JP2020076987A - Liquid crystal composition and liquid crystal dimming element - Google Patents

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Abstract

To provide a reverse mode dimming element which exhibits good wettability and vertical orientation with respect to a plastic substrate, the haze rate of which at no voltage applied time is low, and which exhibits high transparency, a composition that is manufacturable with good yield, and an element using this composition.SOLUTION: Provided are a composition including a liquid crystal composition and a vertical orienting agent, the contact angle of which is 27 degrees to 37 degrees, with respect to a substrate the surface free energy of which is 28.31±1.06 mJ/m; a composition including a liquid crystal composition and a vertical orienting agent, the contact angle of which is 27 degrees to 37 degrees, with respect to a substrate the surface free energy of which is 39.0 to 50.0 mJ/m; a composition including a liquid crystal composition and a vertical orienting agent, the contact angle of which is 27 degrees to 37 degrees, with respect to a substrate the surface free energy of which is 27.25 to 50.0 mJ/m.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は液晶組成物に関する。詳しくは、重合性化合物と非重合性ネマチック液晶化合物とを組み合わせた、液晶調光素子用途の組成物に関する。
液晶調光素子は、光散乱を利用した調光素子である。この液晶調光素子は窓ガラスや部屋の仕切りのような建築材料、車載部品などに使われる。これらの素子には、ガラス基板のような硬質基板に加えて、プラスチックフィルムのような軟質基板が使われる。これらの基板に挟持された液晶組成物では、印加する電圧を調節することによって、液晶分子の配列が変わる。この方法によって、液晶組成物を透過する光を制御することができるので、液晶調光素子は、ディスプレイ、光シャッター、調光窓、スマートウィンドウなどに幅広く使用されている。
The present invention relates to a liquid crystal composition. Specifically, it relates to a composition for use in a liquid crystal light control device, which is a combination of a polymerizable compound and a non-polymerizable nematic liquid crystal compound.
The liquid crystal light control device is a light control device that utilizes light scattering. This liquid crystal light control device is used in building materials such as window glass and room partitions, and in-vehicle parts. For these elements, in addition to a hard substrate such as a glass substrate, a soft substrate such as a plastic film is used. In the liquid crystal composition sandwiched between these substrates, the alignment of liquid crystal molecules is changed by adjusting the applied voltage. Since the light transmitted through the liquid crystal composition can be controlled by this method, the liquid crystal light control device is widely used for displays, optical shutters, light control windows, smart windows, and the like.

液晶調光素子の一例は、光散乱モードの高分子分散型である。液晶組成物は、重合体中に分散している。この素子は次の特徴を有している。素子の作製が容易である。広い面積に渡って膜厚制御が容易であるので、大きな画面の素子を作製することが可能である。偏光板を必要としないので、明るい表示が可能である。光散乱を利用するので視野角が広い。この素子は、このような優れた性質を持っているので、調光ガラス、投射型ディスプレイ、大面積ディスプレイなどの用途が期待されている。   An example of the liquid crystal light control device is a polymer dispersion type of light scattering mode. The liquid crystal composition is dispersed in the polymer. This element has the following features. The device is easy to manufacture. Since it is easy to control the film thickness over a wide area, it is possible to manufacture a device having a large screen. Since no polarizing plate is required, bright display is possible. Wide viewing angle due to light scattering. Since this element has such excellent properties, it is expected to be used as a light control glass, a projection type display, a large area display and the like.

別の例は、ポリマーネットワーク型の液晶調光素子である。この型の素子では、重合体の三次元ネットワーク中に液晶組成物が存在する。この組成物は連続している点で、高分子分散型とは異なる。この型の素子も、高分子分散型の素子と同様な特徴を有している。ポリマーネットワーク型と高分子分散型とが混在した液晶調光素子も存在する。   Another example is a polymer network type liquid crystal light control device. In this type of device, the liquid crystal composition is present in a three-dimensional network of polymers. This composition differs from the polymer dispersion type in that it is continuous. This type of device also has the same characteristics as the polymer-dispersed device. There is also a liquid crystal light control device in which a polymer network type and a polymer dispersion type are mixed.

液晶調光素子には、ノーマルモードとリバースモードがある。ノーマルモードでは電圧無印加時に不透明であり、電圧印加時に透明になる。リバースモードでは電圧無印加時に透明であり、電圧印加時に不透明になる。ノーマルモードを有する素子には正の誘電率異方性を有する組成物が用いられる。リバースモードを有する素子には負の誘電率異方性を有する組成物が用いられる。   The liquid crystal light control device has a normal mode and a reverse mode. In normal mode, it is opaque when no voltage is applied and becomes transparent when voltage is applied. In the reverse mode, it is transparent when no voltage is applied and becomes opaque when a voltage is applied. A composition having a positive dielectric anisotropy is used for a device having a normal mode. A composition having a negative dielectric anisotropy is used for an element having a reverse mode.

現在ノーマルモードの素子が広く用いられているが、素子を透明状態で使用する頻度が高い場合、リバースモードの素子の方が、消費電力量を小さくできる。また特に安全性の観点から、素子への通電ができなくなった時に透明となるリバースモードの素子が、自動車の窓などへの適用に有効で、検討が進められている。   Currently, the normal mode element is widely used, but when the element is frequently used in the transparent state, the reverse mode element can reduce the power consumption. Also, from the viewpoint of safety, a reverse mode element that becomes transparent when electricity cannot be applied to the element is effective for application to windows of automobiles and is being studied.

リバースモードの素子において透明状態を得るためには、ポリマーネットワーク作成時、液晶を垂直配向とすることが一般的である。液晶の垂直配向を得るためには、ポリイミドなどを材料とする、垂直配向膜が使用される(特許文献1)。一方で垂直配向膜の代わりに、液晶に垂直配向剤を添加し、液晶を垂直配向とする方法も、近年検討が進められている(特許文献2および3)。   In order to obtain a transparent state in a reverse mode device, it is general that the liquid crystal is vertically aligned when forming the polymer network. In order to obtain vertical alignment of liquid crystal, a vertical alignment film made of polyimide or the like is used (Patent Document 1). On the other hand, a method of vertically aligning the liquid crystal by adding a vertical aligning agent to the liquid crystal instead of the vertical alignment film has recently been studied (Patent Documents 2 and 3).

国際公開第2015/199148号International Publication No. 2015/199148 特開2000−321562号公報JP, 2000-321562, A 国際公開第2018/015323号International Publication No. 2018/015323

液晶調光素子の軽量化、高面積化、薄膜化等の観点で、プラスチック基板が広く使用されている。プラスチック基板の中には、リバースモードの液晶調光素子を構成したときに、基板に対する組成物の濡れ性が悪く、ハジキが発生しやすいものが多い。したがって本発明の課題は、プラスチック基板に対して、良好な濡れ性と垂直配向性を示す組成物を提供することであり、さらに、電圧無印加時のヘーズ率が低く、高い透明性を示すリバースモードの調光素子、歩留りよく製造できる組成物を提供することである。   Plastic substrates are widely used from the viewpoints of weight reduction, area increase, thinning, and the like of liquid crystal light control devices. In many plastic substrates, when a reverse mode liquid crystal light control device is formed, the wettability of the composition with respect to the substrate is poor and cissing is likely to occur. Therefore, an object of the present invention is to provide a composition showing good wettability and vertical alignment on a plastic substrate, and further, a haze ratio when no voltage is applied is low and a reverse showing high transparency. It is an object of the present invention to provide a mode dimming device and a composition which can be manufactured with high yield.

発明者らは、以下の[1]から[17]を見出した。
[1]液晶組成物と垂直配向剤を含む組成物であって、表面自由エネルギーが28.31±1.06mJ/m2である基板に対して、接触角が37度以下27度以上である組成物。
[2]液晶組成物と垂直配向剤を含む組成物であって、表面自由エネルギーが39.0〜50.0mJ/m2である基板に対して、接触角が37度以下27度以上である組成物。
[3]液晶組成物と垂直配向剤を含む組成物であって、表面自由エネルギーが27.25〜50.0mJ/m2である基板に対して、接触角が37度以下27度以上である組成物。
[4]表面張力を上昇させる成分が垂直配向剤である、[1]〜[3]のいずれか1項の組成物。
[5]垂直配向剤が重合基を有する、[4]の組成物。
[6]垂直配向剤がOHを有し、重合基がラジカル重合基である、[5]の組成物。
[7]垂直配向剤が式(1)で表される化合物または式(2)で表される化合物である、[6]の組成物。
The inventors have found the following [1] to [17].
[1] A composition containing a liquid crystal composition and a vertical aligning agent, wherein a contact angle is 37 degrees or less and 27 degrees or more with respect to a substrate having a surface free energy of 28.31 ± 1.06 mJ / m 2. Composition.
[2] A composition containing a liquid crystal composition and a vertical aligning agent, wherein a contact angle is 37 degrees or less and 27 degrees or more with respect to a substrate having a surface free energy of 39.0 to 50.0 mJ / m 2. Composition.
[3] A composition containing a liquid crystal composition and a vertical alignment agent, wherein the contact angle is 37 degrees or less and 27 degrees or more with respect to a substrate having a surface free energy of 27.25 to 50.0 mJ / m 2. Composition.
[4] The composition according to any one of [1] to [3], wherein the component that increases the surface tension is a vertical alignment agent.
[5] The composition of [4], wherein the vertical alignment agent has a polymerizing group.
[6] The composition according to [5], wherein the vertical aligning agent has OH and the polymerizing group is a radical polymerizing group.
[7] The composition of [6], wherein the vertical aligning agent is a compound represented by formula (1) or a compound represented by formula (2).

Figure 2020076987
Figure 2020076987

(式(1)において、
1は、炭素数1から20のアルキル、炭素数1から20のアルコキシ、少なくとも1つの水素がフッ素で置き換えられた炭素数1から20のアルキル、または少なくとも1つの水素がフッ素で置き換えられた炭素数1から20のアルコキシであり、
それぞれの環Mは、1,4−シクロヘキシレン、1,4−フェニレン、またはナフタレン−2,7−ジイルであり、
それぞれのZ1は、単結合、炭素数2から10のアルキレン、またはカルボニルオキシであり、炭素数2から10のアルキレンの隣り合わないCH2はOで置き換えられてもよく、
pは、0、1、2、または3であり、
環L1は、単結合、1,4−シクロヘキシレン、1,4−フェニレン、またはナフタレン−2,7−ジイルであり、
2は、単結合または炭素数2から10のアルキレンであり、炭素数2から10のアルキレンの隣り合わないCH2はOで置き換えられてもよく、1つのHは、ヒドロキシ、(メタ)アクリロイルまたは2−ヒドロキシメチルアクリロイルを含む基で置き換えられていてもよい。)
(In formula (1),
R 1 is alkyl having 1 to 20 carbons, alkoxy having 1 to 20 carbons, alkyl having 1 to 20 carbons in which at least one hydrogen is replaced by fluorine, or carbon in which at least one hydrogen is replaced by fluorine. Is an alkoxy of the numbers 1 to 20,
Each ring M is 1,4-cyclohexylene, 1,4-phenylene, or naphthalene-2,7-diyl,
Each Z 1 is a single bond, alkylene having 2 to 10 carbons, or carbonyloxy, and CH 2 which is not adjacent to alkylene having 2 to 10 carbons may be replaced by O.
p is 0, 1, 2, or 3;
Ring L 1 is a single bond, 1,4-cyclohexylene, 1,4-phenylene, or naphthalene-2,7-diyl,
Z 2 is a single bond or alkylene having 2 to 10 carbons, and CH 2 which is not adjacent to alkylene having 2 to 10 carbons may be replaced with O, and 1 H is hydroxy, (meth) acryloyl. Alternatively, it may be replaced with a group containing 2-hydroxymethylacryloyl. )

Figure 2020076987
Figure 2020076987

(式(2)において、
1は、炭素数1から20のアルキル、炭素数1から20のアルコキシ、少なくとも1つの水素がフッ素で置き換えられた炭素数1から20のアルキル、または少なくとも1つの水素がフッ素で置き換えられた炭素数1から20のアルコキシであり、
それぞれの環Mは、1,4−シクロヘキシレン、1,4−フェニレン、またはナフタレン−2,7−ジイルであり、
それぞれのZ1は、単結合、炭素数2から10のアルキレン、またはカルボニルオキシであり、炭素数2から10のアルキレンの隣り合わないCH2はOで置き換えられてもよく、
pは、0、1、2、または3であり、
環L2は、単結合、1,4−シクロヘキシレン、1,4−フェニレン、またはナフタレン−2,7−ジイルであり、
3は炭素数2から10のアルキレンであり、Oに隣接しないCH2の少なくとも1つのHはOHで置き換えられ、炭素数2から10のアルキレンの隣り合わないCH2はOで置き換えられてもよく、
あるいは、Z3が直接結合であり、環L2が、単結合以外の構造の場合に、環L2に結合した少なくとも1のHがOHで置き換えられ、
2は水素またはメチルである。)
[8]液晶組成物100重量部に対して、6重量部以上の垂直配向剤を含む、[4]から[7]のいずれか1項の組成物。
[9]式(3)、式(4)、および式(5)で表される化合物の群から選択された少なくとも1つ重合性化合物を含む、[7]または[8]のいずれか1項の組成物。
(In formula (2),
R 1 is alkyl having 1 to 20 carbons, alkoxy having 1 to 20 carbons, alkyl having 1 to 20 carbons in which at least one hydrogen is replaced by fluorine, or carbon in which at least one hydrogen is replaced by fluorine. Is an alkoxy of the numbers 1 to 20,
Each ring M is 1,4-cyclohexylene, 1,4-phenylene, or naphthalene-2,7-diyl,
Each Z 1 is a single bond, alkylene having 2 to 10 carbons, or carbonyloxy, and CH 2 which is not adjacent to alkylene having 2 to 10 carbons may be replaced by O.
p is 0, 1, 2, or 3;
Ring L 2 is a single bond, 1,4-cyclohexylene, 1,4-phenylene, or naphthalene-2,7-diyl,
Z 3 is alkylene having 2 to 10 carbon atoms, at least one H of CH 2 not adjacent to O is replaced with OH, and non-adjacent CH 2 of alkylene having 2 to 10 carbon is replaced with O. Often,
Alternatively, when Z 3 is a direct bond and ring L 2 has a structure other than a single bond, at least one H bonded to ring L 2 is replaced with OH,
R 2 is hydrogen or methyl. )
[8] The composition according to any one of [4] to [7], which contains 6 parts by weight or more of a vertical alignment agent with respect to 100 parts by weight of the liquid crystal composition.
[9] Any one of [7] or [8], containing at least one polymerizable compound selected from the group of compounds represented by formula (3), formula (4), and formula (5). Composition.

Figure 2020076987
Figure 2020076987

(式(3)、式(4)、および式(5)において、環Gはそれぞれ独立して、1,4−シクロへキシレン、1,4−フェニレン、1,4−シクロへキセニレン、ピリジン−2,5−ジイル、1,3−ジオキサン−2,5−ジイル、ナフタレン−2,6−ジイル、またはフルオレン−2,7−ジイルであり、ここで、少なくとも1つの水素はフッ素、塩素、シアノ、ヒドロキシ、ホルミル、トリフルオロアセチル、ジフルオロメチル、トリフルオロメチル、炭素数1から12のアルキル、炭素数1から12のアルコキシ、炭素数1から12のアルコキシカルボニル、または炭素数1から12のアルカノイルで置き換えられてもよく;Z10はそれぞれ独立して、単結合、−O−、−COO−、−OCO−、または−OCOO−であり;Z11は独立して、単結合、−OCH2−、−CH2O−、−COO−、−OCO−、−COS−、−SCO−、−OCOO−、−CONH−、−NHCO−、−CF2O−、−OCF2−、−CH2CH2−、−CF2CF2−、−CH=CHCOO−、−OCOCH=CH−、−CH2CH2COO−、−OCOCH2CH2−、−CH=CH−、−N=CH−、−CH=N−、−N=C(CH3)−、−C(CH3)=N−、−N=N−、または−C≡C−であり;Z12は単結合、−O−または−COO−であり;Xは水素、フッ素、塩素、トリフルオロメチル、トリフルオロメトキシ、シアノ、炭素数1から20のアルキル、炭素数2から20のアルケニル、炭素数1から20のアルコキシ、または炭素数1から20のアルコキシカルボニルであり;
eは1から4の整数であり;fおよびgは独立して、0から3の整数であり;fおよびgの和は1から4であり;hはそれぞれ独立して、0から20の整数であり;R2はそれぞれ独立して、水素またはCH3である。)
[10]式(6)で表される重合性化合物を少なくとも1つ含む、[7]から[9]のいずれか1項の組成物。
(In Formula (3), Formula (4), and Formula (5), each ring G is independently 1,4-cyclohexylene, 1,4-phenylene, 1,4-cyclohexenylene, pyridine- 2,5-diyl, 1,3-dioxane-2,5-diyl, naphthalene-2,6-diyl, or fluorene-2,7-diyl, wherein at least one hydrogen is fluorine, chlorine, cyano. , Hydroxy, formyl, trifluoroacetyl, difluoromethyl, trifluoromethyl, alkyl having 1 to 12 carbons, alkoxy having 1 to 12 carbons, alkoxycarbonyl having 1 to 12 carbons, or alkanoyl having 1 to 12 carbons. may be substituted; Z 10 are each independently a single bond, -O -, - COO -, - OCO-, or a -OCOO-; Z 11 is independently Te single bond, -OCH 2 -, - CH 2 O -, - COO -, - OCO -, - COS -, - SCO -, - OCOO -, - CONH -, - NHCO -, - CF 2 O-, -OCF 2 -, - CH 2 CH 2 -, - CF 2 CF 2 -, - CH = CHCOO -, - OCOCH = CH -, - CH 2 CH 2 COO -, - OCOCH 2 CH 2 -, - CH = CH -, - N = CH -, - CH = N -, - N = C (CH 3) -, - C (CH 3) = N -, - N = N-, or a -C≡C-; Z 12 is a single bond, -O- or -COO-; X is hydrogen, fluorine, chlorine, trifluoromethyl, trifluoromethoxy, cyano, alkyl having 1 to 20 carbons, alkenyl having 2 to 20 carbons, carbon Alkoxy having 1 to 20 carbons or alkoxycarbonyl having 1 to 20 carbons ;
e is an integer of 1 to 4; f and g are independently an integer of 0 to 3; the sum of f and g is 1 to 4; h is an integer of 0 to 20 independently. R 2 is independently hydrogen or CH 3 . )
[10] The composition according to any one of [7] to [9], containing at least one polymerizable compound represented by the formula (6).

Figure 2020076987
Figure 2020076987

式(6)において、Z13は単結合または炭素数1から80のアルキレンであり、このアルキレンにおいて、少なくとも1つの水素は、炭素数1から20のアルキル、フッ素、または以下の式(7)で表される基で置き換えられてもよく、少なくとも1つの−CH2−は、−O−、−CO−、−COO−、または−OCO−、−NH−、または−N(R5)−で置き換えられてもよく;複数の−O−で置き換えらる場合は、これら−O−が隣接せず;R5は、炭素数1から12のアルキルであり;少なくとも1つの−CH2−CH2−は、−CH=CH−、または−C≡C−で置き換えられてもよく;
10は炭素数1から20のアルキルであり、このアルキルにおいて、少なくとも1つの水素は、フッ素で置き換えられてもよく、少なくとも1つの−CH2−は、−O−、−CO−、−COO−、または−OCO−で置き換えられてもよく;複数の−O−で置き換えられる場合は、これら−O−が隣接せず;少なくとも1つの−CH2−は、炭素環式の飽和脂肪族化合物、複素環式の飽和脂肪族化合物、炭素環式の不飽和脂肪族化合物、または複素環式の不飽和脂肪族化合物、から2つの水素を除くことによって生成した二価基で置き換えられてもよく、これらの二価基において、炭素数は5から35であり、少なくとも1つの水素は、炭素数1から12のアルキルで置き換えられてもよく、このアルキルにおいて、1つの−CH2−は、−O−、−CO−、−COO−、または−OCO−で置き換えられてもよく;R2は水素またはCH3である。
In formula (6), Z 13 is a single bond or alkylene having 1 to 80 carbons, and in this alkylene, at least one hydrogen is alkyl having 1 to 20 carbons, fluorine, or the following formula (7). may be substituted with a group represented by at least one of -CH 2 -, -O -, - CO -, - COO-, or --OCO -, - NH-, or -N (R 5) - in May be replaced; when they are replaced by a plurality of —O—, these —O— are not adjacent to each other; R 5 is alkyl having 1 to 12 carbons; at least one —CH 2 —CH 2 -May be replaced by -CH = CH-, or -C≡C-;
R 10 is alkyl having 1 to 20 carbons, in which at least one hydrogen may be replaced by fluorine, and at least one —CH 2 — is —O—, —CO—, —COO. -, or may be replaced by -OCO-; when it is replaced by a plurality of -O-, these -O- is not adjacent; at least one of -CH 2 -, a saturated aliphatic compound of carbocyclic , A heterocyclic saturated aliphatic compound, a carbocyclic unsaturated aliphatic compound, or a heterocyclic unsaturated aliphatic compound, which may be replaced by a divalent group formed by removing two hydrogens. , These divalent groups have 5 to 35 carbon atoms, and at least one hydrogen may be replaced by alkyl having 1 to 12 carbon atoms, and in this alkyl, one —CH 2 — is — O -, - CO -, - COO-, or it may be replaced by -OCO-; R 2 is hydrogen or CH 3.

Figure 2020076987
Figure 2020076987

式(7)において、Z14は炭素数1から12のアルキレンであり、R2は水素またはCH3であり、*は連結位置を示す。
[11]液晶組成物が式(10)で表される化合物から選択された少なくとも1つの化合物を含有する、[1]から[10]のいずれか1項の組成物。
In the formula (7), Z 14 is alkylene having 1 to 12 carbons, R 2 is hydrogen or CH 3 , and * represents a connecting position.
[11] The composition according to any one of [1] to [10], wherein the liquid crystal composition contains at least one compound selected from the compounds represented by formula (10).

Figure 2020076987
Figure 2020076987

式(10)において、R20およびR21は独立して、炭素数1から12のアルキル、炭素数1から12のアルコキシ、炭素数2から12のアルケニル、少なくとも1つの水素がフッ素で置き換えられた炭素数1から12のアルキル、または少なくとも1つの水素がフッ素で置き換えられた炭素数2から12のアルケニルであり;環Aはそれぞれ独立して、1,4−シクロヘキシレン、2,5−テトラヒドロ−2H−ピラニレン、1,4−フェニレン、モノフルオロ−1,4−フェニレン、2,3−ジフルオロ−1,4−フェニレン、クロロ−フルオロ−1,4−フェニレン、または7,8−ジフルオロクロマン−2,6−ジイル、1,1,7−トリフルオロインダン−2,5−ジイル、4,6-ジフルオロジベンゾフラン−3,7−ジイル、4,6-ジフルオジベンゾチオフェン−3,7−ジイル、または4,7−ジフルオロクロメン−3,8−ジイルであり、
少なくとも1つは2,3−ジフルオロ−1,4−フェニレン、クロロ−フルオロ−1,4−フェニレン、7,8−ジフルオロクロマン−2,6−ジイル、1,1,7−トリフルオロインダン−2,5−ジイル、4,6-ジフルオロジベンゾフラン−3,7−ジイル、4,6-ジフルオジベンゾチオフェン−3,7−ジイル、または4,7−ジフルオロクロメン−3,8−ジイルであり;Z20は、単結合、−CH=CH−、−C≡C−、メチレンオキシ、またはカルボニルオキシであり;cは1から4の整数である。
[12]式(10)の化合物が以下の構造から選択される少なくとも1種である、[11]の組成物。
In the formula (10), R 20 and R 21 are independently alkyl having 1 to 12 carbons, alkoxy having 1 to 12 carbons, alkenyl having 2 to 12 carbons, and at least one hydrogen being replaced by fluorine. Alkyl having 1 to 12 carbons or alkenyl having 2 to 12 carbons in which at least one hydrogen is replaced by fluorine; each ring A is independently 1,4-cyclohexylene, 2,5-tetrahydro- 2H-pyranylene, 1,4-phenylene, monofluoro-1,4-phenylene, 2,3-difluoro-1,4-phenylene, chloro-fluoro-1,4-phenylene, or 7,8-difluorochroman-2. , 6-diyl, 1,1,7-trifluoroindan-2,5-diyl, 4,6-difluorodibenzofuran-3,7-diyl, 4,6-difluorodibenzothiophene-3,7-diyl, or 4,7-difluorochromene-3,8-diyl,
At least one is 2,3-difluoro-1,4-phenylene, chloro-fluoro-1,4-phenylene, 7,8-difluorochroman-2,6-diyl, 1,1,7-trifluoroindane-2. , 5-diyl, 4,6-difluorodibenzofuran-3,7-diyl, 4,6-difluorodibenzothiophene-3,7-diyl, or 4,7-difluorochromene-3,8-diyl; Z 20 is a single bond, -CH = CH-, -C [identical to] C-, methyleneoxy, or carbonyloxy; c is an integer of 1 to 4.
[12] The composition of [11], wherein the compound of formula (10) is at least one selected from the structures below.

Figure 2020076987
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Figure 2020076987
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Figure 2020076987
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Figure 2020076987
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式(10−1)から式(10−33)において、R20およびR21は独立して、炭素数1から12のアルキル、炭素数1から12のアルコキシ、炭素数2から12のアルケニル、炭素数2から12のアルケニルオキシ、少なくとも1つの水素がフッ素で置き換えられた炭素数1から12のアルキルまたは少なくとも1つの水素がフッ素で置き換えられた炭素数1から12のアルケニルである。
[13]液晶組成物が、式(11)で表される化合物から選択された少なくとも1つの化合物を含有する、[1]から[11]のいずれか1項の組成物。
In formulas (10-1) to (10-33), R 20 and R 21 are independently alkyl having 1 to 12 carbons, alkoxy having 1 to 12 carbons, alkenyl having 2 to 12 carbons, and carbon. Alkenyloxy having 2 to 12 carbons, alkyl having 1 to 12 carbons in which at least one hydrogen is replaced by fluorine, or alkenyl having 1 to 12 carbons having at least one hydrogen in fluorine.
[13] The composition according to any one of [1] to [11], wherein the liquid crystal composition contains at least one compound selected from the compounds represented by formula (11).

Figure 2020076987
Figure 2020076987

式(11)において、R22およびR23は独立して、炭素数1から12のアルキル、炭素数1から12のアルコキシ、炭素数2から12のアルケニル、少なくとも1つの水素がフッ素で置き換えられた炭素数1から12のアルキル、または少なくとも1つの水素がフッ素で置き換えられた炭素数2から12のアルケニルであり;環Bはそれぞれ独立して、1,4−シクロヘキシレン、1,4−フェニレン、モノフルオロ−1,4−フェニレン、または2,5−ジフルオロ−1,4−フェニレンであり;Z21は、単結合、−CH=CH−、−C≡C−、メチレンオキシ、またはカルボニルオキシであり;cは1から4の整数である。
[14]式(11)で表される化合物が、式(11−1)から式(11−22)で表される化合物の群から選択された少なくとも1つである、[13]の組成物。
In the formula (11), R 22 and R 23 are independently alkyl having 1 to 12 carbons, alkoxy having 1 to 12 carbons, alkenyl having 2 to 12 carbons, and at least one hydrogen being replaced by fluorine. Alkyl having 1 to 12 carbons, or alkenyl having 2 to 12 carbons in which at least one hydrogen is replaced by fluorine; each ring B is independently 1,4-cyclohexylene, 1,4-phenylene, Monofluoro-1,4-phenylene or 2,5-difluoro-1,4-phenylene; Z 21 is a single bond, —CH═CH—, —C≡C—, methyleneoxy, or carbonyloxy. Yes; c is an integer from 1 to 4.
[14] The composition of [13], wherein the compound represented by formula (11) is at least one selected from the group of compounds represented by formula (11-1) to formula (11-22). ..

Figure 2020076987
Figure 2020076987

Figure 2020076987
Figure 2020076987

式(11−1)から式(11−22)において、R22およびR23は独立して、炭素数1から12のアルキル、炭素数1から12のアルコキシ、炭素数2から12のアルケニル、少なくとも1つの水素がフッ素で置き換えられた炭素数1から12のアルキル、または少なくとも1つの水素がフッ素で置き換えられた炭素数2から12のアルケニルである。
[15]組成物が、添加物として光重合開始剤を含有する、[1]から[14]のいずれか1項の組成物。
[16][1]から[15]のいずれか1項の組成物を用いた、透明および散乱状態をスイッチングする素子。
[17]プラスチック基板を用いた[16]の素子。
In formulas (11-1) to (11-22), R 22 and R 23 are independently at least alkyl having 1 to 12 carbons, alkoxy having 1 to 12 carbons, alkenyl having 2 to 12 carbons, and at least Alkyl having 1 to 12 carbons in which one hydrogen is replaced by fluorine, or alkenyl having 2 to 12 carbons in which at least one hydrogen is replaced by fluorine.
[15] The composition according to any one of [1] to [14], which contains a photopolymerization initiator as an additive.
[16] An element for switching between a transparent state and a scattering state, which uses the composition according to any one of [1] to [15].
[17] The device of [16] using a plastic substrate.

本発明の組成物は、プラスチック基板に対して、良好な濡れ性と垂直配向性を示す組成物が提供される。従って本発明の組成物を使用すれば、基材と組成物との間のハジキが抑制され、電圧無印加時のヘーズ率が低く、高い透明性を示すリバースモードの調光素子を、歩留りよく製造できる。   The composition of the present invention provides a composition that exhibits good wettability and vertical alignment on a plastic substrate. Therefore, when the composition of the present invention is used, repelling between the substrate and the composition is suppressed, the haze ratio when no voltage is applied is low, and a reverse mode light control element exhibiting high transparency can be obtained with good yield. Can be manufactured.

本発明において、「組成物」は、液晶化合物と、垂直配向剤を含む材料である。また必要に応じて、「組成物」には重合性化合物を含んでも良い。組成物は、ネマチック相を有さなくてもいい。   In the present invention, the “composition” is a material containing a liquid crystal compound and a vertical alignment agent. If necessary, the "composition" may contain a polymerizable compound. The composition may not have a nematic phase.

「垂直配向剤」は、組成物または液晶組成物の分子長軸を、基板に対して垂直に配向させる能力を有する化合物である。「垂直配向剤」は単一の化合物でも混合物でもよい。
本発明において、「液晶化合物」は、液晶相を有する化合物および液晶相を有する組成物の成分となる化合物である。液晶相は、ネマチック相、スメクチック相などを含む。
The “vertical aligning agent” is a compound having the ability to align the long axis of the molecule of the composition or the liquid crystal composition perpendicularly to the substrate. The "vertical aligning agent" may be a single compound or a mixture.
In the present invention, the “liquid crystal compound” is a compound having a liquid crystal phase and a compound serving as a component of a composition having a liquid crystal phase. The liquid crystal phase includes a nematic phase, a smectic phase and the like.

本発明において、「液晶組成物」は、前記添加物を含んでもよい。これらの添加剤は、光学活性化合物、酸化防止剤、紫外線吸収剤、色素、消泡剤、極性化合物そのほかの液晶組成物の特性を調整または改善するものである。特記のない限り、「液晶組成物」中の成分の量は、「液晶組成物」中の液晶化合物の全重量を基準とした百分率で表される。   In the present invention, the “liquid crystal composition” may include the above additives. These additives adjust or improve the properties of the optically active compound, the antioxidant, the ultraviolet absorber, the dye, the defoaming agent, the polar compound and other liquid crystal compositions. Unless otherwise specified, the amounts of the components in the “liquid crystal composition” are expressed as percentages based on the total weight of the liquid crystal compound in the “liquid crystal composition”.

「重合性化合物」は、液晶複合体中にポリマーネットワークを形成させる目的で添加される重合性を有する化合物である。
本発明において、「液晶複合体」は、組成物を重合させて得た物である。
The “polymerizable compound” is a polymerizable compound added for the purpose of forming a polymer network in the liquid crystal composite.
In the present invention, the “liquid crystal composite” is a product obtained by polymerizing the composition.

本発明において、「液晶調光素子」は、組成物または液晶複合体を含み、該組成物または液晶複合体の作用により、光の透過や散乱状態を調整する素子である。液晶調光素子は、ディスプレイ、光シャッター、調光窓、スマートウィンドウなどである。   In the present invention, the “liquid crystal light control device” is a device containing a composition or a liquid crystal composite, and adjusting the transmission or scattering state of light by the action of the composition or the liquid crystal composite. The liquid crystal light control device is a display, an optical shutter, a light control window, a smart window, or the like.

本発明において、「重合基」とは、化合物中に含むと、光、熱、触媒などの手段により重合により大きな分子量を有する高分子へと変化させる官能基である。
本発明において、「重合性」とは、重合基を含むことを意味する形容表現である。
In the present invention, the “polymerizable group” is a functional group which, when included in a compound, is converted into a polymer having a large molecular weight by polymerization by means such as light, heat and a catalyst.
In the present invention, “polymerizable” is a form expression that means to include a polymerizable group.

本発明において、「非重合性」とは、重合基を含まないことを意味する形容詞である。
本発明において、式(○)で表される化合物と、化合物(○)は同じものを示す。
本発明において、「ハジキ」とは、基板の間に組成物を存在させた際に、該組成物が存在しない領域が発生する現象をいう。例えば一部の基材表面に組成物層が存在していなかったり、基材表面から組成物層が押しのけられたような凹みを生じる現象である。
In the present invention, "non-polymerizable" is an adjective meaning that it does not contain a polymerizing group.
In the present invention, the compound represented by the formula (O) and the compound (O) are the same.
In the present invention, “repellency” means a phenomenon in which, when a composition is present between substrates, a region where the composition does not exist is generated. For example, it is a phenomenon in which the composition layer does not exist on a part of the surface of the base material, or a dent appears such that the composition layer is pushed away from the surface of the base material.

本発明において、単に「上限温度」とは、ネマチック相の上限温度である。
本発明において、単に「下限温度」とは、ネマチック相の下限温度である。
「比抵抗が大きい」は、液晶組成物が初期段階において大きな比抵抗を有し、そして長時間使用したあと、大きな比抵抗を有することを意味する。「電圧保持率が大きい」は、素子が初期段階において室温だけでなく上限温度に近い温度でも大きな電圧保持率を有し、そして長時間使用したあと室温だけでなく上限温度に近い温度でも大きな電圧保持率を有することを意味する。
In the present invention, the “maximum temperature” is simply the maximum temperature of the nematic phase.
In the present invention, the “minimum temperature” is simply the minimum temperature of the nematic phase.
“High specific resistance” means that the liquid crystal composition has a large specific resistance in the initial stage and has a large specific resistance after being used for a long time. “High voltage retention” means that the device has a large voltage retention not only at room temperature but also at a temperature close to the upper limit temperature at the initial stage, and after a long time use, it has a large voltage not only at room temperature but also at a temperature close to the upper limit temperature. Means to have a retention rate.

本発明において、「誘電率異方性を上げる」は、誘電率異方性の絶対値が、誘電率異方性の符号を変えずに、増加することである。たとえば、誘電率異方性が正であるとき、「誘電率異方性を上げる」とは、その値が、正に増加し、誘電率異方性が負である組成物のとき、「誘電率異方性を上げる」とは、その値が負に増加することを意味する。   In the present invention, "increasing the dielectric anisotropy" means increasing the absolute value of the dielectric anisotropy without changing the sign of the dielectric anisotropy. For example, when the dielectric anisotropy is positive, “increasing the dielectric anisotropy” means that when the composition has a value that increases positively and the dielectric anisotropy is negative, “Increasing the rate anisotropy” means that the value increases negatively.

液晶化合物に関して、例えば2−フルオロ−1,4−フェニレンは、下記の2つの二価基を意味する。化学式において、フッ素は左向き(L)であってもよいし、右向き(R)であってもよい。このルールは、テトラヒドロピラン−2,5−ジイルのような、環から2つの水素を除くことによって生成した、左右非対称な二価基にも適用される。このルールは、カルボニルオキシ(−COO−または−OCO−)のような二価の結合基にも適用される。   Regarding the liquid crystal compound, for example, 2-fluoro-1,4-phenylene means the following two divalent groups. In the chemical formula, fluorine may be leftward (L) or rightward (R). This rule also applies to left-right asymmetric divalent groups created by removing two hydrogens from a ring, such as tetrahydropyran-2,5-diyl. This rule also applies to divalent linking groups such as carbonyloxy (-COO- or -OCO-).

Figure 2020076987
Figure 2020076987

たとえば、特記のない限り、テトラヒドロピラン−2,5−ジイルは、酸素の位置を特定しない。具体的には、テトラヒドロピラン−2,5−ジイルは、   For example, unless stated otherwise, tetrahydropyran-2,5-diyl does not position oxygen. Specifically, tetrahydropyran-2,5-diyl is

Figure 2020076987
のどちらも該当する。
Figure 2020076987
Both are applicable.

本発明において、「メソゲン」は、液晶性を発現するような剛直な部位である。
液晶化合物中のアルキル並びに液晶化合物の末端基は、直鎖状または分岐状であり、環状アルキルを含まない。液晶温度範囲拡大のため、液晶化合物において、直鎖状アルキルは、分岐アルキルよりも好ましい。ここで、末端基とは、アルコキシ、アルケニルなどである。
上限温度を上げるため、液晶化合物中の1,4−シクロヘキシレンは、トランスの立体配置が好ましい。
In the present invention, the “mesogen” is a rigid site that exhibits liquid crystallinity.
The alkyl in the liquid crystal compound and the terminal group of the liquid crystal compound are linear or branched and do not contain cyclic alkyl. In order to expand the liquid crystal temperature range, a straight chain alkyl is preferable to a branched alkyl in a liquid crystal compound. Here, the terminal group is alkoxy, alkenyl or the like.
In order to increase the maximum temperature, 1,4-cyclohexylene in the liquid crystal compound preferably has a trans configuration.

<組成物>
本発明の組成物は、液晶組成物と垂直配向剤を含む組成物であって、表面自由エネルギーが28.31±1.06mJ/m2である基板に対して、接触角が37度以下27度以上である。
また、本発明の組成物は、液晶組成物と垂直配向剤を含む組成物であって、表面自由エネルギーが39.0〜50.0mJ/m2である基板に対して、接触角が37度以下27度以上である。
さらに、本発明の組成物は、液晶組成物と垂直配向剤を含む組成物であって、表面自由エネルギーが27.25〜50.0mJ/m2である基板に対して、接触角が37度以下27度以上である。
<Composition>
The composition of the present invention is a composition containing a liquid crystal composition and a vertical alignment agent, and has a contact angle of not more than 37 degrees with respect to a substrate having a surface free energy of 28.31 ± 1.06 mJ / m 2. More than a degree.
The composition of the present invention is a composition containing a liquid crystal composition and a vertical alignment agent, and has a contact angle of 37 degrees with respect to a substrate having a surface free energy of 39.0 to 50.0 mJ / m 2. It is 27 degrees or more.
Furthermore, the composition of the present invention is a composition containing a liquid crystal composition and a vertical alignment agent, and has a contact angle of 37 degrees with respect to a substrate having a surface free energy of 27.25 to 50.0 mJ / m 2. It is 27 degrees or more.

調光素子は、一対の基板と、基板間に組成物が介在する。ポリエチレンテレフタレート、アクリル、およびポリカーボネートなどのプラスチック基板は、液晶化合物や重合性化合物を含む組成物に対して濡れにくいという特性を有する。このため、本発明では、表面自由エネルギーが所定の範囲にある基板に対する、組成物の接触角で濡れ性を定義し、接触角が所定の範囲にある組成物とすることで、プラスチック基板などへの濡れを改善するというものである。   The light control element has a pair of substrates and a composition interposed between the substrates. Plastic substrates such as polyethylene terephthalate, acrylic, and polycarbonate have the property of being difficult to wet with a composition containing a liquid crystal compound or a polymerizable compound. Therefore, in the present invention, the wettability is defined by the contact angle of the composition with respect to the substrate having the surface free energy in the predetermined range, and the composition having the contact angle in the predetermined range is applied to a plastic substrate or the like. It is to improve the wetness of.

組成物が、この範囲の接触角を有する限り、素子に使用される基板は特に制限されることがない。一方の基板がプラスチック基板から構成され、他方の基板は、プラスチック基板であっても、異なる基板(ガラス基板)であってもよい。一般にガラスなどの無機材料は組成物に対して濡れやすい特性を有する。   The substrate used for the device is not particularly limited as long as the composition has a contact angle in this range. One substrate may be a plastic substrate, and the other substrate may be a plastic substrate or a different substrate (glass substrate). Generally, an inorganic material such as glass has a property of easily wetting the composition.

本発明の組成物は、垂直配向剤を含むため自己配向性が高く、配向膜の無い基板に好適に用いることができる。
組成物の接触角が、前記の数値範囲にあれば、液晶の垂直配向性を維持すると同時に、プラスチック基板に対して良好な濡れ性を有する。従って素子作成時に、組成物のハジキ発生が抑制でき、不良領域の無いリバースモードの素子を製造できる。このとき基板に対する濡れ性がさらに向上するため、組成物の接触角が36.0度以下であればより好適であり、34.0度以下であれば最も好適である。また液晶の配向性をさらに向上するため、組成物の接触角が28.0度以上であればより好適であり、28.5度以上であれば最も好適である。接触角は、組成物中の各材料の重量比や、垂直配向剤の種類、重合性化合物の種類などによって調整することが可能であるが、詳しくは後述する。
Since the composition of the present invention contains a vertical aligning agent, it has a high self-orientation property and can be suitably used for a substrate having no alignment film.
When the contact angle of the composition is within the above numerical range, the liquid crystal retains vertical alignment of the liquid crystal and at the same time has good wettability to the plastic substrate. Therefore, it is possible to suppress the cissing of the composition at the time of manufacturing the device, and it is possible to manufacture a reverse mode device having no defective region. At this time, the wettability with respect to the substrate is further improved, so that the contact angle of the composition is more preferably 36.0 degrees or less, and most preferably 34.0 degrees or less. Further, in order to further improve the orientation of the liquid crystal, it is more preferable that the contact angle of the composition is 28.0 degrees or more, and most preferably 28.5 degrees or more. The contact angle can be adjusted by the weight ratio of each material in the composition, the type of vertical alignment agent, the type of polymerizable compound, and the like, which will be described in detail later.

・垂直配向剤
プラスチック基板に対する組成物の接触角を減少させるため、組成物の表面張力を調整する。そのために、ヘテロ元素を含む官能基を含む化合物を組成物に含むことが好ましい。ヘテロ元素を含む官能基は、−OH、−O−、−NH2、−NH−などがある。
Vertical Alignment Agent Adjust the surface tension of the composition to reduce the contact angle of the composition with the plastic substrate. Therefore, it is preferable that the composition contains a compound containing a functional group containing a hetero element. Examples of the functional group containing a hetero element include —OH, —O—, —NH 2 , and —NH—.

本発明では、組成物の表面張力を調整して、接触角を小さくする化合物として、前記官能基を有する垂直配向剤を使用する。本発明で使用される垂直配向剤は、基板に接した組成物中の液晶化合物を、基板に対して垂直に配向させる性能を有する、化合物またはその混合物である。本発明で使用される垂直配向剤は液晶化合物に対して良好な垂直配向性を発現するとともに、プラスチック基板と組成物との濡れ性を向上させ、調光素子に広い領域で均一なヘーズ率を与えることができる。   In the present invention, the vertical aligning agent having the functional group is used as a compound that adjusts the surface tension of the composition to reduce the contact angle. The vertical aligning agent used in the present invention is a compound or a mixture thereof having a property of vertically aligning the liquid crystal compound in the composition in contact with the substrate with respect to the substrate. The vertical aligning agent used in the present invention exhibits good vertical aligning property with respect to the liquid crystal compound, improves wettability between the plastic substrate and the composition, and has a uniform haze ratio in a wide area in the light control device. Can be given.

表面張力を調整するためには、末端にOH基を有する垂直配向剤が好ましい。たとえば、炭素数8から20のアルコール化合物を使用でき、1−ドデカノールなどが例示される。   In order to adjust the surface tension, a vertical aligning agent having an OH group at the end is preferable. For example, an alcohol compound having 8 to 20 carbon atoms can be used, and 1-dodecanol and the like are exemplified.

さらに、調光素子が経年劣化することなく、かつ調光素子を安定的に駆動させるためには、垂直配向剤は重合基を有する化合物であることが好ましい。垂直配向剤に含まれる重合基は、ラジカル重合によって重合するラジカル重合基が好ましい。また、液晶組成物と混和しやすく、特に液晶組成物への高い溶解性から、垂直配向剤に含まれる重合基は、アクリロイル基などの重合基であることがより好ましい。   Further, in order to stably drive the light control element without deterioration of the light control element over time, the vertical alignment agent is preferably a compound having a polymerizing group. The polymerizing group contained in the vertical alignment agent is preferably a radical polymerizing group capable of polymerizing by radical polymerization. Further, the polymerizing group contained in the vertical alignment agent is more preferably a polymerizing group such as an acryloyl group because it is easily miscible with the liquid crystal composition and particularly has high solubility in the liquid crystal composition.

本発明において好適な垂直配向剤は、以下の式(1)および(2)で表される群から選ばれる化合物が好ましい。   The vertical aligning agent suitable in the present invention is preferably a compound selected from the group represented by the following formulas (1) and (2).

Figure 2020076987
Figure 2020076987

式(1)において、
1は、炭素数1から20のアルキル、炭素数1から20のアルコキシ、少なくとも1つの水素がフッ素で置き換えられた炭素数1から20のアルキル、または少なくとも1つの水素がフッ素で置き換えられた炭素数1から20のアルコキシであり、
それぞれの環Mは、1,4−シクロヘキシレン、1,4−フェニレン、またはナフタレン−2,7−ジイルであり、
それぞれのZ1は、単結合、炭素数2から10のアルキレン、またはカルボニルオキシであり、炭素数2から10のアルキレンの隣り合わないCH2はOで置き換えられてもよく、
pは、0、1、2、または3であり、
環L1は、単結合、1,4−シクロヘキシレン、1,4−フェニレン、またはナフタレン−2,7−ジイルであり、
2は、単結合または炭素数2から10のアルキレンであり、炭素数2から10のアルキレンの隣り合わないCH2はOで置き換えられてもよく、1つのHは、ヒドロキシ、(メタ)アクリロイルまたは2−ヒドロキシメチルアクリロイルを含む基で置き換えられていてもよい。
In equation (1),
R 1 is alkyl having 1 to 20 carbons, alkoxy having 1 to 20 carbons, alkyl having 1 to 20 carbons in which at least one hydrogen is replaced by fluorine, or carbon in which at least one hydrogen is replaced by fluorine. Is an alkoxy of the numbers 1 to 20,
Each ring M is 1,4-cyclohexylene, 1,4-phenylene, or naphthalene-2,7-diyl,
Each Z 1 is a single bond, alkylene having 2 to 10 carbons, or carbonyloxy, and CH 2 which is not adjacent to alkylene having 2 to 10 carbons may be replaced by O.
p is 0, 1, 2, or 3;
Ring L 1 is a single bond, 1,4-cyclohexylene, 1,4-phenylene, or naphthalene-2,7-diyl,
Z 2 is a single bond or alkylene having 2 to 10 carbons, and CH 2 which is not adjacent to alkylene having 2 to 10 carbons may be replaced with O, and 1 H is hydroxy, (meth) acryloyl. Alternatively, it may be replaced with a group containing 2-hydroxymethylacryloyl.

Figure 2020076987
Figure 2020076987

式(2)において、
1、環M、Z1およびpは、式(1)の化合物と同様である。
環L2は、単結合、1,4−シクロヘキシレン、1,4−フェニレン、またはナフタレン−2,7−ジイルであり、
3は炭素数2から10のアルキレンであり、Oに隣接しないCH2の少なくとも1つのHはOHで置き換えられ、炭素数2から10のアルキレンの隣り合わないCH2はOで置き換えられてもよく、
あるいは、Z3が直接結合であり、環L2が、単結合以外の構造の場合に、環L2に結合した少なくとも1つのHがOHで置き換えられ、
2は水素またはメチルである。
In equation (2),
R 1 , the rings M, Z 1 and p are the same as in the compound of formula (1).
Ring L 2 is a single bond, 1,4-cyclohexylene, 1,4-phenylene, or naphthalene-2,7-diyl,
Z 3 is alkylene having 2 to 10 carbon atoms, at least one H of CH 2 not adjacent to O is replaced with OH, and non-adjacent CH 2 of alkylene having 2 to 10 carbon is replaced with O. Often,
Alternatively, when Z 3 is a direct bond and ring L 2 has a structure other than a single bond, at least one H bonded to ring L 2 is replaced with OH,
R 2 is hydrogen or methyl.

式(1)または(2)で表される化合物の好適な例を示す。   Suitable examples of the compound represented by the formula (1) or (2) are shown.

Figure 2020076987
Figure 2020076987

Figure 2020076987
Figure 2020076987

式(1−1)から式(1−12)中、
50およびR51は、炭素数7から20のアルキル、炭素数7から20のアルコキシ、少なくとも1つの水素がフッ素で置き換えられた炭素数5から20のアルキル、または少なくとも1つの水素がフッ素で置き換えられた炭素数5から20のアルコキシであり、
52およびR53は、炭素数1から12のアルキル、炭素数1から12のアルコキシ、少なくとも1つの水素がフッ素で置き換えられた炭素数1から12のアルキル、または少なくとも1つの水素がフッ素で置き換えられた炭素数1から12のアルコキシであり、
211は、単結合、炭素数1から6の直鎖アルキレン、または−O(CH2n−であり、ここで、nは2から6である。
In formula (1-1) to formula (1-12),
R 50 and R 51 are alkyl having 7 to 20 carbons, alkoxy having 7 to 20 carbons, alkyl having 5 to 20 carbons in which at least one hydrogen is replaced by fluorine, or at least one hydrogen being replaced by fluorine Is an alkoxy having 5 to 20 carbon atoms,
R 52 and R 53 are alkyl having 1 to 12 carbons, alkoxy having 1 to 12 carbons, alkyl having 1 to 12 carbons in which at least one hydrogen is replaced by fluorine, or at least one hydrogen being replaced by fluorine Is an alkoxy having 1 to 12 carbon atoms,
Z 211 is a single bond, a straight-chain alkylene of 1 to 6 carbon atoms or -O (CH 2), n - a, where, n is 2 to 6.

Figure 2020076987
Figure 2020076987

式(1−13)から式(1−19)中、
50、R51、R52は前記式(1−1)〜(1−12)と同様である。
212は、ヒドロキシ、(メタ)アクリロイルオキシ、または2−ヒドロキシメチルアクリロイルオキシ基である。
In formula (1-13) to formula (1-19),
R 50 , R 51 and R 52 are the same as those in the formulas (1-1) to (1-12).
Z 212 is a hydroxy group, a (meth) acryloyloxy group, or a 2-hydroxymethylacryloyloxy group.

Figure 2020076987
Figure 2020076987

式(2−1)から式(2−4)中、
50、R51は前記式(1−1)〜(1−3)と同様である。
2は、前記式(2)と同様に、水素またはメチルである。
In formula (2-1) to formula (2-4),
R 50 and R 51 are the same as those in the formulas (1-1) to (1-3).
R 2 is hydrogen or methyl similarly to the above formula (2).

組成物の接触角の調整のためには、(1−1)から(1−3)、(1−13)から(1−15)、および(2−1)から(2−4)で表される化合物を用いることが好ましい。また液晶調光素子の性能の経年劣化を低減するためには、(1−2)から(1−12)、(1−14)から(1−19)で表される化合物を用いることが好ましい。さらに、両方の効果を発現させるためには、上記した異なる効果を有する垂直配向剤の2種類以上を、組み合わせて使用することが好ましい。   In order to adjust the contact angle of the composition, the formulas (1-1) to (1-3), (1-13) to (1-15), and (2-1) to (2-4) are used. It is preferable to use the compound described above. In order to reduce the deterioration of the performance of the liquid crystal light control device over time, it is preferable to use the compounds represented by (1-2) to (1-12) and (1-14) to (1-19). .. Furthermore, in order to exhibit both effects, it is preferable to use two or more kinds of the above-described vertical aligning agents having different effects in combination.

これらの垂直配向剤の含有量は、本発明の特徴である接触角を与える範囲にあればよい。この範囲は液晶組成物の100重量部に対して5重量部以上であり、濡れ性を改善し、より低い接触角を与えるためには、6重量部以上が好ましく、7重量部以上がさらに好ましい。8重量部以上が最も好適である。   The content of these vertical alignment agents may be in the range that gives the contact angle that is a feature of the present invention. This range is 5 parts by weight or more based on 100 parts by weight of the liquid crystal composition, and in order to improve wettability and give a lower contact angle, 6 parts by weight or more is preferable, and 7 parts by weight or more is more preferable. .. Most preferred is 8 parts by weight or more.

また液晶の垂直配向性を維持するため、20重量部以下が好ましく、15重量部以下がさらに好ましい。12重量部以下が最も好適である。
液晶を垂直配向させるという機能を発揮しうる限りに、垂直配向剤の液晶組成物の重量に対する含有量は特に制限されない。通常、0.5重量部以上含まれていればその効果を発揮するものが多い。
Further, in order to maintain the vertical alignment of the liquid crystal, it is preferably 20 parts by weight or less, more preferably 15 parts by weight or less. Most preferably, it is 12 parts by weight or less.
The content of the vertical aligning agent with respect to the weight of the liquid crystal composition is not particularly limited as long as the function of vertically aligning the liquid crystal can be exhibited. Usually, if the amount is 0.5 part by weight or more, most of them exhibit the effect.

・重合性化合物
前記垂直配向剤は重合性化合物であり、垂直配向剤とともにそれ以外の重合性化合物を含むことが好ましい。組成物中に重合性化合物を含むことで、調光素子における散乱状態でのヘーズ率を向上でき、また駆動電圧を低下させることができる。また、液晶化合物と混和しやすくするため、この重合性化合物は、液晶と類似の骨格を有する化合物であることが好ましい。液晶調光素子の性能の経年劣化を低減するため、この重合性化合物は、3以上の重合基を含むことが好ましい。
-Polymerizable compound The vertical aligning agent is a polymerizable compound, and it is preferable to include a polymerizable compound other than the vertical aligning agent. By including the polymerizable compound in the composition, the haze ratio in the scattering state of the light control device can be improved and the driving voltage can be lowered. Further, in order to facilitate miscibility with the liquid crystal compound, this polymerizable compound is preferably a compound having a skeleton similar to that of the liquid crystal. In order to reduce the deterioration of the performance of the liquid crystal light control device over time, it is preferable that the polymerizable compound contains three or more polymerizable groups.

本発明で使用される重合性化合物は、液晶組成物を垂直配向させる性能が乏しく、表面張力を上昇させる性能が乏しい化合物である。
具体的には、化合物(3)、化合物(4)、化合物(5)、化合物(6)が好適に使用できる。これらの重合性化合物は、複数を選択して併用してもよい。
The polymerizable compound used in the present invention is a compound having poor performance for vertically aligning a liquid crystal composition and poor performance for increasing surface tension.
Specifically, the compound (3), the compound (4), the compound (5) and the compound (6) can be preferably used. A plurality of these polymerizable compounds may be selected and used in combination.

式(3)、式(4)、および式(5)で表される化合物は、以下の一般式で表される。   The compounds represented by formula (3), formula (4), and formula (5) are represented by the following general formula.

Figure 2020076987
Figure 2020076987

化合物(3)、化合物(4)および化合物(5)は、少なくとも1つのアクリロイルオキシ(−OCO−CH=CH2、上記式(3)〜(5)のR2が水素)またはメタクリロイルオキシ(−OCO−(CH3)C=CH2、上記式(3)〜(5)のR2がCH3)を有する。液晶化合物は、メソゲン(液晶性を発現するような剛直な部位)を有するが、これらの化合物もメソゲンを有する。そのため、これらの化合物は、液晶化合物とともに配向膜の作用によって同一方向に配向する。この配向は、重合後も維持される。このような液晶複合体は、高い透明性を有する。 Compound (3), the compound (4) and the compound (5) at least one acryloyloxy (-OCO-CH = CH 2, the formula (3) R 2 is hydrogen to (5)) or methacryloyloxy (- having OCO- a (CH 3) C = CH 2 , R 2 is CH 3 in the formula (3) to (5)). The liquid crystal compound has a mesogen (a rigid portion that exhibits liquid crystallinity), and these compounds also have a mesogen. Therefore, these compounds are aligned in the same direction by the action of the alignment film together with the liquid crystal compound. This orientation is maintained after polymerization. Such a liquid crystal composite has high transparency.

式(3)、式(4)、および式(5)において、環Gはそれぞれ独立して、1,4−シクロへキシレン、1,4−フェニレン、1,4−シクロへキセニレン、ピリジン−2,5−ジイル、1,3−ジオキサン−2,5−ジイル、ナフタレン−2,6−ジイル、またはフルオレン−2,7−ジイルであり、ここで、少なくとも1つの水素はフッ素、シアノ、ヒドロキシ、ホルミル、トリフルオロアセチル、ジフルオロメチル、トリフルオロメチル、炭素数1から12のアルキル、炭素数1から12のアルコキシ、炭素数1から12のアルコキシカルボニル、または炭素数1から12のアルカノイルで置き換えられてもよい。式(3)、式(4)、および式(5)において、好ましい環は、1,4−シクロへキシレン、1,4−フェニレン、モノフルオロ−1,4−フェニレン、2−メチル−1,4−フェニレン、2−メトキシ−1,4−フェニレン、または2−トリフルオロメチル−1,4−フェニレンである。さらに好ましい環は、1,4−シクロへキシレンまたは1,4−フェニレンである。   In formula (3), formula (4), and formula (5), each ring G is independently 1,4-cyclohexylene, 1,4-phenylene, 1,4-cyclohexenylene, pyridine-2. , 5-diyl, 1,3-dioxane-2,5-diyl, naphthalene-2,6-diyl, or fluorene-2,7-diyl, wherein at least one hydrogen is fluorine, cyano, hydroxy, Formyl, trifluoroacetyl, difluoromethyl, trifluoromethyl, substituted with alkyl having 1 to 12 carbons, alkoxy having 1 to 12 carbons, alkoxycarbonyl having 1 to 12 carbons, or alkanoyl having 1 to 12 carbons Good. In formula (3), formula (4), and formula (5), preferred rings are 1,4-cyclohexylene, 1,4-phenylene, monofluoro-1,4-phenylene, 2-methyl-1, It is 4-phenylene, 2-methoxy-1,4-phenylene, or 2-trifluoromethyl-1,4-phenylene. A more preferred ring is 1,4-cyclohexylene or 1,4-phenylene.

10はそれぞれ独立して、単結合、−O−、−COO−、−OCO−、または−OCOO−であり;
11はそれぞれ独立して、単結合、−OCH2−、−CH2O−、−COO−、−OCO−、−COS−、−SCO−、−OCOO−、−CONH−、−NHCO−、−CF2O−、−OCF2−、−CH2CH2−、−CF2CF2−、−CH=CHCOO−、−OCOCH=CH−、−CH2CH2COO−、−OCOCH2CH2−、−CH=CH−、−N=CH−、−CH=N−、−N=C(CH3)−、−C(CH3)=N−、−N=N−、または−C≡C−であり;
12は単結合、−O−または−COO−、−OCO−、または−OCOO−である。
Z 10 s are each independently a single bond, —O—, —COO—, —OCO—, or —OCOO—;
Z 11's are each independently a single bond, -OCH 2- , -CH 2 O-, -COO-, -OCO-, -COS-, -SCO-, -OCOO-, -CONH-, -NHCO-, -CF 2 O -, - OCF 2 -, - CH 2 CH 2 -, - CF 2 CF 2 -, - CH = CHCOO -, - OCOCH = CH -, - CH 2 CH 2 COO -, - OCOCH 2 CH 2 -, - CH = CH -, - N = CH -, - CH = N -, - N = C (CH 3) -, - C (CH 3) = N -, - N = N-, or -C≡ C-;
Z 12 represents a single bond, -O- or -COO -, - OCO-, or -OCOO-.

このとき式(5)において、好ましいZ11は、単結合、−OCH2−、−CH2O−、−COO−、−OCO−、−CH2CH2−、−CH2CH2COO−、または−OCOCH2CH2−である。 At this time, in formula (5), preferred Z 11 is a single bond, —OCH 2 —, —CH 2 O—, —COO—, —OCO—, —CH 2 CH 2 —, —CH 2 CH 2 COO—, or -OCOCH 2 CH 2 - it is.

Xは水素、フッ素、塩素、トリフルオロメチル、トリフルオロメトキシ、シアノ、炭素数1から20のアルキル、炭素数2から20のアルケニル、炭素数1から20のアルコキシ、または炭素数1から20のアルコキシカルボニルであり;
eは1から4の整数であり;fおよびgは独立して、0から3の整数であり;fおよびgの和は1から4であり;hはそれぞれ独立して、0から20の整数であり;R2は(2)と同様に、それぞれ独立して、水素またはCH3である。
X is hydrogen, fluorine, chlorine, trifluoromethyl, trifluoromethoxy, cyano, alkyl having 1 to 20 carbons, alkenyl having 2 to 20 carbons, alkoxy having 1 to 20 carbons, or alkoxy having 1 to 20 carbons. Carbonyl;
e is an integer of 1 to 4; f and g are independently an integer of 0 to 3; the sum of f and g is 1 to 4; h is an integer of 0 to 20 independently. R 2 is independently hydrogen or CH 3 as in (2).

化合物(3)の具体例を以下に示す。   Specific examples of the compound (3) are shown below.

Figure 2020076987
Figure 2020076987

Figure 2020076987
Figure 2020076987

式(3−1)から式(3−24)において、R2は式(2)と同様に水素またはメチルであり、dは1から20の整数である。組成物への相溶性が良好なことから、dは3から12の整数であることが好ましい。 In formulas (3-1) to (3-24), R 2 is hydrogen or methyl, as in formula (2), and d is an integer of 1 to 20. Since the compatibility with the composition is good, d is preferably an integer of 3 to 12.

化合物(4)の具体例を以下に示す。   Specific examples of the compound (4) are shown below.

Figure 2020076987
Figure 2020076987

Figure 2020076987
Figure 2020076987

Figure 2020076987
Figure 2020076987

式(4−1)から式(4−31)において、R2はそれぞれ独立して、水素またはCH3であり、fおよびhは独立して、1から20の整数である。組成物への相溶性が良好なことから、fおよびhは3から12の整数であることが好ましい。製造の容易さから、f=hであることがさらに好ましい。 In formulas (4-1) to (4-31), R 2 is independently hydrogen or CH 3 , and f and h are independently integers from 1 to 20. From the viewpoint of good compatibility with the composition, f and h are preferably integers of 3 to 12. From the viewpoint of ease of production, it is more preferable that f = h.

化合物(5)の具体例を以下に示す。   Specific examples of the compound (5) are shown below.

Figure 2020076987
Figure 2020076987

Figure 2020076987
Figure 2020076987

式(5−1)から式(5−10)において、R2は独立して、水素またはCH3であり、i、k、およびmは独立して、1から20の整数である。組成物への相溶性が良好なことから、i、k、およびmは3から12の整数であることが好ましい。製造の容易さから、i=k=mであることがさらに好ましい。 In formulas (5-1) to (5-10), R 2 is independently hydrogen or CH 3 , and i, k, and m are independently integers from 1 to 20. It is preferable that i, k, and m are integers of 3 to 12 because of good compatibility with the composition. It is more preferable that i = k = m for ease of manufacturing.

式(6)で表される化合物は式(3)、式(4)、式(5)以外の重合性化合物であり、液晶化合物ではない。このため、透明時のヘーズ率低下には効果が小さい。しかしながら安価な材料であり、駆動電圧の低減等の効果は高く、素子特性向上のため、組成物への使用が好適である。   The compound represented by Formula (6) is a polymerizable compound other than Formula (3), Formula (4), and Formula (5), and is not a liquid crystal compound. For this reason, the effect of reducing the haze ratio when transparent is small. However, it is an inexpensive material, has a high effect of reducing the driving voltage, and is suitable for use in the composition for improving the device characteristics.

Figure 2020076987
Figure 2020076987

式(6)において、Z13は単結合または炭素数1から80のアルキレンであり、このアルキレンにおいて、少なくとも1つの水素は、炭素数1から20のアルキル、フッ素、または以下の式(7)で表される基で置き換えられてもよく、少なくとも1つの−CH2−は、−O−、−CO−、−COO−、または−OCO−、−NH−、または−N(R5)−で置き換えられてもよく;複数の−O−で置き換える場合は、これら−O−が隣接せず;R5は、炭素数1から12のアルキルであり;少なくとも1つの−CH2−CH2−は、−CH=CH−、または−C≡C−で置き換えられてもよく;
10は炭素数1から20のアルキルであり、このアルキルにおいて、少なくとも1つの水素は、フッ素で置き換えられてもよく、少なくとも1つの−CH2−は、−O−、−CO−、−COO−、または−OCO−で置き換えられてもよく;複数の−O−で置き換えらる場合は、これら−O−が隣接せず;少なくとも1つの−CH2−は、炭素環式の飽和脂肪族化合物、複素環式の飽和脂肪族化合物、炭素環式の不飽和脂肪族化合物、または複素環式の不飽和脂肪族化合物、から2つの水素を除くことによって生成した二価基で置き換えられてもよく、これらの二価基において、炭素数は5から35であり、少なくとも1つの水素は、炭素数1から12のアルキルで置き換えられてもよく、このアルキルにおいて、1つの−CH2−は、−O−、−CO−、−COO−、または−OCO−で置き換えられてもよく;R2は水素またはCH3である。
In formula (6), Z 13 is a single bond or alkylene having 1 to 80 carbons, and in this alkylene, at least one hydrogen is alkyl having 1 to 20 carbons, fluorine, or the following formula (7). may be substituted with a group represented by at least one of -CH 2 -, -O -, - CO -, - COO-, or --OCO -, - NH-, or -N (R 5) - in When substituted with a plurality of —O—, these —O— are not adjacent to each other; R 5 is alkyl having 1 to 12 carbons; and at least one —CH 2 —CH 2 — is , -CH = CH-, or -C = C-;
R 10 is alkyl having 1 to 20 carbons, in which at least one hydrogen may be replaced by fluorine, and at least one —CH 2 — is —O—, —CO—, —COO. -, or -OCO- may be replaced by; if Okikaeraru a plurality of -O-, these -O- is not adjacent; at least one of -CH 2 -, a saturated aliphatic carbocyclic A compound, a heterocyclic saturated aliphatic compound, a carbocyclic unsaturated aliphatic compound, or a heterocyclic unsaturated aliphatic compound, which may be replaced by a divalent group formed by removing two hydrogens Well, in these divalent groups, the number of carbon atoms is 5 to 35, and at least one hydrogen may be replaced by alkyl having 1 to 12 carbon atoms, and in this alkyl, one —CH 2 — is -O -, - CO -, - COO-, or may be replaced by -OCO-; R 2 is hydrogen or CH 3.

Figure 2020076987
Figure 2020076987

式(7)において、Z14は炭素数1から12のアルキレンであり、R2は水素またはCH3であり、*は連結位置を示す。
このとき化合物(6)が揮発性である場合は、そのオリゴマーを用いてもよい。
In the formula (7), Z 14 is alkylene having 1 to 12 carbons, R 2 is hydrogen or CH 3 , and * represents a connecting position.
At this time, when the compound (6) is volatile, its oligomer may be used.

素子の駆動電圧低減のためには、式(6)で表される化合物として、単官能の化合物を選択することが好ましい。
式(6)で表される化合物のうち、単官能の化合物を以下の(6−1−1)〜(6−1−6)に示す。
In order to reduce the driving voltage of the device, it is preferable to select a monofunctional compound as the compound represented by the formula (6).
Among the compounds represented by the formula (6), monofunctional compounds are shown in the following (6-1-1) to (6-1-6).

Figure 2020076987
Figure 2020076987

式(6−1−1)から式(6−1−5)において、R30は、炭素数5から20のアルキルであり、このアルキルにおいて、少なくとも1つの−CH2−は、−O−、−CO−、−COO−、または−OCO−で置き換えられてもよく、R31はそれぞれ独立して、炭素数3から10のアルキルであり、このアルキルにおいて、少なくとも1つの−CH2−は、−O−、−CO−、−COO−、または−OCO−で置き換えられてもよい。 In formulas (6-1-1) to (6-1-5), R 30 is alkyl having 5 to 20 carbon atoms, and in this alkyl, at least one —CH 2 — is —O—, -CO -, - COO-, or may be replaced by -OCO-, R 31 are each independently alkyl having 3 to 10 carbon atoms, in the alkyl, at least one of -CH 2 -, It may be replaced with -O-, -CO-, -COO-, or -OCO-.

素子の密着性向上のためには、式(6)で表される化合物として、式(7)で表される化合物がさらに置き換えられた、ジ(メタ)アクリレート、トリ(メタ)アクリレート、またはテトラ(メタ)アクリレート等の多官能(メタ)アクリレートを使用することが好ましい。Z13の分子鎖が短いとき、重合体の架橋部位が近接するので、網目が小さくなる。Z13の分子鎖が長いとき、重合体の架橋部位が離れ、分子運動の自由度が向上するので、駆動電圧が下がる。Z13が分岐構造を有するとき、自由度がさらに向上するので、駆動電圧がさらに下がる。化合物(6)において、重合基が多い場合は、架橋によって液滴を囲む重合体が固くなるか、または網目が密になる。 In order to improve the adhesion of the device, the compound represented by the formula (6) is further substituted with the compound represented by the formula (7), di (meth) acrylate, tri (meth) acrylate, or tetra. It is preferred to use polyfunctional (meth) acrylates such as (meth) acrylate. When the molecular chain of Z 13 is short, the cross-linking sites of the polymer are close to each other, resulting in a small mesh. When the molecular chain of Z 13 is long, the cross-linking site of the polymer is separated and the degree of freedom of molecular motion is improved, so that the driving voltage is lowered. When Z 13 has a branched structure, the degree of freedom is further improved, so that the driving voltage is further reduced. In the compound (6), when the number of the polymer groups is large, the polymer surrounding the droplet becomes hard or the network becomes dense due to the crosslinking.

多官能である化合物(6)の好適例を以下の(6−2−1)〜(6−2−5)に示す。   Suitable examples of the polyfunctional compound (6) are shown in (6-2-1) to (6-2-5) below.

Figure 2020076987
Figure 2020076987

式(6−2−1)において、nは1から10の整数であり、
式(6−2−2)においてmは2から20の整数であり、
式(6−2−3)において、R35はそれぞれ独立して、炭素数1から5のアルキルであり、R36はそれぞれ独立して、炭素数1から20のアルキルであり、このアルキルにおいて、少なくとも1つの−CH2−は、−O−、−CO−、−COO−、または−OCO−で置き換えられてもよく、同一式中のR35とR36は同一であっても、異なるものであってもよく、Z7は炭素数10から30のアルキレンであり、このアルキレンにおいて、少なくとも1つの−CH2−は、−O−、−CO−、−COO−、または−OCO−で置き換えられてもよく、アルキレンには、分岐アルキルを有するものも含み、
式(6−2−4)においてpは3から10の整数であり、Q1およびQ2はそれぞれ異なり、水素またはメチルであり、
式(6−2−5)においてR37はOH、(メタ)アクリロイル、または式(6−2−5)のR37以外の残基が−O−を介して結合した構造であり、R2はそれぞれ独立して水素またはCH3である。
In the formula (6-2-1), n is an integer of 1 to 10,
In the formula (6-2-2), m is an integer of 2 to 20,
In formula (6-2-3), R 35 is independently alkyl having 1 to 5 carbons, and R 36 is independently alkyl having 1 to 20 carbons. At least one —CH 2 — may be replaced by —O—, —CO—, —COO—, or —OCO—, and R 35 and R 36 in the same formula may be the same or different. Z 7 is alkylene having 10 to 30 carbon atoms, and in this alkylene, at least one —CH 2 — is replaced with —O—, —CO—, —COO—, or —OCO—. And the alkylene includes those having a branched alkyl,
In formula (6-2-4), p is an integer of 3 to 10, Q 1 and Q 2 are different from each other, and are hydrogen or methyl,
In the formula (6-2-5), R 37 is OH, (meth) acryloyl, or a structure in which a residue other than R 37 in the formula (6-2-5) is bonded via —O—, and R 2 Are each independently hydrogen or CH 3 .

化合物(6−2−3)の具体例を以下に示す。   Specific examples of the compound (6-2-3) are shown below.

Figure 2020076987
Figure 2020076987

式(6−2−3−1)および式(6−2−3−2)において、例えばR38は、エチルであり、R39は独立して、−CH2OCOC919、−CH2OCOC1021、−CH2OC817、または−CH2OC1123である。 In formula (6-2-3-1) and formula (6-2-3-2), for example, R 38 is ethyl, R 39 is independently —CH 2 OCOC 9 H 19 , —CH 2 OCOC 10 H 21, -CH 2 OC 8 H 17, or -CH 2 OC 11 H 23.

その他の特性を向上させるために、式(3)〜(6)の重合性化合物以外の重合性化合物を併用してもよい。
重合性化合物の含有量(式(3)〜(6)の重合性化合物の総量)は、液晶組成物100重量部に対して1重量部以上であり、好ましくは3重量部以上であり、5重量部以上であることが好ましい。
In order to improve other properties, a polymerizable compound other than the polymerizable compounds of formulas (3) to (6) may be used in combination.
The content of the polymerizable compound (the total amount of the polymerizable compounds represented by the formulas (3) to (6)) is 1 part by weight or more, preferably 3 parts by weight or more, based on 100 parts by weight of the liquid crystal composition. It is preferably at least parts by weight.

また、上限は、液晶組成物の総重量に対して50重量部以下であり、好ましくは45重量部以下であり、40重量部以下であることが好ましい。
複数の重合性化合物を使用する場合は、調光素子における散乱状態でのヘーズ率、駆動電圧、液晶化合物と混和しやすさなどを鑑み、その種類や比率が適宜選択される。
The upper limit is 50 parts by weight or less, preferably 45 parts by weight or less, and preferably 40 parts by weight or less, based on the total weight of the liquid crystal composition.
When a plurality of polymerizable compounds are used, the type and ratio thereof are appropriately selected in view of the haze ratio in the scattering state in the light control device, the driving voltage, the ease of mixing with the liquid crystal compound, and the like.

重合性化合物中のメソゲン構造を有する式(3)〜(5)の重合性化合物の比率は、重合性化合物の総量に対して1重量%以上であり、好ましくは3重量部以上であり、5重量部以上であることが好ましい。また、上限は、重合性化合物の総量に対して30重量部以下であり、好ましくは20重量部以下であり、15重量部以下であることが好ましい。   The ratio of the polymerizable compounds of formulas (3) to (5) having a mesogenic structure in the polymerizable compound is 1% by weight or more, preferably 3 parts by weight or more, based on the total amount of the polymerizable compounds, and 5 It is preferably at least parts by weight. The upper limit is 30 parts by weight or less, preferably 20 parts by weight or less, and preferably 15 parts by weight or less, based on the total amount of the polymerizable compound.

液晶複合体の安定性を向上させるおよび基板と液晶複合体の密着性を向上させるため、式(3)〜(6)の重合性化合物において、式(4)または式(5)の多官能化合物を用いることが、特に好ましい。   In order to improve the stability of the liquid crystal composite and the adhesion between the substrate and the liquid crystal composite, in the polymerizable compounds of the formulas (3) to (6), the polyfunctional compound of the formula (4) or the formula (5) is used. Is particularly preferably used.

・液晶組成物
液晶組成物は、液晶化合物として公知のものを使用できるが、素子のHaze率の変化率を向上する、駆動電圧を下げる、耐候性を向上するという観点から、式(10)および式(11)から選択された少なくとも1つの液晶化合物を含むことが好ましい。式(10)および(11)の液晶化合物は、非重合性ネマチック液晶化合物であり、この化合物を含む液晶組成物をネマチック液晶成分とする。このような液晶組成物を、上記した重合性化合物と組み合わせて使用することで、低い駆動電圧を持ち、電圧無印加時の高い透明性および電圧印加時の高い曇り度を有する、リバースモード用の液晶調光素子用途の重合性組成物が提供される。
Liquid crystal composition As the liquid crystal composition, known liquid crystal compounds can be used, but from the viewpoint of improving the rate of change in the Haze ratio of the device, lowering the driving voltage, and improving weather resistance, the formula (10) and It preferably contains at least one liquid crystal compound selected from formula (11). The liquid crystal compounds of formulas (10) and (11) are non-polymerizable nematic liquid crystal compounds, and a liquid crystal composition containing this compound is used as a nematic liquid crystal component. By using such a liquid crystal composition in combination with the above-mentioned polymerizable compound, it has a low driving voltage, high transparency when no voltage is applied, and high haze when a voltage is applied. Provided is a polymerizable composition for use in a liquid crystal light control device.

式(10)で表される化合物は、化合物の分子長軸に対して垂直方向に誘電率異方性が発現する、いわゆるネガ型の液晶化合物である。   The compound represented by the formula (10) is a so-called negative type liquid crystal compound in which dielectric anisotropy is expressed in the direction perpendicular to the molecular long axis of the compound.

Figure 2020076987
Figure 2020076987

式(10)において、
20およびR21は独立して、炭素数1から12のアルキル、炭素数1から12のアルコキシ、炭素数2から12のアルケニル、炭素数2から12のアルケニルオキシ、少なくとも1つの水素がフッ素で置き換えられた炭素数1から12のアルキル、または少なくとも1つの水素がフッ素で置き換えられた炭素数2から12のアルケニルであり、cは1から4の整数であり、
それぞれの環Aは独立して、1,4−シクロヘキシレン、2,5−テトラヒドロ−2H−ピラニレン、1,4−フェニレン、モノフルオロ−1,4−フェニレン、2,3−ジフルオロ−1,4−フェニレン、クロロ−フルオロ−1,4−フェニレン、7,8−ジフルオロクロマン−2,6−ジイル、1,1,7−トリフルオロインダン−2,5−ジイル、4,6-ジフルオロジベンゾフラン−3,7−ジイル、4,6-ジフルオジベンゾチオフェン−3,7−ジイル、または4,7−ジフルオロクロメン−3,8−ジイルであり、
少なくとも1つの環Aは2,3−ジフルオロ−1,4−フェニレン、2−クロロ−3−フルオロ−1,4−フェニレン、7,8−ジフルオロクロマン−2,6−ジイル、1,1,7−トリフルオロインダン−2,5−ジイル、4,6-ジフルオロジベンゾフラン−3,7−ジイル、4,6-ジフルオジベンゾチオフェン−3,7−ジイル、または4,7−ジフルオロクロメン−3,8−ジイルであり、
20は、単結合、−CH=CH−、−C≡C−、メチレンオキシ、またはカルボニルオキシである。
In equation (10),
R 20 and R 21 are independently alkyl having 1 to 12 carbons, alkoxy having 1 to 12 carbons, alkenyl having 2 to 12 carbons, alkenyloxy having 2 to 12 carbons, and at least one hydrogen being fluorine. A substituted alkyl having 1 to 12 carbons or an alkenyl having 2 to 12 carbons in which at least one hydrogen is replaced by fluorine, and c is an integer of 1 to 4,
Each ring A is independently 1,4-cyclohexylene, 2,5-tetrahydro-2H-pyranylene, 1,4-phenylene, monofluoro-1,4-phenylene, 2,3-difluoro-1,4. -Phenylene, chloro-fluoro-1,4-phenylene, 7,8-difluorochroman-2,6-diyl, 1,1,7-trifluoroindane-2,5-diyl, 4,6-difluorodibenzofuran-3 , 7-diyl, 4,6-difluorodibenzothiophene-3,7-diyl, or 4,7-difluorochromene-3,8-diyl,
At least one ring A is 2,3-difluoro-1,4-phenylene, 2-chloro-3-fluoro-1,4-phenylene, 7,8-difluorochroman-2,6-diyl, 1,1,7 -Trifluoroindane-2,5-diyl, 4,6-difluorodibenzofuran-3,7-diyl, 4,6-difluorodibenzothiophene-3,7-diyl, or 4,7-difluorochromene-3,8 -Jeil,
Z 20 is a single bond, —CH═CH—, —C≡C—, methyleneoxy, or carbonyloxy.

式(11)で表される化合物は、誘電率異方性を殆ど発現しない、または誘電率異方性が小さい液晶化合物である。   The compound represented by the formula (11) is a liquid crystal compound that exhibits little dielectric anisotropy or has a small dielectric anisotropy.

Figure 2020076987
Figure 2020076987

式(11)において、
22およびR23は、独立して、炭素数1から12のアルキル、炭素数1から12のアルコキシ、炭素数2から12のアルケニル、少なくとも1つの水素がフッ素で置き換えられた炭素数1から12のアルキル、または少なくとも1つの水素がフッ素で置き換えられた炭素数2から12のアルケニルであり
cは1から4の整数であり、
それぞれの環Bは独立して、1,4−シクロヘキシレン、1,4−フェニレン、モノフルオロ−1,4−フェニレン、2,5−ジフルオロ−1,4−フェニレン、またはナフタレン−2,6−ジイルであり、
21は、単結合、−CH=CH−、−C≡C−、メチレンオキシ、またはカルボニルオキシである。
In equation (11),
R 22 and R 23 are independently alkyl having 1 to 12 carbons, alkoxy having 1 to 12 carbons, alkenyl having 2 to 12 carbons, and 1 to 12 carbons in which at least one hydrogen has been replaced by fluorine. Or an alkenyl having 2 to 12 carbons in which at least one hydrogen is replaced by fluorine, c is an integer from 1 to 4,
Each ring B is independently 1,4-cyclohexylene, 1,4-phenylene, monofluoro-1,4-phenylene, 2,5-difluoro-1,4-phenylene, or naphthalene-2,6-. Jeil,
Z 21 is a single bond, —CH═CH—, —C≡C—, methyleneoxy, or carbonyloxy.

光や熱に対する安定性を上げるために、式(10)および式(11)において、R20、R21、R22およびR23は、炭素数1から12のアルキルが好ましく、炭素数1から8のアルキルがより好ましく、炭素数1から5のアルキルがさらに好ましい。 In order to increase stability to light and heat, in the formula (10) and the formula (11), R 20 , R 21 , R 22 and R 23 are preferably alkyl having 1 to 12 carbons, and 1 to 8 carbons. Is more preferable, and alkyl having 1 to 5 carbon atoms is further preferable.

誘電率異方性を強化するために、または/および液晶調光素子の駆動温度範囲を広げるために、式(10)および式(11)において、R20、R21、R22およびR23は、炭素数1から12のアルコキシが好ましく、炭素数1から8のアルコキシがより好ましく、炭素数1から5のアルコキシがさらに好ましい。 In order to enhance the dielectric anisotropy and / or to extend the driving temperature range of the liquid crystal light control device, R 20 , R 21 , R 22 and R 23 in Formula (10) and Formula (11) are , An alkoxy having 1 to 12 carbons is preferable, an alkoxy having 1 to 8 carbons is more preferable, and an alkoxy having 1 to 5 carbons is further preferable.

誘電率異方性を強化するために、または/および液晶調光素子の駆動温度範囲を広げるために、式(10)および式(11)において、R20、R21、R22およびR23は、ビニル、1−プロペニル、2−プロペニル、1−ブテニル、2−ブテニル、3−ブテニル、1−ペンテニル、2−ペンテニル、3−ペンテニル、4−ペンテニル、1−ヘキセニル、2−ヘキセニル、3−ヘキセニル、4−ヘキセニル、または5−ヘキセニルが好ましく、ビニル、1−プロペニル、3−ブテニル、または3−ペンテニルがより好ましい。 In order to enhance the dielectric anisotropy and / or to widen the driving temperature range of the liquid crystal light control device, R 20 , R 21 , R 22 and R 23 in formula (10) and formula (11) are , Vinyl, 1-propenyl, 2-propenyl, 1-butenyl, 2-butenyl, 3-butenyl, 1-pentenyl, 2-pentenyl, 3-pentenyl, 4-pentenyl, 1-hexenyl, 2-hexenyl, 3-hexenyl. , 4-hexenyl, or 5-hexenyl is preferable, and vinyl, 1-propenyl, 3-butenyl, or 3-pentenyl is more preferable.

この場合、1−プロペニル、1−ブテニル、1−ペンテニル、1−ヘキセニル、3−ペンテニル、3−ヘキセニルのようなアルケニルの2重結合の配座は、トランスが好ましく、2−ブテニル、2−ペンテニル、2−ヘキセニルの2重結合の配座は、シスが好ましい。   In this case, the conformation of the double bond of alkenyl such as 1-propenyl, 1-butenyl, 1-pentenyl, 1-hexenyl, 3-pentenyl and 3-hexenyl is preferably trans, 2-butenyl and 2-pentenyl. The conformation of the double bond of 2-hexenyl is preferably cis.

誘電率異方性を強化するために、または/および液晶調光素子の駆動温度範囲を広げるために、式(10)および式(11)において、R20、R21、R22およびR23は、ビニルオキシ、アリルオキシ、3−ブテニルオキシ、3−ペンテニルオキシ、または4−ペンテニルオキシが好ましく、アリルオキシまたは3−ブテニルオキシがより好ましい。 In order to enhance the dielectric anisotropy and / or to extend the driving temperature range of the liquid crystal light control device, R 20 , R 21 , R 22 and R 23 in Formula (10) and Formula (11) are , Vinyloxy, allyloxy, 3-butenyloxy, 3-pentenyloxy, or 4-pentenyloxy is preferable, and allyloxy or 3-butenyloxy is more preferable.

誘電率異方性を強化するために、または/および液晶調光素子の駆動温度範囲を広げるために、式(10)および式(11)において、R20、R21、R22およびR23は、フルオロメチル、2−フルオロエチル、3−フルオロプロピル、4−フルオロブチル、5−フルオロペンチル、6−フルオロヘキシル、7−フルオロヘプチル、または8−フルオロオクチルが好ましく、2−フルオロエチル、3−フルオロプロピル、4−フルオロブチル、または5−フルオロペンチルがより好ましい。 In order to enhance the dielectric anisotropy and / or to extend the driving temperature range of the liquid crystal light control device, R 20 , R 21 , R 22 and R 23 in Formula (10) and Formula (11) are , Fluoromethyl, 2-fluoroethyl, 3-fluoropropyl, 4-fluorobutyl, 5-fluoropentyl, 6-fluorohexyl, 7-fluoroheptyl, or 8-fluorooctyl is preferable, 2-fluoroethyl, 3-fluoro. More preferred is propyl, 4-fluorobutyl, or 5-fluoropentyl.

誘電率異方性を強化するために、または/および液晶調光素子の駆動温度範囲を広げるために、式(10)において、それぞれ環Aは、1,4-シクロヘキシレン、1,4−フェニレン、2,3−ジフルオロ−1,4−フェニレンまたは7,8−ジフルオロクロマン−2,6−ジイルが好ましい。   In order to enhance the dielectric anisotropy and / or to extend the driving temperature range of the liquid crystal light control device, in the formula (10), ring A is 1,4-cyclohexylene or 1,4-phenylene, respectively. , 2,3-Difluoro-1,4-phenylene or 7,8-difluorochroman-2,6-diyl are preferred.

光学異方性を下げるために、式(10)において、環Aは、クロロ−フルオロ−1,4−フェニレンが好ましい。
誘電率異方性を強化するために、または/および液晶調光素子の駆動温度範囲を広げるために、式(11)において、環Bは1,4−シクロヘキシレン、1,4−フェニレン、モノフルオロ−1,4−フェニレン、2,5−ジフルオロ−1,4−フェニレン、またはナフタレン−2,6−ジイルが好ましい。
In formula (10), ring A is preferably chloro-fluoro-1,4-phenylene in order to reduce the optical anisotropy.
In order to enhance the dielectric anisotropy and / or to widen the driving temperature range of the liquid crystal light control device, in the formula (11), the ring B is 1,4-cyclohexylene, 1,4-phenylene or mono. Fluoro-1,4-phenylene, 2,5-difluoro-1,4-phenylene, or naphthalene-2,6-diyl is preferred.

屈折率異方性を上げるために、式(11)において、環Bは、ナフタレン−2,6−ジイルが好ましい。
液晶温度範囲を拡大させるため、式(10)において、Z20およびZ21は単結合、―CH=CH−、―C≡C−、カルボニルオキシ、またはメチレンオキシが好ましい。
In formula (11), the ring B is preferably naphthalene-2,6-diyl in order to increase the refractive index anisotropy.
In formula (10), Z 20 and Z 21 are preferably a single bond, —CH═CH—, —C≡C—, carbonyloxy, or methyleneoxy for expanding the liquid crystal temperature range.

液晶調光素子の駆動温度範囲を広げるために、式(10)において、Z20またはZ21は、単結合またはエチレンが好ましい。
光や熱に対する安定性を上げるために、式(10)において、Z20またはZ21は、単結合が好ましい。
In formula (10), Z 20 or Z 21 is preferably a single bond or ethylene in order to widen the driving temperature range of the liquid crystal light control device.
In formula (10), Z 20 or Z 21 is preferably a single bond in order to improve stability against light and heat.

誘電率異方性を強化するために、式(10)において、Z20またはZ21は、メチレンオキシが好ましい。
屈折率異方性を上げるために、式(10)において、Z20またはZ21は、単結合、―CH=CH−、および―C≡C−が好ましい。
In order to enhance the dielectric anisotropy, in formula (10), Z 20 or Z 21 is preferably methyleneoxy.
In order to increase the refractive index anisotropy, in formula (10), Z 20 or Z 21 is preferably a single bond, —CH═CH—, and —C≡C—.

液晶組成物の温度を実用の範囲とするため、式(11)において、cは1から4の整数が好ましい。下限温度を下げるために、式(11)において、cは1が好ましい。上限温度を上げるために、式(11)において、cは2または3が好ましい。   In order to keep the temperature of the liquid crystal composition within the practical range, in the formula (11), c is preferably an integer of 1 to 4. In order to lower the minimum temperature, in the formula (11), c is preferably 1. In order to raise the maximum temperature, in the formula (11), c is preferably 2 or 3.

化合物(10)および化合物(11)は、表1の特性を有する。表1において、Lは特性の絶対値が大きいことを、Mは特性の絶対値が中程度であることを、Sは特性の絶対値が小さいことを0は特性の絶対値が極めて小さいことを意味する。当業者は、表1を基に、液晶組成物の特性を調整できる。   Compound (10) and compound (11) have the properties shown in Table 1. In Table 1, L indicates that the absolute value of the characteristic is large, M indicates that the absolute value of the characteristic is medium, S indicates that the absolute value of the characteristic is small, and 0 indicates that the absolute value of the characteristic is extremely small. means. Those skilled in the art can adjust the characteristics of the liquid crystal composition based on Table 1.

Figure 2020076987
Figure 2020076987

本発明では、液晶化合物として、化合物(10)または化合物(11)のどちらかを使用してもよく、化合物(10)と化合物(11)の双方を使用してもよい。
液晶調光素子における駆動電圧の低減のため、および/または、液晶調光素子における使用可能な温度範囲の広域化のため、液晶組成物中の化合物(10)の含有量は、10から100重量%が好ましく、20から90重量%がより好ましく、30から85重量%がさらに好ましく、40から80重量%がよりさらに好ましい。
液晶調光素子における使用可能な温度範囲の広域化のため、液晶組成物中の化合物(11)の含有量は、0から90重量%が好ましく、10から80重量%がより好ましく、15から70重量%がさらに好ましく、20から60重量%がよりさらに好ましい。
In the present invention, either the compound (10) or the compound (11) may be used as the liquid crystal compound, or both the compound (10) and the compound (11) may be used.
The content of the compound (10) in the liquid crystal composition is 10 to 100% by weight in order to reduce the driving voltage in the liquid crystal light control element and / or to widen the usable temperature range in the liquid crystal light control element. %, More preferably 20 to 90% by weight, even more preferably 30 to 85% by weight, even more preferably 40 to 80% by weight.
In order to broaden the usable temperature range in the liquid crystal light control device, the content of the compound (11) in the liquid crystal composition is preferably 0 to 90% by weight, more preferably 10 to 80% by weight, and 15 to 70% by weight. % By weight is more preferred and 20 to 60% by weight is even more preferred.

液晶組成物は、化合物(10)および(11)のその他の液晶化合物を含有しなくとも、さらにその他の液晶化合物を、必要に応じて添加物などとともに含有してもよい。「その他の液晶化合物」は、式(10)および式(11)とは異なる非重合性液晶化合物である。このような化合物は、特性をさらに調整する目的で液晶組成物に混合されるが、公知のものを特に制限なく使用できる。このような化合物としては、化合物の分子長軸の方向に誘電率異方性が発現する、いわゆるポジ型の液晶化合物が挙げられる。   The liquid crystal composition may not contain the other liquid crystal compounds of the compounds (10) and (11), but may further contain other liquid crystal compounds, if necessary, together with additives and the like. The "other liquid crystal compound" is a non-polymerizable liquid crystal compound different from the formulas (10) and (11). Such compounds are mixed with the liquid crystal composition for the purpose of further adjusting the characteristics, but known compounds can be used without particular limitation. Examples of such a compound include a so-called positive type liquid crystal compound in which dielectric anisotropy is expressed in the direction of the long axis of the compound.

本発明にかかる組成物中に含まれる液晶組成物の量は、垂直配向剤、重合性化合物および液晶組成物を含めた組成物の総重量に対して、50重量%から99重量%の範囲である。さらに好ましい割合は、55重量%から97重量%の範囲である。特に好ましい割合は、60重量%から95重量%の範囲である。   The amount of the liquid crystal composition contained in the composition according to the present invention is in the range of 50% by weight to 99% by weight based on the total weight of the composition including the vertical alignment agent, the polymerizable compound and the liquid crystal composition. is there. A more desirable ratio is in the range of 55% by weight to 97% by weight. A particularly desirable ratio is in the range of 60% by weight to 95% by weight.

好ましい液晶化合物を示す。好ましい化合物(10)は、化合物(10−1)から化合物(10−33)から選択される少なくとも1つである。これらの化合物において、第一成分の少なくとも1つが、化合物(10−1)、化合物(10−2)、化合物(10−3)、化合物(10−4)、化合物(10−6)、化合物(10−7)、化合物(10−8)、または化合物(10−10)であることが好ましい。第一成分の少なくとも2つが、化合物(10−1)および化合物(10−6)、化合物(10−1)および化合物(10−10)、化合物(10−3)および化合物(10−6)、化合物(10−3)および化合物(10−10)、化合物(10−4)および化合物(10−6)、または化合物(10−4)および化合物(10−10)の組み合わせであることが好ましい。   Preferred liquid crystal compounds are shown. Preferred compound (10) is at least one selected from compound (10-1) to compound (10-33). In these compounds, at least one of the first components is compound (10-1), compound (10-2), compound (10-3), compound (10-4), compound (10-6), compound ( It is preferable that it is 10-7), a compound (10-8), or a compound (10-10). At least two of the first components are compound (10-1) and compound (10-6), compound (10-1) and compound (10-10), compound (10-3) and compound (10-6), The compound (10-3) and the compound (10-10), the compound (10-4) and the compound (10-6), or the combination of the compound (10-4) and the compound (10-10) is preferable.

Figure 2020076987
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Figure 2020076987
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Figure 2020076987
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Figure 2020076987
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式(10−1)から式(10−33)において、R20およびR21は独立して、炭素数1から12のアルキル、炭素数1から12のアルコキシ、炭素数2から12のアルケニル、炭素数2から12のアルケニルオキシ、または少なくとも1つの水素がフッ素で置き換えられた炭素数1から12のアルキルまたは少なくとも1つの水素がフッ素で置き換えられた炭素数2から12のアルケニルである。 In formulas (10-1) to (10-33), R 20 and R 21 are independently alkyl having 1 to 12 carbons, alkoxy having 1 to 12 carbons, alkenyl having 2 to 12 carbons, and carbon. Alkenyloxy having 2 to 12 carbon atoms, or alkyl having 1 to 12 carbons in which at least one hydrogen is replaced by fluorine, or alkenyl having 2 to 12 carbons having at least one hydrogen replaced in fluorine.

好ましい化合物(11)は、化合物(11−1)から化合物(11−22)で表される化合物から選択される少なくとも1つである。これらの化合物において、第二成分の少なくとも1つが、化合物(11−1)、化合物(11−3)、化合物(11−5)、化合物(11−6)、化合物(11−8)、または化合物(11−9)であることが好ましい。第二成分の少なくとも2つが化合物(11−1)および化合物(11−5)、化合物(11−1)および化合物(11−6)、化合物(11−1)および化合物(11−8)、化合物(11−1)および化合物(11−9)化合物(11−3)および化合物(11−5)、化合物(11−3)および化合物(11−6)、化合物(11−3)および化合物(11−8)、または化合物(11−3)および化合物(11−9)の組み合わせであることが好ましい。   Preferred compound (11) is at least one compound selected from compounds (11-1) to (11-22). In these compounds, at least one of the second components is compound (11-1), compound (11-3), compound (11-5), compound (11-6), compound (11-8), or compound. It is preferably (11-9). At least two of the second components are compound (11-1) and compound (11-5), compound (11-1) and compound (11-6), compound (11-1) and compound (11-8), compound. (11-1) and compound (11-9) compound (11-3) and compound (11-5), compound (11-3) and compound (11-6), compound (11-3) and compound (11 -8) or a combination of the compound (11-3) and the compound (11-9) is preferable.

Figure 2020076987
Figure 2020076987

Figure 2020076987
Figure 2020076987

式(11−1)から式(11−22)において、R22およびR23は独立して、炭素数1から12のアルキル、炭素数1から12のアルコキシ、炭素数2から12のアルケニル、少なくとも1つの水素がフッ素で置き換えられた炭素数1から12のアルキル、または少なくとも1つの水素がフッ素で置き換えられた炭素数2から12のアルケニルである。 In formulas (11-1) to (11-22), R 22 and R 23 are independently at least alkyl having 1 to 12 carbons, alkoxy having 1 to 12 carbons, alkenyl having 2 to 12 carbons, and at least Alkyl having 1 to 12 carbons in which one hydrogen is replaced by fluorine, or alkenyl having 2 to 12 carbons in which at least one hydrogen is replaced by fluorine.

以上の本発明で使用される化合物は、オーガニック・シンセシス(Organic Syntheses, John Wiley & Sons, Inc.)、オーガニック・リアクションズ(Organic Reactions, John Wiley & Sons, Inc.)、コンプリヘンシブ・オーガニック・シンセシス(Comprehensive Organic Synthesis, Pergamon Press)、新実験化学講座(丸善)などの成書に記載された方法によって合成できる。組成物は、このようにして得た化合物から公知の方法によって調製される。例えば、成分化合物を混合し、そして加熱によって互いに溶解させる。   The above-mentioned compounds used in the present invention are Organic Synthesis, John Wiley & Sons, Inc., Organic Reactions, John Wiley & Sons, Synthesis, Comp. (Comprehensive Organic Synthesis, Pergamon Press), New Experimental Chemistry Course (Maruzen) and the like. The composition is prepared from the compounds thus obtained by known methods. For example, the component compounds are mixed and dissolved by heating.

・他の添加剤など
本発明にかかる組成物には、上記垂直配向剤、重合性化合物、液晶組成物の他に、添加物を含んでいてもよい。添加剤としては、光学活性化合物、酸化防止剤、紫外線吸収剤、色素、消泡剤、重合開始剤、重合禁止剤などである。
-Other additives, etc. The composition according to the present invention may contain additives in addition to the vertical alignment agent, the polymerizable compound, and the liquid crystal composition. Examples of the additive include an optically active compound, an antioxidant, an ultraviolet absorber, a dye, a defoaming agent, a polymerization initiator and a polymerization inhibitor.

たとえば、液晶分子のらせん構造を誘起してねじれ角を与える目的で光学活性化合物が組成物に添加される。このような化合物の例は、化合物(20−1)から化合物(20−6)である。光学活性化合物の好ましい割合は組成物の重量に対して5重量%以下である。さらに好ましい割合は0.01重量%から2重量%の範囲である。   For example, an optically active compound is added to the composition for the purpose of inducing a helical structure of liquid crystal molecules to give a twist angle. Examples of such compounds are compound (20-1) to compound (20-6). A desirable ratio of the optically active compound is 5% by weight or less based on the weight of the composition. A more desirable ratio is in the range of 0.01% by weight to 2% by weight.

Figure 2020076987
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式(20−6)において、R25は水素または炭素数1から10のアルキル基である。
大気中での加熱による比抵抗の低下を防止するために、または素子を長時間使用したあと、室温だけではなく上限温度に近い温度でも大きな電圧保持率を維持するために、酸化防止剤が組成物に添加される。酸化防止剤の好ましい例は、nが1から9の整数である化合物(21)などである。
In the formula (20-6), R 25 is hydrogen or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms.
In order to prevent a decrease in the specific resistance due to heating in the air, or to maintain a large voltage holding ratio not only at room temperature but also at a temperature near the upper limit temperature after using the device for a long time, an antioxidant composition is used. Is added to the product. Preferred examples of the antioxidant include compounds (21) in which n is an integer of 1 to 9 and the like.

Figure 2020076987
Figure 2020076987

化合物(21)において、好ましいnは、1、3、5、7、または9である。さらに好ましいnは7である。nが7である化合物(21)は、揮発性が小さいので、素子を長時間使用したあと、室温だけではなく上限温度に近い温度でも大きな電圧保持率を維持するのに有効である。酸化防止剤の好ましい割合は、その効果を得るために、組成物の重量に対して約50ppm以上であり、上限温度を下げないように、または下限温度を上げないように約600ppm以下である。さらに好ましい割合は、約100ppmから約300ppmの範囲である。   In compound (21), preferred n is 1, 3, 5, 7, or 9. More desirable n is 7. Since the compound (21) in which n is 7 has low volatility, it is effective in maintaining a large voltage holding ratio not only at room temperature but also at a temperature close to the upper limit temperature after using the device for a long time. In order to obtain the effect, the preferable ratio of the antioxidant is about 50 ppm or more based on the weight of the composition, and about 600 ppm or less so that the upper limit temperature is not lowered or the lower limit temperature is not raised. A more desirable ratio is in the range of approximately 100 ppm to approximately 300 ppm.

紫外線吸収剤の好ましい例は、ベンゾフェノン誘導体、ベンゾエート誘導体、トリアゾール誘導体などである。立体障害のあるアミンのような光安定剤もまた好ましい。これらの吸収剤や安定剤における好ましい割合は、その効果を得るために組成物の重量に対して約50ppm以上であり、上限温度を下げないように、または下限温度を上げないために約10000ppm以下である。さらに好ましい割合は約100ppmから約10000ppmの範囲である。   Preferred examples of the ultraviolet absorber are benzophenone derivatives, benzoate derivatives, triazole derivatives and the like. Light stabilizers such as sterically hindered amines are also preferred. The preferable ratio of these absorbents and stabilizers is about 50 ppm or more based on the weight of the composition to obtain the effect, and about 10000 ppm or less so as not to lower the upper limit temperature or to raise the lower limit temperature. Is. A more desirable ratio is in the range of approximately 100 ppm to approximately 10,000 ppm.

GH(guest host)モードの素子に適合させるために、アゾ系色素、アントラキノン系色素などのような二色性色素(dichroic dye)が組成物に添加される。色素の好ましい割合は、組成物の重量に対して0.01重量%から10重量%の範囲である。泡立ちを防ぐために、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイルなどの消泡剤が組成物に添加される。消泡剤の好ましい割合は、その効果を得るために、組成物の重量に対して約ppm以上であり、表示不良を防ぐために1000ppm以下である。さらに好ましい割合は、1ppmから500ppmの範囲である。   A dichroic dye such as an azo dye, anthraquinone dye, or the like is added to the composition in order to adapt to a GH (guest host) mode device. A desirable ratio of the dye is in the range of 0.01% by weight to 10% by weight based on the weight of the composition. An antifoaming agent such as dimethyl silicone oil or methylphenyl silicone oil is added to the composition to prevent foaming. The preferable ratio of the defoaming agent is about ppm or more based on the weight of the composition in order to obtain its effect, and 1000 ppm or less to prevent display defects. A more desirable ratio is in the range of 1 ppm to 500 ppm.

本発明にかかる組成物中の重合性化合物は紫外線照射によって重合する。効率の観点から、光重合開始剤などの重合開始剤存在下で重合させることが好ましい。重合のための適切な条件や、開始剤の適切なタイプおよび組成物への添加量は、当業者には既知であり、文献に記載されている。例えば組成物の重量に対して、0.5から10重量%が好ましく、2から7重量%が特に好ましい。また光重合開始剤の種類は、Irgacure651(登録商標;BASF)、Irgacure184(登録商標;BASF)、またはDarocur1173(登録商標;BASF)がラジカル重合に対して適切である。   The polymerizable compound in the composition according to the present invention is polymerized by irradiation with ultraviolet rays. From the viewpoint of efficiency, it is preferable to polymerize in the presence of a polymerization initiator such as a photopolymerization initiator. Appropriate conditions for the polymerization, the appropriate type of initiator and the amount added to the composition are known to the person skilled in the art and are described in the literature. For example, based on the weight of the composition, 0.5 to 10% by weight is preferable, and 2 to 7% by weight is particularly preferable. Further, as the type of the photopolymerization initiator, Irgacure 651 (registered trademark; BASF), Irgacure 184 (registered trademark; BASF), or Darocur 1173 (registered trademark; BASF) is suitable for radical polymerization.

組成物を保管する際、重合性化合物の重合を防ぐため、重合禁止剤を添加してもよい。重合禁止剤の例は、ヒドロキノン、メチルヒドロキノンのようなヒドロキノン誘導体、4−t−ブチルカテコール、4-メトキシフェノール、フェノチアジンなどである。重合禁止剤の添加量は、重合が起こらないような量であれば特に制限されないが、通常、組成物の重量に対して、10〜1000ppmの範囲で使用されることが好ましい。   When the composition is stored, a polymerization inhibitor may be added to prevent polymerization of the polymerizable compound. Examples of the polymerization inhibitor are hydroquinone, hydroquinone derivatives such as methylhydroquinone, 4-t-butylcatechol, 4-methoxyphenol, phenothiazine and the like. The addition amount of the polymerization inhibitor is not particularly limited as long as it does not cause polymerization, but it is usually preferably used in the range of 10 to 1000 ppm with respect to the weight of the composition.

<液晶複合体>
最後に、液晶複合体の構成を説明する。
液晶複合体は組成物中の重合性化合物の重合によって作製される。重合性化合物の重合体は、液晶組成物と相分離を起こし、液晶複合体を与える。この液晶複合体は、垂直配向剤を含むために、液晶組成物が垂直配向している。このため電圧無印加時に透明であり、電圧印加時に不透明となるリバースモードの調光素子に適している。液晶組成物のneと重合体の屈折率との差を大きくすれば、液晶調光素子のヘーズ率が大きくなる。液晶組成物のnoと重合体の屈折率との差を小さくすれば、液晶調光素子の透明性が改善する。液晶組成物のnoは、液晶組成物の種類にあまり依存しないため、neを大きくする、すなわち液晶組成物の光学異方性(Δn)を大きくすることにより、ヘーズ率を大きくすることが好ましい。Δnは0.16以上が好ましく、0.18以上がより好ましい。
<Liquid crystal complex>
Finally, the structure of the liquid crystal composite will be described.
The liquid crystal composite is prepared by polymerizing the polymerizable compound in the composition. The polymer of the polymerizable compound undergoes phase separation with the liquid crystal composition to give a liquid crystal composite. Since this liquid crystal composite contains a vertical alignment agent, the liquid crystal composition is vertically aligned. Therefore, it is suitable for a reverse mode light control element that is transparent when no voltage is applied and becomes opaque when a voltage is applied. Increasing the difference between ne of the liquid crystal composition and the refractive index of the polymer increases the haze ratio of the liquid crystal light control device. By reducing the difference between the no of the liquid crystal composition and the refractive index of the polymer, the transparency of the liquid crystal light control device is improved. Since the no of the liquid crystal composition does not largely depend on the type of the liquid crystal composition, it is preferable to increase the haze rate by increasing ne, that is, increasing the optical anisotropy (Δn) of the liquid crystal composition. Δn is preferably 0.16 or more, more preferably 0.18 or more.

なお、Δnはne-noで与えられる。ここでneは、液晶を一方向に水平配向させた時、液晶に対して鉛直方向から、液晶に配向方向に偏光軸を有する直線偏光を作用させた時の屈折率であり、noはそれと直交する方向に偏光軸を有する直線偏光に対する屈折率である。   Note that Δn is given as ne-no. Here, ne is the refractive index when the liquid crystal is horizontally aligned in one direction, and when linearly polarized light having a polarization axis in the alignment direction is applied to the liquid crystal from the vertical direction, no is orthogonal thereto. It is a refractive index for linearly polarized light having a polarization axis in the direction.

組成物から液晶複合体からなる素子を作製する際に、重合性化合物を重合させる。重合によって組成物から重合体が相分離する。これによって基板の間に液晶複合体からなる調光層が形成される。この調光層は、高分子分散型、ポリマーネットワーク型、両者の混在型に分類される。ネットワーク構造における網目は小さい方が好ましい。好ましい網目は、0.2から2μmであり、さらに好ましくは0.2から1μmであり、特に好ましくは0.3から0.7μmである。   When a device composed of a liquid crystal composite is prepared from the composition, the polymerizable compound is polymerized. Polymerization causes the polymer to phase separate from the composition. As a result, a light control layer made of a liquid crystal composite is formed between the substrates. This light control layer is classified into a polymer dispersion type, a polymer network type, and a mixed type of both. It is preferable that the mesh in the network structure is small. The preferable mesh size is 0.2 to 2 μm, more preferably 0.2 to 1 μm, and particularly preferably 0.3 to 0.7 μm.

高分子分散型の素子では、重合体中で液晶組成物が液滴のように分散している。液滴の各々は独立しており、連続していない。一方、ポリマーネットワーク型の素子では、重合体は三次元の網目構造を有し、液晶組成物はこの網目に囲まれてはいるが、連続している。これらの素子において、Hazeを増し、駆動電圧を下げるためには、液晶複合体に基づいた液晶組成物の割合は大きい方が好ましい。一方、素子の基板どうしの密着性を向上し機械的強度を増すためには、重合体の割合は大きい方が好ましい。応答速度を上げる目的においても、重合体の割合は大きい方が好ましい。   In a polymer dispersion type element, a liquid crystal composition is dispersed like droplets in a polymer. Each of the droplets is independent and not continuous. On the other hand, in the polymer network type device, the polymer has a three-dimensional network structure, and the liquid crystal composition is surrounded by the network but is continuous. In these devices, it is preferable that the proportion of the liquid crystal composition based on the liquid crystal composite is large in order to increase Haze and decrease the driving voltage. On the other hand, in order to improve the adhesion between the substrates of the device and increase the mechanical strength, it is preferable that the proportion of the polymer is large. For the purpose of increasing the response speed, it is preferable that the proportion of the polymer is large.

液晶複合体中の液晶組成物の割合は、重合前の組成物中の割合から大きく変わることなく、好ましい割合は、液晶複合体の重量に基づいて、50重量%から99重量%の範囲である。さらに好ましい割合は、55重量%から97重量%の範囲である。特に好ましい割合は、60重量%から95重量%の範囲である。重合体の好ましい割合は、液晶複合体の重量に基づいて、1重量%から50重量%である。さらに好ましい割合は、3重量%から45重量%の範囲である。特に好ましい割合は、5重量%から40重量%の範囲である。   The ratio of the liquid crystal composition in the liquid crystal composite does not change significantly from the ratio in the composition before polymerization, and the preferred ratio is in the range of 50% by weight to 99% by weight based on the weight of the liquid crystal composite. .. A more desirable ratio is in the range of 55% by weight to 97% by weight. A particularly desirable ratio is in the range of 60% by weight to 95% by weight. A preferred ratio of the polymer is 1% by weight to 50% by weight based on the weight of the liquid crystal composite. A more desirable ratio is in the range of approximately 3% to approximately 45% by weight. A particularly desirable ratio is in the range of approximately 5% to approximately 40% by weight.

液晶複合体は詳細な製造方法を以下に示す。まず、少なくとも一方が透明電極を有する一対の透明基板の間に、組成物を上限温度より高い温度で真空注入法または液晶滴下法によって狭持させる。   The detailed manufacturing method of the liquid crystal composite will be described below. First, the composition is sandwiched between a pair of transparent substrates, at least one of which has a transparent electrode, at a temperature higher than the upper limit temperature by a vacuum injection method or a liquid crystal dropping method.

本発明の組成物および素子は、28.31±1.06mJ/m2の表面自由エネルギーを有する基板に対して、所定の接触角となるように組成を調整する。
また、本発明の組成物および素子は、39.0〜50.0mJ/m2の表面自由エネルギーを有する基板に対して、所定の接触角となるように組成を調整する。
さらに、本発明の組成物および素子は27.25〜50.0mJ/m2の表面自由エネルギーを有する基板に対して、所定の接触角となるように組成を調整する。
前記基板に対して、組成物が所定の接触角を有する限り、実際に使用される基板は、素子の種類に応じて、適宜選択される。所定の接触角となるように、基板に、UV洗浄やプラズマ処理などの表面処理をしてもよい。
The composition and device of the present invention are adjusted to have a predetermined contact angle with a substrate having a surface free energy of 28.31 ± 1.06 mJ / m 2 .
Further, the composition and device of the present invention are adjusted to have a predetermined contact angle with a substrate having a surface free energy of 39.0 to 50.0 mJ / m 2 .
Further, the composition and device of the present invention are adjusted to have a predetermined contact angle with respect to a substrate having a surface free energy of 27.25 to 50.0 mJ / m 2 .
As long as the composition has a predetermined contact angle with the substrate, the substrate actually used is appropriately selected depending on the type of device. The substrate may be subjected to surface treatment such as UV cleaning or plasma treatment so as to have a predetermined contact angle.

前記具体的にはポリエチレンテレフタレート、アクリル、およびポリカーボネート製のフィルム、さらにガラスおよび石英等の板状物質など、公知の全ての基板を用いることができる。本発明の組成物は上記のような表面自由エネルギーを有する基板に対し特定の接触角を有するため、塗布性がよい。これらの基板の中でも、ポリエチレンテレフタレート、アクリル、およびポリカーボネートなどのプラスチック製フィルム基板に対して、好適に使用することができる。これらの基板上に透明電極が設置され、素子が得られる。透明電極の例は、酸化インジウムスズ(tin-doped indium oxide、ITO)や導電性ポリマーである。透明電極の上には配向膜などを有してもよいが、本発明組成物は、自己垂直配向性が高いため、配向膜の無い基板に好適に用いることができる。   Specifically, all known substrates such as films made of polyethylene terephthalate, acrylic and polycarbonate, and plate-like substances such as glass and quartz can be used. Since the composition of the present invention has a specific contact angle with the substrate having the above surface free energy, it has good coatability. Among these substrates, it can be suitably used for plastic film substrates such as polyethylene terephthalate, acrylic, and polycarbonate. A transparent electrode is placed on these substrates to obtain an element. Examples of transparent electrodes are in-tin tin oxide (ITO) and conductive polymers. Although an alignment film may be provided on the transparent electrode, the composition of the present invention has a high self-vertical alignment property and thus can be suitably used for a substrate having no alignment film.

配向膜を備えた基板上に、本発明組成物を適用してもよい。このような配向膜としては、ポリイミドやポリビニルアルコールのような薄膜が適している。例えば、ポリイミド配向膜は、ポリイミド樹脂組成物を透明基板上に塗布し、180℃以上の温度で熱硬化させ、必要に応じて綿布やレーヨン布でラビング処理することによって得ることができる。   The composition of the present invention may be applied on a substrate provided with an alignment film. As such an alignment film, a thin film such as polyimide or polyvinyl alcohol is suitable. For example, the polyimide alignment film can be obtained by applying a polyimide resin composition on a transparent substrate, thermally curing it at a temperature of 180 ° C. or higher, and rubbing it with a cotton cloth or rayon cloth if necessary.

一対の基板は、透明電極層が内側となるように対向させる。基板間の厚さを均一にするためにスペーサーを入れてもよい。スペーサーの例は、ガラス粒子、プラスチック粒子、アルミナ粒子、フォトスペーサーなどである。調光層の好ましい厚さは2〜50μmであり、さらに好ましくは5〜20μmである。一対の基板を張り合わせるには、汎用のシール剤を用いることができる。シール剤の例は、エポキシ系熱硬化性組成物である。   The pair of substrates are opposed to each other with the transparent electrode layer facing inside. A spacer may be added to make the thickness between the substrates uniform. Examples of spacers are glass particles, plastic particles, alumina particles, photo spacers and the like. The thickness of the light control layer is preferably 2 to 50 μm, more preferably 5 to 20 μm. A general-purpose sealant can be used to bond the pair of substrates together. An example of the sealing agent is an epoxy thermosetting composition.

熱または紫外線を照射することによって重合性化合物を重合させるが、特に重合性化合物の重合には、紫外線照射が好ましい。紫外線照射ランプの例は、メタルハライドランプ、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ、LEDランプなどである。光重合開始剤を用いるとき、紫外線の波長は、光重合開始剤の吸収波長領域であることが好ましい。液晶組成物の吸収波長領域は避ける。好ましい波長は330nm以上である。さらに好ましい波長は、350nm以上である。反応は室温付近で行ってもよいし、または加熱して行ってもよい。   The polymerizable compound is polymerized by irradiation with heat or ultraviolet rays, and ultraviolet irradiation is particularly preferable for the polymerization of the polymerizable compound. Examples of the ultraviolet irradiation lamp are a metal halide lamp, a high pressure mercury lamp, an ultrahigh pressure mercury lamp, an LED lamp and the like. When a photopolymerization initiator is used, the wavelength of ultraviolet rays is preferably in the absorption wavelength region of the photopolymerization initiator. Avoid the absorption wavelength region of the liquid crystal composition. A preferred wavelength is 330 nm or more. A more preferable wavelength is 350 nm or more. The reaction may be carried out near room temperature or may be carried out by heating.

このような素子は、必要に応じて、素子の裏面に光吸収層、拡散反射板などを配置することができる。鏡面反射、拡散反射、再帰性反射、ホログラム反射等の機能を付加することもできる。   In such an element, a light absorption layer, a diffuse reflection plate, or the like can be arranged on the back surface of the element, if necessary. Functions such as specular reflection, diffuse reflection, retroreflection, and hologram reflection can be added.

このような素子は、透明および散乱状態をスイッチングする素子として、たとえば、調光フィルムや調光ガラスとしての機能を有する。素子がフィルム状である場合は、既存の窓へ張り付けるか、または、一対のガラス板で挟み、合わせガラスにすることができる。このような素子は、外壁に設置された窓や会議室と廊下との仕切りに使われる。すなわち、電子ブラインド、調光窓、スマートウィンドウなどの用途がある。さらに、光スイッチとしての機能を液晶シャッターなどに利用できる。   Such an element has a function as an element for switching between a transparent state and a scattering state, for example, a light control film or a light control glass. When the element is in the form of a film, it can be attached to an existing window or sandwiched between a pair of glass plates to form a laminated glass. Such elements are used for windows installed on the outer wall or as a partition between the conference room and the corridor. That is, there are applications such as electronic blinds, dimming windows, and smart windows. Further, the function as an optical switch can be used for a liquid crystal shutter or the like.

実施例によって本発明をさらに詳しく説明する。本発明はこれらの実施例によっては制限されない。特に定めがない限り、実施例は、室温(25℃)で行う。
<測定法>
下記の方法で測定および検証した。特記がない限り、本明細書に記載していない計測法に関することは、JEITA・ED−2521Bによる。
The present invention will be described in more detail by way of examples. The invention is not limited by these examples. Unless otherwise specified, the examples are performed at room temperature (25 ° C).
<Measurement method>
It was measured and verified by the following method. Unless otherwise specified, JEITA ED-2521B relates to measurement methods not described in this specification.

<NMR>
NMRは、ブルカーバイオスピン社製のDRX−500で計測した。
1H−NMRの測定では、試料をCDCl3などの重水素化溶媒に溶解させた。室温で、500MHz、で測定した。この際、積算回数は16回である。内部標準は、テトラメチルシランである。
19F−NMRの測定では、積算回数は24回である。内部標準は、CFCl3である。
NMRの符号のうち、sはシングレット、dはダブレット、tはトリプレット、qはカルテット、quinはクインテット、sexはセクステット、mはマルチプレット、brはブロードを意味する。
<NMR>
NMR was measured by DRX-500 manufactured by Bruker BioSpin.
For 1 H-NMR measurement, the sample was dissolved in a deuterated solvent such as CDCl 3 . The measurement was performed at 500 MHz at room temperature. At this time, the number of times of integration is 16. The internal standard is tetramethylsilane.
In 19 F-NMR measurement, the number of times of integration is 24. The internal standard is CFCl 3 .
Among the symbols of NMR, s means singlet, d is doublet, t is triplet, q is quartet, quin is quintet, sex is sextet, m is multiplet, and br is broad.

<ネマチック相の上限温度>
実施例において、「NI」は「上限温度」である。
上限温度は、偏光顕微鏡を備えた融点測定装置のホットプレートに試料を置き、1℃/分の速度で加熱し、試料の一部がネマチック相から等方性液体に変化したときの温度の測定値である。
<Maximum temperature of nematic phase>
In the examples, “NI” is “upper limit temperature”.
The upper limit temperature is measured when the sample is placed on a hot plate of a melting point measuring device equipped with a polarization microscope and heated at a rate of 1 ° C / min, and a part of the sample changes from a nematic phase to an isotropic liquid. It is a value.

<ネマチック相の下限温度>
実施例において、「Tc」は「下限温度」である。
下限温度は、ネマチック相を有する試料を、ガラス瓶に入れ0℃、−10℃、−20℃、−30℃および−40℃のフリーザー中に10日間保管し、相を観察し、決定する。
<Minimum temperature of nematic phase>
In the examples, "Tc" is the "lower limit temperature".
The lower limit temperature is determined by placing a sample having a nematic phase in a glass bottle, storing it in a freezer at 0 ° C, -10 ° C, -20 ° C, -30 ° C and -40 ° C for 10 days, and observing the phase.

<屈折率異方性>
実施例において、屈折率異方性は、「Δn」と表記する。
Δnは、接眼鏡に偏光板を取り付けたアッベ屈折計によって計測する。
主プリズムの表面を一方向にラビングしたあと、試料を主プリズムに滴下し、偏光の方向がラビングの方向と垂直の屈折率をn⊥として計測し、偏光の方向がラビングの方向と平行の屈折率をn‖として計測する。Δnは、Δn=n‖−n⊥で算出する。この際、波長589nmの光を使用し、計測温度は、25℃である。
<Refractive index anisotropy>
In the examples, the refractive index anisotropy is expressed as “Δn”.
Δn is measured by an Abbe refractometer in which a polarizing plate is attached to the eyepiece.
After rubbing the surface of the main prism in one direction, drop the sample on the main prism, measure the refractive index n⊥ as the polarization direction is perpendicular to the rubbing direction, and measure the polarization direction as parallel to the rubbing direction. The rate is measured as n /. Δn is calculated by Δn = n∥-n⊥. At this time, light with a wavelength of 589 nm is used, and the measurement temperature is 25 ° C.

<誘電率異方性>
誘電率異方性の値は、Δε=ε‖−ε⊥、の式から計算する。誘電率(ε‖およびε⊥)は次のように測定する。
(A)誘電率(ε‖)の測定:よく洗浄したガラス基板にオクタデシルトリエトキシシラン(0.16mL)のエタノール(20mL)溶液を塗布する。ガラス基板をスピンナーで回転させたあと、150℃で1時間加熱する。2枚のガラス基板の間隔が4μmであるVA素子に試料を入れ、この素子を紫外線で硬化する接着剤で密閉する。この素子にサイン波(0.5V、1kHz)を印加し、2秒後に液晶分子の長軸方向における誘電率(ε‖)を測定する。
(B)誘電率(ε⊥)の測定:よく洗浄したガラス基板にポリイミド溶液を塗布する。このガラス基板を焼成した後、得られた配向膜にラビング処理する。2枚のガラス基板の間隔が9μmであり、ツイスト角が80度であるTN素子に試料を注入した。この素子にサイン波(0.5V、1kHz)を印加し、2秒後に液晶分子の短軸方向における誘電率(ε⊥)を測定する。
<Dielectric anisotropy>
The value of the dielectric anisotropy is calculated from the formula of Δε = ε∥-ε⊥. The permittivity (ε ‖ and ε ⊥) is measured as follows.
(A) Measurement of dielectric constant (ε∥): A well-cleaned glass substrate is coated with a solution of octadecyltriethoxysilane (0.16 mL) in ethanol (20 mL). The glass substrate is rotated with a spinner and then heated at 150 ° C. for 1 hour. A sample is placed in a VA element having a distance of 4 μm between two glass substrates, and the element is sealed with an ultraviolet-curable adhesive. A sine wave (0.5 V, 1 kHz) is applied to this element, and after 2 seconds, the dielectric constant (ε∥) of the liquid crystal molecule in the major axis direction is measured.
(B) Measurement of dielectric constant (ε⊥): A polyimide solution is applied to a well-washed glass substrate. After firing this glass substrate, the obtained alignment film is subjected to rubbing treatment. The sample was injected into a TN device in which the distance between two glass substrates was 9 μm and the twist angle was 80 degrees. A sine wave (0.5 V, 1 kHz) is applied to this element, and after 2 seconds, the dielectric constant (ε⊥) in the short axis direction of the liquid crystal molecule is measured.

<バルク粘度>
実施例において、組成物のバルク粘度は、「η」と表記する。
バルク粘度は、東京計器株式会社製のE型回転粘度計を用いる。計測温度は、20℃である。
<Bulk viscosity>
In the examples, the bulk viscosity of the composition is designated as "η".
For the bulk viscosity, an E-type rotational viscometer manufactured by Tokyo Keiki Co., Ltd. is used. The measured temperature is 20 ° C.

<接触角>
基板に対する組成物の接触角は、静滴法で計測する。特記のない限り、接触角の計測に関することは、日本工業規格R3257の静滴法による。ただし、該規格中の「基板ガラス」は、本明細書の「基板」と読み替えるものとする。
<Contact angle>
The contact angle of the composition with respect to the substrate is measured by the sessile drop method. Unless otherwise specified, the measurement of the contact angle is based on the Japanese Industrial Standard R3257 sessile drop method. However, "substrate glass" in the standard shall be read as "substrate" in the present specification.

<表面自由エネルギー>
基板の表面自由エネルギーを、以下の手順を5回繰り返して、求める:
(1)基板に対する水の接触角、および、基板に対するジヨードメタンの接触角を計測し、
(2)水と基板およびジヨードメタンと基板に対して、それぞれγT(1+cosθ)=2(γp・γL d)+2(γd・γL h)に値を代入し、連立方程式を解くことにより、γTを求める。
<Surface free energy>
The surface free energy of the substrate is determined by repeating the following procedure 5 times:
(1) The contact angle of water with respect to the substrate and the contact angle of diiodomethane with respect to the substrate are measured,
(2) Substituting values into γ T (1 + cos θ) = 2 (γ p γ L d ) +2 (γ d γ L h ) for water and substrate and diiodomethane and substrate respectively, By solving, γ T is obtained.

ここで、γTは基板の表面自由エネルギー、θは、基板に対する水およびジヨードメタンの接触角、γpは基板の表面自由エネルギーのうち非極性の分散力成分、γdは基板の表面自由エネルギーのうち極性の水素結合成分であり、γL dは水およびジヨードメタンの表面自由エネルギーのうち非極性の分散力成分、γL hは水およびジヨードメタンの表面自由エネルギーのうち極性の水素結合成分である。水のγL dは21.8mJm-2、水のγL hは51mJm-2、ジヨードメタンのγL dは49.5mJm-2、ジヨードメタンのγL hは1.3mJm-2である。 Where γ T is the surface free energy of the substrate, θ is the contact angle of water and diiodomethane with respect to the substrate, γ p is the nonpolar dispersive component of the surface free energy of the substrate, and γ d is the surface free energy of the substrate. Of these, γ L d is a polar hydrogen bond component, γ L d is a non-polar dispersive force component of the surface free energy of water and diiodomethane, and γ L h is a polar hydrogen bond component of the surface free energy of water and diiodomethane. The γ L d of water is 21.8 mJm -2 , the γ L h of water is 51 mJm -2 , the γ L d of diiodomethane is 49.5 mJm -2 , and the γ L h of diiodomethane is 1.3 mJm -2 .

こうして測定された実施例で使用されるITO付きフィルム基板の表面自由エネルギーを表2−1に記載した。
なお、後述するITO付きフィルム基板のフィルム基板となる表2−2のように、フィルムの膜厚を変更し、ITO表面に対する水とジヨードメタンの接触角を測定したところ表2−3のような結果となった。また、表2−1と同様に、γT、γp、γdを求めると表2−4のようになる。このITO付きフィルム基板としては市販の物(登録商標フレクリア、TDK株式会社製、PET基材)を用いている。フィルムの接触角や表面自由エネルギーの値は、製造ロットが異なる場合でも、フィルム製造後はほぼ同じ値であると考えられるが、保管期間や保管状態などの違いにより、異なる値になっていると考えられる。
The surface free energies of the film substrates with ITO used in the examples thus measured are shown in Table 2-1.
In addition, when the film thickness of the film was changed and the contact angle of water and diiodomethane with respect to the ITO surface was measured as shown in Table 2-2, which is the film substrate of the film substrate with ITO described later, the results shown in Table 2-3 were obtained. Became. Further, similarly to Table 2-1, when γ T , γ p and γ d are obtained, Table 2-4 is obtained. As the film substrate with ITO, a commercially available product (registered trademark Fleclear, manufactured by TDK Corporation, PET base material) is used. The film contact angle and surface free energy values are considered to be almost the same after the film is manufactured, even if the production lots are different, but they are different values due to differences in storage period and storage conditions. Conceivable.

Figure 2020076987
Figure 2020076987

Figure 2020076987
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Figure 2020076987
Figure 2020076987

Figure 2020076987
Figure 2020076987

<紫外線露光強度>
紫外線露光強度は、紫外線積算光量計UIT−150−A(ウシオ株式会社製)で計測した。
<UV exposure intensity>
The ultraviolet exposure intensity was measured with an ultraviolet integrating photometer UIT-150-A (manufactured by Ushio Inc.).

<調光素子作成のための基板>
測定には以下の基板2種類を使用した。
ガラス基板;3cm×3cmにカットしたEagle(登録商標)XGガラス。
ITO付きフィルム基板;上記ガラス基板に、透明両面接着テープ(MCS70、株式会社美館イメージング社製)を使用し、ITO透明導電性フィルム(登録商標フレクリア、TDK株式会社製、PET基材)を、ITO面が空気界面に位置するよう、貼り付けた。
<Substrate for making dimming element>
The following two types of substrates were used for the measurement.
Glass substrate: Eagle (registered trademark) XG glass cut into 3 cm x 3 cm.
Film substrate with ITO: A transparent double-sided adhesive tape (MCS70, manufactured by Mikan Imaging Co., Ltd.) was used on the glass substrate, and an ITO transparent conductive film (registered trademark Fleclear, manufactured by TDK Corporation, PET substrate) was used. It was attached so that the ITO surface was located at the air interface.

<調光素子の作成法と組成物のハジキの評価>
上記2種類の基板、2枚一組の一方の表面に、厚さ11μmのギャップ材(ガラスファイバー、株式会社住田光学ガラス社製)を散布した。ITO付きフィルム基板は、ITO面にギャップ材を散布した。ギャップ材を散布した基板平面上に、組成物約20mgを滴下した。さらにその上から、対角の2辺が少しずれるように、もう一方の基板を乗せた。ITO付きフィルム基板は、ITO面同士が対向し、各ITO面に組成物が接するように、配置した。その後、液晶が広がるように外側から基板を手で押し、クリップで2辺を固定した。この状態で、20分間静置した。その後、上記組成物を挟んだ一組の基板に対して、紫外光を露光し、組成物に含まれる重合性化合物を重合させ調光素子とした。露光は室温で、250Wの超高圧水銀ランプ(ウシオ電機社製、マルチライト−250)を用い、露光量1J/cm2で実施した。このとき光の強度は、17mW/cm2(365nm)であった。
ハジキは、素子の全領域を目視で観察した時、組成物のハジキの程度を評価した。判断は以下のように行った。
<Method of preparing light control element and evaluation of cissing of composition>
A gap material (glass fiber, manufactured by Sumita Optical Glass Co., Ltd.) having a thickness of 11 μm was sprayed on one surface of each of the above-mentioned two kinds of substrates and a set of two substrates. The ITO-attached film substrate had a gap material scattered on the ITO surface. About 20 mg of the composition was dropped on the plane of the substrate on which the gap material was scattered. Further, the other substrate was placed on it so that the two diagonal sides were slightly displaced. The ITO-attached film substrate was arranged such that the ITO surfaces face each other and the composition was in contact with each ITO surface. Then, the substrate was manually pushed from the outside so that the liquid crystal would spread, and the two sides were fixed with clips. In this state, it was left standing for 20 minutes. Then, a set of substrates sandwiching the above composition was exposed to ultraviolet light to polymerize the polymerizable compound contained in the composition to obtain a light control device. The exposure was performed at room temperature using a 250 W ultra-high pressure mercury lamp (manufactured by USHIO INC., Multilight-250) at an exposure dose of 1 J / cm 2 . At this time, the light intensity was 17 mW / cm 2 (365 nm).
For cissing, the degree of cissing of the composition was evaluated when the entire area of the device was visually observed. The judgment was made as follows.

Figure 2020076987
Figure 2020076987

<ヘーズ率>
ヘーズ率は、日本電色工業株式会社製のヘーズメーターNDH7000IIで計測した。
<Haze rate>
The haze ratio was measured with a haze meter NDH7000II manufactured by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd.

<化合物>
式(1)または(2)で表される垂直配向剤として、以下を使用した。化合物(1−4−1)は、国際公開第2016/129490号に記載された方法と同様に合成した。
<Compound>
The following were used as the vertical aligning agent represented by the formula (1) or (2). Compound (1-4-1) was synthesized in the same manner as the method described in WO 2016/129490.

Figure 2020076987
Figure 2020076987

化合物(2−M−1)は、米国特許公報3855364号に従い、合成した。この化合物の構造異性体の比は、NMRにおける積分値から、87:13であった。Z300がOHである成分が主であった。 Compound (2-M-1) was synthesized according to US Pat. No. 3,855,364. The ratio of structural isomers of this compound was 87:13 from the integrated value in NMR. The component in which Z 300 was OH was mainly.

Figure 2020076987
Figure 2020076987

式(2−M−1)中、Z300およびZ301は、OHまたはアクリロイルオキシを表し、同時に同じ基であることは無い。
1−ドデカノールは、市販の化合物をそのまま使用した。
In formula (2-M-1), Z 300 and Z 301 represent OH or acryloyloxy, and are not the same group at the same time.
As 1-dodecanol, a commercially available compound was used as it was.

化合物(1−4−1)、化合物(2−M−1)、1−ドデカノールは、垂直配向剤、または垂直配向剤の成分である。
化合物(4−5−1)は特願2018-141672に従って合成した。
Compound (1-4-1), compound (2-M-1), and 1-dodecanol are vertical alignment agents or components of vertical alignment agents.
Compound (4-5-1) was synthesized according to Japanese Patent Application No. 2018-141672.

Figure 2020076987
「Irgacure651」は、BASF株式会社製の光重合開始剤である。
Figure 2020076987
"Irgacure 651" is a photopolymerization initiator manufactured by BASF Corporation.

<液晶組成物>
成分の液晶化合物を、表4の表記に従い表した。特に定めがない限り、表4の六員環の二価基は、トランス配置である。液晶組成物中の記号化された化合物の後にあるかっこ内の番号は化合物が属する化学式を表す。液晶化合物の割合は、添加物を含まない液晶組成物の重量に基づいた重量百分率である。
<Liquid crystal composition>
The liquid crystal compounds of the components are shown according to the notation in Table 4. Unless otherwise specified, the 6-membered divalent groups in Table 4 are in the trans configuration. The number in parentheses after the symbolized compound in the liquid crystal composition represents the chemical formula to which the compound belongs. The ratio of the liquid crystal compound is a weight percentage based on the weight of the liquid crystal composition containing no additive.

Figure 2020076987
Figure 2020076987

[液晶組成物(M21)]
2−HHB(2F,3F)−O2 (10−6) 3%
3−HHB(2F,3F)−O2 (10−6) 5%
5−HHB(2F,3F)−O2 (10−6) 5%
3−HH2B(2F,3F)−O2 (10−7) 9%
2−HH1OB(2F,3F)−O2 (10−8) 16%
3−HH1OB(2F,3F)−O2 (10−8) 16%
3−HDhB(2F,3F)−O2 (10−16) 9%
3−HB(2F)B(2F,3F)−O2 (10−20) 7%
5−HB−O2 (11−2) 10%
3−HHB−1 (11−5) 8%
3−HHB−O1 (11−5) 6%
3−HBB−2 (11−6) 6%
NI=142.0℃;Tc<−20℃;Δn=0.111;Δε=−5.7;η=64.9mPa・s.
[液晶組成物(M22)]
3−HB(2F,3F)−O2 (10−1) 7%
5−HB(2F,3F)−O2 (10−1) 7%
3−HHB(2F,3F)−O2 (10−6) 5%
5−HHB(2F,3F)−O2 (10−6) 5%
V−HHB(2F,3F)−O1 (10−6) 2%
V−HHB(2F,3F)−O2 (10−6) 8%
V−HHB(2F,3F)−O4 (10−6) 8%
3−HH2B(2F,3F)−O2 (10−7) 7%
2−HBB(2F,3F)−O2 (10−10) 3%
3−HBB(2F,3F)−O2 (10−10) 6%
3−HH−4 (11−1) 10%
3−HB−O2 (11−2) 10%
5−HB−O2 (11−2) 10%
3−HHB−1 (11−5) 3%
3−HHB−3 (11−5) 4%
3−HHB−O1 (11−5) 3%
3−HBB−2 (11−6) 2%
NI=102.0℃;Tc<−40℃;Δn=0.101;Δε=−3.3;η=25.8mPa・s.
[液晶組成物(M23)]
2−BB(2F,3F)−O2 (10−4) 8%
3−BB(2F,3F)−O2 (10−4) 13%
5−BB(2F,3F)−O2 (10−4) 12%
2−HBB(2F,3F)−O2 (10−10) 3%
3−HBB(2F,3F)−O2 (10−10) 8%
4−HBB(2F,3F)−O2 (10−10) 4%
5−B(F)BB−2 (11−7) 14%
5−B(F)BB−3 (11−7) 14%
3−HBTB−2 (11−17) 8%
3−HBTB−3 (11−17) 8%
3−HBTB−4 (11−17) 8%
NI=100.0℃;Tc<−20℃;Δn=0.219;Δε=−2.5;η=42.2mPa・s.
[液晶組成物(M24)]
2−BB(2F,3F)−O2 (10−4) 7%
3−BB(2F,3F)−O2 (10−4) 13%
5−BB(2F,3F)−O2 (10−4) 10%
2−HBB(2F,3F)−O2 (10−10) 3%
3−HBB(2F,3F)−O2 (10−10) 8%
4−HBB(2F,3F)−O2 (10−10) 4%
5−HBB(2F,3F)−O2 (10−10) 5%
3−dhBB(2F,3F)−O2 (10−17) 8%
1−BB−3 (11−3) 4%
3−HBB−2 (11−6) 8%
5−B(F)BB−2 (11−7) 13%
5−B(F)BB−3 (11−7) 13%
3−BB(2F,5F)B−3 (11−20) 4%
NI=93.0℃;Tc<−20℃;Δn=0.203;Δε=−3.3;η=44.5mPa・s.
[液晶組成物(M25)]
3−H1OB(2F,3F)−O2 (10−3) 5%
3−BB(2F,3F)−O2 (10−4) 12%
5−BB(2F,3F)−O2 (10−4) 12%
2−HH1OB(2F,3F)−O2 (10−8) 4%
3−HH1OB(2F,3F)−O2 (10−8) 5%
2−HBB(2F,3F)−O2 (10−10) 3%
3−HBB(2F,3F)−O2 (10−10) 9%
4−HBB(2F,3F)−O2 (10−10) 4%
5−HBB(2F,3F)−O2 (10−10) 9%
3−HDhB(2F,3F)−O2 (10−16) 7%
3−dhBB(2F,3F)−O2 (10−17) 10%
2−HH−3 (11−1) 10%
5−B(F)BB−2 (11−7) 10%
NI=89.0℃;Tc<−20℃;Δn=0.152;Δε=−5.7;η=41.8mPa・s.
[Liquid Crystal Composition (M21)]
2-HHB (2F, 3F) -O2 (10-6) 3%
3-HHB (2F, 3F) -O2 (10-6) 5%
5-HHB (2F, 3F) -O2 (10-6) 5%
3-HH2B (2F, 3F) -O2 (10-7) 9%
2-HH1OB (2F, 3F) -O2 (10-8) 16%
3-HH1OB (2F, 3F) -O2 (10-8) 16%
3-HDhB (2F, 3F) -O2 (10-16) 9%
3-HB (2F) B (2F, 3F) -O2 (10-20) 7%
5-HB-O2 (11-2) 10%
3-HHB-1 (11-5) 8%
3-HHB-O1 (11-5) 6%
3-HBB-2 (11-6) 6%
NI = 142.0 ° C .; Tc <−20 ° C .; Δn = 0.111; Δε = −5.7; η = 64.9 mPa · s.
[Liquid Crystal Composition (M22)]
3-HB (2F, 3F) -O2 (10-1) 7%
5-HB (2F, 3F) -O2 (10-1) 7%
3-HHB (2F, 3F) -O2 (10-6) 5%
5-HHB (2F, 3F) -O2 (10-6) 5%
V-HHB (2F, 3F) -O1 (10-6) 2%
V-HHB (2F, 3F) -O2 (10-6) 8%
V-HHB (2F, 3F) -O4 (10-6) 8%
3-HH2B (2F, 3F) -O2 (10-7) 7%
2-HBB (2F, 3F) -O2 (10-10) 3%
3-HBB (2F, 3F) -O2 (10-10) 6%
3-HH-4 (11-1) 10%
3-HB-O2 (11-2) 10%
5-HB-O2 (11-2) 10%
3-HHB-1 (11-5) 3%
3-HHB-3 (11-5) 4%
3-HHB-O1 (11-5) 3%
3-HBB-2 (11-6) 2%
NI = 102.0 ° C .; Tc <−40 ° C .; Δn = 0.101; Δε = −3.3; η = 25.8 mPa · s.
[Liquid Crystal Composition (M23)]
2-BB (2F, 3F) -O2 (10-4) 8%
3-BB (2F, 3F) -O2 (10-4) 13%
5-BB (2F, 3F) -O2 (10-4) 12%
2-HBB (2F, 3F) -O2 (10-10) 3%
3-HBB (2F, 3F) -O2 (10-10) 8%
4-HBB (2F, 3F) -O2 (10-10) 4%
5-B (F) BB-2 (11-7) 14%
5-B (F) BB-3 (11-7) 14%
3-HBTB-2 (11-17) 8%
3-HBTB-3 (11-17) 8%
3-HBTB-4 (11-17) 8%
NI = 100.0 ° C .; Tc <−20 ° C .; Δn = 0.219; Δε = −2.5; η = 42.2 mPa · s.
[Liquid Crystal Composition (M24)]
2-BB (2F, 3F) -O2 (10-4) 7%
3-BB (2F, 3F) -O2 (10-4) 13%
5-BB (2F, 3F) -O2 (10-4) 10%
2-HBB (2F, 3F) -O2 (10-10) 3%
3-HBB (2F, 3F) -O2 (10-10) 8%
4-HBB (2F, 3F) -O2 (10-10) 4%
5-HBB (2F, 3F) -O2 (10-10) 5%
3-dhBB (2F, 3F) -O2 (10-17) 8%
1-BB-3 (11-3) 4%
3-HBB-2 (11-6) 8%
5-B (F) BB-2 (11-7) 13%
5-B (F) BB-3 (11-7) 13%
3-BB (2F, 5F) B-3 (11-20) 4%
NI = 93.0 ° C .; Tc <−20 ° C .; Δn = 0.203; Δε = −3.3; η = 44.5 mPa · s.
[Liquid Crystal Composition (M25)]
3-H1OB (2F, 3F) -O2 (10-3) 5%
3-BB (2F, 3F) -O2 (10-4) 12%
5-BB (2F, 3F) -O2 (10-4) 12%
2-HH1OB (2F, 3F) -O2 (10-8) 4%
3-HH1OB (2F, 3F) -O2 (10-8) 5%
2-HBB (2F, 3F) -O2 (10-10) 3%
3-HBB (2F, 3F) -O2 (10-10) 9%
4-HBB (2F, 3F) -O2 (10-10) 4%
5-HBB (2F, 3F) -O2 (10-10) 9%
3-HDhB (2F, 3F) -O2 (10-16) 7%
3-dhBB (2F, 3F) -O2 (10-17) 10%
2-HH-3 (11-1) 10%
5-B (F) BB-2 (11-7) 10%
NI = 89.0 ° C .; Tc <−20 ° C .; Δn = 0.152; Δε = −5.7; η = 41.8 mPa · s.

<組成物の調製>
[実施例1〜7および比較例1および2]
液晶組成物、垂直配向剤または垂直配向剤の成分、重合性化合物を表5に従い、混合し、さらにIrgacure651を添加し、組成物(1)から(7)および組成物(ref.1)および(ref.2)を調製する。表2の重量部は、液晶組成物の全重量を100重量部とした量を示す。
<Preparation of composition>
[Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 and 2]
The liquid crystal composition, the vertical aligning agent or the components of the vertical aligning agent, and the polymerizable compound are mixed according to Table 5, Irgacure651 is further added, and the compositions (1) to (7) and the compositions (ref.1) and ( ref. 2) is prepared. The parts by weight in Table 2 indicate the amount based on the total weight of the liquid crystal composition as 100 parts by weight.

Figure 2020076987
Figure 2020076987

[実施例11〜17および比較例3および4]
組成物と、ITO付きフィルム基板に対する接触角を測定し、表6に記載した。
[Examples 11 to 17 and Comparative Examples 3 and 4]
The contact angles of the composition and the film substrate with ITO were measured and are shown in Table 6.

Figure 2020076987
Figure 2020076987

[実施例21〜27および比較例5および6]
上記組成物を用い、表7に記載の基板を用いて調光素子を作成した。結果を以下に示す。
[Examples 21 to 27 and Comparative Examples 5 and 6]
Using the above composition, a light control device was prepared using the substrates shown in Table 7. The results are shown below.

Figure 2020076987
Figure 2020076987

上記実施例21〜27と比較例5および6との比較より、ガラス基板より表面自由エネルギーの小さいフィルム基板に対して、本発明の組成物は高い濡れ性を発現し、ハジキが少ない。従って本発明の組成物を用いることにより、歩留り良く素子を作成することができる。   From the comparison between Examples 21 to 27 and Comparative Examples 5 and 6, the composition of the present invention exhibits higher wettability and less cissing on a film substrate having a surface free energy smaller than that of a glass substrate. Therefore, by using the composition of the present invention, a device can be produced with a good yield.

[実施例31〜37および比較例7]
調光素子1から7のヘーズ率を、表8に記載する。ただし、「最大印加電圧」は、その調光素子におけるヘーズ率が最大のときの印加電圧である。印加電圧0Vのときのヘーズ率は、最大印加電圧を印加したした後の計測値である。
[Examples 31 to 37 and Comparative Example 7]
Table 8 shows the haze ratios of the light control elements 1 to 7. However, the "maximum applied voltage" is the applied voltage when the haze ratio in the light control element is maximum. The haze rate when the applied voltage is 0 V is a measured value after applying the maximum applied voltage.

ヘーズ率と電圧との関係は材料により差があるので、最大のヘーズ率とそれが得られる電圧とを記載した。また実施例26では、素子を一度駆動すると、電圧を0Vに戻してもヘーズ率が低下しなかった。そこで、最初の駆動時の値を示す。   Since the relationship between the haze ratio and the voltage varies depending on the material, the maximum haze ratio and the voltage at which it is obtained are described. Further, in Example 26, once the element was driven, the haze ratio did not decrease even if the voltage was returned to 0V. Therefore, the values at the first driving are shown.

Figure 2020076987
Figure 2020076987

実施例31〜37に示したように、本発明の組成物は電圧無印加時のヘーズ率が低く、高い透明性を示すことが分かる。また、本発明の組成物を用いた調光素子は、電圧印加時に高いヘーズ率を発現し、リバースモードの調光素子に適した優れた特性を有することが分かる。   As shown in Examples 31 to 37, it can be seen that the composition of the present invention has a low haze ratio when no voltage is applied and exhibits high transparency. Further, it can be seen that the light control element using the composition of the present invention exhibits a high haze ratio when a voltage is applied, and has excellent characteristics suitable for a reverse mode light control element.

本発明の組成物を用いることで、基板上に配向膜を形成することなく、リバースモードの調光素子が得られる。また本発明の組成物は、フィルム基板に対し高い濡れ性を有するため、これを用いることにより、フィルム基板から成る素子を、歩留りよく製造することができる。さらに、作成した液晶調光素子は、電圧無印加時の高い透明性や電圧印加時の大きなヘーズ率特性を有する。このため、調光窓、スマートウィンドウなどの用途向け材料として、実用的に用いることができる。   By using the composition of the present invention, a reverse mode light control device can be obtained without forming an alignment film on the substrate. Further, since the composition of the present invention has high wettability with respect to a film substrate, by using this, an element composed of a film substrate can be produced with a high yield. Furthermore, the produced liquid crystal light control device has a high transparency when no voltage is applied and a large haze ratio characteristic when a voltage is applied. Therefore, it can be practically used as a material for applications such as light control windows and smart windows.

Claims (17)

液晶組成物と垂直配向剤を含む組成物であって、表面自由エネルギーが28.31±1.06mJ/m2である基板に対して、接触角が37度以下27度以上である組成物。 A composition comprising a liquid crystal composition and a vertical alignment agent, wherein the contact angle is 37 degrees or less and 27 degrees or more with respect to a substrate having a surface free energy of 28.31 ± 1.06 mJ / m 2 . 液晶組成物と垂直配向剤を含む組成物であって、表面自由エネルギーが39.0〜50.0mJ/m2である基板に対して、接触角が37度以下27度以上である組成物。 A composition comprising a liquid crystal composition and a vertical alignment agent, which has a contact angle of 37 degrees or less and 27 degrees or more with respect to a substrate having a surface free energy of 39.0 to 50.0 mJ / m 2 . 液晶組成物と垂直配向剤を含む組成物であって、表面自由エネルギーが27.25〜50.0mJ/m2である基板に対して、接触角が37度以下27度以上である組成物。 A composition comprising a liquid crystal composition and a vertical alignment agent, the composition having a contact angle of 37 degrees or less and 27 degrees or more with respect to a substrate having a surface free energy of 27.25 to 50.0 mJ / m 2 . 表面張力を上昇させる成分が垂直配向剤である請求項1〜3のいずれか1項の組成物。   The composition according to claim 1, wherein the component that increases the surface tension is a vertical aligning agent. 垂直配向剤が重合基を有する、請求項4の組成物。   The composition of claim 4, wherein the vertical aligning agent has a polymerizing group. 垂直配向剤がOHを有し、重合基がラジカル重合基である、請求項5の組成物。   The composition of claim 5, wherein the vertical aligning agent has OH and the polymerizing group is a radical polymerizing group. 垂直配向剤が式(1)で表される化合物または式(2)で表される化合物である、請求項6の組成物。
Figure 2020076987
(式(1)において、
1は、炭素数1から20のアルキル、炭素数1から20のアルコキシ、少なくとも1つの水素がフッ素で置き換えられた炭素数1から20のアルキル、または少なくとも1つの水素がフッ素で置き換えられた炭素数1から20のアルコキシであり、
それぞれの環Mは、1,4−シクロヘキシレン、1,4−フェニレン、またはナフタレン−2,7−ジイルであり、
それぞれのZ1は、単結合、炭素数2から10のアルキレン、またはカルボニルオキシであり、炭素数2から10のアルキレンの隣り合わないCH2はOで置き換えられてもよく、
pは、0、1、2、または3であり、
環L1は、単結合、1,4−シクロヘキシレン、1,4−フェニレン、またはナフタレン−2,7−ジイルであり、
2は、単結合または炭素数2から10のアルキレンであり、炭素数2から10のアルキレンの隣り合わないCH2はOで置き換えられてもよく、1つのHは、ヒドロキシ、(メタ)アクリロイルまたは2−ヒドロキシメチルアクリロイルを含む基で置き換えられていてもよい。)
Figure 2020076987
(式(2)において、
1は、炭素数1から20のアルキル、炭素数1から20のアルコキシ、少なくとも1つの水素がフッ素で置き換えられた炭素数1から20のアルキル、または少なくとも1つの水素がフッ素で置き換えられた炭素数1から20のアルコキシであり、
それぞれの環Mは、1,4−シクロヘキシレン、1,4−フェニレン、またはナフタレン−2,7−ジイルであり、
それぞれのZ1は、単結合、炭素数2から10のアルキレン、またはカルボニルオキシであり、炭素数2から10のアルキレンの隣り合わないCH2はOで置き換えられてもよく、
pは、0、1、2、または3であり、
環L2は、単結合、1,4−シクロヘキシレン、1,4−フェニレン、またはナフタレン−2,7−ジイルであり、
3は炭素数2から10のアルキレンであり、Oに隣接しないCH2の少なくとも1つのHはOHで置き換えられ、炭素数2から10のアルキレンの隣り合わないCH2はOで置き換えられてもよく、
あるいは、Z3が直接結合であり、環L2が、単結合以外の構造の場合に、環L2に結合した少なくとも1のHがOHで置き換えられ、
2は水素またはメチルである。)
The composition according to claim 6, wherein the vertical aligning agent is a compound represented by formula (1) or a compound represented by formula (2).
Figure 2020076987
(In formula (1),
R 1 is alkyl having 1 to 20 carbons, alkoxy having 1 to 20 carbons, alkyl having 1 to 20 carbons in which at least one hydrogen is replaced by fluorine, or carbon in which at least one hydrogen is replaced by fluorine. Is an alkoxy of the numbers 1 to 20,
Each ring M is 1,4-cyclohexylene, 1,4-phenylene, or naphthalene-2,7-diyl,
Each Z 1 is a single bond, alkylene having 2 to 10 carbons, or carbonyloxy, and CH 2 which is not adjacent to alkylene having 2 to 10 carbons may be replaced by O.
p is 0, 1, 2, or 3;
Ring L 1 is a single bond, 1,4-cyclohexylene, 1,4-phenylene, or naphthalene-2,7-diyl,
Z 2 is a single bond or alkylene having 2 to 10 carbons, and CH 2 which is not adjacent to alkylene having 2 to 10 carbons may be replaced with O, and 1 H is hydroxy, (meth) acryloyl. Alternatively, it may be replaced with a group containing 2-hydroxymethylacryloyl. )
Figure 2020076987
(In formula (2),
R 1 is alkyl having 1 to 20 carbons, alkoxy having 1 to 20 carbons, alkyl having 1 to 20 carbons in which at least one hydrogen is replaced by fluorine, or carbon in which at least one hydrogen is replaced by fluorine. Is an alkoxy of the numbers 1 to 20,
Each ring M is 1,4-cyclohexylene, 1,4-phenylene, or naphthalene-2,7-diyl,
Each Z 1 is a single bond, alkylene having 2 to 10 carbons, or carbonyloxy, and CH 2 which is not adjacent to alkylene having 2 to 10 carbons may be replaced by O.
p is 0, 1, 2, or 3;
Ring L 2 is a single bond, 1,4-cyclohexylene, 1,4-phenylene, or naphthalene-2,7-diyl,
Z 3 is alkylene having 2 to 10 carbon atoms, at least one H of CH 2 not adjacent to O is replaced with OH, and non-adjacent CH 2 of alkylene having 2 to 10 carbon is replaced with O. Often,
Alternatively, when Z 3 is a direct bond and ring L 2 has a structure other than a single bond, at least one H bonded to ring L 2 is replaced with OH,
R 2 is hydrogen or methyl. )
液晶組成物100重量部に対して、6重量部以上の垂直配向剤を含む、請求項4から7のいずれか1項の組成物。   The composition according to any one of claims 4 to 7, comprising 6 parts by weight or more of a vertical alignment agent with respect to 100 parts by weight of the liquid crystal composition. 式(3)、式(4)、および式(5)で表される化合物の群から選択された少なくとも1つの重合性化合物を含む、請求項7または8のいずれか1項の組成物。
Figure 2020076987
(式(3)、式(4)、および式(5)において、環Gはそれぞれ独立して、1,4−シクロへキシレン、1,4−フェニレン、1,4−シクロへキセニレン、ピリジン−2,5−ジイル、1,3−ジオキサン−2,5−ジイル、ナフタレン−2,6−ジイル、またはフルオレン−2,7−ジイルであり、ここで、少なくとも1つの水素はフッ素、塩素、シアノ、ヒドロキシ、ホルミル、トリフルオロアセチル、ジフルオロメチル、トリフルオロメチル、炭素数1から12のアルキル、炭素数1から12のアルコキシ、炭素数1から12のアルコキシカルボニル、または炭素数1から12のアルカノイルで置き換えられてもよく;Z10はそれぞれ独立して、単結合、−O−、−COO−、−OCO−、または−OCOO−であり;Z11は独立して、単結合、−OCH2−、−CH2O−、−COO−、−OCO−、−COS−、−SCO−、−OCOO−、−CONH−、−NHCO−、−CF2O−、−OCF2−、−CH2CH2−、−CF2CF2−、−CH=CHCOO−、−OCOCH=CH−、−CH2CH2COO−、−OCOCH2CH2−、−CH=CH−、−N=CH−、−CH=N−、−N=C(CH3)−、−C(CH3)=N−、−N=N−、または−C≡C−であり;Z12は単結合、−O−または−COO−であり;Xは水素、フッ素、塩素、トリフルオロメチル、トリフルオロメトキシ、シアノ、炭素数1から20のアルキル、炭素数2から20のアルケニル、炭素数1から20のアルコキシ、または炭素数1から20のアルコキシカルボニルであり;
eは1から4の整数であり;fおよびgは独立して、0から3の整数であり;fおよびgの和は1から4であり;hはそれぞれ独立して、0から20の整数であり;R2はそれぞれ独立して、水素またはCH3である。)
The composition according to claim 7, which comprises at least one polymerizable compound selected from the group of compounds represented by formula (3), formula (4), and formula (5).
Figure 2020076987
(In Formula (3), Formula (4), and Formula (5), each ring G is independently 1,4-cyclohexylene, 1,4-phenylene, 1,4-cyclohexenylene, pyridine- 2,5-diyl, 1,3-dioxane-2,5-diyl, naphthalene-2,6-diyl, or fluorene-2,7-diyl, wherein at least one hydrogen is fluorine, chlorine, cyano. , Hydroxy, formyl, trifluoroacetyl, difluoromethyl, trifluoromethyl, alkyl having 1 to 12 carbons, alkoxy having 1 to 12 carbons, alkoxycarbonyl having 1 to 12 carbons, or alkanoyl having 1 to 12 carbons. Z 10 may be independently a single bond, —O—, —COO—, —OCO—, or —OCOO—; Z 11 is independently a single bond, —OCH 2 —. , -CH 2 O -, - COO -, - OCO -, - COS -, - SCO -, - OCOO -, - CONH -, - NHCO -, - CF 2 O -, - OCF 2 -, - CH 2 CH 2 -, - CF 2 CF 2 -, - CH = CHCOO -, - OCOCH = CH -, - CH 2 CH 2 COO -, - OCOCH 2 CH 2 -, - CH = CH -, - N = CH -, - CH = N -, - N = C (CH 3) -, - C (CH 3) = N -, - N = N-, or a -C≡C-; Z 12 is a single bond, -O- or -COO-; X is hydrogen, fluorine, chlorine, trifluoromethyl, trifluoromethoxy, cyano, alkyl having 1 to 20 carbons, alkenyl having 2 to 20 carbons, alkoxy having 1 to 20 carbons, or carbon. An alkoxycarbonyl of the number 1 to 20;
e is an integer of 1 to 4; f and g are independently an integer of 0 to 3; the sum of f and g is 1 to 4; h is an integer of 0 to 20 independently. R 2 is independently hydrogen or CH 3 . )
式(6)で表される重合性化合物を少なくとも1つ含む、請求項7から9のいずれか1項の組成物。
Figure 2020076987
式(6)において、Z12は単結合または炭素数1から80のアルキレンであり、このアルキレンにおいて、少なくとも1つの水素は、炭素数1から20のアルキル、フッ素、または以下の式(7)で表される基で置き換えられてもよく、少なくとも1つの−CH2−は、−O−、−CO−、−COO−、または−OCO−、−NH−、または−N(R5)−で置き換えられてもよく;複数の−O−で置き換える場合は、これら−O−が隣接せず;R5は、炭素数1から12のアルキルであり;少なくとも1つの−CH2−CH2−は、−CH=CH−、または−C≡C−で置き換えられてもよく;
10は炭素数1から20のアルキルであり、このアルキルにおいて、少なくとも1つの水素は、フッ素で置き換えられてもよく、少なくとも1つの−CH2−は、−O−、−CO−、−COO−、または−OCO−で置き換えられてもよく;複数の−O−で置き換えらる場合は、これら−O−が隣接せず;少なくとも1つの−CH2−は、炭素環式の飽和脂肪族化合物、複素環式の飽和脂肪族化合物、炭素環式の不飽和脂肪族化合物、または複素環式の不飽和脂肪族化合物、から2つの水素を除くことによって生成した二価基で置き換えられてもよく、これらの二価基において、炭素数は5から35であり、少なくとも1つの水素は、炭素数1から12のアルキルで置き換えられてもよく、このアルキルにおいて、1つの−CH2−は、−O−、−CO−、−COO−、または−OCO−で置き換えられてもよく;R2は水素またはCH3である。
Figure 2020076987
式(7)において、Z13は炭素数1から12のアルキレンであり、R2は水素またはCH3であり、*は連結位置を示す。
The composition according to any one of claims 7 to 9, comprising at least one polymerizable compound represented by formula (6).
Figure 2020076987
In the formula (6), Z 12 is a single bond or alkylene having 1 to 80 carbons, and in this alkylene, at least one hydrogen is alkyl having 1 to 20 carbons, fluorine, or the following formula (7). may be substituted with a group represented by at least one of -CH 2 -, -O -, - CO -, - COO-, or --OCO -, - NH-, or -N (R 5) - in When substituted with a plurality of —O—, these —O— are not adjacent to each other; R 5 is alkyl having 1 to 12 carbons; and at least one —CH 2 —CH 2 — is , -CH = CH-, or -C = C-;
R 10 is alkyl having 1 to 20 carbons, in which at least one hydrogen may be replaced by fluorine, and at least one —CH 2 — is —O—, —CO—, —COO. -, or -OCO- may be replaced by; if Okikaeraru a plurality of -O-, these -O- is not adjacent; at least one of -CH 2 -, a saturated aliphatic carbocyclic A compound, a heterocyclic saturated aliphatic compound, a carbocyclic unsaturated aliphatic compound, or a heterocyclic unsaturated aliphatic compound, which may be replaced by a divalent group formed by removing two hydrogens Well, in these divalent groups, the number of carbon atoms is 5 to 35, and at least one hydrogen may be replaced by alkyl having 1 to 12 carbon atoms, and in this alkyl, one —CH 2 — is -O -, - CO -, - COO-, or may be replaced by -OCO-; R 2 is hydrogen or CH 3.
Figure 2020076987
In Formula (7), Z 13 is alkylene having 1 to 12 carbons, R 2 is hydrogen or CH 3 , and * represents a connecting position.
液晶組成物が式(10)で表される化合物から選択された少なくとも1つの化合物を含有する、請求項1から10のいずれか1項の組成物。
Figure 2020076987
式(10)において、R20およびR21は独立して、炭素数1から12のアルキル、炭素数1から12のアルコキシ、炭素数2から12のアルケニル、少なくとも1つの水素がフッ素で置き換えられた炭素数1から12のアルキル、または少なくとも1つの水素がフッ素で置き換えられた炭素数2から12のアルケニルであり;環Aはそれぞれ独立して、1,4−シクロヘキシレン、2,5−テトラヒドロ−2H−ピラニレン、1,4−フェニレン、モノフルオロ−1,4−フェニレン、2,3−ジフルオロ−1,4−フェニレン、クロロ−フルオロ−1,4−フェニレン、または7,8−ジフルオロクロマン−2,6−ジイル、1,1,7−トリフルオロインダン−2,5−ジイル、4,6-ジフルオロジベンゾフラン−3,7−ジイル、4,6-ジフルオジベンゾチオフェン−3,7−ジイル、または4,7−ジフルオロクロメン−3,8−ジイルであり、
少なくとも1つは2,3−ジフルオロ−1,4−フェニレン、クロロ−フルオロ−1,4−フェニレン、7,8−ジフルオロクロマン−2,6−ジイル、1,1,7−トリフルオロインダン−2,5−ジイル、4,6-ジフルオロジベンゾフラン−3,7−ジイル、4,6-ジフルオジベンゾチオフェン−3,7−ジイル、または4,7−ジフルオロクロメン−3,8−ジイルであり;Z20は、単結合、−CH=CH−、−C≡C−、メチレンオキシ、またはカルボニルオキシであり;cは1から4の整数である。
The composition according to claim 1, wherein the liquid crystal composition contains at least one compound selected from the compounds represented by formula (10).
Figure 2020076987
In the formula (10), R 20 and R 21 are independently alkyl having 1 to 12 carbons, alkoxy having 1 to 12 carbons, alkenyl having 2 to 12 carbons, and at least one hydrogen being replaced by fluorine. Alkyl having 1 to 12 carbons or alkenyl having 2 to 12 carbons in which at least one hydrogen is replaced by fluorine; each ring A is independently 1,4-cyclohexylene, 2,5-tetrahydro- 2H-pyranylene, 1,4-phenylene, monofluoro-1,4-phenylene, 2,3-difluoro-1,4-phenylene, chloro-fluoro-1,4-phenylene, or 7,8-difluorochroman-2. , 6-diyl, 1,1,7-trifluoroindan-2,5-diyl, 4,6-difluorodibenzofuran-3,7-diyl, 4,6-difluorodibenzothiophene-3,7-diyl, or 4,7-difluorochromene-3,8-diyl,
At least one is 2,3-difluoro-1,4-phenylene, chloro-fluoro-1,4-phenylene, 7,8-difluorochroman-2,6-diyl, 1,1,7-trifluoroindane-2. , 5-diyl, 4,6-difluorodibenzofuran-3,7-diyl, 4,6-difluorodibenzothiophene-3,7-diyl, or 4,7-difluorochromene-3,8-diyl; Z 20 is a single bond, -CH = CH-, -C [identical to] C-, methyleneoxy, or carbonyloxy; c is an integer of 1 to 4.
式(10)で表される化合物が、式(10−1)から式(10−33)で表される化合物から選択される少なくとも1つである、請求項11の組成物。
Figure 2020076987
Figure 2020076987
Figure 2020076987
Figure 2020076987
(式(10−1)から式(10−33)において、R20およびR21は独立して、炭素数1から12のアルキル、炭素数1から12のアルコキシ、炭素数2から12のアルケニル、炭素数2から12のアルケニルオキシ、少なくとも1つの水素がフッ素で置き換えられた炭素数1から12のアルキルまたは少なくとも1つの水素がフッ素で置き換えられた炭素数1から12のアルケニルである。)
The composition of claim 11, wherein the compound represented by formula (10) is at least one selected from the compounds represented by formula (10-1) to formula (10-33).
Figure 2020076987
Figure 2020076987
Figure 2020076987
Figure 2020076987
(In the formulas (10-1) to (10-33), R 20 and R 21 are independently alkyl having 1 to 12 carbons, alkoxy having 1 to 12 carbons, alkenyl having 2 to 12 carbons, (Alkenyloxy having 2 to 12 carbons, alkyl having 1 to 12 carbons in which at least one hydrogen is replaced by fluorine, or alkenyl having 1 to 12 carbons in which at least one hydrogen is replaced by fluorine.)
液晶組成物が式(11)で表される化合物から選択された少なくとも1つの化合物を含有する、請求項1から11のいずれか1項の組成物。
Figure 2020076987
(式(11)において、R22およびR23は独立して、炭素数1から12のアルキル、炭素数1から12のアルコキシ、炭素数2から12のアルケニル、少なくとも1つの水素がフッ素で置き換えられた炭素数1から12のアルキル、または少なくとも1つの水素がフッ素で置き換えられた炭素数2から12のアルケニルであり;環Bはそれぞれ独立して、1,4−シクロヘキシレン、1,4−フェニレン、モノフルオロ−1,4−フェニレン、または2,5−ジフルオロ−1,4−フェニレンであり;Z21は、単結合、−CH=CH−、−C≡C−、メチレンオキシ、またはカルボニルオキシであり;cは1から4の整数である。)
The composition according to any one of claims 1 to 11, wherein the liquid crystal composition contains at least one compound selected from the compounds represented by formula (11).
Figure 2020076987
(In the formula (11), R 22 and R 23 are independently alkyl having 1 to 12 carbons, alkoxy having 1 to 12 carbons, alkenyl having 2 to 12 carbons, and at least one hydrogen being replaced by fluorine. A C1-C12 alkyl, or a C2-C12 alkenyl in which at least one hydrogen has been replaced by fluorine; each ring B is independently 1,4-cyclohexylene, 1,4-phenylene. , Monofluoro-1,4-phenylene, or 2,5-difluoro-1,4-phenylene; Z 21 is a single bond, —CH═CH—, —C≡C—, methyleneoxy, or carbonyloxy. And c is an integer from 1 to 4.)
式(11)で表される化合物が、式(11−1)から式(11−22)で表される化合物の群から選択された少なくとも1つである、請求項13の組成物。
Figure 2020076987
Figure 2020076987
(式(11−1)から式(11−22)において、R22およびR23は独立して、炭素数1から12のアルキル、炭素数1から12のアルコキシ、炭素数2から12のアルケニル、少なくとも1つの水素がフッ素で置き換えられた炭素数1から12のアルキル、または少なくとも1つの水素がフッ素で置き換えられた炭素数2から12のアルケニルである。)
The composition according to claim 13, wherein the compound represented by formula (11) is at least one selected from the group of compounds represented by formula (11-1) to formula (11-22).
Figure 2020076987
Figure 2020076987
(In formulas (11-1) to (11-22), R 22 and R 23 are independently alkyl having 1 to 12 carbons, alkoxy having 1 to 12 carbons, alkenyl having 2 to 12 carbons, (This is alkyl having 1 to 12 carbons in which at least one hydrogen is replaced by fluorine, or alkenyl having 2 to 12 carbons in which at least one hydrogen is replaced by fluorine.)
組成物が、添加物として光重合開始剤を含有する、請求項1から14のいずれか1項の組成物。   The composition according to any one of claims 1 to 14, wherein the composition contains a photopolymerization initiator as an additive. 請求項1から15のいずれか1項の組成物を用いた、透明および散乱状態をスイッチングする素子。   An element for switching between a transparent state and a scattering state, which uses the composition according to any one of claims 1 to 15. プラスチック基板を用いた請求項16に記載の素子。   The device according to claim 16, wherein a plastic substrate is used.
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