JP2012057038A - Additive-containing liquid crystal composition, usage of the same, and liquid crystal display element - Google Patents

Additive-containing liquid crystal composition, usage of the same, and liquid crystal display element Download PDF

Info

Publication number
JP2012057038A
JP2012057038A JP2010201092A JP2010201092A JP2012057038A JP 2012057038 A JP2012057038 A JP 2012057038A JP 2010201092 A JP2010201092 A JP 2010201092A JP 2010201092 A JP2010201092 A JP 2010201092A JP 2012057038 A JP2012057038 A JP 2012057038A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid crystal
group
crystal composition
display element
crystal display
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2010201092A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Naoki Toshima
直樹 戸嶋
Yukie Shiraishi
幸英 白石
Naoto Nishida
直人 西田
Shunsuke Kobayashi
駿介 小林
Hiroya Sawai
寛哉 澤井
Kiyofumi Takeuchi
清文 竹内
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
DIC Corp
Tokyo University of Science
Original Assignee
DIC Corp
Tokyo University of Science
Dainippon Ink and Chemicals Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by DIC Corp, Tokyo University of Science, Dainippon Ink and Chemicals Co Ltd filed Critical DIC Corp
Priority to JP2010201092A priority Critical patent/JP2012057038A/en
Publication of JP2012057038A publication Critical patent/JP2012057038A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid crystal composition containing an additive capable of improving a driving voltage and a response speed, to provide a usage of the liquid crystal composition, and to provide a liquid crystal display element containing the liquid crystal composition.SOLUTION: This liquid crystal composition includes: a complex in which a host compound having an inclusion function for a liquid crystal molecule is coupled to a metal oxide nanoparticle; and a compound represented by general formula (1-0) (wherein R is a 1-5C alkyl group or 2-5C alkenyl group; Aand Aare each independently a 1,4-phenylene group, trans-1,4-cyclohexylene group, or naphthalene-2,6-diyl group; the 1,4-phenylene group or naphthalene-2,6-diyl group has at least one F or Cl as an unsubstituted group or a substituted group; Zand Zeach independently denote a single bond, -COO-, -CFO-, or -(CH)-; Xand Xare each independently H, F, Cl, CFor OCF; and m is 0, 1 or 2).

Description

本発明は、添加剤を含む液晶組成物及びその使用方法ならびに液晶表示素子に関する。   The present invention relates to a liquid crystal composition containing an additive, a method for using the same, and a liquid crystal display device.

一般に、液晶表示素子は液晶TV、コンピュータ用モニター及び携帯電話・情報端末・ゲーム等のモバイルといった画像表示装置に広く用いられている。しかし、液晶表示素子での動画像を表示する速度は、液晶分子の配向変化が印加波形から遅れるために遅くなる。   In general, liquid crystal display elements are widely used in image display devices such as liquid crystal TVs, computer monitors, and mobile phones, information terminals, and games. However, the speed of displaying a moving image on the liquid crystal display element becomes slow because the change in orientation of the liquid crystal molecules is delayed from the applied waveform.

この遅れを解消し、動画像表示速度を高めるために、本件発明者らは、液晶分子に金属ナノ粒子を混合させた液晶層を用いる技術を開発した(特許文献1参照。)。液晶層中に金属ナノ粒子が分散されていることにより、誘電率が上がる結果、液晶分子の配向変化の遅れが解消し、高速応答が可能となる。   In order to eliminate this delay and increase the moving image display speed, the present inventors have developed a technique using a liquid crystal layer in which metal nanoparticles are mixed with liquid crystal molecules (see Patent Document 1). Dispersion of the metal nanoparticles in the liquid crystal layer increases the dielectric constant. As a result, the delay in the change in orientation of the liquid crystal molecules is eliminated, and a high-speed response is possible.

本件発明者らは、さらに、液晶添加剤として、液晶分子に対して包接能を有するホスト化合物と金属ナノ粒子とが結合した複合体を開発し、報告している(特許文献2、非特許文献1参照)。かかる液晶添加剤では、金属ナノ粒子によって誘電率が上昇するとともに、液晶分子に対する包接能を有するホスト化合物によって粘度が低減することによって、液晶分子の配向変化遅延が解消し、応答速度を高めることができる。   The present inventors have further developed and reported a composite in which a host compound having inclusion ability with respect to liquid crystal molecules and metal nanoparticles are bonded as a liquid crystal additive (Patent Document 2, Non-Patent Document). Reference 1). In such a liquid crystal additive, the dielectric constant is increased by the metal nanoparticles, and the viscosity is decreased by the host compound having the inclusion ability to the liquid crystal molecules, thereby eliminating the delay in changing the orientation of the liquid crystal molecules and increasing the response speed. Can do.

特許文献2、非特許文献1に示される液晶分子とシクロデキストリンとの包接化合物を液晶層に添加するといった技術により、液晶分子の配向変化の遅れが改善されるものの、更に高い液晶表示特性が求められている。また、添加剤を含む液晶材料に求められる性能としては、液晶表示素子に使用される液晶材料に対して長期に安定した分散を示すことが望まれている。   The technique of adding the inclusion compound of liquid crystal molecules and cyclodextrin shown in Patent Literature 2 and Non-Patent Literature 1 to the liquid crystal layer improves the delay in the change in the orientation of the liquid crystal molecules, but has higher liquid crystal display characteristics. It has been demanded. In addition, as a performance required for a liquid crystal material containing an additive, it is desired that the liquid crystal material used for the liquid crystal display element exhibits stable dispersion over a long period of time.

特開2005−148705号公報JP 2005-148705 A 特開2009−053243号公報JP 2009-053243 A

白石幸英、岡村伸明、小林駿介、戸嶋直樹、「シクロデキストリンポリマー保護Rhナノ粒子を添加した液晶表示素子の電気光学特性」、「Polymer Preprint」,Japan,Vol.56,No.1,p.1919(2007)Yukihide Shiraishi, Nobuaki Okamura, Keisuke Kobayashi, Naoki Tojima, “Electro-optical properties of liquid crystal display elements added with cyclodextrin polymer-protected Rh nanoparticles”, “Polymer Preprint”, Japan, Vol. 56, no. 1, p. 1919 (2007)

本発明は、以上のような事情に鑑みてなされたものであり、駆動電圧や応答速度を良好にするための添加剤を含む液晶組成物及びその使用方法、ならびに当該液晶組成物を含む液晶表示素子を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the circumstances as described above, and includes a liquid crystal composition including an additive for improving driving voltage and response speed, a method for using the same, and a liquid crystal display including the liquid crystal composition. An object is to provide an element.

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究を重ねたところ、従来の金属ナノ粒子を金属酸化物ナノ粒子に変え、この金属酸化物ナノ粒子と、液晶分子に対して包接能を有するホスト化合物とが結合した複合体を、液晶表示素子の液晶層に添加することにより上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。具体的には、以下の液晶組成物等を提供する。   The inventors of the present invention have made extensive studies in order to solve the above-mentioned problems. As a result, the conventional metal nanoparticles are changed to metal oxide nanoparticles, and the inclusion ability of the metal oxide nanoparticles and liquid crystal molecules is improved. The present inventors have found that the above problem can be solved by adding a complex bonded with a host compound having a hydrogen atom to a liquid crystal layer of a liquid crystal display element, and the present invention has been completed. Specifically, the following liquid crystal composition and the like are provided.

(1)液晶分子に対する包接能を有するホスト化合物が金属酸化物ナノ粒子に結合した複合体及び一般式(1−0)

Figure 2012057038
(式中、Rは炭素原子数1〜5のアルキル基又は炭素原子数2〜5のアルケニル基を表し;A及びAは各々独立的に1,4−フェニレン基、トランス−1,4−シクロへキシレン基又はナフタレン−2,6−ジイル基を表し、該1,4−フェニレン基又はナフタレン−2,6−ジイル基は非置換又は置換基として1個又は2個以上のF若しくはClを有しており;Z1及びZは各々独立的に単結合、−COO−、−CFO−、又は−(CH)−を表し;X及びXは各々独立的にH、F、Cl、CF又はOCFを表し;mは0、1又は2を表す。)で表される化合物を含有する液晶組成物。
(2)前記ホスト化合物が、シクロデキストリン、アミロペクチン、クラウンエーテル、シクロファン、カリックスアレン、ククルビツリル、イソグアニン、シクロトリホスファゼン及びこれらの誘導体からなる群より選ばれる少なくとも1種である前記(1)記載の液晶組成物。
(3)前記金属酸化物ナノ粒子が、二酸化珪素、酸化チタン、酸化ジルコニウム、チタン酸バリウム及びジルコン酸バリウムからなる群より選ばれる少なくとも1種を含有する前記(2)又は(3)記載の液晶組成物。
(4)少なくとも一方が透明な2枚の基板間に液晶層が狭持された構造を有し、該液晶層に前記(1)から(3)の何れか一つに記載の液晶組成物を含むことを特徴とする液晶表示素子。
(5)前記基板間の距離(d)が2〜5μmの範囲である前記(4)記載の液晶表示素子。
(6)前記液晶組成物の複屈折(Δn)と前記基板間の距離(d)の積が0.3〜0.4μmの範囲である前記(5)記載の液晶表示素子。 (1) A complex in which a host compound having an inclusion ability for liquid crystal molecules is bonded to metal oxide nanoparticles, and a general formula (1-0)
Figure 2012057038
(In the formula, R represents an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or an alkenyl group having 2 to 5 carbon atoms; A 1 and A 2 are each independently a 1,4-phenylene group, trans-1,4; -Represents a cyclohexylene group or a naphthalene-2,6-diyl group, and the 1,4-phenylene group or naphthalene-2,6-diyl group is unsubstituted or substituted with one or more F or Cl Z 1 and Z 2 each independently represents a single bond, —COO—, —CF 2 O—, or — (CH 2 ) 2 —; each of X 1 and X 2 independently represents H, F, Cl, CF 3 or OCF 3 ; m represents 0, 1 or 2).
(2) The host compound is at least one selected from the group consisting of cyclodextrin, amylopectin, crown ether, cyclophane, calixarene, cucurbituril, isoguanine, cyclotriphosphazene and derivatives thereof. Liquid crystal composition.
(3) The liquid crystal according to (2) or (3), wherein the metal oxide nanoparticles contain at least one selected from the group consisting of silicon dioxide, titanium oxide, zirconium oxide, barium titanate and barium zirconate. Composition.
(4) A liquid crystal layer is sandwiched between two substrates, at least one of which is transparent, and the liquid crystal composition according to any one of (1) to (3) is disposed on the liquid crystal layer. A liquid crystal display element comprising:
(5) The liquid crystal display element according to (4), wherein the distance (d) between the substrates is in the range of 2 to 5 μm.
(6) The liquid crystal display element according to (5), wherein the product of birefringence (Δn) of the liquid crystal composition and the distance (d) between the substrates is in the range of 0.3 to 0.4 μm.

本発明の液晶組成物は、駆動電圧や応答速度を良好な性能に変えることができる。このため、該液晶組成物を用いることにより、高速応答の液晶表示素子を実現することができる。また、本発明の液晶組成物は、従来の金属ナノ粒子とホスト化合物の複合体を含む液晶組成物よりも、複合体の液晶組成物に対する分散が、より改善されている。   The liquid crystal composition of the present invention can change driving voltage and response speed to good performance. For this reason, a liquid crystal display element having a high-speed response can be realized by using the liquid crystal composition. In addition, the liquid crystal composition of the present invention has a more improved dispersion of the composite in the liquid crystal composition than the liquid crystal composition containing the composite of the conventional metal nanoparticles and the host compound.

本発明のホスト化合物と金属酸化物ナノ粒子との複合体及び複合体が添加された液晶表示素子の製造方法の一態様を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the one aspect | mode of the manufacturing method of the composite_body | complex of the host compound and metal oxide nanoparticle of this invention, and the composite_body | complex added. 本発明の液晶表示素子の一態様を示す概念図である。液晶分子は、基板に設けられた配向膜と基板に設けられた電極に電気を印加して、配向を状態A又は状態Bに制御される。It is a conceptual diagram which shows the one aspect | mode of the liquid crystal display element of this invention. The liquid crystal molecules are controlled to be in a state A or a state B by applying electricity to an alignment film provided on the substrate and an electrode provided on the substrate.

以下、本発明の具体的な実施形態について、詳細に説明するが、本発明は、以下の実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の目的の範囲内において、適宜変更を加えて実施することができる。   Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail. However, the present invention is not limited to the following embodiments, and may be implemented with appropriate modifications within the scope of the object of the present invention. can do.

[液晶表示素子]
図2は、液晶層に、液晶分子(図2中、「NLC」)に対する包接能を有するホスト化合物と金属酸化物ナノ粒子との複合体(図2中、「PγCyD−BaTiO」)を含有する液晶組成物を含む液晶表示素子の一態様を示す概念図である。本液晶表示素子は、少なくとも一方が透明な2枚の基板間に液晶層が狭持された構造を有している。液晶分子は、基板に設けられた配向膜と基板に設けられた電極に電気を印加して、配向を状態A又は状態Bに制御する。偏光板、位相差フィルムなどを具備させることにより、この状態A、B及び両者の中間の状態を利用して表示をさせる。液晶表示素子としては、TN、STN、VA、IPS及びECBに適用できるが、TNが特に好ましい。一対の基板間に介在する液晶層中に本発明に係る液晶添加剤が分散しているが、本発明は、ナノ粒子を金属から金属酸化物にすること、及び前記一般式(1−0)で表される液晶化合物を含有させることにより、好ましい分散性を示す。
[Liquid crystal display element]
FIG. 2 shows a composite of a host compound and metal oxide nanoparticles (“PγCyD-BaTiO 3 ” in FIG. 2) having inclusion ability with respect to liquid crystal molecules (“NLC” in FIG. 2) in the liquid crystal layer. It is a conceptual diagram which shows the one aspect | mode of the liquid crystal display element containing the liquid crystal composition to contain. The present liquid crystal display element has a structure in which a liquid crystal layer is sandwiched between two substrates, at least one of which is transparent. The liquid crystal molecules control the alignment in the state A or the state B by applying electricity to the alignment film provided on the substrate and the electrode provided on the substrate. By providing a polarizing plate, a retardation film, etc., display is performed using these states A and B and an intermediate state between them. The liquid crystal display element can be applied to TN, STN, VA, IPS, and ECB, but TN is particularly preferable. The liquid crystal additive according to the present invention is dispersed in a liquid crystal layer interposed between a pair of substrates. The present invention is directed to converting the metal from a metal to a metal oxide, and the general formula (1-0) By including a liquid crystal compound represented by the formula, preferred dispersibility is exhibited.

本液晶表示素子の基板間の距離(d)は、2〜5μmの範囲が好ましく、3.5μm以下が更に好ましい。液晶組成物の複屈折(Δn)と基板間の距離(d)の積は、0.3〜0.4μmの範囲が特に好ましく、0.30〜0.35μmの範囲が更に好ましく、0.31〜0.33μmの範囲が特に好ましい。液晶表示素子の基板間の距離(d)及び液晶組成物の複屈折(Δn)と基板間の距離(d)の積をそれぞれ上記範囲内とすることにより、高速応答で色再現性が好ましい表示を得ることが出来る。   The distance (d) between the substrates of the present liquid crystal display element is preferably in the range of 2 to 5 μm, more preferably 3.5 μm or less. The product of the birefringence (Δn) of the liquid crystal composition and the distance (d) between the substrates is particularly preferably in the range of 0.3 to 0.4 μm, more preferably in the range of 0.30 to 0.35 μm, and 0.31. A range of ˜0.33 μm is particularly preferable. Display with favorable color reproducibility with high-speed response by setting the product of the distance (d) between the substrates of the liquid crystal display element and the product of the birefringence (Δn) of the liquid crystal composition and the distance (d) between the substrates. Can be obtained.

[複合体]
本発明における複合体とは、図1に示されるように、液晶分子に対する包接能を有するホスト化合物(図1中、「PγCyD」)と少なくとも1種の金属酸化物ナノ粒子(図1中、「BaTiO」)から構成されている。金属酸化物ナノ粒子とホスト化合物とは配位結合等により相互作用している。本発明では、このホスト化合物との結合により、金属酸化物ナノ粒子が外部要因による変質から保護されることが好ましい。金属酸化物ナノ粒子の変質を抑制することにより、誘電率の低下が防止できるからである。本発明では、従来の金属ナノ粒子に比して安定性に優れる金属酸化物ナノ粒子を用いるため、誘電率の低下をより防止できると考えられる。
[Complex]
As shown in FIG. 1, the composite in the present invention is a host compound having an inclusion ability for liquid crystal molecules (“PγCyD” in FIG. 1) and at least one metal oxide nanoparticle (in FIG. 1, “BaTiO 3 ”). The metal oxide nanoparticles and the host compound interact with each other by coordination bonds. In the present invention, the metal oxide nanoparticles are preferably protected from alteration due to external factors by the bond with the host compound. This is because a decrease in the dielectric constant can be prevented by suppressing the alteration of the metal oxide nanoparticles. In this invention, since the metal oxide nanoparticle which is excellent in stability compared with the conventional metal nanoparticle is used, it is thought that the fall of a dielectric constant can be prevented more.

複合体の形成には、金属酸化物ナノ粒子1モルに対し、ホスト化合物0.1モル以上あればよく、好ましくは0.1〜50モルである。なお、ホスト化合物がポリマーである場合には、そのモノマー単位当たりのモル数に換算して使用量を決定すればよい。   For the formation of the composite, the host compound may be 0.1 mol or more, preferably 0.1 to 50 mol, per 1 mol of the metal oxide nanoparticles. In the case where the host compound is a polymer, the amount used may be determined in terms of the number of moles per monomer unit.

液晶層における複合体の含有量は、用途に応じて適宜選択すればよく、通常、ゲスト液晶に対して、0.1質量%以下、好ましくは0.08質量%以下である。   The content of the composite in the liquid crystal layer may be appropriately selected depending on the application, and is usually 0.1% by mass or less, preferably 0.08% by mass or less based on the guest liquid crystal.

[金属酸化物ナノ粒子]
本発明における金属酸化物ナノ粒子の平均粒子径は、より小さな粒径の微粒子であれば、特に限定されないが、好ましくは50nm以下、より好ましくは20nm以下、さらにより好ましくは10nm以下である。下限はないが、好ましくは1nm以上である。なお、金属酸化物ナノ粒子の平均粒子径は、透過型電子顕微鏡により測定することができる。
[Metal oxide nanoparticles]
The average particle diameter of the metal oxide nanoparticles in the present invention is not particularly limited as long as it is a fine particle having a smaller particle diameter, but is preferably 50 nm or less, more preferably 20 nm or less, and even more preferably 10 nm or less. Although there is no lower limit, it is preferably 1 nm or more. In addition, the average particle diameter of a metal oxide nanoparticle can be measured with a transmission electron microscope.

金属酸化物ナノ粒子の金属種は、特に限定されるものではなく、例えば、珪素、チタン、ジルコニア、バリウム等が挙げられる。これらの中でも、珪素、チタン及びジルコニアが調製容易という点において好ましい。金属酸化物ナノ粒子の金属種を上記元素から選択することによって、液晶に対する分散性や広い周波数変調範囲での誘電率向上を実現することができる。なお、これらの金属種は、本発明の目的を損なわない範囲において、単独又は2種類以上を組み合わせて用いることができる。2種類以上を組み合わせることにより、用途に応じた周波数変調範囲を自由に選択することができ、汎用性を向上させることができる。   The metal species of the metal oxide nanoparticles are not particularly limited, and examples thereof include silicon, titanium, zirconia, and barium. Among these, silicon, titanium, and zirconia are preferable in terms of easy preparation. By selecting the metal species of the metal oxide nanoparticles from the above elements, it is possible to realize dispersibility with respect to liquid crystal and an improvement in dielectric constant in a wide frequency modulation range. In addition, these metal seed | species can be used individually or in combination of 2 or more types in the range which does not impair the objective of this invention. By combining two or more types, the frequency modulation range according to the application can be freely selected, and versatility can be improved.

[ホスト化合物]
本発明においてホスト化合物とは、包接能のある化合物をいう。本発明では、ホスト化合物は、ゲスト液晶の液晶分子にあわせて適宜、選択すればよいが、好ましくはシクロデキストリン、アミロペクチン、クラウンエーテル、シクロファン、カリックスアレン、ククルビツリル、イソグアニン、シクロトリホスファゼン及びこれらの誘導体からなる群より選ばれる少なくとも1種であり、より好ましくはシクロデキストリンである。シクロデキストリンは、水や他の溶媒に対する溶解性に優れるので、ホスト液晶への分散性が良好となる点において好ましい。なお、シクロデキストリンとしては、例えば、α−、β−、γ−シクロデキストリン等の天然のシクロデキストリン;グルコシル及びマルトシル等の分岐シクロデキストリン等が挙げられる。また、シクロデキストリンは、モノマーであっても、ポリマーであってもよい。
[Host compound]
In the present invention, the host compound refers to a compound having an inclusion ability. In the present invention, the host compound may be appropriately selected according to the liquid crystal molecules of the guest liquid crystal, but preferably cyclodextrin, amylopectin, crown ether, cyclophane, calixarene, cucurbituril, isoguanine, cyclotriphosphazene, and these At least one selected from the group consisting of derivatives, more preferably cyclodextrin. Cyclodextrin is preferable in terms of excellent dispersibility in the host liquid crystal because it is excellent in solubility in water and other solvents. Examples of cyclodextrins include natural cyclodextrins such as α-, β-, and γ-cyclodextrins; branched cyclodextrins such as glucosyl and maltosyl. The cyclodextrin may be a monomer or a polymer.

ホスト化合物とゲストである液晶分子との包接化合物の形成には、液晶分子の官能基とホスト化合物の空孔部との大きさ、形状が適合することが重要である。ゲストである液晶分子がホスト化合物によって包接されることで、液晶組成物の分子間の自由体積が増大し、液晶の粘度が低下するからである。液晶の粘度低下は、ホスト化合物に保護された金属酸化物ナノ粒子の良好な分散や、液晶分子の配向変化遅延の解消を可能とする。上記ホスト化合物は、それぞれが広い範囲の液晶分子種に対する適合性を有するので、2種以上を組み合わせることで、さらに適合性を高めることができる。よって、ホスト化合物を種々の液晶分子に応じて、上記から適宜選択することで、汎用性を向上できる。   For the formation of an inclusion compound between a host compound and a liquid crystal molecule as a guest, it is important that the size and shape of the functional group of the liquid crystal molecule and the pore portion of the host compound are matched. This is because the guest liquid crystal molecules are included by the host compound, thereby increasing the free volume between the molecules of the liquid crystal composition and decreasing the viscosity of the liquid crystal. The decrease in the viscosity of the liquid crystal makes it possible to satisfactorily disperse the metal oxide nanoparticles protected by the host compound and to eliminate the delay in changing the orientation of the liquid crystal molecules. Since each of the host compounds has compatibility with a wide range of liquid crystal molecular species, the compatibility can be further improved by combining two or more kinds. Therefore, versatility can be improved by appropriately selecting the host compound from the above according to various liquid crystal molecules.

[ゲスト液晶]
本発明の液晶組成物は、前記複合体に加えて、ゲスト液晶を含む。ゲスト液晶としては、既存の液晶に限られるものではなく、室温で動作できる液晶であればよい。例えば、ネマティック液晶、スメクテック液晶、カイラルネマティック液晶、カイラルスメクテック液晶等である。
[Guest LCD]
The liquid crystal composition of the present invention includes a guest liquid crystal in addition to the composite. The guest liquid crystal is not limited to the existing liquid crystal, and any liquid crystal that can operate at room temperature may be used. For example, nematic liquid crystal, smectic liquid crystal, chiral nematic liquid crystal, and chiral smectic liquid crystal.

本発明の液晶組成物は、ゲスト液晶として、一般式(1−0)で表される液晶化合物を含有する。   The liquid crystal composition of the present invention contains a liquid crystal compound represented by the general formula (1-0) as a guest liquid crystal.

Figure 2012057038
Figure 2012057038

式(1−0)中、Rは炭素原子数2〜4のアルキル基が好ましく、又は炭素原子数2〜4のアルケニル基が好ましい。A及びAは、各々独立的に1,4−フェニレン基、トランス−1,4−シクロへキシレン基又はナフタレン−2,6−ジイル基を表す。該1,4−フェニレン基又はナフタレン−2,6−ジイル基は、非置換、又は置換基として1個又は2個以上のF若しくはClを有することができる。また、Z1及びZは、各々独立的に単結合、−CFO−、又は−(CH)−である。X及びXは、各々独立的にF、CF又はOCFである。mは0、1又は2を表す。 In formula (1-0), R is preferably an alkyl group having 2 to 4 carbon atoms, or an alkenyl group having 2 to 4 carbon atoms. A 1 and A 2 each independently represents a 1,4-phenylene group, a trans-1,4-cyclohexylene group or a naphthalene-2,6-diyl group. The 1,4-phenylene group or naphthalene-2,6-diyl group can be unsubstituted or have one or more F or Cl as substituents. Z 1 and Z 2 are each independently a single bond, —CF 2 O—, or — (CH 2 ) 2 —. X 1 and X 2 are each independently F, CF 3 or OCF 3 . m represents 0, 1 or 2.

本発明においては、下記一般式(1−1)又は(1−2)で表される化合物の少なくともいずれかを含有する液晶組成物であることが更に好ましい。一般式(1−1)及び(1−2)中、R、A、A、Z1、Z、X、及びXは、上記一般式(1−0)と同じである。 In the present invention, a liquid crystal composition containing at least one of the compounds represented by the following general formula (1-1) or (1-2) is more preferable. In general formulas (1-1) and (1-2), R, A 1 , A 2 , Z 1 , Z 2 , X 1 , and X 2 are the same as those in general formula (1-0).

Figure 2012057038
Figure 2012057038

Figure 2012057038
Figure 2012057038

本発明の液晶組成物中、一般式(1−1)で表される化合物は、0〜30wt%含有することが好ましい。一般式(1−2)で表される化合物は、5〜70wt%含有することが好ましい。一般式(1−1)と(1−2)で表される化合物の合計は、5〜70wt%含有することが好ましい。一般式(1−0)で表される化合物の合計は、15〜70wt%含有することが好ましい。XがF又はOCFである化合物は、金属酸化物ナノ粒子の好ましい分散を示す。 In the liquid crystal composition of the present invention, the compound represented by the general formula (1-1) is preferably contained in an amount of 0 to 30 wt%. It is preferable to contain 5-70 wt% of compounds represented by general formula (1-2). The total amount of the compounds represented by the general formulas (1-1) and (1-2) is preferably 5 to 70 wt%. The total amount of the compounds represented by the general formula (1-0) is preferably 15 to 70 wt%. A compound where X 1 is F or OCF 3 exhibits a preferred dispersion of metal oxide nanoparticles.

[複合体の形成方法]
複合体は、例えば、溶媒中でホスト化合物と金属酸化物と混合した後、当該溶媒に超音波やマイクロ波を照射する等により、微粒子化した後、溶媒を除去することによって形成することができる。溶媒へはホスト化合物と金属酸化物のいずれを先に添加してもよいが、保護剤であるホスト化合物を分散させた溶媒に金属酸化物を添加することが好ましい。
[Composite Formation Method]
The composite can be formed by, for example, mixing a host compound and a metal oxide in a solvent, then pulverizing the solvent by sonication or microwave irradiation, and then removing the solvent. . Either the host compound or the metal oxide may be added to the solvent first, but it is preferable to add the metal oxide to the solvent in which the host compound as the protective agent is dispersed.

複合体を形成する際に用いる溶媒としては、水;メタノール、エタノール、プロパノール等のアルコール類;モノエチレングリコール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール等のエチレングリコール類;ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジエチレングリコールモノメチルエーテル等のエーテル類;からなる群より選ばれる少なくとも1種を用いることができる。   Solvents used for forming the complex include water; alcohols such as methanol, ethanol and propanol; ethylene glycols such as monoethylene glycol, diethylene glycol and polyethylene glycol; ethers such as diethyl ether, tetrahydrofuran and diethylene glycol monomethyl ether At least one selected from the group consisting of;

複合体では、金属酸化物ナノ粒子は金属イオンを構成しており、金属イオンとするためには、金属のハロゲン化物等の金属塩を出発原料として用いるとよい。   In the composite, the metal oxide nanoparticles constitute metal ions, and in order to obtain metal ions, a metal salt such as a metal halide may be used as a starting material.

より具体的には、例えば、以下の方法により複合体を形成することができる。保護剤であるホスト化合物を水に分散してから金属酸化物と混合し、これにテトラエチレングリコールをさらに添加した後、窒素雰囲気中で超音波とマイクロ波とを同時照射する。その後、この溶液中の水とテトラエチレングリコールとを減圧留去し、真空乾燥を行い、複合体を得ることができる。なお、超音波とマイクロ波を照射した後の溶液中のテトラエチレングリコールをエタノールに置換した後、エタノールを減圧留去し、真空乾燥を行ってもよい。   More specifically, for example, the complex can be formed by the following method. A host compound as a protective agent is dispersed in water and mixed with a metal oxide. Tetraethylene glycol is further added thereto, and then ultrasonic waves and microwaves are simultaneously irradiated in a nitrogen atmosphere. Thereafter, water and tetraethylene glycol in the solution are distilled off under reduced pressure, and vacuum drying is performed to obtain a composite. In addition, after replacing tetraethylene glycol in the solution after irradiation with ultrasonic waves and microwaves with ethanol, ethanol may be distilled off under reduced pressure and vacuum drying may be performed.

以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to these examples.

(合成例1)PγCyD−BaTiOナノ粒子複合体
攪拌子を入れた300mlの一口ナス型フラスコに、γ−シクロデキストリンポリマー(PγCyD)(純正化学(株)製)0.0171g(0.014mmol)を入れ、これに水15mlを加え、磁気攪拌機を用いて1時間攪拌した。その後、チタンテトラエトキシド(和光純薬工業(株)製)0.0301g(0.14 mmol)、ジエトキシバリウムを加え(和光純薬工業(株)製)0.0300g(0.14mmol)、さらに30分間攪拌した。次いで、テトラエチレングリコール185mlを加え、紫外・可視分光光度計にて紫外・可視吸収スペクトルを測定し、チタンイオンのピーク消失を確認した後、反応器に移し替えた。そして、反応器の空気部分を窒素置換し、還元雰囲気とした。
(Synthesis Example 1) PγCyD-BaTiO 3 nanoparticle composite In a 300 ml single-necked eggplant type flask containing a stirrer, 0.0171 g (0.014 mmol) of γ-cyclodextrin polymer (PγCyD) (manufactured by Junsei Chemical Co., Ltd.) Was added, and 15 ml of water was added thereto, followed by stirring for 1 hour using a magnetic stirrer. Then, 0.0301 g (0.14 mmol) of titanium tetraethoxide (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and 0.0300 g (0.14 mmol) of diethoxybarium (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) Stir for another 30 minutes. Next, 185 ml of tetraethylene glycol was added, and the ultraviolet / visible absorption spectrum was measured with an ultraviolet / visible spectrophotometer. After confirming the disappearance of the peak of the titanium ion, it was transferred to the reactor. Then, the air portion of the reactor was replaced with nitrogen to form a reducing atmosphere.

磁気攪拌機を用いて十分に攪拌した後、マイクロ波・超音波照射装置(製品名:マイクロ波反応装置、四国計測工業(株)製)にて、240℃にて30分間、マイクロ波(出力:1.5kW)と超音波(周波数:20kHz、照射強度:150W)とを同時照射した。照射により溶液は無色から黒褐色に変化し、γ−シクロデキストリンポリマーがチタン酸バリウムナノ粒子に結合した複合体(PγCyD−BaTiOナノ粒子複合体)分散液が得られた。ウルトラフィルター(Ultrafiltration Membranes NMML5000、Millipore社製)を用い、テトラエチレングリコールをエタノールに置換し、余分なイオンなどを限外濾過した。この溶液中のエタノールをロータリーエバポレーターにて減圧留去し、真空乾燥機にて一晩真空乾燥を行い、PγCyD−BaTiOナノ粒子複合体を得た。 After sufficiently stirring with a magnetic stirrer, microwave (output: output: 30 minutes at 240 ° C. with a microwave / ultrasonic irradiation device (product name: microwave reactor, manufactured by Shikoku Keiki Kogyo Co., Ltd.) 1.5 kW) and ultrasonic waves (frequency: 20 kHz, irradiation intensity: 150 W) were simultaneously irradiated. Upon irradiation, the solution changed from colorless to blackish brown, and a complex (PγCyD-BaTiO 3 nanoparticle complex) dispersion in which the γ-cyclodextrin polymer was bonded to the barium titanate nanoparticles was obtained. Using an ultrafilter (Ultrafiltration Membranes NMML5000, manufactured by Millipore), tetraethylene glycol was replaced with ethanol, and extra ions were ultrafiltered. Ethanol in this solution was distilled off under reduced pressure using a rotary evaporator, and vacuum drying was carried out overnight using a vacuum dryer to obtain a PγCyD-BaTiO 3 nanoparticle composite.

得られたPγCyD−BaTiOナノ粒子複合体分散液を透過型電子顕微鏡用銅グリッド上に滴下後乾燥し、透過型電子顕微鏡により分析した結果、PγCyD−BaTiOナノ粒子複合体の平均粒径は5.0nmであった。 The obtained PγCyD-BaTiO 3 nanoparticle composite dispersion was dropped on a copper grid for a transmission electron microscope, dried, and analyzed by a transmission electron microscope. As a result, the average particle size of the PγCyD-BaTiO 3 nanoparticle composite was It was 5.0 nm.

(合成例2)PβCyD−TiOナノ粒子複合体
攪拌子を入れた300mlの一口ナス型フラスコに、β−シクロデキストリンポリマー(PβCyD)(純正化学(株)製)0.3746g(0.33mmol)を入れ、これに水15mlを加え、80℃のオイルバス中にて磁気攪拌機を用いて30分間攪拌した。その後、チタニウムテトライソプロポキシド(和光純薬工業(株)製)0.0375g(0.132mmol)を加え、さらに80℃のオイルバス中にて30分間攪拌した。次いで、テトラエチレングリコール185mlを加え、紫外・可視分光光度計にて紫外・可視吸収スペクトルを測定し、チタンイオンのピークを確認した後、反応器に移し替えた。そして、反応器の空気部分を窒素置換し、還元雰囲気とした。
(Synthesis Example 2) PβCyD-TiO 2 Nanoparticle Complex Into a 300 ml one-necked eggplant type flask containing a stirrer, β-cyclodextrin polymer (PβCyD) (manufactured by Junsei Chemical Co., Ltd.) 0.3746 g (0.33 mmol) The mixture was added with 15 ml of water, and stirred in an oil bath at 80 ° C. for 30 minutes using a magnetic stirrer. Thereafter, 0.0375 g (0.132 mmol) of titanium tetraisopropoxide (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added, and the mixture was further stirred in an oil bath at 80 ° C. for 30 minutes. Next, 185 ml of tetraethylene glycol was added, and the ultraviolet / visible absorption spectrum was measured with an ultraviolet / visible spectrophotometer. After confirming the peak of titanium ions, the reaction mixture was transferred to a reactor. Then, the air portion of the reactor was replaced with nitrogen to form a reducing atmosphere.

磁気攪拌機を用いて十分に攪拌した後、マイクロ波・超音波照射装置(製品名:マイクロ波反応装置、四国計測工業(株)製)にて、240℃にて30分間、マイクロ波(出力:1.5kW)と超音波(周波数:20kHz、照射強度:150W)とを同時照射した。照射により溶液は無色から黒褐色に変化し、β−シクロデキストリンポリマーが二酸化チタンナノ粒子に結合した複合体(PβCyD−TiOナノ粒子複合体)分散液が得られた。ウルトラフィルター(Ultrafiltration Membranes NMML5000、Millipore社製)を用い、テトラエチレングリコールをエタノールに置換し、余分なイオン等を限外濾過した。この溶液中のエタノールをロータリーエバポレーターにて減圧留去し、真空乾燥機にて一晩真空乾燥を行い、PβCyD−TiOナノ粒子複合体を得た。 After sufficiently stirring with a magnetic stirrer, microwave (output: output: 30 minutes at 240 ° C. with a microwave / ultrasonic irradiation device (product name: microwave reactor, manufactured by Shikoku Keiki Kogyo Co., Ltd.) 1.5 kW) and ultrasonic waves (frequency: 20 kHz, irradiation intensity: 150 W) were simultaneously irradiated. Upon irradiation, the solution changed from colorless to black-brown, and a complex (PβCyD-TiO 2 nanoparticle complex) dispersion in which β-cyclodextrin polymer was bound to titanium dioxide nanoparticles was obtained. Using an ultrafilter (Ultrafiltration Membranes NMML5000, manufactured by Millipore), tetraethylene glycol was replaced with ethanol, and excess ions were ultrafiltered. Ethanol in this solution was distilled off under reduced pressure using a rotary evaporator, and vacuum drying was carried out overnight using a vacuum dryer to obtain a PβCyD-TiO 2 nanoparticle composite.

得られたPβCyD−TiOナノ粒子複合体分散液を透過型電子顕微鏡用銅グリッド上に滴下後乾燥し、透過型電子顕微鏡により分析した結果、PβCyD−TiOナノ粒子複合体の平均粒径は16.0nmであった。 The obtained PβCyD-TiO 2 nanoparticle composite dispersion was dropped on a copper grid for a transmission electron microscope, dried, and analyzed by a transmission electron microscope. As a result, the average particle size of the PβCyD-TiO 2 nanoparticle composite was It was 16.0 nm.

(合成例3)PβCyD−SiOナノ粒子複合体
攪拌子を入れた300mlの一口ナス型フラスコに、β−シクロデキストリンポリマー(PβCyD)(純正化学(株)製)0.4540g(0.4mmol)を入れ、これに水15mlを加え、磁気攪拌機を用いて1時間攪拌した。その後、四塩化珪素(和光純薬工業(株)製)0.6796g(4.0mmol)を加え、さらに30分間攪拌した。次いで、テトラエチレングリコール185mlを加え、紫外・可視分光光度計にて紫外・可視吸収スペクトルを測定し、珪素イオンのピーク消失を確認した後、反応器に移し替えた。そして、反応器の空気部分を窒素置換し、還元雰囲気とした。
(Synthesis Example 3) PβCyD-SiO 2 nanoparticle composite In a 300 ml one-necked eggplant type flask containing a stirrer, β-cyclodextrin polymer (PβCyD) (manufactured by Junsei Chemical Co., Ltd.) 0.4540 g (0.4 mmol) Was added, and 15 ml of water was added thereto, followed by stirring for 1 hour using a magnetic stirrer. Thereafter, 0.6796 g (4.0 mmol) of silicon tetrachloride (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added, and the mixture was further stirred for 30 minutes. Next, 185 ml of tetraethylene glycol was added, and the ultraviolet / visible absorption spectrum was measured with an ultraviolet / visible spectrophotometer. After confirming the disappearance of the peak of silicon ions, the mixture was transferred to a reactor. Then, the air portion of the reactor was replaced with nitrogen to form a reducing atmosphere.

磁気攪拌機を用いて十分に攪拌した後、マイクロ波・超音波照射装置(製品名:マイクロ波反応装置、四国計測工業(株)製)にて、240℃にて30分間、マイクロ波(出力:1.5kW)と超音波(周波数:20kHz、照射強度:150W)とを同時照射した。照射により溶液は無色から黒褐色に変化し、β−シクロデキストリンポリマーが二酸化珪素ナノ粒子に結合した複合体(PβCyD−SiOナノ粒子複合体)分散液が得られた。ウルトラフィルター(Ultrafiltration Membranes NMML5000、Millipore社製)を用い、テトラエチレングリコールをエタノールに置換し、余分なイオンなどを限外濾過した。この溶液中のエタノールをロータリーエバポレーターにて減圧留去し、真空乾燥機にて一晩真空乾燥を行い、PβCyD−SiOナノ粒子複合体を得た。 After sufficiently stirring with a magnetic stirrer, microwave (output: output: 30 minutes at 240 ° C. with a microwave / ultrasonic irradiation device (product name: microwave reactor, manufactured by Shikoku Keiki Kogyo Co., Ltd.) 1.5 kW) and ultrasonic waves (frequency: 20 kHz, irradiation intensity: 150 W) were simultaneously irradiated. Upon irradiation, the solution changed from colorless to black-brown, and a complex (PβCyD-SiO 2 nanoparticle complex) dispersion in which β-cyclodextrin polymer was bonded to silicon dioxide nanoparticles was obtained. Using an ultrafilter (Ultrafiltration Membranes NMML5000, manufactured by Millipore), tetraethylene glycol was replaced with ethanol, and extra ions were ultrafiltered. Ethanol in this solution was distilled off under reduced pressure using a rotary evaporator, and vacuum drying was carried out overnight using a vacuum dryer to obtain a PβCyD-SiO 2 nanoparticle composite.

得られたPβCyD−SiOナノ粒子複合体分散液を透過型電子顕微鏡用銅グリッド上に滴下後乾燥し、透過型電子顕微鏡により分析した結果、PβCyD−SiOナノ粒子複合体の平均粒径は6.2nmであった。 The obtained PβCyD-SiO 2 nanoparticle composite dispersion was dropped on a copper grid for a transmission electron microscope, dried, and analyzed by a transmission electron microscope. As a result, the average particle size of the PβCyD-SiO 2 nanoparticle composite was It was 6.2 nm.

(合成例4)βCyD−SiOナノ粒子複合体
攪拌子を入れた300mlの一口ナス型フラスコに、β−シクロデキストリン(βCyD)(東京化成工業(株)製)0.4540g(0.4mmol)を入れ、これに水15mlを加え、磁気攪拌機を用いて1時間攪拌した。その後、四塩化珪素(和光純薬工業(株)製)0.6786g(4.0mmol)を加え、さらに30分間攪拌した。次いで、テトラエチレングリコール185mlを加え、紫外・可視分光光度計にて紫外・可視吸収スペクトルを測定し、珪素イオンのピーク消失を確認した後、反応器に移し替えた。そして、反応器の空気部分を窒素置換し、還元雰囲気とした。
(Synthesis Example 4) βCyD-SiO 2 nanoparticle composite In a 300 ml one-necked eggplant type flask containing a stirrer, β-cyclodextrin (βCyD) (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) 0.4540 g (0.4 mmol) Was added, and 15 ml of water was added thereto, followed by stirring for 1 hour using a magnetic stirrer. Thereafter, 0.6786 g (4.0 mmol) of silicon tetrachloride (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added, and the mixture was further stirred for 30 minutes. Next, 185 ml of tetraethylene glycol was added, and the ultraviolet / visible absorption spectrum was measured with an ultraviolet / visible spectrophotometer. After confirming the disappearance of the peak of silicon ions, the mixture was transferred to a reactor. Then, the air portion of the reactor was replaced with nitrogen to form a reducing atmosphere.

磁気攪拌機を用いて十分に攪拌した後、マイクロ波・超音波照射装置(製品名:マイクロ波反応装置、四国計測工業(株)製)にて、240℃にて30分間、マイクロ波(出力:1.5kW)と超音波(周波数:20kHz、照射強度:150W)とを同時照射した。照射により溶液は無色から黒褐色に変化し、β−シクロデキストリンが二酸化珪素ナノ粒子に結合した複合体(βCyD−SiOナノ粒子複合体)分散液が得られた。ウルトラフィルター(Ultrafiltration Membranes NMML5000,Millipore社製)を用い、テトラエチレングリコールをエタノールに置換し、余分なイオンなどを限外濾過した。この溶液中のエタノールロータリーエバポレーターにて減圧留去し、真空乾燥機にて一晩真空乾燥を行い、βCyD−SiOナノ粒子複合体を得た。 After sufficiently stirring with a magnetic stirrer, microwave (output: output: 30 minutes at 240 ° C. with a microwave / ultrasonic irradiation device (product name: microwave reactor, manufactured by Shikoku Keiki Kogyo Co., Ltd.) 1.5 kW) and ultrasonic waves (frequency: 20 kHz, irradiation intensity: 150 W) were simultaneously irradiated. Upon irradiation, the solution changed from colorless to black-brown, and a complex (βCyD-SiO 2 nanoparticle complex) dispersion in which β-cyclodextrin was bonded to silicon dioxide nanoparticles was obtained. Using an ultrafilter (Ultrafiltration Membranes NMML5000, manufactured by Millipore), tetraethylene glycol was replaced with ethanol, and extra ions were ultrafiltered. The solution was distilled off under reduced pressure with an ethanol rotary evaporator and dried in a vacuum dryer overnight to obtain a βCyD-SiO 2 nanoparticle composite.

得られたβCyD−SiOナノ粒子複合体分散液を透過型電子顕微鏡用銅グリッド上に滴下後乾燥し、透過型電子顕微鏡により分析した結果、βCyD−SiOナノ粒子複合体の平均粒径は8.4nmであった。 The obtained βCyD-SiO 2 nanoparticle composite dispersion was dropped on a copper grid for a transmission electron microscope, dried, and analyzed by a transmission electron microscope. As a result, the average particle size of the βCyD-SiO 2 nanoparticle composite was It was 8.4 nm.

(合成例5)PγCyD−ZrOナノ粒子複合体
攪拌子を入れた300mlの一口ナス型フラスコに、γ−シクロデキストリンポリマー(PγCyD)(純正化学(株)製)0.0171g(0.014mmol)を入れ、これに水15mlを加え、磁気攪拌機を用いて30分間攪拌した。その後、ジルコニウムテトラエトキシド(和光純薬工業(株)製)0.038g(0.14mmol)を加え、さらに30分間攪拌した。次いで、テトラエチレングリコール185mlを加え、紫外・可視分光光度計にて紫外・可視吸収スペクトルを測定し、ジルコニウムイオンのピーク消失を確認した後、反応器に移し替えた。そして、反応器の空気部分を窒素置換し、還元雰囲気とした。
(Synthesis Example 5) PγCyD-ZrO 2 Nanoparticle Complex In a 300 ml single-necked eggplant type flask containing a stirrer, 0.0171 g (0.014 mmol) of γ-cyclodextrin polymer (PγCyD) (manufactured by Junsei Chemical Co., Ltd.) Was added thereto, and 15 ml of water was added thereto, followed by stirring for 30 minutes using a magnetic stirrer. Thereafter, 0.038 g (0.14 mmol) of zirconium tetraethoxide (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added, and the mixture was further stirred for 30 minutes. Next, 185 ml of tetraethylene glycol was added, and the ultraviolet / visible absorption spectrum was measured with an ultraviolet / visible spectrophotometer. After confirming the disappearance of the peak of zirconium ions, the mixture was transferred to the reactor. Then, the air portion of the reactor was replaced with nitrogen to form a reducing atmosphere.

磁気攪拌機を用いて十分に攪拌した後、マイクロ波・超音波照射装置(製品名:マイクロ波反応装置、四国計測工業(株)製)にて、240℃にて30分間、マイクロ波(出力:1.5kW)と超音波(周波数:20kHz、照射強度:150W)とを同時照射した。照射により溶液は無色から黒褐色に変化し、γ−シクロデキストリンポリマーが酸化ジルコニウム粒子に結合した複合体(PγCyD−ZrOナノ粒子複合体)分散液が得られた。ウルトラフィルター(Ultrafiltration Membranes NMML5000,Millipore社製)を用い、テトラエチレングリコールをエタノールに置換し、余分なイオンなどを限外濾過した。この溶液中のエタノールをロータリーエバポレーターにて減圧留去し、真空乾燥機にて一晩真空乾燥を行い、PγCyD−ZrOナノ粒子複合体を得た。 After sufficiently stirring with a magnetic stirrer, microwave (output: output: 30 minutes at 240 ° C. with a microwave / ultrasonic irradiation device (product name: microwave reactor, manufactured by Shikoku Keiki Kogyo Co., Ltd.) 1.5 kW) and ultrasonic waves (frequency: 20 kHz, irradiation intensity: 150 W) were simultaneously irradiated. Upon irradiation, the solution changed from colorless to blackish brown, and a complex (PγCyD-ZrO 2 nanoparticle complex) dispersion in which the γ-cyclodextrin polymer was bonded to the zirconium oxide particles was obtained. Using an ultrafilter (Ultrafiltration Membranes NMML5000, manufactured by Millipore), tetraethylene glycol was replaced with ethanol, and extra ions were ultrafiltered. Ethanol in this solution was distilled off under reduced pressure using a rotary evaporator, and vacuum drying was carried out overnight using a vacuum dryer to obtain a PγCyD-ZrO 2 nanoparticle composite.

得られたPγCyD−ZrOナノ粒子複合体分散液を透過型電子顕微鏡用銅グリッド上に滴下後乾燥し、透過型電子顕微鏡により分析した結果、PγCyD−ZrOナノ粒子複合体の平均粒径は 7.2nmであった。 The obtained PγCyD-ZrO 2 nanoparticle composite dispersion was dropped on a copper grid for a transmission electron microscope, dried, and analyzed by a transmission electron microscope. As a result, the average particle size of the PγCyD-ZrO 2 nanoparticle composite was It was 7.2 nm.

(実施例1)
合成例5記載のPγCyD−ZrOナノ粒子複合体0.0013gを、ゲスト液晶であるNTN−01(DIC(株)製)1gに溶解させた。次いで、シリンジフィルター(Millex,Millipore社製,孔径0.45μm)を用いて濾過した後、液晶セルに充填し、各種の液晶表示素子を作製した。さらに、基板間の距離(d)が5μm、3μm、2.5μmのTNセルを作製した。大塚電子(株)製のLCD−5200を用いて液晶表示特性を測定した。
Example 1
0.0013 g of PγCyD-ZrO 2 nanoparticle composite described in Synthesis Example 5 was dissolved in 1 g of NTN-01 (manufactured by DIC Corporation) which is a guest liquid crystal. Next, after filtering using a syringe filter (Millex, manufactured by Millipore, pore size 0.45 μm), the liquid crystal cell was filled to prepare various liquid crystal display elements. Further, TN cells having a distance (d) between the substrates of 5 μm, 3 μm, and 2.5 μm were prepared. Liquid crystal display characteristics were measured using LCD-5200 manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.

ゲスト液晶NTN−01の物性は、転移温度が76℃、△εが3.5、△nが0.125である。また一般式(1−1)で表される化合物を7wt%、一般式(1−2)で表される化合物を16wt%含有する。   The guest liquid crystal NTN-01 has physical properties of a transition temperature of 76 ° C., Δε of 3.5, and Δn of 0.125. Moreover, 7 wt% of compounds represented by general formula (1-1) and 16 wt% of compounds represented by general formula (1-2) are contained.

(実施例2)
合成例1〜4記載の金属酸化物ナノ粒子複合体を、実施例1記載の方法でゲスト液晶であるNTN−01(DIC(株)製)1gに溶解させ、各種TNセルなどの液晶表示素子を作製し液晶表示特性を測定した。
(Example 2)
The metal oxide nanoparticle composites described in Synthesis Examples 1 to 4 are dissolved in 1 g of guest liquid crystal NTN-01 (manufactured by DIC Corporation) by the method described in Example 1, and liquid crystal display elements such as various TN cells. The liquid crystal display characteristics were measured.

(実施例3)
合成例1〜5記載の金属酸化物ナノ粒子複合体を、実施例1記載の方法でゲスト液晶A1gに溶解させ、各種TNセルなどの液晶表示素子を作製し液晶表示特性を測定した。ゲスト液晶Aの物性は、転移温度が80℃、△εが4.6、△nが0.122である。また一般式(1−1)で表される化合物を0wt%、一般式(1−2)で表される化合物を10wt%、一般式(1−0)においてm=2で表される化合物を10wt%、含有する。
Example 3
The metal oxide nanoparticle composites described in Synthesis Examples 1 to 5 were dissolved in guest liquid crystal A1g by the method described in Example 1, liquid crystal display elements such as various TN cells were prepared, and the liquid crystal display characteristics were measured. As for the physical properties of the guest liquid crystal A, the transition temperature is 80 ° C., Δε is 4.6, and Δn is 0.122. Further, 0 wt% of the compound represented by the general formula (1-1), 10 wt% of the compound represented by the general formula (1-2), and a compound represented by m = 2 in the general formula (1-0) Contains 10 wt%.

(実施例4)
実施例1で作製したd=2.5μmのTNセルの応答速度の結果(表1中、「NTN−01+ナノ粒子」)を表1に示す。比較のために金属酸化物ナノ粒子複合体を含まない結果(表1中、「NTN−01」)も示す。応答時間は、駆動電圧が5Vの場合と6Vの場合の各々で測定した。本発明の液晶表示素子は、測定温度が0℃でも25℃でも応答時間を改善した。実施例1〜3で作製した他のTNセルも同様の評価であった。
Example 4
Table 1 shows the result of the response speed of the TN cell with d = 2.5 μm produced in Example 1 (in Table 1, “NTN-01 + nanoparticle”). For comparison, the result of not including the metal oxide nanoparticle composite (“NTN-01” in Table 1) is also shown. The response time was measured when the drive voltage was 5V and when it was 6V. The liquid crystal display element of the present invention improved the response time regardless of whether the measurement temperature was 0 ° C. or 25 ° C. The other TN cells produced in Examples 1 to 3 were evaluated in the same manner.

Figure 2012057038
Figure 2012057038

(実施例5)
実施例1で作製したd=2.5μm、3μm、5μmのTNセルの駆動電圧を測定した。本発明のTNセルの駆動電圧は、金属酸化物ナノ粒子複合体を含まないTNセルに比べ、低減された。d=2.5μm、3μmのTNセルは、d=5μmのTNセルに比べ、応答速度と駆動電圧を良好にした。また波長分散が小さい光の透過性を示し、フルカラー表示に有用な特性を示した。実施例1〜3で作製した他のTNセルも同様の評価であった。
(Example 5)
The drive voltage of the TN cell with d = 2.5 μm, 3 μm, and 5 μm prepared in Example 1 was measured. The driving voltage of the TN cell of the present invention was reduced as compared with the TN cell not including the metal oxide nanoparticle composite. The d = 2.5 μm and 3 μm TN cells have better response speed and drive voltage than the d = 5 μm TN cells. In addition, it showed light transmittance with small wavelength dispersion, and showed characteristics useful for full-color display. The other TN cells produced in Examples 1 to 3 were evaluated in the same manner.

(実施例6)
実施例1で作製した金属酸化物ナノ粒子複合体を添加した液晶層を、金属ナノ粒子複合体を添加した液晶層と目視で比較したところ、金属酸化物ナノ粒子複合体の方が液晶層に対する分散性が良好であった。実施例1〜3で作製した他のTNセルも同様の評価であった。
(Example 6)
When the liquid crystal layer to which the metal oxide nanoparticle composite prepared in Example 1 was added was visually compared with the liquid crystal layer to which the metal nanoparticle composite was added, the metal oxide nanoparticle composite was compared with the liquid crystal layer. Dispersibility was good. The other TN cells produced in Examples 1 to 3 were evaluated in the same manner.

Claims (6)

液晶分子に対する包接能を有するホスト化合物が金属酸化物ナノ粒子に結合した複合体及び一般式(1−0)
Figure 2012057038
(式中、Rは炭素原子数1〜5のアルキル基又は炭素原子数2〜5のアルケニル基を表し;A及びAは各々独立的に1,4−フェニレン基、トランス−1,4−シクロへキシレン基又はナフタレン−2,6−ジイル基を表し、該1,4−フェニレン基又はナフタレン−2,6−ジイル基は非置換又は置換基として1個又は2個以上のF若しくはClを有しており;Z1及びZは各々独立的に単結合、−COO−、−CFO−、又は−(CH)−を表し;X及びXは各々独立的にH、F、Cl、CF又はOCFを表し;mは0、1又は2を表す。)
で表される化合物を含有する液晶組成物。
A complex in which a host compound having an inclusion ability for liquid crystal molecules is bonded to metal oxide nanoparticles, and a general formula (1-0)
Figure 2012057038
(In the formula, R represents an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or an alkenyl group having 2 to 5 carbon atoms; A 1 and A 2 are each independently a 1,4-phenylene group, trans-1,4; -Represents a cyclohexylene group or a naphthalene-2,6-diyl group, and the 1,4-phenylene group or naphthalene-2,6-diyl group is unsubstituted or substituted with one or more F or Cl Z 1 and Z 2 each independently represents a single bond, —COO—, —CF 2 O—, or — (CH 2 ) 2 —; each of X 1 and X 2 independently represents H, F, Cl, CF 3 or OCF 3 ; m represents 0, 1 or 2)
The liquid crystal composition containing the compound represented by these.
前記ホスト化合物が、シクロデキストリン、アミロペクチン、クラウンエーテル、シクロファン、カリックスアレン、ククルビツリル、イソグアニン、シクロトリホスファゼン及びこれらの誘導体からなる群より選ばれる少なくとも1種である請求項1記載の液晶組成物。   2. The liquid crystal composition according to claim 1, wherein the host compound is at least one selected from the group consisting of cyclodextrin, amylopectin, crown ether, cyclophane, calixarene, cucurbituril, isoguanine, cyclotriphosphazene, and derivatives thereof. 前記金属酸化物ナノ粒子が、二酸化珪素、酸化チタン、酸化ジルコニウム、チタン酸バリウム及びジルコン酸バリウムからなる群より選ばれる少なくとも1種を含有する請求項1又は2記載の液晶組成物。   The liquid crystal composition according to claim 1 or 2, wherein the metal oxide nanoparticles contain at least one selected from the group consisting of silicon dioxide, titanium oxide, zirconium oxide, barium titanate and barium zirconate. 少なくとも一方が透明な2枚の基板間に液晶層が狭持された構造を有し、該液晶層に請求項1から3の何れか一項に記載の液晶組成物を含むことを特徴とする液晶表示素子。   A liquid crystal layer is sandwiched between two substrates, at least one of which is transparent, and the liquid crystal layer includes the liquid crystal composition according to any one of claims 1 to 3. Liquid crystal display element. 前記基板間の距離(d)が2〜5μmの範囲である請求項4記載の液晶表示素子。   The liquid crystal display element according to claim 4, wherein the distance (d) between the substrates is in the range of 2 to 5 μm. 前記液晶組成物の複屈折(Δn)と前記基板間の距離(d)の積が0.3〜0.4μmの範囲である請求項5記載の液晶表示素子。   The liquid crystal display element according to claim 5, wherein a product of birefringence (Δn) of the liquid crystal composition and a distance (d) between the substrates is in a range of 0.3 to 0.4 μm.
JP2010201092A 2010-09-08 2010-09-08 Additive-containing liquid crystal composition, usage of the same, and liquid crystal display element Pending JP2012057038A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010201092A JP2012057038A (en) 2010-09-08 2010-09-08 Additive-containing liquid crystal composition, usage of the same, and liquid crystal display element

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010201092A JP2012057038A (en) 2010-09-08 2010-09-08 Additive-containing liquid crystal composition, usage of the same, and liquid crystal display element

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2012057038A true JP2012057038A (en) 2012-03-22

Family

ID=46124180

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010201092A Pending JP2012057038A (en) 2010-09-08 2010-09-08 Additive-containing liquid crystal composition, usage of the same, and liquid crystal display element

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2012057038A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130121223A (en) * 2012-04-27 2013-11-06 엘지디스플레이 주식회사 Liquid crystal display device
KR20130129580A (en) * 2012-05-21 2013-11-29 엘지디스플레이 주식회사 Liquid crystal display device
JP2015021056A (en) * 2013-07-18 2015-02-02 学校法人東京理科大学 Liquid crystal composition
JP2016090738A (en) * 2014-10-31 2016-05-23 学校法人東京理科大学 Method of uniforming output light from liquid crystal display device and liquid crystal display device

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002156619A (en) * 2000-11-21 2002-05-31 Chisso Corp Liquid crystal display element
JP2002294236A (en) * 2001-03-30 2002-10-09 Dainippon Ink & Chem Inc Nematic liquid crystal composition and liquid crystal display device obtained using the same
JP2009294631A (en) * 2008-05-02 2009-12-17 Tokyo Univ Of Science Liquid crystal element material, liquid crystal element using the same and manufacturing method of liquid crystal element material

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002156619A (en) * 2000-11-21 2002-05-31 Chisso Corp Liquid crystal display element
JP2002294236A (en) * 2001-03-30 2002-10-09 Dainippon Ink & Chem Inc Nematic liquid crystal composition and liquid crystal display device obtained using the same
JP2009294631A (en) * 2008-05-02 2009-12-17 Tokyo Univ Of Science Liquid crystal element material, liquid crystal element using the same and manufacturing method of liquid crystal element material

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JPN6014052627; 白石幸英他: '「低電圧駆動を示すポリ(beta-シクロデキストリン)保護二酸化ケイ素ナノ粒子を添加した液晶表示素子」' 高分子学会予稿集 , 2008, 1Pe107 *
JPN6014052628; 白石幸英他: '「シクロデキストリンポリマー安定化酸化物ナノ粒子を添加した液晶表示素子の電気光学特性」' シクロデキストリンシンポジウム講演要旨集 27th, 2010, 128-129 *
JPN6014052629; 戸嶋直樹他: '「薄型テレビの「低消費電力化」に貢献する光学機能マテリアル,構造設計,省エネルギー型液晶ディスプレイ' 月刊Material Stage 10巻,4号, 2010, 65-67 *
JPN6014052630; 白石幸英他: '「ポリシクロデキストリン保護二酸化ケイ素ナノ粒子分散液晶へのフッ素系化合物の添加効果」' コロイドおよび界面化学討論会講演要旨集 62nd, 2009, 354 *
JPN6015009048; 戸嶋直樹他: '「省エネルギー型液晶ディスプレイの研究開発-ナノ粒子分散と色順次方式の組合せ」' 月刊Material Stage Vol.10,No.4, 2010, 第65〜67頁 *

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130121223A (en) * 2012-04-27 2013-11-06 엘지디스플레이 주식회사 Liquid crystal display device
KR101947001B1 (en) 2012-04-27 2019-02-12 엘지디스플레이 주식회사 Liquid Crystal Display Device
KR20130129580A (en) * 2012-05-21 2013-11-29 엘지디스플레이 주식회사 Liquid crystal display device
CN103421517A (en) * 2012-05-21 2013-12-04 乐金显示有限公司 Liquid crystal display device including an additive having a dipole moment characteristic
CN105159003A (en) * 2012-05-21 2015-12-16 乐金显示有限公司 Liquid crystal display device including an additive having a dipole moment characteristic
US9280022B2 (en) 2012-05-21 2016-03-08 Lg Display Co., Ltd. Liquid crystal display device
KR101965167B1 (en) * 2012-05-21 2019-04-03 엘지디스플레이 주식회사 Liquid Crystal Display Device
JP2015021056A (en) * 2013-07-18 2015-02-02 学校法人東京理科大学 Liquid crystal composition
JP2016090738A (en) * 2014-10-31 2016-05-23 学校法人東京理科大学 Method of uniforming output light from liquid crystal display device and liquid crystal display device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101939739B1 (en) Liquid crystal displays and liquid crystalline media with homeotropic alignment
TWI593786B (en) Liquid-crystal displays with polymer-stabilised homeotropic alignment without an alignment layer
TWI515289B (en) Liquid crystal composition and liquid crystal display device
CN105647541B (en) Nematic liquid-crystal composition
JP6038790B2 (en) Liquid crystal medium and liquid crystal display
TWI815858B (en) Compounds for the homeotropic alignment of liquid-crystalline media
TW201000609A (en) Liquid-crystal display
JPWO2008123235A1 (en) Polymer-stabilized liquid crystal composition, liquid crystal display element, and method for producing liquid crystal display element
JP2007308534A (en) Liquid crystal/polymer composite
TW201213302A (en) Polymerisable mixtures and the use thereof in liquid-crystal displays
TW201249967A (en) Liquid crystal composition and liquid crystal display component using the same
JP2012057038A (en) Additive-containing liquid crystal composition, usage of the same, and liquid crystal display element
TWI681041B (en) Liquid crystal display device and liquid crystal composition used therefor
CN109072081A (en) The composition and Nano capsule for nanometer encapsulating comprising liquid crystal media
TWI713651B (en) Liquid crystal composition and liquid crystal display element
JP2008274235A (en) Polymer stabilized ferroelectric liquid crystal composition, and liquid crystal display element
JP4609032B2 (en) Photopolymerizable compound and composition containing the same
JP5125076B2 (en) Polymerizable compound and polymer thereof
JP2010211151A (en) Liquid crystal additive, method for using the same, and liquid crystal display device
JP4982896B2 (en) Liquid crystal additive, method of using the same, and liquid crystal display element
JP6248355B2 (en) Liquid crystal composition
JP2010163588A (en) Liquid crystal composition
CN112824496B (en) Liquid crystal composition and application thereof
CN113717736A (en) Negative liquid crystal composition with quick response and application thereof
JP5225540B2 (en) Substituted biphenyl, terphenyl derivative and polymer thereof

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20130717

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20141216

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20150213

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20150310

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20150707