介電各向異性大。另外，具有2個以上式(RG-2)或式(RG-3)所表示的環的化合物，其介電各向異性特別大。

另外，環A¹為式(RG-2)或式(RG-3)的化合物，其熔點低。

式(1)中，Z¹、Z²、Z³及Z⁴獨立地為單鍵或碳數1～4的伸烷基，該伸烷基中的任意的-CH₂-可經-O-、-COO-、-OCO-或-CF₂O-所取代，該伸烷基中的任意的-CH₂-CH₂-可經-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-所取代。

Z¹、Z²、Z³及Z⁴的較佳例子為單鍵、-CH₂-、-(CH₂)₂-、-COO-、-CF₂O-或-CH=CH-。更佳為Z¹、Z²、Z³及Z⁴中，任一者為-COO-或-CF₂O-。

式(1)中，Y¹為氟、氯、-SF₅、-C≡N、-N=C=S或者任意的氫經氟或氯所取代的碳數1～3的烷基，該烷基中的任意的-CH₂-可經-O-所取代，該烷基中的任意的-CH₂-CH₂-可經-CH=CH-或-C≡C-所取代。

任意的氫經氟或氯所取代的烷基的具體例子為-CHF₂、-CF₃、-CF₂CH₂F、-CF₂CHF₂、-CH₂CF₃、-CF₂CF₃、-(CH₂)₃-F、-(CF₂)₃-F、-CF₂CHFCF₃及-CHFCF₂CF₃。

任意的氫經氟或氯所取代的烷氧基的具體例子為-OCHF₂、-OCF₃、-OCF₂CH₂F、-OCF₂CHF₂、-OCH₂CF₃、-O-(CF₂)₃-F、-OCF₂CHFCF₃及-OCHFCF₂CF₃。

任意的氫經氟或氯所取代的烯基的具體例子為-CH=CF₂、-CF=CHF、-CH=CHCH₂F、-CH=CHCF₃、-(CH₂)₂-CH=CF₂、-CH₂CH=CHCF₃及-CH=CHCF₂CF₃。

較佳的Y¹的具體例子為氟、氯、-C≡N、-CF₃、-CHF₂、-OCF₃及-OCHF₂。更佳的Y¹的例子為氟、氯、-C≡N、-CF₃及-OCF₃。於Y¹為氯、氟的情況，熔點低，與其他液晶化合物的相容性特別優異。於Y¹為-C≡N、-CF₃、-CHF₂、-OCF₃及-OCHF₂的情況，表現出特別大的介電各向異性。

式(1)中，m、n及p獨立地為0或1，1≦m+n+p≦3。

式(1)中，較佳為式(1-1)及式(1-2)所表示的結構。

(式(1-1)～式(1-2)中，R¹為碳數3～20的分枝烷基或分枝烯基；A¹為1,4-伸苯基、1,3-二噁烷-2,5-二基、四氫哌喃-2,5-二基、四氫哌喃-3,6-二基、嘧啶-2,5-二基或吡啶-2,5-二基，該環中的任意的氫可經氟所取代；Z¹、Z²、Z³及Z⁴獨立地為單鍵、-CH₂CH₂-、-COO-或-CF₂O-，但Z¹、Z²、Z³及Z⁴中任一者為-COO-或-CF₂O-；Y¹為氟、氯、-C≡N或者任意的氫經氟所取代的碳數1～3的烷基，該烷基中的任意的-CH₂-可經-O-所取代，該烷基中的任意的-CH₂-CH₂-可經-CH=CH-所取代；X為氟或氯；另外，如下所述的將1,4-伸苯基與(X)以直線連結的表述是表示1個或2個氫可經X所取代的1,4-伸苯基。)

該些中特佳為如下化合物：R¹為式(CHN1-1)～式(CHN1-9)中任一者所表示的結構；Z¹、Z²、Z³及Z⁴獨立地為單鍵、-(CH₂)₂-、-COO-或-CF₂O-，至少一者為-COO-或-CF₂O-；X為氟或氯，Y¹為氟、氯、-C≡N、-CF₃或-OCF₃。

式(1-1)～式(1-2)所表示的化合物中，更佳為下述式(1-1-1)～式(1-1-8)及式(1-2-1)～式(1-2-16)。該些化合物中，更佳為式(1-1-1)～式(1-1-2)、式(1-2-1)～式(1-2-6)。

該些式中，R^1a為碳數1～10的烷基或碳數1～10的烯基；R^1b為氫、碳數1～¹⁰的烷基；M為-CH₂-或-O-；A¹為1,4-伸苯基、1,3-二噁烷-2,5-二基、四氫哌喃-2,5-二基、四氫哌喃-3,6-二基、嘧啶-2,5-二基或吡啶-2,5-二基,該環中的任意的氫可經氟所取代；L²、L³、L⁴及L⁵獨立地為氫、氟或氯；Y¹為氟、氯、-C≡N、任意的氫經氟所取代的碳數1～3的烷基、任意的氫經氟所取代的烯基或者任意的氫經氟所取代的烷氧基。

式(1-1-1)～式(1-1-8)及式(1-2-1)～式(1-2-16)中，L¹、L²、L³、L⁴及L⁵獨立地為氫、氟或氯。於L¹為氟的情況，熔點低，與其他液晶化合物的相容性優異。於L²、L³、L⁴及L⁵中至少一者為氯或氟的情況，具有大的介電各向異性，化合物的熔點低，與.其他液晶化合物的相容性優異。較佳為某1個為氫或氟。

1-2化合物(1)的性質

對本發明中使用的化合物(1)進行更詳細的說明。化合物(1)是具有分枝烷基或分枝烯基的液晶化合物。該化合物在元件通常所使用的條件下物理性及化學性極其穩定，而且與其他液晶化合物的相容性良好。進而難以表現出層列相。包含該化合物的組成物在元件通常所使用的條件下穩定。因此，組成物中可擴大光學各向同性液晶相的溫度範圍，可在廣泛的溫度範圍內作為顯示元件來使用。進而該化合物由於介電各向異性及折射率各向異性大，故而作為用於降低以光學各向同性液晶相所驅動的組成物的驅動電壓的成分而有用。另外，若使由化合物(1)及手性劑所製備的組成物表現出藍相，則容易形成不存在與N*相或各向同性相的共存的均勻藍相。即，化合物(1)是容易表現出均勻藍相的化合物。

藉由適當選擇化合物(1)的m、n及p的組合，及左末端基R¹、右末端基Y¹或結合基Z¹～Z⁴，可任意調整透明點、折射率各向異性、介電各向異性等物性。以下對m、n及p的組合，左末端基R¹、右末端基Y¹、結合基Z¹～Z⁴及1,4-伸苯基中的L²～L⁵的種類對化合物(1)的物性帶來的效果進行說明。

通常，m+n+p=3的化合物的透明點高，表現出大的折射率各向異性。m+n+p=2的化合物的熔點低，與其他液晶化合物的相容性良好。m+n+p=1的化合物的熔點非常低。

R¹為光學活性基的化合物作為手性摻雜物而有用。R¹不為光學活性基的化合物作為組成物的成分而有用。當R¹為烯基時，較佳的立體構型依存於雙鍵的位置。具有較佳立體構型的烯基化合物具有液晶相的廣泛的溫度範圍。

當結合基Z¹、Z²、Z³及Z⁴為單鍵、-CH₂CH₂-、-CH=CH-、-CF₂O-、-OCF₂-、-CH₂O-、-OCH₂-、-CF=CF-、-(CH₂)₃-O-、-O-(CH₂)₃-、-(CH₂)₂-CF₂O-、-OCF₂-(CH₂)₂-或-(CH₂)₄-時，黏度小。當結合基為單鍵、-(CH₂)₂-、-CF₂O-、-OCF₂-或-CH=CH-時，黏度更小。當結合基為-CH=CH-時，液晶相的溫度範圍廣，而且彈性常數比K₃₃/K₁₁(K₃₃：彎曲彈性常數，K₁₁：展曲彈性常數)大。當結合基為-C≡C-時，折射率各向異性大。當結合基為-COO-、-CF₂O-時，介電各向異性大。當Z¹、Z²、Z³及Z⁴為單鍵、-(CH₂)₂-、-CH₂O-、-CF₂O-、-OCF₂-、-(CH₂)₄-時，化學性穩定，不易產生劣化。

當右末端基Y¹為氟、氯、-C≡N、-SF₅、-CF₃、-OCF₃或-CH=CH-CF₃時，介電各向異性大。當Y¹為氟、-CF₃或-OCF₃時，化學性穩定。

當L²、L³、L⁴及L⁵為氫或氯時，熔點低，當L²、L³、L⁴及L⁵為氟時，介電各向異性大。當L¹～L⁵中的至少2個以上為氟時，介電各向異性非常大。另外，當L¹～L⁵中至少1個為氯時，與其他液晶化合物的相容性良好。

如以上所述，藉由適當選擇環結構、末端基、結合基等的種類，可獲得具有目標物性的化合物。

1-3化合物(1)的具體例

化合物(1)的較佳例子為式(1-1)～式(1-2)。更佳例子為式(1-1-1)～式(1-1-8)及式(1-2-1)～式(1-2-16)。該些例子中，尤佳為式(1-1-1)～式(1-1-8)及式(1-2-1)～式(1-2-6)。

具體的化合物可列舉下述式(1-1-1a)～式(1-2-16j)的化合物。

(式中，R^1a及R^1b為氫或碳數1～10的烷基；L¹、L²、L³及L⁴為氫、氟或氯；Y¹為氟、氯、-SF₅、-C≡N、-N=C=S、-CF₃、-CF₂H、-OCF₃或-OCF₂H。)

1-4化合物(1)的合成

接著，對化合物(1)的合成進行說明。化合物(1)可藉由將有機合成化學中的方法適當組合來合成。向起始物中導入目標末端基、環及結合基的方法記載於有機合成(Organic Syntheses,John Wiley & Sons,Inc)、有機反應(Organic Reactions,John Wiley & Sons,Inc)、綜合有機合成(Comprehensive Organic Synthesis,Pergamon Press)、新實驗化學講座(丸善)等中。

1-4-1　分枝烷基的合成

將分枝烷基導入至左末端基中的方法存在若干種，基本上是利用下述方法來準備分枝烷基的鹵素衍生物(93)，接著在鈀觸媒的存在下，藉由該鹵素衍生物的格任亞試劑(Grignard reagent)、與芳香族等的鹵素衍生物(94)的交叉偶合反應來導入分枝烷基。

(式中，烷基(Alkyl)為分枝烷基；X¹為鹵素、三氟甲磺酸酯基、甲磺醯基或甲苯磺醯基；核(Core)表示導入有具有環結構的有機基、保護基(Pro)的醇衍生物或酯衍生物。)

分枝烷基的鹵素衍生物(93)可使用市售的化合物，或者可利用已知的方法，由所對應的分枝烷基的羧酸衍生物(91)或者分枝烷基的醇衍生物(92)等轉變為鹵素衍生物(93)。

另外，可利用各種方法，由一般的合成試劑來構築分枝烷基。下述列舉其一例。

(式中，X¹表示鹵素、三氟甲磺酸酯基、甲磺醯基及甲苯磺醯基；X²表示MgBr、MgCl及Li。)

可藉由使例如鎂作用於所對應的鹵素衍生物(100)來製備格任亞試劑，添加甲醯化劑而衍生為醛衍生物(101)。化合物(101)是藉由反覆進行使用(甲氧基甲基)三苯基溴化膦及鹼的Wittig反應及繼其之後的水解反應的操作((a))，來準備所需鏈長的醛衍生物((102)、(103)、(104)及(10m))。

於合成在2位分枝的烷基或烯基的情況，藉由在使化合物(102)與所對應的烷基格任亞試劑等反應後，進行氧化反應而衍生為化合物(102-1)，進而使所對應的烷基格任亞試劑等發揮作用，從而獲得分枝烷基的醇衍生物(102-2)。

分枝烯基(102-3)是藉由使醇衍生物(102-2)以酸等進行脫水反應而獲得，另外，分枝烷基(102-4)是通過使化合物(102-3)進行氫還原而獲得。

3位的分枝烯基(103-3)及分枝烷基(103-4)、4位的分枝烯基(104-3)及分枝烷基(104-4)、1位的分枝烯基(101-3)及分枝烷基(101-4)均可利用相同的方法來合成。

另外，亦有如下所述使用Tebbe反應、Wittig反應或烯烴置換反應，由上述衍生物例如化合物(103-1)來合成分枝烯基((103-5)及(103-6))的方法。

進而，下述列出向分枝烷基及分枝烯基中導入氧的方法的一例。

藉由還原反應，由所對應的衍生物例如化合物(10m)而衍生為醇衍生物(10m-1)後，使鹵素的衍生物與鹼發揮作用而進行醚化，藉此可向分枝烷基中導入醚鍵。對於分枝烯基，亦可利用相同的方法來導入醚鍵。

此外，下述列出向分枝烷基及分枝烯基中導入炔的方法的一例。

由所對應的鹵素衍生物(100)，藉由使用鈀觸媒與Cu的薗頭反應(Sonogashira reaction)而與炔衍生物反應，獲得化合物(105-1)，接著進行氧化反應、格任亞反應，藉此可轉變為化合物(105-3)。使三乙基矽烷與鹵化硼作用於該化合物(105-3)，可獲得分枝化合物(105-4)。

1-4-2生成結合基Z¹～Z⁴的方法

生成化合物(1)中的結合基Z¹～Z⁴的方法的一例是如下述流程所述。該流程中，MSG¹或MSG²為具有至少一個環的一價有機基。流程中使用的多個MSG¹(或MSG²)可相同，或者亦可不同。化合物(1A)～化合物(1J)相當於化合物(1)。

接著，關於化合物(1)中的結合基Z¹～Z⁴，在以下(I)項～(X)項中對各種鍵的生成方法進行說明。

(I)單鍵的生成

使芳基硼酸(20)與以公知方法合成的化合物(21)，在如碳酸鹽水溶液及四(三苯基膦)鈀之類的觸媒的存在下進行反應來合成化合物(1A)。該化合物(1A)亦藉由使正丁基鋰與以公知方法合成的化合物(22)反應，接著使氯化鋅反應，在如二氯雙(三苯基膦)鈀之類的觸媒的存在下使化合物(21)反應來合成。

(II)-COO-及-OCO-的生成

使正丁基鋰與化合物(22)反應，接著使二氧化碳反應而獲得羧酸(23)。使化合物(23)、與以公知方法合成的苯酚(24)在1,3-二環己基碳二醯亞胺(1,3-dicyclohexyl carbodiimide，DCC)與4-二甲基胺基吡啶(4-dimethylaminopyridine，DMAP)的存在下進行脫水，來合成具有-COO-的化合物(1B)。利用該方法，亦合成具有-OCO-的化合物。

(III)-CF₂O-及-OCF₂-的生成

將化合物(1B)以如勞森試劑(Lawesson's reagent)之類的硫化劑進行處理而獲得化合物(25)。將化合物(25)以氟化氫吡啶錯合物及N-溴琥珀醯亞胺(N-bromosuccinimide，NBS)進行氟化，來合成具有-CF₂O-的化合物(1C)。參照M. Kuroboshi et al.,Chem. Lett.,1992,827.。化合物(1C)是將化合物(25)以(二乙基胺基)三氟化硫((diethylamino)sulfur trifluoride，DAST)進行氟化來合成。參照W. H. Bunnelle et al.,J. Org. Chem. 1990,55,768.。利用該方法，亦合成具有-OCF₂-的化合物。亦可利用Peer. Kirsch et al.,Angew. Chem. Int. Ed. 2001,40,1480.中記載的方法來生成該些結合基。

(IV)-CH=CH-的生成

將化合物(22)以正丁基鋰進行處理後，與N,N-二甲基甲醯胺(N,N-dimethylformamide，DMF)等甲醯胺反應而獲得醛(27)。使將以公知方法合成的鏻鹽(26)以如第三丁醇鉀之類的鹼進行處理而產生的磷葉立德(phosphorus ylide)，與醛(27)反應來合成化合物(1D)。由於根據反應條件而生成順式體，故而視需要利用公知的方法使順式體異構化為反式體。

(V)-(CH₂)₂-的生成

藉由使化合物(1D)在如鈀碳之類的觸媒的存在下進行氫化，來合成化合物(1E)。

(VI)-(CH₂)₄-的生成

使用鏻鹽(28)代替鏻鹽(26)，依據項(IV)的方法來獲得具有-(CH₂)₂-CH=CH-的化合物。將其催化氫化而合成化合物(1F)。

(VII)-C≡C-的生成

在二氯鈀與鹵化銅的觸媒存在下，使2-甲基-3-丁炔-2-醇與化合物(22)反應後，在鹼性條件下進行去保護而獲得化合物(29)。在二氯雙三苯基膦鈀與鹵化銅的觸媒存在下，使化合物(29)與化合物(21)反應來合成化合物(1G)。

(VIII)-CF=CF-的生成

將化合物(22)以正丁基鋰進行處理後，使四氟乙烯反應而獲得化合物(30)。使化合物(21)以正丁基鋰進行處理後，與化合物(30)反應來合成化合物(1H)。

(IX)-CH₂O-或-OCH₂-的生成

將化合物(27)以硼氫化鈉等還原劑進行還原而獲得化合物(31)。將該化合物(31)以氫溴酸等進行鹵化而獲得化合物(32)。於碳酸鉀等的存在下，使化合物(32)與化合物(24)反應而合成化合物(1I)。

(X)-(CH₂)₃O-或-O(CH₂)₃-的生成

使用化合物(33)代替化合物(27)，利用與前項(IX)相同的方法來合成化合物(1J)。

1-4-3　合成環A¹～環A⁵的方法

關於1,4-伸苯基、1,3-二噁烷-2,5-二基、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、2,3,5,6-四氟-1,4-伸苯基、嘧啶-2,5-二基、吡啶-2,5-二基等環，起始物已有市售，且合成法已眾所周知。

1-4-4　合成化合物(1)的方法

合成式(1)所表示的化合物的方法有多種，可適當參考本說明書實例或文獻、書籍，由市售的試劑來合成。下述列出其一例。化合物(1)的合成方法並不限定於此處所示的合成例。

首先，利用1-4-1所示的方法來準備分枝烷基的鹵素衍生物(110)，進行使鎂等作用於化合物(110)而得的化合物、與所對應的鹵素衍生物(111)的交叉偶合反應，可獲得化合物(112)。將化合物(112)轉變為鹵素衍生物等後，將使用鈀觸媒的偶合反應反覆進行所需的次數，可獲得中間體(114)。

以中間體(114)為起始原料，可獲得各種種類的化合物(1)。

例如，藉由進一步進行與硼酸衍生物(115)的偶合反應，可獲得具有單鍵的化合物(1)。

另外，藉由使烷基鋰與二溴二氟甲烷發揮作用後，與苯酚衍生物(116)進行醚化反應，可獲得具有CF₂O鍵的化合物(1)。

另外，使用烷基鋰及乾冰而轉變為羧酸衍生物後，使用DCC(二環己基碳二醯亞胺)及DMAP(二甲基胺基吡啶)進行酯化反應，藉此可獲得具有酯鍵的化合物(1)。

2化合物(2)～化合物(11)

本發明的第2態樣是藉由在上述式(1)所表示的化合物即成分A中添加選自以下所示的成分B、成分C、成分D及成分E中的成分而獲得的液晶組成物，與僅含成分A的組成物相比，可自由調整驅動電壓、液晶相溫度範圍、折射率各向異性值、介電各向異性值及黏度等。

添加於成分A中的成分較佳為將以下成分混合而成的成分：包含選自由上述式(2)、式(3)及式(4)所組成組群中的至少1種化合物的成分B或包含選自由上述式(5)所組成組群中的至少1種化合物的成分C或者包含選自由上述式(6)所組成組群中的至少1種化合物的成分D或者包含選自由上述式(7)～式(10)所組成組群中的至少1種化合物的成分E或者包含選自由上述式(11)所組成組群中的至少1種化合物的成分F。

另外，本發明所使用的液晶組成物的各成分中，即便是包含各元素的同位素的類似物，其物理特性亦無大的差異，因此可使用。

上述成分B中，式(2)所表示的化合物的較佳例可列舉式(2-1)～式(2-16)，式(3)所表示的化合物的較佳例可列舉式(3-1)～式(3-112)，式(4)所表示的化合物的較佳例可列舉式(4-1)～式(4-52)。

(式中，R²、X²表示與上述相同的定義)

該些式(2)～式(4)所表示的化合物即成分B由於介電各向異性值為正，且熱穩定性或化學穩定性非常優異，因此用於製備TFT用液晶組成物的情況。本發明的液晶組成物中的成分B的含量相對於液晶組成物的總重量，適宜為1 wt%～99 wt%的範圍，較佳為10 wt%～97 wt%，更佳為40 wt%～95 wt%。

上述式(5)所表示的化合物即成分C中的較佳例可列舉式(5-1)～式(5-62)。

(該些式中，R³及X³是與上述相同的定義)

該些式(5)所表示的化合物即成分C的介電各向異性值為正，且其值非常大。藉由含有該成分C，可降低組成物驅動電壓。另外，可調整黏度、調整折射率各向異性值及擴大液晶相溫度範圍。

相對於組成物總量，成分C的含量較佳為0.1 wt%～99.9 wt%的範圍，更佳為10 wt%～97 wt%的範圍，尤佳為40 wt%～95 wt%的範圍。另外，藉由將後述的成分混合，可調整臨界值電壓、液晶相溫度範圍、折射率各向異性值、介電各向異性值及黏度等。

式(6)所表示的化合物(成分D)的較佳例分別可列舉式(6-1)～式(6-6)。

(式中，R⁴及R⁵表示與上述相同的定義)

式(6)所表示的化合物(成分D)是介電各向異性值的絕對值小，且接近中性的化合物。式(6)所表示的化合物具有提高透明點等擴大光學各向同性液晶相的溫度範圍的效果或者調整折射率各向異性值的效果。

若增加成分D所表示的化合物的含量，則液晶組成物的驅動電壓提高，黏度降低，因此只要滿足液晶組成物的驅動電壓的要求值，則含量越多越好。於製備TFT用液晶組成物的情況，相對於組成物總量，成分D的含量較佳為60 wt%以下，更佳為40 wt%以下。

為了表現出優良的特性，本發明的液晶組成物較佳為以0.1 wt%～99 wt%的比例含有本發明的式(1)所表示的化合物的至少1種。

本發明的液晶組成物的製備通常是利用公知的方法，例如使必需的成分在高溫下溶解的方法等來製備。

3化合物(7)～化合物(11)

本發明的第3態樣是藉由在成分A中添加選自以下所示的成分E及成分F中的成分而獲得的液晶組成物。

添加於成分A中的成分較佳為將以下成分混合而成的成分：包含選自由上述式(7)、式(8)、式(9)及式(10)所組成組群中的至少1種化合物的成分E或者包含選自由上述式(11)所組成組群中的至少1種化合物的成分F。

另外，本發明中使用的液晶組成物的各成分即便是包含各元素的同位素的類似物，其物理特性亦無大的差異。

上述成分F中，式(7)所表示的化合物的較佳例可列舉式(7-1)～式(7-8)，式(8)所表示的化合物的較佳例可列舉式(8-1)～式(8-26)，式(9)所表示的化合物的較佳例可列舉式(9-1)～式(9-22)，式(10)所表示的化合物的較佳例可列舉式(10-1)～式(10-5)。

(式中，R⁶、X⁴表示與上述相同的定義，(F)表示氫或氟，(F，Cl)表示氫、氟或氯。)

該些式(7)～式(10)所表示的化合物即成分E由於介電各向異性值為正且非常大，熱穩定性或化學穩定性非常優異，故而適合於製備TFT驅動等主動驅動用液晶組成物的情況。本發明的液晶組成物中的成分F的含量相對於液晶組成物的總重量，適宜為1 wt%～99 wt%的範圍，較佳為10 wt%～97 wt%，更佳為40 wt%～95 wt%。另外，藉由更包含式(6)所表示的化合物(成分D)，可調整透明點及黏度。

上述式(11)所表示的化合物即成分F中的較佳例可列舉式(11-1)～式(11-37)。

(該些式中，R⁷、X⁵、(F)及(F,Cl)是與上述相同的定義)

該些式(11)所表示的化合物即成分F由於介電各向異性值為正，且其值非常大，故而主要用於使以光學各向同性液晶相所驅動的元件、聚合物分散液晶顯示器(polymer dispersed liquid crystal display，PDLCD)、聚合物網絡液晶顯示器(polymer network liquid crystal display，PNLCD)、聚合物穩定膽固醇液晶顯示器(polymer stabilized cholesteric liquid crystal display，PSCLCD)等元件低驅動電壓化的情況。藉由含有該成分G，可降低組成物的驅動電壓。另外，可調整黏度、調整折射率各向異性值及擴大液晶相溫度範圍。進而亦可用於急峻性的改良。

相對於組成物總量，成分F的含量較佳為0.1 wt%～99.9 wt%的範圍，更佳為10 wt%～97 wt%的範圍，尤佳為40 wt%～95 wt%的範圍。

4　具有光學各向同性液晶相的組成物

4.1　具有光學各向同性液晶相的組成物的組成

本發明的第4態樣是包含式(1)所表示的化合物及手性劑的組成物，是可用於以光學各向同性液晶相所驅動的光元件的液晶組成物。液晶組成物是表現出光學各向同性的液晶相的組成物。

式(1)所表示的化合物由於透明點低，具有大的介電各向異性及大的折射率各向異性，故而其含量相對於未添加手性劑的非手性液晶組成物的總重量，可為5 wt%～100 wt%，較佳為5 wt%～80 wt%，更佳為10 wt%～70 wt%。

相對於液晶組成物的總重量，較佳為包含1 wt%～40 wt%的手性劑，尤佳為包含3 wt%～25 wt%的手性劑，最佳為包含5 wt%～15 wt%的手性劑。以該些範圍包含手性劑的液晶組成物容易具有光學各向同性液晶相，故而較佳。

液晶組成物中所含的手性劑可為1種，亦可為2種以上。

4.2　手性劑

光學各向同性的液晶組成物所含有的手性劑為光學活性化合物，手性劑較佳為扭轉力(Helical Twisting Power)大的化合物。扭轉力大的化合物由於可減少為了獲得所需的間距而必需的添加量，故而抑制驅動電壓的上升，在實用上有利。具體而言，較佳為下述式(K1)～式(K5)所表示的化合物。

式(K1)～式(K5)中，R^K獨立地為氫、鹵素、-C≡N、-N=C=O、-N=C=S或碳數1～20的烷基，該烷基中的任意的-CH₂-可經-O-、-S-、-COO-或-OCO-所取代，該烷基中的任意的-CH₂-CH₂-可經-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-所取代，該烷基中的任意的氫可經鹵素所取代；A獨立地為芳香族性或非芳香族性的3～8員環或碳數9以上的縮合環，該些環的任意的氫可經鹵素、碳數1～3的烷基或鹵烷基所取代，-CH₂-可經-O-、-S-或-NH-所取代，-CH=可經-N=所取代；B獨立地為氫、鹵素、碳數1～3的烷基、碳數1～3的鹵烷基、芳香族性或非芳香族性的3員環至8員環或碳數9以上的縮合環，該些環的任意的氫可經鹵素、碳數1～3的烷基或鹵烷基所取代，-CH₂-可經-O-、-S-或-NH-所取代，-CH=可經-N=所取代；Z獨立地為單鍵、碳數1～8的伸烷基，任意的-CH₂-可經-O-、-S-、-COO-、-OCO-、-CSO-、-OCS-、-N=N-、-CH=N-或-N=CH-所取代，該烷基中的任意的-CH₂-CH₂-可經-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-所取代，任意的氫可經鹵素所取代；X為單鍵、-COO-、-OCO-、-CH₂O-、-OCH₂-、-CF₂O-、-OCF₂-或-CH₂CH₂-；mK為1～4。

該些化合物中，添加於液晶組成物中的手性劑較佳為式(K2)中所含的式(K2-1)～式(K2-8)、式(K4)中所含的式(K4-1)～式(K4-6)及式(K5)中所含的式(K5-1)～式(K5-3)。

(式中，R^K獨立地為碳數3～10的烷基，該烷基中的鄰接於環的-CH₂-可經-O-所取代，任意的-CH₂-CH₂-可經-CH=CH-所取代。)

4.3　光學各向同性液晶相

所謂液晶組成物具有光學各向同性，是指在宏觀上，由於液晶分子排列為各向同性而表現出光學各向同性，但在微觀上存在液晶秩序。「基於液晶組成物在微觀上所具有的液晶秩序的間距(以下有時稱為間距)」較佳為700 nm以下，尤佳為500 nm以下，最佳為350 nm以下。

此處，所謂「非液晶各向同性相」是指通常所定義的各向同性相，即無秩序相，是即便生成局部的秩序參數不為零的區域，其原因亦是由於搖動的各向同性相。例如在向列相的高溫側表現出的各向同性相在本說明書中符合非液晶各向同性相。對於本說明書中的手性液晶，同樣的定義亦適用。而且，本說明書中所謂「光學各向同性液晶相」，是表示不搖動而表現出光學各向同性液晶相的相，例如表現出血小板組織的相(狹義的藍相)為其一例。

本發明的光學各向同性的液晶組成物中，是光學各向同性液晶相，但在偏光顯微鏡觀察下，有時在藍相中觀測不到典型的血小板組織。因此，本說明書中，將表現出血小板組織的相稱為藍相，將包含藍相的光學各向同性液晶相稱為光學各向同性液晶相。即藍相包含於光學各向同性液晶相中。

通常，藍相被分類為3種(藍相I、藍相II、藍相III)，該些3種藍相全部為光學活性，且為各向同性。藍相I或藍相II的藍相中觀測到由來自不同晶格面的布拉格(Bragg)反射所引起的2種以上的繞射光。藍相通常在非液晶各向同性相及手性向列相之間觀測到。

所謂光學各向同性液晶相並不顯示二色以上的繞射光的狀態，是指未觀測到在藍相I、藍相II中所觀測到的血小板組織，大致為一面單色。不顯示二色以上的繞射光的光學各向同性液晶相中，不需要達到色的明暗在面內均勻的程度。

不顯示二色以上的繞射光的光學各向同性液晶相具有布拉格反射的反射光強度得到抑制，或位移至低波長側的優點。

另外，將可見光的光反射的液晶材料中，於作為顯示元件來利用的情況存在色調成為問題的情況，但不顯示二色以上的繞射光的液晶中，由於反射波長向低波長位移，故而可以比狹義的藍相(表現出血小板組織的相)更長的間距使可見光的反射消失。

本發明的光學各向同性的液晶組成物可向具有向列相的組成物中添加手性劑而獲得。此時，手性劑較佳為以間距成為700 nm以下的濃度來添加。此外，具有向列相的組成物包含式(1)所表示的化合物及視需要的其他成分。另外，本發明的光學各向同性的液晶組成物亦可向具有手性向列相且不具有光學各向同性液晶相的組成物中添加手性劑而獲得。此外，具有手性向列相且不具有光學各向同性液晶的組成物包含式(1)所表示的化合物、光學活性化合物及視需要的其他成分。此時，光學活性化合物為了不表現出光學各向同性液晶相，較佳為以間距成為700 nm以上的濃度來添加。此處，所添加的光學活性化合物可使用上述扭轉力大的化合物即式(K1)～式(K5)、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，所添加的光學活性化合物亦可為扭轉力並非如此大的化合物。此種光學活性化合物可列舉添加於以向列相所驅動的元件(TN方式、STN方式等)用的液晶組成物中的化合物。

扭轉力並非如此大的光學活性化合物的例子可列舉以下的光學活性化合物(Op-1)～光學活性化合物(Op-13)。

此外，本發明的光學各向同性的液晶組成物的溫度範圍可藉由在向列相或手性向列相及各向同性相的共存溫度範圍廣的液晶組成物中添加手性劑，使其表現出光學各向同性液晶相而擴大。例如，藉由將透明點高的液晶化合物與透明點低的液晶化合物混合，製備在廣泛的溫度範圍內向列相與各向同性相的共存溫度範圍廣的液晶組成物，再向其中添加手性劑，可製備在廣泛的溫度範圍內表現出光學各向同性液晶相的組成物。

向列相或手性向列相與各向同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各向同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，尤佳為差為5℃～150℃的液晶組成物。另外，較佳為向列相與非液晶各向同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。

若於光學各向同性液晶相中對本發明的液晶媒體施加電場，則產生電致雙折射，未必需要為克爾效應。

光學各向同性液晶相中的電致雙折射由於間距越長則越大，故而只要滿足其他光學特性(穿透率、繞射波長等)的要求，可藉由調整手性劑的種類及含量，將間距設定為較長，來增大電致雙折射。

4.4　其他成分

本發明的光學各向同性的液晶組成物亦可在不對該組成物的特性造成影響的範圍內，進一步添加高分子物質等其他化合物。本發明的液晶組成物除了包含高分子物質以外，亦可包含例如二色性色素(dichroic dye)、光致變色化合物(photochromic compound)。二色性色素的例子可列舉：部花青素(merocyanine)系、苯乙烯基(styryl)系、偶氮(azo)系、偶氮次甲基(azomethine)系、氧偶氮基(azoxy)系、喳酞酮(quinophthalone)系、蒽醌(anthraquinone)系、四嗪(tetrazine)系等。

5.　光學各向同性的高分子/液晶複合材料

本發明的第5態樣是包含式(1)所表示的化合物及手性劑的液晶組成物與高分子的複合材料，表現出光學各向同性。該光學各向同性的高分子/液晶複合材料可用於以光學各向同性液晶相所驅動的光元件。此種高分子/液晶複合材料例如是由如項[1]至項[30]所述之液晶組成物(液晶組成物CLC)及高分子所構成。

本發明的所謂「高分子/液晶複合材料」，只要是包含液晶材料及高分子化合物此兩者的複合材料，則並無特別限定，可為高分子的一部分或全部未溶解於液晶材料中的狀態，亦可為高分子與液晶材料出現相分離的狀態。此外，本說明書中，只要未特別提及，則向列相是指不包括手性向列相的狹義向列相。

本發明的較佳態樣的光學各向同性的高分子/液晶複合材料可在廣泛的溫度範圍內表現出光學各向同性液晶相。另外，本發明的較佳態樣的高分子/液晶複合材料的響應速度極其迅速。另外，本發明的較佳態樣的高分子/液晶複合材料可基於該些效果而適宜用於顯示元件等光元件等。

5.2　高分子

本發明的複合材料亦可將光學各向同性的液晶組成物、與預先聚合而獲得的高分子加以混合而製造，但較佳為藉由將成為高分子材料的低分子量單體、巨單體、寡聚物等(以下歸納而稱為「單體等」)及液晶組成物CLC混合後，在該混合物中進行聚合反應而製造。本案說明書中將包含單體等及液晶組成物的混合物稱為「聚合性單體/液晶混合物」。「聚合性單體/液晶混合物」中，可視需要，在不損及本發明效果的範圍內包含後述的聚合起始劑、硬化劑、觸媒、穩定劑、二色性色素或光致變色化合物等。例如，本案發明的聚合性單體/液晶混合物中，可視需要，相對於聚合性單體100重量份而包含0.1重量份～20重量份的聚合起始劑。

聚合溫度較佳為高分子/液晶複合材料表現出高透明性及各向同性的溫度。更佳為在單體與液晶材料的混合物表現出各向同性相或藍相的溫度下，且以各向同性相或光學各向同性液晶相來結束聚合。即，較佳為設為聚合後高分子/液晶複合材料實質上不散射比可見光線更長波長側的光且表現出光學各向同性的狀態的溫度。

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、巨單體、寡聚物，本說明書中所謂高分子的原料單體，是以包含低分子量的單體、巨單體、寡聚物等的含義來使用。另外，較佳為所獲得的高分子具有三維交聯結構的單體，因此，較佳為使用具有2個以上聚合性官能基作為高分子的原料單體的多官能性單體。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，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，若使單體中包含10 wt%以上的具有兩個以上具聚合性的官能基的單體，則本發明的複合材料中容易表現出高度的透明性及各向同性，因此較佳。

另外，為了獲得較佳的複合材料，高分子較佳為具有液晶元部位，可將具有液晶元部位的原料單作為高分子的原料單體而用於其一部分或全部。

5.2.1　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或二官能性單體在結構上並無特別限定，例如可列舉下述式(M1)或式(M2)所表示的化合物。

R^a-Y-(A^M-Z^M)_m1-A^M-Y-R^b　(M1)

R^b-Y-(A^M-Z^M)_m1-A^M-Y-R^b　(M2)

式(M1)中，R^a分別獨立地為氫、鹵素、-C≡N、-N=C=O、-N=C=S或碳數1～20的烷基，該些烷基中的任意的-CH₂-可經-O-、-S-、-CO-、-COO-或-OCO-所取代，該烷基中的任意的-CH₂-CH₂-可經-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-所取代，該些烷基中的任意的氫可經鹵素或-C≡N所取代。R^b分別獨立地為式(M3-1)～式(M3-7)的聚合性基。

較佳的R^a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，R^b分別獨立地為式(M3-1)～式(M3-7)的聚合性基。

此處，式(M3-1)～式(M3-7)中的R^d分別獨立地為氫、鹵素或碳數1～5的烷基，該些烷基中的任意的氫可經鹵素所取代。較佳的R^d為氫、鹵素及甲基。特佳的R^d為氫、氟及甲基。

另外，式(M3-2)、式(M3-3)、式(M3-4)、式(M3-7)較佳為以自由基聚合來聚合。式(M3-1)、式(M3-5)、式(M3-6)較佳為以陽離子聚合來聚合。由於均為活性聚合，故而若少量的自由基或陽離子活性種產生於反應系統內，則聚合開始。為了加速活性種的產生，可使用聚合起始劑。為了產生活性種，例如可使用光或熱。

式(M1)及式(M2)中，A^M分別獨立地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，但環中的-CH₂-可經-O-、-S-、-NH-或-NCH₃-所取代，環中的-CH=可經-N=所取代，環上的氫原子可經鹵素及碳數1～5的烷基或鹵化烷基所取代。較佳的A^M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，該些環中的任意的-CH₂-可經-O-所取代，任意的-CH=可經-N=所取代，該些環中的任意的氫可經鹵素、碳數1～5的烷基或碳數1～5的鹵化烷基所取代。

考慮到化合物的穩定性，和氧與氧鄰接的-CH₂-O-O-CH₂-相比，較佳為氧與氧不鄰接的-CH₂-O-CH₂-O-。對硫亦同樣。

該些中，特佳的A^M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。此外，上述1,4-伸環己基及1,3-二噁烷-2,5-二基的立體構型是反式構型優於順式構型。

2-氟-1,4-伸苯基與3-氟-1,4-伸苯基在結構上相同，因此後者未例示。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分別獨立地為單鍵或碳數1～20的伸烷基，該些伸烷基中的任意的-CH₂-可經-O-、-S-所取代，該烷基中的任意的-CH₂-CH₂-可經-CH=CH-、-C≡C-、-COO-或-OCO-所取代。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-R^a及-Y-R^b較佳為該些基團中不具有-O-O-、-O-S-、-S-O-或-S-S-。

式(M1)及式(M2)中，Z^M分別獨立地為單鍵、-(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Z^M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，是具有2個6員環等環的二環化合物。當m1為2及3時，分別為三環化合物及四環化合物。例如當m1為1時，2個A^M可相同，或者亦可不同。另外，例如當ml為2時，3個A^M(或者2個Z^M)可相同，或者亦可不同。對於m1為3～6時亦同樣。對於R^a、R^b、R^d、Z^M、A^M及Y亦同樣。

式(M1)所表示的化合物(M1)及式(M2)所表示的化合物(M2)即便包含比同位素相對豐度的量更多的²H(重氫)、¹³C等同位素，亦具有同樣的特性，因此可較佳使用。

化合物(M1)及化合物(M2)的尤佳例子為式(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)。該些化合物中，R^a、R^b、R^d、Z^M、A^M、Y及p的含義與本發明的態樣中記載的式(M1)及式(M2)中的含義相同。

對化合物(M1-1)～化合物(M1-41)及化合物(M2-1)～化合物(M2-27)中的下述部分結構進行說明。部分結構(a1)表示任意的氫經氟所取代的1,4-伸苯基。部分結構(a2)表示任意的氫可經氟取代的1,4-伸苯基。部分結構(a3)表示任意的氫可經氟或甲基中任一者所取代的1,4-伸苯基。部分結構(a4)表示9位的氫可經甲基所取代的茀。

可視需要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/液晶複合材料的光學各向同性最佳化，亦可使用具有液晶元部位且具有3個以上聚合性官能基的單體。具有液晶元部位且具有3個以上聚合性官能基的單體可適宜使用公知的化合物，例如(M4-1)～(M4-3)，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號中記載的化合物。其中，(M4-1)～(M4-3)中，R^b、Za、Y及(F)表示與上述相同的含義。

5.2.2　不具有液晶元部位且具有具聚合性的官能基的單體

不具有液晶元部位且具有具聚合性的官能基的單體例如可列舉：碳數1～30的直鏈或分枝丙烯酸酯、碳數1～30的直鏈或分枝二丙烯酸酯，具有三個以上聚合性官能基的單體可列舉：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，但並不限定於該些單體。

5.2.3　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，例如進行光自由基聚合、熱自由基聚合、光陽離子聚合等。

光自由基聚合中可使用的光自由基聚合起始劑的例子為：DAROCUR(註冊商標)1173及DAROCUR4265(均為商品名，Ciba Specialty Chemicals(股))，IRGACURE(註冊商標)184、IRGACURE 369、IRGACURE 500、IRGACURE 651、IRGACURE 784、IRGACURE 819、IRGACURE 907、IRGACURE 1300、IRGACURE 1700、IRGACURE 1800、IRGACURE 1850及IRGACURE 2959(均為商品名，Ciba Specialty Chemicals(股))等。

熱自由基聚合中可使用的藉由熱的自由基聚合的較佳起始劑的例子為：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(dimethyl 2,2'-azobisisobutyrate，MAIB)、二第三丁基過氧化物(di-t-butyl peroxide，DTBPO)、偶氮雙異丁腈(azobisisobutyronitrile，AIBN)、偶氮雙環己烷甲腈(azobiscyclohexanecarbonitrile，ACN)等。

光陽離子聚合中可使用的光陽離子聚合起始劑可列舉二芳基錪鹽(diaryliodonium salt，以下稱為「DAS」)、三芳基鋶鹽(triarylsulfonium salt，以下稱為「TAS」)等。

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。

DAS中，亦可藉由添加，噻噸酮(thioxanthone)、吩噻嗪(phenothiazine)、氯噻噸酮(chlorothioxanthone)、氧雜蒽酮(xanthone)、蒽、二苯基蒽、紅螢烯(rubrene)等光增感劑來提高感度。

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商品名的例子為：Cyracure(註冊商標)UVI-6990、Cyracure UVI-6974、Cyracure UVI-6992(分別為商品名，UCC(股))，Adeka Optomer SP-150、Adeka Optomer SP-152、Adeka Optomer SP-170、Adeka Optomer SP-172(分別為商品名，(股)ADEKA)，Rhodorsil Photoinitiator 2074(商品名，RhodiaJapan(股))，IRGACURE(註冊商標)250(商品名，Ciba Specialty Chemicals(股))，UV-9380C(商品名，GE Toshiba Silicone(股))等。

5.2.4　硬化劑等

構成本發明的複合材料的高分子的製造中，除了上述單體等及聚合起始劑以外，進而亦可添加1種或2種以上的其他較佳成分，例如硬化劑、觸媒、穩定劑等。

硬化劑可使用通常作為環氧樹脂的硬化劑來使用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、酚醛樹脂系硬化劑、咪唑系硬化劑、酸酐系硬化劑等。胺系硬化劑的例子可列舉：二伸乙基三胺、三伸乙基四胺、四伸乙基五胺、間苯二甲胺、三甲基六亞甲基二胺、2-甲基五亞甲基二胺、二乙基胺基丙基胺等脂肪族聚胺，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、降冰片烯二胺、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、間伸苯基二胺等芳香族聚胺等。

酚醛樹脂系硬化劑的例子可列舉苯酚酚醛樹脂、雙酚酚醛樹脂等。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-偏苯三甲酸鹽等。

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、甲基環己烯四甲酸二酐、鄰苯二甲酸酐、偏苯三甲酸酐、均苯四甲酸酐、二苯甲酮四甲酸二酐等。

另外，亦可進而使用為了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。硬化促進劑例如可列舉：苄基二甲基胺、三(二甲基胺基甲基)苯酚、二甲基環己基胺等三級胺類，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，四苯基溴化鏻等四級鏻鹽類，1,8-二氮雜雙環[5.4.0]十一烯-7等或其有機酸鹽等二偶氮雙環烯烴類，四乙基溴化銨、四丁基溴化銨等四級銨鹽類，三氟化硼、三苯基硼酸鹽等硼化合物等。該些硬化促進劑可單獨或者將2種以上混合使用。

另外，例如為了防止儲存中的不期望的聚合，較佳為添加穩定劑。可使用業者所知的所有化合物作為穩定劑。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 hydroxy toluene，BHT)等。

5.3　液晶組成物等的含有率

本發明的高分子/液晶複合材料中的液晶組成物的含有率只要是複合材料可表現出光學各向同性液晶相的範圍，則較佳為儘量為高含有率。其原因在於，液晶組成物的含有率高，則本發明的複合材料的電致雙折射值變大。

本發明的高分子/液晶複合材料中，相對於複合材料，液晶組成物的含有率較佳為60 wt%～99 wt%，尤佳為60 wt%～95 wt%，特佳為65 wt%～95 wt%。相對於複合材料，高分子的含有率較佳為1 wt%～40 wt%，尤佳為5 wt%～40 wt%，特佳為5 wt%～35 wt%。

5.4　其他成分

本發明的高分子/液晶複合材料亦可在不損及本發明效果的範圍內包含例如二色性色素、光致變色化合物。

以下，藉由實例來對本發明進行更詳細的說明，但本發明不受該些實例的限制。此外，只要無特別說明，則「%」是指「wt%」。

6　光元件

本發明的第6態樣是包含液晶組成物或高分子/液晶複合材料(以下，有時將本發明的液晶組成物及高分子/液晶複合材料總稱為液晶媒體)的以光學各向同性液晶相所驅動的光元件。

不施加電場時，液晶媒體為光學各向同性，但若施加電場，則液晶媒體產生光學各向異性，可利用電場來光調變。

液晶顯示元件的結構例可列舉：如圖1所示，梳型電極基板的電極是自左側延伸的電極1與自右側延伸的電極2交替配置的結構。於在電極1與電極2之間存在電位差的情況，可在如圖1所示的梳型電極基板上提供上方向與下方向的2個方向的電場存在的狀態。

[實例]

所得的化合物是根據¹H-核磁共振(¹H-nuclear magnetic resonance，¹H-NMR)分析所獲得的核磁共振光譜、氣相層析法(gas chromatography，GC)分析所獲得的氣相層析圖等來鑑定，因此首先對分析方法進行說明。

¹H-NMR分析：測定裝置是使用DRX-500(Bruker BioSpin(股)公司製造)。測定是將實例等中製造的樣品溶解於CDCl₃等樣品可溶的重氫化溶劑中，於室溫下以500 MHz、累計次數為24次的條件進行。此外，所得的核磁共振光譜的說明中，s是指單重峰，d是指雙重峰，t是指三重峰，q是指四重峰，m是指多重峰。另外，化學位移δ值的零點的基準物質是使用四甲基矽烷(tetramethyl silane，TMS)。

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25 m，內徑為0.22 mm，膜厚為0.25 μm；固定液相為二甲基聚矽氧烷；無極性)。載體氣體是使用氦氣，流量調整為1 ml/min。將試料氣化室的溫度設定為300℃，將檢測器(火焰離子檢測器，flame ionization detector，FID)部分的溫度設定為300℃。

試料是溶解於甲苯中，製備成1 wt%的溶液，將所得的溶液1 μl注入至試料氣化室中。

記錄計是使用島津製作所製造的C-R6A型Chromatopac或其同等品。所得的氣相層析圖中顯示與成分化合物對應的峰值的保持時間及波峰的面積值。

此外，試料的稀釋溶劑例如可使用氯仿、己烷。另外，管柱亦可使用Agilent Technologies Inc.製造的毛細管柱DB-1(長度為30 m，內徑為0.32 mm，膜厚為0.25 μm)、Agilent Technologies Inc.製造的HP-1(長度為30 m，內徑為0.32 mm，膜厚為0.25 μm)、Restek Corporation製造的Rtx-1(長度為30 m，內徑為0.32 mm，膜厚為0.25 μm)、SGE International Pty. Ltd製造的BP-1(長度為30 m，內徑為0.32 mm，膜厚為0.25 μm)等。

氣相層析圖中的波峰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百分率與分析樣品的各波峰的面積百分率不完全相同，但於本發明中使用上述管柱的情況，由於實質上修正係數為1，故而分析樣品中的成分化合物的重量百分率與分析樣品中的各波峰的面積百分率大致對應。其原因在於，成分的液晶化合物中的修正係數並無大的差異。為了根據氣相層析圖來更正確地求出液晶組成物中的液晶化合物的組成比，而使用藉由氣相層析圖的內部標準法。對經正確秤量一定量的各液晶化合物成分(被檢成分)及成為基準的液晶化合物(基準物質)同時進行氣相層析測定，預先算出所得被檢成分的波峰與基準物質的波峰的面積比的相對強度。若使用各成分相對於基準物質的波峰面積的相對強度來修正，則可根據氣相層析分析來更正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料

作為測定液晶化合物的物性值的試料，有將化合物其本身作為試料的情況、將化合物與母液晶混合而作為試料的情況此2種。

於使用將化合物與母液晶混合而成的試料的後者情況，是利用以下方法進行測定。首先，將所得的液晶化合物15 wt%與母液晶85 wt%加以混合而製作試料。接著，根據所得的試料的測定值，依據基於下述計算式的外推法來計算出外推值。將該外推值作為該化合物的物性值。

〈外推值〉=(100×〈試料的測定值〉-〈母液晶的重量百分率〉×〈母液晶的測定值〉)/〈液晶化合物的重量百分率〉

即便液晶化合物與母液晶的比例為上述比例，亦於層列相或結晶在25℃下析出的情況，將液晶化合物與母液晶的比例以10 wt%：90 wt%、5 wt%：95 wt%、1 wt%：99 wt%的順序變更，以層列相或結晶在25℃下不析出的組成來測定試料的物性值，依據上述式來求出外推值，將其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%)為如下所述。

母液晶A：

液晶化合物等的物性值的測定方法

物性值的測定是利用後述方法來進行。該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中記載的方法或將其修飾而成的方法。另外，用於測定的TN元件並未安裝TFT。

測定值中，於將液晶化合物其本身作為試料的情況，將所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料的情況，將外推法中獲得的值記載為實驗資料。

相結構及相轉移溫度(℃)：利用以下(1)及(2)的方法進行測定。

(1)於具備偏光顯微鏡的熔點測定裝置的加熱板(Mettler公司，FP-52型加熱台)上放置化合物，一邊以3℃/min的速度加熱一邊以偏光顯微鏡觀察相狀態及其變化，來確定液晶相的種類。

(2)使用Perkin Elmer公司製造的掃描熱量計DSC-7系統或Diamond DSC系統，以3℃/min的速度升降溫，藉由外推來求出伴隨試料的相變化的吸熱波峰或發熱波峰的起始點(on set)，來決定相轉移溫度。

以下，結晶表示為K，於進一步區分結晶的情況，分別表示為K₁或K₂。另外，層列相表示為Sm，向列相表示為N。液體(各向同性)表示為I。層列相中，於區分層列B相或層列A相的情況，分別表示為SmB或SmA。BP表示藍相或光學各向同性液晶相。2相的共存狀態有時以(N^*+I)、(N^*+BP)的形式表述。具體而言分別為，(N^*+I)表示非液晶各向同性相與手性向列相共存的相，(N^*+BP)表示BP相或光學各向同性液晶相與手性向列相共存的相。Un表示不為光學各向同性的未確認的相。作為相轉移溫度的表述，例如所謂「K 50.0 N 100.0 I」，表示由結晶至向列相的相轉移溫度(KN)為50.0℃，由向列相至液體的相轉移溫度(NI)為100.0℃。其他表述亦同樣。

向列相的上限溫度(T_NI；℃)：於具備偏光顯微鏡的熔點測定裝置的加熱板(Mettler公司，FP-52型加熱台)上放置試料(液晶化合物與母液晶的混合物)，一邊以1℃/min的速度加熱一邊觀察偏光顯微鏡。將試料的一部分由向列相變化為各向同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僅簡稱為「上限溫度」。

低溫相容性：製作將母液晶與液晶化合物以液晶化合物成為20 wt%、15 wt%、10 wt%、5 wt%、3 wt%及1 wt%的量的方式混合而成的試料，將試料放入玻璃瓶中。將該玻璃瓶在-10℃或-20℃的冷凍器中保管一定期間後，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型黏度計來測定液晶化合物與母液晶的混合物。

折射率各向異性(Δn)：測定是在25℃的溫度下，使用波長589 nm的光，利用在接目鏡上安裝有偏光板的阿貝折射計來進行。將主稜鏡的表面向一方向摩擦後，將試料(液晶化合物與母液晶的混合物)滴下於主稜鏡上。折射率(n∥)是在偏光的方向與摩擦的方向平行時測定。折射率(n⊥)是在偏光的方向與摩擦的方向垂直時測定。折射率各向異性(Δn)的值是根據Δn=n∥-n⊥的式子來計算出。

介電各向異性(Δε；於25℃下測定)：於2片玻璃基板的間隔(間隙)約為9 μm、且扭轉角為80度的液晶單元中放入試料(液晶化合物與母液晶的混合物)。對該單元施加20伏特，測定液晶分子的長軸方向的介電常數(ε∥)。施加0.5伏特，測定液晶分子的短軸方向的介電常數(ε⊥)。介電各向異性的值是根據Δε=ε∥-ε⊥的式子來計算出。

間距(P；於25℃下測定：nm)

間距長是使用選擇反射來測定(液晶便覽第196頁，2000年發行，丸善)。關於選擇反射波長λ，關係式<n>p/λ=1成立。此處，<n>表示平均折射率，是由下式獲得。<n>={(n_∥ ²+n_⊥ ²)/2}^1/2。選擇反射波長是以顯微分光光度計(日本電子(股)，商品名MSV-350)來測定。藉由將所得的反射波長除以平均折射率而求出間距。在比可見光更長波長區域具有反射波長的膽固醇液晶的間距，在光學活性化合物濃度低的區域與光學活性化合物的濃度的倒數成比例，因此測定數點在可見光區域具有選擇反射波長的液晶的間距長，利用直線外推法來求出。「光學活性化合物」相當於本發明中的手性劑。

[實例1]

化合物(S1)的合成

(式(1-1-2i)中，R^1a為C₄H₉，R^1b為氫，L¹為氫，L²、L³及L⁴為氟，Y¹為-CF₃的化合物。)

首先，下述列出中間原料的化合物(S1-03)及化合物(S1-07)的合成流程。

(第1-1段)化合物(S1-03)的合成

於氮氣流下，將1-溴-3-氟-4-碘苯(S1-01)(21.5 g，71.6 mmol)、3,5-二氟-苯基硼酸(S1-02)(11.3 g，71.6 mmol)、二氯(雙三苯基膦)鈀(0.503 g，0.716 mmol)、三苯基膦(0.375 g，1.43 mmol)、碳酸鉀(14.8 g，107 mmol)、四丁基溴化銨(5.71 g，17.9 mmol)、乙醇(100 mL)及甲苯(100 mL)的混合溶液，於80℃下加熱攪拌6小時。將反應液倒入水中，利用甲苯(300 mL)萃取2次，以水清洗3次後，將有機相減壓濃縮。其後，利用矽膠管柱層析法(溶劑：庚烷)將殘渣純化，獲得化合物(S1-03)(15.8 g，55.1 mmol，產率：77%)。

(第1-2段)化合物(S1-06)的合成

於氮氣流下，向2-甲基-己酸(S1-04)(54.1 g，413 mmol)的甲醇(150 mL)溶液中添加98%濃硫酸(1.0 mL)，於70℃下加熱攪拌2小時。將反應液倒入水中，利用二乙醚(300 mL)萃取2次，以碳酸氫鈉水清洗1次，以水清洗3次後，將有機相在常壓下濃縮，獲得化合物(S1-05)(42.6 g，296 mmol，產率：72%)。

於氮氣流下，向氫化鋰鋁(lithium aluminum hydride，LAH)(7.88 g，207 mmol)及THF(50 mL)的混合液中，於0℃～10℃下緩緩滴下先前獲得的化合物(S1-05)(42.6 g，296 mmol)/THF(150 mL)溶液，於上述溫度下攪拌2小時。向反應液中於0℃下滴下添加1N-硫酸水溶液後，倒入水中，利用乙酸乙酯(500 mL)進行萃取，以水清洗3次後，將有機相在常壓下濃縮，獲得化合物(S1-06)(33.6 g，290 mmol，產率：98%)。

(第1-3段)化合物(S1-07)的合成

於氮氣流下，向前段所得的化合物(S1-06)(30.0 g，259 mmol)、三苯基膦(84.8 g，323 mmol)的二氯甲烷(200 mL)的混合溶液中，於0℃下緩慢滴下四溴化碳(129 g，388 mmol)/二氯甲烷溶液，於常溫下攪拌30分鐘。將反應液倒入水中，添加二氯甲烷(500 mL)，以水清洗3次後，將有機相於常壓下濃縮。利用矽膠管柱層析法(溶劑：正戊烷)將殘渣純化，獲得化合物(S1-07)(33.4 g，186 mmol，產率：72%)。

接著，使用所得的化合物(S1-03)及化合物(S1-07)，依據下述流程來合成化合物(S1)。

(第1-4段)化合物(S1-08)的合成

於氮氣流下，向鎂(3.39 g，140 mmol)及THF(10 mL)的混合液中，緩緩滴下前段所得的化合物(S1-07)(25.0 g，140 mmol)/THF(100 mL)溶液，一邊將系統內保持在20℃～30℃，一邊製備格任亞試劑。於另一容器中，準備第1-1段中獲得的化合物(S1-03)(26.7 g，93.1 mmol)、二氯{雙(二苯基膦基)二茂鐵}鈀(0.760 g，0.931 mmol)及THF(200 mL)的混合溶液，於30℃下緩緩滴下先前獲得的格任亞試劑，於50℃下加熱攪拌6小時。將反應液倒入1N-HCl水溶液中，利用甲苯(400 mL)萃取2次，以水清洗3次，以碳酸氫鈉水清洗1次後，將有機相減壓濃縮。利用矽膠管柱層析法(溶劑：正庚烷)將殘渣純化，獲得化合物(S1-08)(24.5 g，80.0 mmol，產率：86%)。

(第1-5段)化合物(S1-09)的合成

於氮氣流下，向前段所得的化合物(S1-08)(24.5 g，80.0 mmol)的THF(150 mL)溶液中，於-60℃下緩緩滴下正丁基鋰/己烷溶液(1.67 mol/L)(52.7 mL，88.1 mmol)，於上述溫度下攪拌1小時。進而，向系統內緩緩滴下碘(22.3 g，88.1 mmol)/THF(100 mL)溶液，於上述溫度下攪拌2小時。將反應液倒入水中，利用甲苯(300 mL)萃取2次，以水清洗3次，以硫代硫酸鈉水溶液清洗1次後，將有機相減壓濃縮。利用矽膠管柱層析法(溶劑：正庚烷)將殘渣純化，獲得化合物(S1-09)(27.6 g，63.9 mmol，產率：80%)。

(第1-6段)化合物(S1-10)的合成

於氮氣流下，將前段所得的化合物(S1-09)(27.6 g，63.9 mmol)、3,5-二氟苯基硼酸(10.6 g，67.1 mmol)、碳酸鉀(35.3 g，256 mmol)、四(丁基銨)溴化物(6.17 g，19.2 mmol)的甲苯(100 mL)/乙醇(100 mL)/水(10 mL)的混合溶液，於70℃下加熱攪拌3小時。將反應液倒入水中，添加甲苯(300 mL)，以水清洗3次，以碳酸氫鈉水清洗1次後，將有機相減壓濃縮。利用矽膠管柱層析法(溶劑：正庚烷)將殘渣純化，獲得化合物(S1-10)(23.5 g，56.2 mmol，產率：88%)。

(第1-7段)化合物(S1-11)的合成

於氮氣流下，向前段所得的化合物(S1-10)(23.2 g，55.5 mmol)的THF(150 mL)溶液中，於-40℃下緩緩滴下正丁基鋰/己烷溶液(1.67 mol/L)(34.9 mL，58.3 mmol)，於上述溫度下攪拌1小時。接著，於上述溫度下向系統內緩緩滴下二溴二氟甲烷(12.8 g，61.1 mmol)/THF(50 mL)溶液，一邊慢慢恢復至常溫一邊攪拌1小時。將反應液倒入水中，利用甲苯(300 mL)進行萃取，以水清洗3次後，將有機相減壓濃縮。利用矽膠管柱層析法(溶劑：甲苯/正庚烷=1/5(體積比))將殘渣純化，獲得化合物(S1-11)與化合物(S1-11')的混合物(27.6 g(75%)，37.8 mmol，產率：68%)。下一反應中將混合物直接使用。

(第1-8段)化合物(S1)的合成

於氮氣流下，將前段所得的化合物(S1-11)與化合物(S1-11')的混合物(5.00 g(75%)，6.40 mmol)、碳酸鉀(1.85 g，13.4 mmol)、四丁基溴化銨(0.206 g，0.640 mmol)的DMF(50 mL)混合溶液，於40℃下加熱攪拌30分鐘。其後，向系統內緩緩添加3,5-二氟-4-三氟甲基苯酚(S1-12)(1.33 g，6.72 mmol)，於80℃下加熱攪拌5小時。將反應液倒入水中，利用甲苯(100 mL)進行萃取，以水清洗3次，以碳酸氫鈉水清洗2次後，將有機相減壓濃縮。將殘渣藉由矽膠管柱層析法(溶劑：甲苯/正庚烷=1/5(體積比))、進而再結晶過濾(溶劑：乙醇/乙酸乙酯=1/1(體積比))來純化，獲得最終目標物的化合物(S1)(1.50 g，2.26 mmol，產率：35%)。該化合物的相轉移溫度(℃)為C‧72.8(SmA‧56.9‧N‧69.1)‧1。

¹H-NMR(CDCl₃):δ(ppm) 0.893(d,3H),0.905(t,3H),1.02-1.37(m,6H),1.75(m,1H),2.40(dd,1H),2.69(dd,1H),6.98-7.05(m,4H),7.22(d,2H),7.26(d,2H),7.36(dd,1H)

¹⁹F-NMR(CDCl₃):δ(ppm)-56.8(t,3F),-62.5(t,2F),-108.8(m,2F),-111.3(dt,2F),-114.7(d,2F),-118.7(dd,1F)

液晶化合物(S1)的物性

將上述記載為母液晶A的4種化合物加以混合，製備具有向列相的母液晶A。該母液晶A的物性為如下所述。

上限溫度(T_NI)=71.7℃；介電各向異性(Δε)=11.0；折射率各向異性(Δn)=0.137。

製備包含85 wt%的母液晶A及15 wt%的實例1中獲得的化合物(S1)的液晶組成物AS1。測定所得液晶組成物AS1的物性值，外推出測定值，藉此算出液晶化合物(S1)的物性的外推值。其值為如下所述。

上限溫度(T_NI)=35.0℃；介電各向異性(Δε)=57.4；折射率各向異性(Δn)=0.144。

根據上述情況可知，液晶化合物(S1)是除了表現出低熔點以外，具有與其他液晶化合物的優異相容性，且介電各向異性(Δε)及折射率各向異性(Δn)大的化合物。

[實例2]

化合物(S2)的合成

(式(1-1-2i)中，R^1a為C₄H₉，R^1b為CH₃、L¹為氫，L²、L³及L⁴為氟，Y¹為-CF₃的化合物。)

1-溴-3-乙基庚烷(S2-07)已有市售。列出化合物(S2)的合成流程。

(第2-1段)化合物(S2-08)的合成

藉由進行與實例1的(第1-4段)相同的操作，使用化合物(S2-07)(5.04 g，26.1 mmol)，進行相同的操作，而獲得化合物(S2-08)(4.64 g，14.5 mmol，產率：55%)。

(第2-2段)化合物(S2)的合成

藉由進行與實例1的(第1-5段)～(第1-8段)相同的操作，由前段所得的化合物(S2-08)(4.64 g，14.5 mmol)而獲得化合物(S2)(1.20 g，1.77 mmol，整體產率：12%)。該化合物的相轉移溫度(℃)為C‧64.5‧I。

¹H-NMR(CDCl₃): δ(ppm) 0.897(d,3H),0.902(t,3H),1.25-1.36(m,8H),1.61(m,1H),2.58(m,2H),6.98-7.06(m,4H),7.22(d,2H),7.26(d,2H),7.35(dd,1H)

¹⁹F-NMR(CDCl₃): δ(ppm)-56.8(t,3F),-62.5(t,2F),-108.8(m,2F),-111.2(dt,2F),-114.8(d,2F),-118.7(dd,1F)

[實例3]

化合物(S3)的合成

(式(1-1-1i)中，R^1a為C₄H₉，R^1b為氫，L¹為氫，L²、L³及L⁴為氟，Y¹為-CF₃的化合物。)

依據下述流程來合成化合物(S3)。

(第3-1段)化合物(S3-03)的合成

於氮氣流下，向羧酸衍生物(S3-01)(30.0 g，195 mmol)的甲苯(100 mL)溶液中添加吡啶(0.3 mL)，一邊將系統內保持在40℃～50℃，一邊緩緩添加亞硫醯氯(25.5 g，214 mmol)，於上述溫度下加熱攪拌30分鐘。將反應液直接減壓濃縮而獲得化合物(S3-02)(32.0 g，185 mmol)。

於氮氣流下，向前段所得的化合物(S3-02)(32.0 g，185 mmol)、乙醯丙酮鐵(III)(0.960 g)的THF(250 mL)溶液中，於-30℃下緩緩滴下正丁基溴化鎂/THF溶液(0.91 mol/L)(224 mL，204 mmol)，於上述溫度下攪拌3小時。將反應液倒入1N-HCl水溶液中，利用甲苯(600 mL)進行萃取，以水清洗3次，以碳酸氫鈉水清洗1次，將有機相減壓濃縮。利用矽膠管柱層析法(溶劑：甲苯/正庚烷=1/1(體積比))將殘渣純化，獲得化合物(S3-03)(25.0 g，128 mmol，產率：66%)。

(第3-2段)

於氮氣流下，向前段所得的化合物(S3-03)(20.2 g，104 mmol)的甲苯(100 mL)溶液中，於-10℃～0℃下緩緩滴下Tebbe試劑(0.5 mol/L)(250 mL，125 mmol)，於0℃下攪拌20小時。將反應液倒入水中，添加二乙醚(100 mL)，以水清洗3次，將有機相減壓濃縮。利用矽膠管柱層析法(溶劑：正庚烷)將殘渣純化，獲得化合物(S3-04)(9.00 g，47 mmol，產率：45%)。

(第3-3段)

於氮氣流下，向前段所得的化合物(S3-04)(1.40 g，7.29 mmol)的THF(50 mL)溶液中，於-60℃下緩緩滴下第二丁基鋰/環己烷溶液(1.07 mol/L)(14.0 mL，14.9 mmol)，於上述溫度下攪拌1小時。接著，緩緩滴下碘(2.04 g，8.02 mmol)/THF(10 mL)溶液，一邊慢慢恢復至常溫一邊攪拌1小時。將反應液倒入水中，利用甲苯(100 mL)進行萃取，以水清洗3次，以硫代硫酸鈉水溶液清洗2次，將有機相減壓濃縮。利用矽膠管柱層析法(溶劑：正庚烷)將殘渣純化，獲得化合物(S3-05)(1.80 g，5.92 mmol，產率：81%)。

(第3-4段)

於氮氣流下，將前段所得的化合物(S3-05)(1.80 g，5.92 mmol)、3,5-二氟苯基硼酸(S1-02)(0.982 g，6.22 mmol)、碳酸鉀(3.27 g，23.7 mmol)、四丁基溴化銨(0.191 g，0.592 mmol)及Pd/C(NX類型)(0.10 g)的乙醇(10 mL)/甲苯(10 mL)溶液，於70℃下加熱攪拌3小時。將反應液倒入水中，添加甲苯(100 mL)，以水清洗3次，以碳酸氫鈉水清洗1次，將有機相減壓濃縮。利用矽膠管柱層析法(溶劑：正庚烷)將殘渣純化，獲得化合物(S3-06)(1.40 g，4.60 mmol，產率：78%)。

(第3-5段)

藉由進行與實例1的(第1-5段)～(第1-8段)完全相同的操作，而由前段所得的化合物(S3-06)(1.40 g，4.60 mmol)來獲得化合物(S3)(0.40 g，0.604 mmol，整體產率：13%)。該化合物的相轉移溫度(℃)為C‧59.2‧I。

¹H-NMR(CDCl₃):δ(ppm) 0.905(t,3H),1.31(m,2H),1.44(m,2H),2.00(t,2H),3.38(s,2H),4.79(s,1H),4.90(d,1H),7.00(d,2H),7.05(dd,1H),7.09(dd,1H),7.22(d,2H),7.27(d,2H),7.38(dd,1H)

¹⁹F-NMR(CDCl₃):δ(ppm)-56.8(t,3F),-62.5(t,2F),-108.8(m,2F),-111.2(dt,2F),-114.7(d,2F),-118.4(dd,1F)

液晶化合物(S3)的物性

製備包含85 wt%的母液晶A及15 wt%的實例3中獲得的化合物(S3)的液晶組成物AS3。測定所得液晶組成物AS3的物性值，外推出測定值，藉此算出液晶化合物(S3)的物性的外推值。其值為如下所述。

上限溫度(T_NI)=-9.60℃；介電各向異性(Δε)=49.7；折射率各向異性(Δn)=0.124。

根據上述情況可知，液晶化合物(S3)是除了表現出低熔點以外，具有與其他液晶化合物的優異相容性，且介電各向異性(Δε)及折射率各向異性(Δn)大的化合物。

[實例4]

化合物(S4)的合成

(式(1-1-1i)中，R^1a為CH₃，R^1b為氫，L¹為氫，L²、L³及L⁴為氟，Y¹為-CF₃的化合物。)

依據下述流程來合成化合物(S4)。

(第4-1段)

以實例1的(第3-1段)中獲得的化合物(S3-02)(3.38 g，19.6 mmol)為起始原料，於(第3-2段)中，使用甲基溴化鎂代替丁基溴化鎂，除此以外進行完全相同的操作，藉此獲得化合物(S4-03)(2.08 g，13.7 mmol，產率：70%)。

(第4-2段)

藉由進行與實例3的(第3-3段)～(第3-5段)完全相同的操作，而由前段所得的化合物(S4-03)(2.08 g，13.7 mmol)來獲得化合物(S4-06)(1.83 g，7.00 mmol，整體產率：51%)。

(第4-3段)

藉由進行與實例1的(第1-5段)～(第1-8段)完全相同的操作，而由前段所得的化合物(S4-06)(1.83 g，7.00 mmol)來獲得化合物(S4)(0.890 g，1.47 mmol，整體產率：21%)。該化合物的相轉移溫度(℃)為C‧89.4‧C‧93.0‧I。

¹H-NMR(CDCl₃): δ(ppm) 1.72(s,3H),3.37(s,2H),4.80(d,1H),4.90(s,1H),7.00(d,2H),7.06(dd,1H),7.09(dd,1H),7.22(d,2H),7.27(d,2H),7.38(dd,1H)

¹⁹F-NMR(CDCl₃): δ(ppm)-56.7(t,3F),-62.4(t,2F),-108.7(m,2F),-111.2(dt,2F),-114.5(d,2F),-118.3(dd,1F)

[實例5]

化合物(S5)的合成

(式(1-2-2f)中，R^1a為C₄H₉，R^1b為氫，L¹為氫，L²、L³、L⁴及L⁵為氟，Y¹為氟的化合物。)

依據下述流程來合成化合物(S5)。

以實例1的(第1-7段)中獲得的化合物(S1-11)與化合物(S1-11')的混合物(4.00 g(75%)，5.48 mmol)作為起始原料，於(第1-8段)中，使用化合物(S5-01)(1.39 g，5.76 mmol)代替化合物(S1-12)，除此以外，利用完全相同的方法，獲得化合物(S5)(1.20 g，1.69 mmol，整體產率：29%)。該化合物的相轉移溫度(℃)為C‧77.4‧N‧165.0‧I。

¹H-NMR(CDCl₃):δ(ppm) 0.894(d,3H),0.905(t,3H),1.19-1.40(m,6H),1.76(m,1H),2.41(dd,1H),2.69(dd,1H),6.99(d,1H),7.04(d,1H),7.15-7.29(m,8H),7.37(m,2H)

¹⁹F-NMR(CDCl₃):δ(ppm)-61.8(t,2F),-111.3(dt,2F),-111.4(d,2F),-114.9(dd,1F),-118.7(dd,1F),-134.7(dd,2H),-161.7(tt,1H)

液晶化合物(S5)的物性

將上述記載為母液晶A的4種化合物加以混合，製備具有向列相的母液晶A。該母液晶A的物性為如下所述。

上限溫度(T_NI)=71.7℃；介電各向異性(Δε)=11.0；折射率各向異性(Δn)=0.137。

製備包含85 wt%的母液晶A及15 wt%的實例5中獲得的化合物(S5)的液晶組成物AS5。測定所得液晶組成物AS5的物性值，外推出測定值，藉此算出液晶化合物(S5)的物性的外推值。其值為如下所述。

上限溫度(T_NI)=91.0℃；介電各向異性(Δε)=52.9；折射率各向異性(Δn)=0.190。

根據上述情況可知，液晶化合物(S5)是除了表現出低熔點以外，具有與其他液晶化合物的優異相容性，且介電各向異性(Δε)及折射率各向異性(Δn)大的化合物。

[實例6]

化合物(S6)的合成

(式(1-2-2f)中，R^1a為C₄H₉，R^1b為氫，L¹為氫，L²、L³、L⁴及L⁵為氟，Y¹為-CF₃的化合物。)

依據下述流程來合成化合物(S6)。

以實例5的(第1-7段)中獲得的化合物(S1-11)與化合物(S1-11')的混合物(4.00 g(75%)，5.48 mmol)為起始原料，於(第1-8段)中，使用化合物(S6-01)(1.57 g，5.37 mmol)代替化合物(S1-12)，除此以外，利用完全相同的方法，獲得化合物(S6)(1.05 g，1.38 mmol，整體產率：26%)。該化合物的相轉移溫度(℃)為C‧116.4‧SmA‧135.2‧N‧169.1‧I。

¹H-NMR(CDCl₃): δ(ppm) 0.891(d,3H),0.907(t,3H),1.16-1.40(m,6H),1.76(m,1H),2.41(dd,1H),2.69(dd,1H),6.99(dd,1H),7.04(dd,1H),7.21-7.28(m,8H),7.37(t,1H),7.45(t,1H)

¹⁹F-NMR(CDCl₃): δ(ppm) -56.8(t,3F),-61.8(t,2F),-111.1(m,2F),-111.3(dt,2F),-114.1(dd,1F),-114.8(d,2H),-118.7(dd,1H)

[實例7]

化合物(S7)的合成

(式(1-1-2i)中，R^1a為乙基，R^1b為氫，L¹為氫，L²、L³及L⁴為氟，Y¹為-CF₃的化合物。)

依據下述流程來合成化合物(S7)。

藉由進行與實例1相同的操作，而由化合物(S7-01)來獲得化合物(S7)(2.50 g，3.93 mmol，產率：11%)。該化合物的相轉移溫度(℃)為C‧84.5(N‧69.9)‧I。

¹H-NMR(CDCl₃): δ(ppm) 0.893(d,3H),0.939(t,3H),1.02-1.25(m,1H),1.38-1.46(m,1H),1.67-1.72(m,.1H),2.42(dd,1H),2.69(dd,1H),6.98-7.06(m,4H),7.22(d,2H),7.26(d,2H),7.36(dd,1H)

¹⁹F-NMR(CDCl₃): δ(ppm) -56.8(t,3F),-62.5(t,2F),-108.8(m,2F),-111.2(dt,2F),-114.7(d,2F),-118.7(dd,1F)

[實例8]

化合物(S8)的合成

(式(1-2-3f)中,R^1a為C₃H₇，R^1b為氫，L¹為氫，L²、L³、L⁴及L⁵為氟，Y¹為氟的化合物。)

依據下述流程來合成化合物(S8)。

藉由進行與實例1的(第1-1段)～(第1-7段)相同的操作，而由化合物(S8-01)來獲得化合物(S8-06)(7.0 g，12.8 mmol)。

接著，藉由進行與實例5相同的操作，而由化合物(S8-04)來獲得化合物(S8)(3.17 g，4.48 mmol，產率：35%)。該化合物的相轉移溫度(℃)為C‧95.5‧SA‧102.2‧N‧153.1‧I。

¹H-NMR(CDCl₃): δ(ppm) 0.902(t,3H),0.950(d,3H),1.16-1.51(m,6H),1.63-1.67(m,1H),2.60-2.73(m,2H),7.03(dd,1H),7.08(dd,1H),7.16-7.26(m,8H),7.36(dd,1H),7.39(dd,1H)

¹⁹F-NMR(CDCl₃): δ(ppm)-61.7(t,2F),-111.2(dt,2F),-114.7(d,2F),-114.9(dd,1F),-118.5(dd,1F),-134.7(dd,2F),-161.8(tt,1F)

[實例9]

化合物(S9)的合成

(式(1-2-5f)中，R^1a為乙基，R^1b為氫，L¹為氫，L²、L³、L⁴及L⁵為氟，Y¹為氟的化合物。)

依據下述流程來合成化合物(S9)。

藉由進行與實例1的(第1-1段)～(第1-7段)相同的操作，而由化合物(S9-01)來獲得化合物(S9-06)(7.5 g，13.7 mmol)。

接著，藉由進行與實例5相同的操作，而由化合物(S8-04)來獲得化合物(S8)(3.55 g，5.01 mmol，產率：36%)。該化合物的相轉移溫度(℃)為C‧93.6‧(SA‧64.2)‧N‧163.0‧I。

¹H-NMR(CDCl₃): δ(ppm) 0.870(t,3H),0.871(d,3H),1.14-1.22(m,2H),1.32-1.40(m,3H),1.59-1.71(m,2H),2.61-2.68(m,2H),7.03(dd,1H),7.09(dd,1H),7.16-7.26(m,8H),7.36(dd,1H),7.39(dd,1H)

¹⁹F-NMR(CDCl₃): δ(ppm)-61.8(t,2F),-111.2(dt,2F),-114.7(d,2F),-114.9(dd,1F),-118.5(dd,1F),-134.7(dd,2F),-161.7(tt,1F)

[實例10]

化合物(S10)的合成

(式(1-2-7f)中，R^1a為甲基，R^1b 為C₅H₁₁，L¹為氫，L²、L³、L⁴及L⁵為氟，Y¹為氟的化合物。)

依據下述流程來合成化合物(S10)。

化合物(S10-04)已有市售。藉由進行與實例5相同的操作，而由化合物(S10-04)來獲得化合物(S10)(2.00 g，2.82 mmol，產率：33%)。該化合物的相轉移溫度(℃)為C‧115.4‧N‧176.6‧I。

¹H-NMR(CDCl₃): δ (ppm) 0.871(t,3H),1.18-1.26(m,6H),1.27(d,3H),1.57-1.60(m,2H),2.74(m,1H),7.02(dd,1H),7.08(dd,1H),7.16-7.27(m,8H),7.37(dd,1H),7.39(dd,1H)

¹⁹F-NMR(CDCl₃): δ(ppm)-61.8(t,2F),-111.3(dt,2F),-114.8(d,2F),-114.9(dd,1F),-118.3(dd,1F),-134.7(dd,2F),-161.7(tt,1F)

[比較例]

專利文獻中所含的化合物(ref.01)～化合物(ref.03)的相轉移溫度(℃)如下所述。

本案化合物(S1)與其類似化合物(ref.01)及化合物(ref.02)相比較，可知熔點約低20℃。

同樣，本案化合物(S3)與其類似化合物(ref.01)及化合物(ref.02)相比較，可知熔點約低32℃。

同樣，本案化合物(S5)與其類似化合物(ref.03)相比較，可知熔點約低17℃。

(本案發明的組成物)

本發明中，液晶組成物的特性值的測定可依據下述方法來進行。該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中記載的方法或將其修飾而成的方法。用於測定的TN元件上未安裝TFT。

向列相的上限溫度(NI；℃)：於具備偏光顯微鏡的熔點測定裝置的加熱板上放置試料，以1℃/min的速度加熱。測定試料的一部分由向列相變化為各向同性液體時的溫度。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(T_C；℃)：將具有向列相的試料在0℃、-10℃、-20℃、-30℃及-40℃的冷凍器中保管10天後，觀察液晶相。例如，試料於-20℃下為向列相的狀態，而於-30℃下變化為結晶(或層列相)時，將T_C記載為≦-20℃。有時將向列相的下限溫度簡稱為「下限溫度」。

光學各向同性液晶相的轉移溫度：於具備偏光顯微鏡的熔點測定裝置的加熱板放置試料，於正交尼科耳(crossed nicol)的狀態下，首先升溫至試料成為非液晶各向同性相的溫度後，以1℃/min的速度降溫，完全表現出手性向列相或光學各向同性液晶相。測定該降溫過程中的相轉移的溫度，接著以1℃/min的速度升溫，測定該升溫過程中的相轉移的溫度。本發明中，只要無特別說明，則將升溫過程中的相轉移的溫度作為相轉移溫度。於光學各向同性液晶相中在正交尼科耳下以暗視野難以判別相轉移溫度的情況，將偏光板自正交尼科耳的狀態偏移1°～10°而測定相轉移溫度。

黏度(η；於20℃下測定；mPa‧s)：測定時使用E型黏度計。

旋轉黏度(γ1；於25℃下測定；mPa‧s)：

1)介電各向異性為正的試料：測定是依據M. Imai et al.,Molecular Crystals and Liquid Crystals,Vol. 259,37(1995)中記載的方法。向扭轉角為0°、且2片玻璃基板的間隔(單元間隙)為5 μm的TN元件中放入試料。在16伏特至19.5伏特的範圍內以0.5伏特為單位對TN元件階段性地施加。不施加電壓0.2秒後，以僅1個矩形波(矩形脈波，0.2秒)及不施加(2秒)的條件反覆施加。測定藉由該施加而產生的暫態電流(transient current)的峰值電流(peak current)及峰值時間(peak time)。根據該些測定值及M. Imai等人的論文第40頁的計算式(8)來獲得旋轉黏度的值。該計算所必需的介電各向異性的值是利用該旋轉黏度的測定所使用的元件，以下述介電各向異性的測定方法來求出。

2)介電各向異性為負的試料：測定是依據M. Imai et al.,Molecular Crystals and Liquid Crystals,Vol. 259,37(1995)中記載的方法。向2片玻璃基板的間隔(單元間隙)為20 μm的VA元件中放入試料。在30伏特至50伏特的範圍內以1伏特為單位對該元件階段性地施加。於0.2秒的不施加後，以僅1個矩形波(矩形脈波，0.2秒)及不施加(2秒)的條件反覆施加。測定藉由該施加而產生的暫態電流(transient current)的峰值電流(peak current)及峰值時間(peak time)。根據該些測定值及M. Imai等人的論文第40頁的計算式(8)來獲得旋轉黏度的值。該計算所必需的介電各向異性是使用下述介電各向異性中測定的值。

折射率各向異性(Δn；於25℃下測定)：測定是使用波長為589 nm的光，利用在接目鏡上安裝有偏光板的阿貝折射計來進行。將主稜鏡的表面向一方向摩擦(rubbing)後，將試料滴下至主稜鏡。折射率(n∥)是在偏光的方向與摩擦的方向平行時測定。折射率(n⊥)是在偏光的方向與摩擦的方向垂直時測定。折射率各向異性的值是由Δn=n∥-n⊥的式子來計算。當試料為組成物時，利用該方法來測定折射率各向異性。當試料為化合物時，將化合物混合於適當的組成物中後，測定折射率各向異性。化合物的折射率各向異性為外推值。

介電各向異性(Δε；於25℃下測定)：當試料為化合物時，將化合物混合於適當的組成物中後，測定介電各向異性。化合物的介電各向異性為外推值。

1)介電各向異性為正的組成物：向2片玻璃基板的間隔(間隙)約為9 μm、扭轉角為80度的液晶單元中放入試料。對該單元施加20伏特，測定液晶分子的長軸方向的介電常數(ε∥)。施加0.5伏特，測定液晶分子的短軸方向的介電常數(ε⊥)。介電各向異性的值是根據Δε=ε∥-ε⊥的式子來計算出。

2)介電各向異性為負的組成物：向經處理為垂直配向的液晶單元中放入試料，施加0.5伏特，測定介電常數(ε∥)。向經處理為平行配向的液晶單元中放入試料，施加0.5伏特，測定介電常數(ε⊥)。介電各向異性的值是根據Δε=ε∥-ε⊥的式子來計算出。

臨界值電壓(Vth；於25℃下測定；V)：當試料為化合物時，將化合物混合於適當的組成物中後，測定臨界值電壓。化合物的臨界值電壓為外推值。1)介電各向異性為正的組成物：向2片玻璃基板的間隔(間隙)為(0.5/Δn) μm、扭轉角為80度的正常顯白模式(normally white mode)的液晶顯示元件中加入試料。Δn是利用上述方法測定的折射率各向異性的值。對該元件施加頻率為32 Hz的矩形波。使矩形波的電壓上升，測定通過元件的光的穿透率成為90%時的電壓的值。

2)介電各向異性為負的組成物：向2片玻璃基板的間隔(間隙)約為9 μm、經處理為垂直配向的正常顯黑模式(normally black mode)的液晶顯示元件中放入試料。對該元件施加頻率為32 Hz的矩形波。使矩形波的電壓上升，測定通過元件的光的穿透率成為10%時的電壓的值。

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。該元件是在放入試料後以利用紫外線進行聚合的接著劑來密封。對該TN元件施加脈波電壓(5 V，60微秒)來充電。以高速電壓計在16.7毫秒之間測定所衰減的電壓，求出單位週期中的電壓曲線與橫軸之間的面積A。面積B是未衰減時的面積。電壓保持率是面積A相對於面積B的百分率。

螺旋間距(於20℃下測定；μm)：測定螺旋間距時使用Cano楔型單元法。向Cano楔型單元中放入試料，測定由單元觀察到的向錯線的間隔(a；單位為μm)。螺旋間距(P)是根據式P=2‧a‧tanθ來算出。θ是楔型單元中的2片玻璃板之間的角度。

或者，間距長是使用選擇反射來測定(液晶便覽第196頁，2000年發行，丸善)。關於選擇反射波長λ，關係.式<n>p/λ=1成立。此處，<n>表示平均折射率，是由下式獲得。<n>={(n∥²+n⊥²)/2}^1/2。選擇反射波長是以顯微分光光度計(日本電子(股)，商品名MSV-350)來測定。藉由將所得的反射波長除以平均折射率，來求出間距。

在比可見光更長波長區域具有反射波長的膽固醇液晶的間距，由於在手性劑濃度低的區域與手性劑的濃度的倒數成比例，故而測定數點在可見光區域具有選擇反射波長的液晶的間距長，利用直線外推法來求出。

成分或液晶化合物的比例(百分率)是基於液晶化合物的總重量的重量百分率(wt%)。組成物是藉由測定液晶化合物等成分的重量後加以混合而製備。因此，容易算出成分的重量百分率。

[實例11]

藉由將下圖所示的液晶化合物以下述比例加以混合來製備液晶組成物A。

於結構式的右側標記與通式的對應。對於本案化合物標記化合物編號。

液晶組成物A

該液晶組成物A的相轉移溫度(℃)為I 94.0～91.4 N。

接著，獲得包含液晶組成物A(94.0 wt%)及下述式所表示的手性劑BN-H5(6.0 wt%)的液晶組成物B。

該液晶組成物B的相轉移溫度(℃)為N* 77.1 BP＞78 I。此外，BP組織至少在N^*相正上方不存在與各向同性相的共存而均勻。另外，BP-I轉移無法利用偏光顯微鏡來明確地確認。

此外，BN-H5是藉由使用二環己基碳二醯亞胺(DCC)，由(R)-(+)-1,1'-聯(2-萘酚)及所對應的羧酸進行酯化而獲得。

BN-H5

[實例12]

單體與液晶組成物的混合物的製備

製備將88.3wt%的液晶組成物B、6.0wt%的丙烯酸正十二烷基酯、4.7wt%的1,4-二(4-(6-(丙烯醯氧基)己氧基)苯甲醯氧基)-2-甲基苯(LCA-6)及1.0wt%作為光聚合起始劑的2,2'-二甲氧基苯基苯乙酮混合而成的液晶混合物B-1M，來作為液晶組成物與單體的混合物。

高分子/液晶複合材料的製備

將液晶混合物B-1M夾持於未經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(單元厚度為9μm)，將所得的單元加熱至46.0℃的藍相。於該狀態下，照射紫外光(紫外光強度為23mWcm^-2(365nm))1分鐘，進行聚合反應。

以上述方式獲得的高分子/液晶複合材料B-1P即便冷卻至室溫，亦維持光學各向同性液晶相。

此外，如圖1所示，梳型電極基板的電極是自左側延伸的電極1與自右側延伸的電極2交替配置。因此，於電極1與電極2之間存在電位差的情況，在如圖1所示的梳型電極基板上，可提供存在上方向與下方向2個方向的電場的狀態。

[實例13]

將實例12中獲得的夾持有高分子/液晶複合材料B-1P 的5單元設置於圖2所示的包含光源3、偏光鏡(Polarizer)4、檢偏器(Analyzer)6與光偵測器7的光學系統上，測定電光學特性。使用偏光顯微鏡(Nikon製造的Eclipse LV100POL)的白色光源作為光源3，以使對單元5的入射角度相對於單元面而垂直，且使梳型電極的線方向相對於偏光鏡4(Polarizer)與檢偏鏡(Analyzer)偏光板6而分別成為45°的方式，將上述單元5設置於光學系統上。於室溫下調查施加電壓與穿透率的關係。若施加55V的矩形波，則穿透率達到85%，穿透光強度飽和。

[實例14]

藉由將下圖所示的液晶化合物以下述比例加以混合來製備液晶組成物C。

於結構式的右側標記與通式的對應。對本案化合物標記化合物編號。

液晶組成物C

該液晶組成物C的相轉移溫度(℃)為I 86～88 N。

接著，獲得包含液晶組成物C(93.7 wt%)、下述式所表示的手性劑BN-H4(3.0 wt%)及上述手性劑BN-H5(3.3 wt%)的液晶組成物D。

該液晶組成物D的相轉移溫度(℃)為N*71.4～71.8 BP 74.3～77.4 I。此外，於71.8℃～74.3℃下BP組織並無與N^*相或各向同性相的共存而均勻。

BN-H4

[實例15]

單體與液晶組成物的混合物的製備

準備將88.3 wt%的液晶組成物D、6.0 wt%的丙烯酸正十二烷基酯、4.7 wt%的1,4-二(4-(6-(丙烯醯氧基)己氧基)苯甲醯氧基)-2-甲基苯(LCA-6)、1.0 wt%作為光聚合起始劑的2,2'-二甲氧基苯基苯乙酮混合而成的液晶組成物D-1M，來作為液晶組成物與單體的混合物。

LCA-6

高分子/液晶複合材料的製備

將液晶組成物D-1M夾持於未經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(單元厚度為9μm)，將所得的單元以2℃/min自40℃冷卻，冷卻至33.0℃的藍相(過冷卻藍相)。於該狀態下，照射紫外光(紫外光強度為23mWcm^-2(365nm))1分鐘，進行聚合反應。

以上述方式獲得的高分子/液晶複合材料D-1P即便冷卻至室溫，亦維持光學各向同性液晶相。

[實例16]

將實例15中獲得的夾持有高分子/液晶複合材料D-1P的單元，設置於圖2所示的包含光源3、偏光鏡(Polarizer)4、檢偏器(Analyzer)6與光偵測器7的光學系統上，測定電光學特性。使用偏光顯微鏡(Nikon製造的Eclipse LV100POL)的白色光源作為光源3，以使對單元5的入射角度相對於單元面而垂直，且使梳型電極的線方向相對於偏光鏡(Polarizer)4與檢偏鏡(Analyzer)偏光板6而分別成為45°的方式，將上述單元5設置於光學系統上。於室溫下調查施加電壓與穿透率的關係。若施加62.5V的矩形波，則穿透光強度飽和。

[實例17]

藉由將下圖所示的液晶化合物以下述比例加以混合來製備液晶組成物E。

於結構式的右側標記與通式的對應。對本案化合物標記化合物編號。

液晶組成物E

核液晶組成物E的相轉移溫度(℃)為N 81.5～82.2 I。

接著，獲得包含液晶組成物E(94.7 wt%)及上述手性劑BN-H5(5.3 wt%)的液晶組成物F。

該液晶組成物F的相轉移溫度(℃)為N*72.5～72.6 BP 73.6～74.6 I。此外，於72.5℃～73.6℃下，BP組織並無與N^*相或各向同性相的共存而均勻。

BN-H5

[實例18]

單體與液晶組成物的混合物的製備

製備將88.3 wt%的液晶組成物F、6.0 wt%的丙烯酸正十二烷基酯、4.7 wt%的1,4-二(4-(6-(丙烯醯氧基)己氧基)苯甲醯氧基)-2-甲基苯(LCA-6)、1.0 wt%作為光聚合起始劑的2,2'-二甲氧基苯基苯乙酮混合而成的液晶組成物F-1M，來作為液晶組成物與單體的混合物。

LCA-6

高分子/液晶複合材料的製備

將液晶組成物F-1M夾持於未經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(單元厚度為9 μm)，將所得的單元以2℃/min自38.0℃升溫至43.0℃的藍相。於該狀態下，照射紫外光(紫外光強度為23 mWcm^-2(365 nm))1分鐘，進行聚合反應。

以上述方式獲得的高分子/液晶複合材料F-1P即便冷卻至室溫，亦維持光學各向同性液晶相。

[實例19]

將實例中獲得的夾持有高分子/液晶複合材料F-1P的單元，設置於圖2所示的包含光源3、偏光鏡(Polarizer)4、檢偏器(Analyzer)6與光偵測器7的光學系統上，測定電光學特性。使用偏光顯微鏡(Nikon製造的Eclipse LV100POL)的白色光源作為光源3，以使對單元5的入射角度相對於單元面而垂直，且使梳型電極的線方向相對於偏光鏡(Polarizer)4與檢偏鏡(Analyzer)偏光板6而分別成為45°的方式，將上述單元5設置於光學系統上。於室溫下調查施加電壓與穿透率的關係。若施加40.0V的矩形波，穿透光強度飽和。

[產業上之可利用性]

本發明的靈活使用方法例如可列舉使用液晶媒體的顯示元件等光元件。

雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

1‧‧‧電極

2‧‧‧電極

3‧‧‧光源

4‧‧‧偏光鏡

5‧‧‧液晶胞

6‧‧‧檢偏器偏光板

7‧‧‧光偵測器

圖1表示實例中使用的梳型電極基板。

圖2表示實例中使用的光學系統。

Claims (14)

1. 一種化合物，其是由式(1-1)~式(1-2)中任一者所表示： (式(1-1)~式(1-2)中，R¹為上述式(CHN1-1)所表示的分枝烷基或上述式(CHN2-1)所表示的分枝烯基，式(CHN1-1)或式(CHN2-1)中，R^1a為碳數1~10的烷基，該烷基中的任意的-CH₂-可經-CH=CH-所取代，R^1b為氫或碳數1~10的烷基，該烷基中的任意的-CH₂-可經-CH=CH-所取代；環A¹為1,4-伸苯基或1,3-二噁烷-2,5-二基，該環中的任意的氫可經氟所取代；Z¹、Z²、Z³及Z⁴獨立地為單鍵或-CF₂O-，Z¹、Z²、Z³及Z⁴中任一者為-CF₂O-；Y¹為氟或者任意的氫經氟所取代的碳數1~3的烷基，該烷基中的任意的-CH₂-可經-O-所取代，該烷基中的任意的-CH₂-CH₂-可經-CH=CH-所取代；X為氟或氯；而且，如下所述的將1,4-伸苯基與(X)以直線連結的表述是表示1個或2個氫可 經X所取代的1,4-伸苯基)
2. 如申請專利範圍第1項所述之化合物，其是由式(1-1-1)~式(1-1-2)、式(1-2-1)~式(1-2-2)及式(1-2-9)~式(1-2-10)中任一者所表示： (式(1-1-1)~式(1-1-2)、式(1-2-1)~式(1-2-2)及式(1-2-9)~式(1-2-10)中，R^1a為碳數1~10的烷基，該烷基中的任意的-CH₂-CH₂-可經-CH=CH-所取代；R^1b為 氫或碳數1~10的烷基，該烷基中的任意的-CH₂-CH₂-可經-CH=CH-所取代；M為-CH₂-；L²、L³、L⁴及L⁵獨立地為氫、氟或氯；A¹為1,4-伸苯基或1,3-二噁烷-2,5-二基，該環中的任意的氫可經氟所取代；Y¹為氟、任意的氫經氟所取代的碳數1~3的烷基、任意的氫經氟所取代的烯基、任意的氫經氟所取代的烷氧基)。
3. 一種液晶組成物，其特徵在於：包含如申請專利範圍第1項或第2項中任一項所述之的化合物及手性劑，且表現出光學各向同性液晶相。
4. 如申請專利範圍第3項所述之液晶組成物，其中更包含選自式(2)、式(3)及式(4)分別所表示的化合物組群中的至少1種化合物： 該些式中，R²為直鏈的碳數1~10的烷基或碳數2~10的烯基，烷基及烯基中的任意的氫可經氟所取代，任意的-CH₂-可經-O-所取代；X²為氟、氯、-OCF₃、-OCHF₂、-CF₃、-CHF₂、-CH₂F、-OCF₂CHF₂或-OCF₂CHFCF₃；環 B¹、環B²及環B³獨立地為1,4-伸環己基、1,3-二噁烷-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基、四氫哌喃-2,5-二基、1,4-伸苯基、萘-2,6-二基、任意的氫經氟所取代的1,4-伸苯基或者任意的氫經氟或氯所取代的萘-2,6-二基；Z⁷及Z⁸獨立地為-(CH₂)₂-、-(CH₂)₄-、-COO-、-CF₂O-、-OCF₂-、-CH=CH-、-C≡C-、-CH₂O-或單鍵；L⁶及L⁷獨立地為氫或氟。
5. 如申請專利範圍第3項或第4項所述之液晶組成物，其中更包含選自式(5)所表示的化合物組群中的至少1種化合物或選自式(6)所表示的化合物組群中的至少1種化合物： 該些式中，R³為直鏈的碳數1~10的烷基或碳數2~10的烯基，烷基及烯基中的任意的氫可經氟所取代，任意的-CH₂-可經-O-所取代；X³為-C≡N或-C≡C-C≡N；環C¹、環C²及環C³獨立地為1,4-伸環己基、1,4-伸苯基、任意的氫經氟所取代的1,4-伸苯基、萘-2,6-二基、任意的氫經氟或氯所取代的萘-2,6-二基、1,3-二噁烷-2,5-二基、四氫哌喃-2,5-二基或嘧啶-2,5-二基；Z⁹為-(CH₂)₂-、-COO-、-CF₂O-、-OCF₂-、-C≡C-、-CH₂O-或單鍵；L⁸及L⁹獨立地為氫或氟；r為1或2，s為0或1，r+s=0、1或2； 該些式中，R⁴及R⁵獨立地為直鏈的碳數1~10的烷基或碳數2~10的烯基，該烷基及烯基中的任意的氫可經氟所取代，任意的-CH₂-可經-O-所取代；環D¹、環D²及環D³獨立地為1,4-伸環己基、嘧啶-2,5-二基、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；Z¹⁰為-C≡C-、-COO-、-(CH₂)₂-、-CH=CH-或單鍵。
6. 如申請專利範圍第3項所述之液晶組成物，其中更包含選自如申請專利範圍第5項所述之式(5)所表示的化合物組群中的至少1種化合物及選自如申請專利範圍第5項所述之式(6)所表示的化合物組群中的至少1種化合物。
7. 如申請專利範圍第3項或第4項所述之液晶組成物，其中更包含選自式(7)、式(8)、式(9)及式(10)分別所表示的化合物組群中的至少1種化合物，選自式(11)所表示的化合物組群中的至少1種化合物，或者選自式(7)、式(8)、式(9)及式(10)分別所表示的化合物組群中的至少1種化合物與選自式(11)所表示的化合物組群中的至少1種化合物： 該些式中，R⁶為直鏈的碳數1~10的烷基、碳數2~10的烯基或碳數2~10的炔基，烷基、烯基及炔基中的任意的氫可經氟所取代，任意的-CH₂-可經-O-所取代；X⁴為氟、氯、-SF₅、-OCF₃、-OCHF₂、-CF₃、-CHF₂、-CH₂F、-OCF₂CHF₂或-OCF₂CHFCF₃；環E¹、環E²、環E³及環E⁴獨立地為1,4-伸環己基、1,3-二噁烷-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基、四氫哌喃-2,5-二基、1,4-伸苯基、萘-2,6-二基、任意的氫經氟或氯所取代的1,4-伸苯基或者任意的氫經氟或氯所取代的萘-2,6-二基；Z¹¹、Z¹²及Z¹³獨立地為-(CH₂)₂-、-(CH₂)₄-、-COO-、-CF₂O-、-OCF₂-、-CH=CH-、-C≡C-、-CH₂O-或單鍵；L¹⁰及L¹¹獨立地為氫或氟； 該些式中，R⁷為直鏈的碳數1~10的烷基、碳數2~10的烯基或碳數2~10的炔基，烷基、烯基及炔基中的任意的氫可經氟所取代，任意的-CH₂-可經-O-所取代；X⁵為-C≡N、-N=C=S或-C≡C-C≡N；環F¹、環F²及環F³獨立地為1,4-伸環己基、1,4-伸苯基，任意的氫經氟或氯所取代的1,4-伸苯基、萘-2,6-二基，任意的氫經氟或氯所取代的萘-2,6-二基、1,3-二噁烷-2,5-二基、四氫哌喃-2,5-二基或嘧啶-2,5-二基；Z¹⁴為-(CH₂)₂-、-COO-、-CF₂O-、-OCF₂-、-C≡C-、-CH₂O-或單鍵；L¹²及L¹³獨立地為氫或氟；aa為0、1或2，ab為0或1，aa+ab為0、1或2。
8. 如申請專利範圍第5項所述之液晶組成物，其中更包含選自式(7)、式(8)、式(9)及式(10)分別所表示的化合物組群中的至少1種化合物，選自式(11)所表示的化合物組群中的至少1種化合物，或者選自式(7)、式(8)、式(9)及式(10)分別所表示的化合物組群中的至少1種化合物與選自式(11)所表示的化合物組群中的至少1種化合物： 該些式中，R⁶為直鏈的碳數1~10的烷基、碳數2~10的烯基或碳數2~10的炔基，烷基、烯基及炔基中的任意的氫可經氟所取代，任意的-CH₂-可經-O-所取代；X⁴為氟、氯、-SF₅、-OCF₃、-OCHF₂、-CF₃、-CHF₂、-CH₂F、-OCF₂CHF₂或-OCF₂CHFCF₃；環E¹、環E²、環E³及環E⁴獨立地為1,4-伸環己基、1,3-二噁烷-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基、四氫哌喃-2,5-二基、1,4-伸苯基、萘-2,6-二基、任意的氫經氟或氯所取代的1,4-伸苯基或者任意的氫經氟或氯所取代的萘-2,6-二基；Z¹¹、Z¹²及Z¹³獨立地為-(CH₂)₂-、-(CH₂)₄-、-COO-、-CF₂O-、-OCF₂-、-CH=CH-、-C≡C-、-CH₂O-或單鍵；L¹⁰及L¹¹獨立地為氫或氟； 該些式中，R⁷為直鏈的碳數1~10的烷基、碳數2~10的烯基或碳數2~10的炔基，烷基、烯基及炔基中的任意的氫可經氟所取代，任意的-CH₂-可經-O-所取代；X⁵為-C≡N、-N=C=S或-C≡C-C≡N；環F¹、環F²及環F³獨立地為1,4-伸環己基、1,4-伸苯基，任意的氫經氟或氯所取代的1,4-伸苯基、萘-2,6-二基，任意的氫經氟或氯所取代的萘-2,6-二基、1,3-二噁烷-2,5-二基、四氫哌喃-2,5-二基或嘧啶-2,5-二基；Z¹⁴為-(CH₂)₂-、-COO-、-CF₂O-、-OCF₂-、-C≡C-、-CH₂O-或單鍵；L¹²及L¹³獨立地為氫或氟；aa為0、1或2，ab為0或1，aa+ab為0、1或2。
9. 如申請專利範圍第3項所述之液晶組成物，其中上述液晶組成物在70℃~-20℃中的任一溫度下表現出手性向列相，且在該溫度範圍的至少一部分下螺旋節距為700nm以下。
10. 如申請專利範圍第3項所述之液晶組成物，其中上述手性劑包含選自式(K1)~式(K5)分別所表示的化合物組群中的至少1種化合物： (式(K1)~式(K5)中，R^K獨立地為氫、鹵素、-C≡N、-N=C=O、-N=C=S或碳數1~20的烷基，該烷基中的任意的-CH₂-可經-O-、-S-、-COO-或-OCO-所取代，該烷基中的任意的-CH₂-CH₂-可經-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-所取代，該烷基中的任意的氫可經鹵素所取代；A獨立地為芳香族性或非芳香族性的3~8員環或碳數9以上的縮合環，該些環的任意的氫可經鹵素、碳數1~3的烷基或鹵烷基所取代，環的-CH₂-可經-O-、-S-或-NH-所取代，-CH=可經-N=所取代；B獨立地為氫、鹵素、碳數1~3的烷基、碳數1~3的鹵烷基、芳香族性或非芳香族性的3員環至8員環或碳數9以上的縮合環，該些環的任意的氫可經鹵素、碳數1~3的烷基或鹵烷基所取代，-CH₂-可經-O-、-S-或-NH-所取代，-CH=可經-N=所取代；Z獨立地為單鍵、碳數1~8的伸烷基，任意的-CH₂-可經-O-、-S-、-COO-、-OCO-、-CSO-、-OCS-、-N=N-、-CH=N-或-N=CH-所取代，該烷 基中的任意的-CH₂-CH₂-可經-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-所取代，任意的氫可經鹵素所取代；X為單鍵、-COO-、-OCO-、-CH₂O-、-OCH₂-、-CF₂O-、-OCF₂-或-CH₂CH₂-；mK為1~4的整數)。
11. 一種混合物，包含如申請專利範圍第3項至第10項中任一項所述之液晶組成物及聚合性單體。
12. 一種高分子/液晶複合材料，將如申請專利範圍第11項所述之混合物以非液晶各向同性相或光學各向同性液晶相進行聚合而獲得，且用於以光學各向同性液晶相所驅動的元件。
13. 如申請專利範圍第12項所述之高分子/液晶複合材料，其中上述液晶組成物的比例為70wt%~99wt%，高分子的比例為1wt%~30wt%。
14. 一種光元件，於一面或兩面配置有電極，且包括配置於基板間的液晶媒體及經由電極而對液晶媒體施加電場的電場施加機構，並且上述液晶媒體是如申請專利範圍第3項至第10項中任一項所述之液晶組成物或者如申請專利範圍第12項或第13項所述之高分子/液晶複合材料。