TWI593785B - 液晶．高分子複合材料 - Google Patents

液晶．高分子複合材料 Download PDF

Info

Publication number
TWI593785B
TWI593785B TW102121889A TW102121889A TWI593785B TW I593785 B TWI593785 B TW I593785B TW 102121889 A TW102121889 A TW 102121889A TW 102121889 A TW102121889 A TW 102121889A TW I593785 B TWI593785 B TW I593785B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
group
liquid crystal
formula
atom
substituted
Prior art date
Application number
TW102121889A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201410851A (zh
Inventor
岩下芳典
秋山英也
西山伊佐
Original Assignee
迪愛生股份有限公司
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 迪愛生股份有限公司 filed Critical 迪愛生股份有限公司
Publication of TW201410851A publication Critical patent/TW201410851A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI593785B publication Critical patent/TWI593785B/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
    • C09K19/42—Mixtures of liquid crystal compounds covered by two or more of the preceding groups C09K19/06 - C09K19/40
    • C09K19/46—Mixtures of liquid crystal compounds covered by two or more of the preceding groups C09K19/06 - C09K19/40 containing esters
    • 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
    • C09K19/38—Polymers
    • 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
    • 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
    • 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
    • C09K2019/0448—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 end chain group being a polymerizable end group, e.g. -Sp-P or acrylate
    • 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
    • C09K19/2007—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 the chain containing -COO- or -OCO- groups
    • C09K2019/2078—Ph-COO-Ph-COO-Ph

Description

液晶‧高分子複合材料
本發明係關於一種適宜作為可高速響應之液晶之液晶．高分子複合材料及其製造方法。
目前，就應對3D、或降低對周邊機器.裝置之負荷之觀點而言，液晶之高速化逐漸成為重要之開發課題。迄今為止，對利用向列型液晶之物性改良或面板之改良所獲得之高速化進行研究，亦積極開發向列型液晶以外之高速液晶。作為向列型液晶以外且可高速響應之液晶，目前已知有鐵電性液晶(FLC，Ferroelectric Liquid Crystal)、顯示出藍相等光學各向同性之液晶相(光學各向同性相)之液晶(例如參照非專利文獻1)、二軸性液晶等。
藍相被分類為作為具有立方結構之秩序相之藍相I及II、以及作為非晶(無序)相之藍相III。該等藍相具有如下特徵：由於在未施加電場時為光學各向同性，故而無需摩擦配向，且由於顯示出無漏光之完全之黑色，因此對比度良好，又，由於與IPS(In Plane Switching，共平面切換)方式同樣地於水平方向施加電場，故而視野角亦良好。進而，由於基於利用克爾效應(Kerr effect)之雙折射之表現而進行切換，故而原理上可獲得高速響應。
使用有藍相液晶之液晶光學元件之問題係藍相之表現溫度範圍非常狹窄(約1℃)(例如參照非專利文獻2)。然而，近年來，已判明可藉由高分子化而擴大顯示藍相之溫度範圍。例如於非專利文獻3~5中，報告有於顯示出藍相之低分子液晶材料中，一面保持藍相一面使少量之聚合性化合物進行聚合而形成高分子，藉此使藍相之表現溫度範圍擴大至數十℃以上(高分子穩定化藍相)。又，於專利文獻1及2中，記載有使聚合性化合物與具有手性之液晶材料之混合物於該混合物表現出各向同性相或藍相之溫度下開始聚合，並於實質上使可見光線以上之波長之光不發生散射且光學各向同性之狀態下結束聚合，藉此可獲得高透明性、各向同性，並且於寬廣之溫度範圍內顯示出較大且穩定之克爾係數的液晶．高分子複合材料。又，於專利文獻3及4中，分別揭示有作為用以形成高分子穩定化藍相之具有手性之液晶材料，較佳為包含於液晶原部具有CF2O基或氯苯環之化合物之液晶組成物。進而，於專利文獻5~7中，分別揭示有作為用以形成高分子穩定化藍相之高分子，較佳為由單反應性液晶原聚合性化合物所獲得之高分子、藉由甲基丙烯酸酯骨架與丙烯酸酯骨架之共聚合所形成之高分子、或者由具有不對稱結構之聚合性化合物所獲得之高分子。此外，於專利文獻8中，報告有藉由在液晶組成物中調配具有手性之可溶性液晶聚合物而擴大該液晶組成物之藍相之表現溫度範圍。
通常所使用之藍相為藍相I或II，且藉由上述方法而高分子穩定化之藍相亦為藍相I或II。相對於此，表現出藍相III之液晶非常少，且其穩定化亦難以進行。關於藍相III之表現或其穩定化之報告較少，但例如於非專利文獻6及7中，報告有藉由在向列型液晶組成物調配於分子內具有扭轉秩序之T型手性液晶低聚物，可表現出藍相III，並且可擴大其表現溫度範圍。又，於非專利文獻8中，提出有藉由群聚(cybotactic)之層結構而打亂藍相之秩序，從而表現出藍相III。進而，於非專利文獻9中，報 告有與藍相I及II同樣地，藍相III亦藉由在向列型液晶組成物中使少量之聚合性化合物進行聚合而形成高分子，從而擴大藍相III之表現溫度範圍。
[專利文獻1]日本特開2005-336477號公報
[專利文獻2]日本特開2006-089622號公報
[專利文獻3]日本特開2009-074050號公報
[專利文獻4]日本特開2009-144135號公報
[專利文獻5]日本特表2008-524347號公報
[專利文獻6]日本特開2008-266633號公報
[專利文獻7]日本特開2010-195921號公報
[專利文獻8]日本特開2006-225655號公報
[非專利文獻1]H. Stegemeyer, et, al., Liquid Crystals, 1986, vol.1, p.3-28.
[非專利文獻2]D. C. Wright, N. D. Mermin, Reviews of Modern Physics, 1989, vol.61(2), p.385-432.
[非專利文獻3]H. Kikuchi, et. al., Nature Materials, 2002, vol.1(1), p.64-68.
[非專利文獻4]H. Kikuchi, Structure and Bonding, 2007, vol.128, p.99-117.
[非專利文獻5]J. Yan, et. al., Journal of Materials Chemistry, 2011, vol.21(22), p.7870-7877.
[非專利文獻6]A. Yoshizawa, Proceedings of the 14th International Display Workshops 2, 2007, p.379-382.
[非專利文獻7]A. Yoshizawa, Molecular Crystals and Liquid Crystals, 2010, vol.516, p.99-106.
[非專利文獻8]S. Taushanoff, et. al., Journal of Materials Chemistry, 2010, vol.20(28), p.5893-5898.
[非專利文獻9]芝山聖史，其他2名，液晶學會討論會，2010年，「高分子穩定化藍相III之創製與其電光學響應」(PB2)。
使用作為秩序相之藍相I或II之液晶有電光學響應曲線(VT曲線)上產生遲滯(hysteresis)之問題。一般認為，藉由使用作為非晶相之藍相III可減少遲滯。然而，顯示出藍相III之材料受到限制，進而其穩定化亦不充分。例如於非專利文獻9中所實施之高分子穩定化中，穩定化後之藍相III係於其大部分之表現溫度範圍內與藍相I、II或液體相中之任一相共存之狀態，且液晶整體僅顯示出藍相III之溫度範圍僅有50.6~52.1℃之1.5℃之幅度。
因此，業界期待開發出一種用以使藍相III穩定化且擴大表現溫度範圍之更有效之方法。
本發明之目的在於提供一種顯示出藍相等光學各向同性相、尤其是藍相III之溫度範圍充分寬廣之液晶．高分子複合材料及其製造方法。
本發明提供一種液晶．高分子複合材料，其特徵在於包含：含有至少2種非手性之液晶性化合物之向列型液晶組成物、至少1種手性化合物、及使至少1種聚合性化合物進行聚合而成之高分子。
又，本發明提供一種液晶．高分子複合材料之製造方法，其特徵在於：其係藉由使包含含有至少2種非手性之液晶性化合物之向列型液晶組成物、至少1種手性化合物、及至少1種聚合性化合物的含聚合性化合物之液晶組成物於該含聚合性化合物之液晶組成物顯示出藍相III之溫 度範圍內開始聚合而使其硬化。
本發明之液晶．高分子複合材料之表現溫度範圍史無前例地非常寬廣，且可表現出穩定之藍相、尤其是藍相III。因此，本發明之液晶．高分子複合材料尤其適宜作為要求高速響應性之液晶光學元件之材料。
又，藉由本發明之液晶．高分子複合材料之製造方法，可製造藍相之表現溫度範圍非常寬廣、且穩定性較高之液晶．高分子複合材料。
於本案發明中，所謂「伸烷基」，於並無特別規定之情形時，意指自脂肪族直鏈烴之兩端之碳原子上去除各1個氫原子而成的二價之基「-(CH2)n-」(其中，n為1以上之整數)，於有自該氫原子取代為鹵素原子或烷基、或自亞甲基(-CH2-)取代為氧原子(-O-)、硫原子(-S-)、-CO-、-COO-或-OCO-等之情形時，特別規定其主旨。又，所謂「伸烷基之碳原子數」，係指「伸烷基」之通式「-(CH2)n-」中之n。
本發明之液晶．高分子複合材料之特徵在於包含：含有至少2種非手性之液晶性化合物之向列型液晶組成物、至少1種手性化合物、及使至少1種聚合性化合物進行聚合而成之高分子。藉由利用高分子對含有向列型液晶組成物與手性化合物且表現出藍相等光學各向同性相、尤其是藍相III之液晶材料進行穩定化，而獲得在非常寬廣之溫度範圍內穩定地表現出藍相III等之液晶．高分子複合材料。
[向列型液晶組成物]
本發明之液晶．高分子複合材料所使用之向列型液晶組成物含有至少2種非手性之液晶性化合物。作為該液晶性化合物，只要為非手性且具有顯示出液晶性之液晶原部位(液晶原基)之化合物，則並無特別限定，可使用公知之液晶性化合物或對該等進行適當改變而成者。
<通式(I)所表示之化合物>
作為本發明之液晶．高分子複合材料所使用之向列型液晶組成物，較佳為含有通式(I)所表示之化合物。通式(I)所表示之化合物係△ε之絕對值相對較小之液晶性化合物。
(通式(I)中，R11及R12分別獨立表示碳原子數1~16之烷基、碳原子數1~16之烷氧基、碳原子數2~16之烯基、或碳原子數2~16之烯氧基，R11或R12中之1個或相互不鄰接之2個以上之亞甲基可以氧原子或硫原子相互不直接鍵結之形式分別獨立地被取代為-O-、-S-、-CO-、-COO-或-OCO-，R11或R12中之1個或2個以上之氫原子可被取代為氟原子，A11、A12及A13分別獨立表示如下之基：(a)反式-1,4-伸環己基(存在於該基中之1個亞甲基或相互不鄰接之2個以上之亞甲基可分別獨立地被取代為氧原子或硫原子，存在於該基中之1個或2個以上之氫原子可分別獨立地經氰基、氟原子或氯原子取代)、(b)1,4-伸苯基(存在於該基中之1個-CH=或相互不鄰接之2個以上之-CH=可被取代為氮原子，存在於該基中之1個或2個以上之氫原子可分別獨立地經氰基、氟原子或氯原子取代)、或者(c)選自由1,4-環己烯基、1,4-雙環(2.2.2)伸辛基、萘-2,6-二基、十氫萘-2,6-二基、及1,2,3,4-四氫萘-2,6-二基所構成之群中之基(存在於該等基中之 1個-CH=或相互不鄰接之2個以上之-CH=可被取代為氮原子，存在於該等基中之1個或2個以上之氫原子可分別獨立地經氰基、氟原子或氯原子取代)，a11表示0、1或2，L11及L12分別獨立表示單鍵、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-CF2CF2-、-OCF2-、-CF2O-、-CH=N-N=CH-、-CH=CH-、-CF=CF-、-C≡C-、-N=N-、-CH=N-、-SCH2-、-CH2S-、-CSO-、-OCS-、-CF2S-、或-SCF2-)
通式(I)中，R11及R12分別獨立表示碳原子數1~16之烷基、碳原子數1~16之烷氧基、碳原子數2~16之烯基、或碳原子數2~16之烯氧基。該等烷基、烷氧基、烯基或烯氧基之1個或相互不鄰接之2個以上之亞甲基可以氧原子或硫原子相互不直接鍵結之形式分別獨立地被取代為-O-、-S-、-CO-、-COO-或-OCO-，該等基中之1個或2個以上之氫原子可被取代為氟原子。R11及R12可相同亦可不同，但同一分子中之R11及R12更佳為不同。
作為通式(I)所表示之化合物，R11及R12較佳為分別獨立為碳原子數1~15之烷基、碳原子數1~15之烷氧基、碳原子數2~15之烯基、或碳原子數2~15之烯氧基，更佳為碳原子數1~10之烷基、碳原子數1~10之烷氧基、碳原子數2~10之烯基、或碳原子數2~10之烯氧基，進而較佳為碳原子數1~8之烷基、碳原子數1~8之烷氧基、碳原子數2~8之烯基或碳原子數2~8之烯氧基，進而更佳為碳原子數1~8之烷基、碳原子數1~5之烷氧基、或碳原子數2~6之烯基。R11及R12可分別為支鏈狀之基，亦可為直鏈狀之基，但較佳為直鏈狀之基。
於R11及R12為烯基之情形時，尤佳為下述所示之任一基。下述基中，設為右端與環結構連結。其中，更佳為乙烯基或3-丁烯基，尤佳為乙烯基。
通式(I)中，a11表示0、1或2。作為通式(I)所表示之化合物，a11較佳為0或1。
通式(I)中，A11、A12及A13分別獨立為下述(a)基、(b)基、或(c)基。於a11為2而存在2個A13之情形時，該等可相同亦可不同。
(a)反式-1,4-伸環己基(存在於該基中之1個亞甲基或相互不鄰接之2個以上之亞甲基可分別獨立地被取代為氧原子或硫原子，存在於該基中之1個或2個以上之氫原子可分別獨立地經氰基、氟原子或氯原子取代)。
(b)1,4-伸苯基(存在於該基中之1個-CH=或相互不鄰接之2個以上之-CH=可被取代為氮原子，存在於該基中之1個或2個以上之氫原子可分別獨立地經氰基、氟原子或氯原子取代)。
(c)選自由1,4-環己烯基、1,4-雙環(2.2.2)伸辛基、萘-2,6-二基、十氫萘-2,6-二基、及1,2,3,4-四氫萘-2,6-二基所構成之群中之基(存在於該等基中之1個-CH=或相互不鄰接之2個以上之-CH=可被取代為氮原子，存在於該等基中之1個或2個以上之氫原子可分別獨立地經氰基、氟原子或氯原子取代)。
作為上述(a)基，較佳為未經取代之反式-1,4-伸環己基、或者1個或2個以上之氫原子分別獨立地經氰基、氟原子或氯原子取代之反式-1,4-伸環己基，更佳為未經取代之反式-1,4-伸環己基、或者1個或2個以上之氫原子分別獨立地經氟原子或氯原子取代之反式-1,4-伸環己基，進而較佳為未經取代之反式-1,4-伸環己基。
作為上述(b)基，較佳為下述式(b)-1~7所表示之任一基。該等基中之1個或2個以上之氫原子可分別獨立地經氰基、氟原子或 氯原子取代。尤佳為未經取代之1,4-伸苯基[式(b)-1]、1個或2個以上之氫原子分別獨立地經氟原子或氯原子取代之1,4-伸苯基、或者未經取代之嘧啶-2,5-二基[式(b)-3]，尤其更佳為未經取代之1,4-伸苯基、或者1個或2個以上之氫原子分別獨立地經氟原子或氯原子取代之1,4-伸苯基。
作為上述(c)基，較佳為1,4-環己烯基、1,4-雙環(2.2.2)伸辛基、哌啶-1,4-二基、萘-2,6-二基、十氫萘-2,6-二基、及1,2,3,4-四氫萘-2,6-二基。該等基中之1個或2個以上之氫原子可分別獨立地經氰基、氟原子或氯原子取代。尤佳為未經取代之萘-2,6-二基、1個或2個以上之氫原子分別獨立地經氟原子或氯原子取代之萘-2,6-二基、未經取代之十氫萘-2,6-二基、未經取代之1,2,3,4-四氫萘-2,6-二基、或者1個或2個以上之氫原子分別獨立地經氟原子或氯原子取代之1,2,3,4-四氫萘-2,6-二基。
作為通式(I)所表示之化合物，A11、A12及A13較佳為分別獨立為上述(a)基或上述(b)基，更佳為反式-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3,5-二氟-1,4-伸苯基，進而較佳為反式-1,4-伸環己基或1,4-伸苯基。又，一分子中，較佳為A11、A12及A13中之至少1個為反式-1,4-伸環己基或1,4-伸苯基。
通式(I)中，L11及L12分別獨立表示單鍵、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-CF2CF2-、-OCF2-、-CF2O-、-CH=N-N=CH-、-CH=CH-、-CF=CF-、-C≡C-、-N=N-、-CH=N-、-SCH2-、-CH2S-、-CSO-、-OCS-、-CF2S-、或-SCF2-。於a11為2而存在2個L12之情形時，該等可相同亦可不同。 作為通式(I)所表示之化合物，L11及L12較佳為分別獨立為單鍵、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-OCF2-、-CF2O-、-CH=N-N=CH-、-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-，更佳為單鍵、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-COO-、-OCO-、-OCF2-、-CF2O-、-CH=CH-、或-C≡C-，進而較佳為單鍵、-CH2CH2-、-CH=CH-、-OCF2-、-CF2O-、或-C≡C-，進而更佳為單鍵或-C≡C-。又，一分子中，較佳為L11及L12中之至少1個為單鍵。
作為通式(I)所表示之化合物，較佳為例如下述通式(Ia)~(Ih)所表示之化合物。
通式(Ia)~(Ih)中，R11及R12分別與通式(I)相同。R11及R12可相同亦可不同，但同一分子中之R11及R12更佳為不同。作為通式(Ia)~(Ih)所表示之化合物，R11及R12較佳為碳原子數1~8之烷基、碳原子 數1~8之烷氧基、碳原子數2~8之烯基或碳原子數3~16之烯氧基，更佳為碳原子數1~8之烷基、碳原子數1~5之烷氧基、或碳原子數2~6之烯基。R11及R12可分別為支鏈狀之基，亦可為直鏈狀之基，但較佳為直鏈狀之基。又，於R11及R12為烯基之情形時，更佳為乙烯基或3-丁烯基，尤佳為乙烯基。
通式(Ia)~(Ih)中，A14分別獨立表示1個或2個以上之氫原子可被取代為氟原子之1,4-伸苯基、或者1個或2個以上之氫原子可被取代為氟原子之反式-1,4-伸環己基。存在於一分子中之複數個A14可彼此相同亦可不同。作為通式(Ia)~(Ih)所表示之化合物，較佳為反式-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3,5-二氟-1,4-伸苯基，更佳為反式-1,4-伸環己基或1,4-伸苯基。
通式(Ia)~(Ih)中，L13表示-CH2CH2-、-(CH2)4-、-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-OCF2-、-CF2O-、-CH=N-N=CH-、-CH=CH-、-CF=CF-或-C≡C-。作為通式(Ia)~(Ih)所表示之化合物，L13較佳為-CH2CH2-、-(CH2)4-、-COO-、-OCO-、-CH=CH-、或-C≡C-，更佳為-CH2CH2-、-CH=CH-、或-C≡C-。
作為通式(Ia)所表示之化合物，較佳為下述通式(Ia-1)~(Ia-3)所表示之化合物。作為通式(Id)所表示之化合物，較佳為下述通式(Id-1)~(Id-3)所表示之化合物。作為通式(Ib)所表示之化合物，較佳為下述通式(Ib-1)~(Ib-6)所表示之化合物。作為通式(Ie)所表示之化合物，較佳為下述通式(Ie-1)所表示之化合物，作為通式(If)所表示之化合物，較佳為下述通式(If-1)~(If-2)所表示之化合物。通式(Ia-1)~(Ia-3)、(Id-1)~(Id-3)、(Ib-1)~(Ib-6)、(Ie-1)、(If-1)~(If-2)中，R11及R12分別與通式(I)相同，較佳為碳原子數1~8之烷基、碳原子數1~8之烷氧基、碳原子數2~8之烯基或碳原子數3~16之烯氧基，更佳 為碳原子數1~8之烷基、碳原子數1~5之烷氧基、或碳原子數2~6之烯基。
於本發明中所使用之向列型液晶組成物含有通式(I)所表示之化合物之情形時，可僅含有1種，亦可組合含有2種以上。
作為本發明中所使用之向列型液晶組成物，較佳為全部包含通式(Ia)~(Ih)所表示之化合物之總共8種，更佳為包含通式(Ia)~(Ih)中之1~6種化合物，進而較佳為包含通式(Ia)~(Ih)中之1~4種化合物。 尤佳為包含1或2種以上之通式(Ia)所表示之化合物、1或2種以上之通式(Ib)所表示之化合物、1或2種以上之通式(Id)所表示之化合物、1或2種以上之通式(Ie)所表示之化合物、及1或2種以上之通式(If)所表示之化合物，更佳為包含1或2種以上之通式(Ia)所表示之化合物、1或2種以上之通式(Id)所表示之化合物、1或2種以上之通式(Ie)所表示之化合物、及1或2種以上之通式(If)所表示之化合物。
於本發明中所使用之向列型液晶組成物含有通式(I)所表示之化合物之情形時，向列型液晶組成物中之通式(I)所表示之化合物之含有率較佳為5~95質量%之範圍內，更佳為10~90質量%之範圍內，為了穩定地表現出藍相，進而較佳為15~60質量%之範圍，於重視響應速度之情形時，進而較佳為40~85質量%之範圍。
<通式(II)所表示之化合物>
作為本發明之液晶．高分子複合材料所使用之向列型液晶組成物，較佳為包含通式(II)所表示之化合物至少1種以上。通式(II)所表示之化合物為△ε相對較大之液晶性化合物。
(通式(II)中，A21、A22、A23、及a21分別表示與通式(I)中之A11、A12、A13、及a11相同之含義，R21表示碳原子數1~16之烷基、碳原子數1~16之烷氧基、碳原子數2~16之烯基、或碳原子數2~16之烯氧基，存在於上述R21中之1個亞甲基或相互不鄰接之2個以上之亞甲基可分別獨立地被取代為-O-、-S-、-CO-、-COO-或-OCO-，存在於上述R21中之1個或2個以上之氫原子可分別獨立地經氟原子或氯原子取代，L21及L22分別獨立表示單鍵、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-OCH2-、-CH2O-、-COO-、 -OCO-、-CF2CF2-、-OCF2-、-CF2O-、-CH=N-N=CH-、-CH=CH-、-CF=CF-、-C≡C-、-N=N-、-CH=N-、-SCH2-、-CH2S-、-CSO-、-OCS-、-CF2S-、或-SCF2-(於存在2個L21之情形時，該等可相同亦可不同)，X21表示氫原子、氟原子、氯原子、氰基、三氟甲基、氟甲氧基、二氟甲氧基、三氟甲氧基、或2,2,2-三氟乙基)
通式(II)中之R21表示碳原子數1~16之烷基、碳原子數1~16之烷氧基、碳原子數2~16之烯基、或碳原子數2~16之烯氧基。存在於該等基中之1個亞甲基或相互不鄰接之2個以上之亞甲基可分別獨立地被取代為-O-、-S-、-CO-、-COO-或-OCO-。又，存在於該等基中之1個或2個以上之氫原子可分別獨立地經氟原子或氯原子取代。
作為通式(II)所表示之化合物，R21較佳為亞甲基或氫原子未被取代之基。其中，較佳為碳原子數1~15之烷基、碳原子數1~15之烷氧基、碳原子數2~15之烯基、或碳原子數2~15之烯氧基，更佳為碳原子數1~10之烷基、碳原子數1~10之烷氧基、碳原子數2~10之烯基、或碳原子數2~10之烯氧基，進而較佳為碳原子數1~8之烷基、碳原子數1~8之烷氧基、碳原子數2~8之烯基或碳原子數2~8之烯氧基，進而更佳為碳原子數1~8之烷基。R21可為支鏈狀之基，亦可為直鏈狀之基，但較佳為直鏈狀之基。
通式(II)中，a21表示0、1或2。作為通式(II)所表示之化合物，a21較佳為0或1。
通式(II)中之A21、A22及A23與通式(I)中之A11、A12及A13相同。即，A21、A22及A23分別獨立為上述(a)基、(b)基、或(c)基。於a21為2而存在2個A22之情形時，該等可相同亦可不同。
於通式(II)中之A21、A22及A23為上述(a)基之情形時，較佳為未經取代之反式-1,4-伸環己基、或者1個或2個以上之氫原子分別獨 立地經氰基、氟原子或氯原子取代之反式-1,4-伸環己基，更佳為未經取代之1,4-伸環己基、或者1個或2個以上之氫原子分別獨立地經氟原子或氯原子取代之1,4-伸環己基，進而較佳為未經取代之反式-1,4-伸環己基。
於通式(II)中之A21、A22及A23為上述(b)基之情形時，較佳為上述式(b)-1~7所表示之任一基。該等基中之1個或2個以上之氫原子可分別獨立地經氰基、氟原子或氯原子取代。尤佳為未經取代之1,4-伸苯基、1個或2個以上之氫原子分別獨立地經氟原子或氯原子取代之1,4-伸苯基、或者未經取代之嘧啶-2,5-二基。
於通式(II)中之A21、A22及A23為上述(c)基之情形時，較佳為十氫萘-2,6-二基、萘-2,6-二基、或1,2,3,4-四氫萘-2,6-二基。該等基中之1個或2個以上之氫原子可分別獨立地經氰基、氟原子或氯原子取代。尤佳為未經取代之十氫萘-2,6-二基、未經取代之萘-2,6-二基、1個或2個以上之氫原子分別獨立地經氟原子或氯原子取代之萘-2,6-二基、未經取代之1,2,3,4-四氫萘-2,6-二基、或者1個或2個以上之氫原子分別獨立地經氟原子或氯原子取代之1,2,3,4-四氫萘-2,6-二基。
作為通式(II)所表示之化合物，A21、A22及A23較佳為分別獨立為反式-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、十氫萘-2,6-二基、萘-2,6-二基、5-氟-萘-2,6-二基、5,7-二氟-萘-2,6-二基、4,5-二氟-萘-2,6-二基、4,5,7-三氟-萘-2,6-二基、1,2,3,4-四氫萘-2,6-二基、5-氟-1,2,3,4-四氫萘-2,6-二基、5,7-二氟-1,2,3,4-四氫萘-2,6-二基、或者嘧啶-2,5-二基。
通式(II)中，L21及L22分別獨立表示單鍵、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-CF2CF2-、-OCF2-、-CF2O-、-CH=N-N=CH-、-CH=CH-、-CF=CF-、-C≡C-、-N=N-、-CH=N-、-SCH2-、-CH2S-、-CSO-、-OCS-、-CF2S-、或-SCF2-。於a21為2而存在2個L21之情形時，該等可相同亦可不同。 作為通式(II)所表示之化合物，L21及L22較佳為分別獨立為單鍵、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-OCF2-、-CF2O-、-CH=CH-、或-C≡C-，更佳為單鍵、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-COO-、-OCO-、-OCF2-、-CF2O-、或-C≡C-，進而較佳為單鍵、-CH2CH2-、-COO-、-OCF2-、-CF2O-、或-C≡C-，進而更佳為單鍵或-COO-。又，一分子中，較佳為L21及L21中之至少1個為單鍵。
通式(II)中，X21表示氫原子、氟原子、氯原子、氰基、三氟甲基、氟甲氧基、二氟甲氧基、三氟甲氧基、或2,2,2-三氟乙基。作為通式(II)所表示之化合物，X21較佳為氟原子、氰基、三氟甲基、氟甲氧基、二氟甲氧基、或三氟甲氧基，更佳為氟原子或氰基。
作為通式(II)所表示之化合物，較佳為例如下述通式(IIa)~(IIc)所表示之化合物。通式(IIa)~(IIc)中，R21、A21、A22、a21、L21、L22、及X21分別與通式(II)相同，X22、X23、X24、X25、X26、X27、及X28分別獨立表示氫原子或氟原子。
作為通式(IIa)所表示之化合物，較佳為下述通式(IIa-1)所表示之化合物。通式(IIa-1)中，R21、X21、X22、及X23分別與通式(IIa)相同，A24表示反式-1,4-伸環己基或1,4-伸苯基(存在於該基中之1個或2個以上之氫原子可分別獨立地經氟原子或氯原子取代)，A25表示反式-1,4-伸環己基、1,4-伸苯基、十氫萘-2,6-二基、萘-2,6-二基、1,2,3,4-四氫萘-2,6-二基、或者嘧啶-2,5-二基(存在於該等基中之1個或2個以上之氫原子可分別獨立地經氟原子或氯原子取代)，L23及L24分別獨立表示單鍵、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-OCF2-、-CF2O-、-CH=CH-、或-C≡C-，a22表示0、1或2。於a22為2而存在複數個L23及A24之情形時，該等可彼此相同亦可不同。
作為通式(IIa-1)所表示之化合物，較佳為下述化合物。
(1)通式(IIa-1)中，a22為0，且A25為反式-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3,5-二氟-1,4-伸苯基，L24為單鍵、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-OCF2-、-CF2O-、-CH=CH-、或-C≡C-的化合物。
(2)通式(IIa-1)中，a22為0，且A25為十氫萘-2,6-二基、萘-2,6-二基、1,2,3,4-四氫萘-2,6-二基、或者嘧啶-2,5-二基(存在於該等基中之1個或2個以上之氫原子可分別獨立地經氟原子或氯原子取代)，L24為單鍵的化合物。
(3)通式(IIa-1)中，a22為1，且A24及A25分別獨立為反式-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3,5-二氟-1,4-伸苯基，L23及L24分別獨立為單鍵、-CH2CH2-、-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-OCF2-、-CF2O-、-CH=CH-、或-C≡C-的化合物。
(4)通式(IIa-1)中，a22為1，且A24為反式-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3,5-二氟-1,4-伸苯基，A25為十氫萘-2,6-二基、萘-2,6-二基、1,2,3,4-四氫萘-2,6-二基、或者嘧啶-2,5-二基(存在於該等基中之1個或2個以上之氫原子可分別獨立地經氟原子或氯原子取代),L23及L24為單鍵的化合物。
(5)通式(IIa-1)中，a22為2，且2個A24及1個A25分別獨立為反式-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3,5-二氟-1,4-伸苯基，L23為單鍵，L24為單鍵、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-OCF2-、-CF2O-、-CH=CH-、或-C≡C-的化合物。
更具體而言，作為通式(IIa-1)所表示之化合物，可列舉下述通式(IIa-2a)~(IIa-2v)、通式(IIa-3a)~(IIa-3x)、通式(IIa-3'a)~(IIa-3'z)、通式(IIa-4a)~通式(IIa-4s)所表示之化合物。通式(IIa-2a)~(IIa-4s)中，R21與通式(IIa)相同，較佳為碳原子數1~8之烷基、碳 原子數1~8之烷氧基、碳原子數2~8之烯基或碳原子數3~16之烯氧基，更佳為碳原子數1~8之烷基、碳原子數1~5之烷氧基、或碳原子數2~6之烯基，進而較佳為碳原子數1~8之烷基。又，通式(IIa-2a)~(IIa-4s)中，X21與通式(IIa)相同，較佳為氟原子、氰基、三氟甲基、氟甲氧基、二氟甲氧基、或三氟甲氧基，更佳為氟原子或氰基，進而較佳為氰基。通式(IIa-2a)~(IIa-4s)中，X22及X23分別獨立表示氫原子或氟原子。
作為通式(IIb)所表示之化合物，具體可列舉下述通式(IIb-2a)~(IIb-2c)、通式(IIb-3a)~(IIb-3e)所表示之化合物。又，作 為通式(IIc)所表示之化合物，具體可列舉：下述通式(IIc-2a)~(IIc-2c)、通式(IIc-3a)~(IIc-3e)所表示之化合物。通式(IIb-2a)~(IIc-3e)中，R21與通式(IIb)及(IIc)相同，較佳為碳原子數1~8之烷基、碳原子數1~8之烷氧基、碳原子數2~8之烯基或碳原子數3~16之烯氧基，更佳為碳原子數1~8之烷基、碳原子數1~5之烷氧基、或碳原子數2~6之烯基，進而較佳為碳原子數1~8之烷基。又，通式(IIb-2a)~(IIc-3e)中，X21與通式(IIb)及(IIc)相同，較佳為氟原子、氰基、三氟甲基、氟甲氧基、二氟甲氧基、或三氟甲氧基，更佳為氟原子或氰基，進而較佳為氰基。通式(IIb-2a)~(IIc-3e)中，X22及X23分別獨立表示氫原子或氟原子。
於本發明中所使用之向列型液晶組成物含有通式(II)所表示之化合物之情形時，可僅含有1種，亦可組合含有2種以上。作為本發明中所使用之向列型液晶組成物，較佳為含有選自由通式(IIa)~(IIc)表示之化合物所構成之群中之1或2種以上之化合物，更佳為含有至少1或2種以上之通式(IIa)所表示之化合物，進而較佳為含有1或2種以上之通式(IIa-1)所表示之化合物，進而更佳為含有由通式(IIa-2a)~(IIa-2v)、通式(IIa-3a)~(IIa-3x)、通式(IIa-3'a)~(IIa-3'z)、通式(IIa-4a)~通式(IIa-4s)表示之化合物所構成之群中之1或2種以上之化合物。其中，較佳為包含通式(IIa-2a)~(IIa-2v)所表示之化合物群中之1種或2種以上之化合物、通式(IIa-3a)~(IIa-3x)、及通式(IIa-3'a)~(IIa-3'p)所表示之化合物群中之1種或2種以上之化合物。
於本發明中所使用之向列型液晶組成物含有通式(II)所表示之化合物之情形時，向列型液晶組成物中之通式(II)所表示之化合物之含有率較佳為5~95質量%之範圍內，更佳為10~90質量%之範圍內，為了穩定地表現出藍相，進而較佳為60~85質量%之範圍，於重視響應速度之 情形時，進而較佳為15~60質量%之範圍。
作為本發明中所使用之向列型液晶組成物，較佳為包含通式(I)所表示之化合物與通式(II)所表示之化合物中之至少一者之組成物，更佳為包含兩者之組成物。後者之中，於重視藍相表現之穩定性之情形時，較佳為含有通式(I)所表示之化合物15~60質量%、且含有通式(II)所表示之化合物60~85質量%者，於重視響應速度之情形時，較佳為含有通式(I)所表示之化合物40~85質量%、且含有通式(II)所表示之化合物15~60質量%者。
進而，作為本發明中所使用之向列型液晶組成物，較佳為分子內包含比環己烷骨架更多之苯骨架之液晶性化合物之含量為向列型液晶組成物中之液晶性化合物整體之50質量%以上，更佳為60質量%以上。藉由提高包含比環己烷骨架更多之苯骨架之液晶性化合物之含有比例，而易於獲得藉由添加手性化合物而表現出光學各向同性相、尤其是藍相之液晶組成物。其中，較佳為相對於向列型液晶組成物中之液晶性化合物整體，分子內包含比環己烷骨架更多之苯骨架之液晶性化合物之含量為50質量%以上，且存在於分子內之環己烷骨架之數目為苯骨架數目以上的液晶性化合物之含量為1~50質量%之向列型液晶組成物。
此處，「苯骨架」不僅包含僅由碳原子與氫原子所構成之環結構(苯基、1,4-伸苯基)，而且亦包含該環結構中之1個或2個以上之氫原子分別獨立地被取代為其他基(例如鹵素原子、烷基、烷氧基等)之環結構。
又，「環己烷骨架」不僅包含僅由碳原子與氫原子所構成之環結構(環己基、反式-1,4-伸環己基)，而且亦包含存在於該環結構中之1個亞甲基或相互不鄰接之2個以上之亞甲基被取代為氧原子之環結構(例如4-四氫哌喃基、1,4-二氧雜環己基、1,3-二氧雜環己基、四氫吡喃-2,5-二基、1,3-二 烷-2,5-二基等)、及該等環結構中之1個或2個以上之氫原子分別獨立地被取代為其他基(例如鹵素原子、烷基、烷氧基等)之環結構。
作為本發明中所使用之向列型液晶組成物，較佳為於至少-10℃~50℃之溫度範圍內顯示出向列型液晶相。藉由使用於相對較低且充分寬廣之溫度範圍內顯示出向列型液晶相之向列型液晶組成物，可獲得於溫度更低且寬廣之溫度範圍內表現出藍相之液晶．高分子複合材料。又，如下所述，於藉由製備預先混合有向列型液晶組成物、手性化合物及至少1種聚合性化合物而成之組成物，使該組成物中之具有聚合性基之化合物進行聚合而製造本發明之液晶．高分子複合材料之情形時，可於如不會誘發未意欲之熱聚合之較低之溫度下進行聚合，且操作性亦優異。
又，作為本發明中所使用之向列型液晶組成物，較佳為介電常數(ε)為正。於本發明中所使用之向列型液晶組成物之介電各向異性(△ε)為正負均可，但較佳為正。又，介電各向異性之絕對值較大較佳。藉由使用具有正介電各向異性之向列型液晶組成物，可獲得具有正介電各向異性之液晶．高分子複合材料。同樣地，藉由使用介電各向異性之絕對值較大之向列型液晶組成物，可獲得介電各向異性之絕對值較大之液晶．高分子複合材料。
[手性化合物]
本發明之液晶．高分子複合材料包含至少1種手性化合物。藉由含有手性化合物，對向列型液晶組成物誘發扭轉配向，獲得表現出具有所需間距之膽固醇相或藍相之液晶組成物。
此處，所謂間距係表示液晶分子之螺旋結構中之1個週期之長度。於向列型液晶組成物之手性化合物之添加量(質量%)越多，則間距(μm)變得越小。已知尤其是手性化合物之添加量為低至1~數質量%左右之濃度時，較佳地成立手性化合物之添加量與間距之乘積為固定之關係， 取其之倒數之螺旋扭轉力(HTP，Helical Twisting Power)(1/μm)被用作誘發光學活性化合物固有之扭轉配向之力之評價參數。下述數式中，「P」為間距(μm)，「C」為手性化合物之添加量(質量%)。
HTP=1/(P×0.01C)
作為該手性化合物，可為具有不對稱原子之化合物、具有軸不對稱之化合物、具有面不對稱之化合物中之任一者。又，該手性化合物可具有聚合性基，亦可無聚合性基。
作為本發明之液晶．高分子複合材料所包含之手性化合物，較佳為具有不對稱原子之化合物或具有軸不對稱之化合物，尤佳為具有不對稱原子之化合物。作為具有不對稱原子之化合物，可列舉側鏈部分具有不對稱碳之化合物、環結構部分具有不對稱碳之化合物及具有其兩者之化合物。具有不對稱原子之化合物中，若不對稱原子為不對稱碳原子，則較佳為難以產生立體反轉者，但亦可雜原子成為不對稱原子。不對稱原子可導入至鏈狀結構之一部分，亦可導入至環狀結構之一部分。作為本發明之液晶．高分子複合材料所包含之手性化合物，於尤其要求螺旋扭轉力較強之情形時，較佳為具有軸不對稱之化合物。
<具有不對稱原子之化合物>
作為具有不對稱原子之化合物，具體而言較佳為通式(Ch-I)所表示之化合物。
(通式(Ch-I)中，R100及R101分別獨立表示氫原子、氰基、-NO2、鹵素原子、-OCN、-SCN、-SF5、碳原子數1~30個手性或非手性之烷 基(該烷基中之1個或2個以上之不鄰接之亞甲基可分別獨立地以氧原子或硫原子相互不直接鍵結之形式被取代為-O-、-S-、-NH-、-N(CH3)-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCO-O-、-S-CO-、-CO-S-、-CH=CH-、-CF2-、-CF=CH-、-CH=CF-、-CF=CF-或-C≡C-，該烷基中之1個或2個以上之氫原子可分別獨立地被取代為鹵素原子或氰基)、聚合性基、或者包含環結構之手性基，於n11為0時，R100及R101中之至少1個為手性烷基，Z100及Z101分別獨立表示-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-O-COO-、-CO-N(R105)-、-N(R105)-CO-、-OCH2-、-CH2O-、-SCH2-、-CH2S-、-CF2O-、-OCF2-、-CF2S-、-SCF2-、-CH2CH2-、-CF2CH2-、-CH2CF2-、-CF2CF2-、-CH=CH-、-CF=CH-、-CH=CF-、-CF=CF-、-C≡C-、-CH=CH-COO-、-OCO-CH=CH-或單鍵，A100及A101分別獨立表示如下基：(a')反式-1,4-伸環己基(存在於該基中之1個亞甲基或不鄰接之2個以上之亞甲基可分別獨立地被取代為氧原子或硫原子)、(b')1,4-伸苯基(存在於該基中之1個-CH=或不鄰接之2個以上之-CH=可被取代為氮原子)、或者(c')1,4-環己烯基、1,4-雙環[2.2.2]伸辛基、二氫茚-2,5-二基、萘-2,6-二基、十氫萘-2,6-二基及1,2,3,4-四氫萘-2,6-二基(存在於該等基中之1個亞甲基或不鄰接之2個以上之亞甲基可分別獨立地被取代為氧原子或硫原子，存在於該等基中之1個-CH=或不鄰接之2個以上之-CH=可被取代為氮原子)，於存在複數個A100及A101之情形時，該等可相同亦可不同，n11表示0或1，於n11表示0時，m12表示0且m11表示0、1、2、3、4或5，於n11表示1時，m11與m12分別獨立表示0、1、2、3、4或5，D表示下述式(D1)~(D4)所表示之2價之基(式(D1)~(D4)中，星號(*)表示手性碳原子，於附有黑圓點之部位係分別與Z100(或R100)或Z101(或R101)鍵結))
通式(Ch-I)中，R100及R101分別獨立表示氫原子、氰基、-NO2、鹵素原子、-OCN、-SCN、-SF5、碳原子數1~30個手性或非手性之烷基、聚合性基、或者包含環結構之手性基。於n11為0時，R100及R101中之至少1個為手性烷基。
於通式(Ch-I)中之R100或R101為碳原子數1~30個手性或非手性之烷基之情形時，該烷基中之1個或2個以上之不鄰接之亞甲基(-CH2-)可分別獨立地以氧原子或硫原子相互不直接鍵結之形式被取代為-O-、-S-、-NH-、-N(CH3)-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCO-O-、-S-CO-、-CO-S-、-CH=CH-、-CF2-、-CF=CH-、-CH=CF-、-CF=CF-或-C≡C-，該烷基中之1個或2個以上之氫原子可分別獨立地被取代為鹵素原子或氰基。又，該烷基可為直鏈狀之基，可為支鏈狀之基，亦可為包含環結構之基。
作為手性烷基，較佳為下述通式(Ra)~(Rk)所表示之基。通式(Ra)~(Rk)中，星號(*)表示手性碳原子。於R100或R101為該等基之情形時，於左端分別與A100(或D、Z101)或A101(或D、Z100)鍵結。
通式(Ra)~(Rk)中，R103及R104分別獨立表示碳原子數1~12之直鏈狀或分枝狀之烷基、或者氫原子。其中，通式(Ra)、(Rb)、(Rd)、(Re)、(Rf)、(Rg)、(Ri)、(Rj)中，以使R103所鍵結之碳原子(附有*之位置)成為不對稱原子之方式，R103為碳原子數1~10之直鏈狀或支鏈狀之烷基。該烷基之1個或2個以上之亞甲基可分別獨立地以氧原子或硫原子相互不直接鍵結之形式經-O-、-S-、-NH-、-N(CH3)-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-S-CO-、-CO-S-、-O-SO2-、-SO2-O-、-CH=CH-、-C≡C-、伸環丙基或-Si(CH3)2-取代，進而，烷基之1個或其以上之氫原子可分別獨立地經鹵素原子(例如氟原子、氯原子、溴原子)或氰基取代。又，該烷基亦可具有聚合性基。作為該聚合性基，可列舉乙烯基、烯丙基、(甲基)丙烯醯基等。
作為通式(Ra)~(Rj)中之R103，較佳為亞甲基或氫原子未被取代為其他基等之(即，未經取代之)碳原子數1~12之直鏈狀或分枝狀之烷基，更佳為未經取代之碳原子數1~8之直鏈狀或分枝狀之烷基， 進而較佳為未經取代之碳原子數1~6之直鏈狀之烷基。
作為通式(Rd)或(Ri)中之R104，較佳為氫原子或未經取代之碳原子數1~5之直鏈狀或分枝狀之烷基，更佳為氫原子或未經取代之碳原子數1~3之直鏈狀之烷基，進而較佳為氫原子或甲基。
通式(Ra)~(Rk)中，n12為0~20之整數，較佳為0~10之整數，更佳為0~5之整數，進而較佳為0。
通式(Ra)~(Rk)中，n13為0或1。
又，通式(Rk)中，n14為0~5之整數。
通式(Ra)~(Rk)中，X101及X102分別獨立為鹵素原子(氟原子、氯原子、溴原子、碘原子)、氰基、苯基(該苯基之1個或2個以上之任意之氫原子可分別獨立地經鹵素原子、甲基、甲氧基、三氟甲基(-CF3)、三氟甲氧基(-OCF3)取代)、碳原子數1~6之烷基、碳原子數1~6之烷氧基、三氟甲基或三氟甲氧基。其中，通式(Ra)、(Rb)、(Rf)、(Rg)中，以使X101所鍵結之碳原子(附有*之位置)成為不對稱原子之方式，X101與R103為彼此不同之基。又，通式(Rc)及(Rh)中，以使X101所鍵結之碳原子(附有*之位置)成為不對稱原子之方式，X101與X102、R103為彼此不同之基。
作為通式(Ra)、(Rb)、(Rc)、(Rf)、(Rg)、(Rh)、(Rk)中之X101及X102，較佳為分別獨立為鹵素原子、苯基(該苯基之1個或2個以上之任意之氫原子可分別獨立地經鹵素原子、甲基、甲氧基、三氟甲基、三氟甲氧基取代)、甲基、甲氧基、三氟甲基、或三氟甲氧基。其中，作為通式(Ra)、(Rb)、(Rc)、(Rf)、(Rg)、(Rh)中之X101及X102，更佳為分別獨立為苯基(該苯基之1個或2個以上之任意之氫原子分別獨立地經鹵素原子、甲基、甲氧基、三氟甲基、三氟甲氧基取代)，進而較佳為未經取代之苯基。又，作為通式(Rk)中之X101，更佳為鹵素原子、氰基、烷基、烷 氧基、三氟甲基、或三氟甲氧基，進而較佳為鹵素原子、甲基、三氟甲基、或三氟甲氧基。
通式(Re)及(Rj)中，Q為二價之烴基。作為該二價之烴基，可為直鏈狀，可為支鏈狀，亦可為具有環狀結構之基。又，該二價之烴基之碳原子數較佳為1~16，更佳為1~10，進而較佳為1~6。作為該二價之烴基，較佳為1個碳原子上分別與通式(Re)及(Rj)中之2個氧原子單鍵結之基。於該情形時，通式(Re)及(Rj)中，附有星號之2個碳原子、分別與該等鍵結之2個氧原子、及Q中之1個碳原子形成五員環。具體可列舉未經取代之亞甲基或者1或2個氫原子被取代為烴基之亞甲基、亞環丙基、亞環丁基、亞環戊基、亞環己基等，更佳為亞甲基、亞異丙基、亞環己基。
作為通式(Ra)~(Rk)所表示之基，較佳為通式(Ra)或通式(Rf)所表示之基。作為通式(Ra)所表示之基，較佳為通式(Ra)中，n12為0~5之整數，X101為苯基(該苯基之1個或2個以上之任意之氫原子可分別獨立地經鹵素原子、甲基、甲氧基、三氟甲基、或三氟甲氧基取代)，且R103為未經取代之碳原子數1~6之直鏈狀或分枝狀之烷基的基，更佳為n12為0~5之整數，X101為未經取代之苯基，且R103為未經取代之碳原子數1~6之直鏈狀或分枝狀之烷基的基。
作為通式(Rf)所表示之基，較佳為通式(Rf)中，n12為0~5之整數，n13為0或1，X103為鹵素原子、甲基、或三氟甲基，且R103為未經取代之碳原子數2~12之直鏈狀之烷基的基。
作為通式(Ch-I)所表示之化合物之R100或R101，尤佳為下述式(Ra-1)~(Ra-3)或通式(Rf-1)~(Rf-3)所表示之基。於R100或R101為該等基之情形時，左端分別與A100(或D、Z101)或A101(或D、Z100)鍵結。又，星號表示手性碳原子。
通式(Rf-1)~(Rf-3)中，n13表示0或1。又，通式(Ra-1)~(Ra-3)、(Rf-1)~(Rf-3)中，n表示2~12之整數。通式(Ra-1)~(Ra-3)、(Rf-1)~(Rf-3)中，n較佳為3~8之整數，更佳為4、5或6。
於通式(Ch-I)中之R100或R101為聚合性基之情形時，作為該聚合性基，較佳為由下述式(R-1)~(R-16)中之任一式表示之結構所構成之基。式(R-1)~(R-14)、(R-16)所表示之基係右端分別與A100(或D、Z101)或A101(或D、Z100)鍵結，式(R-15)所表示之基係左端分別與A100(或D、Z101)或A101(或D、Z100)鍵結。
該等聚合性基係藉由自由基聚合、自由基加成聚合、陽離子聚合、或陰離子聚合而硬化。尤其是作為聚合方法進行紫外線聚合之情形時，較佳為式(R-1)、式(R-2)、式(R-4)、式(R-5)、式(R-7)、式(R-11)、式(R-13)、式(R-15)或式(R-16)所表示之基，更佳為式(R-1)、式(R-2)、式(R-7)、式(R-11)、式(R-13)或式(R-16)所表示之基，進而較佳為式(R-1)、式(R-2)或式(R-16)所表示之基。
於通式(Ch-I)中之R100或R101為包含環結構之手性基之情形時，該基所包含之環結構可為芳香族，亦可為脂肪族。作為烷基所可取之環結構，可列舉單環結構、縮合環結構或螺(spiro cyclic)環結構，又，可包含1個或2個以上之雜原子。
通式(Ch-I)中，Z100及Z101分別獨立表示-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-O-COO-、-CO-N(R105)-、-N(R105)-CO-、-OCH2-、-CH2O-、-SCH2-、-CH2S-、-CF2O-、-OCF2-、-CF2S-、-SCF2-、-CH2CH2-、-CF2CH2-、-CH2CF2-、-CF2CF2-、-CH=CH-、-CF=CH-、-CH=CF-、-CF=CF-、-C≡C-、-CH=CH-COO-、-OCO-CH=CH-或單鍵。此處，-CO-N(R105)-或-N(R105)-CO-中之R105表示碳原子數1~12之直鏈狀或分枝狀之烷基，較佳為碳原子數1~6之直鏈狀或分枝狀之烷基，更佳為碳原子數1~4之直鏈狀之烷基。於m11為2以上之整數而一分子中存在複數個Z100之情形時，該等可相同亦可不同。同樣地，於m12為2以上之整數而一分子中存在複數個Z101之情形時，該等可相同亦可不同。作為通式(Ch-I)所表示之化合物，Z100及Z101較佳為分別獨立為-CF2O-、-OCF2-、-CF2CF2-、-CF=CF-、-COO-、-OCO-、-CH2-CH2-、-C≡C-或單鍵。
通式(Ch-I)中，A100及A101分別獨立為下述(a')基、(b')基、或(c')基。於m11為2以上之整數而一分子中存在複數個A100之情形時，該等可相同亦可不同。同樣地，於m12為2以上之整數而一分子中存在複數個A101之情形時，該等可相同亦可不同。
(a')反式-1,4-伸環己基(存在於該基中之1個亞甲基或不鄰接之2個以上之亞甲基可分別獨立地被取代為氧原子或硫原子)。
(b')1,4-伸苯基(存在於該基中之1個-CH=或不鄰接之2個以上之-CH=可被取代為氮原子)。
(c')1,4-環己烯基、1,4-雙環[2.2.2]伸辛基、二氫茚-2,5-二基、萘-2,6-二基、十氫萘-2,6-二基及1,2,3,4-四氫萘-2,6-二基(存在於該等基中之1個亞甲基或不鄰接之2個以上之亞甲基可分別獨立地被取代為氧原子或硫原子，存在於該等基中之1個-CH=或不鄰接之2個以上之-CH=亦可被取代為氮原子)。
上述(a')基、(b')基、及(c')基可均未經取代，該基中之1個或2個以上之氫原子亦可分別獨立地被取代為鹵素原子、氰基、硝基、碳原子數1~7之烷基(該烷基中之1個或2個以上之氫原子可分別獨立地被取代為氟原子或氯原子)、碳原子數1~7之烷氧基(該烷氧基中之1個或2個以上之氫原子可分別獨立地被取代為氟原子或氯原子)、碳原子數1~7之烷基羰基(該烷基羰基中之1個或2個以上之氫原子可分別獨立地被取代為氟原子或氯原子)、或者碳原子數1~7之烷氧基羰基(該烷氧基羰基中之1個或2個以上之氫原子可分別獨立地被取代為氟原子或氯原子)。
作為通式(Ch-I)所表示之化合物之A100及A101，較佳為上述(a')基或上述(b')基，更佳為未經取代之反式-1,4-伸環己基、未經取代之1,4-伸苯基、1個或2個以上之氫原子分別獨立地被取代為氟原子、氯原子、氰基、碳原子數1~4之烷基、碳原子數1~4之烷氧基、碳原子數1~4之烷基羰基、或藉由碳原子數1~4之烷氧基羰基取代之反式-1,4-伸環己基、或者藉由1個或2個以上之氫原子分別獨立地被取代為氟原子、氯原子、氰基、碳原子數1~4之烷基、碳原子數1~4之烷氧基、碳原子數1 ~4之烷基羰基、或碳原子數1~4之烷氧基羰基取代之1,4-伸苯基，進而較佳為未經取代之反式-1,4-伸環己基或未經取代之1,4-伸苯基，進而更佳為未經取代之1,4-伸苯基。
通式(Ch-I)中，n11表示0或1。
於n11為0時，m12為0，且m11為0、1、2、3、4或5。於n11及m12為0時，m11較佳為1、2、3或4，更佳為1、2或3。
於n11為1時，m11與m12可分別獨立為0、1、2、3、4或5，較佳為1、2、3或4，更佳為1、2或3。於n11為1時，m11與m12可彼此不同，但較佳為相同。
通式(Ch-I)中，D為上述式(D1)~(D4)所表示之2價之基。
式(D1)~(D4)中，於附有黑圓點之部位係分別與Z100(或R100)或Z101(或R101)鍵結。
上述(D1)、(D3)或(D4)所表示之基中，苯環之任意1個或2個以上之任意之氫原子可分別獨立地經鹵素原子(F、Cl、Br、I)、碳原子數1~20之烷基、或碳原子數1~20之烷氧基取代。成為苯環中之氫原子之取代基之碳原子數1~20之烷基或烷氧基中，該基中之1個或2個以上之氫原子亦可被取代為氟原子，該基中之1個或2個以上之亞甲基可分別獨立地以氧原子或硫原子相互不直接鍵結之方式被取代為-O-、-S-、-COO-、-OCO-、-CF2-、-CF=CH-、-CH=CF-、-CF=CF-或-C≡C-。
通式(Ch-I)所表示之化合物中，作為n11為0之化合物，除去該化合物兩端之R100及R101之剩餘之部分結構較佳為下述通式(b1)~(b13)所表示之結構。通式(b1)~(b13)所表示之結構係兩端中之任一端與R100鍵結，剩餘之一端與R101鍵結。其中，具有該等結構之化合物中，R100及R101中之至少一者為手性烷基。
通式(b1)~(b13)中，Z102與通式(Ch-I)中之Z100及Z101相同。
又，通式(b1)~(b13)中，A102為1,4-伸苯基(存在於該基中之1個-CH=或不鄰接之2個以上之-CH=可被取代為氮原子，存在於該基中之1個或2個以上之任意之氫原子可分別獨立地被取代為鹵素原子、 甲基、甲氧基、三氟甲基、或三氟甲氧基)。藉由取代1,4-伸苯基中之-CH=或氫原子，可對包含該化合物之液晶組成物控制結晶性之降低及介電各向異性之取向或大小。
關於可靠性之方面，相較於A102中之環結構為吡啶環、嘧啶環等雜環之化合物(即，存在於1,4-伸苯基中之1個-CH=或不鄰接之2個以上之-CH=係被取代為氮原子之基之化合物)，較佳為苯環之化合物(即，存在於1,4-伸苯基中之-CH=係未被取代為氮原子之基之化合物)。另一方面，就增大介電各向異性之方面而言，相較於A102中之環結構為苯環之化合物，較佳為吡啶環、嘧啶環等雜環之化合物。具有苯環或環己烷環等烴環之化合物，該化合物所具有之可極化性相對較小，但具有吡啶環、嘧啶環等雜環之化合物，該化合物所具有之可極化性相對較大，降低結晶性，使液晶性穩定化，故而較佳。
通式(Ch-I)所表示之化合物中，作為n11及m12為0之化合物，較佳為下述通式(Ch-I-1)~(Ch-I-30)。通式(Ch-I-1)~(Ch-I-30)中，R100、R101及Z100表示與通式(Ch-I)中之R100、R101及Z100相同之含義，R100及R101中之至少一者表示手性烷基，L100~L105分別獨立表示氫原子或氟原子。
作為通式(Ch-I-1)~(Ch-I-30)所表示之化合物，較佳為R100及R101中之一者或兩者係以通式(Ra)~(Rk)中之任一者所表示之基 之化合物，更佳為R100及R101中之一者或兩者係以上述式(Ra-1)~(Ra-3)或通式(Rf-1)~(Rf-3)所表示之基之化合物。作為僅R100及R101中之一者係通式(Ra)~(Rk)中之任一者所表示之基之化合物，較佳為R100及R101中剩餘之一者係碳原子數1~30個非手性之烷基(該烷基中之1個或2個以上之不鄰接之亞甲基可分別獨立地被取代為-O-、-S-、-NH-、-N(CH3)-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCO-O-、-S-CO-、-CO-S-、-CH=CH-、-CF2-、-CF=CH-、-CH=CF-、-CF=CF-或-C≡C-，該烷基中之1個或2個以上之氫原子亦可分別獨立地被取代為鹵素原子或氰基)之化合物，更佳為碳原子數1~16之烷基、碳原子數1~16之烷氧基、碳原子數2~16之烯基或碳原子數2~16之烯氧基之化合物。
作為本發明之液晶．高分子複合材料，較佳為包含至少1種通式(Ch-I-1)~(Ch-I-30)中之任一者所表示之化合物，更佳為含有通式(Ch-I-30)所表示之化合物。作為通式(Ch-I-30)所表示之化合物，具體可列舉下述通式(Ch-I-30-1)~(Ch-I-30-6)(式中，n13表示0或1，n表示2~12之整數，R102表示碳原子數1~16之烷基、碳原子數1~16之烷氧基、碳原子數2~16之烯基或碳原子數2~16之烯氧基，L100~L105分別獨立表示氫原子或氟原子)所表示之化合物。通式(Ch-I-30-1)~(Ch-I-30-6)中，R102較佳為碳原子數1~6之烷基、碳原子數1~6之烷氧基、碳原子數2~6之烯基或碳原子數2~6之烯氧基。
於n11為1之情形時，通式(Ch-I)所表示之化合物成為環結構部分具有不對稱碳之結構。於該情形時，作為通式(Ch-I)所表示之化合物，較佳為D係上述式(D2)或(D4)之化合物，更佳為D係式(D4)之化合物。作為D係式(D2)之化合物，較佳為下述通式(K2-1)~(K2-8)所表示之化合物，作為D係式(D4)之化合物，較佳為下述通式(K3-1)~(K3-6)所表示之化合物。通式(K2-1)~(K2-8)及(K3-1)~(K3-6)中，星號(*)表示手性碳原子。
通式(K2-1)~(K2-8)、(K3-1)~(K3-6)中，Rk分別獨立表示與通式(Ch-I)中之R100及R101相同之含義。作為本發明之液晶．高分子複合材料所使用之手性化合物，通式(K2-1)~(K2-8)或(K3-1)~(K3-6)所表示之化合物中，較佳為Rk分別獨立為碳原子數1~30個手性或非手性之烷基(該烷基中之1個或2個以上之不鄰接之亞甲基可分別獨立地被取代為-O-、-S-、-NH-、-N(CH3)-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCO-O-、-S-CO-、-CO-S-、-CH=CH-、-CF2-、-CF=CH-、-CH=CF-、-CF=CF-或-C≡C-，該烷基中之1個或2個以上之氫原子亦可分別獨立地被取代為鹵素原子或氰基)之化合物，更佳為碳原子數1~16之烷基、碳原子數1~16之烷氧基、碳原子數2~16之烯基或碳原子數2~16之烯氧基之化合物，進而較佳為碳原子數3~10之烷基、碳原子數3~10之烷氧基、碳原子數3~10之烯基或碳原 子數3~10之烯氧基之化合物。
<具有軸不對稱之化合物>
作為軸不對稱化合物，具體而言，較佳為通式(IV-1)、(IV-2)、(IV-3)或(IV-4)所表示之化合物。
通式(IV-1)或(IV-2)所表示之化合物中，連結2個萘環之α位之鍵為軸不對稱之軸。
通式(IV-1)及(IV-2)中，R71及R72分別獨立表示氫原子、鹵素原子、氰基、異氰酸酯基、異硫氰酸酯基、或碳原子數1~20之烷基。該烷基中之任意1個或2個以上之亞甲基可以氧原子及硫原子相互不直接鍵結之形式分別獨立地經-O-、-S-、-COO-、-OCO-、-CH=CH-、-CF=CF-、或-C≡C-取代。進而，該烷基中之任意1個或2個以上之氫原子亦可經鹵素原子取代。作為通式(IV-1)或(IV-2)所表示之化合物，R71及R72較佳為分別獨立為未經取代之碳原子數1~20之烷基、或者可具有取代基之碳原子數1~20之烷基，更佳為碳原子數1~20之未經取代之烷基，進而較佳為碳原子數1~6之未經取代之烷基。
通式(IV-1)及(IV-2)中，A71及A72分別獨立表示芳香族性或非芳香族性之三、六或八員環、或者碳原子數9以上之縮合環。該等環結構中之任意1個或2個以上之氫原子可分別獨立地經鹵素原子、碳原子數1~3之烷基、或碳原子數1~3之鹵代烷基取代。又，該環結構中之任意1個或相互不鄰接之2個以上之亞甲基可分別獨立地經-O-、-S-、或-NH- 取代，該環結構中之任意1個或相互不鄰接之2個以上之-CH=亦可經-N=取代。於m71為2以上而一分子中存在複數個A71之情形時，該等可彼此相同亦可不同。同樣地，於m72為2以上而一分子中存在複數個A72之情形時，該等可彼此相同亦可不同。
作為通式(IV-1)或(IV-2)所表示之化合物，A71及A72較佳為分別獨立為1,4-伸苯基、反式-1,4-伸環己基、吡啶-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基、萘-2,6-二基。亦較佳為該等基中之1個或2個以上之氫原子分別獨立地經鹵素原子、碳原子數1~3之烷基、或碳原子數1~3之鹵代烷基取代之基。其中，更佳為1個或2個以上之氫原子可被取代為氟原子之1,4-伸苯基、或反式-1,4-伸環己基，進而較佳為未經取代之1,4-伸苯基或未經取代之反式-1,4-伸環己基。
通式(IV-1)及(IV-2)中，Z71及Z72分別獨立表示單鍵或碳原子數1~8之伸烷基。該伸烷基中之任意1個或2個以上之亞甲基可以氧原子及硫原子相互不直接鍵結之形式分別獨立地經-O-、-S-、-COO-、-OCO-、-CSO-、-OCS-、-N=N-、-CH=N-、-N=CH-、-N(O)=N-、-N=N(O)-、-CH=CH-、-CF=CF-、或-C≡C-取代。又，該伸烷基中之任意1個或2個以上之氫原子亦可經鹵素原子取代。於m71為2以上而一分子中存在複數個Z71之情形時，該等可彼此相同亦可不同。同樣地，於m72為2以上而一分子中存在複數個Z72之情形時，該等可彼此相同亦可不同。
作為通式(IV-1)或(IV-2)所表示之化合物，Z71及Z72較佳為分別獨立為單鍵、碳原子數1~4之未經取代之伸烷基、-COO-、-OCO-、-CH=CH-、或-C≡C-，更佳為單鍵、-CH2-、-CH2CH2-、-COO-、-OCO-、-CH=CH-、或-C≡C-，進而較佳為單鍵、-COO-、或-OCO-。
通式(IV-1)及(IV-2)中，X71及X72分別獨立表示單鍵、-COO-、-OCO-、-CH2O-、-OCH2-、-CF2O-、-OCF2-、或-CH2CH2-。作為通式 (IV-1)或(IV-2)所表示之化合物，X71及X72較佳為分別獨立為單鍵、-COO-、-OCO-、-CH2O-、-OCH2-、或-CH2CH2-，更佳為單鍵、-COO-、或-OCO-。
通式(IV-2)中，R73表示氫原子、鹵素原子、或-X71-(A71-Z71)m71-R71。
通式(IV-1)及(IV-2)中，m71及m72分別獨立表示1~4之整數。其中，通式(IV-2)中，於R73為-X71-(A71-Z71)m71-R71之情形時，2個m71中之任一者可為0。作為通式(IV-1)或(IV-2)所表示之化合物，m71及m72較佳為分別獨立為2或3，更佳為2。
通式(IV-1)及(IV-2)中，萘環中之氫原子可被取代為苯基等取代基。
通式(IV-3)所表示之化合物中，連結2個苯環之單鍵為軸不對稱之軸，通式(IV-4)所表示之化合物中，連結2個萘環之α位之鍵為軸不對稱之軸。
通式(IV-3)中，R61及R62分別獨立表示任意1個或2個以上之氫原子可分別獨立地經烷基、烷氧基或鹵素原子取代之苯基、環戊基、或環己基。與苯基中之氫原子進行取代之烷基或烷氧基較佳為碳原子數1~6之直鏈狀或支鏈狀，更佳為碳原子數1~3之直鏈狀或支鏈狀。
通式(IV-3)中，R63、R64、R65、R66、R67及R68分別獨立表示氫原子、烷基、烷氧基、醯氧基、鹵素原子、鹵代烷基、或二烷基胺基。 通式(IV-3)中之R63、R64及R65中之2個可形成可具有取代基之亞甲基鏈、或者可具有取代基之單或聚亞甲基二氧基，R66、R67及R68中之2個可形成可具有取代基之亞甲基鏈、或者可具有取代基之單或聚亞甲基二氧基。但是，R65與R66均為氫原子之情形除外。
通式(IV-4)中，X61與Y61、X62與Y62分別存在至少任一者，X61、X62、Y61、Y62分別獨立表示CH2、C=O、O、N、S、P、B、Si中之任一者。於X61、X62、Y61、或Y62為N、P、B、或Si之情形時，為了滿足所需之原子價，亦可與烷基、烷氧基、醯基等取代基鍵結。
通式(IV-4)中，E61及E62可分別獨立表示氫原子、烷基、芳基、烯丙基、苄基、烯基、炔基、烷基醚基、烷基酯基、烷基酮基、雜環基或該等衍生物中之任一者。
作為本發明之液晶．高分子複合材料所包含之手性化合物，於尤其要求螺旋扭轉力較強之情形時，尤佳為通式(IV-1)或(IV-2)所表示之化合物。
作為通式(IV-1)所表示之化合物，具體而言，較佳為下述通式(K4-1)~(K4-12)所表示之化合物，更佳為通式(K4-1)~(K4-6)所表示之化合物，進而較佳為通式(K4-3)~(K4-6)所表示之化合物。通式(K4-1)~(K4-12)所表示之化合物中，連結2個萘環之α位之鍵為軸不對稱之軸。
通式(K4-1)~(K4-12)中，R71及R72表示與通式(IV-1)中之R71及R72相同之含義。作為本發明之液晶．高分子複合材料所使用之手性化合物，通式(K4-1)~(K4-12)所表示之化合物中，R71及R72較佳為分別獨立為未經取代或可具有取代基之碳原子數1~20之烷基之化合物， 更佳為碳原子數1~20之未經取代之烷基之化合物，進而較佳為碳原子數1~6之未經取代之烷基之化合物。
作為通式(IV-2)所表示之化合物，具體而言，較佳為下述通式(K5-1)~(K5-3)所表示之化合物。通式(K5-1)~(K5-3)所表示之化合物中，連結2個萘環之α位之鍵為軸不對稱之軸。
通式(K5-1)~(K5-3)中，R71表示與通式(IV-2)中之R71相同之含義。作為本發明之液晶．高分子複合材料所使用之手性化合物，通式(K5-1)~(K5-3)所表示之化合物中，較佳為R71為任意1個或2個以上之氫原子可經鹵素原子取代之碳原子數1~20之烷基、任意1個或2個以上之氫原子可經鹵素原子取代之碳原子數1~20之烯基、任意1個或2個以上之氫原子可經鹵素原子取代之碳原子數1~19之烷氧基之化合物， 更佳為碳原子數1~20之未經取代之烷基之化合物，進而較佳為碳原子數1~6之未經取代之烷基之化合物。又，如(K5-3)所示般，亦較佳為萘環中之氫原子被取代為苯基等取代基之化合物。
<具有面不對稱之化合物>
作為具有面不對稱之化合物，例如可列舉下述通式(IV-5)所表示之螺旋烴(Helicene)衍生物。關於此種螺旋烴衍生物，由於無法自由地轉換前後重疊之環之前後關係，故而區別出環採取朝右之螺旋結構之情形與採取朝左之螺旋結構之情形，表現出手性。
通式(IV-5)中，X51與Y51、X52與Y52分別存在至少任一者，X51、X52、Y51、Y52分別獨立表示CH2、C=O、O、N、S、P、B、Si中之任一者。於X51、X52、Y51、Y52為N、P、B、Si之情形時，為了滿足所需之原子價，亦可與烷基、烷氧基、醯基等取代基鍵結。
通式(IV-5)中，E51及E52分別獨立表示氫原子、烷基、芳基、烯丙基、苄基、烯基、炔基、烷基醚基、烷基酯基、烷基酮基、雜環基或該等衍生物中之任一者。
本發明之液晶．高分子複合材料亦可僅含有1種手性化合物，但較佳為組合使用2種以上。藉由組合結構或物性不同之複數種手性 化合物，而易於獲得具有所需物性之液晶．高分子複合材料。
作為本發明之液晶．高分子複合材料所使用之手性化合物，較佳為螺旋扭轉力相對較大者。螺旋扭轉力較大之化合物可減少用以使添加該手性化合物之向列型液晶組成物之螺旋結構成為所需之間距(例如於25℃之間距為0.01~1μm、較佳為0.05~0.5μm、更佳為0.1~0.4μm)所必須之添加量。
由於本發明之液晶．高分子複合材料更易表現出藍相等光學各向同性相，故而較佳為使用至少1種於液晶組成物中添加時之螺旋扭轉力之溫度相依性為負之(即，隨著溫度上升，螺旋扭轉力增大)手性化合物。尤其是為了製造可於史無前例之非常寬廣之溫度帶(例如2℃以上之溫度帶)下表現出未與藍相I、藍相II、或者液體相中之任一相共存之狀態之藍相III的液晶．高分子複合材料，更佳為組合使用1種或2種以上之螺旋扭轉力之溫度相依性為正的手性化合物與1種或2種以上之螺旋扭轉力之溫度相依性為負的手性化合物。
作為本發明之液晶．高分子複合材料之手性化合物，較佳為包含選自由上述通式(Ch-I-1)~(Ch-I-30)所表示之化合物、上述通式(K2-1)~(K2-8)所表示之化合物、上述通式(K3-1)~(K3-6)所表示之化合物、上述(K4-1)~(K4-12)所表示之化合物、上述通式(K5-1)~(K5-3)表示之化合物所構成之群中之至少1種以上，更佳為組合包含選自該等化合物群中之2種以上，進而較佳為組合包含自該等化合物群中之至少1種螺旋扭轉力之溫度相依性為正的手性化合物與至少1種螺旋扭轉力之溫度相依性為負的手性化合物。其中，較佳為包含選自由上述通式(Ch-I-30)所表示之化合物、上述通式(K3-1)~(K3-6)所表示之化合物、及上述(K4-1)~(K4-12)表示之化合物所構成之群中之2種以上，更佳為至少包含通式(Ch-I-30-1)~(Ch-I-30-6)中之任一者所表示之化合物、及上述(K4-3) ~(K4-6)中之任一者所表示之化合物。
本發明之液晶．高分子複合材料中之手性化合物之含量只要為用以將所使用之向列型液晶組成物之間距設在所需之範圍內之充分之量，則並無特別限定，可考慮到向列型液晶組成物之種類、手性化合物之種類(尤其是可極化性)或其之組合等進行適當調整。可將本發明之液晶．高分子複合材料中之手性化合物之含量例如設為相對於向列型液晶組成物100質量份為1~45質量份，較佳為設為3~30質量份。
[聚合性化合物]
本發明之液晶．高分子複合材料除上述向列型液晶組成物與手性化合物以外，進而包含使至少1種聚合性化合物進行聚合而成之高分子。可獲得表現出藉由使向列型液晶組成物含有手性化合物所獲得之光學各向同性相之液晶組成物，於該液晶組成物中進而添加高分子而使其穩定化，藉此，可於更寬廣之溫度帶表現出光學各向同性相、尤其是藍相。
本發明之液晶．高分子複合材料亦可將上述向列型液晶組成物、手性化合物及高分子進行混合而製備，但如下所述，較佳為藉由首先製備混合有向列型液晶組成物、手性化合物及聚合性化合物而成之含聚合性化合物之液晶組成物後，使該含聚合性化合物之液晶組成物中之具有聚合性基之化合物進行聚合而製造。
使用於形成該高分子之聚合性化合物可為1種，亦可為2種以上。此處，所謂聚合性化合物，係指分子內至少具有1個聚合性基之化合物。作為該聚合性基，較佳為由上述式(R-1)~(R-16)所表示之結構所構成之基。又，使用於形成該高分子之聚合性化合物可為光聚合性化合物，亦可為熱聚合性化合物。就可相對容易地進行聚合反應之方面而言，較佳為可藉由光聚合反應進行聚合之聚合性化合物。
聚合性化合物可根據其結構，被分類為具有環己烷骨架或苯 骨架等環結構(液晶原基)之聚合性化合物(液晶原性(液晶性)聚合性化合物)、及無液晶原基之聚合性化合物(非液晶原性(非液晶性)聚合性化合物)。
<液晶原性聚合性化合物>
作為液晶原性聚合性化合物，較佳為下述通式(PC1)所表示之化合物。
通式(PC1)中，P1表示聚合性基。作為P1，較佳為由上述式(R-1)~(R-16)表示之結構所構成之基。
通式(PC1)中，Sp1表示碳原子數0~20之間隔基。作為該間隔基，只要為2價之基且碳原子數為0~20，則並無特別限定，亦可為包含碳原子以外之原子之基。又，可為直鏈狀，可為支鏈狀，亦可具有環結構。作為該間隔基，例如可列舉：單鍵、碳原子數1~20之伸烷基、碳原子數1~20之伸烯基、或碳原子數1~20之伸芳基。該伸烷基或伸烯基中之1個或2個以上之不鄰接之亞甲基可以氧原子及硫原子相互不直接鍵結之形式分別獨立地被取代為-O-、-S-、-NH-、-N(CH3)-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-SCO-、-COS-或-C≡C-。又，該伸烷基或伸烯基中之1個或2個以上之氫原子可分別獨立地被取代為鹵素原子或氰基。作為通式(PC1)所表示之化合物，Sp1較佳為單鍵、未經取代之碳原子數為1~16之伸烷基或具有取代基之碳原子數為1~16之伸烷基、或者未經取代之碳原子數為1~16之伸烯基或具有取代基之碳原子數為1~16之伸烯基，更佳為單鍵、未經取代之伸烷基、或具有取代基之伸烯基。
通式(PC1)中，Q1表示單鍵、-O-、-OCH2-、-CH2O-、-C2H4-、-COO-、-OCO-、-CH=CH-、-CO-、-OCOO-、-NH-、-NHCOO-、-OCONH-、 -OCOCH2-、-CH2OCO-、-COOCH2-、-CH2COO-、-CH=CH-COO-、-OCO-CH=CH-、-CH=CH-OCO-、-COO-CH=CH-、-CH=CCH3-COO-、-COO-CCH3=CH-、-COOC2H4-、-OCOC2H4-、-C2H4OCO-、-C2H4COO-、-C≡C-、-CF2O-或-OCF2-。作為通式(PC1)所表示之化合物，Q1較佳為單鍵、-O-、-OCH2-、-CH2O-、-C2H4-、-COO-、-OCO-、-CH=CH-、-OCOCH2-、-CH2OCO-、-COOCH2-、-CH2COO-、-CH=CH-COO-、-OCO-CH=CH-、-CH=CH-OCO-、-COO-CH=CH-、-COOC2H4-、-OCOC2H4-、-C2H4OCO-、-C2H4COO-、-C≡C-、-CF2O-及-OCF2-，就易製造性及液晶配向性之觀點而言，更佳為-O-、-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-C2H4-、-C≡C-及單鍵，尤佳為-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-及單鍵。
通式(PC1)中，R3表示氫原子、鹵素原子、氰基、碳原子數1~25之烷基(該烷基中之1個或2個以上之亞甲基可以氧原子相互不直接鍵結之形式分別獨立地被取代為-O-、-S-、-NH-、-N(CH3)-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-SCO-、-COS-或-C≡C-)、或者P2-Sp2-Q2-(式中，P2、Sp2、Q2分別表示與P1、Sp1、Q1相同之含義)。其中，於R3為P2-Sp2-Q2-之情形時，一分子中之P1與P2、Sp1與Sp2、Q1與Q2可分別相同亦可不同。
通式(PC1)中，n1及n2分別獨立表示1、2或3。於n1為1，且R3無聚合性基之情形時，通式(PC1)所表示之化合物為單官能性之聚合性化合物。另一方面，於n1為2或3之情形或R3具有聚合性基之情形時，通式(PC1)所表示之化合物為具有2個以上聚合性基之多官能性之聚合性化合物。
通式(PC1)中，MG表示液晶原基。液晶原基係用以表現液晶性之具有剛直性之官能基，通常具有環己烷骨架或苯骨架等環結構。作為該液晶原基，可為構成公知之液晶性分子所具有之液晶原部位的基中之任一者，較佳為下述通式(MG-1)所表示之基。
通式(MG-1)中，C1或C3分別獨立表示1,4-伸苯基、1,3,4-苯三基、1,2,4-苯三基、苯-1,2,4,5-四基、苯-1,2,3,4-四基、1,4-伸環己基、1,3,4-環己三基、1,2,4-環己三基、環己烷-1,2,3,4-四基、1,4-環己烯基、四氫吡喃-2,5-二基、1,3-二烷-2,5-二基、四氫噻喃-2,5-二基、1,4-雙環(2,2,2)伸辛基、2,6-伸萘基、萘-2,5,6-三基、萘-2,3,6-三基、萘-2,6,7-三基、萘-2,5,6,7-四基、萘-1,2,5,6-四基、萘-2,3,6,7-四基、1,2,3,4-四氫萘-2,6-二基、1,2,3,4-四氫萘-2,5,6-三基、1,2,3,4-四氫萘-2,6,7-三基、1,2,3,4-四氫萘-2,5,6-三基、十氫萘-2,6-二基、十氫萘-2,5,6-三基、吡啶-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基、吡-2,5-二基、菲-2,7-二基、9,10-二氫菲-2,7-二基、1,2,3,4,4a,9,10a-八氫菲-2,7-二基、或茀2,7-二基。該等基中之1個或2個以上之任意之氫原子可分別獨立地被取代為苯基、氟原子、氯原子、三氟甲基、三氟甲氧基、氰基、碳原子數1~8之烷基、碳原子數1~8之烷氧基、碳原子數1~8之烷醯基、碳原子數1~8之烷醯氧基、碳原子數2~8之烯基、碳原子數2~8之烯氧基、碳原子數2~8之烯醯基或碳原子數2~8之烯醯氧基。
通式(MG-1)中，C2表示1,4-伸苯基、1,4-伸環己基、1,4-環己烯基、四氫吡喃-2,5-二基、1,3-二烷-2,5-二基、四氫噻喃-2,5-二基、1,4-雙環(2,2,2)伸辛基、十氫萘-2,6-二基、吡啶-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基、吡-2,5-二基、1,2,3,4-四氫萘-2,6-二基、2,6-伸萘基、菲-2,7-二基、9,10-二氫菲-2,7-二基、1,2,3,4,4a,9,10a-八氫菲-2,7-二基、或茀2,7-二基。該等基中之1個或2個以上之任意之氫原子可分別獨立地被取代為苯基、氟原子、氯原子、三氟甲基、三氟甲氧基、氰基、碳原子數1~8之烷基、碳原子數1~8之烷氧 基、碳原子數1~8之烷醯基、碳原子數1~8之烷醯氧基、碳原子數2~8之烯基、碳原子數2~8之烯氧基、碳原子數2~8之烯醯基或碳原子數2~8之烯醯氧基。於一分子中有複數個C2之情形時，該等可相同亦可不同。
通式(MG-1)中，Y1及Y2分別獨立表示單鍵、-O-、-OCH2-、-C2H4-、-COO-、-OCO-、-CH=CH-、-CO-、-OCOO-、-NH-、-NHCOO-、-OCONH-、-OCOCH2-、-CH2OCO-、-COOCH2-、-CH2COO-、-CH=CH-COO-、-OCO-CH=CH-、-CH=CH-OCO-、-COO-CH=CH-、-CH=CCH3-COO-、-COO-CCH3=CH-、-COOC2H4-、-OCOC2H4-、-C2H4OCO-、-C2H4COO-、-C≡C-、-CF2O-或-OCF2-。於一分子中有複數個Y2之情形時，該等可相同亦可不同。
通式(MG-1)中，n5表示0~5之整數。作為通式(PC1)所表示之化合物，n5較佳為0~3之整數，更佳為0~2之整數，進而較佳為0或1。
通式(PC1)所表示之化合物中，作為單官能性之聚合性化合物，可較佳列舉下述通式(V-a)所表示之化合物。
通式(V-a)中，R31表示氫原子或甲基。
通式(V-a)中，n31表示0或1之整數。
通式(V-a)中，T1、T2及T3分別獨立表示具有下述14種環結構之2價之基(其中，m表示1~4之整數)中之任一基。
通式(V-a)中，Y3、Y4及Y5分別獨立表示單鍵、-O-、-OCH2-、-C2H4-、-COO-、-OCO-、-CH=CH-、-CO-、-OCOO-、-NH-、-NHCOO-、-OCONH-、-OCOCH2-、-CH2OCO-、-COOCH2-、-CH2COO-、-CH=CH-COO-、-OCO-CH=CH-、-CH=CH-OCO-、-COO-CH=CH-、-CH=CCH3-COO-、-COO-CCH3=CH-、-COOC2H4-、-OCOC2H4-、-C2H4OCO-、-C2H4COO-、-C≡C-、-CF2O-或-OCF2-。
通式(V-a)中，Y6表示單鍵、-O-、-COO-、或-OCO-。
通式(V-a)中，R32表示氫原子、鹵素原子、氰基、碳原子數1~20之烷氧基、或碳原子數1~20之烴基。作為該烴基，只要為碳原子數1~20且由碳原子與氫原子所構成之1價之基，則並無特別限定，可列舉碳原子數1~20之烷基、碳原子數1~20之烯基、碳原子數1~20之炔基等。
通式(PC1)所表示之化合物中，作為多官能性之聚合性化合物，可列舉下述通式(PC1-1)所表示之化合物(式中，P1、P2、Sp1、Sp2、Q1、Q2、MG、n1及n2表示與通式(PC1)相同之含義)。作為通式(PC1-1)所表示之化合物，更具體可列舉下述通式(PC1-1)~(PC1-13)所表示之化合物。
通式(PC1-1)~(PC1-13)中，P1、P2、Sp1、Sp2、Q1及Q2表示與通式(PC1)相同之含義。於本發明中，Sp1、Sp2、Q1、及Q2較佳為單鍵。又，P1及P2較佳為分別獨立為上述式(R-1)或(R-2)。
通式(PC1-1)~(PC1-13)中，W1分別獨立表示氟原子、三氟甲基、三氟甲氧基、碳原子數1~5之烷基、碳原子數1~5之烷氧基、碳原子數2~5之烯基、苯基、-COOW2、-OCOW2或-OCOOW2。-COOW2、-OCOW2、-OCOOW2中，W2分別獨立表示碳原子數1~10之直鏈狀或支鏈狀之烷基、或者碳原子數2~5之直鏈狀或支鏈狀之烯基。於一分子中有複數個W1之情形時，該等可相同亦可不同。
於本發明中，W1較佳為分別獨立為氟原子、三氟甲基、三氟甲氧基、碳原子數1~5之烷基、碳原子數1~5之烷氧基、苯基，更佳為氟原子、三氟甲基、三氟甲氧基、甲基、或甲氧基。
通式(PC1-1)~(PC1-13)中，n3分別獨立表示1、2或3，n4分別獨立表示1、2或3，n6分別獨立表示0、1、2、3或4，於同一環上之n3+n6及n4+n6為5以下。於本發明中，n3+n4較佳為2~4，更佳為2或3。
作為可使用於本發明中之聚合性化合物，通式(PC1-1)~(PC1-13)所表示之化合物中，尤佳為Sp1、Sp2、Q1、及Q2為單鍵，P1及P2 分別獨立為上述式(R-1)或(R-2)，W1分別獨立為氟原子、三氟甲基、三氟甲氧基、甲基、或甲氧基，且n3+n4為2或3之化合物。
作為通式(PC1-3)所表示之化合物，更具體可列舉下述式(PC1-3a)~(PC1-3i)所表示之化合物。亦可為式(PC1-3a)~(PC1-3i)中之苯環上之1個或2個以上之氫原子經氟原子取代之化合物。本發明之液晶．高分子複合材料中所包含之高分子較佳為以該等化合物中之1種或2種以上作為聚合性原料，視需要與其他聚合性化合物一併進行聚合而成者。
作為通式(PC1-1)~(PC1-13)所表示之化合物，亦較佳為下述通式(V-b)所表示之化合物。藉由使用通式(V-b)所表示之化合物作為本發明之液晶．高分子複合材料中所包含之高分子之聚合性原料，可獲得機械強度或耐熱性優異之液晶．高分子複合材料。
通式(V-b)中，m31表示0或1，Y11及Y12分別獨立表示單鍵、-O-、-COO-或-OCO-，Y13及Y14分別獨立表示單鍵、-COO-、-OCO-、-CH=CH-COO-、-OCO-CH=CH-、-CH=CH-OCO-、-COO-CH=CH-、-COOC2H4-、-OCOC2H4-、-C2H4OCO-、或-C2H4COO-，r及s分別獨立表示2~14之整數。
存在於通式(V-b)中之1,4-伸苯基可未經取代，1個或2個以上之氫原子亦可分別獨立地經氟原子、氯原子、甲基、三氟甲基、三氟甲氧基、或苯基取代。
作為通式(V-b)所表示之化合物，尤佳為下述通式(V-b1)~(V-b20)所表示之化合物。通式(V-b1)~(V-b20)中，t及u分別獨立表示2~14之整數。本發明之液晶．高分子複合材料中所包含之高分子較佳為以該等化合物中之1種或2種以上作為聚合性原料，視需要與其他聚合性化合物一併進行聚合而成者。
<非液晶原性聚合性化合物>
作為非液晶原性聚合性化合物，較佳為下述通式(PC2)所表示之化合物。
通式(PC2)中，P表示聚合性基。作為P，較佳為由上述式(R-1)~(R-16)表示之結構所構成之基。作為通式(PC2)所表示之化合物，P較佳為式(R-1)、式(R-2)、式(R-4)、式(R-5)、式(R-7)、式(R-11)、式(R-13)、式(R-15)或式(R-16)所表示之基，更佳為式(R-1)、式(R-2)、式(R-7)、式(R-11)、式(R-13)或式(R-16)所表示之基，進而較佳為式(R-1)、式(R-2)或式(R-16)所表示之基。
通式(PC2)中，A31表示單鍵或碳原子數1~15之伸烷基。
存在於該伸烷基中之1個或2個以上之亞甲基可以氧原子相互不直接鍵結之形式分別獨立地被取代為-O-、-CO-、-COO-或-OCO-。又，存在於該伸烷基中之1個或2個以上之氫原子可分別獨立地經氟原子、甲基或乙基取代。
通式(PC2)中，A32及A34分別獨立表示氫原子或碳原子數1~18之烷基。存在於該烷基中之1個或2個以上之亞甲基可以氧原子相互不直接鍵結之形式分別獨立地被取代為-O-、-CO-、-COO-或-OCO-。又，存在於該烷基中之1個或2個以上之氫原子亦可分別獨立地經鹵素原子或碳原子數1~17之烷基取代。
通式(PC2)中，A33及A35分別獨立表示氫原子或碳原子數1~10之烷基。存在於該烷基中之1個或2個以上之亞甲基可以氧原子相互不直接鍵結之形式分別獨立地被取代為-O-、-CO-、-COO-或-OCO-。又，存在於該烷基中之1個或2個以上之氫原子亦可分別獨立地經鹵素原子或碳原子數1~9之烷基取代。
通式(PC2)中，v表示1~40之整數。
通式(PC2)中，B1、B2及B3分別獨立表示氫原子、碳原子數1~10之直鏈狀或支鏈狀之烷基、或者-A36-P(式中，A36表示單鍵或碳原子數1~15之伸烷基，P表示聚合性基)所表示之基。於B1、B2或B3表示烷基之情形時，存在於該烷基中之1個或2個以上之亞甲基可以氧原子相互不直接鍵結之形式分別獨立地被取代為-O-、-CO-、-COO-或-OCO-。於B1、B2或B3為-A36-P所表示之基，且該A36表示碳原子數1~15之伸烷基之情形時，存在於該伸烷基中之1個或2個以上之亞甲基可以氧原子相互不直接鍵結之形式分別獨立地經-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代。又，存在於該伸烷基中之1個或2個以上之氫原子亦可分別獨立地經氟原子、甲基或乙基取代。其中，一分子中，有2v+1個B1、B2或B3中，-A36-P所表示之基為0~3個。於一分子中存在複數個P之情形時，該等可彼此相同亦可不同。
作為成為本發明之液晶．高分子複合材料中所包含之高分子之原料之聚合性化合物，較佳為使用通式(PC2)所表示之化合物1種或2種以上，通式(PC2)所表示之化合物中，亦可使用複數個主鏈長度或烷基側鏈長度不同者。
作為通式(PC2)所表示之化合物，具體而言，可較佳地列舉下述通式(PC2-a)~(PC2-h)所表示之化合物。作為成為本發明之液晶．高分子複合材料中所包含之高分子之原料之聚合性化合物，較佳為使用選自由通式(PC2-a)~(PC2-h)表示之化合物所構成之群中之1種以上，更佳為使用選自由通式(PC2-a)~(PC2-d)表示之化合物所構成之群中之化合物至少1種以上。
通式(PC2-a)~(PC2-h)中，P表示聚合性基，B4表示氫原子或甲基。作為P，較佳為由上述式(R-1)~(R-16)表示之結構所構成之基，更佳為式(R-1)、式(R-2)或式(R-16)所表示之基，就聚合速度迅速之方面而言，進而較佳為式(R-1)所表示之基。通式(PC2-a)、(PC2-c)、(PC2-e)、(PC2-g)所表示之化合物中，一分子中所包含之2個P可彼此相同亦可不同。
通式(PC2-a)或(PC2-b)中，A37及A43分別獨立表示單鍵或碳原子數1~15之伸烷基。存在於該伸烷基中之1個或2個以上之亞甲基可以氧原子相互不直接鍵結之形式分別獨立地經-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代。又，存在於該伸烷基中之1個或2個以上之氫原子亦可分別獨立地經氟原子、甲基或乙基取代。
通式(PC2-a)或(PC2-b)中，A38及A41分別獨立表示碳原子數2~20之直鏈狀之烷基。存在於該烷基中之1個或2個以上之亞甲基可以氧原子相互不直接鍵結之形式分別獨立地經-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代。
通式(PC2-a)或(PC2-b)中，A39及A42分別獨立表示氫原子或碳原子數1~10之烷基。存在於該烷基中之1個或2個以上之亞甲基可 以氧原子相互不直接鍵結之形式分別獨立地經-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代。又，存在於該烷基中之1個或2個以上之氫原子亦可分別獨立地經鹵素原子或碳原子數1~9之烷基取代。
通式(PC2-a)或(PC2-b)中，A40表示碳原子數9~16之伸烷基。關於存在於該伸烷基中之至少1個以上、5個以下之亞甲基，該亞甲基中之任意1個氫原子經碳原子數1~10之直鏈狀或支鏈狀之烷基取代。又，存在於該伸烷基中之1個或2個以上之亞甲基亦可分別獨立地以氧原子相互不直接鍵結之形式經-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代。
通式(PC2-a)所表示之化合物中，2個聚合性基間之距離(交聯點間之距離)可以A37、A40及A43獨立地改變各碳原子數之長度來進行調整。通式(PC2-a)所表示之化合物之一特徵係聚合性基間距離較長。但是，於該距離過長之情形時，有聚合速度變得極慢，對相分離造成不良影響之虞，故而聚合性基間之距離有上限。另一方面，A38及A41之2個側鏈間距離亦對主鏈之運動性造成影響。即，於A38及A41之間之距離較短之情形時，側鏈A38及A41會相互干擾，導致化合物整體之運動性降低。因此，於聚合性基間之距離為相同程度之情形時，相較於A38及A41之碳原子數較長者，較佳為A40之碳原子數較長者。
通式(PC2-a)或(PC2-b)中，就調整側鏈間距離(A38及A41之距離、A39及A42之距離)之方面而言，亦就擴大交聯點間距離而使玻璃轉移溫度降低之方面而言，A40較佳為長度較長。然而，於A40過長之情形時，有通式(PC2-a)或(PC2-b)所表示之化合物之分子量變得過大，與液晶組成物之相溶性降低之傾向，及聚合速度變得過緩，故而對相分離造成不良影響，根據該等原因，自然地對A40之長度設定上限。
因此，通式(PC2-a)或(PC2-b)所表示之化合物中，A40較佳為碳原子數9~16之伸烷基(關於存在於該伸烷基中之至少1個以上、 5個以下之亞甲基，該亞甲基中之任意1個氫原子經碳原子數1~10之直鏈狀或支鏈狀之烷基取代。存在於該伸烷基中之1個或2個以上之亞甲基可以氧原子相互不直接鍵結之形式分別獨立地經-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代)。
作為A40之結構上之特徵，其具有伸烷基中之氫原子經碳原子數1~10之烷基取代之結構。一個伸烷基中之經烷基取代之氫原子之數目為1個以上、5個以下，較佳為1個至3個，更佳為2個或3個。作為取代基之烷基之碳原子數較佳為1~5個，更佳為1~3個。
另一方面，關於作為側鏈之A38、A39、A41、A42，較佳為該等側鏈之長度具有如下般之態樣。再者，通式(PC2-a)或(PC2-b)中，A38與A39鍵結於主鏈之同一碳原子上，於該等長度不同時，設為將較長之側鏈稱為A38(於A38之長度與A39之長度相等之情形時，將任一者設為A38)。同樣地，於A41之長度與A42之長度不同時，設為將較長之側鏈稱為A41(於A41之長度與A42之長度相等之情形時，將任一者設為A41)。
側鏈比主鏈之運動性高。因此，側鏈之存在通常有助於提高於低溫之高分子鏈之運動性，但於側鏈間產生空間上之干擾之情況下，相反地運動性會降低。為了防止此種側鏈間之空間上之干擾，有效的是將側鏈長度縮短在所需之範圍內。
因此，通式(PC2-a)或(PC2-b)中，A38及A41較佳為分別獨立為碳原子數2~18之直鏈狀之烷基(存在於該烷基中之1個或2個以上之亞甲基可以氧原子相互不直接鍵結之形式分別獨立地經-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代)，更佳為分別獨立為碳原子數3~15之直鏈狀之烷基(存在於該烷基中之1個或2個以上之亞甲基可以氧原子相互不直接鍵結之形式分別獨立地經-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代)。
又，關於A39及A42，其長度過長亦會誘發側鏈間之空間上之 干擾，故而欠佳。另一方面，認為長度較短之側鏈除具有較高之運動性以外，亦具有阻礙所鄰接之主鏈彼此之接近，防止高分子主鏈間之干擾，提高主鏈之運動性之作用。因此，通式(PC2-a)或(PC2-b)所表示之化合物中，藉由縮短A39及A42之長度，而可抑制定錨能量於低溫不斷增加，對改善使用所獲得之液晶．高分子複合材料之液晶光學元件於低溫區域之特性之方面上有效。
因此，通式(PC2-a)或(PC2-b)中，A39及A42較佳為分別獨立為氫原子或碳原子數1~7之烷基(存在於該烷基中之1個或2個以上之亞甲基可以氧原子相互不直接鍵結之形式分別獨立地經-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代)，更佳為分別獨立為氫原子或碳原子數1~5之烷基(存在於該烷基中之1個或2個以上之亞甲基可以氧原子相互不直接鍵結之形式分別獨立地經-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代)，進而較佳為分別獨立為氫原子或碳原子數1~3之烷基(存在於該烷基中之1個或2個以上之亞甲基可以氧原子相互不直接鍵結之形式分別獨立地經-O-、-CO-、-COO-或-OCO-取代)。
通式(PC2-C)或(PC2-d)中，a表示6~22之整數。通式(PC2-d)所表示之化合物中，作為B4為氫原子之化合物，例如可列舉丙烯酸十二烷基酯等丙烯酸烷基酯。
通式(PC2-e)或(PC2-f)中，b及c分別獨立表示1~10之整數，d表示1~10之整數，e表示0~6之整數。就抑制側鏈間之空間上之干擾之方面而言，d與e之至少一者較佳為1~5之整數，更佳為1~3之整數。
通式(PC2-g)或(PC2-h)中，f、g、h及i分別獨立表示1~10之整數。就抑制側鏈間之空間上之干擾之方面而言，h與i之至少一者較佳為1~5之整數，更佳為1~3之整數。
以通式(PC2-a)~(PC2-h)所表示之化合物為代表之通式(PC2)所表示之化合物可以公知之化合物作為起始原料，並適當組合公知之有機合成反應進行合成。
例如通式(PC2-a)中，A39及A42為氫原子之化合物可藉由使具有複數個環氧基之化合物、與具有可與環氧基進行反應之活性氫之丙烯酸或甲基丙烯酸等聚合性化合物進行反應，合成具有羥基之聚合性化合物，繼而，使其與飽和脂肪酸進行反應而獲得。
又，亦可藉由使具有複數個環氧基之化合物與飽和脂肪酸進行反應，合成具有羥基之化合物，繼而，使其與具有可與羥基反應之基之丙烯酸氯化物等聚合性化合物進行反應而獲得。
又，通式(PC2-a)之A39及A42為烷基且A37及A43為亞甲基之化合物，例如可藉由如下方法獲得：使具有複數個氧雜環丁基(oxetane group)之化合物、與具有可與氧雜環丁基反應之脂肪酸氯化物或脂肪酸進行反應，進而，使其與丙烯酸等具有活性氫之聚合性化合物進行反應之方法；或者使具有一個氧雜環丁基之化合物、與可與氧雜環丁基反應之多元脂肪酸氯化物或脂肪酸進行反應，進而，使其與丙烯酸等具有活性氫之聚合性化合物進行反應之方法等。
又，通式(PC2-a)之A37及A43為碳原子數3之伸烷基(伸丙基，-CH2CH2CH2-)之化合物，例如可藉由使用具有複數個呋喃基代替氧雜環丁基之化合物，利用與上述相同之方式獲得。
進而，通式(PC2-a)之A37及A43為碳原子數4之伸烷基(伸丁基，-CH2CH2CH2CH2-)之化合物，例如可藉由使用具有複數個吡喃基代替氧雜環丁基之化合物而獲得。
<具有手性之聚合性化合物>
作為成為本發明之液晶．高分子複合材料中所包含之高分子之原料之聚 合性化合物，較佳為非手性化合物或實質上之外消旋體，但亦可使用手性聚合性化合物。作為手性聚合性化合物，例如可使用下述通式(VI-a)或(VI-b)所表示之聚合性化合物。
通式(VI-a)及(VI-b)中，P表示聚合性基。作為P，較佳為由上述式(R-1)~(R-16)表示之結構所構成之基，更佳為式(R-1)、式(R-2)或式(R-16)所表示之基，進而較佳為式(R-1)或式(R-2)所表示之基，就聚合速度迅速之方面而言，更佳為式(R-1)所表示之基。
通式(VI-a)中，n21表示0或1之整數。又，通式(VI-b)中，n22表示0、1或2之整數。於n22為2而一分子中存在複數個T24及Y25之情形時，該等可彼此相同亦可不同。
通式(VI-a)及(VI-b)中，T21、T22、T23、T24分別獨立表示具有六員環結構之2價之基(六員環式2價基)。作為該六員環式2價基，可列舉下述12種六員環式2價基。再者，下述通式中，m表示1~4之整數。作為通式(VI-a)或(VI-b)所表示之化合物，T21、T22、T23、T24較佳為分別獨立為上述12.種六員環式2價基中之任一基，更佳為1,4-伸苯基、或反式-1,4-伸環己基。
通式(VI-b)中，T25表示具有六員環結構之3價之基(六員環式3價基)。作為該六員環式3價基，可列舉：苯-1,2,4-三基、苯-1,3,4-三基、苯-1,3,5-三基、環己烷-1,2,4-三基、環己烷-1,3,4-三基或環己烷-1,3,5-三基等。
通式(VI-a)及(VI-b)中，Y22、Y23、及Y25分別獨立表示單鍵、或碳原子數為1~10之直鏈狀或支鏈狀之伸烷基。存在於該伸烷基中之1個亞甲基或不鄰接之2個亞甲基可以氧原子及硫原子相互不直接鍵結之形式分別獨立地被取代為-O-、-S-、-CO-O-或-O-CO-。又，存在於該伸烷基中之1個或2個以上之氫原子亦可分別獨立地被取代為氟原子或氯原子。進而，該伸烷基可包含不對稱碳原子，亦可不含。作為該伸烷基，例如可列舉：-CH2CH2-、-CH2O-、-OCH2-、-COO-、-OCO-、-C≡C-、-CH=CH-、-CF=CF-、-(CH2)4-、-CH2CH2CH2O-、-OCH2CH2CH2-、-CH=CHCH2CH2-、或-CH2CH2CH=CH-。
通式(VI-a)及(VI-b)中，Y21及Y24分別獨立表示單鍵、-O-、-OCO-、或-COO-。
通式(VI-a)及(VI-b)中，Z21表示具有不對稱碳原子，且包含支鏈結構之碳原子數3~20之伸烷基。
通式(VI-a)及(VI-b)中，Z22表示碳原子數1~20之伸烷基。該伸烷基可包含不對稱碳原子，亦可不含。
只要使用至少1種聚合性化合物作為本發明之液晶．高分子複合材料中所包含之高分子之原料即可，但較佳為以使聚合反應後所獲得之聚合物(高分子)之物性成為所需範圍之方式適當組合使用複數種聚合性化合物。
於使用複數種聚合性化合物之情形時，較佳為使用至少1種單官能性聚合性化合物與至少1種多官能性聚合性化合物。藉由以多官能性聚合性化合物作為原料，可藉由聚合反應而獲得包含具有交聯結構之高分子的液晶．高分子複合材料。
又，本發明之液晶．高分子複合材料中所包含之高分子之玻璃轉移溫度較佳為-100℃~25℃。因此，較佳為以使聚合反應後之高分子之玻璃轉移溫度成為該範圍內之方式適當調整用作原料之聚合性化合物之種類或組成。
進而，作為本發明之液晶．高分子複合材料中所包含之高分子之原料，更佳為使用至少1種非液晶原性聚合性化合物，進而較佳為使用至少1種液晶原性聚合性化合物與至少1種非液晶原性聚合性化合物。藉由使用液晶原性聚合性化合物與非液晶原性聚合性化合物兩者作為高分子之原料，而可進一步擴大藉由聚合反應所獲得之液晶．高分子複合材料表現出光學各向同性相之溫度範圍。
於為了擴大藍相III之表現溫度範圍之情形時，本發明之液晶．高分子複合材料中所包含之高分子之原料中較佳為包含至少1種多官能之液晶原性聚合性化合物與至少1種單官能或多官能之非液晶原性聚合性化合物，更佳為包含選自由上述式(PC1-3a)~(PC1-3i)表示之化合物及上述通式(V-b1)~(V-b20)表示之化合物所構成之群中之至少1種化合物、以及選自由上述通式(PC2-a)~(PC2-h)表示之化合物所構成之群中之至少1種化合物，進而較佳為包含選自由上述式(PC1-3a)~(PC1-3i) 表示之化合物及上述通式(V-b1)~(V-b20)表示之化合物所構成之群中之1種以上之化合物、以及選自由上述通式(PC2-a)~(PC2-d)表示之化合物所構成之群中之至少1種化合物。
[液晶．高分子複合材料之製造方法]
本發明之液晶．高分子複合材料例如可藉由製備混合有向列型液晶組成物、全部手性化合物、及設為高分子之原料之全部聚合性化合物而成之含聚合性化合物之液晶組成物後，使該含聚合性化合物之液晶組成物中之具有聚合性基之化合物進行聚合而製造。
關於將向列型液晶組成物、手性化合物及聚合性化合物進行混合之順序並無特別限定，可將全部原料實質上同時進行混合，亦可於預先混合向列型液晶組成物與手性化合物之液晶組成物中混合設為高分子原料之全部聚合性化合物。該含聚合性化合物之液晶組成物中之全部聚合性化合物之總量可考慮到所使用之聚合性化合物之種類、向列型液晶組成物之種類、手性化合物之種類等而適當決定，較佳為0.1~40質量%，更佳為1~40質量%，進而較佳為1~25質量%。又，該含聚合性化合物之液晶組成物中之向列型液晶組成物與手性化合物之混合物之含量較佳為60~95質量%，更佳為60~90質量%，進而較佳為60~80質量%。
該含聚合性化合物之液晶組成物視需要亦可包含聚合起始劑。
例如於使該含聚合性化合物之液晶組成物中之聚合性化合物藉由自由基聚合而進行聚合之情形時，可預先添加熱聚合起始劑、光聚合起始劑作為自由基聚合起始劑。具體而言，可較佳地使用下述化合物：二乙氧基苯乙酮、2-羥基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮、苯偶醯二甲基縮酮、1-(4-異丙基苯基)-2-羥基-2-甲基丙烷-1-酮、4-(2-羥基乙氧基)苯基-(2-羥基-2-丙基)酮、1-羥基環己基-苯基酮、2-甲基-2-啉基(4-硫甲基苯基)丙烷-1-酮、 2-苄基-2-二甲基胺基-1-(4-啉基苯基)-丁酮等苯乙酮系；安息香、安息香異丙醚、安息香異丁醚等安息香系；2,4,6-三甲基苯甲醯基二苯基氧化膦等醯基氧化膦系；苯偶醯、苯甲醯甲酸甲酯系；二苯基酮、鄰苯甲醯苯甲酸甲酯、4-苯基二苯基酮、4,4'-二氯二苯基酮、羥基二苯基酮、4-苯甲醯基-4'-甲基-二苯硫醚、丙烯基化二苯基酮、3,3',4,4'-四(過氧化第三丁基羰基)二苯基酮、3,3'-二甲基-4-甲氧基二苯基酮等二苯基酮系；2-異丙基9-氧硫、2,4-二甲基9-氧硫、2,4-二乙基9-氧硫、2,4-二氯9-氧硫等9-氧硫系；米其勒酮、4,4'-二乙基胺基二苯基酮等胺基二苯基酮系；10-丁基-2-氯吖啶酮、2-乙基蒽醌、9,10-菲醌、樟腦醌等。
作為該含聚合性化合物之液晶組成物所含有之自由基聚合起始劑，於該等化合物中，較佳為苯偶醯二甲基縮酮。
該含聚合性化合物之液晶組成物亦可在無損本發明效果之範圍內，包含液晶組成物所通用之各種添加劑。例如為了提高其之保存穩定性，亦可添加抗氧化劑、紫外線吸收劑等穩定劑。作為可使用之穩定劑，例如可列舉氫醌類、氫醌單烷基醚類、第三丁基鄰苯二酚類、鄰苯三酚類、苯硫酚類、硝基化合物類、β-萘胺類、β-萘酚類、亞硝基化合物等。於使用穩定劑之情形時之添加量相對於液晶組成物較佳為0.005~1質量%之範圍，進而較佳為0.02~0.5質量%，尤佳為0.03~0.1質量%。
作為聚合反應前之該含聚合性化合物之液晶組成物，較佳為可表現出光學各向同性相，更佳為可表現出藍相，進而較佳為可表現出藍相III。利用藉由聚合反應所形成之高分子，而使光學各向同性相穩定化。即，藉由聚合反應所獲得之液晶．高分子複合材料可於比聚合反應前之液晶 組成物表現出光學各向同性相之溫度範圍更寬廣之溫度帶表現光學各向同性相。
該含聚合性化合物之液晶組成物之聚合反應可自照射紫外線或電子束等活性能量線之方法或熱聚合法等公知之方法中，根據所使用之聚合性化合物之種類進行適當選擇。於本發明中，由於無需加熱而於室溫進行反應，故而較佳為照射活性能量線之方法，其中，就操作簡便之方面而言，較佳為照射紫外線等光之方法。於使用紫外線之情形時，可使用偏光光源，亦可使用非偏光光源。
聚合反應較佳為於使含聚合性化合物之液晶組成物保持光學各向同性相、尤其是藍相之狀態下進行。例如於含聚合性化合物之液晶組成物表現藍相III之情形時，在該含聚合性化合物之液晶組成物顯示藍相III之溫度範圍內開始聚合反應，於保持藍相III之狀態持續進行，並在藉由聚合反應所製造之液晶．高分子複合材料顯示出藍相III之溫度範圍內結束反應，藉此，可獲得顯示出藍相III之溫度範圍比聚合反應前之含聚合性化合物之液晶組成物寬廣之液晶．高分子複合材料。
為了製造顯示藍相III之溫度範圍更寬廣之液晶．高分子複合材料，作為原料，較佳為使用分子內包含比環己烷骨架更多之苯骨架之液晶性化合物之含量為向列型液晶組成物中之液晶性化合物整體之50質量%以上的向列型液晶組成物、及螺旋扭轉力之溫度相依性為負的手性化合物，更佳為使用相對於向列型液晶組成物整體，分子內包含比環己烷骨架更多之苯骨架之液晶性化合物之含量為50質量%以上且存在於分子內之環己烷骨架之數目為苯骨架之數目以上的液晶性化合物之含量為1~50質量%的向列型液晶組成物、及螺旋扭轉力之溫度相依性為負的手性化合物。尤其是為了製造於至少-20℃~60℃之溫度範圍內表現出藍相III之液晶．高分子複合材料，尤佳為使用含有通式(II)所表示之化合物10~50質量%、且 含有通式(III)所表示之化合物50~90質量%的向列型液晶組成物，並且相對於該組成物中之液晶性化合物整體，分子內包含比環己烷骨架更多之苯骨架之液晶性化合物之含量為50質量%以上且存在於分子內之環己烷骨架之數目為苯骨架之數目以上的液晶性化合物之含量為1~50質量%的向列型液晶組成物、及螺旋扭轉力之溫度相依性為負的手性化合物。
又，與使用1種手性化合物之情形相比，藉由使用2種以上之手性化合物作為原料，可進一步擴大未與其他相共存之藍相III之表現溫度範圍。其中，藉由組合使用螺旋扭轉力之溫度相依性為負的手性化合物與螺旋扭轉力之溫度相依性為正的手性化合物，可獲得能夠於史無前例之非常寬廣之溫度帶(例如2℃以上之溫度帶)表現出未與藍相I、藍相II、或液體相中之任一相共存之狀態之藍相III的液晶．高分子複合材料。
使表現出藍相、尤其是藍相III之含聚合性化合物之液晶組成物進行聚合所獲得之本發明之液晶．高分子複合材料不會失去藍相所具有之高速響應性，並史無前例地擴大其表現溫度範圍，因此，較佳作為以光學各向同性相進行驅動之液晶光學元件之原料。
使用本發明之液晶．高分子複合材料之液晶光學元件可藉由常法進行製造。例如可以下述方式製造液晶光學元件。首先，於具備電極之單元注入上述含聚合性化合物之液晶組成物。該單元可藉由將2片基板例如經由所塗佈之接著劑密接成框狀而構成。
可於一基板表面設置電極，其中亦可設置IPS電極(梳齒電極)，亦可於該電極上獲得聚醯亞胺膜或SiO等無機膜作為絕緣膜。同樣地，可於另一基板表面設置對向電極，亦可於該電極上獲得形成有絕緣膜之對向基板。該基板可使用玻璃、如塑膠般具有柔軟性之透明材料，另一方面，亦可為矽等不透明之材料。作為於單元之2片基板間夾持含聚合性化合物之液晶組成物之方法，可使用通常之真空注入法、或ODF(One Drop Fill，滴 注)法等。繼而，對該單元進行加溫，在該含聚合性化合物之液晶組成物表現出藍相(例如藍相III)之溫度開始聚合反應，於保持藍相之狀態進行聚合反應。於藉由照射活性能量線進行聚合反應之情形時，必須對至少照射面側之基板賦予對於活性能量線之適當之透明性。由穩定地表現藍相之液晶．高分子複合材料所製造之液晶光學元件於未施加電場狀態下為光學各向同性，故而無需控制配向。
由於使用本發明之液晶．高分子複合材料之液晶光學元件顯示出高速響應性，故而可較佳地使用於原理上要求高速響應性之場序彩色(field sequential color)方式的顯示器。於將使用本發明之液晶．高分子複合材料之液晶光學元件與場序彩色方式加以組合之情形時未使用彩色濾光片，故而可製作降低因彩色濾光片引起之光損失之高效率之顯示器，進而，可獲得高亮度或低消耗電力之顯示器。又，於將使用本發明之液晶．高分子複合材料之液晶光學元件與場序彩色方式加以組合之情形時，與彩色濾光片方式不同，無需對像素進行三分割，故而可獲得高精細之顯示器。
[實施例]
以下，列舉實施例等對本發明進一步詳細說明，但本發明並不限定於該等實施例等。又，下述實施例之組成物中之「%」，只要無特別記載，則意指「質量%」。
[實施例1]
<向列型液晶組成物之製作>
根據表1所記載之組成，將各成分進行混合，製作向列型液晶組成物(N1)。向列型液晶組成物(N1)於-29℃~101.3℃之寬廣之溫度範圍顯示出向列相。又，雙折射率(△n)為0.239，介電各向異性(△ε)為+27.75。
<含有手性化合物之向列型液晶組成物之製作>
根據表2所記載之組成，將向列型液晶組成物(N1)、手性化合物(C1)、(C2)、(C3)進行混合，製作含有手性化合物之向列型液晶組成物(CLC1)。手性化合物(C1)中，星號(*)表示手性碳原子。關於手性化合物(C2)及(C3)，連結2個萘環之α位之鍵為軸不對稱之軸。
實施偏光顯微鏡觀察，結果得知含有手性化合物之向列型液晶組成物(CLC1)表現出顯示立方秩序之藍相(藍相I(BPI)或藍相II(BPII))與藍相III(BPIII)，於61.3℃自手性向列相轉移至顯示立方秩序之藍相，顯示立方秩序之藍相於64.9℃轉移至BPIII，BPIII於69.6℃轉移至各向同性液體相。
<含聚合性化合物之液晶組成物之製作>
根據表3所記載之組成，將含有手性化合物之向列型液晶組成物(CLC1)、單官能之非液晶原性聚合性化合物(M1：丙烯酸十二烷基酯)、多官能之液晶原性聚合性化合物(M2)、自由基聚合起始劑(S1：苯偶醯二甲基縮酮)進行混合，製作含聚合性化合物之液晶組成物(MLC1)。
實施偏光顯微鏡觀察，結果得知含聚合性化合物之液晶組成物(MLC1)顯示出藍相III(BPIII)，於42.2~42.7℃手性向列相與BPIII共存，於42.7℃~51.8℃下顯示出並未與其他相共存之BPIII，於51.8℃~56.8℃ BPIII與各向同性液體相共存。
<液晶．高分子複合材料之製作>
將含聚合性化合物之液晶組成物(MLC1)夾持於2片玻璃板間(間隙=50μm)，於顯示出BPIII之溫度即45℃照射2J/cm2之照射量之紫外線LED(中心波長：365nm，照度：10mW/cm2)，製作液晶．高分子複合材料。所獲得之液晶．高分子複合材料於室溫顯示出BPIII。實施偏光顯微鏡觀察，結果得知該液晶．高分子複合材料於-25~63℃下顯示出未與其他相共存之BPIII。
<液晶光學元件之製作>
將含聚合性化合物之液晶組成物(MLC1)注入至具備IPS電極(電極寬度=5μm，電極間距離=5μm)之厚度4μm之單元內，於顯示出BPIII之溫度即45℃照射2J/cm2之照射量之紫外線LED(中心波長：365nm，照 度：10mW/cm2)，製作包含液晶．高分子複合材料之附有IPS電極之單元。將該單元設置於吸收軸所正交之2片直線偏光板之間。將各直線偏光板與單元配置成各自平行。對IPS電極所施加之電場係與直線偏光板之吸收軸形成45°之方向。該單元係於未在IPS電極間施加電壓之狀態下為暗狀態，但於IPS電極間施加交流電壓(64Vrms，100Hz)，結果施加有電壓之部分成為明亮狀態，確認出發揮作為液晶光學元件之功能。
[產業上之可利用性]
本發明之液晶．高分子複合材料可用作液晶光學元件用之液晶材料。

Claims (16)

  1. 一種液晶．高分子複合材料，其包含：含有至少2種非手性之液晶性化合物之向列型液晶組成物、至少1種手性化合物、及使至少1種聚合性化合物進行聚合而成之高分子，上述至少2種非手性之液晶性化合物中之其中一者係下述通式(I)所表示者， 通式(I)中，R11及R12分別獨立表示碳原子數1~16之烷基、碳原子數1~16之烷氧基、碳原子數2~16之烯基、或碳原子數2~16之烯氧基，R11或R12中之1個或相互不鄰接之2個以上之亞甲基可以氧原子或硫原子相互不直接鍵結之形式分別獨立地被取代為-O-、-S-、-CO-、-COO-或-OCO-，R11或R12中之1個或2個以上之氫原子可被取代為氟原子，A11、A12及A13分別獨立表示如下之基：(a)反式-1,4-伸環己基，存在於該基中之1個亞甲基或相互不鄰接之2個以上之亞甲基可分別獨立地被取代為氧原子或硫原子，存在於該基中之1個或2個以上之氫原子可分別獨立地經氰基、氟原子或氯原子取代；(b)1,4-伸苯基，存在於該基中之1個-CH=或相互不鄰接之2個以上之-CH=可被取代為氮原子，存在於該基中之1個或2個以上之氫原子可分別獨立地經氰基、氟原子或氯原子取代；或者(c)選自由1,4-環己烯基、1,4-雙環(2.2.2)伸辛基、萘-2,6-二基、十氫萘-2,6-二基、及1,2,3,4-四氫萘-2,6-二基所構成之群中之基，存在於該等基中之1個-CH=或相互不鄰接之2個以上之-CH=可被取代為氮原子，存在於該等基中之1個或2個以上之氫原子可分別獨立地經氰基、氟原子或氯原子取代； a11表示0、1或2，L11及L12分別獨立表示單鍵、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-CF2CF2-、-OCF2-、-CF2O-、-CH=N-N=CH-、-CH=CH-、-CF=CF-、-C≡C-、-N=N-、-CH=N-、-SCH2-、-CH2S-、-CSO-、-OCS-、-CF2S-、或-SCF2-，該式(1)中之-A11-L11-A12- -A12-L12-A13- -A13-L12-A13-所表示之構造中之任一個為具有 之化學構造者，且上述手性化合物為下述通式(IV-1)或(IV-2)所表示者， 通式(IV-1)或(IV-2)中，R71及R72分別獨立表示氫原子、鹵素原子、氰基、異氰酸酯基、異硫氰酸酯基、或碳原子數1~20之烷基；該烷基中之任意1個或2個以上之亞甲基可以氧原子及硫原子相互不直接鍵結之形式分別獨立地經-O-、-S-、-COO-、-OCO-、-CH=CH-、-CF=CF-、或-C≡C-取代，進而，該烷基中之任意1個或2個以上之氫原子亦可經鹵素原子取代；A71及A72分別獨立表示芳香族性或非芳香族性之三、六或八員環、或者 碳原子數9以上之縮合環；該等環結構中之任意1個或2個以上之氫原子可分別獨立地經鹵素原子、碳原子數1~3之烷基、或碳原子數1~3之鹵代烷基取代；又，該環結構中之任意1個或相互不鄰接之2個以上之亞甲基可分別獨立地經-O-、-S-、或-NH-取代，該環結構中之任意1個或相互不鄰接之2個以上之-CH=亦可經-N=取代；於m71為2以上而一分子中存在複數個A71之情形時，該等可彼此相同亦可不同；於m72為2以上而一分子中存在複數個A72之情形時，該等可彼此相同亦可不同；Z71及Z72分別獨立表示單鍵或碳原子數1~8之伸烷基；該伸烷基中之任意1個或2個以上之亞甲基可以氧原子及硫原子相互不直接鍵結之形式分別獨立地經-O-、-S-、-COO-、-OCO-、-CSO-、-OCS-、-N=N-、-CH=N-、-N=CH-、-N(O)=N-、-N=N(O)-、-CH=CH-、-CF=CF-、或-C≡C-取代；又，該伸烷基中之任意1個或2個以上之氫原子亦可經鹵素原子取代；於m71為2以上而一分子中存在複數個Z71之情形時，該等可彼此相同亦可不同；於m72為2以上而一分子中存在複數個Z72之情形時，該等可彼此相同亦可不同；X71及X72分別獨立表示單鍵、-COO-、-OCO-、-CH2O-、-OCH2-、-CF2O-、-OCF2-、或-CH2CH2-；通式(IV-2)中，R73表示氫原子、鹵素原子、或-X71-(A71-Z71)m71-R71；m71及m72分別獨立表示1~4之整數；其中，通式(IV-2)中，於R73為-X71-(A71-Z71)m71-R71之情形時，2個m71中之任一者可為0。
  2. 如申請專利範圍第1項之液晶．高分子複合材料，其顯示出藍相。
  3. 如申請專利範圍第2項之液晶．高分子複合材料，其中上述藍相為藍相III。
  4. 如申請專利範圍第3項之液晶．高分子複合材料，其於2℃以上之溫度帶顯示出未與藍相I、藍相II、或液體相中之任一相共存之藍相III。
  5. 如申請專利範圍第3項之液晶．高分子複合材料，其係於至少-20℃~ 60℃之溫度範圍內顯示出藍相III。
  6. 如申請專利範圍第1項之液晶．高分子複合材料，其包含至少2種手性化合物作為上述手性化合物，且至少其中之一係包含上述通式(IV-1)或(IV-2)所表示之化合物者。
  7. 如申請專利範圍第1項之液晶．高分子複合材料，其包含至少1種非液晶性聚合性化合物作為上述聚合性化合物。
  8. 如申請專利範圍第1項之液晶．高分子複合材料，其包含至少1種單官能性聚合性化合物與至少1種多官能性聚合性化合物作為上述聚合性化合物。
  9. 如申請專利範圍第1項之液晶．高分子複合材料，其中上述向列型液晶組成物於至少-10℃~50℃之溫度範圍顯示出向列型液晶相。
  10. 如申請專利範圍第1項之液晶．高分子複合材料，其中上述向列型液晶組成物之介電常數為正。
  11. 一種液晶．高分子複合材料之製造方法，其係藉由使下述含聚合性化合物之液晶組成物於該含聚合性化合物之液晶組成物顯示出藍相III之溫度範圍內開始聚合而使其硬化；上述含聚合性化合物之液晶組成物包含含有至少2種非手性之液晶性化合物之向列型液晶組成物、至少1種手性化合物、及至少1種聚合性化合物，且上述至少2種非手性之液晶性化合物中之其中一者係下述通式(I)所表示者， 通式(I)中，R11及R12分別獨立表示碳原子數1~16之烷基、碳原子數1~16之烷氧基、碳原子數2~16之烯基、或碳原子數2~16之烯氧基， R11或R12中之1個或相互不鄰接之2個以上之亞甲基可以氧原子或硫原子相互不直接鍵結之形式分別獨立地被取代為-O-、-S-、-CO-、-COO-或-OCO-，R11或R12中之1個或2個以上之氫原子可被取代為氟原子，A11、A12及A13分別獨立表示如下之基：(a)反式-1,4-伸環己基，存在於該基中之1個亞甲基或相互不鄰接之2個以上之亞甲基可分別獨立地被取代為氧原子或硫原子，存在於該基中之1個或2個以上之氫原子可分別獨立地經氰基、氟原子或氯原子取代；(b)1,4-伸苯基，存在於該基中之1個-CH=或相互不鄰接之2個以上之-CH=可被取代為氮原子，存在於該基中之1個或2個以上之氫原子可分別獨立地經氰基、氟原子或氯原子取代；或者(c)選自由1,4-環己烯基、1,4-雙環(2.2.2)伸辛基、萘-2,6-二基、十氫萘-2,6-二基、及1,2,3,4-四氫萘-2,6-二基所構成之群中之基，存在於該等基中之1個-CH=或相互不鄰接之2個以上之-CH=可被取代為氮原子，存在於該等基中之1個或2個以上之氫原子可分別獨立地經氰基、氟原子或氯原子取代；a11表示0、1或2，L11及L12分別獨立表示單鍵、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-、-CF2CF2-、-OCF2-、-CF2O-、-CH=N-N=CH-、-CH=CH-、-CF=CF-、-C≡C-、-N=N-、-CH=N-、-SCH2-、-CH2S-、-CSO-、-OCS-、-CF2S-、或-SCF2-，該式(1)中之-A11-L11-A12- -A12-L12-A13- -A13-L12-A13- 所表示之構造中之任一個為具有 之化學構造者，且上述手性化合物為下述通式(IV-1)或(IV-2)所表示者， 通式(IV-1)或(IV-2)中，R71及R72分別獨立表示氫原子、鹵素原子、氰基、異氰酸酯基、異硫氰酸酯基、或碳原子數1~20之烷基；該烷基中之任意1個或2個以上之亞甲基可以氧原子及硫原子相互不直接鍵結之形式分別獨立地經-O-、-S-、-COO-、-OCO-、-CH=CH-、-CF=CF-、或-C≡C-取代，進而，該烷基中之任意1個或2個以上之氫原子亦可經鹵素原子取代；A71及A72分別獨立表示芳香族性或非芳香族性之三、六或八員環、或者碳原子數9以上之縮合環；該等環結構中之任意1個或2個以上之氫原子可分別獨立地經鹵素原子、碳原子數1~3之烷基、或碳原子數1~3之鹵代烷基取代；又，該環結構中之任意1個或相互不鄰接之2個以上之亞甲基可分別獨立地經-O-、-S-、或-NH-取代，該環結構中之任意1個或相互不鄰接之2個以上之-CH=亦可經-N=取代；於m71為2以上而一分子中存在複數個A71之情形時，該等可彼此相同亦可不同；於m72為2以上而一分子中存在複數個A72之情形時，該等可彼此相同亦可不同；Z71及Z72分別獨立表示單鍵或碳原子數1~8之伸烷基；該伸烷基中之任意1個或2個以上之亞甲基可以氧原子及硫原子相互不直接鍵結之形式分別獨立地經-O-、-S-、-COO-、-OCO-、-CSO-、-OCS-、-N=N-、-CH=N-、 -N=CH-、-N(O)=N-、-N=N(O)-、-CH=CH-、-CF=CF-、或-C≡C-取代；又，該伸烷基中之任意1個或2個以上之氫原子亦可經鹵素原子取代；於m71為2以上而一分子中存在複數個Z71之情形時，該等可彼此相同亦可不同；同樣地，於m72為2以上而一分子中存在複數個Z72之情形時，該等可彼此相同亦可不同；X71及X72分別獨立表示單鍵、-COO-、-OCO-、-CH2O-、-OCH2-、-CF2O-、-OCF2-、或-CH2CH2-；通式(IV-2)中，R73表示氫原子、鹵素原子、或-X71-(A71-Z71)m71-R71；m71及m72分別獨立表示1~4之整數；其中，通式(IV-2)中，於R73為-X71-(A71-Z71)m71-R71之情形時，2個m71中之任一者可為0。
  12. 如申請專利範圍第11項之液晶．高分子複合材料之製造方法，其於所製造之液晶．高分子複合材料顯示出藍相III之溫度範圍內結束上述聚合。
  13. 如申請專利範圍第11項之液晶．高分子複合材料之製造方法，其中所製造之液晶．高分子複合材料顯示出藍相III之溫度範圍比上述含聚合性化合物之液晶組成物顯示出藍相III之溫度範圍寬廣。
  14. 如申請專利範圍第11項之液晶．高分子複合材料之製造方法，其中所製造之液晶．高分子複合材料於2℃以上之溫度帶顯示出未與藍相I、藍相II、或液體相中之任一相共存之藍相III。
  15. 如申請專利範圍第11項之液晶．高分子複合材料之製造方法，其中上述含聚合性化合物之液晶組成物包含至少2種手性化合物作為上述手性化合物，且至少其中之一係包含上述通式(IV-1)或(IV-2)所表示之化合物者。
  16. 一種液晶光學元件，其使用有申請專利範圍第1至10項中任一項之液晶．高分子複合材料。
TW102121889A 2012-06-25 2013-06-20 液晶．高分子複合材料 TWI593785B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012142378 2012-06-25

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201410851A TW201410851A (zh) 2014-03-16
TWI593785B true TWI593785B (zh) 2017-08-01

Family

ID=49783023

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW102121889A TWI593785B (zh) 2012-06-25 2013-06-20 液晶．高分子複合材料

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9410086B2 (zh)
JP (1) JP5594442B2 (zh)
TW (1) TWI593785B (zh)
WO (1) WO2014002865A1 (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7183541B2 (ja) * 2018-01-18 2022-12-06 Dic株式会社 液晶組成物及び液晶表示素子
JP7367306B2 (ja) * 2018-12-26 2023-10-24 Dic株式会社 液晶組成物、それを用いた液晶表示素子、及びその製造方法
CN111665653B (zh) * 2019-03-05 2022-05-20 中国科学院理化技术研究所 一种自支撑蓝相液晶膜及其制备方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102241988A (zh) * 2010-04-26 2011-11-16 默克专利股份有限公司 可聚合化合物及其在液晶介质和液晶显示器中的用途

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
CN101080480B (zh) 2004-12-17 2017-08-08 默克专利股份有限公司 液晶体系和液晶显示器
ATE410497T1 (de) 2005-02-14 2008-10-15 Merck Patent Gmbh Mesogene verbindungen, flüssigkristallines medium und flüssigkristallanzeigevorrichtung
JP5378696B2 (ja) 2007-03-29 2013-12-25 国立大学法人九州大学 高分子／液晶複合材料および液晶表示素子
JP5875032B2 (ja) * 2007-05-08 2016-03-02 国立大学法人九州大学 高分子／液晶複合材料および液晶素子
US7648647B2 (en) * 2007-05-08 2010-01-19 Kyushu University, National University Corporation Polymer/liquid crystal composite and liquid crystal element
JP5470757B2 (ja) 2007-08-29 2014-04-16 Ｊｎｃ株式会社 光学的に等方性の液晶媒体及び光素子
JP5487398B2 (ja) * 2007-08-31 2014-05-07 国立大学法人九州大学 液晶組成物および液晶素子
JP5544695B2 (ja) 2007-11-20 2014-07-09 Ｊｎｃ株式会社 光学的に等方性の液晶媒体及び光素子
JP5457048B2 (ja) 2009-02-25 2014-04-02 国立大学法人九州大学 高分子／液晶複合材料およびその製造方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102241988A (zh) * 2010-04-26 2011-11-16 默克专利股份有限公司 可聚合化合物及其在液晶介质和液晶显示器中的用途

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"高分子安定化ブルー相IIIの創製とその電気光学応答" ,芝山聖史等, 日本液晶學會討論會講演予稿集，日本，2010年8月27日，PB23 *

Also Published As

Publication number Publication date
WO2014002865A1 (ja) 2014-01-03
JP5594442B2 (ja) 2014-09-24
JPWO2014002865A1 (ja) 2016-05-30
US20150166893A1 (en) 2015-06-18
TW201410851A (zh) 2014-03-16
US9410086B2 (en) 2016-08-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI570221B (zh) Nematic liquid crystal composition
TWI477864B (zh) 液晶顯示元件
TW201202399A (en) Liquid crystal composition containing polymerizable compound and liquid crystal display element using the same
TW200938613A (en) Reactive mesogenic compounds and mixtures
TW200922921A (en) Fluorene derivatives
JP5470757B2 (ja) 光学的に等方性の液晶媒体及び光素子
JP5780431B2 (ja) ネマチック液晶組成物
TW201402791A (zh) 液晶組成物
CN107109235B (zh) 液晶介质和包含其的高频组件
JP2007269639A (ja) 重合性キラル化合物
CN111433323A (zh) 用于切换元件的液晶介质
TWI593785B (zh) 液晶．高分子複合材料
JP5040259B2 (ja) 側方α−置換アクリレート化合物およびその重合体
JP5783083B2 (ja) ネマチック液晶組成物
JP2014005380A (ja) 液晶組成物
JP5783084B2 (ja) ネマチック液晶組成物
JP2005281223A (ja) １，２−シクロヘキシレン環を有する光学活性化合物、液晶組成物、液晶表示素子、成形体
US10676669B2 (en) Compound having naphthalene ring, liquid crystal composition and liquid crystal display device
TW201510189A (zh) 二氟苯基液晶組成物
JP2009242564A (ja) 重合性液晶組成物
JP6399150B2 (ja) 混合物
JP4556097B2 (ja) 光学活性化合物、該化合物を含有する液晶組成物、該化合物の重合体、該重合体を含有する液晶表示素子
KR101632061B1 (ko) 중합성 액정 화합물, 이를 포함하는 액정 조성물 및 광학 필름
JP2013241519A (ja) ネマチック液晶組成物
JP6724957B2 (ja) 混合物

Legal Events

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