JP2007197487A - Liquid crystal composition, liquid crystal element, liquid crystal display element, light control material, and display method - Google Patents

Liquid crystal composition, liquid crystal element, liquid crystal display element, light control material, and display method Download PDF

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隆志 加藤
Koji Takaku
浩二 高久
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a light control material having high light-control capability and small power consumption. <P>SOLUTION: A liquid crystal composition comprises at least one or more smectic liquid crystals capable of being driven by 2 frequencies and at least one polymer material. There are also provided a liquid crystal element comprising the liquid crystal composition, a liquid crystal display element and a light control material comprising the liquid crystal element, and a display method. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、液晶組成物、液晶素子、液晶表示素子、調光材料、及び表示方法の技術分野に関する。   The present invention relates to a technical field of a liquid crystal composition, a liquid crystal element, a liquid crystal display element, a light control material, and a display method.

環境に対する関心の高まりにともなって、光の量を電気的に調節できる材料、いわゆる電気的な調光材料の重要性が高まっている。これまで、電気的な調光材料としては、酸化還元反応を利用したエレクトロクロミック方式、液晶とポリマーの複合系を利用した高分子分散型液晶(PDLC)方式などが提案されている。
しかしながら、エレクトロクロミック方式では電流駆動による大面積化が難く、またエレクトロクロミック色素の耐久性に課題が残されているなどの問題があり、更にPDLC方式に関しては、電圧印加を止めた後も前の状態を維持している性質、いわゆるメモリー性が乏しい場合が多く、消費電力という観点からは、メモリー性の付与が求められていた。
With the increasing interest in the environment, the importance of materials capable of electrically adjusting the amount of light, so-called electrical light control materials, is increasing. Until now, electrochromic methods using an oxidation-reduction reaction, polymer dispersed liquid crystal (PDLC) methods using a composite system of a liquid crystal and a polymer, and the like have been proposed as electrical light control materials.
However, in the electrochromic method, there is a problem that it is difficult to increase the area by current drive, and there are still problems in durability of the electrochromic dye. Further, in the PDLC method, after the voltage application is stopped, In many cases, the property of maintaining the state, that is, the so-called memory property is poor, and from the viewpoint of power consumption, the provision of the memory property has been demanded.

このような状況下、メモリー性のある調光材料としてスメクチック液晶を用いたものが提案されている(例えば、非特許文献1参照。)。しかしながら、当該方式では、電流駆動に基づいた動的散乱方式を利用しているため、調光ムラが発生しやすい、耐久性が低い懸念がある、調光切替え時の消費電力が大きい、大面積の調光が難しい、という課題が残されている。   Under such circumstances, a light-controlling material having a memory property using a smectic liquid crystal has been proposed (for example, see Non-Patent Document 1). However, in this method, since the dynamic scattering method based on current drive is used, dimming unevenness is likely to occur, there is a concern that durability is low, power consumption at the time of dimming switching is large, large area The problem remains that dimming is difficult.

液晶表示素子についても同様の課題が残されており、上記非特許文献1に記載のスメクチック液晶を用いた液晶表示素子でも、表示ムラが発生しやすい、耐久性が低い懸念がある、書換え時の消費電力が大きい、大面積の表示が難しい、という課題が存在する。
SID Digest,第35巻,第1420頁,2004年
The same problem remains for the liquid crystal display element, and even in the liquid crystal display element using the smectic liquid crystal described in Non-Patent Document 1, there is a concern that display unevenness is likely to occur and durability is low. There are problems that power consumption is large and display of a large area is difficult.
SID Digest, 35, 1420, 2004

本発明の目的は、メモリー性があり調光性能又は表示性能の高い液晶組成物、液晶素子、液晶表示素子、調光材料、及び表示方法を提供することである。   An object of the present invention is to provide a liquid crystal composition, a liquid crystal element, a liquid crystal display element, a dimming material, and a display method having a memory property and high dimming performance or display performance.

そこで、本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、鋭意研究を重ねた結果、特定のスメクチック液晶組成物と高分子材料とを組合せることで、メモリー性を有し、且つ非常に高い調光性能又は表示性能を呈する液晶組成物、液晶素子、液晶表示素子、調光材料、及び表示方法を実現できるという知見を得、この知見に基づいてさらに検討して本発明を完成するに至った。   Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and as a result of extensive research, it has a memory property by combining a specific smectic liquid crystal composition and a polymer material, and is extremely Obtaining knowledge that a liquid crystal composition, a liquid crystal element, a liquid crystal display element, a light control material, and a display method exhibiting high light control performance or display performance can be realized, and further study based on this knowledge to complete the present invention It came.

前記課題を解決するための手段は以下の通りである。   Means for solving the above-mentioned problems are as follows.

[1] 少なくとも1種以上の二周波駆動可能なスメクチック液晶と、少なくとも1種の高分子材料と、を含有する液晶組成物である。 [1] A liquid crystal composition containing at least one type of smectic liquid crystal capable of being driven at two frequencies and at least one type of polymer material.

[2] 前記スメクチック液晶がスメクチックA相を呈することを特徴とする前記[1]に記載の液晶組成物である。 [2] The liquid crystal composition according to [1], wherein the smectic liquid crystal exhibits a smectic A phase.

[3] 前記スメクチック液晶が、少なくとも1種のネマチック液晶化合物を含有することを特徴とする前記[1]又は[2]に記載の液晶組成物である。 [3] The liquid crystal composition according to [1] or [2], wherein the smectic liquid crystal contains at least one nematic liquid crystal compound.

[4] 少なくとも1種以上のモノマーと少なくとも1種以上の二周波駆動可能なスメクチック液晶とを含有する液晶組成物中間体を重合してなることを特徴とする前記[1]〜[3]のいずれか1項に記載の液晶組成物である。 [4] The liquid crystal composition intermediate comprising at least one monomer and at least one smectic liquid crystal that can be driven at two frequencies is polymerized. It is a liquid-crystal composition of any one.

[5] 前記液晶組成物中間体が、更に重合開始剤を含有してなることを特徴とする前記[4]に記載の液晶組成物である。 [5] The liquid crystal composition according to [4], wherein the liquid crystal composition intermediate further contains a polymerization initiator.

[6] 前記液晶組成物中間体が、更にネマチック液晶化合物を含有してなることを特徴とする前記[4]又は[5]に記載の液晶組成物である。 [6] The liquid crystal composition according to [4] or [5], wherein the liquid crystal composition intermediate further contains a nematic liquid crystal compound.

[7] 更に、色材を含有してなることを特徴とする前記[1]〜[6]のいずれか1項に記載の液晶組成物である。 [7] The liquid crystal composition according to any one of [1] to [6], further including a color material.

[8] 前記色材が、二色性色素であることを特徴とする前記[7]に記載の液晶組成物である。 [8] The liquid crystal composition according to [7], wherein the colorant is a dichroic dye.

[9] 前記スメクチック液晶が、下記一般式(1)で表されるスメクチック液晶化合物を含有することを特徴とする前記[1]〜[8]のいずれか1項に記載の液晶組成物である。 [9] The liquid crystal composition according to any one of [1] to [8], wherein the smectic liquid crystal contains a smectic liquid crystal compound represented by the following general formula (1). .

一般式(1):T1−{(D1e−L1m−(D2k−T2 Formula (1): T 1 - { (D 1) e -L 1} m - (D 2) k -T 2

式中、D1及びD2は各々独立にアリーレン基、ヘテロアリーレン基または2価の環状脂肪族炭化水素基を表し、L1は2価の連結基を表し、T1及びT2は各々独立に、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、アシル基、アシルオキシ基、ハロゲン原子またはシアノ基を表し、eは各々0〜5の数を表し、mは1〜3の数を表し、kは1〜2の数を表し、D1とD2で表される基の総数が3〜5の数であり、e及びkが各々2以上の時、2以上のD1及びD2は各々同一でも異なっていてもよく、mが2以上の時、2以上の{(D1e−L1}は同一でも異なっていてもよい。 In the formula, D 1 and D 2 each independently represent an arylene group, heteroarylene group or divalent cyclic aliphatic hydrocarbon group, L 1 represents a divalent linking group, and T 1 and T 2 each independently Represents an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkoxy group, an alkoxycarbonyl group, an acyl group, an acyloxy group, a halogen atom or a cyano group, e represents a number of 0 to 5, and m represents a number of 1 to 3, respectively. , K represents a number from 1 to 2 , the total number of groups represented by D 1 and D 2 is a number from 3 to 5, and when e and k are each 2 or more, 2 or more D 1 and D 2 May be the same or different, and when m is 2 or more, two or more {(D 1 ) e -L 1 } may be the same or different.

[10] 電極と、該電極間に設けられた前記[1]〜[9]のいずれか1項の液晶組成物を含む液晶層と、を有する積層体であることを特徴とする液晶素子である。 [10] A liquid crystal element comprising a laminate including an electrode and a liquid crystal layer including the liquid crystal composition according to any one of [1] to [9] provided between the electrodes. is there.

[11] 前記電極が、ITO(インジウムスズオキサイド)の透明電極であることを特徴とする前記[10]に記載の液晶素子である。 [11] The liquid crystal element according to [10], wherein the electrode is a transparent electrode made of ITO (indium tin oxide).

[12] 前記[10]又は[11]に記載の液晶素子を、高周波と低周波の交流電圧で駆動させて表示を切り替えることを特徴とする表示方法である。 [12] A display method characterized in that the display is switched by driving the liquid crystal element according to [10] or [11] with an alternating voltage of a high frequency and a low frequency.

[13] 一対の基体を備え、該基体間に前記[10]又は[11]の液晶素子を有してなり、入射光の反射光量を変化させることを特徴とする液晶表示素子である。 [13] A liquid crystal display element comprising a pair of substrates, the liquid crystal device according to [10] or [11] being provided between the substrates, and a quantity of reflected light of incident light being changed.

[14] 前記基体における前記液晶素子を設けない面側に、着色層を有してなることを特徴とする前記[13]に記載の液晶表示素子である。 [14] The liquid crystal display element according to [13], wherein a colored layer is provided on a surface side of the substrate on which the liquid crystal element is not provided.

[15] 前記基体が、ポリマーで形成されてなることを特徴とする前記[13]又は[14]に記載の液晶表示素子である。 [15] The liquid crystal display element according to [13] or [14], wherein the base is formed of a polymer.

[16] 反射防止膜を有してなることを特徴とする前記[13]〜[15]のいずれか1項に記載の液晶表示素子である。 [16] The liquid crystal display element according to any one of [13] to [15], which has an antireflection film.

[17] 前記反射防止膜が、前記支持体の表面に付設されてなることを特徴とする前記[16]に記載の液晶表示素子である。 [17] The liquid crystal display element according to [16], wherein the antireflection film is provided on a surface of the support.

[18] 前記反射防止膜が、電極表面に付設されていることを特徴とする前記[16]に記載の液晶表示素子である。 [18] The liquid crystal display element according to [16], wherein the antireflection film is attached to an electrode surface.

[19] 前記反射防止膜が、無機薄膜、有機薄膜、又は無機−有機複合膜であることを特徴とする前記[16]〜[18]のいずれか1項に記載の液晶表示素子である。 [19] The liquid crystal display element according to any one of [16] to [18], wherein the antireflection film is an inorganic thin film, an organic thin film, or an inorganic-organic composite film.

[20] バリア層を有してなることを特徴とする前記[13]〜[19]のいずれか1項に記載の液晶表示素子である。 [20] The liquid crystal display element according to any one of [13] to [19], further including a barrier layer.

[21] 紫外線吸収層を有してなることを特徴とする前記[13]〜[20]のいずれか1項に記載の液晶表示素子である。 [21] The liquid crystal display element according to any one of [13] to [20], further including an ultraviolet absorbing layer.

[22] 一対の基体を備え、該基体間に前記[10]又は[11]の液晶素子を有してなり、入射光の透過率を変化させることを特徴とする調光材料である。 [22] A light-modulating material comprising a pair of bases, the liquid crystal element according to [10] or [11] provided between the bases, and changing the transmittance of incident light.

[23] 前記基体における前記液晶素子を設けない面側に、着色層を設けてなることを特徴とする前記[22]に記載の調光材料である。 [23] The light control material according to [22], wherein a colored layer is provided on a surface side of the substrate on which the liquid crystal element is not provided.

[24] 前記基体が、ポリマー支持体であることを特徴とする前記[22]又は[23]に記載の調光材料である。 [24] The light control material according to [22] or [23], wherein the substrate is a polymer support.

[25] 反射防止膜を有してなることを特徴とする前記[22]〜[24]のいずれか1項に記載の調光材料である。 [25] The light control material according to any one of [22] to [24], which has an antireflection film.

[26] 前記反射防止膜が、前記支持体の表面に付設されてなることを特徴とする前記[25]に記載の調光材料である。 [26] The light control material according to [25], wherein the antireflection film is attached to a surface of the support.

[27] 前記反射防止膜が、電極表面に付設されていることを特徴とする前記[25]に記載の調光材料である。 [27] The light control material according to [25], wherein the antireflection film is attached to an electrode surface.

[28] 前記反射防止膜が、無機薄膜、有機薄膜、又は無機−有機複合膜であることを特徴とする前記[25]〜[27]のいずれか1項に記載の調光材料である。 [28] The light control material according to any one of [25] to [27], wherein the antireflection film is an inorganic thin film, an organic thin film, or an inorganic-organic composite film.

[29] バリア層を有してなることを特徴とする前記[22]〜[28]のいずれか1項に記載の調光材料である。 [29] The light control material according to any one of [22] to [28], which includes a barrier layer.

[30] 紫外線吸収層を有してなることを特徴とする前記[22]〜[29]のいずれか1項に記載の調光材料である。 [30] The light control material according to any one of [22] to [29], which has an ultraviolet absorbing layer.

本発明によれば、メモリー性を有し、高い表示性能又は調光性能を示す液晶組成物、液晶素子、液晶表示素子、調光材料、及び表示方法を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a liquid crystal composition, a liquid crystal element, a liquid crystal display element, a light control material, and a display method that have a memory property and exhibit high display performance or light control performance.

以下、本発明について詳細に説明する。なお、本明細書において「〜」はその前後に記載される数値をそれぞれ最小値及び最大値として含む範囲を示す。   Hereinafter, the present invention will be described in detail. In the present specification, “to” indicates a range including the numerical values described before and after the minimum and maximum values, respectively.

本発明の液晶組成物は、少なくとも1種以上の二周波駆動可能なスメクチック液晶と、少なくとも1種の高分子材料と、を含有する。   The liquid crystal composition of the present invention contains at least one smectic liquid crystal capable of being driven at two frequencies and at least one polymer material.

本発明に使用可能なスメクチック液晶は、低周波数の電圧に対する誘電率異方性が正であり、かつ高周波数の電圧に対する誘電率異方性が負である、いわゆる二周波駆動性を示す。
二周波駆動液晶を用いることにより、周波数を変動させることによって配向を制御できるので、配向膜が不要となる。その結果、素子構成がシンプルとなり、製造プロセスが簡略化できる。また、配向膜が無い場合には、配向膜による光の吸収や反射がないため、表示性能が高くなる。したがって、反射型表示においては、高い反射率を与える。
The smectic liquid crystal usable in the present invention exhibits a so-called dual-frequency drivability in which the dielectric anisotropy with respect to a low frequency voltage is positive and the dielectric anisotropy with respect to a high frequency voltage is negative.
By using the dual frequency drive liquid crystal, the alignment can be controlled by changing the frequency, so that an alignment film becomes unnecessary. As a result, the element configuration becomes simple and the manufacturing process can be simplified. Further, when there is no alignment film, display performance is improved because there is no light absorption or reflection by the alignment film. Therefore, a high reflectance is given in the reflective display.

ここで、二周波駆動液晶を用いた駆動方法について説明する。二周波駆動液晶とは、低周波数の電圧に対する誘電率異方性が正であり、かつ高周波数の電圧に対する誘電率異方性が負である。まず、この液晶に低周波数の電圧を印加すると、液晶の誘電率異方性が正であるため、液晶分子は電界の方向に対して平行に配向する。すなわち、電極のついた基板に対して、垂直に液晶分子が配向することになる。次に、この液晶に高周波数の電圧を印加すると、液晶の誘電率異方性が負であるため、液晶分子は電界の方向に対して垂直に配向する。すなわち、電極のついた基板に対して、水平に液晶分子が配向することになる。よって、低周波数の電圧と高周波数の電圧とを切り替えることで液晶分子の配向状態を切り替えることが可能となる。
つまり、基板に対して、垂直な配向状態と平行な配向状態のいずれの状態においても、安定な配向状態を保つことができる。
Here, a driving method using the dual-frequency driving liquid crystal will be described. The dual-frequency driving liquid crystal has a positive dielectric anisotropy with respect to a low frequency voltage and a negative dielectric anisotropy with respect to a high frequency voltage. First, when a low-frequency voltage is applied to the liquid crystal, the liquid crystal molecules are aligned parallel to the direction of the electric field because the dielectric anisotropy of the liquid crystal is positive. That is, the liquid crystal molecules are aligned perpendicular to the substrate with electrodes. Next, when a high frequency voltage is applied to the liquid crystal, the liquid crystal molecules are aligned perpendicular to the direction of the electric field because the dielectric anisotropy of the liquid crystal is negative. That is, the liquid crystal molecules are aligned horizontally with respect to the substrate with the electrodes. Therefore, it is possible to switch the alignment state of the liquid crystal molecules by switching between a low frequency voltage and a high frequency voltage.
That is, a stable alignment state can be maintained in any state of the alignment state perpendicular to and parallel to the substrate.

また、スメクチック液晶を用いることにより、液晶組成物、液晶素子、液晶表示素子、及び調光材料にメモリー性を付与することができる。   In addition, by using a smectic liquid crystal, memory properties can be imparted to a liquid crystal composition, a liquid crystal element, a liquid crystal display element, and a light control material.

更に、本発明の調光材料及び液晶表示素子に用いる液晶組成物は、少なくとも1つ以上の高分子材料を含む。このような本発明の調光材料及び液晶表示素子において、散乱状態と透明状態とを切り替える原理について説明する。   Furthermore, the liquid crystal composition used in the light control material and the liquid crystal display element of the present invention contains at least one polymer material. The principle of switching between the scattering state and the transparent state in the light modulating material and the liquid crystal display element of the present invention will be described.

まず、液晶分子の長軸方向の屈折率(n‖)が高分子材料の屈折率(np)とできるだけ一致するようにした場合、液晶分子を電極基板に対して垂直状態に配向させたときに、液晶組成物と高分子材料の間の屈折率差は小さくなり、光は散乱されることなく透過する。すなわち、透明状態となる。
屈折率異方性(Δn)とは、下記式で表されるように、液晶分子の長軸方向の屈折率(n‖)と液晶分子の短軸方向の屈折率(n⊥)との差として定義される。
Δn = n‖ − n⊥
First, when the refractive index (n‖) in the major axis direction of the liquid crystal molecules is matched as much as possible with the refractive index (n p ) of the polymer material, the liquid crystal molecules are aligned in a state perpendicular to the electrode substrate. In addition, the refractive index difference between the liquid crystal composition and the polymer material becomes small, and light is transmitted without being scattered. That is, it becomes transparent.
The refractive index anisotropy (Δn) is a difference between the refractive index (n‖) in the major axis direction of the liquid crystal molecule and the refractive index (n⊥) in the minor axis direction of the liquid crystal molecule, as represented by the following formula. Is defined as
Δn = n‖−n⊥

ここで、屈折率異方性を有する(すなわちΔnが0でない)ホスト液晶を用いて、ホスト液晶を水平状態に配向させた場合には、ホスト液晶の短軸方向の屈折率(n⊥)と高分子材料の屈折率(np)には差が生じるために、光が散乱される。すなわち、光の散乱を強くするためには、このn⊥とnpの差が大きいほうが好ましく、Δnの大きなホスト液晶を用いることが好ましい。ホスト液晶のΔnとしては、0.05以上であることが好ましく、さらに好ましくは0.10以上、特に好ましくは、0.12以上である。このような大きな屈折率異方性を有する液晶とするには、液晶分子長軸に分極基(たとえば、シアノ基、フッ素原子など)を導入することで達成できる。 Here, when the host liquid crystal is aligned in a horizontal state using a host liquid crystal having refractive index anisotropy (that is, Δn is not 0), the refractive index (n⊥) in the minor axis direction of the host liquid crystal Since there is a difference in the refractive index (n p ) of the polymer material, light is scattered. That is, in order to increase light scattering, it is preferable that the difference between n⊥ and n p is large, and it is preferable to use a host liquid crystal having a large Δn. Δn of the host liquid crystal is preferably 0.05 or more, more preferably 0.10 or more, and particularly preferably 0.12 or more. A liquid crystal having such a large refractive index anisotropy can be achieved by introducing a polarizing group (for example, a cyano group or a fluorine atom) into the liquid crystal molecule long axis.

本発明の調光材料及び液晶表示素子に用いる液晶組成物は、上記高分子材料を媒体として、当該高分子材料中に上記液晶を分散してなる。つまり本発明の液晶組成物は、図1に示すように、液晶がドロップレットの形状で高分子媒体中に分散されている。したがって、基板間に挟持された液晶層の場合と異なり、基板に配向膜を設けたとしても該配向膜によって液晶の配向を整えることができない。
しかし、本発明の液晶組成物は、液晶として二周波駆動可能なスメクチック液晶を用いるため、ドロップレットの液晶であっても周波数を変更することで垂直及び平行の配向状態を安定的に保つことができる。また、スメクチック液晶を用いるので、メモリー性を奏し、且つ低いしきい値と速い応答時間を達成することができる。特に、スメクチック液晶がスメクチックA相を呈する場合は、液晶粘度が低いため応答速度が速くなり、また垂直配向状態時の光軸が基板に対してほぼ90°であり、無色表示状態の吸収が小さいためにコントラスト比が高くなることから、好ましい態様である。
The liquid crystal composition used for the light control material and the liquid crystal display element of the present invention is obtained by dispersing the liquid crystal in the polymer material using the polymer material as a medium. That is, in the liquid crystal composition of the present invention, as shown in FIG. 1, the liquid crystal is dispersed in the polymer medium in the form of droplets. Therefore, unlike the case of the liquid crystal layer sandwiched between the substrates, even if an alignment film is provided on the substrate, the alignment of the liquid crystal cannot be adjusted by the alignment film.
However, since the liquid crystal composition of the present invention uses a smectic liquid crystal that can be driven at two frequencies as the liquid crystal, even if it is a droplet liquid crystal, the vertical and parallel alignment states can be stably maintained by changing the frequency. it can. In addition, since a smectic liquid crystal is used, a memory property can be obtained, and a low threshold value and a fast response time can be achieved. In particular, when the smectic liquid crystal exhibits a smectic A phase, the response speed is high due to the low liquid crystal viscosity, and the optical axis in the vertical alignment state is approximately 90 ° with respect to the substrate, and the absorption in the colorless display state is small. Therefore, the contrast ratio is high, which is a preferable mode.

以下、液晶組成物、液晶素子、液晶表示素子、調光材料、及び表示方法について、詳細に説明する。   Hereinafter, the liquid crystal composition, the liquid crystal element, the liquid crystal display element, the light control material, and the display method will be described in detail.

1.液晶組成物
本発明の液晶組成物は、少なくとも1種以上の二周波駆動可能なスメクチック液晶と、少なくとも1種の高分子材料と、を含有する。
1. Liquid crystal composition The liquid crystal composition of the present invention contains at least one smectic liquid crystal capable of being driven at two frequencies and at least one polymer material.

1−1 二周波駆動可能なスメクチック液晶
本発明に使用可能な二周波駆動可能なスメクチック液晶としては、(1)二周波駆動可能なスメクチック液晶化合物で構成される場合、(2)二周波駆動可能なネマチック液晶化合物とスメクチック液晶化合物とで構成される場合、そのいずれであってもよい。しかしながら、二周波駆動可能なスメクチック液晶化合物は室温で結晶であり、さらにしきい電圧が極めて高く、粘度も高いため応答速度が遅い傾向にあり、消費電力も多くなる。一方、二周波駆動可能なネマチック液晶化合物にスメクチック液晶化合物を混合すると、誘電特性および粘度を制御することが容易になり、しきい電圧を低下させ、応答時間を短くできる。したがって、上記(2)の二周波駆動可能なスメクチック液晶であることが好適である。
1-1 Smectic liquid crystal capable of dual-frequency driving The smectic liquid crystal capable of dual-frequency driving usable in the present invention includes (1) a smectic liquid crystal compound capable of dual-frequency driving, and (2) capable of dual-frequency driving. Any of nematic liquid crystal compounds and smectic liquid crystal compounds may be used. However, a smectic liquid crystal compound that can be driven at two frequencies is a crystal at room temperature, has a very high threshold voltage, and has a high viscosity, so that the response speed tends to be slow and the power consumption increases. On the other hand, when a smectic liquid crystal compound is mixed with a nematic liquid crystal compound that can be driven at two frequencies, it becomes easy to control the dielectric characteristics and viscosity, lower the threshold voltage, and shorten the response time. Accordingly, the smectic liquid crystal capable of being driven at the two frequencies described in (2) is preferable.

上記(2)の場合のスメクチック液晶化合物と二周波駆動可能なネマチック液晶化合物との好適な含有比率は、いかなる割合であっても良いが、「二周波駆動可能なネマチック液晶化合物:スメクチック液晶化合物」が、20mol%:80mol%〜99mol%:1mol%であることが好ましく、50mol%:50mol%〜95mol%:5mol%がより好ましく、70mol%:30mol%〜90mol%:10mol%が更に好ましい。二周波駆動可能なネマチック液晶化合物20mol%に対してスメクチック液晶化合物の比率が80mol%よりも多い場合、室温で液晶相をとらなくなる、あるいは粘度が高くなり好ましくない。また、二周波駆動可能なネマチック液晶化合物99mol%に対してスメクチック液晶化合物の比率が1mol%よりも少ない場合、スメクチックA相が発現しなくなる場合が多くなり好ましくない。   The preferred content ratio of the smectic liquid crystal compound and the nematic liquid crystal compound capable of dual-frequency driving in the case of (2) above may be any ratio, but “nematic liquid crystal compound capable of dual-frequency driving: smectic liquid crystal compound” However, 20 mol%: 80 mol% to 99 mol%: 1 mol% is preferable, 50 mol%: 50 mol% to 95 mol%: 5 mol% is more preferable, and 70 mol%: 30 mol% to 90 mol%: 10 mol% is still more preferable. When the ratio of the smectic liquid crystal compound is more than 80 mol% with respect to 20 mol% of the nematic liquid crystal compound that can be driven at two frequencies, the liquid crystal phase is not taken at room temperature, or the viscosity becomes high. In addition, when the ratio of the smectic liquid crystal compound is less than 1 mol% with respect to 99 mol% of the nematic liquid crystal compound that can be driven at two frequencies, the smectic A phase may not be expressed in many cases, which is not preferable.

(1) 二周波駆動可能なネマチック液晶化合物
低周波数の電圧に対する誘電率異方性が正であり、かつ高周波数の電圧に対する誘電率異方性が負である、いわゆる二周波駆動可能なネマチック液晶化合物に関しては、日本学術振興会第142委員会編、液晶デバイスハンドブック、日刊工業新聞社、1989年、第189〜192頁に詳しい。その具体例として、イーストマン・コダック社の二周波駆動性ネマチック液晶化合物を下記に示す。
(1) Nematic liquid crystal compound that can be driven at two frequencies A so-called nematic liquid crystal that can be driven at two frequencies and has a positive dielectric anisotropy for a low frequency voltage and a negative dielectric anisotropy for a high frequency voltage. The compounds are detailed in Japan Society for the Promotion of Science 142nd Committee, Liquid Crystal Device Handbook, Nikkan Kogyo Shimbun, 1989, pages 189-192. As a specific example thereof, a dual frequency driving nematic liquid crystal compound manufactured by Eastman Kodak Company is shown below.

Figure 2007197487
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この他にも、市販の二周波駆動液晶材料として、チッソ社製DF−02XX、DF−05XX、FX−1001、FX−1002、メルク社製MLC−2048などを挙げることができる。   In addition, examples of commercially available dual-frequency drive liquid crystal materials include DF-02XX, DF-05XX, FX-1001, FX-1002, and MLC-2048 manufactured by Merck.

本発明において、特に好適な二周波駆動可能なネマチック液晶化合物としては、本発明に用いる二周波駆動可能なスメクチック液晶化合物と、近似の屈折率、クロスオーバー周波数、相転移温度、粘度を有する場合が好ましい。また、用いる高分子材料についても、本発明に用いる二周波駆動可能なスメクチック液晶化合物の屈折率、クロスオーバー周波数、相転移温度、粘度と近似する物性値を有することが好ましい。   In the present invention, particularly suitable nematic liquid crystal compounds that can be driven at two frequencies include smectic liquid crystal compounds that can be driven at two frequencies, and may have an approximate refractive index, crossover frequency, phase transition temperature, and viscosity. preferable. Moreover, it is preferable that the polymer material to be used also has physical properties approximate to the refractive index, crossover frequency, phase transition temperature, and viscosity of the smectic liquid crystal compound that can be driven at two frequencies used in the present invention.

(2)二周波駆動可能なスメクチック液晶化合物
二周波駆動可能なスメクチック液晶化合物については、Mol. Cryst. Liq. Cryst., Vol.49, 83-87 (1978) に詳しい。本発明において、かかる記載を適宜適用できる。
(2) Smectic liquid crystal compound capable of dual frequency driving The smectic liquid crystal compound capable of dual frequency driving is described in detail in Mol. Cryst. Liq. Cryst., Vol. 49, 83-87 (1978). In the present invention, this description can be applied as appropriate.

(3)スメクチック液晶化合物
二周波駆動可能なネマチック液晶化合物と併用し得るスメクチック液晶化合物については、スメクチック相を発現する液晶化合物であれば特に制限は無いが、スメクチックA相を呈するスメクチック液晶化合物は、液晶粘度が低いため応答速度が速くなり、また垂直配向状態時の光軸が基板に対してほぼ90°であり、無色表示状態の吸収が小さいためにコントラスト比が高くなる観点から好ましい。
(3) Smectic liquid crystal compound The smectic liquid crystal compound that can be used in combination with a nematic liquid crystal compound that can be driven at two frequencies is not particularly limited as long as it is a liquid crystal compound that exhibits a smectic phase, but a smectic liquid crystal compound that exhibits a smectic A phase is Since the liquid crystal viscosity is low, the response speed is fast, and the optical axis in the vertical alignment state is approximately 90 ° with respect to the substrate, and the absorption in the colorless display state is small, so that the contrast ratio is high.

そのような液晶化合物として、下記一般式(1)で表される構造が特に好ましい。
一般式(1):T1−{(D1e−L1m−(D2k−T2
As such a liquid crystal compound, a structure represented by the following general formula (1) is particularly preferable.
Formula (1): T 1 - { (D 1) e -L 1} m - (D 2) k -T 2

一般式(1)中、D1及びD2は、各々独立にアリーレン基、ヘテロアリーレン基、又は2価の環状脂肪族炭化水素基を表し、いずれも置換基を有していてもいなくてもよい。 In general formula (1), D 1 and D 2 each independently represent an arylene group, a heteroarylene group, or a divalent cyclic aliphatic hydrocarbon group, both of which may or may not have a substituent. Good.

1及びD2で表されるアリーレン基としては、好ましくは炭素数6〜20、より好ましくは炭素数6〜10のアリーレン基である。好ましいアリーレン基の具体例を挙げると、フェニレン基及びナフタレン基である。特に好ましくは、置換フェニレン基であり、更に好ましくは1,4−フェニレン基である。 The arylene group represented by D 1 and D 2 is preferably an arylene group having 6 to 20 carbon atoms, more preferably 6 to 10 carbon atoms. Specific examples of the preferred arylene group include a phenylene group and a naphthalene group. Particularly preferred is a substituted phenylene group, and more preferred is a 1,4-phenylene group.

1及びD2で表されるヘテロアリーレン基としては、好ましくは炭素数1〜20、より好ましくは炭素数2〜9のヘテロアリーレン基である。好ましいヘテロアリーレン基の具体例には、ピリジン環、キノリン環、イソキノリン環、ピリミジン環、ピラジン環、チオフェン環、フラン環、オキサゾール環、チアゾール環、イミダゾール環、ピラゾール環、オキサジアゾール環、チアジアゾール環及びトリアゾール環からなる基、及びこれらが縮環して形成される縮環の2個の炭素原子から水素をそれぞれ1個ずつ除いて得られるヘテロアリーレン基が含まれる。 The heteroarylene group represented by D 1 and D 2 is preferably a heteroarylene group having 1 to 20 carbon atoms, more preferably 2 to 9 carbon atoms. Specific examples of preferred heteroarylene groups include pyridine ring, quinoline ring, isoquinoline ring, pyrimidine ring, pyrazine ring, thiophene ring, furan ring, oxazole ring, thiazole ring, imidazole ring, pyrazole ring, oxadiazole ring, thiadiazole ring And a group consisting of a triazole ring and a heteroarylene group obtained by removing one hydrogen each from two carbon atoms of a condensed ring formed by condensing them.

1及びD2で表される2価の環状脂肪族炭化水素基としては、好ましくは炭素数3〜20、より好ましくは炭素数4〜10の2価の環状脂肪族炭化水素基である。好ましい2価の環状脂肪族炭化水素基の具体例は、シクロヘキサンジイル、シクロペンタンジイルであり、より好ましくはシクロヘキサン−1,2−ジイル基、シクロヘキサン−1,3−ジイル基、シクロヘキサン−1,4−ジイル基、シクロペンタン−1,3−ジイル基であり、特に好ましくは、(E)−シクロヘキサン−1、4−ジイル基である。 The divalent cycloaliphatic hydrocarbon group represented by D 1 and D 2 is preferably a divalent cycloaliphatic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms, more preferably 4 to 10 carbon atoms. Specific examples of preferred divalent cycloaliphatic hydrocarbon groups are cyclohexanediyl and cyclopentanediyl, more preferably cyclohexane-1,2-diyl group, cyclohexane-1,3-diyl group, cyclohexane-1,4. -Diyl group and cyclopentane-1,3-diyl group, particularly preferably (E) -cyclohexane-1, 4-diyl group.

1及びD2の表す2価のアリーレン基、2価のヘテロアリーレン基及び2価の環状脂肪族炭化水素基は、置換基を有していても、無置換であってもよい。また、式(3)中、e、m又はkが、2以上の場合、複数のD1、D2は、各々独立に置換基を有していてもよく、同一の置換基を有していても、異なる置換基を有していても、或いは、無置換であってもよい。
これらの置換基としては、下記の置換基群Vが挙げられる。
The divalent arylene group, divalent heteroarylene group and divalent cyclic aliphatic hydrocarbon group represented by D 1 and D 2 may have a substituent or may be unsubstituted. In the formula (3), when e, m or k is 2 or more, the plurality of D 1 and D 2 may each independently have a substituent, and have the same substituent. Alternatively, they may have different substituents or may be unsubstituted.
Examples of these substituents include the following substituent group V.

(置換基群V)
ハロゲン原子(例えば塩素、臭素、沃素、フッ素)、メルカプト基、シアノ基、カルボキシル基、リン酸基、スルホ基、ヒドロキシ基、炭素数1から10、好ましくは炭素数2から8、更に好ましくは炭素数2から5のカルバモイル基(例えばメチルカルバモイル、エチルカルバモイル、モルホリノカロボニル)、炭素数0から10、好ましくは炭素数2から8、更に好ましくは炭素数2から5のスルファモイル基(例えばメチルスルファモイル、エチルスルファモイル、ピペリジノスルフォニル)、ニトロ基、炭素数1から20、好ましくは炭素数1から10、更に好ましくは炭素数1から8のアルコキシ基(例えばメトキシ、エトキシ、2−メトキシエトキシ、2−フェニルエトキシ)、炭素数6から20、好ましくは炭素数6から12、更に好ましくは炭素数6から10のアリールオキシ基(例えばフェノキシ、p−メチルフェノキシ、p−クロロフェノキシ、ナフトキシ)、炭素数1から20、好ましくは炭素数2から12、更に好ましくは炭素数2から8のアシル基(例えばアセチル、ベンゾイル、トリクロロアセチル)、炭素数1から20、好ましくは炭素数2から12、更に好ましくは炭素数2から8のアシルオキシ基(例えばアセチルオキシ、ベンゾイルオキシ)、炭素数1から20、好ましくは炭素数2から12、更に好ましくは炭素数2から8のアシルアミノ基(例えばアセチルアミノ)、炭素数1から20、好ましくは炭素数1から10、更に好ましくは炭素数1から8のスルホニル基(例えばメタンスルホニル、エタンスルホニル、ベンゼンスルホニル)、炭素数1から20、好ましくは炭素数1から10、更に好ましくは炭素数1から8のスルフィニル基(例えばメタンスルフィニル、エタンスルフィニル、ベンゼンスルフィニル)、炭素数1から20、好ましくは炭素数1から12、更に好ましくは炭素数1から8の置換又は無置換のアミノ基(例えばアミノ、メチルアミノ、ジメチルアミノ、ベンジルアミノ、アニリノ、ジフェニルアミノ、4−メチルフェニルアミノ、4−エチルフェニルアミノ、3−n−プロピルフェニルアミノ、4−n−プロピルフェニルアミノ、3−n−ブチルフェニルアミノ、4−n−ブチルフェニルアミノ、3−n−ペンチルフェニルアミノ、4−n−ペンチルフェニルアミノ、3−トリフルオロメチルフェニルアミノ、4−トリフルオロメチルフェニルアミノ、2−ピリジルアミノ、3−ピリジルアミノ、2−チアゾリルアミノ、2−オキサゾリルアミノ、N,N−メチルフェニルアミノ、N,N−エチルフェニルアミノ)、炭素数0から15、好ましくは炭素数3から10、更に好ましくは炭素数3から6のアンモニウム基(例えばトリメチルアンモニウム、トリエチルアンモニウム)、炭素数0から15、好ましくは炭素数1から10、更に好ましくは炭素数1から6のヒドラジノ基(例えばトリメチルヒドラジノ基)、炭素数1から15、好ましくは炭素数1から10、更に好ましくは炭素数1から6のウレイド基(例えばウレイド基、N,N−ジメチルウレイド基)、炭素数1から15、好ましくは炭素数1から10、更に好ましくは炭素数1から6のイミド基(例えばスクシンイミド基)、炭素数1から20、好ましくは炭素数1から12、更に好ましくは炭素数1から8のアルキルチオ基(例えばメチルチオ、エチルチオ、プロピルチオ)、炭素数6から80、好ましくは炭素数6から40、更に好ましくは炭素数6から30のアリールチオ基(例えばフェニルチオ、p−メチルフェニルチオ、p−クロロフェニルチオ、2−ピリジルチオ、1−ナフチルチオ、2−ナフチルチオ、4−プロピルシクロヘキシル−4’−ビフェニルチオ、4−ブチルシクロヘキシル−4’−ビフェニルチオ、4−ペンチルシクロヘキシル−4’−ビフェニルチオ、4−プロピルフェニル−2−エチニル−4’−ビフェニルチオ)、炭素数1から80、好ましくは炭素数1から40、更に好ましくは炭素数1から30のヘテロアリールチオ基(例えば2−ピリジルチオ、3−ピリジルチオ、4−ピリジルチオ、2−キノリルチオ、2−フリルチオ、2−ピロリルチオ)、炭素数2から20、好ましくは炭素数2から12、更に好ましくは炭素数2から8のアルコキシカルボニル基(例えばメトキシカルボニル、エトキシカルボニル、2−ベンジルオキシカルボニル)、炭素数6から20、好ましくは炭素数6から12、更に好ましくは炭素数6から10のアリーロキシカルボニル基(例えばフェノキシカルボニル)、炭素数1から18、好ましくは炭素数1から10、更に好ましくは炭素数1から5の無置換アルキル基(例えばメチル、エチル、プロピル、ブチル)、炭素数1から18、好ましくは炭素数1から10、更に好ましくは炭素数1から5の置換アルキル基{例えばヒドロキシメチル、トリフルオロメチル、ベンジル、カルボキシエチル、エトキシカルボニルメチル、アセチルアミノメチル、またここでは炭素数2から18、好ましくは炭素数3から10、更に好ましくは炭素数3から5の不飽和炭化水素基(例えばビニル基、エチニル基1−シクロヘキセニル基、ベンジリジン基、ベンジリデン基)も置換アルキル基に含まれる}、炭素数6から20、好ましくは炭素数6から15、更に好ましくは炭素数6から10の置換又は無置換のアリール基(例えばフェニル、ナフチル、p−カルボキシフェニル、p−ニトロフェニル、3,5−ジクロロフェニル、p−シアノフェニル、m−フルオロフェニル、p−トリル、4−プロピルシクロヘキシル−4’−ビフェニル、4−ブチルシクロヘキシル−4’−ビフェニル、4−ペンチルシクロヘキシル−4’−ビフェニル、4−プロピルフェニル−2−エチニル−4’−ビフェニル)、炭素数1から20、好ましくは炭素数2から10、更に好ましくは炭素数4から6の置換又は無置換のヘテロアリール基(例えばピリジル、5−メチルピリジル、チエニル、フリル、モルホリノ、テトラヒドロフルフリル)。
(Substituent group V)
Halogen atom (for example, chlorine, bromine, iodine, fluorine), mercapto group, cyano group, carboxyl group, phosphate group, sulfo group, hydroxy group, 1 to 10 carbon atoms, preferably 2 to 8 carbon atoms, more preferably carbon A carbamoyl group having 2 to 5 carbon atoms (for example, methylcarbamoyl, ethylcarbamoyl, morpholinocarbonyl), a sulfamoyl group having 0 to 10, preferably 2 to 8 carbon atoms, more preferably 2 to 5 carbon atoms (for example, methylsulfamoyl group). Moyl, ethylsulfamoyl, piperidinosulfonyl), a nitro group, an alkoxy group having 1 to 20, preferably 1 to 10, and more preferably 1 to 8 carbon atoms (for example, methoxy, ethoxy, 2-methoxy) Ethoxy, 2-phenylethoxy), 6 to 20 carbon atoms, preferably 6 to 12 carbon atoms More preferably an aryloxy group having 6 to 10 carbon atoms (for example, phenoxy, p-methylphenoxy, p-chlorophenoxy, naphthoxy), 1 to 20 carbon atoms, preferably 2 to 12 carbon atoms, more preferably 2 carbon atoms. 8 acyl groups (for example, acetyl, benzoyl, trichloroacetyl), 1 to 20 carbon atoms, preferably 2 to 12 carbon atoms, more preferably 2 to 8 carbon atoms (for example, acetyloxy, benzoyloxy), carbon atoms An acylamino group having 1 to 20, preferably 2 to 12 carbon atoms, more preferably 2 to 8 carbon atoms (eg acetylamino), 1 to 20 carbon atoms, preferably 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to carbon atoms 8 sulfonyl groups (eg methanesulfonyl, ethanesulfonyl, benzenesulfonyl) A sulfinyl group having 1 to 20 carbon atoms, preferably 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 8 carbon atoms (for example, methanesulfinyl, ethanesulfinyl, benzenesulfinyl), 1 to 20 carbon atoms, preferably 1 to 12 carbon atoms And more preferably a substituted or unsubstituted amino group having 1 to 8 carbon atoms (for example, amino, methylamino, dimethylamino, benzylamino, anilino, diphenylamino, 4-methylphenylamino, 4-ethylphenylamino, 3-n -Propylphenylamino, 4-n-propylphenylamino, 3-n-butylphenylamino, 4-n-butylphenylamino, 3-n-pentylphenylamino, 4-n-pentylphenylamino, 3-trifluoromethyl Phenylamino, 4-trifluoromethylphenylamino 2-pyridylamino, 3-pyridylamino, 2-thiazolylamino, 2-oxazolylamino, N, N-methylphenylamino, N, N-ethylphenylamino), 0 to 15 carbon atoms, preferably 3 to 10 carbon atoms More preferably, it is an ammonium group having 3 to 6 carbon atoms (for example, trimethylammonium or triethylammonium), a hydrazino group having 0 to 15, preferably 1 to 10, more preferably 1 to 6 carbon atoms (for example, trimethylhydra). Dino group), ureido group having 1 to 15 carbon atoms, preferably 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 6 carbon atoms (for example, ureido group, N, N-dimethylureido group), 1 to 15 carbon atoms, preferably Is an imide group having 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 6 carbon atoms (for example, a succinimide group). An alkylthio group having 1 to 20 carbon atoms, preferably 1 to 12 carbon atoms, more preferably 1 to 8 carbon atoms (for example, methylthio, ethylthio, propylthio), 6 to 80 carbon atoms, preferably 6 to 40 carbon atoms, more preferably Is an arylthio group having 6 to 30 carbon atoms (for example, phenylthio, p-methylphenylthio, p-chlorophenylthio, 2-pyridylthio, 1-naphthylthio, 2-naphthylthio, 4-propylcyclohexyl-4′-biphenylthio, 4-butyl. Cyclohexyl-4′-biphenylthio, 4-pentylcyclohexyl-4′-biphenylthio, 4-propylphenyl-2-ethynyl-4′-biphenylthio), 1 to 80 carbon atoms, preferably 1 to 40 carbon atoms, Preferably, the heteroarylthio group having 1 to 30 carbon atoms (for example, 2 Pyridylthio, 3-pyridylthio, 4-pyridylthio, 2-quinolylthio, 2-furylthio, 2-pyrrolylthio), an alkoxycarbonyl group having 2 to 20, preferably 2 to 12, and more preferably 2 to 8 carbon atoms ( Methoxycarbonyl, ethoxycarbonyl, 2-benzyloxycarbonyl), an aryloxycarbonyl group having 6 to 20 carbon atoms, preferably 6 to 12 carbon atoms, more preferably 6 to 10 carbon atoms (for example, phenoxycarbonyl), 1 carbon atom To an unsubstituted alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, preferably 1 to 5 carbon atoms, more preferably 1 to 5 carbon atoms (eg methyl, ethyl, propyl, butyl), 1 to 18 carbon atoms, preferably 1 to 10 carbon atoms, Preferably a substituted alkyl group having 1 to 5 carbon atoms {eg hydroxymethyl , Trifluoromethyl, benzyl, carboxyethyl, ethoxycarbonylmethyl, acetylaminomethyl, and an unsaturated hydrocarbon group having 2 to 18 carbon atoms, preferably 3 to 10 carbon atoms, more preferably 3 to 5 carbon atoms. For example, a vinyl group, an ethynyl group, a 1-cyclohexenyl group, a benzylidine group, and a benzylidene group) are also included in the substituted alkyl group}, having 6 to 20, preferably 6 to 15, more preferably 6 to 10 carbon atoms. A substituted or unsubstituted aryl group (for example, phenyl, naphthyl, p-carboxyphenyl, p-nitrophenyl, 3,5-dichlorophenyl, p-cyanophenyl, m-fluorophenyl, p-tolyl, 4-propylcyclohexyl-4 ′ -Biphenyl, 4-butylcyclohexyl-4'-biphenyl, 4-pe Tilcyclohexyl-4′-biphenyl, 4-propylphenyl-2-ethynyl-4′-biphenyl), substituted or unsubstituted having 1 to 20 carbon atoms, preferably 2 to 10 carbon atoms, more preferably 4 to 6 carbon atoms Heteroaryl groups such as pyridyl, 5-methylpyridyl, thienyl, furyl, morpholino, tetrahydrofurfuryl.

これら置換基群Vは、ベンゼン環やナフタレン環が縮合した構造もとることができる。さらに、これらの置換基上にさらに此処までに説明したVの説明で示した置換基が置換していても良い。   These substituent groups V can have a structure in which a benzene ring or a naphthalene ring is condensed. Further, the substituents described in the description of V described so far may be further substituted on these substituents.

置換基群Vの中でも、D1及びD2の表す2価のアリーレン基、2価のヘテロアリーレン基及び2価の環状脂肪族炭化水素基の置換基として、好ましい置換基は、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、シアノ基であり、更に好ましくは、アルキル基、ハロゲン原子、シアノ基である。 Among the substituent group V, preferred substituents for the divalent arylene group, divalent heteroarylene group, and divalent cyclic aliphatic hydrocarbon group represented by D 1 and D 2 are alkyl groups, alkoxy groups. Group, halogen atom, hydroxy group and cyano group, more preferably alkyl group, halogen atom and cyano group.

一般式(1)中、L1は2価の連結基を表す。好ましくは、アルケニレン基、アルキニレン基、エーテル基、エステル基、カルボニル基、アゾ基、アゾキシ基、又はアルキレンオキシ基であり、より好ましくは、エステル基、又はアルキレンオキシ基である。 In general formula (1), L 1 represents a divalent linking group. An alkenylene group, an alkynylene group, an ether group, an ester group, a carbonyl group, an azo group, an azoxy group, or an alkyleneoxy group is preferable, and an ester group or an alkyleneoxy group is more preferable.

一般式(1)中、L1で表されるアルケニレン基として、好ましくは炭素数2〜20、より好ましくは炭素数2〜10のアルケニレン基であり、例えば、エテニレン基をあげることができる。
一般式(1)中、L1で表されるアルキニレン基として、好ましくは炭素数2〜20、より好ましくは炭素数2〜10のアルキニレン基であり、例えば、エチニレン基をあげることができる。
In the general formula (1), the alkenylene group represented by L 1 is preferably an alkenylene group having 2 to 20 carbon atoms, more preferably 2 to 10 carbon atoms, and examples thereof include an ethenylene group.
In the general formula (1), the alkynylene group represented by L 1 is preferably an alkynylene group having 2 to 20 carbon atoms, more preferably 2 to 10 carbon atoms, and examples thereof include an ethynylene group.

一般式(1)中、T1及びT2は各々独立に、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、アシル基、アシルオキシ基、ハロゲン原子、又はシアノ基を表す。
1及びT2はとして好ましくは、炭素数1〜30、より好ましくは炭素数4〜20、更に好ましくは炭素数6〜18のアルキル基、炭素数1〜30、より好ましくは炭素数4〜20、更に好ましくは炭素数6〜18のアルコキシ基、炭素数2〜30、より好ましくは炭素数5〜21、更に好ましくは炭素数7〜19のアルコキシカルボニル基、炭素数2〜30、より好ましくは炭素数5〜21、更に好ましくは炭素数7〜19のアシル基、炭素数2〜30、より好ましくは炭素数5〜21、更に好ましくは炭素数7〜19のアシルオキシ基、ハロゲン原子、又はシアノ基である。
In general formula (1), T 1 and T 2 each independently represents an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkoxy group, an alkoxycarbonyl group, an acyl group, an acyloxy group, a halogen atom, or a cyano group.
T 1 and T 2 are preferably an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, more preferably 4 to 20 carbon atoms, still more preferably an alkyl group having 6 to 18 carbon atoms, and 1 to 30 carbon atoms, more preferably 4 to carbon atoms. 20, more preferably an alkoxy group having 6 to 18 carbon atoms, 2 to 30 carbon atoms, more preferably 5 to 21 carbon atoms, still more preferably an alkoxycarbonyl group having 7 to 19 carbon atoms, 2 to 30 carbon atoms, more preferably Is an acyl group having 5 to 21 carbon atoms, more preferably 7 to 19 carbon atoms, 2 to 30 carbon atoms, more preferably 5 to 21 carbon atoms, still more preferably an acyloxy group having 7 to 19 carbon atoms, a halogen atom, or It is a cyano group.

一般式(1)中、T1及びT2で表されるアルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、アシル基、及びアシルオキシ基は、置換基を有していてもいなくてもよく、置換基としては、上記置換基群Vが挙げられる。
1及びT2で表されるアルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、アシル基、及びアシルオキシ基の置換基としては、置換基群Vのうち、ハロゲン原子(特に塩素原子、フッ素原子)、シアノ基、ヒドロキシ基、アルコキシ基、アシル基であることが好ましい。
In general formula (1), the alkyl group, cycloalkyl group, alkoxy group, alkoxycarbonyl group, acyl group, and acyloxy group represented by T 1 and T 2 may or may not have a substituent. The substituent group V is exemplified as the substituent.
Examples of the substituent for the alkyl group, cycloalkyl group, alkoxy group, alkoxycarbonyl group, acyl group, and acyloxy group represented by T 1 and T 2 include halogen atoms (particularly chlorine atoms, fluorine atoms) in the substituent group V. Atom), a cyano group, a hydroxy group, an alkoxy group, and an acyl group.

一般式(1)中、T1及びT2で表されるアルキル基の具体例は、例えば、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、オクタデシル基、4−シアノブチル基、トリフルオロメチル基、3−メトキシプロピル基を挙げることができる。
一般式(1)中、T1及びT2で表されるシクロアルキル基の具体例は、例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基を挙げることができる。
1及びT2で表されるアルコキシ基の具体例は、例えば、オクチルオキシ基、ウンデシルオキシ基、ドデシルオキシ基、トリフルオロメトキシ基、2−メトキシエトキシ基を挙げることができる。
1及びT2で表されるアルコキシカルボニル基の具体例は、例えば、オクチルオキシカルボニル基、ドデシルオキシカルボニル基を挙げることができる。
1及びT2で表されるアシル基の具体例は、例えば、オクチルカルボニル基、ドデシルカルボニル基を挙げることができる。
1及びT2で表されるアシルオキシ基の具体例は、例えば、オクチルカルボニルオキシ基、ドデシルカルボニルオキシ基を挙げることができる。
Specific examples of the alkyl group represented by T 1 and T 2 in the general formula (1) include, for example, octyl group, nonyl group, decyl group, undecyl group, dodecyl group, octadecyl group, 4-cyanobutyl group, trifluoro A methyl group and a 3-methoxypropyl group can be mentioned.
In the general formula (1), specific examples of the cycloalkyl group represented by T 1 and T 2 include a cyclopentyl group and a cyclohexyl group.
Specific examples of the alkoxy group represented by T 1 and T 2 include an octyloxy group, an undecyloxy group, a dodecyloxy group, a trifluoromethoxy group, and a 2-methoxyethoxy group.
Specific examples of the alkoxycarbonyl group represented by T 1 and T 2 include octyloxycarbonyl group and dodecyloxycarbonyl group.
Specific examples of the acyl group represented by T 1 and T 2 include octylcarbonyl group and dodecylcarbonyl group.
Specific examples of the acyloxy group represented by T 1 and T 2 include octylcarbonyloxy group and dodecylcarbonyloxy group.

一般式(1)中のT1及びT2は、特に好ましくはアルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、シアノ基である。 T 1 and T 2 in the general formula (1) are particularly preferably an alkyl group, an alkoxy group, a halogen atom, or a cyano group.

一般式(1)中、eは1〜3の整数を表し、好ましくは1または2である。が2又は3を表す場合、複数のD1はそれぞれ同一であっても、異なっていてもよい。
一般式(1)中、mは1〜3の整数を表し、好ましくは1又は2である。mが2又は3を表す場合、複数のD1はそれぞれ同一であっても、異なっていてもよく、複数のL1はそれぞれ同一であっても、異なっていてもよい。
一般式(1)中、kは1又は2である。kが2の場合、複数のD2はそれぞれ同一であっても、異なっていてもよい。
In general formula (1), e represents an integer of 1 to 3, preferably 1 or 2. When 2 represents 2 or 3, the plurality of D 1 may be the same or different from each other.
In general formula (1), m represents an integer of 1 to 3, and preferably 1 or 2. When m represents 2 or 3, the plurality of D 1 may be the same or different, and the plurality of L 1 may be the same or different.
In general formula (1), k is 1 or 2. When k is 2, the plurality of D 2 may be the same or different.

一般式(1)中、D1とD2で表される基の総数、すなわちe×m+kが3〜5の整数であり、より好ましくは3〜4の整数である。e及びkがそれぞれ2以上の時、2以上のD1及びD2はそれぞれ同一でも異なっていてもよく、mが2以上の時、2以上の((D1e−L1)は、それぞれ、同一でも異なっていてもよい。 In general formula (1), the total number of groups represented by D 1 and D 2 , that is, e × m + k is an integer of 3 to 5, more preferably an integer of 3 to 4. When e and k are each 2 or more, 2 or more D 1 and D 2 may be the same or different, and when m is 2 or more, 2 or more ((D 1 ) e −L 1 ) is Each may be the same or different.

特に好ましいe、m、kの組み合わせを以下に記す。
(i)e=1、m=2、k=1
(ii)e=2、m=1、k=1
(iii)e=2、m=1、k=2
Particularly preferred combinations of e, m, and k are described below.
(I) e = 1, m = 2, k = 1
(Ii) e = 2, m = 1, k = 1
(Iii) e = 2, m = 1, k = 2

一般式(1)において、D1に置換するT1とL1はパラ位にあることが好ましく、D2に置換するL1とT2はパラ位にあることが好ましい。
一般式(1)で表されるスメクチック液晶化合物は、好ましくは下記一般式(2)で表される構造であることが好ましい。
In the general formula (1), T 1 and L 1 substituted for D 1 are preferably in the para position, and L 1 and T 2 substituted for D 2 are preferably in the para position.
The smectic liquid crystal compound represented by the general formula (1) preferably has a structure represented by the following general formula (2).

Figure 2007197487
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下記一般式(2)中、Rは上記置換基群Vで示したものと同義であり、T1及びT2はそれぞれ一般式(1)におけるT1及びT2と同義である。nは0〜4の整数を表す。 In the following general formula (2), R has the same meaning as those shown in the above-mentioned substituent group V, T 1 and T 2 are each synonymous with T 1 and T 2 in the general formula (1). n represents an integer of 0 to 4.

以下に本発明に用いられるスメクチック液晶化合物の具体例を示すが、本発明はこれに限定されるものではない。   Specific examples of the smectic liquid crystal compound used in the present invention are shown below, but the present invention is not limited thereto.

Figure 2007197487
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Figure 2007197487
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Figure 2007197487
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本発明において、特に好適なスメクチック液晶化合物として、屈折率は、1.5〜2.0の場合、特に好ましくは、1.5〜1.8の範囲である。該液晶に印加される電場の周波数領域は、好ましくは0.1Hz〜10MHzの囲であり、より好ましくは1Hz〜1MHzである。ここで、低周波数領域として用いられるのは0.1Hz〜100kHzであり、好ましくは、1Hz〜10kHzであり、より好ましくは10Hz〜10kHzである。高周波数領域として用いられるのは100Hz〜10MHzであり、好ましくは、100Hz〜1MHzであり、より好ましくは1kHz〜1MHzである。
クロスオーバー周波数は、1Hz〜10kHzの範囲であることが好ましい。
In the present invention, the particularly preferable smectic liquid crystal compound has a refractive index of 1.5 to 2.0, particularly preferably 1.5 to 1.8. The frequency region of the electric field applied to the liquid crystal is preferably in the range of 0.1 Hz to 10 MHz, and more preferably 1 Hz to 1 MHz. Here, 0.1 Hz to 100 kHz is used as the low frequency region, preferably 1 Hz to 10 kHz, and more preferably 10 Hz to 10 kHz. 100 Hz to 10 MHz, preferably 100 Hz to 1 MHz, and more preferably 1 kHz to 1 MHz is used as the high frequency region.
The crossover frequency is preferably in the range of 1 Hz to 10 kHz.

組み合わせる二周波駆動性ネマチック液晶化合物としては、適用するスメクチック液晶化合物と同じ液晶骨格を有することが好ましい。特に好ましくは、スメクチック液晶化合物が、一般式(2)で表される構造の場合であって、且つ、これに組み合わせる二周波駆動性ネマチック液晶化合物が、一般式(2)で表される構造を有する場合である。   The combined dual-frequency driving nematic liquid crystal compound preferably has the same liquid crystal skeleton as the smectic liquid crystal compound to be applied. Particularly preferably, the smectic liquid crystal compound has a structure represented by the general formula (2), and the dual-frequency driving nematic liquid crystal compound combined therewith has a structure represented by the general formula (2). This is the case.

(4)その他の液晶化合物
本発明の二周波駆動可能なスメクチック液晶組成物は、印加される電場の低周波数領域と高周波数領域で誘電率異方性の符号が逆転しない、つまり二周波駆動ではないネマチック液晶化合物を含んでいてもよい。
(4) Other liquid crystal compounds The smectic liquid crystal composition of the present invention capable of dual frequency driving does not reverse the sign of dielectric anisotropy in the low frequency region and high frequency region of the applied electric field. It may contain no nematic liquid crystal compound.

そのようなネマチック液晶化合物の具体例としては、アゾメチン化合物、シアノビフェニル化合物、シアノフェニルエステル、フッ素置換フェニルエステル、シクロヘキサンカルボン酸フェニルエステル、フッ素置換シクロヘキサンカルボン酸フェニルエステル、シアノフェニルシクロヘキサン、フッ素置換フェニルシクロヘキサン、シアノ置換フェニルピリミジン、フッ素置換フェニルピリミジン、アルコキシ置換フェニルピリミジン、フッ素置換アルコキシ置換フェニルピリミジン、フェニルジオキサン、トラン系化合物、フッ素置換トラン系化合物、アルケニルシクロヘキシルベンゾニトリルなどが挙げられる。
また、「液晶デバイスハンドブック」(日本学術振興会第142委員会編、日刊工業新聞社、1989年)の第154〜192頁及び第715〜722頁に記載の液晶化合物を用いることができる。
更に、TFT駆動に適したフッ素置換されたホスト液晶を使用することもできる。例えば、Merck社の液晶(ZLI−4692、MLC−6267、6284、6287、6288、6406、6422、6423、6425、6435、6437、7700、7800、9000、9100、9200、9300、10000など)、チッソ社の液晶(LIXON5036xx、5037xx、5039xx、5040xx、5041xxなど)が挙げられる。
Specific examples of such nematic liquid crystal compounds include azomethine compounds, cyanobiphenyl compounds, cyanophenyl esters, fluorine substituted phenyl esters, cyclohexanecarboxylic acid phenyl esters, fluorine substituted cyclohexanecarboxylic acid phenyl esters, cyanophenylcyclohexane, fluorine substituted phenylcyclohexanes. Cyano-substituted phenylpyrimidine, fluorine-substituted phenylpyrimidine, alkoxy-substituted phenylpyrimidine, fluorine-substituted alkoxy-substituted phenylpyrimidine, phenyldioxane, tolan compounds, fluorine-substituted tolan compounds, alkenylcyclohexylbenzonitrile and the like.
In addition, the liquid crystal compounds described in pages 154 to 192 and pages 715 to 722 of “Liquid Crystal Device Handbook” (Japan Society for the Promotion of Science 142nd edition, Nikkan Kogyo Shimbun, 1989) can be used.
Furthermore, a fluorine-substituted host liquid crystal suitable for TFT driving can also be used. For example, Merck's liquid crystal (ZLI-4692, MLC-6267, 6284, 6287, 6288, 6406, 6422, 6423, 6425, 6435, 6437, 7700, 7800, 9000, 9100, 9200, 9300, 10,000, etc.) Liquid crystal (LIXON 5036xx, 5037xx, 5039xx, 5040xx, 5041xx, etc.).

(5)その他の添加物
本発明の液晶に、ホスト液晶の物性を変化させる目的(例えば,液晶相の温度範囲、誘電率異方性、屈折率異方性あるいはクロスオーバー周波数)で、液晶性を示さない化合物を添加してもよい。ここで、クロスオーバー周波数とは、二周波駆動液晶において、誘電率異方性が正から負へと変化する周波数のことを意味する。
また、本発明の液晶組成物には、種々の添加剤、例えば、カイラル剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤などを添加しても良い。これらの添加物については、例えば、「液晶デバイスハンドブック」(日本学術振興会第142委員会編、日刊工業新聞社、1989年)の第199〜202頁に記載のTN、STN用カイラル剤が挙げられる。
(5) Other additives For the purpose of changing the physical properties of the host liquid crystal (for example, temperature range of liquid crystal phase, dielectric anisotropy, refractive index anisotropy or crossover frequency), the liquid crystal of the present invention is liquid crystalline. A compound that does not show may be added. Here, the crossover frequency means a frequency at which the dielectric anisotropy changes from positive to negative in the two-frequency driving liquid crystal.
Moreover, you may add various additives, for example, a chiral agent, a ultraviolet absorber, antioxidant, etc. to the liquid-crystal composition of this invention. Examples of these additives include chiral agents for TN and STN described in pages 199 to 202 of “Liquid Crystal Device Handbook” (edited by the 142th Committee of the Japan Society for the Promotion of Science, Nikkan Kogyo Shimbun, 1989). It is done.

1−2 高分子材料
本発明の液晶組成物は、少なくとも1種以上の高分子材料を含む。
高分子材料を媒体として上記液晶を分散含有する高分子媒体層は、例えば、液晶組成物を分散したポリマー溶液を、基板上に塗設することにより形成することができる。ポリマー溶液中に液晶組成物を分散する方法としては、機械的攪拌、加熱、超音波、あるいはその組合せなどを利用して行うことができる。
1-2 Polymer Material The liquid crystal composition of the present invention contains at least one polymer material.
The polymer medium layer in which the liquid crystal is dispersed and contained using a polymer material as a medium can be formed, for example, by coating a polymer solution in which a liquid crystal composition is dispersed on a substrate. As a method of dispersing the liquid crystal composition in the polymer solution, mechanical stirring, heating, ultrasonic waves, or a combination thereof can be used.

前記高分子媒体層において、高分子媒体中に分散された上記二周波駆動可能なスメクチック液晶と高分子材料との質量比は、1:10〜10:1が好ましく、1:1〜8:2がより好ましい。   In the polymer medium layer, the mass ratio of the smectic liquid crystal capable of being driven in two frequencies and the polymer material dispersed in the polymer medium is preferably 1:10 to 10: 1, and 1: 1 to 8: 2. Is more preferable.

前記高分子媒体層を形成する過程で、液晶組成物をドロプレットとして析出させて、該ドロップレットを分散含有する高分子媒体層を形成する方法としては、例えば以下の(1)〜(5)の方法が挙げられる。
(1) 重合性のモノマーもしくはオリゴマーまたはそれらの混合物(以下、これらをまとめてプレポリマーという)に本発明にかかる二周波駆動可能なスメクチック液晶を溶解した溶液(液晶組成物中間体)を、基板上に塗設してプレポリマー層を形成し、該プレポリマー層を紫外線もしくは電子線の照射によるか又は熱による重合反応で硬化させて高分子媒体層を形成するとともに、高分子媒体層中にプレポリマーに溶解していた液晶成分をドロップレットとして析出させる方法。
(2) 二周波駆動可能なスメクチック液晶を加熱によりポリマーに溶解させた後、冷却して相溶性を低下させて液晶成分をドロップレットとして析出させる方法。この方法では、基板上への塗設はドロプレットの析出の前後、いずれのタイミングでもよい。
(3) 二周波駆動可能なスメクチック液晶とポリマーとを共通の溶媒に溶解した後、溶媒を蒸発させて液晶成分をドロップレットとして析出させる方法。この方法では、基板上への塗設はドロプレットの析出の前後、いずれの方法でもよい。
(4) 汎用溶剤中に二周波駆動可能なスメクチック液晶物及びポリマーを混入し、乳化状態とした後、溶媒を蒸発させ、液晶成分をドロップレットとして析出させる方法。
(5) 二周波駆動可能なスメクチック液晶を低温下で結晶化し、これを粉砕してポリマー媒体中に分散させた後、基板上へ塗設する方法。
In the process of forming the polymer medium layer, the liquid crystal composition is precipitated as a droplet and a method of forming a polymer medium layer containing the droplet in a dispersed manner includes, for example, the following (1) to (5): A method is mentioned.
(1) A solution (liquid crystal composition intermediate) in which a smectic liquid crystal capable of dual frequency driving according to the present invention is dissolved in a polymerizable monomer or oligomer or a mixture thereof (hereinafter collectively referred to as a prepolymer) is used as a substrate. A prepolymer layer is formed by coating on the prepolymer layer, and the prepolymer layer is cured by a polymerization reaction by irradiation with ultraviolet rays or an electron beam or by heat to form a polymer medium layer. A method of depositing liquid crystal components dissolved in a prepolymer as droplets.
(2) A method in which a smectic liquid crystal that can be driven at two frequencies is dissolved in a polymer by heating and then cooled to lower the compatibility, thereby precipitating liquid crystal components as droplets. In this method, the coating on the substrate may be performed at any timing before or after the droplets are deposited.
(3) A method in which a smectic liquid crystal that can be driven at two frequencies and a polymer are dissolved in a common solvent, and then the solvent is evaporated to deposit a liquid crystal component as droplets. In this method, the coating on the substrate may be performed before or after deposition of the droplets.
(4) A method in which a smectic liquid crystal material and a polymer capable of dual frequency driving are mixed in a general-purpose solvent to form an emulsified state, the solvent is evaporated, and a liquid crystal component is deposited as droplets.
(5) A method of crystallizing a smectic liquid crystal that can be driven at two frequencies at a low temperature, pulverizing and dispersing the smectic liquid crystal in a polymer medium, and then coating on a substrate.

本発明の調光材料及び液晶表示素子としては、(1)の方法が強い散乱状態が形成できる観点から好ましい。また(1)の方法では、前記液晶組成物中間体に重合開始剤を用いることが、均一な散乱状態が形成できる点から好ましい。この重合開始剤は公知のものを適宜適用することができる。   As the light control material and the liquid crystal display element of the present invention, the method (1) is preferable from the viewpoint that a strong scattering state can be formed. In the method (1), it is preferable to use a polymerization initiator for the liquid crystal composition intermediate because a uniform scattering state can be formed. As this polymerization initiator, known ones can be appropriately applied.

高分子材料中の液晶滴の平均粒径は、0.1〜20μmであることが好ましく、0.5〜10μmであることがより好ましく、1〜5μmであることが更に好ましい。液晶滴の平均粒径が0.1μm未満の場合には、光の波長と液晶滴の平均粒径が同じサイズオーダーとなるため光の散乱が弱くなる場合があり、20μmを超える場合には、高分子と液晶との界面が占める割合が小さくなるため光の散乱が弱くなる場合がある。   The average particle diameter of the liquid crystal droplets in the polymer material is preferably 0.1 to 20 μm, more preferably 0.5 to 10 μm, and still more preferably 1 to 5 μm. When the average particle size of the liquid crystal droplets is less than 0.1 μm, the light wavelength and the average particle size of the liquid crystal droplets may be the same size order, so that light scattering may be weakened. Since the ratio of the interface between the polymer and the liquid crystal is small, light scattering may be weak.

前記高分子媒体層に用いる高分子材料としては特に制限はない。メチルセルロース、ポリビニルアルコール、ポリオキシエチレン、ポリビニルブチラール、ゼラチン等の水溶性高分子、ポリアクリレート類、ポリメタクリレート類、ポリアミド類、ポリエステル類、ポリカーボネート類、酢酸ビニルやポリビニルブチラールに代表されるポリビニルアルコール誘導体類、トリアセチルセルロースのようなセルロース誘導体類、ポリウレタン類、スチレン類等の非水溶性高分子が用いられる。本発明の調光材料に用いる高分子としては、液晶と高分子の重合相分離により均一な高分子中に液晶が分散された状態を形成しやすい組合せという観点からポリアクリレート類、ポリメタクリレート類が好ましい。   The polymer material used for the polymer medium layer is not particularly limited. Water-soluble polymers such as methylcellulose, polyvinyl alcohol, polyoxyethylene, polyvinyl butyral, gelatin, polyacrylates, polymethacrylates, polyamides, polyesters, polycarbonates, polyvinyl alcohol derivatives represented by vinyl acetate and polyvinyl butyral Water-insoluble polymers such as cellulose derivatives such as triacetyl cellulose, polyurethanes, and styrenes are used. Examples of the polymer used in the light control material of the present invention include polyacrylates and polymethacrylates from the viewpoint of a combination that easily forms a state in which the liquid crystal is dispersed in a uniform polymer by polymer phase separation of the liquid crystal and the polymer. preferable.

なお、高分子材料としては、上述のように、上記液晶の長軸方向の屈折率(n‖)に近い屈折率を有するものを用いることが好ましい。本発明に好適に用いられる液晶の長軸方向の屈折率(n‖)は1.5〜1.8程度であるため、高分子材料の屈折率(np)も1.5〜1.8程度であることが好ましい。このような屈折率(np)を有する高分子材料は、一般的にポリアクリレート類、ポリメタクリレート類である。また、高分子材料を低い屈折率の方向に調整するときはポリアクリレート類、ポリメタクリレート類のエステル部位の官能基として屈折率の低いパーツ(例えば、フッ素原子)を導入する。また、高分子材料を高い屈折率の方向に調整するときはポリアクリレート類、ポリメタクリレート類のエステル部位の官能基として屈折率の高いパーツ(例えば、シアノ基)を導入することで、屈折率を調節することができる。 As described above, it is preferable to use a polymer material having a refractive index close to the refractive index (n‖) in the major axis direction of the liquid crystal as described above. Since the refractive index (n‖) in the major axis direction of the liquid crystal suitably used in the present invention is about 1.5 to 1.8, the refractive index (n p ) of the polymer material is also 1.5 to 1.8. It is preferable that it is a grade. Polymer materials having such a refractive index (n p ) are generally polyacrylates and polymethacrylates. Further, when the polymer material is adjusted in the direction of a low refractive index, a part having a low refractive index (for example, a fluorine atom) is introduced as a functional group at the ester site of polyacrylates or polymethacrylates. In addition, when adjusting the polymer material in the direction of a high refractive index, the refractive index is adjusted by introducing a part having a high refractive index (for example, a cyano group) as a functional group of the ester portion of polyacrylates or polymethacrylates. Can be adjusted.

1−3.その他の添加剤
さらに、液晶組成物には、液晶の分散状態を安定化することを目的として、界面活性剤を用いることができる。本発明に適用できる界面活性剤に特に制限はないが、非イオン系界面活性剤が好ましく、ソルビタン脂肪酸エステル類、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル類、ポリオキエチレンアルキルエーテル類、フルオロアルキルエチレンオキシド類等が用いられる。
1-3. Other Additives Furthermore, a surfactant can be used in the liquid crystal composition for the purpose of stabilizing the dispersion state of the liquid crystal. There is no particular limitation on the surfactant applicable to the present invention, but nonionic surfactants are preferable, and sorbitan fatty acid esters, polyoxyethylene fatty acid esters, polyoxyethylene alkyl ethers, fluoroalkylethylene oxides, etc. are used. It is done.

さらに、液晶組成物を着色する目的で、色材を添加してもよい。色材としては、染料あるいは顔料が好適に用いられるが、染料のほうが好ましい。染料としては、特に、二色性を示す、いわゆる二色性色素が好ましい。二色性色素の発色団はいかなるものであってもよいが、例えば、アゾ色素、アントラキノン色素、ペリレン色素、メロシアニン色素、アゾメチン色素、フタロペリレン色素、インジゴ色素、アズレン色素、ジオキサジン色素、ポリチオフェン色素、フェノキサジン色素などが挙げられる。好ましくはアゾ色素、アントラキノン色素、フェノキサジン色素であり、特に好ましくはアントラキノン色素、フェノキサゾン色素(フェノキサジン−3−オン)である。   Further, a coloring material may be added for the purpose of coloring the liquid crystal composition. As the color material, a dye or a pigment is preferably used, but a dye is more preferable. As the dye, a so-called dichroic dye exhibiting dichroism is particularly preferable. The chromophore of the dichroic dye may be any, for example, azo dye, anthraquinone dye, perylene dye, merocyanine dye, azomethine dye, phthaloperylene dye, indigo dye, azulene dye, dioxazine dye, polythiophene dye, phenoxy Examples include sagin dyes. Preferred are azo dyes, anthraquinone dyes, and phenoxazine dyes, and particularly preferred are anthraquinone dyes and phenoxazone dyes (phenoxazin-3-one).

アゾ色素はモノアゾ色素、ビスアゾ色素、トリスアゾ色素、テトラキスアゾ色素、ペンタキスアゾ色素などいかなるものであってもよいが、好ましくはモノアゾ色素、ビスアゾ色素、トリスアゾ色素である。
アゾ色素に含まれる環構造としては芳香族基(ベンゼン環、ナフタレン環など)のほかにも複素環(キノリン環、ピリジン環、チアゾール環、ベンゾチアゾール環、オキサゾール環、ベンゾオキサゾール環、イミダゾール環、ベンゾイミダゾール環、ピリミジン環など)であってもよい。
The azo dye may be any one such as a monoazo dye, a bisazo dye, a trisazo dye, a tetrakisazo dye, and a pentakisazo dye, but is preferably a monoazo dye, a bisazo dye, or a trisazo dye.
The ring structure contained in the azo dye includes aromatic groups (benzene ring, naphthalene ring, etc.) as well as heterocyclic rings (quinoline ring, pyridine ring, thiazole ring, benzothiazole ring, oxazole ring, benzoxazole ring, imidazole ring, Benzimidazole ring, pyrimidine ring, etc.).

アントラキノン色素の置換基としては、酸素原子、硫黄原子又は窒素原子を含むものが好ましく、例えば、アルコキシ、アリーロキシ、アルキルチオ、アリールチオ、アルキルアミノ、アリールアミノ基である。該置換基の置換数はいかなる数であってもよいが、ジ置換、トリ置換、テトラキス置換が好ましく、特に好ましくはジ置換、トリ置換である。該置換基の置換位置はいかなる場所であってもよいが、好ましくは1,4位ジ置換、1,5位ジ置換、1,4,5位トリ置換、1,2,4位トリ置換、1,2,5位トリ置換、1,2,4,5位テトラ置換、1,2,5,6位テトラ置換構造である。   As the substituent of the anthraquinone dye, those containing an oxygen atom, a sulfur atom or a nitrogen atom are preferable, and examples thereof include an alkoxy group, an aryloxy group, an alkylthio group, an arylthio group, an alkylamino group and an arylamino group. The substitution number of the substituent may be any number, but di-substitution, tri-substitution, and tetrakis substitution are preferred, and di-substitution and tri-substitution are particularly preferred. The substitution position of the substituent may be any place, but preferably 1,4-position disubstitution, 1,5-position disubstitution, 1,4,5-position trisubstitution, 1,2,4-position trisubstitution, They are 1,2,5-trisubstituted, 1,2,4,5-tetrasubstituted, 1,2,5,6-tetrasubstituted structures.

フェノキサゾン色素(フェノキサジン−3−オン)の置換基としては、酸素原子、硫黄原子又は窒素原子を含むものが好ましく、例えば、アルコキシ、アリーロキシ、アルキルチオ、アリールチオ、アルキルアミノ、アリールアミノ基である。   The substituent of the phenoxazone dye (phenoxazin-3-one) preferably includes an oxygen atom, a sulfur atom or a nitrogen atom, and examples thereof include an alkoxy group, an aryloxy group, an alkylthio group, an arylthio group, an alkylamino group and an arylamino group.

2.液晶素子
本発明の液晶素子は、電極と、上記説明の液晶組成物を含む液晶層と、を有する積層体であり、入射光の反射光量を変化させるものである。
2. Liquid Crystal Element The liquid crystal element of the present invention is a laminate having an electrode and a liquid crystal layer containing the liquid crystal composition described above, and changes the amount of incident light reflected.

2−1.電極
本発明において、電極は、液晶素子に用いられる公知のものを適宜適用することができる。液晶素子を液晶表示素子として用いる場合には、少なくとも観察面側の電極は透明電極であることが好ましく、調光材料の場合には、両面の電極が透明電極であることが好ましい。
透明電極は、例えば、酸化インジウム、酸化インジウムスズ(ITO)、酸化スズ等から形成することができる。この中でも、低抵抗で高い透明性を有する点から酸化インジウムスズ(ITO)を用いることが好適である。
透明電極については、たとえば、「液晶デバイスハンドブック」(日本学術振興会第142委員会編、日刊工業新聞社、1989年)の第232〜239頁に記載のものが用いられる。
2-1. Electrode In this invention, the well-known thing used for a liquid crystal element can be applied suitably for an electrode. When the liquid crystal element is used as a liquid crystal display element, at least the electrode on the observation surface side is preferably a transparent electrode, and in the case of a light control material, the electrodes on both surfaces are preferably transparent electrodes.
The transparent electrode can be formed from, for example, indium oxide, indium tin oxide (ITO), tin oxide, or the like. Among these, indium tin oxide (ITO) is preferably used from the viewpoint of low resistance and high transparency.
As for the transparent electrode, for example, those described in pages 232 to 239 of “Liquid Crystal Device Handbook” (edited by the Japan Society for the Promotion of Science 142nd Committee, Nikkan Kogyo Shimbun, 1989) are used.

2−2.液晶層(高分子媒体層)
液晶素子における液晶層は、電極間に挟持される。具体的には、電極間にスペーサーなどを介して、1〜50μm間隔で対向させ、基板間に形成された空間に液晶組成物を配置することにより作製することができる。
前記スペーサーについては、例えば、「液晶デバイスハンドブック」(日本学術振興会第142委員会編、日刊工業新聞社、1989年)の第257〜262頁に記載のものを用いることができる。なお、本発明の調光材料は、基板上に塗布あるいは印刷することにより基板間の空間に配置することができる。
なお、上記液晶組成物で説明した通り、本発明における液晶層は、高分子材料を媒体として液晶を分散含有する高分子媒体層である。本発明の調光材料及び液晶表示素子において、高分子媒体層の厚みは、1〜50μmであることが、高い散乱状態を維持したまま、低電圧駆動できる観点から好ましい。
2-2. Liquid crystal layer (polymer medium layer)
The liquid crystal layer in the liquid crystal element is sandwiched between the electrodes. Specifically, it can be produced by arranging a liquid crystal composition in a space formed between the substrates, facing each other at intervals of 1 to 50 μm via a spacer or the like between the electrodes.
As the spacer, for example, those described in pages 257 to 262 of “Liquid Crystal Device Handbook” (edited by Japan Society for the Promotion of Science 142nd Committee, Nikkan Kogyo Shimbun, 1989) can be used. In addition, the light control material of this invention can be arrange | positioned in the space between board | substrates by apply | coating or printing on a board | substrate.
In addition, as demonstrated with the said liquid-crystal composition, the liquid-crystal layer in this invention is a polymer medium layer which contains a polymer material as a medium and disperse | distributes a liquid crystal. In the light modulating material and the liquid crystal display element of the present invention, the thickness of the polymer medium layer is preferably 1 to 50 μm from the viewpoint of being able to be driven at a low voltage while maintaining a high scattering state.

2−3.表示方法
本発明の液晶素子は、二周波駆動可能なスメクチック液晶を含むため、本発明の液晶素子の表示方法は、高周波と低周波の交流電圧で駆動させて表示を切り替えるものである。
2-3. Display Method Since the liquid crystal element of the present invention includes a smectic liquid crystal that can be driven at two frequencies, the display method of the liquid crystal element of the present invention is driven by high-frequency and low-frequency AC voltages to switch the display.

本発明における高分子媒体層の駆動について、図1を用いて説明する。
図1(A)は低周波数の電圧を印加したときの様子を示す図であり、図1(B)は、高周波数の電圧を印加したときの様子を示す図である。二周波駆動液晶は、低周波数の電圧に対する誘電率異方性が正であって、高周波数の電圧に対する誘電率異方性が負である。
The driving of the polymer medium layer in the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 1A is a diagram illustrating a state when a low-frequency voltage is applied, and FIG. 1B is a diagram illustrating a state when a high-frequency voltage is applied. The dual frequency driving liquid crystal has a positive dielectric anisotropy with respect to a low frequency voltage and a negative dielectric anisotropy with respect to a high frequency voltage.

高分子媒体層10は、高分子材料12中に二周波駆動可能なスメクチック液晶14が分散されている。
まず、この高分子媒体層10に低周波数の電圧を印加すると、液晶14の誘電率異方性が正であるため、高分子媒体層10中の液晶分子は電界の方向に対して平行に配向する(図1(A))。すなわち、電極16に対して、垂直に液晶分子が配向することになる。したがって、この状態での液晶14の屈折率は、長軸方向の屈折率(n‖)となる。一方、高分子媒体層10中の高分子材料12は配向しないため、屈折率はそれ自身の屈折率(np)となる。ここで、液晶14の長軸方向の屈折率(n‖)と高分子材料12の屈折率(np)とが近い値である場合には、液晶14と高分子材料と12の境界において光の屈折が起こり難くなるため、光は散乱されることなく透過し、透明状態となる。
この状態で電圧の印加を止めても、スメクチック液晶を用いているのでメモリー性があり、透明状態を維持することができる。したがって、使用する電力量を節約することができる。
In the polymer medium layer 10, a smectic liquid crystal 14 that can be driven at two frequencies is dispersed in a polymer material 12.
First, when a low-frequency voltage is applied to the polymer medium layer 10, the liquid crystal molecules in the polymer medium layer 10 are aligned parallel to the direction of the electric field because the dielectric anisotropy of the liquid crystal 14 is positive. (FIG. 1A). That is, the liquid crystal molecules are aligned perpendicular to the electrode 16. Therefore, the refractive index of the liquid crystal 14 in this state is the refractive index (n‖) in the major axis direction. On the other hand, since the polymer material 12 in the polymer medium layer 10 is not oriented, the refractive index becomes its own refractive index (n p ). Here, when the refractive index (n‖) in the major axis direction of the liquid crystal 14 and the refractive index (n p ) of the polymer material 12 are close to each other, light is emitted at the boundary between the liquid crystal 14 and the polymer material 12. Therefore, the light is transmitted without being scattered and becomes transparent.
Even if the application of voltage is stopped in this state, the smectic liquid crystal is used, so that there is a memory property and a transparent state can be maintained. Therefore, the amount of power used can be saved.

次に、この高分子媒体層12に高周波数の電圧を印加すると、液晶14の誘電率異方性が負であるため、液晶分子は電界の方向に対して垂直に配向する(図1(B))。すなわち、電極16に対して、水平に液晶分子が配向することになる。よって、低周波数の電圧と高周波数の電圧とを切り替えることで液晶分子の配向状態を切り替えることが可能となる。   Next, when a high frequency voltage is applied to the polymer medium layer 12, since the dielectric anisotropy of the liquid crystal 14 is negative, the liquid crystal molecules are aligned perpendicular to the direction of the electric field (FIG. 1B )). That is, the liquid crystal molecules are aligned horizontally with respect to the electrode 16. Therefore, it is possible to switch the alignment state of the liquid crystal molecules by switching between a low frequency voltage and a high frequency voltage.

ここで、屈折率異方性(Δn)が大きい液晶14を用いると、液晶分子の長軸方向の屈折率(n‖)と液晶分子の短軸方向の屈折率(n⊥)との差が大きくなる。既述のように高分子材料12の屈折率(np)は、液晶14の長軸方向の屈折率(n‖)に近くなるように設定されているため、屈折率異方性(Δn)の大きい液晶では、高分子材料12の屈折率(np)と液晶14の短軸方向の屈折率(n⊥)との差も大きくなる。屈折率の異なる異物質の境界では光が散乱されることから、高分子媒体層10全体では濁った状態となる。
なお、この状態で電圧の印加を止めても、スメクチック液晶を用いているのでメモリー性があり、透明状態を維持することができる。したがって、使用する電力量を節約することができる。
Here, when the liquid crystal 14 having a large refractive index anisotropy (Δn) is used, the difference between the refractive index (n‖) in the major axis direction of the liquid crystal molecule and the refractive index (n⊥) in the minor axis direction of the liquid crystal molecule is growing. As described above, since the refractive index (n p ) of the polymer material 12 is set to be close to the refractive index (n‖) in the major axis direction of the liquid crystal 14, the refractive index anisotropy (Δn) In a liquid crystal having a large thickness, the difference between the refractive index (n p ) of the polymer material 12 and the refractive index (n⊥) in the minor axis direction of the liquid crystal 14 also increases. Since light is scattered at the boundary between different substances having different refractive indexes, the entire polymer medium layer 10 becomes cloudy.
Even if the application of voltage is stopped in this state, the smectic liquid crystal is used, so that it has a memory property and can maintain a transparent state. Therefore, the amount of power used can be saved.

このように、二周波駆動可能な液晶を用いることで、高分子材料中に分散された液晶の配向を制御することができる。また、スメクチック液晶を用いることで、メモリー性を発揮でき、電圧の印加を止めてもその表示状態を維持することができる。
その結果、この液晶素子を適用した調光材料及び液晶表示素子は、高い調光性能又は表示性能を示し、且つ消費電力を低減させることができる。
Thus, by using a liquid crystal that can be driven at two frequencies, the orientation of the liquid crystal dispersed in the polymer material can be controlled. Further, by using a smectic liquid crystal, a memory property can be exhibited, and the display state can be maintained even when voltage application is stopped.
As a result, the light control material and the liquid crystal display device to which the liquid crystal element is applied can exhibit high light control performance or display performance and can reduce power consumption.

なお、液晶に一般的な色材を含む場合には、着色透明状態と着色散乱状態とを切り替えることができ、色材が二色性色素の場合には、無色透明状態と着色散乱状態とを切り替えることができる。   In addition, when a general color material is included in the liquid crystal, the colored transparent state and the colored scattering state can be switched. When the color material is a dichroic dye, the colorless transparent state and the colored scattering state are switched. Can be switched.

3.調光材料及び液晶表示素子
本発明の液晶表示素子は、一対の基体を備え、該基体間に上記液晶素子を有し、入射光の反射光量を変化させるものである。また、本発明の調光材料は、一対の基体を備え、該基体間に上記液晶素子を有し、入射光の透過率を変化させるものである。調光材料は、例えば、窓からの光の透過率を任意に調節するような調光ガラス等に適用するものである。したがって、調光材料は光が1度だけ調光材料を通過した状態を観測者が観測するのに対して、液晶表示素子の場合には外光が液晶表示素子を通過したあと、反射板等で反射され、再度液晶表示素子を通過した状態を観測者が観測するものである。
3. Light Control Material and Liquid Crystal Display Element The liquid crystal display element of the present invention includes a pair of bases, the liquid crystal element is provided between the bases, and changes the amount of reflected light of incident light. The light control material of the present invention includes a pair of bases, the liquid crystal element is provided between the bases, and changes the transmittance of incident light. The light control material is applied to, for example, a light control glass that arbitrarily adjusts the transmittance of light from a window. Therefore, in the case of the light control material, the observer observes the state in which the light passes through the light control material only once, whereas in the case of the liquid crystal display element, after the external light passes through the liquid crystal display element, a reflector or the like The observer observes the state of being reflected by the light and again passing through the liquid crystal display element.

3−1.基体
基体は、通常支持体として設けられ、その上に前記電極が備えられる。通常、ガラス又はプラスチックからなる基体を用いるが、曲げることができ、軽く、ロール製造が可能であるという観点から、好ましくはプラスチックの基体である。
プラスチック基体としては、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、エポキシ樹脂、PESあるいはPENなどが挙げられる。基体については、例えば、「液晶デバイスハンドブック」(日本学術振興会第142委員会編、日刊工業新聞社、1989年)の第218〜231頁に記載のものを用いることができる。
また、調光材料の場合は、前述の通り、透過光を観察するため、基体が透明であることが好ましく、液晶表示素子の場合には、反射光を観察するため、少なくとも観察面側の基体は透明であることが好ましい。
3-1. Substrate The substrate is usually provided as a support, on which the electrode is provided. Usually, a substrate made of glass or plastic is used, but a plastic substrate is preferable from the viewpoint that it can be bent, is light, and can be manufactured into a roll.
Examples of the plastic substrate include acrylic resin, polycarbonate resin, epoxy resin, PES, and PEN. As the substrate, for example, those described in pages 218 to 231 of “Liquid Crystal Device Handbook” (edited by the Japan Society for the Promotion of Science 142nd Committee, Nikkan Kogyo Shimbun, 1989) can be used.
In the case of a light control material, as described above, the substrate is preferably transparent in order to observe transmitted light. In the case of a liquid crystal display element, in order to observe reflected light, at least the substrate on the observation surface side. Is preferably transparent.

3−2.その他の部材
その他の部材としては、例えば、バリア膜、紫外線吸収層、反射防止層、ハードコート層、汚れ防止層、有機層間絶縁膜、金属反射板、位相差板、配向膜などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
3-2. Other members Examples of other members include a barrier film, an ultraviolet absorbing layer, an antireflection layer, a hard coat layer, a stain prevention layer, an organic interlayer insulating film, a metal reflector, a retardation plate, and an alignment film. These may be used alone or in combination of two or more.

(1)バリア層
本発明の調光材料及び液晶表示素子において、バリア層は、水もしくは酸素の浸入による部材の劣化を抑制するために設けられることが好ましい。
バリア層としては、有機ポリマー系、無機系、その複合系いずれで形成されてもよい。有機ポリマー系としてはエチレンービニルアルコール(EVOH)、ポリビニルアルコール(PVA/PVOH)、ナイロンMXD6(NーMXD)、ナノコンポジット系ナイロンなどが挙げられる。無機系としてはシリカ、アルミナ、ニ元系などが挙げられる。その詳細は、例えば「ハイバリア材料の開発、成膜技術とバリア性の測定・評価方法」(技術情報協会、2004年)に記載されている。
バリア層は、液晶層が設けられていない面側の前記基体の表面に設けられる。両方の基体にバリア層を設けても、一方の基体のみに設けてもよいが、好ましくは両方の基体にバリア層を設ける場合である。
(1) Barrier layer In the light control material and the liquid crystal display element of the present invention, the barrier layer is preferably provided in order to suppress deterioration of the member due to intrusion of water or oxygen.
The barrier layer may be formed of any one of an organic polymer system, an inorganic system, and a composite system thereof. Examples of the organic polymer system include ethylene-vinyl alcohol (EVOH), polyvinyl alcohol (PVA / PVOH), nylon MXD6 (N-MXD), and nanocomposite nylon. Examples of the inorganic system include silica, alumina, and binary system. Details thereof are described, for example, in “Development of High Barrier Materials, Film Formation Technology and Barrier Properties Measurement / Evaluation Method” (Technical Information Association, 2004).
The barrier layer is provided on the surface of the substrate on the side where the liquid crystal layer is not provided. Both substrates may be provided with a barrier layer or may be provided only on one substrate. Preferably, both substrates are provided with a barrier layer.

(2)紫外線吸収層
本発明の調光材料及び液晶表示素子において、紫外線吸収層は、素子の紫外線による劣化を防止するために設けることが好ましい。
紫外線吸収層としては、2,2−チオビス(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)、2,6−ジ−t−ブチルフェノール等の酸化防止剤:2−(3−t−ブチル−5−メチル−2−ヒドロキシフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール、アルコキシベンゾフェノン等の紫外線吸収剤を含有することが好ましい。
(2) Ultraviolet absorbing layer In the light modulating material and the liquid crystal display element of the present invention, the ultraviolet absorbing layer is preferably provided in order to prevent deterioration of the element due to ultraviolet rays.
As the ultraviolet absorbing layer, an antioxidant such as 2,2-thiobis (4-methyl-6-tert-butylphenol), 2,6-di-tert-butylphenol: 2- (3-tert-butyl-5-methyl) It is preferable to contain ultraviolet absorbers such as 2-hydroxyphenyl) -5-chlorobenzotriazole and alkoxybenzophenone.

(3)反射防止膜
本発明の調光材料及び液晶表示素子において、反射防止膜は、入射する光が素子の表面で反射するのを抑え、光が充分素子に入射するよう設けることが好ましい。
反射防止膜は、無機材料又は有機材料を用いて形成され、膜構成としては、単層であってもよく、または多層であってもよい。さらにまた、無機材料の膜と有機材料の膜との多層構造(無機−有機複合膜)であってもよい。反射防止膜は、調光材料及び液晶表示素子の基体の一面側又は両面に設けることができる。両面に設ける場合、両面の反射防止膜は、同じ構成であっても別の構成であっても良い。例えば、一方の面の反射防止膜を多層構造とし、他方の面側の反射防止膜を簡略化して単層構造とすることも可能である。 また、透明電極上に直接反射防止膜を設けることができる。
(3) Antireflection film In the light modulating material and the liquid crystal display element of the present invention, the antireflection film is preferably provided so that incident light is prevented from being reflected from the surface of the element and light is sufficiently incident on the element.
The antireflection film is formed using an inorganic material or an organic material, and the film configuration may be a single layer or a multilayer. Furthermore, it may be a multilayer structure (inorganic-organic composite film) of an inorganic material film and an organic material film. The antireflection film can be provided on one side or both sides of the light control material and the substrate of the liquid crystal display element. When provided on both sides, the antireflection films on both sides may have the same configuration or different configurations. For example, the antireflection film on one surface may have a multilayer structure, and the antireflection film on the other surface side may be simplified to have a single layer structure. Moreover, an antireflection film can be provided directly on the transparent electrode.

反射防止膜に用いる無機材料としては、SiO2、SiO、ZrO2、TiO2、TiO、Ti23、Ti25、Al23、Ta25、CeO2、MgO、Y23、SnO2、MgF2、WO3等が挙げられ、これらを単独でまたは2種以上を併用して用いることができる。これらの中でも、レンズがプラスチック製のレンズであるので、低温で真空蒸着が可能なSiO2、ZrO2、TiO2、Ta25が好ましい。
無機材料で形成される多層膜としては、レンズ側からZrO2層とSiO2層の合計光学的膜厚がλ/4、ZrO2層の光学的膜厚がλ/4、最表層のSiO2層の光学的膜厚がλ/4の、高屈折率材料層と低屈折率材料層とを交互に成膜する積層構造が例示される。ここで、λは設計波長であり、通常520nmが用いられる。最表層は、屈折率が低く、かつ反射防止膜に機械的強度を付与できることからSiO2とすることが好ましい。
無機材料で反射防止膜を形成する場合、成膜方法は例えば真空蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法、CVD法、飽和溶液中での化学反応により析出させる方法等を採用することができる。
The inorganic material used for the antireflection film, SiO 2, SiO, ZrO 2 , TiO 2, TiO, Ti 2 O 3, Ti 2 O 5, Al 2 O 3, Ta 2 O 5, CeO 2, MgO, Y 2 O 3 , SnO 2 , MgF 2 , WO 3 and the like can be mentioned, and these can be used alone or in combination of two or more. Among these, since the lens is a plastic lens, SiO 2 , ZrO 2 , TiO 2 , and Ta 2 O 5 that can be vacuum-deposited at a low temperature are preferable.
As a multilayer film formed of an inorganic material, the total optical film thickness of the ZrO 2 layer and the SiO 2 layer from the lens side is λ / 4, the optical film thickness of the ZrO 2 layer is λ / 4, and the outermost SiO 2 layer is SiO 2. A laminated structure in which a high refractive index material layer and a low refractive index material layer having an optical film thickness of λ / 4 are alternately formed is exemplified. Here, λ is a design wavelength, and usually 520 nm is used. The outermost layer is preferably made of SiO 2 because it has a low refractive index and can impart mechanical strength to the antireflection film.
In the case of forming an antireflection film with an inorganic material, for example, a vacuum deposition method, an ion plating method, a sputtering method, a CVD method, a method of depositing by a chemical reaction in a saturated solution, or the like can be employed.

反射防止膜に用いる有機材料としては、例えばFFP(テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体)、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)、ETFE(エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体)等を挙げることができ、レンズ材料やハードコート膜(有する場合)の屈折率を考慮して選定される。成膜方法は、真空蒸着法の他、スピンコート法、ディップコート法などの量産性に優れた塗装方法で成膜することができる。   Examples of the organic material used for the antireflection film include FFP (tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer), PTFE (polytetrafluoroethylene), ETFE (ethylene-tetrafluoroethylene copolymer), and the like. The refractive index of the lens material and the hard coat film (if any) is selected. As a film forming method, a film can be formed by a coating method having excellent mass productivity such as a spin coating method and a dip coating method in addition to a vacuum deposition method.

(4)着色層
本発明の液晶表示素子及び調光材料の場合には、背面に着色層を設けることが好ましい。すなわち、上記高分子媒体層(液晶層)で光を散乱または透過させたとき、液晶表示素子の場合には、背面に設置した着色層により白色状態と着色透明状態とが切り換えられることになる。調光材料の場合には、背面の着色層を透過した光の状態を観測者が観測するため、背面に設置した着色層により着色散乱状態と着色透明状態とを切り替えることができる。
着色層としては、黒色であってもよいし、特定の波長のみを吸収するものであってもよい。黒色の場合には、カーボンブラックを分散させたバインダーを支持体上に付設させた構造が好適に用いられる。特定の波長を吸収する場合には、通常の顔料ならびに染料が好適に用いられる。好ましくは顔料である。
顔料としては、無機顔料あるいは有機顔料のいずれであってもよい。顔料としては、例えば、酸化チタン顔料、酸化鉄顔料、ブロンズ粉顔料、アルミナ顔料、沈降性硫酸バリウム顔料、亜鉛華顔料、チタンブラック顔料、アゾ顔料、フタロシアニン顔料、キナクリドン顔料、イソインドリノン顔料、スレン顔料、ペリレン顔料、ペリノン顔料、ジオキサジン顔料、キノフタロン顔料、ジケトピロロピロール顔料、チオインジゴ顔料、インジゴ顔料、蛍光顔料、アニリンブラック顔料、カーボンブラック顔料などが挙げられる。
(4) Colored layer In the case of the liquid crystal display element and the light control material of the present invention, it is preferable to provide a colored layer on the back surface. That is, when light is scattered or transmitted by the polymer medium layer (liquid crystal layer), in the case of a liquid crystal display element, the white state and the colored transparent state are switched by the colored layer provided on the back surface. In the case of a light-modulating material, the observer observes the state of light transmitted through the colored layer on the back surface, so that the colored scattering state and the colored transparent state can be switched by the colored layer provided on the back surface.
The colored layer may be black or may absorb only a specific wavelength. In the case of black, a structure in which a binder in which carbon black is dispersed is provided on a support is preferably used. In the case of absorbing a specific wavelength, ordinary pigments and dyes are preferably used. A pigment is preferable.
The pigment may be either an inorganic pigment or an organic pigment. Examples of pigments include titanium oxide pigments, iron oxide pigments, bronze powder pigments, alumina pigments, precipitated barium sulfate pigments, zinc white pigments, titanium black pigments, azo pigments, phthalocyanine pigments, quinacridone pigments, isoindolinone pigments, and selenium. Examples thereof include pigments, perylene pigments, perinone pigments, dioxazine pigments, quinophthalone pigments, diketopyrrolopyrrole pigments, thioindigo pigments, indigo pigments, fluorescent pigments, aniline black pigments, and carbon black pigments.

着色層には、均一に層状に付設するためにバインダーを含有させることが好ましい。このようなバインダーとしては、例えば、メチルセルロース、ポリビニルアルコール、ポリオキシエチレン、ポリビニルブチラール、ゼラチン等の水溶性高分子、ポリアクリレート類、ポリメタクリレート類、ポリアミド類、ポリエステル類、ポリカーボネート類、酢酸ビニルやポリビニルブチラールに代表されるポリビニルアルコール誘導体類、トリアセチルセルロースのようなセルロース誘導体類、ポリウレタン類、スチレン類等の非水溶性高分子などが挙げられる。   The colored layer preferably contains a binder so as to be uniformly layered. Examples of such a binder include water-soluble polymers such as methyl cellulose, polyvinyl alcohol, polyoxyethylene, polyvinyl butyral, and gelatin, polyacrylates, polymethacrylates, polyamides, polyesters, polycarbonates, vinyl acetate, and polyvinyl. Examples thereof include polyvinyl alcohol derivatives typified by butyral, cellulose derivatives such as triacetylcellulose, water-insoluble polymers such as polyurethanes and styrenes.

(5)反射板
液晶表示素子の場合には反射光を観察するため、反射板を設けることが好ましい。このような反射板としては、酸化チタンなどを含有する白色散乱層を挙げることができる。反射板は上記着色層の更に背面側に設置することが好ましい。
(5) Reflector In the case of a liquid crystal display element, it is preferable to provide a reflector in order to observe reflected light. An example of such a reflector is a white scattering layer containing titanium oxide or the like. It is preferable that the reflection plate is installed on the back side of the colored layer.

(6)配向膜
本発明の液晶表示素子及び調光材料では、高分子媒体層における高分子材料が液晶性を有する場合に、高分子液晶の配向を制御する観点から、配向膜を設けてもよい。
配向膜としては、ポリイミド、シランカップリング剤、ポリビニルアルコール、ゼラチンなどを用いることが好ましく、ポリイミド、シランカップリング剤を用いることが、配向能力、耐久性、絶縁性、コストの観点から好ましい。
配向方法については、ラビング処理していても、していなくてもよい。配向状態に関しても、水平状態および垂直状態いずれであってもよい。
(6) Alignment film In the liquid crystal display element and the light control material of the present invention, an alignment film may be provided from the viewpoint of controlling the alignment of the polymer liquid crystal when the polymer material in the polymer medium layer has liquid crystallinity. Good.
As the alignment film, it is preferable to use polyimide, a silane coupling agent, polyvinyl alcohol, gelatin, or the like, and it is preferable to use a polyimide or a silane coupling agent from the viewpoints of alignment ability, durability, insulation, and cost.
The orientation method may or may not be rubbed. Regarding the alignment state, either the horizontal state or the vertical state may be used.

なお、本発明の液晶表示素子及び調光材料は、上述の通り、液晶として二周波駆動可能なスメクチック液晶を用いるため、配向膜を備えなくとも配向状態を安定的に維持することができる。   In addition, since the liquid crystal display element and the light control material of the present invention use smectic liquid crystal that can be driven at two frequencies as the liquid crystal as described above, the alignment state can be stably maintained without an alignment film.

(7)その他の層
ハードコート層としては、公知の紫外線硬化もしくは電子線硬化のアクリル系もしくはエポキシ系の樹脂を用いることができる。汚れ防止膜としては、含フッ素有機重合体のような撥水撥油性材料を使用することができる。
また、液晶表示素子の場合には、反射光を観察するため、非表示面側に白色散乱層を設けることが好ましい。
(7) Other layers As the hard coat layer, a known ultraviolet curing or electron beam curing acrylic or epoxy resin can be used. As the antifouling film, a water / oil repellent material such as a fluorine-containing organic polymer can be used.
In the case of a liquid crystal display element, it is preferable to provide a white scattering layer on the non-display surface side in order to observe reflected light.

3−3.調光材料の駆動方法
全面に電極を設けた前記基体を対向させ、その間に前記液晶組成物を挟持する。液晶組成物に色材を含有させない場合、低周波で電圧を印加すると無色透明となり、高周波で電圧を印加すると白色となる。通常の色材を含有させた場合、低周波での電圧印加では着色透明となり、高周波での電圧印加では着色散乱となる。色材が二色性色素の場合には、低周波での電圧印加では無色透明であり、高周波での電圧印加では着色散乱となる。一方、着色層を設けると、低周波での電圧印加では着色透明であり、高周波での電圧印加では着色散乱となる。
3-3. Method for Driving Light Control Material The substrate having electrodes provided on the entire surface is opposed to the liquid crystal composition. When a color material is not contained in the liquid crystal composition, it becomes colorless and transparent when a voltage is applied at a low frequency, and becomes white when a voltage is applied at a high frequency. When a normal color material is contained, coloring becomes transparent when a voltage is applied at a low frequency, and coloring scattering occurs when a voltage is applied at a high frequency. When the coloring material is a dichroic dye, it is colorless and transparent when a voltage is applied at a low frequency, and is colored and scattered when a voltage is applied at a high frequency. On the other hand, when a colored layer is provided, it is colored and transparent when a voltage is applied at a low frequency, and is colored and scattered when a voltage is applied at a high frequency.

3−4.液晶表示素子の表示方法
本発明の液晶表示素子は、単純マトリックス駆動方式あるいは薄膜トランジスタ(TFT)などを用いたアクテイブマトリックス駆動方式を用いて駆動し、表示させることができる。駆動方式については、例えば、「液晶デバイスハンドブック」(日本学術振興会第142委員会編、日刊工業新聞社、1989年)の第387〜460頁に詳細が記載され、本発明の液晶素子の駆動方法として利用できる。
2つの基体間には、液晶素子を挟持する。この液晶素子は1つ挟持しても、図2(A)に示すように積層させた複数層であってもよい。また、図2(B)に示すように並置してもよい。異なる色を呈する層を積層させたり並置したりした場合には、カラー表示を行うことができる。
呈色は、上記調光材料の駆動方法に示したものと同様である。しかし、着色層を設けた場合は、反射光を観察するため、低周波で電圧を印加したときは着色透明であるが、高周波で電圧を印加したときは白色となる。
3-4. Display Method of Liquid Crystal Display Element The liquid crystal display element of the present invention can be driven and displayed using a simple matrix driving system or an active matrix driving system using a thin film transistor (TFT). The driving method is described in detail, for example, on pages 387 to 460 of “Liquid Crystal Device Handbook” (edited by the 142th Committee of the Japan Society for the Promotion of Science, Nikkan Kogyo Shimbun, 1989). Available as a method.
A liquid crystal element is sandwiched between the two substrates. One liquid crystal element may be sandwiched or a plurality of layers may be stacked as shown in FIG. Further, they may be juxtaposed as shown in FIG. When layers exhibiting different colors are stacked or juxtaposed, color display can be performed.
The coloring is the same as that shown in the driving method of the light modulating material. However, when a colored layer is provided, in order to observe reflected light, it is colored and transparent when a voltage is applied at a low frequency, but becomes white when a voltage is applied at a high frequency.

3−5.用途
本発明の調光材料及び液晶表示素子は、高い調光性能又は表示性能を示し、且つ消費電力を低減させることができ、調光、セキュリテイー、車載用途、インテリア、広告、情報表示板として好適に利用することができる。
3-5. Applications The light control material and liquid crystal display element of the present invention exhibit high light control performance or display performance and can reduce power consumption, and are suitable as light control, security, in-vehicle use, interior, advertisement, and information display board. Can be used.

以下に実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、試薬、物質量とその割合、操作等は本発明の主旨から逸脱しない限り適宜変更することができる従って本発明の範囲は以下の具体例に制限されるものではない。   The present invention will be described more specifically with reference to the following examples. The materials, reagents, amounts and ratios, operations, etc. shown in the following examples can be appropriately changed without departing from the gist of the present invention. Therefore, the scope of the present invention is not limited to the following specific examples. .

[実施例1]
<調光材料の作製>
1.液晶の調整
下記スメクチック液晶(1)は、以下のスキームにしたがって合成した。
[Example 1]
<Production of light control material>
1. Adjustment of liquid crystal The following smectic liquid crystal (1) was synthesized according to the following scheme.

Figure 2007197487
Figure 2007197487

前記具体例化合物のスメクチック液晶(1)40mg、Applied Physics Letters, Vol.25, 186-188(1974)記載の下記二周波駆動ネマチック液晶(H−1)200mg及びΔεが負の下記ネマチック液晶化合物(H−2)30mgの混合物を、180℃のホットプレート上で1時間加熱したあと、室温にまで冷却させて、液晶組成物−1を得た。
液晶組成物−1のしきい値電圧は、6V/μmであり、クロスオーバー周波数は、700Hzであった。なお、スメクチック液晶(1)は、偏光顕微鏡観察からスメクチックA相を呈する化合物であることが確認された。
Smectic liquid crystal (1) 40 mg of the above specific example compound, 200 mg of the following dual frequency driving nematic liquid crystal (H-1) described in Applied Physics Letters, Vol. 25, 186-188 (1974) and the following nematic liquid crystal compound (Δε negative) H-2) 30 mg of the mixture was heated on a hot plate at 180 ° C. for 1 hour, and then cooled to room temperature to obtain liquid crystal composition-1.
The threshold voltage of the liquid crystal composition-1 was 6 V / μm, and the crossover frequency was 700 Hz. The smectic liquid crystal (1) was confirmed to be a compound exhibiting a smectic A phase from observation with a polarizing microscope.

Figure 2007197487
Figure 2007197487

Figure 2007197487
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2.調光素子の調整
透明電極であるITO付きガラス基板(EHC社製)上に、ポリイミド水平配向膜(日産化学製)をスピンコート、焼成により付設した。次に、得られた水平配向膜付きガラス基板にラビング処理を施した。
上記液晶組成物0.10gと、ヒドロキシブチルアクリレート20mgと、2−エチルヘキシルアクリレート20mgと、光重合開始剤IRG−816(チバガイギー社製)極少量とを混合し溶解させて液晶組成物を得た。得られた液晶組成物に8μmの球状スペーサー(積水化学製)を少量混合し、上記のITO付きガラス基板を配向膜側が液晶層に接するように挟み、得られた積層体の全体を光硬化型シール剤(積水化学製)にて封止した。次に、UV照射(20mW/m2)を行い、光重合させてモノマーを高分子とし、高分子材料と液晶との相分離を行い、高分子媒体層を形成した。
得られた高分子媒体層中の液晶滴は、平均粒径が4μmであり、高分子材料の屈折率は1.5であった。
2. Adjustment of Light Control Element A polyimide horizontal alignment film (manufactured by Nissan Chemical Industries) was attached by spin coating and baking on a glass substrate with ITO (manufactured by EHC) as a transparent electrode. Next, the obtained glass substrate with a horizontal alignment film was rubbed.
A liquid crystal composition was obtained by mixing and dissolving 0.10 g of the above liquid crystal composition, 20 mg of hydroxybutyl acrylate, 20 mg of 2-ethylhexyl acrylate, and a very small amount of a photopolymerization initiator IRG-816 (manufactured by Ciba Geigy). A small amount of 8 μm spherical spacer (manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd.) is mixed into the obtained liquid crystal composition, and the glass substrate with ITO is sandwiched so that the alignment film side is in contact with the liquid crystal layer. Sealed with a sealant (manufactured by Sekisui Chemical). Next, UV irradiation (20 mW / m 2 ) was performed, photopolymerization was performed to make the monomer a polymer, phase separation between the polymer material and the liquid crystal was performed, and a polymer medium layer was formed.
The liquid crystal droplets in the obtained polymer medium layer had an average particle diameter of 4 μm, and the refractive index of the polymer material was 1.5.

3.評価
得られた本発明の調光材料は、電圧無印加時に散乱白色状態であり、UV/visスペクトル(島津製)にて550nmにおける透過率を測定したところ、10.0%であった。
次に、信号発生器(テクトロニクス株式会社製)を用いて、電圧(200V、60Hz)を印加した場合には、液晶層は透明状態となった。その場合における550nmにおける透過率は84%であった。
更に、電圧(200V、10kHz)を印加した場合には、液晶層は再び散乱白色状態となり、550nmにおける透過率は9.0%であった。
3. Evaluation The obtained light control material of the present invention was in a scattered white state when no voltage was applied, and the transmittance at 550 nm was measured with a UV / vis spectrum (manufactured by Shimadzu Corporation) and found to be 10.0%.
Next, when a voltage (200 V, 60 Hz) was applied using a signal generator (manufactured by Tektronix Co., Ltd.), the liquid crystal layer became transparent. In that case, the transmittance at 550 nm was 84%.
Furthermore, when a voltage (200 V, 10 kHz) was applied, the liquid crystal layer again became a scattering white state, and the transmittance at 550 nm was 9.0%.

また、各々の散乱白色状態と透明状態は、電圧印加を止めた後も、1時間以上維持されていた。すなわち、メモリー性が付与されていることが確認された。したがって、本発明の調光材料は、電気的に光の透過率を制御できる調光機能を有することが確認された。また、同時に電圧印加時に、調光材料に流れる電流量を評価したが、ほとんど電流は流れなかった。すなわち、本発明の調光材料は電流駆動による動的散乱に基づいた散乱状態を形成していないことが確認された。   Moreover, each scattering white state and transparent state were maintained for 1 hour or more after the voltage application was stopped. That is, it was confirmed that the memory property was given. Therefore, it was confirmed that the light control material of this invention has a light control function which can control the transmittance | permeability of light electrically. At the same time, when the voltage was applied, the amount of current flowing through the light control material was evaluated, but almost no current flowed. That is, it was confirmed that the light control material of the present invention did not form a scattering state based on dynamic scattering by current drive.

[比較例1]
モノマーであるヒドロキシブチルアクリレート20mg、2−エチルヘキシルアクリレート20mg及び光重合開始剤IRG−816(チバガイギー社製)を混合しない以外は実施例1と同様に調光材料を作製したところ、低周波交流電圧を印加した場合に散乱白色状態は形成せずに、透明状態のままであった。すなわち、調光材料として機能しないことが確認された。
[Comparative Example 1]
A dimming material was prepared in the same manner as in Example 1 except that 20 mg of the monomer hydroxybutyl acrylate, 20 mg of 2-ethylhexyl acrylate, and photopolymerization initiator IRG-816 (manufactured by Ciba Geigy) were not mixed. When applied, the scattered white state did not form and remained transparent. That is, it was confirmed that it does not function as a light control material.

[実施例2]
<調光材料の調整>
1.プラスチック基板の作製
特開2000−105445号公報の実施例1の試料110の作製と同様にPEN(Dupont−Teijin Q65A)に対し下塗り層及びバック層を作製した。すなわち、ポリエチレン−2,6−ナフタレートポリマー100重量部と紫外線吸収剤としてTinuvin P.326(チバ・ガイギーCiba−Geigy社製)2重量部とを乾燥した後、300℃にて溶融後、T型ダイから押し出し、140℃で3.3倍の縦延伸を行ない、続いて130℃で3.3倍の横延伸を行い、さらに250℃で6秒間熱固定して厚さ90μmの本発明のプラスチック基板(PEN)を得た。
[Example 2]
<Adjustment of light control material>
1. Production of Plastic Substrate An undercoat layer and a back layer were produced for PEN (Dupont-Teijin Q65A) in the same manner as in the production of Sample 110 of Example 1 of JP-A-2000-105445. That is, 100 parts by weight of polyethylene-2,6-naphthalate polymer and Tinuvin P.I. 326 (manufactured by Ciba-Geigy Ciba-Geigy) was dried, melted at 300 ° C, extruded from a T-die, and stretched 3.3 times at 140 ° C, followed by 130 ° C. The plastic substrate (PEN) of the present invention having a thickness of 90 μm was obtained by performing transverse stretching of 3.3 times and further heat-fixing at 250 ° C. for 6 seconds.

2.透明電極層の作製
上記で得られたプラスチック基板の片面に、導電性のインジウム酸化スズ(ITO)をコーティングして、厚さ200nmの均一な薄膜の透明電極を積層した。面抵抗約20Ω/cm2、光透過率(500nm)85%であった。
次に、ITO表面上に反射防止膜としてSiO2薄膜(100nm)をスパッタにより付設した。光透過率(500nm)90%であった。
2. Production of Transparent Electrode Layer Conductive indium tin oxide (ITO) was coated on one side of the plastic substrate obtained above, and a transparent thin film electrode having a thickness of 200 nm was laminated. The surface resistance was about 20 Ω / cm 2 and the light transmittance (500 nm) was 85%.
Next, a SiO 2 thin film (100 nm) was provided as an antireflection film on the ITO surface by sputtering. The light transmittance (500 nm) was 90%.

2.液晶層の作製
上記プラスチック基板を用いた以外は実施例1と同様の操作にて、液晶層を作製した。
2. Production of Liquid Crystal Layer A liquid crystal layer was produced in the same manner as in Example 1 except that the plastic substrate was used.

3.バリア層の付設
(有機−無機ハイブリッド層の作製)
ソアノールD2908(日本合成化学工業(株)製、エチレン−ビニルアルコール共重合体)8gを1−プロパノール118.8g及び水73.2gの混合溶媒に80℃で溶解した。この溶液の10.72gに2N塩酸を2.4ml加えて混合した。この溶液を攪拌しながらテトラエトキシシラン1gを滴下して30分間攪拌を続けた。
次いで、得られた塗布液を前記プラスチック基板上にワイヤバーで塗布した。その後120℃で5分間乾燥することにより、調光材料に膜厚約1μmの有機−無機ハイブリッド層を形成した。
3. Attaching a barrier layer (production of an organic-inorganic hybrid layer)
8 g of Soarnol D2908 (manufactured by Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd., ethylene-vinyl alcohol copolymer) was dissolved in a mixed solvent of 118.8 g of 1-propanol and 73.2 g of water at 80 ° C. 2.4 ml of 2N hydrochloric acid was added to 10.72 g of this solution and mixed. While stirring this solution, 1 g of tetraethoxysilane was added dropwise and stirring was continued for 30 minutes.
Next, the obtained coating solution was applied onto the plastic substrate with a wire bar. Thereafter, an organic-inorganic hybrid layer having a film thickness of about 1 μm was formed on the light control material by drying at 120 ° C. for 5 minutes.

4.紫外線吸収層の付設
水42g、シラノール変性ポリビニルアルコール(クラレ社製:商品名R2105)40g、紫外線フィルター用カプセル液13.5gを混合した後、50質量%の2−(3−t−ブチル−5−メチル−2−ヒドロキシフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾールの水溶液17g、20質量%のコロイダルシリカ分散液(日産化学社製:商品名スノーテックス0)65g、ポリオキシエチレンアルキルエーテル燐酸エステル(東邦化学社製 ネオスコアCM57)2.5gとポリエチレングリコールドデシルエーテル(花王社製 エマルゲン109P)2.5gを混合し、紫外線フィルター層用塗布液を得た。
次いで、得られた塗布液を前記バリア層上にワイヤバーで塗布した。その後120℃で5分間乾燥することにより、調光材料に膜厚約1μmの紫外線吸収層を形成した。
4). Attaching the UV absorbing layer 42 g of water, 40 g of silanol-modified polyvinyl alcohol (manufactured by Kuraray Co., Ltd .: trade name R2105) and 13.5 g of the capsule solution for UV filter were mixed, and then 50 mass% of 2- (3-t-butyl-5 -Methyl-2-hydroxyphenyl) -5-chlorobenzotriazole aqueous solution 17 g, 20% by mass colloidal silica dispersion (Nissan Chemical Co., Ltd .: trade name Snowtex 0) 65 g, polyoxyethylene alkyl ether phosphate (Toho Chemical) 2.5 g of Neoscore CM57 (manufactured by Koyo Co., Ltd.) and 2.5 g of polyethylene glycol dodecyl ether (Emulgen 109P, manufactured by Kao Corporation) were mixed to obtain a coating solution for an ultraviolet filter layer.
Next, the obtained coating solution was coated on the barrier layer with a wire bar. Thereafter, an ultraviolet absorbing layer having a film thickness of about 1 μm was formed on the light-modulating material by drying at 120 ° C. for 5 minutes.

<表示性能の評価>
得られた本発明の表示素子を実施例1と同様に評価したところ、コントラスト比の高い調光が可能であることが確認された。
また、1000回の散乱白色状態及び透明状態の切り替えの繰り返し評価を行ったところ、目視にて調光性能の劣化は観測されなかった。さらに、Xeランプ照射(10万ルクス、100時間)を行った場合にも、目視にて調光性能の劣化は観測されなかった。すなわち、本発明の調光材料は、繰り返し耐久性及び光耐久性ともに優れていることが確認された。
<Evaluation of display performance>
When the obtained display element of the present invention was evaluated in the same manner as in Example 1, it was confirmed that dimming with a high contrast ratio was possible.
In addition, when repeated evaluation of switching between the scattered white state and the transparent state was performed 1000 times, deterioration of the light control performance was not visually observed. Furthermore, even when Xe lamp irradiation (100,000 lux, 100 hours) was performed, no deterioration in light control performance was observed visually. That is, it was confirmed that the light control material of the present invention is excellent in both repeated durability and light durability.

[実施例3]
実施例1において、液晶組成物−1で用いた液晶化合物の代わりに下記液晶化合物に変更して液晶組成物−2を調製した点、水平配向膜をポリイミド垂直配向膜(日産化学製)に変更した点以外は、実施例1と同様にして本発明の調光材料を調製した。
得られた液晶組成物−2のしきい値電圧は、18V/μmであり、クロスオーバー周波数は、1kHzであった。また、液晶組成物−2は室温でスメクチックA相を示すことが確認された。
駆動電圧として225V交流電圧(60Hz及び100kHz)を印加し、実施例1と同様の評価を行ったところ、本発明の調光材料は高い調光機能を有することが確認された。
[Example 3]
In Example 1, instead of the liquid crystal compound used in the liquid crystal composition-1, the following liquid crystal compound was changed to prepare the liquid crystal composition-2, and the horizontal alignment film was changed to a polyimide vertical alignment film (manufactured by Nissan Chemical Industries). Except for this point, the light control material of the present invention was prepared in the same manner as in Example 1.
The obtained liquid crystal composition-2 had a threshold voltage of 18 V / μm and a crossover frequency of 1 kHz. It was also confirmed that the liquid crystal composition-2 exhibited a smectic A phase at room temperature.
When a 225 V AC voltage (60 Hz and 100 kHz) was applied as the drive voltage and the same evaluation as in Example 1 was performed, it was confirmed that the light control material of the present invention has a high light control function.

Figure 2007197487
Figure 2007197487

[実施例4]
<液晶表示素子の調製>
ポリビニルアルコール(商品名:クラレポバール、クラレ製、屈折率np:1.60)5質量%水溶液中に、液晶組成物−1をホモジナイザー攪拌により分散させた。得られた液晶分散水溶液の液晶滴の平均粒径は3μmであった。
10μmの球状スペーサー(積水化学製)を少量混合し、得られた液晶分散水溶液を、ITO付きガラス基板上にワイヤーバーにて塗布し、80度にて2時間乾燥させた。次に、2枚のITO付きガラス基板を貼り合わせた後、実施例1と同様の方法で封止し、本発明の液晶表示素子を作製した。
なお、得られた液晶表示素子には、黒色吸収層を設けた。黒色吸収層は、表面処理により表面活性を失活させたカーボンブラックを、5質量%のカルボキシセルロースとともに分散して調製した塗布液を、非表示面側のガラス基板の液晶層側でない面に塗布して作製した。
[Example 4]
<Preparation of liquid crystal display element>
Liquid crystal composition-1 was dispersed in a 5% by weight aqueous solution of polyvinyl alcohol (trade name: Kuraray Poval, Kuraray, refractive index n p : 1.60) by stirring with a homogenizer. The average particle diameter of the liquid crystal droplets in the obtained liquid crystal dispersion aqueous solution was 3 μm.
A small amount of a 10 μm spherical spacer (manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd.) was mixed, and the obtained liquid crystal dispersion aqueous solution was applied on a glass substrate with ITO with a wire bar and dried at 80 ° C. for 2 hours. Next, after bonding two glass substrates with ITO, it sealed by the method similar to Example 1, and the liquid crystal display element of this invention was produced.
The obtained liquid crystal display element was provided with a black absorption layer. The black absorption layer is a coating solution prepared by dispersing carbon black whose surface activity has been deactivated by surface treatment together with 5% by mass of carboxycellulose on a non-display surface side glass substrate that is not on the liquid crystal layer side. And produced.

<表示性能の評価>
得られた本発明の液晶表示素子は、信号発生器(テクトロニクス株式会社製)を用いて、低周波電圧(125V、60Hz)を印加した場合、黒色となった。また、高周波電圧(125V、100kHz)を印加した場合、散乱白色となった。黒色状態と白色散乱状態を電気的に制御できる反射型液晶表示素子として機能することが確認された。
<Evaluation of display performance>
The obtained liquid crystal display element of the present invention turned black when a low-frequency voltage (125 V, 60 Hz) was applied using a signal generator (manufactured by Tektronix). Moreover, when a high frequency voltage (125V, 100kHz) was applied, it became scattering white. It was confirmed that it functions as a reflective liquid crystal display element that can electrically control the black state and the white scattering state.

[実施例5]
実施例1において、液晶組成物にさらに下記二色性色素1を1.0質量%添加した以外は、実施例1と同様にして本発明の調光材料を調製した。
実施例1と同様の評価を行ったところ、得られた本発明の調光材料は、電圧無印加時に散乱赤色状態であり、UV/visスペクトル(島津製)にて550nmにおける透過率を測定したところ、5.0%であった。次に、信号発生器(テクトロニクス株式会社製)を用いて、電圧(200V、60Hz)を印加した場合には、液晶層は無色透明状態となった。その場合における550nmにおける透過率は74%であった。さらに、電圧(200V、10kHz)を印加した場合には、液晶層は再び散乱赤色状態となり、550nmにおける透過率は4.0%であった。
また、各々の散乱赤色状態と透明状態は、電圧印加を止めた後も、1時間以上維持されていた。すなわち、メモリー性が付与されていることが確認された。
[Example 5]
In Example 1, the light control material of this invention was prepared like Example 1 except having further added 1.0 mass% of the following dichroic dye 1 to the liquid-crystal composition.
When the same evaluation as in Example 1 was performed, the obtained light control material of the present invention was in a scattered red state when no voltage was applied, and the transmittance at 550 nm was measured by a UV / vis spectrum (manufactured by Shimadzu). However, it was 5.0%. Next, when a voltage (200 V, 60 Hz) was applied using a signal generator (manufactured by Tektronix Co., Ltd.), the liquid crystal layer became colorless and transparent. In that case, the transmittance at 550 nm was 74%. Furthermore, when a voltage (200 V, 10 kHz) was applied, the liquid crystal layer was again in a scattered red state, and the transmittance at 550 nm was 4.0%.
Further, each of the scattered red state and the transparent state was maintained for 1 hour or more after the voltage application was stopped. That is, it was confirmed that the memory property was given.

Figure 2007197487
Figure 2007197487

高分子媒体層の駆動について説明した図である。図1(A)は低周波数の電圧を印加したときの様子を示す図であり、図1(B)は、高周波数の電圧を印加したときの様子を示す図である。It is a figure explaining the drive of a polymer medium layer. FIG. 1A is a diagram illustrating a state when a low-frequency voltage is applied, and FIG. 1B is a diagram illustrating a state when a high-frequency voltage is applied. 液晶表示素子の構成を示す図である。図2(A)は積層させた場合であり、図2(B)は並置させた場合である。It is a figure which shows the structure of a liquid crystal display element. FIG. 2A shows a case of stacking, and FIG. 2B shows a case of juxtaposition.

符号の説明Explanation of symbols

10 高分子媒体層
12 高分子材料
14 液晶
16 電極
10 Polymer Media Layer 12 Polymer Material 14 Liquid Crystal 16 Electrode

Claims (22)

少なくとも1種以上の二周波駆動可能なスメクチック液晶と、少なくとも1種の高分子材料と、を含有する液晶組成物。   A liquid crystal composition comprising at least one kind of smectic liquid crystal capable of being driven at two frequencies and at least one polymer material. 前記スメクチック液晶がスメクチックA相を呈することを特徴とする請求項1に記載の液晶組成物。   The liquid crystal composition according to claim 1, wherein the smectic liquid crystal exhibits a smectic A phase. 前記スメクチック液晶が、少なくとも1種のネマチック液晶化合物を含有することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の液晶組成物。   The liquid crystal composition according to claim 1, wherein the smectic liquid crystal contains at least one nematic liquid crystal compound. 少なくとも1種以上のモノマーと少なくとも1種以上の二周波駆動可能なスメクチック液晶とを含有する液晶組成物中間体を重合してなることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の液晶組成物。   4. A liquid crystal composition intermediate comprising at least one monomer and at least one smectic liquid crystal capable of being driven at two frequencies is polymerized. The liquid crystal composition described in 1. 前記液晶組成物中間体が、更に重合開始剤を含有してなることを特徴とする請求項4に記載の液晶組成物。   The liquid crystal composition according to claim 4, wherein the liquid crystal composition intermediate further contains a polymerization initiator. 前記液晶組成物中間体が、更にネマチック液晶化合物を含有してなることを特徴とする請求項4又は請求項5に記載の液晶組成物。   The liquid crystal composition according to claim 4 or 5, wherein the liquid crystal composition intermediate further contains a nematic liquid crystal compound. 更に、色材を含有してなることを特徴とする請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載の液晶組成物。   The liquid crystal composition according to claim 1, further comprising a color material. 前記色材が、二色性色素であることを特徴とする請求項7に記載の液晶組成物。   The liquid crystal composition according to claim 7, wherein the coloring material is a dichroic dye. 前記スメクチック液晶が、下記一般式(1)で表されるスメクチック液晶化合物を含有することを特徴とする請求項1〜請求項8のいずれか1項に記載の液晶組成物。
一般式(1):T1−{(D1e−L1m−(D2k−T2
[式中、D1及びD2は各々独立にアリーレン基、ヘテロアリーレン基または2価の環状脂肪族炭化水素基を表し、L1は2価の連結基を表し、T1及びT2は各々独立に、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、アシル基、アシルオキシ基、ハロゲン原子またはシアノ基を表し、eは各々0〜5の数を表し、mは1〜3の数を表し、kは1〜2の数を表し、D1とD2で表される基の総数が3〜5の数であり、e及びkが各々2以上の時、2以上のD1及びD2は各々同一でも異なっていてもよく、mが2以上の時、2以上の{(D1e−L1}は同一でも異なっていてもよい。]
The liquid crystal composition according to any one of claims 1 to 8, wherein the smectic liquid crystal contains a smectic liquid crystal compound represented by the following general formula (1).
Formula (1): T 1 - { (D 1) e -L 1} m - (D 2) k -T 2
[Wherein, D 1 and D 2 each independently represent an arylene group, a heteroarylene group or a divalent cyclic aliphatic hydrocarbon group, L 1 represents a divalent linking group, and T 1 and T 2 each represent Independently, it represents an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkoxy group, an alkoxycarbonyl group, an acyl group, an acyloxy group, a halogen atom or a cyano group, e represents a number of 0 to 5, and m represents a number of 1 to 3, respectively. K represents a number of 1 to 2 , the total number of groups represented by D 1 and D 2 is a number of 3 to 5, and when e and k are each 2 or more, 2 or more of D 1 and D 2 may be the same or different, and when m is 2 or more, two or more {(D 1 ) e -L 1 } may be the same or different. ]
電極と、該電極間に設けられた請求項1〜請求項9のいずれか1項の液晶組成物を含む液晶層と、を有する積層体であることを特徴とする液晶素子。   A liquid crystal element comprising a laminate having an electrode and a liquid crystal layer including the liquid crystal composition according to any one of claims 1 to 9 provided between the electrodes. 前記電極が、ITO(インジウムスズオキサイド)の透明電極であることを特徴とする請求項10に記載の液晶素子。   The liquid crystal element according to claim 10, wherein the electrode is a transparent electrode made of ITO (indium tin oxide). 請求項10又は請求項11に記載の液晶素子を、高周波と低周波の交流電圧で駆動させて表示を切り替えることを特徴とする表示方法。   12. A display method, wherein the display is switched by driving the liquid crystal element according to claim 10 with a high frequency and a low frequency alternating voltage. 一対の基体を備え、該基体間に請求項10又は請求項11の液晶素子を有してなり、入射光の反射光量を変化させることを特徴とする液晶表示素子。   A liquid crystal display element comprising a pair of bases, wherein the liquid crystal element according to claim 10 or 11 is provided between the bases, and the amount of reflected light of incident light is changed. 前記基体における前記液晶素子を設けない面側に、着色層を有してなることを特徴とする請求項13に記載の液晶表示素子。   The liquid crystal display element according to claim 13, wherein a colored layer is provided on a surface side of the substrate on which the liquid crystal element is not provided. 前記基体が、ポリマーで形成されてなることを特徴とする請求項13又は請求項14に記載の液晶表示素子。   The liquid crystal display element according to claim 13 or 14, wherein the substrate is made of a polymer. 反射防止膜を有してなることを特徴とする請求項13〜請求項15のいずれか1項に記載の液晶表示素子。   The liquid crystal display element according to claim 13, further comprising an antireflection film. 前記反射防止膜が、無機薄膜、有機薄膜、又は無機−有機複合膜であることを特徴とする請求項16に記載の液晶表示素子。   The liquid crystal display element according to claim 16, wherein the antireflection film is an inorganic thin film, an organic thin film, or an inorganic-organic composite film. 一対の基体を備え、該基体間に請求項10又は請求項11の液晶素子を有してなり、入射光の透過率を変化させることを特徴とする調光材料。   A light-modulating material comprising a pair of substrates and having the liquid crystal element according to claim 10 or 11 between the substrates to change the transmittance of incident light. 前記基体における前記液晶素子を設けない面側に、着色層を設けてなることを特徴とする請求項18に記載の調光材料。   The light control material according to claim 18, wherein a colored layer is provided on a surface side of the substrate on which the liquid crystal element is not provided. 前記基体が、ポリマー支持体であることを特徴とする請求項18又は請求項19に記載の調光材料。   The light control material according to claim 18, wherein the substrate is a polymer support. 反射防止膜を有してなることを特徴とする請求項18〜請求項20のいずれか1項に記載の調光材料。   The light control material according to any one of claims 18 to 20, further comprising an antireflection film. 前記反射防止膜が、無機薄膜、有機薄膜、又は無機−有機複合膜であることを特徴とする請求項21に記載の調光材料。   The light control material according to claim 21, wherein the antireflection film is an inorganic thin film, an organic thin film, or an inorganic-organic composite film.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2011190314A (en) * 2010-03-12 2011-09-29 Mitsubishi Chemicals Corp Liquid crystal composition for light control, photo-cured product thereof, and light control element
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