CN107002302A - 液晶内包复合纤维及复合纤维集合体 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于提供一种复合纤维，其是可用于可挠性液晶显示元件的形成的液晶内包复合纤维，且纤维内的液晶分子的排列的混乱少。本发明的复合纤维是将液晶组合物作为芯成分的鞘芯型的复合纤维，且是该液晶组合物含有卤素系液晶化合物的液晶内包复合纤维。

Description

液晶内包复合纤维及复合纤维集合体
技术领域
本发明涉及一种内包有液晶组合物的鞘芯型的复合纤维、及该复合纤维进行单轴排列而成的复合纤维集合体。
背景技术
液晶显示元件具有薄型、轻量、低消耗电力、低电力驱动等优点，因此广泛用作手表、计算器、移动电话、个人计算机、电视机等的显示媒体。
在一般的液晶显示元件中，需要控制液晶分子的取向的方法，一般使用形成取向膜的方法。例如，使用如下的方法等：通过实施了摩擦处理的取向膜，在相对于基板平行的方向上对液晶分子进行取向控制的方法；或者通过将烷基或含有氟的基等疏水结构导入至取向膜中，而在相对于基板垂直的方向上对液晶分子进行取向控制的方法。但是，在此种方法中，存在取向膜的形成步骤所需的制造成本增大的问题。
另外，近年来，将塑料膜等用作基板的可挠性液晶显示元件受到瞩目。此种可挠性液晶显示元件比之前的使用玻璃基板的液晶显示元件薄、且轻量，可揉成团来收纳而可用作便于携带的显示元件。但是，在形成取向膜时需要高温工艺，因此存在耐热性低的可挠性基板本身的使用受到限制的问题。
因此，要求一种不形成取向膜而控制液晶分子的取向的方法。
作为不形成取向膜而控制液晶分子的取向的方法，已知有将液晶材料或组合物封入至纤维中的方法。例如，已知有对将聚合物、液晶材料及溶媒混合而成的溶液进行静电纺丝所获得的液晶内包复合纤维(例如，参照专利文献1)，自双管喷嘴分别供给聚合物溶液与液晶材料来进行静电纺丝所获得的液晶内包复合纤维(例如，参照非专利文献1)等。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：美国专利第8,257,639号说明书
非专利文献
非专利文献1：伊娃恩茨与珍拉格瓦尔(Eva Enz and Jan Lagerwall)，“源自胶囊化胆固醇型液晶的呈现温度感应性彩虹色的电纺丝微纤维(Electrospun microfibreswith temperature sensitive iridescence from encapsulated cholesteric liquidcrystal)”，“材料化学杂志(Journal of Materials Chemistry)”，2010，第6866页-第6872页。
发明内容
发明所要解决的问题
但是，这些液晶内包复合纤维有时在纤维内产生液晶分子的排列的混乱，例如有不存在液晶分子的部位或液晶分子以块状存在的部位。此种液晶分子的排列混乱的复合纤维并不足以用作液晶显示元件的材料。
本发明的问题在于解决如上所述的问题，并提供一种复合纤维，其是可用于可挠性液晶显示元件的形成的液晶内包复合纤维，且纤维内的液晶分子的排列的混乱极少。
解决问题的技术手段
本发明者等人为了解决所述问题而反复努力研究的结果，发现通过制成将含有卤素系液晶化合物的液晶组合物作为芯成分的复合纤维，而可使纤维内的液晶分子的排列的混乱变得极少，从而完成了本发明。
本发明具有以下的构成。
[1]一种液晶内包复合纤维，其是将液晶组合物作为芯成分的鞘芯型的复合纤维，其特征在于：该液晶组合物含有卤素系液晶化合物。
[2]如所述[1]中记载的液晶内包复合纤维，其中复合纤维的平均外径为5μm以下。
[3]如所述[1]或[2]中记载的液晶内包复合纤维，其中在所述芯成分中，含有所述卤素系液晶化合物的所述液晶组合物连续地分布。
[4]如所述[1]至[3]中任一项记载的液晶内包复合纤维，其中含有所述卤素系液晶化合物的所述液晶组合物在相对于纤维轴平行的方向或垂直的方向上进行取向。
[5]如所述[1]至[4]中任一项记载的液晶内包复合纤维，其中复合纤维的外径的变动系数(变异系数(coefficient of variation，CV)值)为20％以下。
[6]一种复合纤维集合体，其是使如所述[1]至[5]中任一项记载的液晶内包复合纤维进行单轴排列而形成。
发明的效果
通过本发明的复合纤维，在液晶显示元件的形成中无需取向膜，因此可不经过复杂的工艺，而获得生产性优异的液晶显示元件。进而，因不需要取向膜形成工艺中的高温处理，故可获得使用塑料基板等的可挠性液晶显示元件。
附图说明
图1是液晶内包复合纤维的立体图。
图2是使用双管喷嘴的复合纤维制造装置的概略图。
图3是使用本发明的复合纤维集合体的液晶显示元件的立体图。
图4是实施例1中所获得的复合纤维的偏光显微镜照片。
图5是实施例1中所获得的复合纤维的扫描型电子显微镜照片。
图6是实施例2中所获得的复合纤维的扫描型电子显微镜照片。
具体实施方式
以下，根据本发明的实施形态来详细地说明。
本发明的液晶内包复合纤维(以下，也简称为“复合纤维”)是将液晶组合物作为芯成分的鞘芯型的复合纤维，其特征在于：液晶组合物含有卤素系液晶化合物。
<液晶组合物>
作为本发明中的复合纤维的芯成分的液晶组合物含有卤素系液晶化合物。通过使用含有卤素系液晶化合物的液晶组合物，可减少不存在液晶分子的部位或液晶分子以块状存在的部位，并可获得纤维内的液晶分子的排列的混乱极少的复合纤维。进而，含有卤素系液晶化合物的液晶组合物具有高电压保持率，因此也起到驱动电压的降低、省电力、对比度的提升、显示或颜色的均匀性的提升等效果。
本发明中所使用的液晶组合物优选为两种，其中一个为由向列相或螺旋节距长于10μm的手性向列相驱动的液晶组合物α，另一个为由螺旋节距短于1μm的胆固醇相驱动的液晶组合物β。首先，液晶组合物α的介电常数各向异性值为+2以上或-2以下，主要通过液晶组合物的介电常数各向异性来驱动。另一方面，液晶组合物β主要通过弯电效应(Flexoelectric Effect)来驱动。
首先对液晶组合物α进行说明。
作为液晶组合物α，可列举含有包含至少一种卤素的选自下述的式(1)～式(3)的群组中的卤素系液晶化合物的液晶组合物。
[化1]
式(1)中，R1为碳数1～12的烷基、碳数1～12的烷氧基、或碳数2～12的烯基；环A为1，4-亚环已基、1，4-亚苯基、2-氟-1，4-亚苯基、2，3-二氟-1，4-亚苯基、2，6-二氟-1，4-亚苯基、嘧啶-2，5-二基、1，3-二噁烷-2，5-二基、或四氢吡喃-2，5-二基；Z1为单键、亚乙基、羰氧基或二氟亚甲氧基；X1及X2分别独立地为氢或氟；Y1为氟、氯、至少一个氢经卤素取代的碳数1～12的烷基、至少一个氢经卤素取代的碳数1～12的烷氧基、或至少一个氢经卤素取代的碳数2至12的烯氧基；a为1、2、3或4。再者，当a为2以上时，存在多个的环A、Z1分别可相同，也可不同。
[化2]
式(2)中，R2及R3分别独立地为碳数1～12的烷基、碳数1～12的烷氧基、碳数2～12的烯基、至少一个氢经卤素取代的碳数1～12的烷基、或至少一个氢经卤素取代的碳数2～12的烯基；环B及环C分别独立地为1，4-亚环已基、1，4-亚苯基、2-氟-1，4-亚苯基、或2，5-二氟-1，4-亚苯基；其中，R2、R3、环B及环C的至少一者包含卤素；Z2为单键、亚乙基或羰氧基；b为1、2或3。再者，当b为2以上时，存在多个的环B、Z2分别可相同，也可不同。
[化3]
式(3)中，R4及R5分别独立地为碳数1～12的烷基、碳数1～12的烷氧基、碳数2～12的烯基、碳数2～12的烯氧基、或至少一个氢经卤素取代的碳数1～12的烷基；环D及环F分别独立地为1，4-亚环已基、1，4-亚环已烯基、1，4-亚苯基、至少一个氢经氟或氯取代的1，4-亚苯基、或四氢吡喃-2，5-二基；环E为2，3-二氟-1，4-亚苯基、2-氧-3-氟-1，4-亚苯基、2，3-二氟-5-甲基-1，4-亚苯基、3，4，5-三氟萘-2，6-二基、或7，8-二氟色烷-2，6-二基；Z3及Z4分别独立地为单键、亚乙基、羰氧基或亚甲氧基；c为1、2或3，d为0或1；c与d的和为3以下。再者，当c为2以上时，存在多个的环D、Z3分别可相同，也可不同。
作为由式(1)所表示的卤素系液晶化合物，例如可列举由式(1-1)至式(1-34)所表示的化合物。再者，式(1-1)至式(1-34)中，R1为碳数1～12的烷基、碳数1～12的烷氧基、或碳数2～12的烯基。
[化4]
[化5]
[化6]
[化7]
作为由式(2)所表示的卤素系液晶化合物，例如可列举由式(2-1)至式(2-13)所表示的化合物。式(2-1)至式(2-13)中，R2及R3分别独立地为碳数1～12的烷基、碳数1～12的烷氧基、碳数2～12的烯基、至少一个氢经卤素取代的碳数1～12的烷基、或至少一个氢经卤素取代的碳数2～12的烯基，式(2-1)～式(2-6)、式(2-10)及式(2-11)的R2及R3的至少一者为至少一个氢经卤素取代的碳数1～12的烷基、或至少一个氢经卤素取代的碳数2～12的烯基。
[化8]
作为由式(3)所表示的卤素系液晶化合物，例如可列举由式(3-1)至式(3-19)所表示的化合物。式(3-1)至式(3-19)中，R4及R5分别独立地为碳数1～12的烷基、碳数1～12的烷氧基、碳数2～12的烯基、碳数2～12的烯氧基、或至少一个氢经卤素取代的碳数1～12的烷基。
[化9]
[化10]
除选自由所述式(1)所表示的卤素系液晶化合物(以下，也称为化合物(1))、由所述式(2)所表示的卤素系液晶化合物(以下，也称为化合物(2))、及由所述式(3)所表示的卤素系液晶化合物(以下，也称为化合物(3))中的化合物以外，液晶组合物α也可进而含有其他液晶性化合物、添加物等。“其他液晶性化合物”是与化合物(1)、化合物(2)及化合物(3)不同的液晶性化合物。此种化合物是以进一步调整特性的目的混合至组合物中。添加物为光学活性化合物、抗氧化剂、紫外线吸收剂、色素、消泡剂、聚合性化合物、聚合引发剂、聚合抑制剂等。
继而，对作为成分化合物的化合物(1)～化合物(3)的主要的特性、及该化合物对液晶组合物的特性带来的主要的效果进行说明。基于本发明的效果将成分化合物的主要的特性汇总于下述表中。在表的记号中，L表示大或高，M表示中等的，S表示小或低。记号L、M、S是基于成分化合物之间的定性的比较的分类，0(零)表示值大致为零。
[表1]
化合物的特性
特性 化合物(1) 化合物(2) 化合物(3)
上限温度 S～L S～L S～M
粘度 M～L S～M M
光学各向异性 M～L M～L M～L
介电常数各向异性 S～L1) 0 M～L2)
比电阻 L L L
1)介电常数各向异性的值为正。2)介电常数各向异性的值为负，记号表示绝对值的大小。
当将作为成分化合物的化合物(1)～化合物(3)混合至液晶组合物中时，成分化合物对液晶组合物的特性带来的主要的效果如下所述。化合物(1)提高介电常数各向异性。化合物(2)降低粘度、或提高上限温度。化合物(3)提高短轴方向上的介电常数。
液晶组合物α中的成分化合物的优选的组合为化合物(1)、化合物(3)、化合物(1)+化合物(2)、化合物(2)+化合物(3)、化合物(1)+化合物(3)、或化合物(1)+化合物(2)+化合物(3)。进而优选的组合为化合物(1)+化合物(2)、化合物(2)+化合物(3)。
化合物(1)的介电常数各向异性为正，化合物(3)的介电常数各向异性为负。另一方面，化合物(2)的介电常数各向异性大致为零，用于调整介电常数各向异性以外的特性。为了以低电压驱动液晶显示元件，期望确保介电常数各向异性的绝对值，因此期望化合物(1)+化合物(2)或化合物(2)+化合物(3)的组合。化合物(1)+化合物(2)的组合物的介电常数各向异性变成正，化合物(2)+化合物(3)的组合物的介电常数各向异性变成负。
液晶化合物α中，为了提高介电常数各向异性，化合物(1)的优选的比例为约10重量％以上，为了降低下限温度、或为了降低粘度，化合物(1)的优选的比例为约90重量％以下。进而优选的比例为约15重量％至约75重量％的范围。特优选的比例为约20重量％至约65重量％的范围。
液晶化合物α中，为了提高上限温度、或为了降低粘度，化合物(2)的优选的比例为约10重量％以上，为了提高介电常数各向异性，化合物(2)的优选的比例为约90重量％以下。进而优选的比例为约20重量％至约85重量％的范围。特优选的比例为约30重量％至约80重量％的范围。
液晶化合物α中，为了提高介电常数各向异性，化合物(3)的优选的比例为约3重量％以上，为了降低下限温度，化合物(3)的优选的比例为约30重量％以下。进而优选的比例为约3重量％至约25重量％的范围。特优选的比例为约5重量％至约20重量％的范围。
继而，对成分化合物的优选的形态进行说明。
式(1)至式(3)中，R1～R5、环A～环F、Z1～Z4、X1～X2、Y1及a～d如下所述。
R1为碳数1～12的烷基、碳数1～12的烷氧基、或碳数2～12的烯基。为了提高对于紫外线或热的稳定性，优选的R1为碳数1～12的烷基。R2及R3分别独立地为碳数1～12的烷基、碳数1～12的烷氧基、碳数2～12的烯基、至少一个氢经卤素取代的碳数1～12的烷基、或至少一个氢经卤素取代的碳数2～12的烯基。为了降低粘度，优选的R2及R3为碳数2～12的烯基，为了提高稳定性，优选的R2及R3为碳数1～12的烷基。R4及R5分别独立地为碳数1～12的烷基、碳数1～12的烷氧基、碳数2～12的烯基、碳数2～12的烯氧基、或至少一个氢经卤素取代的碳数1～12的烷基。为了提高稳定性，优选的R4及R5为碳数1～12的烷基，为了提高介电常数各向异性，优选的R4及R5为碳数1～12的烷氧基。优选的卤素为氟或氯，进而优选的卤素为氟。
优选的烷基为甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基或辛基。为了降低粘度，进而优选的烷基为乙基、丙基、丁基、戊基或庚基。
至少一个氢经卤素取代的烷基的优选例为氟甲基、2-氟乙基、3-氟丙基、4-氟丁基、5-氟戊基、6-氟己基、7-氟庚基、或8-氟辛基。为了降低阈电压，进而优选的烷基为2-氟乙基、3-氟丙基、4-氟丁基或5-氟戊基。
优选的烷氧基为甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基或庚氧基。为了降低粘度，进而优选的烷氧基为甲氧基或乙氧基。
优选的烯基为乙烯基、1-丙烯基、2-丙烯基、1-丁烯基、2-丁烯基、3-丁烯基、1-戊烯基、2-戊烯基、3-戊烯基、4-戊烯基、1-己烯基、2-己烯基、3-己烯基、4-己烯基或5-己烯基。为了降低粘度，进而优选的烯基为乙烯基、1-丙烯基、3-丁烯基或3-戊烯基。这些烯基中的-CH＝CH-的优选的立体构型依存于双键的位置。就为了降低粘度等而言，在如1-丙烯基、1-丁烯基、1-戊烯基、1-己烯基、3-戊烯基、3-己烯基般的烯基中，优选为反式。在如2-丁烯基、2-戊烯基、2-己烯基般的烯基中，优选为顺式。这些烯基中，直链的烯基优于分支的烯基。
优选的烯氧基为乙烯氧基、烯丙氧基、3-丁烯氧基、3-戊烯氧基或4-戊烯氧基。为了降低粘度，进而优选的烯氧基为烯丙氧基或3-丁烯氧基。
至少一个氢经卤素取代的烯基的优选例为2，2-二氟乙烯基、3，3-二氟-2-丙烯基、4，4-二氟-3-丁烯基、5，5-二氟-4-戊烯基或6，6-二氟-5-己烯基。为了降低粘度，进而优选例为2，2-二氟乙烯基或4，4-二氟-3-丁烯基。
环A为1，4-亚环己基、1，4-亚苯基、2-氟-1，4-亚苯基、2，3-二氟-1，4-亚苯基、2，6-二氟-1，4-亚苯基、嘧啶-2，5-二基、1，3-二噁烷-2，5-二基、或四氢吡喃-2，5-二基。为了提高光学各向异性，优选的环A为1，4-亚苯基或2-氟-1，4-亚苯基。环B及环C分别独立地为1，4-亚环己基、1，4-亚苯基、2-氟-1，4-亚苯基、或2，5-二氟-1，4-亚苯基。为了降低粘度，优选的环B或环C为1，4-亚环己基，或者为了提高光学各向异性，优选的环B或环C为1，4-亚苯基。环D及环F分别独立地为1，4-亚环己基、1，4-亚环己烯基、1，4-亚苯基、至少一个氢经氟或氯取代的1，4-亚苯基、或四氢吡喃-2，5-二基。为了降低粘度，优选的环D或环F为1，4-亚环己基，为了提高介电常数各向异性，优选的环D或环F为四氢吡喃-2，5-二基，为了提高光学各向异性，优选的环D或环F为1，4-亚苯基。环E为2，3-二氟-1，4-亚苯基、2-氯-3-氟-1，4-亚苯基、2，3-二氟-5-甲基-1，4-亚苯基、3，4，5-三氟萘-2，6-二基、或7，8-二氟色烷-2，6-二基。为了提高介电常数各向异性，优选的环E为2，3-二氟-1，4-亚苯基。关于与1，4-亚环己基相关的立体构型，为了提高上限温度，反式优于顺式。四氢吡喃-2，5-二基为
[化11]
优选为
Z1为单键、亚乙基、羰氧基或二氟亚甲氧基。为了降低粘度，优选的Z1为单键，为了提高介电常数各向异性，优选的Z1为二氟亚甲氧基。Z2为单键、亚乙基或羰氧基。为了降低粘度，优选的Z2为单键。Z3及Z4分别独立地为单键、亚乙基、羰氧基或亚甲氧基。为了降低粘度，优选的Z3或Z4为单键，为了提高介电常数各向异性，优选的Z3或Z4为亚甲氧基。
X1及X2分别独立地为氢或氟。为了提高介电常数各向异性，优选的X1及X2为氟。
Y1为氟、氯、至少一个氢经卤素取代的碳数1～12的烷基、至少一个氢经卤素取代的碳数1～12的烷氧基、或至少一个氢经卤素取代的碳数2～12的烯氧基。为了降低下限温度，优选的Y1为氟。
至少一个氢经卤素取代的烷基的优选例为三氟甲基。至少一个氢经卤素取代的烷氧基的优选例为三氟甲氧基。至少一个氢经卤素取代的烯氧基的优选例为三氟乙烯氧基。
a为1、2、3或4。为了降低下限温度，优选的a为2，为了提高介电常数各向异性，优选的a为3。b为1、2或3。为了降低粘度，优选的b为1，为了提高上限温度，优选的b为2或3。c为1、2或3，d为0或1，c与d的和为3以下。为了降低粘度，优选的c为1，为了提高上限温度，优选的c为2或3。为了降低粘度，优选的d为0，为了降低下限温度，优选的d为1。
再者，式(1)～式(3)中，当a～c为2以上时，存在多个的环A、环B、环D、Z1～Z3分别可相同，也可不同。
化合物(1)是介电常数各向异性为正且大的化合物。优选的化合物(1)为所述化合物(1-1)至化合物(1-34)。这些化合物中，优选为化合物(1)的至少一个为化合物(1-4)、化合物(1-12)、化合物(1-14)、化合物(1-15)、化合物(1-17)、化合物(1-18)、化合物(1-23)、化合物(1-27)、化合物(1-28)或化合物(1-29)。优选为化合物(1)的至少两个为化合物(1-12)及化合物(1-15)、化合物(1-14)及化合物(1-27)、化合物(1-18)及化合物(1-24)、化合物(1-18)及化合物(1-28)、化合物(1-24)及化合物(1-28)、或化合物(1-28)及化合物(1-29)的组合。
化合物(2)是介电常数各向异性小的化合物。优选的化合物(2)为所述化合物(2-1)至化合物(2-13)。这些化合物中，优选为化合物(2)的至少一个为化合物(2-1)、化合物(2-3)、化合物(2-5)、化合物(2-6)或化合物(2-7)。优选为化合物(2)的至少两个为化合物(2-1)及化合物(2-3)、或化合物(2-1)及化合物(2-5)的组合。
化合物(3)是介电常数各向异性为负且大的化合物。优选的化合物(3)为所述化合物(3-1)至化合物(3-19)。这些化合物中，优选为化合物(3)的至少一个为化合物(3-1)、化合物(3-3)、化合物(3-4)、化合物(3-6)、化合物(3-8)或化合物(3-13)。优选为化合物(3)的至少两个为化合物(3-1)及化合物(3-6)、化合物(3-1)及化合物(3-13)、化合物(3-3)及化合物(3-6)、化合物(3-3)及化合物(3-13)、化合物(3-4)及化合物(3-6)、或化合物(3-4)及化合物(3-8)的组合。
如上所述，可添加至液晶组合物α中的添加物为光学活性化合物、抗氧化剂、紫外线吸收剂、色素、消泡剂、聚合性化合物、聚合引发剂、聚合抑制剂等。为了诱发液晶的螺旋结构来赋予扭转角，而将光学活性化合物添加至液晶组合物α中。此种光学活性化合物的例子为下述所示的化合物(4-1)至化合物(4-5)。式中，*表示不对称碳。
[化12]
光学活性化合物的优选的比例为约5重量％以下。进而优选的比例为约0.01重量％至约2重量％的范围。
为了在长时间使用元件后，不仅在室温下维持大的电压保持率，而且在接近上限温度的温度下也维持大的电压保持率，而将抗氧化剂添加至液晶组合物α中。抗氧化剂的优选例为下述所示的化合物(5)等。式中，z为1至9的整数。
[化13]
化合物(5)中，优选的z为1、3、5、7或9。进而优选的z为7。z为7的化合物(5)因挥发性小，故对于在长时间使用元件后，不仅在室温下有效维持大的电压保持率，而且在接近上限温度的温度下也有效维持大的电压保持率。为了获得该效果，抗氧化剂的优选的比例为约50ppm以上，为了不降低上限温度、或为了不提高下限温度，抗氧化剂的优选的比例为约600ppm以下。进而优选的比例为约100ppm至约300ppm的范围。
紫外线吸收剂的优选例为二苯甲酮衍生物、苯甲酸酯衍生物、三唑衍生物等。另外，如具有位阻的胺的光稳定剂也优选。为了获得该效果，这些吸收剂或稳定剂的优选的比例为约50ppm以上，为了不降低上限温度、或为了不提高下限温度，这些吸收剂或稳定剂的优选的比例为约10000ppm以下。进而优选的比例为约100ppm至约10000ppm的范围。
为了适合宾主(guesthost，GH)模式的元件，而将如偶氮系色素、蒽醌系色素等的二色性色素(dichroic dye)添加至液晶组合物α中。在液晶组合物α中，色素的优选的比例为约0.01重量％至约10重量％的范围。为了防止起泡，而将二甲基硅油、甲基苯基硅油等消泡剂添加至组合物中。为了获得该效果，消泡剂的优选的比例为约1ppm以上，为了防止显示不良，消泡剂的优选的比例为约1000ppm以下。进而优选的比例为约1ppm至约500ppm的范围。
作为成分化合物的化合物(1)～化合物(3)可通过已知的方法来合成。例如，化合物(1-2)及化合物(1-8)可通过日本专利特开平2-233626号公报中所记载的方法来合成。化合物(2-1)可通过日本专利特开昭59-176221号公报中所记载的方法来合成。化合物(3-1)及化合物(3-6)可通过日本专利特表平2-503441号公报中所登载的方法来合成。式(5)的z为1的化合物可自奥德里奇(西格玛奥德里奇公司(Sigma-Aldrich Corporation))获得。式(5)的z为7的化合物等可通过美国专利第3660505号说明书中所记载的方法来合成。
未记载合成方法的化合物可通过“有机合成”(Organic Syntheses，约翰威立父子股份有限公司(John Wiley&Sons，Inc))、“有机反应”(Organic Reactions，约翰威立父子股份有限公司(John Wiley&Sons，Inc))、“有机合成大全”(Comprehensive OrganicSynthesis，培格曼出版社(Pergamon Press))、“新实验化学讲座”(丸善出版)等成书中所记载的方法来合成。液晶组合物通过公知的方法而自以所述方式获得的化合物来制备。例如，将成分化合物混合，然后通过加热来使彼此溶解。
该液晶组合物α主要具有约-10℃以下的下限温度、约70℃以上的上限温度，且具有约0.07至约0.20的范围的光学各向异性。含有该液晶组合物α的元件具有大的电压保持率。该液晶组合物α适合于有源矩阵(active matrix，AM)元件。该液晶组合物α特别适合于穿透式的AM元件。通过控制成分化合物的比例、或通过混合其他液晶性化合物，而可制备具有约0.08至约0.25的范围的光学各向异性的组合物，进而可制备具有约0.10至约0.30的范围的光学各向异性的组合物。该组合物可用作具有向列相的组合物，且通过添加光学活性化合物而可用作光学活性的组合物。
继而，对液晶组合物β进行说明。
本申请的液晶组合物β的螺旋节距为1μm以下，优选为未满500nm，更优选为未满400nm，最优选为300nm以下。
液晶组合物β的螺旋轴优选为与纤维的方向平行，在此情况下，优选为通过与螺旋轴垂直的方向的电场来驱动。
液晶组合物β也可为包含手性的化合物的组合物，但优选为包含非手性成分T与手性剂。
作为非手性成分T，优选为两个液晶原(mesogen)通过间隔基(spacer)而连结，该间隔基包含一种以上的在基中具有原子数为3以上且为奇数个的原子的双液晶原性化合物。
非手性成分T优选为含有由下述式(6)所表示的双液晶原性化合物。
[化14]
R6-MG6-X6-Sp-X6-MG6-R6 (6)
式(6)中，R6分别相互独立地为氰基(CN)，氟，氯，或基中的任意的-CH2-可经氧、硫、-COO-、-OCO-取代的碳数1～10的烷基，但是，氧不邻接，该烷基可通过卤素来取代基的任意的氢。
MG6分别独立地表示液晶原，Sp为碳数5～40的亚烷基，X6分别相互独立地为-CO-O-、-O-CO-、-CH2-O-、-O-CH2-、-CF2-O-、-O-CF2-、-CH2-CH2-、-C≡C-、-CH(CH3)-N＝CH-或单键，优选为单键。
式(6)中，R6、MG6、X6可相同，也可不同。
手性剂
本发明的液晶组合物β可含有的手性剂为光学活性化合物。
作为本发明的液晶组合物β中所使用的手性剂，优选为扭转力(螺旋扭转力(Helical Twisting Power，HTP))大的化合物。扭转力大的化合物可减少为了获得所期望的节距而所需的添加量，因此可抑制驱动电压的上升，在实用上有利。具体而言，优选为由化合物(K1)～化合物(K7)所表示的化合物。再者，化合物(K4)～化合物(K7)的联萘基、八氢萘基为光学活性部位，且手性剂的手性不限。
[化15]
(所述式中，RK分别独立地为氢、卤素、-C≡N、-N＝C＝O、-N＝C＝S或碳数1～20的烷基，该烷基中的至少一个-CH2-可经-O-、-S-、-COO-或-OCO-取代，该烷基中的至少一个-CH2-CH2-可经-CH＝CH-、-CF＝CF-或-C≡C-取代，该烷基中的至少一个氢可经氟或氯取代；
AK分别独立地为芳香族性的6员环～8员环、非芳香族性的3员环～8员环、或碳数9以上的缩合环，这些环的至少一个氢可经卤素、碳数1～3的烷基或卤烷基取代，环的-CH2-可经-O-、-S-或-NH-取代，-CH＝可经-N＝取代；
YK分别独立地为氢、卤素、碳数1～3的烷基、碳数1～3的卤烷基、芳香族性的6员环～8员环、非芳香族性的3员环～8员环、或碳数9以上的缩合环，这些环的至少一个氢可经卤素、碳数1～3的烷基或卤烷基取代，该烷基中的-CH2-可经-O-、-S-或-NH-取代，-CH＝可经-N＝取代；
ZK分别独立地为单键、碳数1～8的亚烷基，该亚烷基中的至少一个-CH2-可经-O-、-S-、-COO-、-OCO-、-CSO-、-OCS-、-N＝N-、-CH＝N-或-N＝CH-取代，该亚烷基中的至少一个-CH2-CH2-可经-CH＝CH-、-CF＝CF-或-C≡C-取代，该亚烷基中的至少一个氢可经卤素取代；
XK分别独立地为单键、-COO-、-OCO-、-CH2O-、-OCH2-、-CF2O-、-OCF2-、或-CH2CH2-；
mK分别独立地为1～4的整数)
这些化合物中，作为添加至液晶组合物中的手性剂，优选为化合物(K4-1)～化合物(K4-6)、化合物(K5-1)～化合物(K5-3)、化合物(K6-1)～化合物(K6-6)、及化合物(K7-1)～化合物(K7-2)，进而优选为化合物(K4-5)、化合物(K5-1)～化合物(K5-3)、化合物(K6-5)～化合物(K6-6)、及化合物(K7-1)～化合物(K7-2)。
[化16]
[化17]
[化18]
[化19]
(式中，RK独立为碳数3～10的烷基或碳数3～10的烷氧基，烷基中或烷氧基中的至少一个以上的-CH2-CH2-可经-CH＝CH-取代)
作为液晶组合物β中所含有的手性剂，可使用一种化合物，也可使用多种化合物。
为了使液晶组合物β变成所期望的螺旋节距，相对于本发明的液晶组合物β的总重量，优选为含有1重量％～40重量％的手性剂，进而优选为含有1重量％～10重量％的手性剂，特优选为含有2重量％～8重量％的手性剂。
作为可添加至液晶组合物β中的添加物，可例示在所述液晶组合物α一项中所提及的添加物。
<复合纤维>
图1是本发明的液晶内包复合纤维10(以下，有时也称为“复合纤维10”)的立体图。
本发明中的液晶内包复合纤维10是将含有卤素系液晶化合物2b的液晶组合物2a作为芯成分2的鞘芯型的复合纤维。虽然无特别限定，但优选为在芯成分2中，卤素系液晶化合物连续地分布。此处，所谓连续地分布的状态，表示液晶组合物2a遍及芯成分2的整个区域不间断地配置，且是指液晶组合物2a在芯成分2的区域中间断的部分的长度的和未满复合纤维10的整体长度的1％。若液晶组合物2a不连续，则在该部分中，卤素系液晶化合物2b也在芯成分2中变得不连续，而产生不因施加电压而驱动的部分，但若液晶组合物2a不间断地连续地分布，则不会产生不驱动的部分，可消除显示不均，并增大驱动面积。
本发明中的复合纤维10中的含有卤素系液晶化合物2b的液晶组合物2a的取向方向并无特别限定，但优选为相对于纤维轴平行或垂直。若为此种取向方向，则漏光少，可适宜地用作高对比度的液晶显示元件。另外，其取向度例如可在使偏光板直行(正交偏光(cross nicol))的状态下的偏光显微镜观察中，通过使复合纤维10旋转时的透光量的变化而获知。
当液晶组合物2a为具有螺旋结构的胆固醇液晶或手性向列液晶时，其螺旋结构可为螺旋轴与纤维轴平行，也可为螺旋轴与纤维轴垂直。当螺旋结构采用与纤维轴平行的螺旋轴时，例如可适宜地用作超高速响应的液晶显示元件。另外，当采用与纤维轴垂直的螺旋轴时，例如可适宜地用作波长选择反射元件等。
本发明中的复合纤维10的鞘成分4的鞘成分形成材料4a并无特别限定，但优选为纤维形成性材料。作为纤维形成材料，例如可列举：聚乙烯醇、聚乙二醇、聚环氧乙烷、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚乳酸、聚酰胺、聚氨基甲酸酯、聚苯乙烯、聚砜、聚醚砜、聚偏二氟乙烯、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙醇酸、聚己内酯、聚乙酸乙烯酯、聚碳酸酯、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、纤维素、纤维素衍生物、甲壳质(chitin)、葡糖胺聚糖(chitosan)、胶原蛋白(collagen)、明胶及这些的共聚物等高分子材料，氧化铝、二氧化硅、二氧化钛、氧化锆、氢氧磷灰石等无机材料等。这些纤维形成材料可使用一种，也可将两种以上混合使用。混合使用时的混合率并无特别限定，可鉴于所获得的纤维的物性而适宜设定。若鞘成分4的鞘成分形成材料4a为具有透明性的非结晶性高分子，则可提高透光量，因此可适宜地用作液晶显示元件或波长选择反射元件等，故优选。作为此种非结晶性高分子，可例示：聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯吡咯烷酮、聚碳酸酯、聚苯乙烯、明胶等。
本发明的鞘成分4的鞘成分形成材料4a若为具有与液晶组合物2a的折射率接近的折射率的成分，则可减小界面上的光散射，故优选。作为此种鞘成分4的鞘成分形成材料4a，可例示：聚乙烯吡咯烷酮、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、明胶等。
本发明的复合纤维10的外径d并无特别限定，但平均外径优选为5μm以下，进而优选为3μm以下，特优选为1μm以下。若平均外径为5μm以下，则可提高纤维中的液晶组合物2a的取向度，若为3μm以下，则可进一步提高取向度，若为1μm以下，则可极其高度地进行取向。另外，就抑制纤维中的液晶组合物的漏出的观点而言，平均外径优选为50nm以上，优选为100nm以上。
当复合纤维10的剖面形状为椭圆形时，并无特别限定，但外径的长轴的长度优选为7μm以下，短轴的长度优选为3μm以下。作为复合纤维10的剖面面积，并无特别限定，但优选为20平方微米以下，更优选为8平方微米以下，特优选为1平方微米以下。
本发明的复合纤维10的外径的偏差并无特别限定，但外径的变动系数(CV值)优选为20％以下，进而优选为15％以下，特优选为10％以下。若外径的CV值为20％以下，则一根一根纤维的透光量或光反射量变得均匀，故优选。此处，所谓外径的CV值，是指各纤维的外径的标准偏差除以其平均外径后以百分率表示的值。
本发明中的复合纤维10的内径L(即，芯成分的外径)并无特别限定，但平均内径优选为4μm以下，更优选为2.5μm以下，进而优选为0.8μm以下。若平均外径为4μm以下，则可使纤维中的卤素系液晶化合物2b的取向变得均匀，若为2.5μm以下，则可更均匀地进行取向，若为0.8μm以下，则可进一步均匀地进行取向。另外，就确保驱动面积的观点而言，平均内径优选为10nm以上，更优选为50nm以上。
作为测定复合纤维10的内径L的方法，可列举：根据由偏光显微镜或透射式电子显微镜所拍摄的图像来测定内径的方法，或将复合纤维10在相对于纤维轴垂直的方向上切断，并根据利用扫描型电子显微镜拍摄其剖面所得的图像来测定内径的方法等。
本发明中的鞘成分4的厚度并无特别限定，但优选为0.1μm～1μm的范围，更优选为0.2μm～0.5μm的范围。若鞘成分4的厚度为0.1μm以上，则所内包的液晶组合物2a不易漏出至纤维外，若为0.2μm以上，则可充分防止液晶的漏出。另外，若鞘成分4的厚度为1μm以下，则可减少光散射，若为0.5μm以下，则可充分抑制光散射。此处，鞘成分4的厚度可通过复合纤维10的外径d与内径L的和除以2来求出。
作为本发明的复合纤维10的剖面形状，并无特别限定，可列举：圆形、椭圆形、扁平形、半圆形等。复合纤维10的剖面形状可鉴于所获得的纤维的物性或液晶成分的取向性而适宜设定。
<复合纤维的制造方法>
本发明的复合纤维10的制造方法可例示熔融纺丝法、干式纺丝法、湿式纺丝法、纺粘(spunbond)法、熔喷(meltblown)法、闪蒸(flash)纺丝法、静电纺丝法、受力纺丝(forcespinning)法等，就可获得均匀且极细的纤维的观点而言，优选为静电纺丝法。以下对静电纺丝法进行说明，但并不限定于此。
所谓静电纺丝法，是指如下的方法：使纺丝液喷出，并且使电场发挥作用，将所喷出的纺丝液加以纤维化，而在收集器上获得纤维。例如可列举：自喷嘴中挤出纺丝液，并且使电场发挥作用来进行纺丝的方法；使纺丝液起泡，并且使电场发挥作用来进行纺丝的方法；将纺丝液引导至圆筒状电极的表面，并且使电场发挥作用来进行纺丝的方法等。根据该方法，可获得直径为10nm～10μm的均匀的纤维。
本发明中的复合纤维10的制造方法可列举自双管喷嘴分别喷出鞘溶液与液晶材料来进行静电纺丝的方法，对混合有聚合物、液晶材料及溶媒的纺丝液进行静电纺丝，并且进行相分离的方法，但就液晶组合物的驱动容易性而言，优选为自双管喷嘴分别喷出鞘溶液与液晶组合物来进行静电纺丝的方法。通过对混合有聚合物、液晶组合物及溶媒的纺丝液进行静电纺丝，并且进行相分离的方法所制作的液晶内包复合纤维包含聚合物成分与液晶材料混合的状态，因此液晶的取向混乱，无法获得作为液晶显示元件良好的特性。
作为鞘溶液，只要是具有拉丝性者，则并无特别限定，可使用使纤维形成材料(鞘成分形成材料4a)溶解于溶媒中而成者、或者通过热或激光照射来使纤维形成材料熔融而成者等。作为本发明中所使用的鞘溶液，就可容易地控制复合纤维10的直径的细度或均匀性、液晶组合物2a的连续性或取向性的观点而言，优选为使用使纤维形成材料溶解于溶媒中而成者。
作为纤维形成材料，例如可列举：聚乙烯醇、聚乙二醇、聚环氧乙烷、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚乳酸、聚酰胺、聚氨基甲酸酯、聚苯乙烯、聚砜、聚醚砜、聚偏二氟乙烯、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙醇酸、聚己内酯、聚乙酸乙烯酯、聚碳酸酯、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、纤维素、纤维素衍生物、甲壳质、葡糖胺聚糖、胶原蛋白、及这些的共聚物等高分子材料，氧化铝、二氧化硅、二氧化钛、氧化锆、氢氧磷灰石等无机材料等。这些纤维形成材料可使用一种，也可将两种以上混合使用。混合使用时的混合率并无特别限定，可鉴于所获得的纤维的物性而适宜设定。在本发明的复合纤维10中，若鞘成分4的鞘成分形成材料4a为非结晶性高分子，则可适宜地用作光学元件，故优选。作为此种非结晶性高分子，可例示：聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯吡咯烷酮、聚碳酸酯、聚苯乙烯等。
作为使纤维形成材料溶解的溶媒，例如可列举：水、甲醇、乙醇、丙醇、丙酮、N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、N-甲基-2-吡咯烷酮、甲苯、二甲苯、吡啶、甲酸、乙酸、四氢呋喃、二氯甲烷、氯仿、二氯苯、1，1，1，3，3，3-六氟异丙醇、及这些的混合物等。通过使用这些的混合物，可容易地控制液晶组合物2a的连续性或取向性、复合纤维10的直径等，故优选。作为混合物的组成，并无特别限定，但优选为极性溶媒与非极性溶媒的混合物。作为极性溶媒，例如可例示水、甲醇、乙醇、丙醇、丙酮、N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、N-甲基-2-吡咯烷酮等，作为非极性溶媒，可例示甲苯、二甲苯、四氢呋喃、氯仿、二氯甲烷、二氯苯等。另外，混合比并无特别限定，例如当混合两种溶媒时，以重量比计可例示5∶95～95∶5的范围。
为了提升静电纺丝的稳定性或纤维形成性，在鞘溶液中可进一步含有添加剂。添加剂例如可列举：十二烷基硫酸钠等阴离子性表面活性剂、溴化四丁基铵等阳离子表面活性剂、聚氧乙烯山梨糖醇酐单月桂酸酯等非离子性表面活性剂、氯化钠等无机盐等。相对于纤维形成材料，添加剂的浓度优选为0.1重量％～5重量％的范围，更优选为0.2重量％～2重量％。若为0.1重量％以上，则可获得与使用相称的效果，若为5重量％以下，则对液晶驱动带来的影响变小，故优选。
只要是不显着损害本发明的效果的范围，则也可含有所述以外的成分作为鞘溶液的成分。
鞘溶液的制备方法并无特别限定，可列举搅拌或超声波处理等方法。另外，混合的顺序也无特别限定，可同时混合，也可依次混合。只要纤维形成材料均匀地溶解于溶媒中，则通过搅拌来制备鞘溶液时的搅拌时间并无特别限定，例如可搅拌1小时～24小时左右。
为了通过静电纺丝来获得纤维，优选为将鞘溶液的粘度调整至10mPa·s～5,000mPa·s的范围，更优选为调整至50mPa·s～2,000mPa·s的范围。若粘度为10mPa·s以上，则可获得用以形成纤维的拉丝性，若为5,000mPa·s以下，则容易使鞘溶液喷出。若粘度为50cPmPa·s～2,000cPmPa·s的范围，则可在宽广的纺丝条件范围内获得良好的拉丝性，故优选。液晶组合物2a与鞘溶液的粘度比(液晶组合物的粘度÷鞘溶液的粘度)并无特别限定，但优选为0.02～2.00的范围，更优选为0.05～0.5的范围。若粘度比为0.02以上，则液晶组合物2a与鞘溶液的界面的稳定性优异，因此容易获得液晶的连续性或取向性优异的复合纤维10，故优选，若为2.00以下，则可充分满足鞘溶液的拉丝性，并且可将液晶组合物2a的粘度抑制得低，因此可满足作为液晶显示元件良好的特性。鞘溶液的粘度可通过适宜变更纤维形成性材料的分子量、浓度或溶媒的种类或混合率来调整。
在通过静电纺丝所获得的复合纤维10中，为了获得液晶组合物2a的连续性或取向性优异的纤维，优选为将鞘溶液的导电率调整至0.1mS/m～10.0mS/m的范围，更优选为调整至0.5mS/m～2.0mS/m的范围。若鞘溶液的导电率为0.1mS/m以上，则通过电场来抽出的速度变快，因此容易获得液晶组合物2a的连续性或取向性优异的复合纤维10，并且可使复合纤维10的直径变细。若溶液的导电率为10.0mS/m以下，则可降低纺丝中的电场干涉，且可稳定地获得均匀的纤维。鞘溶液的导电率可通过适宜变更溶媒的种类或混合率、添加剂的种类或浓度来调整。
关于纺丝液的温度，也可在常温下进行纺丝，也可进行加热·冷却来进行纺丝。作为使纺丝液喷出的方法，例如可列举：利用泵来使填充至注射器中的纺丝液自喷嘴中喷出的方法等。作为喷嘴的内径，并无特别限定，但优选为0.1mm～1.5mm的范围。另外，当使用双管喷嘴时，芯侧的喷嘴的内径优选为0.1mm～0.5mm的范围，更优选为0.1mm～0.3mm。鞘侧的喷嘴的内径优选为0.2mm～1.5mm的范围，更优选为0.2mm～0.8mm的范围。
作为纺丝液的喷出量，并无特别限定，但优选为0.1ml/hr～15ml/hr。另外，当分别喷出鞘溶液与液晶组合物2a时，作为鞘溶液的喷出量，优选为0.5mL/hr～15mL/hr的范围，更优选为1.0mL/hr～8.0mL/hr的范围。作为液晶组合物2a的喷出量，优选为0.1mL/hr～3mL/hr的范围，更优选为0.1mL/hr～1.0mL/hr的范围。
另外，液晶组合物2a与鞘溶液的喷出量的比(液晶组合物的喷出量÷鞘溶液的喷出量)优选为0.01～1.00的范围，更优选为0.05～0.30的范围。若液晶组合物2a与鞘溶液的喷出量的比为0.01以上，则可提高液晶组合物2a的连续性，若为0.05以上，则可使连续性变得充分。另外，若为1.00以下，则液晶组合物2a不易自纤维中漏出，若为0.30以下，则十分不易漏出，并且也起到可使复合纤维10的外形及内径变细的效果。
作为使电场发挥作用的方法，只要可使喷嘴与收集器中形成电场，则并无特别限定，例如可对喷嘴施加高电压，并使收集器接地。只要形成纤维，则所施加的电压并无特别限定，但优选为5kV～50kV的范围。另外，只要形成纤维，则喷嘴与收集器的距离并无特别限定，但优选为5cm～30cm的范围。收集器只要是可收集经纺丝的纤维者即可，其材料或形状等并无特别限定。作为收集器的材料，可适宜地使用金属等导电性材料。作为收集器的形状，并无特别限定，例如可列举：平板状、输送机状、圆筒状、碟状、格子状等。
作为本发明中的复合纤维10的收集方法，并无特别限定，但优选为使圆筒状或碟状的收集器高速旋转的方法、使用格子状的收集器的方法。若使用此种收集方法，则可使纤维在任意的方向上进行排列。作为圆筒状或碟状的收集器的旋转速度，并无特别限定，但作为其圆周速度，优选为50m/min～2,000m/min的范围，更优选为100m/min～1,000m/min的范围。若圆周速度为50m/min以上，则可使复合纤维10沿着旋转方向进行排列，若为100m/min以上，则排列变得充分。另外，若为2,000m/min以下，则可减少因旋转而产生的气流的影响，若为1,000m/min以下，则可充分减少因旋转而产生的气流的影响，并可稳定地收集。当使用格子状收集器时，作为格子的间隔，例如可例示10mm～200mm的范围。另外，作为格子的形状，可例示：正方形、长方形、菱形、正三角形、正六边形、波形等。
图2是使用双管喷嘴的复合纤维制造装置200的概略图。复合纤维制造装置200具有双管喷嘴210，双管喷嘴210的外侧喷嘴212喷出作为鞘成分形成材料4a的鞘溶液L1，内侧喷嘴214喷出液晶组合物L2(2a)。收集纤维的收集器216设置于双管喷嘴210的下方。另外，电源218使电场在双管喷嘴210与收集器216之间发挥作用，而将所喷出的纺丝液(鞘溶液L1与液晶组合物L2)加以纤维化。
如所述般，在本装置中，鞘成分形成材料4a(鞘溶液L1)与液晶组合物L2(2a)自不同的喷嘴212、喷嘴214中喷出。若为该方法，则鞘成分形成材料4a与液晶组合物2a分别独立地成为鞘成分4与芯成分2，并形成液晶内包复合纤维10，鞘成分形成材料4a与液晶组合物2a实质上分离的状态得到确保。
<复合纤维集合体>
本发明中的复合纤维集合体并无特别限定，但优选为内包液晶的复合纤维10进行单轴排列。当复合纤维10进行单轴排列时，复合纤维具有的各种特性可异向地显现，例如可适宜地用作高对比度的液晶显示元件。复合纤维10的排列的程度可通过纤维排列角度的标准偏差来进行评价，若纤维排列角度的标准偏差小，则可以说排列度高。纤维排列角度的标准偏差优选为20°以下，进而优选为15°以下。
另外，复合纤维10也可随机地配置。在随机地配置的情况下，可使各种特性等向地显现。
复合纤维集合体的厚度并无特别限定，但优选为1μm～20μm的范围，进而优选为2μm～10μm的范围。若厚度为1μm以上，则可充分地满足作为液晶元件的功能，若厚度为20μm以下，则可充分地提高透光量。
复合纤维集合体中的复合纤维10所占的面积率优选为80％以上，进而优选为95％以上。
另外，如图3所示，可将多个复合纤维10配置于基板30上来形成复合纤维集合体20。在此情况下，优选为填充粘合剂40。通过以所述方式形成，而可用作液晶显示元件100。即，可如之前般不形成取向膜，而将液晶层形成于基板上，从而可大幅度地抑制液晶显示元件的制造成本。再者，基板30也可通过玻璃基板来制作，但通过利用可弯曲的树脂基板等来制作，而可将液晶显示元件100构成为可弯曲的可挠性液晶显示元件。
本发明中的复合纤维因液晶在纤维内部连续地分布，故可适宜地用作显示器用液晶元件或波长选择反射用液晶元件。
实施例
以下，通过实施例来详细地说明本发明，但本发明并不由这些实施例限定。再者，以下示出实施例中所示的物性值的测定方法或定义。
1)复合纤维中的含有卤素系液晶化合物的液晶组合物的连续性
使用尼康(Nikon)股份有限公司制造的偏光显微镜，在正交偏光状态下观察复合纤维，并确认含有卤素系液晶化合物的液晶组合物的连续性。
2)复合纤维中的含有卤素系液晶化合物的液晶组合物的取向状态
使用尼康股份有限公司制造的偏光显微镜，在正交偏光状态下使复合纤维旋转来进行观察，并观察复合纤维的透光量的变化。
3)复合纤维的平均外径及外径的标准偏差
使用扫描型电子显微镜，以500倍～5,000倍的倍率对复合纤维进行观察，根据所获得的图像，测定50根的外径，并算出平均值及标准偏差。
(实施例1、实施例2中所使用的液晶组合物A)
液晶组合物A的组成如下所示。
[化20]
(实施例1)
制作包含聚乙烯吡咯烷酮(Mw：1,300,000西格玛奥德里奇(Sigma-Aldrich)公司制造)10重量份、乙醇(一级；纳卡莱泰思科(Nacalai Tesque)股份有限公司制造)36重量份、氯仿(一级；纳卡莱泰思科股份有限公司制造)54重量份的粘度为360mPa·s的鞘溶液。
继而，通过注射泵而以0.2mL/hr将粘度为20mPa·s的液晶组合物A挤出至内径为0.22mm的喷嘴中，以6.0mL/hr将鞘溶液挤出至内径为0.8mm的喷嘴中，并且对喷嘴施加20kV的电压，在接地的收集器中随机地收集复合纤维。将针与收集器的距离设为23cm。将所获得的复合纤维的偏光显微镜照片示于图4中。
如根据图4而明确般，复合纤维中的液晶组合物连续地分布。另外，使复合纤维旋转来进行观察的结果，由于确认到透光量的变化，因此暗示复合纤维中的液晶在相对于纤维轴垂直的方向或平行的方向上进行取向。
另外，将复合纤维的扫描型电子显微镜照片示于图5中。根据图5，所获得的复合纤维的平均外径为3.64μm，外径的标准偏差为0.42μm，外径的CV值为12％。
(实施例2)
制作包含聚乙烯吡咯烷酮(Mw：1,300,000西格玛奥德里奇(Sigma-Aldrich)公司制造)10重量份、乙醇(一级；纳卡莱泰思科股份有限公司制造)36重量份、氯仿(一级；纳卡莱泰思科股份有限公司制造)54重量份、乙酸铵(纳卡莱泰思科股份有限公司制造)0.1重量份的粘度为360mPa·s的鞘溶液。
继而，通过注射泵而以0.4mL/hr将粘度为20mPa·s的液晶组合物A挤出至内径为0.22mm的喷嘴中，以2.0mL/hr将鞘溶液挤出至内径为0.8mm的喷嘴中，并且对喷嘴施加15kV的电压，在接地的收集器中随机地收集复合纤维。将针与收集器的距离设为20cm。所获得的复合纤维中的液晶组合物连续地分布，通过使复合纤维旋转，而确认到大的透光量的差。另外，将复合纤维的扫描型电子显微镜照片示于图6中。
根据图6，所获得的复合纤维的平均外径为1.60μm，外径的标准偏差为0.25μm，外径的CV值为16％。
(比较例1)
制作包含聚乳酸(嘉吉道有限责任公司(Cargill Dow LLC)公司制造)7.3重量份、作为液晶材料的4-戊基-4’-氰基联苯(5CB；默克(Merck)公司制造)10.1重量份、氯仿(西格玛奥德里奇(Sigma-Aldrich)公司制造)69.5重量份、丙酮(西格玛奥德里奇(Sigma-Aldrich)公司制造)23.2重量份的纺丝液。继而，通过注射泵而以0.6mL/hr将纺丝液挤出至内径为0.41mm的喷嘴中，并且在喷嘴与涂布有氧化铟锡(Indium Tin Oxide，ITC)的玻璃基板间施加20kV的电压，在基板上收集复合纤维。所获得的复合纤维中的液晶的驱动电压高达80V左右。推测其原因在于：因包含聚合物成分与液晶材料混合的状态，故液晶的取向混乱。
(比较例2)
制作包含聚乙烯吡咯烷酮(Mw：1,300,000，阿库罗斯(Acros)公司制造)12.5重量份、乙醇(一级；纳卡莱泰思科股份有限公司制造)87.5重量份、氯化钠(一级；纳卡莱泰思科股份有限公司制造)0.5重量份的鞘溶液。继而，制作向列混合物(RO-TN-403/015S；罗氏制药(Hoffinann-La Roche)公司制造)50重量份与手性剂((S)-4-氰基-4-(2-甲基丁基)-联苯((S)-4-cyano-4-(2methylbutyl)-biphenyl)；西颂(Synthon)Cheminals公司制造)50重量份的液晶组合物。继而，通过注射泵而以0.7mL/hr将所述液晶组合物挤出至内径为0.25mm的喷嘴中，以1.8mL/hr将鞘溶液挤出至内径为1.0mm的喷嘴中，并且对喷嘴施加10kV的电压，在接地的收集器中随机地收集复合纤维。将针与收集器的距离设为10cm。
复合纤维中的液晶组合物虽然连续地分布，但偏光显微镜观察中的透光量的变化小。另外，所获得的复合纤维的平均外径为5.2μm，暗示液晶取向混乱。
虽然详细地且参照特定的实施形态对本发明进行了说明，但对于本领域从业人员而言明确的是，可不脱离本发明的精神与范围地施加各种变更或修正。本申请是基于2014年12月8日申请的日本专利申请(日本专利特愿2014-248413)者，其内容可作为参照而被编入至本申请中。
产业上的可利用性
通过本发明，在目前的液晶显示元件的制造步骤中，可简化形成取向膜的步骤，而可抑制制造成本。通过本发明，可达成液晶显示元件的可挠性化。
[符号的说明]
2：芯成分
2a：液晶组合物
2b：卤素系液晶化合物
4：鞘成分
4a：鞘成分形成材料
10：液晶内包复合纤维(复合纤维)
20：复合纤维集合体
30：基板
40：粘合剂
100：液晶显示元件
200：复合纤维制造装置
210：双管喷嘴
212：外侧喷嘴
214：内侧喷嘴
216：收集器
218：电源
d：外径
L：内径(芯成分的外径)
L1：鞘溶液
L2：液晶组合物

Claims (6)

1.一种液晶内包复合纤维，其是将液晶组合物作为芯成分的鞘芯型的复合纤维，其特征在于：所述液晶组合物含有卤素系液晶化合物。
2.根据权利要求1所述的液晶内包复合纤维，其中复合纤维的平均外径为5μm以下。
3.根据权利要求1或2所述的液晶内包复合纤维，其中在所述芯成分中，含有所述卤素系液晶化合物的所述液晶组合物连续地分布。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的液晶内包复合纤维，其中含有所述卤素系液晶化合物的所述液晶组合物在相对于纤维轴平行的方向或垂直的方向上进行取向。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的液晶内包复合纤维，其中复合纤维的外径的变动系数(变异系数值)为20％以下。
6.一种复合纤维集合体，其是使根据权利要求1至5中任一项所述的液晶内包复合纤维进行单轴排列而形成。
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