JP2007169363A - 重合性液晶性組成物、高分子液晶、光学素子、及びターフェニル誘導体 - Google Patents

Abstract

【課題】屈折率異方性の値が大きく、かつ液晶温度範囲が広い重合性液晶性組成物等の提供。
【解決手段】重合性官能基及びメソゲン基を有するターフェニル誘導体からなる第一の重合性液晶性化合物並びに複数の重合性官能基及びメソゲン基を有する第二の重合性化合物、さらに重合性官能基及びメソゲン基を有する第三の重合性液晶化合物を含む重合性液晶性組成物。
【選択図】なし

Description

本発明は、重合性液晶性組成物、高分子液晶、光学素子、及びターフェニル誘導体に関する。

高分子液晶は、重合性液晶性モノマーを重合させることによって、得られる高分子材料である。ここで、重合性液晶性モノマーは、重合に寄与する重合性官能基及び液晶の性質を発現するメソゲン基を有する。よって、重合性液晶性モノマーを、配向させ、重合させると、配向したメソゲン基を有する高分子液晶が得られる。

このような配向したメソゲン基を有する高分子液晶は、配向したメソゲン基による屈折率異方性を示す。従って、高分子液晶の屈折率異方性を利用して、高分子液晶に入射する光に位相差を与えることができるため、例えば、波長板及び偏光ホログラムのような偏光制御デバイスに用いられている。このような偏光制御デバイスにおいて、高分子液晶に入射する光に位相差を与えるためには、高分子液晶の屈折率異方性（常光線の屈折率と異常光線の屈折率との差、以下Δｎとも記載する。）が大きいことが好ましい。

Δｎが大きい高分子液晶を得るためには、Δｎが大きい液晶性組成物が必要となる。本発明者らは、Δｎが大きい液晶性組成物として、以下に示す化合物を含む重合性液晶性組成物を報告している（特許文献１参照。）。

重合性液晶性組成物（以下、単に液晶組成物とも記す。）を用いて光学素子を作製する際、重合時は液晶組成物がネマチック相を発現した状態で重合させることが必要である。

特許文献１に記載された液晶組成物は、Δｎが大きく有用な液晶組成物である。しかし、この液晶組成物のＴｍ（結晶−ネマチック相転移点）は４８℃、Ｔｃ（ネマチック相−等方相転位）は８６℃であるため、ネマチック相を発現させるには加熱が必要であった。さらに、液晶相を示す温度範囲が３８℃とさほど広くないことから、重合完了時まで継続的にネマチック相を発現させるのが煩雑な場合もあった。したがって、より作業性に優れる液晶組成物が求められていた。すなわち、Δｎが大きく、より液晶温度範囲が広い重合性液晶性組成物が求められていた。

まず、本発明者らが、重合性液晶性組成物のΔｎの観点から検討を行ったところ、ターフェニル構造を有する重合性液晶モノマー（以下、ターフェニル誘導体と記す。）が有用であることが分った。ターフェニル誘導体としては、種々のモノマーが報告されている（たとえば特許文献２〜５参照。）。しかし、ターフェニル誘導体は一般にＴｍが高く、これを含む重合性液晶性組成物のＴｍも高くなってしまう。Ｔｍが高くなると、ネマチック相を発現させるため高温で加熱する必要が発生し、熱によるターフェニル誘導体の不均一な重合が起こることがあり、均一な高分子液晶を得ることが困難であった。また、Ｔｍが高い化合物を含む重合性液晶性組成物は、結晶化点（一旦、組成物の温度を降下させ、過冷却状態において結晶が析出する温度）も高くなる傾向がある。通常、高分子液晶を用いた光学素子を作製するためには、セルに重合性液晶性組成物を注入した後に重合を行う。この工程では、重合性液晶性組成物を過冷却状態で使用するため、結晶化点が高いと結晶が析出する問題があった。

そこで、本発明者らがさらに検討を重ねた結果、特定のターフェニル誘導体を用いることにより、Δｎが大きく、かつ液晶温度範囲が広い重合性液晶性組成物が得られることを見出した。
特開２００１−２２０５８３号公報（実施例） 特開平７−１０１９００号公報 特開平９−２５５６２１号公報 特開平１０−３６３１８号公報 特開２００４−１８２７０２号公報

本発明の目的は、屈折率異方性の値が大きく、かつ液晶温度範囲が広い重合性液晶性組成物、該重合性液晶性組成物を重合させることによって得られる高分子結晶、該高分子液晶を含む光学素子、及び該重合性液晶性組成物に用いることができるターフェニル誘導体の提供である。

本発明の第一の態様は、重合性官能基及びメソゲン基を有する重合性液晶性化合物を含む重合性液晶性組成物において、該重合性液晶性組成物は、一般式（１）

で表される第一の重合性液晶性化合物並びに複数の重合性官能基及びメソゲン基を有する第二の重合性化合物を含み、Ｒ^１は、水素原子又はメチル基であり、ｍ１及びｎ１は、ｍ１＝ｎ１＝０又はｍ１＝１且つｎ１＝１以上８以下の自然数を満たし、ｐ、ｑ、ｒ、ｓ、ｔ、及びｕは、０又は１であり、且つｐ、ｑ、ｒ、ｓ、ｔ、及びｕの少なくとも一つは、１であり、Ｘは、シアノ基、フッ素原子、又は塩素原子であることを特徴とする重合性液晶性組成物である。

本発明の第二の態様は、本発明の第一の態様である重合性液晶性組成物を重合させることによって得られることを特徴とする高分子液晶である。

本発明の第三の態様は、本発明の第二の態様である高分子液晶を含むことを特徴とする光学素子である。

本発明の第四の態様は、一般式（４）

で表され、Ｒ^１は、水素原子又はメチル基であり、ｎ１は、１以上８以下の自然数であり、ｐ、ｑ、ｒ、ｓ、ｔ、及びｕは、０又は１であり、且つｐ、ｑ、ｒ、ｓ、ｔ、及びｕの少なくとも一つは、１であり、Ｘは、シアノ基、フッ素原子、又は塩素原子であるターフェニル誘導体である。

本発明によれば、屈折率異方性の値が大きく、かつ液晶温度範囲が広い重合性液晶性組成物、該重合性液晶性組成物を重合させることによって得られる高分子結晶、該高分子液晶を含む光学素子、及び該重合性液晶性組成物に用いることができるターフェニル誘導体が得られる。

次に、本発明の実施の形態を図面と共に説明する。

本発明の第一の実施形態は、重合性官能基及びメソゲン基を有する重合性液晶性化合物を含む重合性液晶性組成物であって、当該重合性液晶性組成物は、一般式（１）

で表される第一の重合性液晶性化合物を含み、Ｒ^１は、水素原子又はメチル基であり、ｍ１及びｎ１は、ｍ１＝ｎ１＝０又はｍ１＝１且つｎ１＝１以上８以下の自然数を満たし、ｐ、ｑ、ｒ、ｓ、ｔ、及びｕは、０又は１であり、且つｐ、ｑ、ｒ、ｓ、ｔ、及びｕの少なくとも一つは、１であり、Ｘは、シアノ基、フッ素原子、又は塩素原子である。

ここで、重合性官能基は、炭素−炭素二重結合（−Ｃ＝Ｃ−）を含む官能基である。重合性官能基としては、例えば、アクリロイル基（ＣＨ_２＝ＣＨＣＯＯ−）及びメタクリロイル基（ＣＨ_２＝Ｃ（ＣＨ_３）ＣＯＯ−）などが挙げられる。

また、メソゲン基は、重合性液晶性化合物の分子の異方性に寄与する。メソゲン基は、好ましくは、脂環式炭化水素の環、芳香族炭化水素の環及び複素環の少なくとも一つを含み、メソゲン基に含まれる環は、互いに直接的に結合してもよく、連結基を介して間接的に結合してもよい。メソゲン基としては、例えば、１，４’’−ターフェニレン基（−Ｐｈ−Ｐｈ−Ｐｈ−）及び４，４’−ジフェニルアセチレンジイル基（−Ｐｈ−Ｃ≡Ｃ−Ｐｈ−）が挙げられる。ここで、−Ｐｈ−は、１，４−フェニレン基を表す。

本発明の第一の実施形態によれば、液晶相を示す温度範囲が広い重合性液晶性組成物を得ることができる。この重合性液晶性組成物によれば、重合性液晶性組成物を重合することによって得られる高分子液晶（以下、単に高分子液晶と記す。）の屈折率異方性の低下を抑制することも可能となる。

さらに、本発明の第一の実施形態による重合性液晶性組成物は、一般式（１）で表される第一の重合性液晶性化合物を含むことにより、高分子液晶の可視光領域における光の吸収を低減することが可能となる。すなわち、高分子液晶の着色を低減することが可能となる。

また、本発明の第一の実施形態による重合性液晶性組成物は、さらに、複数の重合性官能基及びメソゲン基を有する第二の重合性化合物を含むことが好ましい。

重合性液晶性組成物が、複数の重合性官能基及びメソゲン基を有する第二の重合性化合物を含む場合には、高分子液晶の液晶性の低下を抑制すると共に、高分子液晶に架橋を含ませることができる。そして、高分子液晶に架橋を含ませることによって、高分子液晶の熱運動を抑制し、高分子液晶の屈折率異方性の温度変化を抑制することが可能となる。なお、屈折率異方性は、常光線の屈折率と異常光線の屈折率との差の絶対値である。

本発明の第一の実施形態による重合性液晶性組成物において、好ましくは、前記第一の重合性液晶性化合物におけるｍ１及びｎ１は、ｍ１＝１且つｎ１＝１以上８以下の自然数を満たす。この場合には、第一の重合性液晶性化合物は、−（ＣＨ_２）_ｎ１−Ｏ−（ｎ１＝１〜８）を有する。ｎ１としては、２、４、または６が好ましい。

第一の重合性液晶性化合物におけるｍ１及びｎ１が、ｍ１＝１且つｎ１＝１以上８以下の自然数を満たす場合には、より低い結晶化点を備えた重合性液晶性組成物を得ることが可能となる。特に、室温程度（３０℃以下）の低い結晶化点を備えた重合性液晶性組成物を提供することも可能となる。すなわち、より広い、液晶相を示す温度範囲を備えた重合性液晶性組成物を得ることが可能となる。よって、第一の重合性液晶性化合物におけるｍ１及びｎ１が、ｍ１＝１且つｎ１＝１以上８以下の自然数を満たす場合には、本発明の第一の実施形態による重合性液晶性組成物の結晶化点が比較的低いため、重合性液晶性組成物は、比較的低温で液晶相を示し得る。

メソゲン基による屈折率異方性を利用するためには、重合性液晶性組成物が液晶相を示す温度範囲で、かつ、液晶が配向した状態で重合することが必要である。本発明の第一の実施形態による重合性液晶性組成物は比較的低温で液晶相を示しうるため、重合性液晶性組成物を比較的低い温度で重合させることができる。このように、重合性液晶性組成物を加熱したり、高い温度で重合させる必要がないため、重合性液晶性組成物の熱重合を抑制して、紫外光のような光の照射によって光重合させることができる。すなわち、不均一な高分子液晶を生じ易い熱重合を抑制し、重合性液晶性組成物を光重合させることによって、より均一な高分子液晶を、より容易に得ることが可能となる。

また、重合前の重合性液晶性組成物においては、低温であるほどΔn値が大きくなる。そして、高分子液晶のΔｎ値は、重合性液晶性組成物のΔｎ値を反映し、Δｎの大きい重合性液晶性組成物を用いて得られる高分子液晶のΔｎは大きくなる傾向がある。よって、より低温で重合を行うことが、Δｎ値の大きい高分子液晶が得られるので好ましい。よって、第一の重合性液晶性化合物におけるｍ１及びｎ１が、ｍ１＝１且つｎ１＝１以上８以下の自然数を満たす場合には、より高いΔｎを備えた高分子液晶を得ることが可能な重合性液晶性組成物を得ることができる。

さらに、重合性液晶性組成物のΔｎの温度変化は、低い温度では、小さい。このため、第一の重合性液晶性化合物におけるｍ１及びｎ１が、ｍ１＝１且つｎ１＝１以上８以下の自然数を満たす場合には、重合性液晶性組成物を低い温度で、すなわち重合性液晶性組成物の屈折率異方性の温度変化が少ない条件で重合を行うことができる。このため、重合性液晶性組成物を重合することによって得られる高分子液晶の屈折率異方性の変動を抑制することも可能となる。また、この重合性液晶性組成物を用いることによって得られる高分子液晶の屈折率異方性の温度変化を抑制できる。

なお、第一の重合性液晶性化合物におけるｍ１及びｎ１が、ｍ１＝ｎ１＝０を満たす場合には、屈折率異方性の温度変化が低減された高分子液晶を、より容易に得ることができる。

また、第一の重合性液晶性化合物におけるｍ１及びｎ１が、ｍ１＝１且つｎ１＝９以上の自然数を満たす場合には、温度変化による熱運動の変化が大きくなる。その結果、重合性液晶性化合物を重合することによって得られる高分子液晶の屈折率異方性の温度変化が、実用上、許容できなくなく場合がある。

本発明の第一の実施形態による重合性液晶性組成物において、好ましくは、前記第一の重合性液晶性化合物におけるＸは、シアノ基である。

第一の重合性液晶性化合物におけるＸは、シアノ基である場合には、より高い屈折率異方性を備えた重合性液晶性組成物を得ることが可能となる。

本発明の第一の実施形態による重合性液晶性組成物において、好ましくは、前記第一の重合性液晶性化合物におけるｐ、ｑ、ｒ、ｓ、ｔ、及びｕのいずれか一つが、１であり、他は、０である。

第一の重合性液晶性化合物におけるｐ、ｑ、ｒ、ｓ、ｔ、及びｕのいずれか一つが、１であり、他は、０である場合には、第一の重合性液晶性化合物をより容易に得ることができる。

本発明の第一の実施形態による重合性液晶性組成物において、より好ましくは、ｐ及びｕは、０であり、ｑ、ｒ、ｓ、及びｔのいずれか一つが、１であり、他は、０である。

第一の重合性液晶性化合物におけるｐ及びｕは、０であり、ｑ、ｒ、ｓ、及びｔのいずれか一つが、１であり、他は、０である場合には、より低い結晶化点を備えた重合性液晶性組成物を、より容易に得ることが可能となる。すなわち、第一の重合性液晶性化合物におけるｐ及びｕは、０であり、ｑ、ｒ、ｓ、及びｔのいずれか一つが、１であり、他は、０である場合には、より広い、液晶相を示す温度範囲を備えた重合性液晶性組成物を、より容易に得ることが可能となる。

本発明の第一の実施形態による重合性液晶性組成物における一般式（１）で表される第一の重合性液晶性化合物としては、下記化合物が挙げられ、下記化合物（１Ａ−０）、（１Ａ−２）、（１Ａ−４）、（１Ａ−６）、（１Ｂ−４）が好ましい。なお、一般式（１）で表される化合物の合成方法については、一般式（４）で表されるターフェニル誘導体の箇所で述べる。

本発明の第一の実施形態による重合性液晶性組成物において、好ましくは、前記第二の重合性化合物は、一般式（２）

で表される化合物であり、Ｒ^２は、水素原子又はメチル基であり、ｍ２及びｎ２は、ｍ２＝ｎ２＝０又はｍ２＝１且つｎ２＝１以上８以下の自然数を満たし、Ｙは、１，４−フェニレン基又は−Ｃ≡Ｃ−である。

Ｒ^２としては水素原子が好ましい。ｍ２及びｎ２としては、ｍ２＝１且つｎ２＝１以上８以下の自然数（特に２〜６の自然数）が好ましく、Ｙとしては−Ｃ≡Ｃ−が好ましい。

一般式（２）で表される化合物としては、下記化合物等が挙げられ、下記化合物（２−１）が好ましい。

第二の重合性化合物としては、液晶性であってもよく非液晶性であってもよい。第二の重合性化合物が非液晶性の化合物である場合には、重合性液晶性組成物が液晶性を示す範囲において使用すればよい。

第二の重合性液晶性化合物が、一般式（２）で表される化合物である場合には、高分子液晶の屈折率異方性の低下を抑制すると共に、高分子液晶の屈折率異方性の温度変化を抑制することができる。

本発明の第一の実施形態による重合性液晶性組成物において、好ましくは、前記第一の重合性液晶性化合物及び第二の重合性化合物の合計のモルに対する前記第一の重合性液晶性化合物のモルの比は、０．５以上０．９５以下が好ましく、０．６以上０．９以下が特に好ましい。

第一の重合性液晶性化合物及び第二の重合性化合物の合計のモルに対する前記第一の重合性液晶性化合物のモルの比が、０．５未満である場合には、第一の重合性液晶性化合物及び第二の重合性化合物の全体における第一の重合性液晶性化合物の含有率が、低すぎて、屈折率異方性の温度変化が低減された高分子液晶を得ることが困難である場合がある。一方、第一の重合性液晶性化合物及び第二の重合性化合物の合計のモルに対する第一の重合性液晶性化合物のモルの比が、０．９５を超える場合には、第一の重合性液晶性化合物は、重合性液晶性組成物を重合させることによって得られる高分子液晶に架橋を与えないため、高分子液晶の熱運動を十分に抑制することができずに、高分子液晶の屈折率異方性の温度変化を、より十分に抑制することが困難である場合がある。

本発明の第一の実施形態による重合性液晶性組成物において、好ましくは、前記第一の重合性液晶性化合物及び第二の重合性化合物の合計のモルに対する前記第二の重合性化合物のモルの比は、０．０５以上０．５以下であり、０．１以上０．３以下が特に好ましい。

第一の重合性液晶性化合物及び第二の重合性化合物の合計のモルに対する第二の重合性化合物のモルの比は、０．０５未満である場合には、第一の重合性液晶性化合物及び第二の重合性化合物の全体における第二の重合性化合物の含有率が、低すぎて、高分子液晶に架橋を十分に含ませることができずに、高分子液晶の屈折率異方性の温度変化を、より十分に抑制することが困難である場合がある。一方、第一の重合性液晶性化合物及び第二の重合性化合物の合計のモルに対する第二の重合性化合物のモルの比が、０．５を超える場合には、重合性液晶性組成物の透明点が低下して重合性液晶性組成物の液晶相を示す温度範囲が狭くなる場合がある。

本発明の第一の実施形態による重合性液晶性組成物においては、好ましくは、前記重合性液晶性化合物は、重合性官能基及びメソゲン基を有する第三の重合性液晶性化合物をさらに含み、該第三の重合性液晶性化合物の透明点は、１２０℃以上である。

重合性液晶性化合物が、重合性官能基及びメソゲン基を有する第三の重合性液晶性化合物をさらに含み、第三の重合性液晶性化合物の透明点が、１２０℃以上である場合には、重合性液晶性組成物の透明点を高くすることが可能となり、重合性液晶性組成物の液晶相を示す温度範囲を、広くすることが可能となる。

本発明の第一の実施形態による重合性液晶性組成物において、好ましくは、前記第三の重合性液晶性化合物は、一般式（３）

で表される化合物であり、Ｒ^３は、水素原子又はメチル基であり、ｍ３及びｎ３は、ｍ３＝ｎ３＝０又はｍ３＝１且つｎ３＝１以上８以下の自然数を満たし、Ｚは、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−であり、Ｗは、シアノ基、フッ素原子、又は塩素原子である。

Ｒ^３としては、水素原子が好ましい。ｍ３及びｎ３としては、ｍ３＝１且つｎ３＝１以上８以下の自然数（特に２〜６の自然数）が好ましい。Ｚとしては−ＣＯＯ−が好ましい。Ｗとしてはシアノ基が好ましい。

一般式（３）で表される化合物としては下記化合物が挙げられ、化合物（３−１）が好ましい。

第三の重合性液晶性化合物が、一般式（３）で表される化合物である場合には、重合性液晶性組成物の透明点を高くして、重合性液晶性組成物の液晶相を示す温度範囲を、より容易に広くすることができると共に、高分子液晶の屈折率異方性の低下を抑制することができる。

本発明の第一の実施形態による重合性液晶性組成物において、好ましくは、前記第一及び第三の重合性液晶性化合物並びに第二の重合性化合物の合計のモルに対する前記第三の重合性液晶性化合物のモルの比は、０．０５以上０．３以下である。

第一及び第三の重合性液晶性化合物並びに第二の重合性化合物の合計のモルに対する第三の重合性液晶性化合物のモルの比が、０．０５未満である場合には、第一及び第三の重合性液晶性化合物並びに第二の重合性化合物の全体における第三の重合性液晶性化合物の含有率が、低すぎて、重合性液晶性組成物の透明点を、より十分に高くすることができずに、重合性液晶性組成物の液晶相を示す温度範囲を、より十分に広くすることができない場合がある。一方、第一及び第三の重合性液晶性化合物並びに第二の重合性化合物の合計のモルに対する第三の重合性液晶性化合物のモルの比が、０．３を超える場合には、重合性液晶性組成物の結晶化点が、高くなりすぎて、より低い温度で液晶相を示す重合性液晶性組成物を提供することが困難である場合がある。また、重合性液晶性組成物の液晶相を示す温度範囲を、より十分に広くすることができない場合がある。

なお、本発明の第一の実施形態による重合性液晶性組成物において、第三の重合性液晶性化合物を含む場合、第一及び第三の重合性液晶性化合物並びに第二の重合性化合物の合計のモルに対する第一の重合性液晶性化合物のモルの比は、０．５以上０．９以下であることが好ましく、０．６以上０．９以下が特に好ましい。第一及び第三の重合性液晶性化合物並びに第二の重合性化合物の合計のモルに対する第二の重合性液晶性化合物のモルの比は、０．０５以上０．４以下であることが好ましく、０．１以上０．３以下であることが特に好ましい。

本発明の第一の実施形態による重合性液晶性組成物は、第一及び第三の重合性液晶性化合物並びに第二の重合性化合物のような重合性の化合物を重合させるための公知の重合開始剤を含んでもよい。重合開始剤の量は、全重合性の化合物に対して０．１〜５質量％が好ましく、０．３〜２質量％が特に好ましい。

本発明の第一の実施形態による重合性液晶性組成物において、第一（及び第三）の重合性液晶性化合物及び第二の重合性化合物の合計の含有率は、重合性液晶性組成物に対して７０質量％以上である。第一（及び第三）の重合性液晶性化合物及び第二の重合性化合物の合計の含有率が、重合性液晶性組成物に対して７０質量％未満であると、重合性液晶性組成物に含まれる重合性の化合物の含有率が、低すぎて、重合性液晶性組成物を重合させることによって得られる高分子液晶の屈折率異方性が、低下することがある。

本発明の第一の実施形態による重合性液晶性組成物は、カイラル剤、紫外線安定剤、光安定剤等（まとめて添加剤という。）を含んでいてもよく、添加剤の量はその種類や目的により適宜変更されうる。紫外線安定剤や光安定剤を含む場合、その量は、重合性液晶性組成物に対して５質量％以下が好ましく、２質量％以下が特に好ましい。この場合、全重合性液晶性化合物の量は重合性液晶性組成物に対して９５質量％以上が好ましく、９８質量％以上が特に好ましい。

また、カイラル剤を含む場合、その量は、重合性液晶性組成物に対して２〜３０質量％が好ましい。この場合、全重合性の化合物の量は、重合性液晶性組成物に対して７０〜９８質量％が好ましい。

本発明の第一の実施形態による重合性液晶性組成物がカイラル剤を含んでもよいということは、該重合性液晶性組成物は、コレステリック高分子液晶を得るための液晶材料としても使用できることを指す。

本発明の第二の実施形態は、本発明の第一の実施形態である重合性液晶性組成物を重合させることによって得られる、高分子液晶である。

本発明の第二の実施形態によれば、屈折率異方性の温度変化が低減された高分子液晶を提供することができる。なお、本発明の第二の実施形態による高分子液晶は、本発明の第一の実施形態である重合性液晶性組成物に応じた特有の効果を奏することは、言うまでもない。

本発明の第二の実施形態による高分子液晶は、本発明の第一の実施形態である重合性液晶性組成物を、紫外光などの光の照射又は加熱の手段を用いて重合させることによって、得られる。しかしながら、本発明の第一の実施形態である重合性液晶性組成物を、より均一に重合させるためには、重合性液晶性組成物に光を照射することが、好ましい。ただし、重合性液晶性組成物に光を照射することによって、重合性液晶性組成物を重合させた後、得られた高分子液晶をさらに熱処理してもよい。得られた高分子液晶をさらに熱処理することによって、光照射の際に未反応であった微量の重合性化合物の重合を完結させることができる。なお、重合性液晶性組成物を加熱によって重合させる場合には、得られる高分子液晶の屈折率異方性を高くするために、なるべく低温で重合性液晶性組成物を重合させることが好ましい。

本発明の第二の実施形態による高分子液晶は、好ましくは、０．１５以上０．３０以下の屈折率異方性を有する。

高分子液晶が、０．１５未満の屈折率異方性を有する場合には、高分子液晶の用途によって、高分子液晶の屈折率異方性が小さすぎる場合がある。例えば、高分子液晶の屈折率異方性を利用して、高分子液晶に入射する光に位相差を与える場合には、高分子液晶に入射する光に与えられる位相差（リタデーション）は、高分子液晶の屈折率異方性と光が通過する高分子液晶の距離（厚さ）との積である。このため、高分子液晶が、０．１５未満の屈折率異方性を有する場合には、高分子液晶の屈折率異方性が小さすぎて、光が通過する高分子液晶の距離（厚さ）を、小さくできないことがある。一方、高分子液晶が、０．３０を超える屈折率異方性を有する場合には、高分子液晶の用途によって、高分子液晶の屈折率異方性が大きすぎる場合がある。例えば、高分子液晶の屈折率異方性を利用して、高分子液晶に入射する光に位相差を与える場合には、高分子液晶が、０．３０を超える屈折率異方性を有すると、高分子液晶の屈折率異方性が大きすぎて、光が通過する高分子液晶の距離（厚さ）を、小さくしなければならず、高分子液晶の配置が困難又は複雑になることがある。

本発明の第三の実施形態は、本発明の第二の実施形態である高分子液晶を含む、光学素子である。

本発明の第三の実施形態によれば、屈折率異方性の温度変化が低減された光学素子を提供することができる。なお、本発明の第三の実施形態による光学素子は、本発明の第二の実施形態である高分子液晶に応じた特有の効果を奏することは、言うまでもない。

本発明の第三の実施形態による光学素子としては、例えば、四分の一波長板、二分の一波長板、二つの波長の光について直線偏光と円偏光との間の変換をする広帯域四分の一波長板、及び偏光ホログラムのような偏光制御デバイスが、挙げられる。その他、回折格子等の回折素子も挙げられる。

図１は、本発明による光学素子の例を説明する図であり、（ａ）は、本発明による高分子液晶が用いた四分の一波長板を説明する図であり、（ｂ）は、本発明による高分子液晶が用いた二分の一波長板を説明する図である。

図１（ａ）に示す本発明による高分子液晶を用いた四分の一波長板１０ａにおいては、高分子液晶の屈折率異方性Δｎと光の進行方向に沿った高分子液晶の厚さｄとの積Δｎ×ｄが、高分子液晶の通過する光の波長λの１／４倍である。このとき、四分の一波長板１０ａに直線偏光の光を入射すると、四分の一波長板１０ａを透過した光は、円偏光に変換される。逆に、四分の一波長板１０ａに円偏光の光を入射すると、四分の一波長板１０ａを透過した光は、直線偏光に変換される。

図１（ｂ）に示す本発明による高分子液晶を用いた二分の一波長板１０ｂにおいては、高分子液晶の屈折率異方性Δｎと光の進行方向に沿った高分子液晶の厚さｄとの積Δｎ×ｄが、高分子液晶の通過する光の波長λの１／２倍である。このとき、二分の一波長板１０ｂに直線偏光の光を入射すると、二分の一波長板１０ｂを透過した光は、二分の一波長板１０ｂに入射した直線偏光の振動面に対して９０°だけ回転した振動面を有する直線偏光に変換される。

本発明の第四の実施形態は、一般式（４）

で表され、Ｒ^１は、水素原子又はメチル基であり、ｎ１は、１以上８以下の自然数であり、ｐ、ｑ、ｒ、ｓ、ｔ、及びｕは、０又は１であり、且つｐ、ｑ、ｒ、ｓ、ｔ、及びｕの少なくとも一つは、１であり、Ｘは、シアノ基、フッ素原子、又は塩素原子であるターフェニル誘導体である。

本発明の第四の実施形態によれば、高い屈折率異方性を備えた高分子液晶、より低い結晶化点を備え、液晶温度範囲が広い重合性液晶性組成物を得ることが可能なターフェニル誘導体を提供することができる。

本発明の第四の実施形態によるターフェニル誘導体において、好ましくは、Ｘは、シアノ基である。

本発明の第四の実施形態によるターフェニル誘導体において、好ましくは、ｐ、ｑ、ｒ、ｓ、ｔ、及びｕのいずれか一つが、１であり、他は、０である。

本発明の第四の実施形態によるターフェニル誘導体において、好ましくは、ｐ及びｕは、０であり、ｑ、ｒ、ｓ、及びｔのいずれか一つが、１であり、他は、０である。

本発明の第四の実施形態によるターフェニル誘導体の構成、効果、及び用途の説明は、本発明の第一の実施形態による重合性液晶性組成物に含まれる第一の重合性液晶性化合物における対応する構成についての説明と同一である。

本発明の第四の実施形態によるターフェニル誘導体の合成方法について述べる。

化合物（４Ａ）は、たとえば以下の方法によって合成できる。

まず、化合物（４１）とマグネシウムとを反応させてＧｒｉｇｎａｒｄ試薬を調製し、化合物（４２）と反応させ、化合物（４３）を得る。つぎに化合物（４３）のＧｒｉｇｎａｒｄ試薬を調製し、二酸化炭素と反応させて化合物（４４）を得る。つぎに化合物（４４）をチオニルクロリドと、ついでアンモニア水と反応させることによって化合物（４５）を得る。つぎに化合物（４５）とパラトルエンスルホニルクロリドとを反応させ、化合物（４６）を得る。つぎに化合物（４６）とＢＢｒ_３とを反応させることによって化合物（４７）を得る。つぎに化合物（４７）とＣＨ_２＝ＣＨ−ＣＯＯ−（ＣＨ_２）_ｎ３−ＯＨとを縮合反応させることによって化合物（４Ａ）を得る。また、化合物（４７）を化合物（４９）と反応させて化合物（５０）を得て、つぎに化合物（５０）をアクリル酸クロリドと反応させることによっても化合物（４Ａ）を得ることができる。

なお、本発明の第一の実施形態である重合性液晶性組成物における化合物（１Ａ−０）は、化合物（４７）とアクリル酸クロリドとを反応させることによって得ることができる。

化合物（４Ｂ）は、たとえば以下の方法によって合成できる。

まず、化合物（５１）を臭素化して化合物（５２）を得る。つぎに化合物（５２）と化合物（５３）とを反応させて化合物（５４）を得る。つぎに化合物（５４）をＢＢｒ_３と反応させて化合物（５５）を得る。つぎに化合物（５５）とＣＨ_２＝ＣＨ−ＣＯＯ−（ＣＨ２）_ｎ３−ＯＨとを縮合反応させることによって化合物（４Ｂ）を得る。

［化合物（１Ａ−４）の合成］

（工程Ａ−１）
ＴＨＦ中に４５．２ｇの２−ブロモ−５−クロロトルエン（４１）及び５．８ｇのマグネシウムを含む溶液を２時間撹拌して、Ｇｒｉｇｎａｒｄ試薬を得た。得られたＧｒｉｇｎａｒｄ試薬を、１．７ｇのテトラキストリフェニルホスフィンパラジウム及び５２．６ｇの４−ブロモ−４’−メトキシビフェニル（４２）を含むＴＨＦ溶液に静かに滴下して、還流下で一晩反応させた。反応液に水を加え、反応液をジクロロメタンで抽出し、水で洗浄した後、反応液からジクロロメタンを留去した。残留物を、ジクロロメタンを用いるシリカゲルクロマトグラフィにかけることにより、５０．０ｇの化合物（４３）を得た。

（工程Ａ−２）
ＴＨＦ中で１９．６ｇのエチルブロマイド及び９．５ｇのマグネシウムを２時間反応させて、Ｇｒｉｇｎａｒｄ試薬を得た。得られたＧｒｉｇｎａｒｄ試薬に、化合物（４３）を含むＴＨＦ溶液を加え、得られた溶液を一晩撹拌した後、その溶液に炭酸ガスを３時間吹き込んだ。反応液に水を加え、生じた白色沈殿をろ過することにより、３８．２ｇの化合物（４４）を得た。

（工程Ａ−３）
１，１，２，２−テトラクロロエタンに、４１．３ｇの化合物（４４）、３２ｍｌの塩化チオニル、及び数滴のＤＭＦを混合した。得られた混合物を３時間加熱した後、溶媒及び残留している塩化チオニルを留去した。残った固体を１，１，２，２−テトラクロロエタンに溶解させた。得られた溶液を１５０ｍｌの濃アンモニア水溶液に滴下し、生じた白色沈殿をろ過することにより、化合物（４５）を得た。

（工程Ａ−４）
クロロベンゼン中で、１５．９ｇの化合物（４５）、１４ｇのｐ−トルエンスルホニルクロライド、及び１１．４ｇのピリジンを混合し、得られた混合物を一晩反応させた。反応液に水を加えた後に、反応液をジクロロメタンで抽出し、水で洗浄した。その後、反応液から溶媒を留去した。ジクロロメタンを用いたシリカゲルクロマトグラフィを行うことによって、１０．２ｇの化合物（４６）を得た。

（工程Ａ−５）
ジクロロメタンに１０．２ｇの化合物（４６）を溶解させた後、得られた溶液に−７５℃で４．１ｍｌの三臭化ホウ素を滴下して、その溶液を一晩反応させた。氷浴において、反応液に静かに水を加えた後、反応液にジクロロメタンを加え、水で洗浄した。その後、反応液からジクロロメタンを留去した。残留物を、トルエンを用いて再結晶させることにより、７．３ｇの化合物（４７）を得た。

（工程Ａ−６）
ＴＨＦに７．３ｇの化合物（４７）、８．０ｇのトリフェニルホスフィン、及び４．４ｇのアクリル酸４−ヒドロキシブチル（４８ａ）を溶解させた。得られた溶液に、窒素を導入しながら、氷浴において、１４．５ｇのジエチルアゾジカルボキシラート（４０％トルエン溶液）をゆっくりと滴下し、その溶液を一晩反応させた。反応後、反応液をジクロロメタンで抽出し水で３回洗浄した後、ジクロロメタンを留去した。残留物をジクロロメタンを用いたシリカゲルクロマトグラフィにかけることにより、６．８ｇの化合物（１Ａ−４）を得た。

化合物（１Ａ−４）の^１ＨＮＭＲスペクトル（溶媒：ＣＤＣｌ_３、内部標準：ＴＭＳ）は、δ（ｐｐｍ）：１．９１（４Ｈ，ｍ）、２．３２（３Ｈ，ｓ）、４．０６（２Ｈ，ｔ）、４．２６（２Ｈ，ｔ）、５．８４（１Ｈ，ｍ）、６．１３（１Ｈ，ｍ）、６．４１（１Ｈ，ｍ）、６．９６−７．００（２Ｈ，ｍ）、７．３３−７．４２（３Ｈ，ｍ）、７．５３−７．６４（６Ｈ，ｍ）であった。

［化合物（１Ａ−２）の合成］

実施例１における工程Ａ−６で、アクリル酸４−ヒドロキシブチルの代わりにアクリル酸２−ヒドロキシエチル（４８ｂ）を用いることにより、化合物（１Ａ−２）を得た。

化合物（１Ａ−２）の^１ＨＮＭＲスペクトル（溶媒：ＣＤＣｌ_３、内部標準：ＴＭＳ）は、δ（ｐｐｍ）：２．３５（３Ｈ，ｓ）、４．２８（２Ｈ，ｔ）、４．５５（２Ｈ，ｔ）、５．８８（１Ｈ，ｍ）、６．１８（１Ｈ，ｍ）、６．４５（１Ｈ，ｍ）、７．０２−７．０４（２Ｈ，ｍ）、７．２６−７．３７（３Ｈ，ｍ）、７．５３−７．６４（６Ｈ，ｍ）であった。

［化合物（１Ａ−６）の合成］

（工程Ｂ−１）
エタノールに、４．０ｇの化合物（４７）、１．１ｇの水酸化カリウム、及び０．２ｇのヨウ化カリウムを溶解させ、得られた溶液を６０℃で撹拌した。その溶液に３．８ｇの６−ブロモ−１−ヘキサノール（４９ａ）を滴下して、得られた溶液を一晩撹拌した。反応液を室温まで冷却し、析出した固体をろ別することにより、３．５ｇの化合物（５０ａ）を得た。

（工程Ｂ−２）
ＴＨＦに、３．５ｇの化合物（５０ａ）及び１．５ｍｌのトリエチルアミンを混合した。得られた混合物に窒素を導入しつつ、水浴にて冷却しながら、１．１ｇのアクリル酸クロリドをゆっくりと滴下して、その混合物を一晩反応させた。その後、生じた塩を反応液からろ別し、溶媒を留去した。ついで、ジクロロメタンを用いたカラムクロマトグラフィによって精製し、さらに再結晶させることによって、２．６ｇの化合物（１Ａ−６）を得た。

化合物（１Ａ−６）の^１ＨＮＭＲスペクトル（溶媒：ＣＤＣｌ_３、内部標準：ＴＭＳ）は、δ（ｐｐｍ）：１．４７−１．５１（４Ｈ，ｍ）、１．７３（２Ｈ，ｍ）、１．８４（２Ｈ，ｍ）、２．３４（３Ｈ，ｓ）、４．０２（２Ｈ，ｔ）、４．１８（２Ｈ，ｔ）、５．８３（１Ｈ，ｍ）、６．１４（１Ｈ，ｍ）、６．４２（１Ｈ，ｍ）、６．９８−７．００（２Ｈ，ｍ）、７．３３−７．３６（３Ｈ，ｍ）、７．５３−７．６４（６Ｈ，ｍ）であった。

［化合物（１Ａ−３）の合成］

実施例３における工程Ｂ−１において、６−ブロモ−１−ヘキサノール（４９ａ）の代わりに３−ブロモ−１−プロパノール（４９ｂ）を用いることにより、化合物（１Ａ−３）を得た。

化合物（１Ａ−３）の^１ＨＮＭＲスペクトル（溶媒：ＣＤＣｌ_３、内部標準：ＴＭＳ）は、δ（ｐｐｍ）：２．２２（２Ｈ，ｍ）、２．３５（３Ｈ，ｓ）、４．１３（２Ｈ，ｔ）、４．３９（２Ｈ，ｔ）、５．８５（１Ｈ，ｍ）、６．１４（１Ｈ，ｍ）、６．４３（１Ｈ，ｍ）、６．９９−７．０２（２Ｈ，ｍ）、７．３３−７．３７（３Ｈ，ｍ）、７．５３−７．６４（６Ｈ，ｍ）であった。

［化合物（１Ａ−０）の合成］
実施例３における工程Ｂ−２と同様に、ＴＨＦ中、化合物（４７）をトリエチルアミン存在下でアクリル酸クロリドと反応させて、化合物（１Ａ−０）を得た。

化合物（１Ａ−０）の^１ＨＮＭＲスペクトル（溶媒：ＣＤＣｌ_３、内部標準：ＴＭＳ）は、δ（ｐｐｍ）：２．３５（３Ｈ，ｓ）、６．０６（１Ｈ，ｍ）、６．３５（１Ｈ，ｍ）、６．６５（１Ｈ，ｍ）、７．２３−７．２８（２Ｈ，ｍ）、７．３３−７．３８（３Ｈ，ｍ）、７．５４−７．６７（６Ｈ，ｍ）であった。

［化合物（１Ｂ−４）の合成］

（工程Ｃ−１）
１５０ｍｌのテトラクロロエタンに、１７．９ｇの４−シアノビフェニル（５１）を溶解させ、１ｇの鉄粉及びスパーテル２杯分のヨウ素を加え、得られた溶液の温度を７０度まで上昇させた。次に、その溶液に、３０ｍｌのテトラクロロエタンに溶解させた臭素２４ｇをゆっくり滴下した。反応後、チオ硫酸ナトリウム水溶液で過剰の臭素を分解した。有機相をトルエンで抽出した後、トルエンを留去した。ジクロロメタンを用いたシリカゲルクロマトグラフィの後に、トルエンを用いた再結晶を行うことにより、化合物（５２）を得た。

（工程Ｃ−２）
１５ｍｌのＴＨＦに、３．０ｇの化合物（５２）を溶解させ、０．５ｇのテトラキストリフェニルホスフィンパラジウム、炭酸ナトリウム水溶液（炭酸ナトリウム１．５ｇを７．５ｍｌの水に溶解）、及び２．４ｇの４−メトキシ−２−メチルフェニルボロン酸（５３）（７．５ｍｌのＴＨＦに溶解した溶液として）を加え、得られた溶液を一晩還流して反応させた。反応液をジクロロメタンで抽出し、水で３回洗浄した後、ジクロロメタンを留去した。残留物を、ジクロロメタンを用いたシリカゲルクロマトグラフィにかけて、２．０ｇの化合物（５４）を得た。

（工程Ｃ−３）
ジクロロメタンに、２．０ｇの化合物（５４）を溶解した後、得られた溶液に−７５℃で１．３ｍｌの三臭化ホウ素を滴下した。一晩の反応後、氷浴において反応液に静かに水を加え、反応液をジクロロメタンで抽出し、水で３回洗浄した。その後、ジクロロメタンを留去した。トルエンを用いた再結晶を行うことにより、１．５ｇの化合物（５５）を得た。

（工程Ｃ−４）
ＴＨＦに、１．５ｇの化合物（５５）、１．６ｇのトリフェニルホスフィン、及び０．９０ｇのアクリル酸４−ヒドロキシブチル（４８ａ）を溶解させた。得られた溶液を氷浴で冷却しながら、３．０ｇのジエチルアゾジカルボキシラート（４０％トルエン溶液）をゆっくりと滴下した。一晩の反応後、反応液をジクロロメタンで抽出し、水で３回洗浄した後、ジクロロメタンを留去した。残留物を、ジクロロメタンを用いたシリカゲルクロマトグラフィにかけ、目的物である１．０ｇの化合物（１Ｂ−４）を得た。

化合物（１Ｂ−４）の^１ＨＮＭＲスペクトル（溶媒：ＣＤＣｌ_３、内部標準：ＴＭＳ）は、δ（ｐｐｍ）：１．９３（４Ｈ，ｍ）、２．３０（３Ｈ，ｓ）、４．０６（２Ｈ，ｔ）、４．２７（２Ｈ，ｔ）、５．８４（１Ｈ，ｍ）、６．１３（１Ｈ，ｍ）、６．４１（１Ｈ，ｍ）、６．８２（２Ｈ，ｍ）、７．４２（１Ｈ，ｍ）、７．６３−７．７３（８Ｈ，ｍ）であった。

［化合物（１Ｃ−４）の合成］
実施例６における工程Ｃ−２において、４−メトキシ−２−メチルフェニルボロン酸（５３）の代わりに４−メトキシ−３−メチルフェニルボロン酸を用いることにより、化合物（１Ｃ−４）を得た。

化合物（１Ｃ−４）の^１ＨＮＭＲスペクトル（溶媒：ＣＤＣｌ_３、内部標準：ＴＭＳ）は、δ（ｐｐｍ）：１．９２（４Ｈ，ｍ）、２．２９（３Ｈ，ｓ）、４．０７（２Ｈ，ｔ）、４．２７（２Ｈ，ｔ）、５．８４（１Ｈ，ｍ）、６．１４（１Ｈ，ｍ）、６．４４（１Ｈ，ｍ）、６．８９（１Ｈ，ｍ）、７．４３（２Ｈ，ｍ）、７．６２−７．７３（８Ｈ，ｍ）であった。

［化合物（１Ａ−４）を用いた重合性液晶性組成物及び高分子液晶］
＜屈折率異方性（Δｎ）の算出方法：実施例８〜１２に共通＞
非重合性液晶ＺＬＩ−１５６５（Ｍｅｒｃｋ社製）に２０質量％の化合物（１Ａ−４）を溶解させた混合物について、くさび型セルを用いて屈折率異方性を測定し、測定結果から外挿により化合物（１Ａ−４）の屈折率異方性を算出した。

化合物（１Ａ−４）は、単独では、８７℃の結晶化点及び１１７℃の透明点を有し、ネマチック液晶性を示した。また、前記方法によって算出した化合物（１Ａ−４）の屈折率異方性（Δｎ）は、５８９ｎｍの光の波長に対して０．２８であった。

化合物（１Ａ−４）に、重合性液晶性化合物である化合物（１Ｒ）及び化合物（２Ｒ）

を、化合物（１Ａ−４）：化合物（１Ｒ）：化合物（２Ｒ）＝７：２：１（モル比）で、混合し、重合性液晶性組成物１を得た。

この重合性液晶性組成物１は、室温以下の結晶化点及び１０８℃の透明点を有し、ネマチック液晶性を示した。重合性液晶性組成物１の室温での屈折率異方性は、０．２５であった。

＜高分子液晶の作製方法：実施例８〜１２に共通＞
この重合性液晶性組成物１に、組成物全体に対して０．５重量％の日本チバ・ガイギー社製イルガキュアＩＣ９０７、及び組成物全体に対して０．２重量％の２−ｎ−ドデシルフェノールを混合した。次に、ＥＨＣ社製の評価用ガラスセル（ギャップ６μｍ）に、１００℃まで加温した重合性液晶性組成物１を注入した。このセルを３５℃まで徐冷し、３５℃において５０ｍＷ／ｃｍ^２の照度で紫外線を１分間照射して、重合性液晶性組成物１を光重合させた。さらに得られた重合体を、１３５℃のホットプレートで１時間熱処理し、高分子液晶１を得た。得られた高分子液晶１の屈折率異方性は、０．２３であった。

＜屈折率異方性の変化率：実施例８〜１２に共通＞
また、高分子液晶１の屈折率異方性の変化率を求めた。屈折率異方性の変化率は、高分子液晶１の温度を３０℃から８０℃まで昇温し、それぞれの温度における屈折率異方性の測定値から算出した。高分子液晶１の屈折率異方性の変化率は、１％未満であった。

このように得られた重合性液晶性組成物１の液晶相を発現する温度範囲は、非常に広く、かつ、重合性液晶性組成物１は、室温でも液晶性を有しており、重合性液晶性組成物１の取扱いは、容易である。また、重合性液晶性組成物１の重合を高分子液晶の屈折率異方性が大きくなる、低温において行うことができる。

このように、重合性液晶性組成物１を、低温で重合させることによって、得られる高分子液晶の屈折率異方性の温度変化を、低減することができる。その結果、重合性液晶性組成物１を重合させる際に、重合に対する温度の揺らぎの影響を低減することができる。

さらに、高分子液晶１は、良好な透過率を有する。

［化合物（３Ｒ）を用いた重合性液晶性組成物及び高分子液晶（比較例）］
化合物（１Ａ）の代わりに、化合物（３Ｒ）

を用いて、同様に、化合物（３Ｒ）：化合物（１Ｒ）：化合物（２Ｒ）＝７：２：１（モル比）の重合性液晶性組成物及び高分子液晶を得た。得られた重合性液晶性組成物が液晶相を示す温度範囲は、狭く、４８℃から７２℃の範囲であった。また、高分子液晶の屈折率異方性の変化率は、６％以上と大きかった。また、得られた高分子液晶の可視光（特に４００ｎｍから５００ｎｍ）の透過率は、高分子液晶１の可視光の透過率と比較して、低かった。図２は、実施例８で得られた高分子液晶の透過率曲線を示す図である。図２において、横軸は、高分子液晶に入射する光の波長（ｎｍ）を表し、縦軸は、高分子液晶に入射する光の透過率（％）を表す。

［化合物（１Ａ−２）を用いた重合性液晶性組成物及び高分子液晶］
化合物（１Ａ−２）は、単独では、９７℃の結晶化点及び１０５℃の透明点を有し、ネマチック液晶性を示した。また、化合物（１Ａ−２）の屈折率異方性は、５８９ｎｍの光の波長に対して０．２８と高い値であった。

化合物（１Ａ−２）に、重合性液晶性化合物である化合物（１Ｒ）及び化合物（２Ｒ）を、化合物（１Ａ−２）：化合物（１Ｒ）：化合物（２Ｒ）＝７：２：１（モル比）で、混合し、重合性液晶性組成物２を得た。

この重合性液晶性組成物２は、室温以下の結晶化点及び９０℃の透明点を有し、ネマチック液晶性を示した。重合性液晶性組成物２の室温での屈折率異方性は、０．２５であった。

実施例８と同様にして得られた高分子液晶２の屈折率異方性は、０．２３であった。また、高分子液晶２の屈折率異方性の変化率を測定した。高分子液晶２の屈折率異方性の変化率は、１％未満であった。

よって、重合性液晶性組成物２の液晶相を発現する温度範囲は、非常に広く、かつ、重合性液晶性組成物２は、室温でも液晶性を有しており、重合性液晶性組成物２の取扱いは、容易である。また、重合性液晶性組成物２の重合を、高分子液晶の屈折率異方性が大きくなる、低温において行うことができる。

このように、重合性液晶性組成物２を、低温で重合させることによって、得られる高分子液晶の屈折率異方性の温度変化を、低減することができる。その結果、重合性液晶性組成物２を重合させる際に、重合に対する温度の揺らぎの影響を低減することができる。

［化合物（１Ａ−０）を用いた重合性液晶性組成物及び高分子液晶］
化合物（１Ａ−０）は、単独では、１４０℃の結晶化点及び２２８℃の透明点を有し、ネマチック液晶性を示した。また、化合物（１Ａ−０）の屈折率異方性は、５８９ｎｍの光の波長に対して０．２７と高い値であった。

化合物（１Ａ−０）に、重合性液晶性化合物である化合物（１Ｒ）及び化合物（２Ｒ）を、化合物（１Ａ−０）：化合物（１Ｒ）：化合物（２Ｒ）＝５：２：３（モル比）で、混合し、重合性液晶性組成物３を得た。

この重合性液晶性組成物３は、１０１℃の結晶化点及び１３２℃の透明点を有し、ネマチック液晶性を示した。

この重合性液晶性組成物３の１０５℃での屈折率異方性は、０．２１であった。

実施例８と同様にして得られた高分子液晶３の屈折率異方性は、０．１６であった。また、高分子液晶３の屈折率異方性の変化率は、１％未満であった。

このように、得られる高分子液晶の屈折率異方性の温度変化は、小さく、重合性液晶性組成物３を重合させる際に、重合に対する温度の揺らぎの影響を低減することができる。

［化合物（１Ｂ−４）を用いた重合性液晶性組成物及び高分子液晶］
化合物（１Ｂ−４）は、単独では、７５℃の結晶化点及び１０５℃の透明点を有し、ネマチック液晶性を示した。また、化合物（１Ｂ−４）の屈折率異方性は、５８９ｎｍの光の波長に対して０．２６と高い値であった。

化合物（１Ｂ−４）に、重合性液晶性化合物である化合物（１Ｒ）及び化合物（２Ｒ）を、化合物（１Ｂ−４）：化合物（１Ｒ）：化合物（２Ｒ）＝７：２：１（モル比）で、混合し、重合性液晶性組成物４を得た。

この重合性液晶性組成物４は、室温以下の結晶化点及び９４℃の透明点を有し、ネマチック液晶性を示した。重合性液晶性組成物４の室温での屈折率異方性は、０．２６であった。

実施例８と同様にして得られた高分子液晶４の屈折率異方性は、０．２３であった。また、高分子液晶４の屈折率異方性の変化率は、２％程度であった。

よって、重合性液晶性組成物４の液晶相を発現する温度範囲は、非常に広く、かつ、重合性液晶性組成物４は、室温でも液晶性を有しており、重合性液晶性組成物４の取扱いは、容易である。また、重合性液晶性組成物４の重合を、高分子液晶の屈折率異方性が大きくなる、低温において行うことができる。

このように、重合性液晶性組成物４を、低温で重合させることによって、得られる高分子液晶の屈折率異方性の温度変化を、低減することができる。その結果、重合性液晶性組成物４を重合させる際に、重合に対する温度の揺らぎの影響を低減することができる。

［化合物（１Ｃ−４）の性質］
化合物（１Ｃ−４）は、単独では、１４０℃の結晶化点及び２１９℃の透明点を有し、ネマチック液晶性を示した。化合物（１Ｃ−４）の屈折率異方性は、５８９ｎｍの光の波長に対して０．２７と高い値であった。化合物（１Ｃ−４）は、高い屈折率異方性を有する。

以上、本発明の実施の形態及び実施例を具体的に説明してきたが、本発明は、これらの実施の形態及び実施例に限定されるものではなく、これら本発明の実施の形態及び実施例を、本発明の主旨及び範囲を逸脱することなく、変更又は変形することができる。

本発明による光学素子の例を説明する図であり、（ａ）は、本発明による高分子液晶を用いた四分の一波長板を説明する図であり、（ｂ）は、本発明による高分子液晶を用いた二分の一波長板を説明する図である。 実施例８で得られた高分子液晶１の透過率曲線を示す図である。

符号の説明

１０ａ 四分の一波長板
１０ｂ 二分の一波長板

Claims (17)

1. 重合性官能基及びメソゲン基を有する重合性液晶性化合物を含む重合性液晶性組成物において、
   当該重合性液晶性組成物は、
   一般式（１）
   

   

   で表される第一の重合性液晶性化合物並びに複数の重合性官能基及びメソゲン基を有する第二の重合性化合物を含み、
   Ｒ^１は、水素原子又はメチル基であり、
   ｍ１及びｎ１は、
   ｍ１＝ｎ１＝０又はｍ１＝１且つｎ１＝１以上８以下の自然数
   を満たし、
   ｐ、ｑ、ｒ、ｓ、ｔ、及びｕは、０又は１であり、且つｐ、ｑ、ｒ、ｓ、ｔ、及びｕの少なくとも一つは、１であり、
   Ｘは、シアノ基、フッ素原子、又は塩素原子である
   ことを特徴とする重合性液晶性組成物。
2. 前記第一の重合性液晶性化合物におけるｍ１及びｎ１は、ｍ１＝１且つｎ１＝１以上８以下の自然数を満たすことを特徴とする請求項１に記載の重合性液晶性組成物。
3. 前記第一の重合性液晶性化合物におけるＸは、シアノ基である
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の重合性液晶性組成物。
4. 前記第一の重合性液晶性化合物におけるｐ、ｑ、ｒ、ｓ、ｔ、及びｕのいずれか一つが、１であり、他は、０である
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の重合性液晶性組成物。
5. ｐ及びｕは、０であり、
   ｑ、ｒ、ｓ、及びｔのいずれか一つが、１であり、他は、０である
   ことを特徴とする請求項４に記載の重合性液晶性組成物。
6. 前記第二の重合性化合物は、一般式（２）
   

   

   で表される化合物であり、
   Ｒ^２は、水素原子又はメチル基であり、
   ｍ２及びｎ２は、
   ｍ２＝ｎ２＝０又はｍ２＝１且つｎ２＝１以上８以下の自然数
   を満たし、
   Ｙは、１，４−フェニレン基又は−Ｃ≡Ｃ−である
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の重合性液晶性化合物。
7. 前記第一の重合性液晶性化合物及び第二の重合性化合物の合計のモルに対する前記第一の重合性液晶性化合物のモルの比は、０．５以上０．９５以下であり、
   前記第一の重合性液晶性化合物及び第二の重合性化合物の合計のモルに対する前記第二の重合性化合物のモルの比は、０．０５以上０．５以下である
   ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の重合性液晶性組成物。
8. 当該重合性液晶性組成物は、重合性官能基及びメソゲン基を有する第三の重合性液晶性化合物をさらに含み、
   該第三の重合性液晶性化合物の透明点は、１２０℃以上である
   ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の重合性液晶性組成物。
9. 前記第三の重合性液晶性化合物は、一般式（３）
   

   

   で表される化合物であり、
   Ｒ^３は、水素原子又はメチル基であり、
   ｍ３及びｎ３は、
   ｍ３＝ｎ３＝０又はｍ３＝１且つｎ３＝１以上８以下の自然数
   を満たし、
   Ｚは、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−であり、
   Ｗは、シアノ基、フッ素原子、又は塩素原子である
   ことを特徴とする請求項８に記載の重合性液晶性組成物。
10. 前記第一及び第三の重合性液晶性化合物並びに第二の重合性化合物の合計のモルに対する前記第三の重合性液晶性化合物のモルの比は、０．０５以上０．３以下である
    ことを特徴とする請求項８又は９に記載の重合性液晶性組成物。
11. 請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の重合性液晶性組成物を重合させることによって得られることを特徴とする高分子液晶。
12. ０．１５以上０．３０以下の屈折率異方性を有することを特徴とする請求項１１に記載の高分子液晶。
13. 請求項１１又は１２に記載の高分子液晶を含むことを特徴とする光学素子。
14. 一般式（４）
    

    

    で表され、
    Ｒ^１は、水素原子又はメチル基であり、
    ｎ１は、１以上８以下の自然数であり、
    ｐ、ｑ、ｒ、ｓ、ｔ、及びｕは、０又は１であり、且つｐ、ｑ、ｒ、ｓ、ｔ、及びｕの少なくとも一つは、１であり、
    Ｘは、シアノ基、フッ素原子、又は塩素原子であるターフェニル誘導体。
15. Ｘは、シアノ基であることを特徴とする請求項１４に記載のターフェニル誘導体。
16. ｐ、ｑ、ｒ、ｓ、ｔ、及びｕのいずれか一つが、１であり、他は、０であることを特徴とする請求項１４又は１５に記載のターフェニル誘導体。
17. ｐ及びｕは、０であり、
    ｑ、ｒ、ｓ、及びｔのいずれか一つが、１であり、他は、０であることを特徴とする請求項１６に記載のターフェニル誘導体。

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