JP2021063156A - Light-scattering type liquid crystal composition, light-control element containing the same, and smart window including the element - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光散乱型液晶組成物及びそれを含有する調光素子、並びにそれらを備えたスマートウィンドウに関する。 The present invention relates to a light scattering type liquid crystal composition, a dimming element containing the same, and a smart window including the same.
近年、ディスプレイ用途の多様化又は高性能化とともに、透明ディスプレイ、及びコントラスト比の高い液晶ディスプレイだけでなく、光の透過−光の散乱度合いを任意に調節できる調光可能な光シャッター機能を備えた調光素子などの実現が期待されている。当該調光素子を実現するための調光材料の開発が重要な課題となっている。 In recent years, along with the diversification or high performance of display applications, it has not only a transparent display and a liquid crystal display with a high contrast ratio, but also a dimmable light shutter function that can arbitrarily adjust the degree of light transmission-light scattering. Realization of dimming elements and the like is expected. The development of a dimming material for realizing the dimming element has become an important issue.
調光材料の一例として、光透過‐光散乱型の調光素子用材料を用いた光散乱型液晶表示素子が挙げられる。当該光散乱型液晶表示素子は、ポリマーネットワーク型液晶を用いたており、当該素子中において非重合性の液晶材料とポリマーネットワークを形成する高分子とが互いに相分離した複合層が形成された液晶素子方式である。また、光散乱型液晶表示素子は、透明状態と白濁状態との間のコントラスト比を利用する表示方式のため、偏光板等の光学フィルムを必要としない。そのため、偏光板を用いたTN、STN、IPS又はVAモードの液晶表示素子に比べ、明るい表示が実現できるメリットがある。さらには、素子の構成も単純であることから、調光ガラス等の光シャッター用途、時計等セグメント表示用途に応用されている。そして現在、高精細表示を実現するため、アクティブ駆動表示素子と組み合わせて、プロジェクター用途、反射型ディスプレイ用途等への応用も検討されている。 An example of a dimming material is a light scattering type liquid crystal display element using a light transmitting-light scattering type dimming element material. The light scattering type liquid crystal display element uses a polymer network type liquid crystal, and a liquid crystal in which a composite layer in which a non-polymerizable liquid crystal material and a polymer forming a polymer network are phase-separated from each other is formed. It is an element method. Further, the light scattering type liquid crystal display element does not require an optical film such as a polarizing plate because it is a display method that utilizes the contrast ratio between the transparent state and the cloudy state. Therefore, there is an advantage that a bright display can be realized as compared with a liquid crystal display element in TN, STN, IPS or VA mode using a polarizing plate. Furthermore, since the element configuration is simple, it is applied to optical shutter applications such as dimming glass and segment display applications such as watches. At present, in order to realize high-definition display, application to projector applications, reflective display applications, etc. is being studied in combination with an active drive display element.
透過型ディスプレイ、フレキシブルディスプレイといった、従来に無い設計の次世代ディスプレイの実用化へ向けて開発が進められている。これら次世代ディスプレイへの応用に期待される液晶素子として、例えば、特許文献1又は特許文献2に記載のリバースモードタイプの光散乱型液晶素子が挙げられる。光散乱型液晶表示素子は、一般的には、ノーマルモードタイプの光散乱型液晶素子(電圧無印加時では液晶相とポリマーネットワークとの界面の屈折率の違い又はダイレクタがランダム配向となるために光散乱状態となり、電圧印加によりダイレクタ光散乱状態から透過状態に変化する液晶素子)と、リバースモードタイプの光散乱型液晶素子(電圧無印加時に透明状態となり、電圧の印加時に散乱状態となる表示素子)との2つに分類され、リバースモードタイプの方が透明状態における透明度に優れるという特長を有する。
Development is underway for the practical application of next-generation displays with unprecedented designs, such as transmissive displays and flexible displays. Examples of the liquid crystal element expected to be applied to these next-generation displays include a reverse mode type light scattering type liquid crystal element described in Patent Document 1 or
上記特許文献1及び2に記載のリバースモードタイプの光散乱型液晶素子では、負の誘電率異方性を有する液晶材料を用いて、電圧無印加時に液晶材料が基板に対して垂直に配向する構成になるよう設計されている。しかし、上記特許文献1及び2に代表される従来の光散乱型液晶素子では、次世代ディスプレイに要求される、電圧印加時におけるより高い水準の光散乱性が得られないという問題が生じる。また、従来の光散乱型液晶素子では、ポリマーネットワーク中のメソゲン基と液晶分子との相互作用によって強いアンカリング力が発生するため、液晶分子が駆動しにくく、高い散乱性を確保するために必要な印加電圧が大きくなることから、適度な印加電圧で高い光散乱性を得難いものであった。
In the reverse mode type light scattering type liquid crystal element described in
そこで、本発明は、リバースモードタイプの調光素子において適度な印加電圧で高い光散乱性を示す光散乱型液晶組成物及びそれを用いた調光素子、並びそれらを備えたスマートウィンドウを提供することを目的とする。 Therefore, the present invention provides a light scattering type liquid crystal composition that exhibits high light scattering property at an appropriate applied voltage in a reverse mode type dimming element, a dimming element using the same, and a smart window provided with them. The purpose is.
本発明者等は、上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、特定の重合性化合物を組み合わせた光散乱型液晶組成物を用いることが重要であることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of diligent studies to solve the above problems, the present inventors have found that it is important to use a light scattering type liquid crystal composition in which a specific polymerizable compound is combined, and to complete the present invention. I arrived.
すなわち、本発明は、第一成分として、一般式(i)で表される化合物、一般式(ii)で表される化合物、及び一般式(iii)で表される化合物を含有する重合性化合物と、第二成分として、負の誘電率異方性を有する液晶化合物とを含有する光散乱型液晶組成物である。 That is, the present invention contains, as the first component, a compound represented by the general formula (i), a compound represented by the general formula (ii), and a compound represented by the general formula (iii). A light-scattering liquid crystal composition containing the second component and a liquid crystal compound having a negative dielectric anisotropy.
Si1及びSi2はそれぞれ独立して、スペーサー基又は単結合を表し、
Xi1及びXi2はそれぞれ独立して、−O−、−S−、−OCH2−、−CO−、−COO−、−OCO−、−CO−S−、−S−CO−、−O−CO−O−、−CO−NH−、−NH−CO−、−SCH2−、−CF2O−、−OCF2−、−CF2S−、−SCF2−、−CH=CH−COO−、−CH=CH−OCO−、−COO−CH=CH−、−OCO−CH=CH−、−COO−CH2CH2−、−OCO−CH2CH2−、−COO−CH2−、−OCO−CH2−、−CH=CH−、−N=N−、−CH=N−N=CH−、−CF=CF−、−C≡C−又は単結合を表し(ただし、Pi1−Si1−Xi1−及びPi2−Si2−Xi2−で表される基中には−O−O−を含まない。)、
Zi1は、−O−、−S−、−OCH2−、−CH2O−、−CO−、−COO−、−OCO−、−CO−S−、−S−CO−、−O−CO−O−、−CO−NH−、−NH−CO−、−SCH2−、−CH2S−、−CF2O−、−OCF2−、−CF2S−、−SCF2−、−CH=CH−COO−、−CH=CH−OCO−、−COO−CH=CH−、−OCO−CH=CH−、−COO−RZ1−、−OCO−RZ1−、−RZ1−COO−、−RZ1−OCO−、−COO−CH2−、−OCO−CH2−、−CH2−COO−、−CH2−OCO−、−CH=CH−、−CH2CH2−、−N=N−、−CH=N−N=CH−、−CF=CF−、−C≡C−又は単結合を表し(ただし、−RZ1−は、炭素原子数2〜6のアルキレン基を表す。)、
Zi1のうち少なくとも一つは、−COO−RZ1−、−OCO−RZ1−、−RZ1−COO−、及び−RZ1−OCO−からなる群から選択される基であり、−RZ1−は、炭素原子数2〜6のアルキレン基であり、
Zi1が複数存在する場合、Zi1はそれぞれ同一であっても異なっていてもよいが、上記一般式(i)中に存在するZi1のうち少なくとも一つは、−COO−RZ1−、−OCO−RZ1−、−RZ1−COO−、及び−RZ1−OCO−からなる群から選択される基であり、
Ai1及びAi2はそれぞれ独立して、芳香環、脂環、複素環及び縮合環から選択される二価の環式基を表し、
Ai1が複数存在する場合、当該複数存在するAi1はそれぞれ同一であっても異なっていてもよく、
ni1はそれぞれ独立して、1〜9の整数を表す。)、
S i1 and S i2 independently represent a spacer group or a single bond, respectively.
X i1 and X i2 are independent of -O-, -S-, -OCH 2- , -CO-, -COO-, -OCO-, -CO-S-, -S-CO-, -O. -CO-O-, -CO-NH-, -NH-CO-, -SCH 2- , -CF 2 O-, -OCF 2- , -CF 2 S-, -SCF 2- , -CH = CH- COO-, -CH = CH-OCO-, -COO-CH = CH-, -OCO-CH = CH-, -COO-CH 2 CH 2- , -OCO-CH 2 CH 2- , -COO-CH 2 Represents −, −OCO−CH 2− , −CH = CH−, −N = N−, −CH = N−N = CH−, −CF = CF−, −C≡C− or a single bond (however, -O-O- is not included in the groups represented by P i1- S i1- X i1- and P i2- S i2- X i2-),.
Z i1 is -O-, -S-, -OCH 2- , -CH 2 O-, -CO-, -COO-, -OCO-, -CO-S-, -S-CO-, -O- CO-O-, -CO-NH-, -NH-CO-, -SCH 2- , -CH 2 S-, -CF 2 O-, -OCF 2- , -CF 2 S-, -SCF 2- , -CH = CH-COO-, -CH = CH-OCO-, -COO-CH = CH-, -OCO-CH = CH-, -COO-R Z1- , -OCO-R Z1- , -R Z1- COO-, -R Z1- OCO-, -COO-CH 2- , -OCO-CH 2- , -CH 2- COO-, -CH 2- OCO-, -CH = CH-, -CH 2 CH 2- , -N = N-, -CH = N-N = CH-, -CF = CF-, -C≡C- or a single bond (where -R Z1- is an alkylene with 2 to 6 carbon atoms. Represents a group.),
At least one of Z i1 is, -COO-R Z1 -, - OCO-R Z1 -, - R Z1 -COO-, and a group selected from the group consisting of -R Z1 -OCO-, -R Z1 − is an alkylene group having 2 to 6 carbon atoms.
When a plurality of Z i1s are present, the Z i1s may be the same or different, but at least one of the Z i1s present in the general formula (i) is −COO-R Z1 −,. -OCO-R Z1 -, - R Z1 -COO-, and a group selected from the group consisting of -R Z1 -OCO-,
A i1 and A i2 each independently represent a divalent cyclic group selected from an aromatic ring, an alicyclic ring, a heterocyclic ring and a condensed ring.
When a plurality of A i1s exist, the plurality of A i1s may be the same or different.
n i1 independently represents an integer of 1-9. ),
Mii1は下記一般式(Me−a)で表されるメソゲン基であり、
Mii1 is a mesogen group represented by the following general formula (Me-a).
ZMe1及びZMe2はそれぞれ独立して、−O−、−S−、−OCH2−、−CH2O−、−CH2CH2−、−CO−、−COO−、−OCO−、−CO−S−、−S−CO−、−O−CO−O−、−CO−NH−、−NH−CO−、−SCH2−、−CH2S−、−CF2O−、−OCF2−、−CF2S−、−SCF2−、−CH=CH−COO−、−CH=CH−OCO−、−COO−CH=CH−、−OCO−CH=CH−、−COO−CH2CH2−、−OCO−CH2CH2−、−CH2CH2−COO−、−CH2CH2−OCO−、−COO−CH2−、−OCO−CH2−、−CH2−COO−、−CH2−OCO−、−CH=CH−、−N=N−、−CH=N−、−N=CH−、−CH=N−N=CH−、−CF=CF−、−C≡C−又は単結合を表すが、ZMe1及び/又はZMe2が複数現れる場合はそれぞれ同一であっても異なっていてもよく、
jMe1及びjMe2はそれぞれ独立して、0〜4の整数を表すが、jMe1+jMe2は1〜4の整数を表し、
置換基L1は、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、ペンタフルオロスルフラニル基、ニトロ基、イソシアノ基、アミノ基、ヒドロキシル基、メルカプト基、メチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジイソプロピルアミノ基、トリメチルシリル基、ジメチルシリル基、チオイソシアノ基、又は、1個の−CH2−若しくは隣接していない2個以上の−CH2−がそれぞれ独立して、−O−、−S−、−CO−、−COO−、−OCO−、−CO−S−、−S−CO−、−O−CO−O−、−CO−NH−、−NH−CO−、−CH=CH−COO−、−CH=CH−OCO−、−COO−CH=CH−、−OCO−CH=CH−、−CH=CH−、−CF=CF−、−N=N−、−CR1a=N−N=CR1b−、若しくは−C≡C−によって置換されてもよい炭素原子数1〜20の直鎖状若しくは分岐状アルキル基を表すが、当該アルキル基中の任意の水素原子はフッ素原子に置換されてもよい(なお、R1a及びR1bは、水素原子、又は炭素原子数1〜20のアルキル基を表すが、当該アルキル基は直鎖状であっても分岐状であってもよく、当該アルキル基中の任意の水素原子はフッ素原子に置換されてもよく、当該アルキル基中の1個の−CH2−又は隣接していない2個以上の−CH2−はそれぞれ独立して、−O−、−S−、−CO−、−COO−、−OCO−、−CO−S−、−S−CO−、−O−CO−O−、−CO−NH−、−NH−CO−又は−C≡C−によって置換されてもよい。)。)を表し、
Rii1は、水素原子、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、シアノ基、又は、炭素原子数1〜20のアルキル基を表すが、当該アルキル基は直鎖状であっても分岐状であってもよく、当該アルキル基中の任意の水素原子はフッ素原子に置換されてもよく、当該アルキル基中の2級炭素原子を含む、1個の−CH2−又は隣接していない2個以上の−CH2−はそれぞれ独立して、−O−、−S−、−CO−、−COO−、−OCO−、−CO−S−、−S−CO−、−O−CO−O−、−CO−NH−、−NH−CO−又は−C≡C−によって置換されてもよい。)
Z Me1 and Z Me2 are independent of -O-, -S-, -OCH 2- , -CH 2 O-, -CH 2 CH 2- , -CO-, -COO-, -OCO-,- CO-S-, -S-CO-, -O-CO-O-, -CO-NH-, -NH-CO-, -SCH 2- , -CH 2 S-, -CF 2 O-, -OCF 2- , -CF 2 S-, -SCF 2- , -CH = CH-COO-, -CH = CH-OCO-, -COO-CH = CH-, -OCO-CH = CH-, -COO-CH 2 CH 2- , -OCO-CH 2 CH 2- , -CH 2 CH 2- COO-, -CH 2 CH 2- OCO-, -COO-CH 2- , -OCO-CH 2- , -CH 2- COO-, -CH 2- OCO-, -CH = CH-, -N = N-, -CH = N-, -N = CH-, -CH = N-N = CH-, -CF = CF-, It represents −C≡C− or a single bond, but when multiple Z Me1 and / or Z Me2 appear, they may be the same or different.
j Me1 and j Me2 independently represent integers 0 to 4, while j Me1 + j Me2 represent integers 1 to 4.
The substituent L 1 is a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom, a pentafluorosulfuranyl group, a nitro group, an isocyano group, an amino group, a hydroxyl group, a mercapto group, a methylamino group, a dimethylamino group and a diethylamino group. , Diisopropylamino group, trimethylsilyl group, dimethylsilyl group, thioisocyanogroup, or one -CH 2- or two or more non-adjacent -CH 2 --independently, -O-, -S- , -CO-, -COO-, -OCO-, -CO-S-, -S-CO-, -O-CO-O-, -CO-NH-, -NH-CO-, -CH = CH- COO-, -CH = CH-OCO-, -COO-CH = CH-, -OCO-CH = CH-, -CH = CH-, -CF = CF-, -N = N-, -CR 1a = N Represents a linear or branched alkyl group with 1 to 20 carbon atoms that may be substituted with −N = CR 1b − or −C≡C−, any hydrogen atom in the alkyl group being a fluorine atom. (Note that R 1a and R 1b represent an alkyl group having a hydrogen atom or 1 to 20 carbon atoms, and the alkyl group may be linear or branched. well, any hydrogen atom in the alkyl group may be substituted by a fluorine atom, one -
Rii1 represents a hydrogen atom, a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom, a cyano group, or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and the alkyl group is branched even if it is linear. Any hydrogen atom in the alkyl group may be substituted with a fluorine atom, and one −CH 2 − or not adjacent 2 containing a secondary carbon atom in the alkyl group. More than one -CH 2 -is independent of -O-, -S-, -CO-, -COO-, -OCO-, -CO-S-, -S-CO-, -O-CO- It may be replaced by O-, -CO-NH-, -NH-CO- or -C≡C-. )
本発明は、更に、光散乱型液晶組成物中の重合性化合物を重合させることによりポリマーネットワークを形成させてなる調光素子に関する。
The present invention further relates to a dimming device formed by forming a polymer network by polymerizing a polymerizable compound in a light scattering liquid crystal composition.
本発明は、更に、上記調光素子を備えたスマートウィンドウに関する。 The present invention further relates to a smart window provided with the dimming element.
本発明によれば、リバースモードタイプの調光素子において適度な印加電圧で高い光散乱性に示す光散乱型液晶組成物及びそれを用いた調光素子、並びにスマートウィンドウを提供することである。 According to the present invention, it is an object of the present invention to provide a light scattering type liquid crystal composition exhibiting high light scattering property at an appropriate applied voltage in a reverse mode type dimming element, a dimming element using the same, and a smart window.
本発明に係る光散乱型液晶組成物は、第一成分である重合性化合物と、第二成分である負の誘電率異方性を有する液晶化合物とを必須に含有するものである。そして、当該重合性化合物は、一般式(i)で表わされる化合物、一般式(ii)で表わされる化合物、及び一般式(iii)で表わされる化合物の3種を必須に含有する。ポリマーネットワークを形成する重合化合物として、これら特定の化学構造を示す3種の重合性化合物の組み合わせることにより、光散乱型液晶組成物全体として、適度な印加電圧で高い光散乱性を示す効果を発揮することができる。 The light-scattering liquid crystal composition according to the present invention essentially contains a polymerizable compound as a first component and a liquid crystal compound having a negative dielectric anisotropy as a second component. The polymerizable compound indispensably contains three kinds of a compound represented by the general formula (i), a compound represented by the general formula (ii), and a compound represented by the general formula (iii). By combining these three types of polymerizable compounds showing a specific chemical structure as the polymerizing compound forming the polymer network, the light scattering type liquid crystal composition as a whole exhibits an effect of exhibiting high light scattering property at an appropriate applied voltage. can do.
また、上記第一成分である重合性化合物は、3種以上の重合性化合物を含有する重合性組成物として、本発明に係る光散乱型液晶組成物に含有されてもよい。同様に、上記第二成分である負の誘電率異方性を有する液晶化合物は、1種又は2種以上の負の誘電率異方性を有する液晶化合物を含有する液晶組成物として、本発明に係る光散乱型液晶組成物に含有されてもよい。以下、光散乱型液晶組成物の構成要素である、第一成分及び第二成分について説明する。 Further, the polymerizable compound which is the first component may be contained in the light scattering type liquid crystal composition according to the present invention as a polymerizable composition containing three or more kinds of polymerizable compounds. Similarly, the liquid crystal compound having a negative dielectric anisotropy, which is the second component, is the present invention as a liquid crystal composition containing one kind or two or more kinds of liquid crystal compounds having a negative dielectric anisotropy. May be contained in the light scattering type liquid crystal composition according to the above. Hereinafter, the first component and the second component, which are the constituent elements of the light scattering type liquid crystal composition, will be described.
(第一成分:重合性化合物)
本発明に係る光散乱型液晶組成物は、下記一般式(i)で表される化合物の群から選択された重合性化合物を含有する。当該一般式(i)で表わされる化合物は、直鎖構造を有する重合性液晶化合物であることが好ましい。一般式(i)で表わされる化合物が、分子構造中に直鎖構造を有する化合物であると、余計な分子間同士の相互作用を低減できるため、液晶分子を駆動する抑制効果を低減して、より高い散乱性が発揮できると考えられる。
(First component: polymerizable compound)
The light-scattering liquid crystal composition according to the present invention contains a polymerizable compound selected from the group of compounds represented by the following general formula (i). The compound represented by the general formula (i) is preferably a polymerizable liquid crystal compound having a linear structure. When the compound represented by the general formula (i) is a compound having a linear structure in the molecular structure, unnecessary intermolecular interactions can be reduced, so that the inhibitory effect of driving the liquid crystal molecules can be reduced. It is considered that higher scattering property can be exhibited.
本発明における一般式(i)で表わされる化合物は、以下の通りである。 The compound represented by the general formula (i) in the present invention is as follows.
上記一般式(i)中、Si1及びSi2はそれぞれ独立して、スペーサー基又は単結合を表す。
上記一般式(i)中、Xi1及びXi2はそれぞれ独立して、−O−、−S−、−OCH2−、−CO−、−COO−、−OCO−、−CO−S−、−S−CO−、−O−CO−O−、−CO−NH−、−NH−CO−、−SCH2−、−CF2O−、−OCF2−、−CF2S−、−SCF2−、−CH=CH−COO−、−CH=CH−OCO−、−COO−CH=CH−、−OCO−CH=CH−、−COO−CH2CH2−、−OCO−CH2CH2−、−COO−CH2−、−OCO−CH2−、−CH=CH−、−N=N−、−CH=N−N=CH−、−CF=CF−、−C≡C−又は単結合を表す(ただし、Pi1−Si1−Xi1−及びPi2−Si2−Xi2−で表される基中には−O−O−を含まない。)。
上記一般式(i)中、Zi1は、−O−、−S−、−OCH2−、−CH2O−、−CO−、−COO−、−OCO−、−CO−S−、−S−CO−、−O−CO−O−、−CO−NH−、−NH−CO−、−SCH2−、−CH2S−、−CF2O−、−OCF2−、−CF2S−、−SCF2−、−CH=CH−COO−、−CH=CH−OCO−、−COO−CH=CH−、−OCO−CH=CH−、−COO−RZ1−、−OCO−RZ1−、−RZ1−COO−、−RZ1−OCO−、−COO−CH2−、−OCO−CH2−、−CH2−COO−、−CH2−OCO−、−CH=CH−、−CH2CH2−、−N=N−、−CH=N−N=CH−、−CF=CF−、−C≡C−又は単結合を表す(ただし、−RZ1−は、炭素原子数2〜6のアルキレン基を表す。)。
上記一般式(i)中、Zi1が複数存在する場合、Zi1はそれぞれ同一であっても異なっていてもよいが、上記一般式(i)中に存在するZi1のうち少なくとも一つは、−COO−RZ1−、−OCO−RZ1−、−RZ1−COO−、及び−RZ1−OCO−からなる群から選択される基であり、−RZ1−は、炭素原子数2〜6のアルキレン基である。
上記一般式(i)中、Ai1及びAi2はそれぞれ独立して、芳香環、脂環、複素環及び縮合環から選択される二価の環式基を表す。
上記一般式(i)中、Ai1及びZi1が複数存在する場合、当該複数存在するAi1及びZi1はそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。
上記一般式(i)中、ni1はそれぞれ独立して、1〜9の整数を表す。
上記式(i)中、*は、炭素原子又は他の原子との結合を示す。
In the above general formula (i), S i1 and S i2 independently represent a spacer group or a single bond.
In the above general formula (i), X i1 and X i2 are independently of -O-, -S-, -OCH 2- , -CO-, -COO-, -OCO-, -CO-S-, respectively. -S-CO-, -O-CO-O-, -CO-NH-, -NH-CO-, -SCH 2- , -CF 2 O-, -OCF 2- , -CF 2 S-, -SCF 2- , -CH = CH-COO-, -CH = CH-OCO-, -COO-CH = CH-, -OCO-CH = CH-, -COO-CH 2 CH 2- , -OCO-CH 2 CH 2- , -COO-CH 2- , -OCO-CH 2- , -CH = CH-, -N = N-, -CH = N-N = CH-, -CF = CF-, -C≡C- Alternatively, it represents a single bond (however, -O-O- is not included in the groups represented by Pi1- S i1- X i1- and Pi2- S i2- X i2-).
In the above general formula (i), Z i1 is -O-, -S-, -OCH 2- , -CH 2 O-, -CO-, -COO-, -OCO-, -CO-S-,-. S-CO-, -O-CO-O-, -CO-NH-, -NH-CO-, -SCH 2- , -CH 2 S-, -CF 2 O-, -OCF 2- , -CF 2 S-, -SCF 2- , -CH = CH-COO-, -CH = CH-OCO-, -COO-CH = CH-, -OCO-CH = CH-, -COO-R Z1-, -OCO- R Z1- , -R Z1- COO-, -R Z1- OCO-, -COO-CH 2- , -OCO-CH 2- , -CH 2- COO-, -CH 2- OCO-, -CH = CH −, −CH 2 CH 2 −, −N = N−, −CH = N−N = CH−, −CF = CF−, −C≡C− or a single bond (where −R Z1− represents Represents an alkylene group having 2 to 6 carbon atoms).
When a plurality of Z i1s are present in the general formula (i) , the Z i1s may be the same or different, but at least one of the Z i1s present in the general formula (i) is , -COO-R Z1 -, - OCO-R Z1 -, - R Z1 -COO-, and a group selected from the group consisting of -R Z1 -OCO-, -R Z1 - is 2 carbon atoms ~ 6 alkylene groups.
In the above general formula (i), Ai1 and Ai2 independently represent a divalent cyclic group selected from an aromatic ring, an alicyclic ring, a heterocyclic ring and a condensed ring.
In the above general formula (i), when a plurality of Ai1 and Zi1 are present, the plurality of Ai1 and Zi1 may be the same or different from each other.
In the above general formula (i), n i1 independently represents an integer of 1 to 9.
In the above formula (i), * indicates a bond with a carbon atom or another atom.
上記記一般式(i)中、Pi1及びPi2で表される重合性基は、それぞれ独立して、下記式(P−a)〜式(P−j)のいずれかが好ましい。 In the above general formula (i), the polymerizable groups represented by Pi1 and Pi2 are each independently preferably any of the following formulas (Pa) to (Pj).
重合性及び保存安定性を高める観点から、上記式(P−a)〜(P−j)で表わされる重合性基のうち、式(P−a)、式(P−c)及び式(P−e)が好ましい。
From the viewpoint of enhancing the polymerizable property and the storage stability, among the polymerizable groups represented by the above formulas (P-a) to (P-j), the formulas (P-a), the formula (P-c) and the formula (P-j) are used. -E) is preferable.
Pi1及びPi2で表される重合性基としては、それぞれ独立して、下記式(P−1)〜式(P−20)のいずれかがより好ましい。また、下記式(P−1)〜式(P−20)中、*は、炭素原子又は他の原子との結合を示す。 As the polymerizable group represented by Pi1 and Pi2 , any of the following formulas (P-1) to (P-20) is more preferable independently of each other. Further, in the following formulas (P-1) to (P-20), * indicates a bond with a carbon atom or another atom.
上記一般式(i)中、Si1及びSi2は、それぞれ独立して、単結合又はスペーサー基を表す。当該スペーサー基としては特に制限されることはなく、二価の直鎖状の有機基が好ましい。特に液晶性を発現しやすく、また駆動電圧を低減させる観点から、Si1及びSi2は、それぞれ独立して、炭素原子数1〜18のアルキレン基であることが好ましい。ここで、該アルキレン基は直鎖状であっても分岐状であってもよいが、直鎖状アルキレン基であることが好ましい。また、当該アルキレン基中の1以上水素原子は、1以上のハロゲン原子、CN基、前述の式(P−a)〜(P−j)で表わされる重合性基、又は前記重合性基を有する炭素原子数1〜8のアルキル基により置換されていてもよい。上記スペーサー基の好ましい形態であるアルキレン基中に存在する1つのCH2基又は隣接していない2つ以上のCH2基は、それぞれ独立して、酸素原子が相互に直接結合しない形で、−O−、−S−、−NH−、−N(CH3)−、−CO−、−CH(OH)−、−CH(COOH)−、−COO−、−OCO−、−OCOO−、−SCO−、−COS−又は−C≡C−により置き換えられていてもよい。 In the above general formula (i), S i1 and S i2 each independently represent a single bond or a spacer group. The spacer group is not particularly limited, and a divalent linear organic group is preferable. In particular, from the viewpoint of easily exhibiting liquid crystallinity and reducing the driving voltage, it is preferable that S i1 and S i2 are independently alkylene groups having 1 to 18 carbon atoms. Here, the alkylene group may be linear or branched, but is preferably a linear alkylene group. Further, one or more hydrogen atoms in the alkylene group have one or more halogen atoms, a CN group, a polymerizable group represented by the above formulas (Pa) to (Pj), or the polymerizable group. It may be substituted with an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms. Preferred two or more CH 2 groups not one CH 2 group or adjacent existing in the alkylene group in the form of the spacer groups each independently, in the form of oxygen atoms are not directly bonded to each other, - O-, -S-, -NH-, -N (CH 3 )-, -CO-, -CH (OH)-, -CH (COOH)-, -COO-, -OCO-, -OCOO-,- It may be replaced by SCO-, -COS- or -C≡C-.
本発明におけるスペーサー基は、液晶性を発現する観点から、炭素原子数2〜10の直鎖アルキレン基、フッ素原子で置換された炭素数2〜8のアルキレン基、アルキレン基の一部が−O−で置き換えられた炭素原子数4〜14のアルキレン基が好ましい。 From the viewpoint of exhibiting liquidity, the spacer group in the present invention is a linear alkylene group having 2 to 10 carbon atoms, an alkylene group having 2 to 8 carbon atoms substituted with a fluorine atom, and a part of the alkylene group is −O. An alkylene group having 4 to 14 carbon atoms substituted with − is preferable.
上記一般式(i)中、Xi1、Xi2で表される基は、上記した通りである。Xi1、Xi2で表される基は、それぞれ独立して、単結合、−O−、−S−、−CO−、−COO−、及び−OCO−からなる群から選択される基が好ましい。 In the above general formula (i), the groups represented by X i1 and X i2 are as described above. The groups represented by X i1 and X i2 are preferably groups independently selected from the group consisting of a single bond, -O-, -S-, -CO-, -COO-, and -OCO-. ..
ただし、上記一般式(i)中、Pi1−Si1−Xi1−結合及びPi2−Si2−Xi2−結合には−O−O−結合を含まない。 However, in the above general formula (i), the P i1- S i1- X i1 -bond and the P i2- S i2- X i2- bond do not include the -O-O- bond.
上記一般式(i)中、Zi1で表される基は、上記した通りである。上記一般式(i)中にZi1が複数存在する場合それらはそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。そして、上記一般式(i)中に、Zi1が1つ存在する場合及びZi1が複数存在する場合において、上記一般式(i)中に存在するZi1のうち少なくとも一つが、−COO−RZ1−、−OCO−RZ1−、−RZ1−COO−、及び−RZ1−OCO−からなる群から選択される基である。換言すると、一般式(i)で表わされる化合物が、−COO−RZ1−、−OCO−RZ1−、−RZ1−COO−、又は−RZ1−OCO−を少なくとも1種含む化学構造である。これにより、電圧無印加時の透明を良好な状態に保持しつつ、駆動電圧を低減させることができる。 In the above general formula (i), the group represented by Z i1 is as described above. When a plurality of Z i1s are present in the general formula (i), they may be the same or different from each other. Then, in the general formula (i), when the case and the Z i1 Z i1 exists one there are a plurality, at least one of Z i1 present in the general formula (i) is, -COO- R Z1 -, - OCO-R Z1 -, - R Z1 -COO-, and a group selected from the group consisting of -R Z1 -OCO-. In other words, the compound represented by formula (i), -COO-R Z1 -, - OCO-R Z1 -, - R Z1 -COO-, or -R Z1 -OCO- in chemical structure comprising at least one of is there. As a result, the drive voltage can be reduced while maintaining the transparency when no voltage is applied in a good state.
上記一般式(i)中に、−COO−RZ1−、−OCO−RZ1−、−RZ1−COO−、及び−RZ1−OCO−からなる群から選択されるカルボニル含有基が一つ以上あればよい。なかでも、一般式(i)で表される化合物中に、上記カルボニル含有基が一つのみ有することが好ましい。特に、一般式(i)中のni1が2〜4の場合において、2〜4つ存在するZ1のうちの一つのZ1が、−COO−RZ1−、−OCO−RZ1−、−RZ1−COO−、及び−RZ1−OCO−からなる群から選択される基であり、他のZi1が単結合である条件を満たすことが、液晶化合物を良好に配向させて電圧無印加時に優れた透明性を発現しつつ、駆動電圧を一層低減できる点から好ましい。かかる透明性と駆動電圧とのバランスの点から、−RZ1−は、−CH2CH2−であることがさらに好ましい。 During the general formula (i), -COO-R Z1 -, - OCO-R Z1 -, - One of R Z1 -COO-, and carbonyl-containing groups selected from the group consisting of -R Z1 -OCO- All you need is the above. Among them, it is preferable that the compound represented by the general formula (i) has only one carbonyl-containing group. In particular, when n i1 in the general formula (i) is 2 to 4, Z 1 of one of 2 to 4 existing Z 1 is -COO-R Z1- , -OCO-R Z1- , -R Z1 -COO-, and a group selected from the group consisting of -R Z1 -OCO-, that other Z i1 satisfies the condition is a single bond, no voltage to satisfactorily align the liquid crystal compound It is preferable because the drive voltage can be further reduced while exhibiting excellent transparency at the time of addition. From the viewpoint of the balance between the transparency and the drive voltage, it is more preferable that −R Z1 − is −CH 2 CH 2 −.
上記一般式(i)中、Ai1及びAi2は、それぞれ独立して、2価の芳香環、脂環、複素環及び縮合環から選択される基を表す。具体的には、Ai1及びAi2は、それぞれ独立して、下記の基(a)〜基(c)から選択される基が好ましい。なお、Ai1が複数存在する場合それらはそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。
(a) トランス−1,4−シクロへキシレン基(この基中に存在する1つのメチレン基又は隣接していない2つ以上のメチレン基は−O−又は−S−に置き換えられてもよい。)
(b) フェニレン基(この基中に存在する1個の−CH=又は隣接していない2個以上の−CH=は窒素原子に置き換えられてもよい。)
(c) シクロヘキセニレン基、ビシクロ(2.2.2)オクチレン基、ピペリジン基、ナフタレン基、デカヒドロナフタレン基及びテトラヒドロナフタレン基
(上記の基(a)、基(b)及び基(c)の基中に存在する1つ又は2つ以上の水素原子は、それぞれ独立してフッ素原子、塩素原子、炭素原子数1〜8のアルキル基、炭素原子数1〜8のハロゲン化アルキル基、炭素原子数1〜8のハロゲン化アルコキシ基、又は炭素原子数1〜8のアルコキシ基に置換されていてもよい。)
これらのなかでも液晶性を発現し易い点から、Ai1及びAi2としては、基(a)又は基(b)が好ましく、特に基(b)を必須の構造として有することが好ましい。
In the above general formula (i), Ai1 and Ai2 each independently represent a group selected from a divalent aromatic ring, an alicyclic ring, a heterocyclic ring and a condensed ring. Specifically, A i1 and A i2 are preferably groups selected from the following groups (a) to (c) independently of each other. When a plurality of Ai1s exist, they may be the same or different from each other.
(A) Trans-1,4-cyclohexylene group (one methylene group present in this group or two or more non-adjacent methylene groups may be replaced with -O- or -S-. )
(B) Phenylene group (one -CH = existing in this group or two or more -CH = not adjacent to each other may be replaced with a nitrogen atom).
(C) Cyclohexenylene group, bicyclo (2.2.2) octylene group, piperidine group, naphthalene group, decahydronaphthalene group and tetrahydronaphthalene group (the above groups (a), group (b) and group (c)). One or two or more hydrogen atoms present in the group are independently a fluorine atom, a chlorine atom, an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, and carbon. It may be substituted with a halogenated alkoxy group having 1 to 8 atoms or an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms.)
Terms easily express liquid crystallinity Among these, as the A i1 and A i2, group (a) or group (b) is preferred, it is particularly preferable to have a group (b) as an essential structure.
上記一般式(i)中、ni1は1〜9の整数を表すが、ni1は1〜5が好ましく、ni1は2〜5がより好ましく、ni1は2〜4が特に好ましい。 In the general formula (i), but n i1 is an integer of 1 to 9, n i1 preferably 1 to 5, n i1 is more preferably 2 to 5, n i1 is 2-4 are particularly preferred.
上記記一般式(i)で表される化合物はさらに具体的には、下記式(i−1)〜般式(i−24)で表される化合物を例示することができる。 More specifically, the compound represented by the above general formula (i) can be exemplified by the compounds represented by the following formulas (i-1) to (i-24).
本発明に係る光散乱型液晶組成物の総量(100質量%)における一般式(i)で表される重合性化合物の含有量は、ポリマーネットワークを形成する観点から、0.5質量%以上であることが好ましく、1.0質量%以上であることがより好ましく、1.5質量%以上であることがさらに好ましく、2.0質量%以上であることが特に好ましく、得られる液晶素子の駆動電圧を下げる観点から、上限値が20質量%以下であることが好ましく、15質量%以下であることがより好ましく、12質量%以下であることがさらに好ましく、10質量%以下であることが特に好ましい。なお、以上詳述した一般式(i)で表される重合性化合物は、第一の成分として、一種のみ用いてもよいし、二種以上を併用してもよい。 The content of the polymerizable compound represented by the general formula (i) in the total amount (100% by mass) of the light-scattering liquid crystal composition according to the present invention is 0.5% by mass or more from the viewpoint of forming a polymer network. It is preferably 1.0% by mass or more, more preferably 1.5% by mass or more, particularly preferably 2.0% by mass or more, and driving the obtained liquid crystal element. From the viewpoint of lowering the voltage, the upper limit value is preferably 20% by mass or less, more preferably 15% by mass or less, further preferably 12% by mass or less, and particularly preferably 10% by mass or less. preferable. The polymerizable compound represented by the general formula (i) described in detail above may be used alone as the first component, or may be used in combination of two or more.
本発明に係る光散乱型液晶組成物は、下記一般式(ii)で表される化合物の群から選択された重合性化合物を含有する。一般式(ii)で表わされる化合物が、分子構造中に直鎖構造を有する化合物であると、余計な分子間同士の相互作用を低減できるため、液晶分子を駆動する抑制効果を低減して、より高い散乱性が発揮できると考えられる。 The light-scattering liquid crystal composition according to the present invention contains a polymerizable compound selected from the group of compounds represented by the following general formula (ii). When the compound represented by the general formula (ii) is a compound having a linear structure in the molecular structure, the unnecessary interaction between the molecules can be reduced, so that the inhibitory effect of driving the liquid crystal molecules can be reduced. It is considered that higher scattering property can be exhibited.
本発明における一般式(ii)で表わされる化合物は、以下の通りである。 The compound represented by the general formula (ii) in the present invention is as follows.
上記一般式(ii)中、Rii1は、水素原子、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、シアノ基、又は、炭素原子数1〜20のアルキル基を表す。この場合、当該アルキル基は直鎖状であっても分岐状であってもよく、当該アルキル基中の任意の水素原子はフッ素原子に置換されてもよく、当該アルキル基中の2級炭素原子を含む、1個の−CH2−又は隣接していない2個以上の−CH2−はそれぞれ独立して、−O−、−S−、−CO−、−COO−、−OCO−、−CO−S−、−S−CO−、−O−CO−O−、−CO−NH−、−NH−CO−又は−C≡C−によって置換されてもよい。
上記一般式(ii)中、Mii1は下記一般式(Me−a)で表されるメソゲン基を表わす。
In the general formula (ii), R ii1 represents a hydrogen atom, a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom, a cyano group, or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms. In this case, the alkyl group may be linear or branched, any hydrogen atom in the alkyl group may be substituted with a fluorine atom, and a secondary carbon atom in the alkyl group. containing one -CH 2 - or nonadjacent two or more -CH 2 - are each independently, -O -, - S -, - CO -, - COO -, - OCO -, - It may be replaced by CO-S-, -S-CO-, -O-CO-O-, -CO-NH-, -NH-CO- or -C≡C-.
In the above general formula (ii), Mii1 represents a mesogen group represented by the following general formula (Me-a).
上記一般式(Me−a)中、置換基L1は、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、ペンタフルオロスルフラニル基、ニトロ基、イソシアノ基、アミノ基、ヒドロキシル基、メルカプト基、メチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジイソプロピルアミノ基、トリメチルシリル基、ジメチルシリル基、チオイソシアノ基、又は、1個の−CH2−若しくは隣接していない2個以上の−CH2−がそれぞれ独立して、−O−、−S−、−CO−、−COO−、−OCO−、−CO−S−、−S−CO−、−O−CO−O−、−CO−NH−、−NH−CO−、−CH=CH−COO−、−CH=CH−OCO−、−COO−CH=CH−、−OCO−CH=CH−、−CH=CH−、−CF=CF−、−N=N−、−CR1a=N−N=CR1b−、若しくは−C≡C−によって置換されてもよい炭素原子数1〜20の直鎖状若しくは分岐状アルキル基を表すが、当該アルキル基中の任意の水素原子はフッ素原子に置換されてもよい。なお、この場合、R1a及びR1bは、水素原子、又は炭素原子数1〜20のアルキル基を表すが、当該アルキル基は直鎖状であっても分岐状であってもよく、当該アルキル基中の任意の水素原子はフッ素原子に置換されてもよく、当該アルキル基中の1個の−CH2−又は隣接していない2個以上の−CH2−はそれぞれ独立して、−O−、−S−、−CO−、−COO−、−OCO−、−CO−S−、−S−CO−、−O−CO−O−、−CO−NH−、−NH−CO−又は−C≡C−によって置換されてもよい。
In the above general formula (Me-a), the substituent L 1 is a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom, a pentafluorosulfuranyl group, a nitro group, an isocyano group, an amino group, a hydroxyl group, a mercapto group, and the like. Methylamino group, dimethylamino group, diethylamino group, diisopropylamino group, trimethylsilyl group, dimethylsilyl group, thioisocyanogroup, or one -CH 2- or two or more non-adjacent -CH 2- are independent of each other. Then, -O-, -S-, -CO-, -COO-, -OCO-, -CO-S-, -S-CO-, -O-CO-O-, -CO-NH-,- NH-CO-, -CH = CH-COO-, -CH = CH-OCO-, -COO-CH = CH-, -OCO-CH = CH-, -CH = CH-, -CF = CF-,- Represents a linear or branched alkyl group having 1 to 20 carbon atoms which may be substituted with N = N−, −CR 1a = N−N = CR 1b−, or −C≡C−. Any hydrogen atom in the group may be replaced with a fluorine atom. In this case, R 1a and R 1b represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and the alkyl group may be linear or branched, and the alkyl may be linear or branched. any hydrogen atom in the group may be substituted by a fluorine atom, one -
上記一般式(Me−a)中、ZMe1及びZMe2は、それぞれ独立して、−O−、−S−、−OCH2−、−CH2O−、−CH2CH2−、−CO−、−COO−、−OCO−、−CO−S−、−S−CO−、−O−CO−O−、−CO−NH−、−NH−CO−、−SCH2−、−CH2S−、−CF2O−、−OCF2−、−CF2S−、−SCF2−、−CH=CH−COO−、−CH=CH−OCO−、−COO−CH=CH−、−OCO−CH=CH−、−COO−CH2CH2−、−OCO−CH2CH2−、−CH2CH2−COO−、−CH2CH2−OCO−、−COO−CH2−、−OCO−CH2−、−CH2−COO−、−CH2−OCO−、−CH=CH−、−N=N−、−CH=N−、−N=CH−、−CH=N−N=CH−、−CF=CF−、−C≡C−又は単結合を表す。この場合、ZMe1及び/又はZMe2が複数現れる場合はそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。 In the above general formula (Me-a), Z Me1 and Z Me2 are independently -O-, -S-, -OCH 2- , -CH 2 O-, -CH 2 CH 2- , -CO. -, -COO-, -OCO-, -CO-S-, -S-CO-, -O-CO-O-, -CO-NH-, -NH-CO-, -SCH 2- , -CH 2 S-, -CF 2 O-, -OCF 2- , -CF 2 S-, -SCF 2- , -CH = CH-COO-, -CH = CH-OCO-, -COO-CH = CH-,- OCO-CH = CH-, -COO-CH 2 CH 2- , -OCO-CH 2 CH 2- , -CH 2 CH 2- COO-, -CH 2 CH 2- OCO-, -COO-CH 2- , -OCO-CH 2- , -CH 2- COO-, -CH 2- OCO-, -CH = CH-, -N = N-, -CH = N-, -N = CH-, -CH = N- Represents N = CH-, -CF = CF-, -C≡C- or a single bond. In this case, when a plurality of Z Me1 and / or Z Me2 appear, they may be the same or different.
上記一般式(Me−a)中、jMe1及びjMe2はそれぞれ独立して、0〜4の整数を表すが、jMe1+jMe2は1〜4の整数を表す。
上記一般式中(Me−a)中、*は、炭素原子又は他の原子との結合を示す。
In the above general formula (Me-a), j Me1 and j Me2 independently represent an integer of 0 to 4, while j Me1 + j Me2 represent an integer of 1 to 4.
In the above general formula (Me-a), * indicates a bond with a carbon atom or another atom.
上記一般式(ii)中、Pii1で表される重合性基としては、上記式(P−a)〜式(P−j)のいずれかが好ましい。上記式(P−1)〜(P−20)で表わされる重合性基のうち、重合性及び保存安定性を高める観点から、式(P−1)、式(P−2)、式(P−7)、式(P−12)、又は式(P−13)が好ましく、式(P−1)、式(P−2)、式(P−7)、式(P−12)がより好ましい。 In the general formula (ii), any of the above formulas (Pa) to (Pj) is preferable as the polymerizable group represented by Pii1. Among the polymerizable groups represented by the above formulas (P-1) to (P-20), the formulas (P-1), the formula (P-2), and the formula (P) are used from the viewpoint of enhancing the polymerizable property and the storage stability. -7), formula (P-12), or formula (P-13) is preferable, and formula (P-1), formula (P-2), formula (P-7), and formula (P-12) are more preferable. preferable.
上記一般式(ii)中、Rii1は上記の通りである。Rii1は、水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、又は、炭素原子数1〜17のアルキル基が好ましい。この場合、当該アルキル基は直鎖状であっても分岐状であってもよいが、直鎖状アルキル基が好ましい。上記炭素原子数1〜17のアルキル基中の任意の水素原子はフッ素原子に置換されてもよい。さらには、前記アルキル基中の2級炭素原子を含む、1個の−CH2−又は隣接していない2個以上の−CH2−はそれぞれ独立して、−O−、−S−、−CO−、−COO−、−OCO−、−CO−S−、−S−CO−、−O−CO−O−、−CO−NH−、−NH−CO−又は−C≡C−によって置換されてもよい。 In the general formula (ii), R ii1 is as described above. Rii1 is preferably a hydrogen atom, a fluorine atom, a chlorine atom, a cyano group, or an alkyl group having 1 to 17 carbon atoms. In this case, the alkyl group may be linear or branched, but a linear alkyl group is preferable. Any hydrogen atom in the alkyl group having 1 to 17 carbon atoms may be substituted with a fluorine atom. Further comprises a secondary carbon atom in the alkyl group, one -CH 2 - or nonadjacent two or more -CH 2 - are each independently, -O -, - S -, - Replaced by CO-, -COO-, -OCO-, -CO-S-, -S-CO-, -O-CO-O-, -CO-NH-, -NH-CO- or -C≡C- May be done.
上記一般式(ii)中、Mii1は上述の通りである。以下、上記一般式(Me−a)で表されるメソゲン基の好ましい形態について説明する。 In the general formula (ii), Mii1 is as described above. Hereinafter, preferred forms of the mesogen group represented by the above general formula (Me-a) will be described.
上記一般式(Me−a)中、AMe1、AMe2及びAMe3はそれぞれ独立して、1,4−フェニレン基、1,4−シクロヘキシレン基、1,4−シクロヘキセニル基、テトラヒドロピラン−2,5−ジイル基、1,3−ジオキサン−2,5−ジイル基、テトラヒドロチオピラン−2,5−ジイル基、デカヒドロナフタレン−2,6−ジイル基、ピリジン−2,5−ジイル基、ピリミジン−2,5−ジイル基、ピラジン−2,5−ジイル基、1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基、ナフチレン−1,4−ジイル基、ナフチレン−1,5−ジイル基、ナフチレン−1,6−ジイル基、ナフチレン−2,6−ジイル基及びフェナントレン−2,7−ジイル基から選ばれる基を表すことが好ましい。また、これらの基は無置換又は1つ以上の置換基L1によって置換されてもよいが、AMe1及び/又はAMe2が複数現れる場合はそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。 In the general formula (Me-a), A Me1 , A Me2 and A Me3 are each independently 1,4-phenylene group, 1,4-cyclohexylene group, 1,4-cyclohexenyl group, tetrahydropyran - 2,5-diyl group, 1,3-dioxane-2,5-diyl group, tetrahydrothiopyran-2,5-diyl group, decahydronaphthalene-2,6-diyl group, pyridine-2,5-diyl group , Pyrimidine-2,5-diyl group, pyrazine-2,5-diyl group, 1,2,3,4-tetrahydronaphthalene-2,6-diyl group, naphthylene-1,4-diyl group, naphthylene-1, It is preferable to represent a group selected from a 5-diyl group, a naphthylene-1,6-diyl group, a naphthylene-2,6-diyl group and a phenanthrene-2,7-diyl group. These groups may be substituted by unsubstituted or 1 or more substituents L 1, but each may be the same or different if A Me1 and / or A Me2 appears more.
上記置換基L1は、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、イソシアノ基、ヒドロキシル基、トリメチルシリル基、ジメチルシリル基、チオイソシアノ基、又は、1個の−CH2−又は隣接していない2個以上の−CH2−がそれぞれ独立して−O−、−S−、−CO−、−COO−、−OCO−、−CH=CH−COO−、−CH=CH−OCO−、−COO−CH=CH−、−OCO−CH=CH−、−CH=CH−、−CF=CF−、又は−C≡C−によって置換されてもよい炭素原子数1〜20の直鎖状若しくは分岐状アルキル基を表すことが好ましい。また、当該アルキル基中の任意の水素原子はフッ素原子に置換されてもよい。 The substituent L 1 is a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom, an isocyano group, a hydroxyl group, a trimethylsilyl group, a dimethylsilyl group, a thioisocyano group, or one -CH 2- or a non-adjacent 2 More than one -CH 2 -is independently -O-, -S-, -CO-, -COO-, -OCO-, -CH = CH-COO-, -CH = CH-OCO-, -COO Linear or branched with 1 to 20 carbon atoms which may be substituted by −CH = CH−, −OCO−CH = CH−, −CH = CH−, −CF = CF−, or −C≡C−. It is preferable to represent a state alkyl group. Further, any hydrogen atom in the alkyl group may be substituted with a fluorine atom.
上記一般式(Me−a)中、ZMe1及びZMe2はそれぞれ独立して、−O−、−S−、−OCH2−、−CH2O−、−CH2CH2−、−CO−、−COO−、−OCO−、−O−CO−O−、−CF2O−、−OCF2−、−CH=CH−COO−、−CH=CH−OCO−、−COO−CH=CH−、−OCO−CH=CH−、−COO−CH2CH2−、−OCO−CH2CH2−、−CH2CH2−COO−、−CH2CH2−OCO−、−COO−CH2−、−OCO−CH2−、−CH2−COO−、−CH2−OCO−、−CH=CH−、−CF=CF−、−C≡C−又は単結合を表すことが好ましい。この場合、ZMe1及び/又はZMe2が一般式(ii)中に複数存在する場合はそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。 In the above general formula (Me-a), Z Me1 and Z Me2 are independently -O-, -S-, -OCH 2- , -CH 2 O-, -CH 2 CH 2- , -CO-, respectively. , -COO-, -OCO-, -O-CO-O-, -CF 2 O-, -OCF 2- , -CH = CH-COO-, -CH = CH-OCO-, -COO-CH = CH -, -OCO-CH = CH-, -COO-CH 2 CH 2- , -OCO-CH 2 CH 2- , -CH 2 CH 2- COO-, -CH 2 CH 2- OCO-, -COO-CH 2 -, - OCO-CH 2 -, - CH 2 -COO -, - CH 2 -OCO -, - CH = CH -, - CF = CF -, - C≡C- or preferably represents a single bond. In this case, when a plurality of Z Me1 and / or Z Me2 are present in the general formula (ii), they may be the same or different from each other.
上記一般式(Me−a)中、jMe1及びjMe2はそれぞれ独立して、1〜3の整数を表すことが好ましい。 In the above general formula (Me-a), it is preferable that j Me1 and j Me2 each independently represent an integer of 1 to 3.
上記一般式(ii)で表される重合性化合物は、具体的には、下記の式(ii−1)から式(ii−39)で表される重合性化合物が好ましい。 Specifically, the polymerizable compound represented by the general formula (ii) is preferably a polymerizable compound represented by the following formulas (ii-1) to (ii-39).
一般式(ii)で表される重合性化合物の含有量は、本発明に係る光散乱型液晶組成物に用いる重合性化合物の合計量100質量%に対し、電圧印加時の光散乱性を向上させる観点から1質量%以上であることが好ましく、2質量%以上であることがより好ましく、3質量%以上であることがさらに好ましく、低電圧化、及び、ネットワークの強度を維持する観点から、20質量%以下であることが好ましく、15質量%以下であることがより好ましく、10質量%以下であることが特に好ましい。 The content of the polymerizable compound represented by the general formula (ii) improves the light scattering property when a voltage is applied with respect to the total amount of 100% by mass of the polymerizable compounds used in the light scattering type liquid crystal composition according to the present invention. It is preferably 1% by mass or more, more preferably 2% by mass or more, further preferably 3% by mass or more, from the viewpoint of reducing the voltage and maintaining the strength of the network. It is preferably 20% by mass or less, more preferably 15% by mass or less, and particularly preferably 10% by mass or less.
本発明に係る光散乱型液晶組成物100質量%における、一般式(i)で表わされる化合物と一般式(ii)で表わされる化合物との合計量は、ポリマーネットワークを形成する観点から、2質量%以上であることが好ましく、3質量%以上であることがより好ましく、4質量%以上であることがさらに好ましく、5質量%以上であることが特に好ましく、一方、液晶素子の駆動電圧又は光散乱性の観点から、20質量%以下であることが好ましく、15質量%以下であることがより好ましく、12質量%以下であることがさらに好ましく、10質量%以下であることが特に好ましい。 The total amount of the compound represented by the general formula (i) and the compound represented by the general formula (ii) in 100% by mass of the light scattering type liquid crystal composition according to the present invention is 2% by mass from the viewpoint of forming a polymer network. % Or more, more preferably 3% by mass or more, further preferably 4% by mass or more, particularly preferably 5% by mass or more, while driving voltage or light of the liquid crystal element. From the viewpoint of scattering property, it is preferably 20% by mass or less, more preferably 15% by mass or less, further preferably 12% by mass or less, and particularly preferably 10% by mass or less.
本発明に係る光散乱型液晶組成物は、下記一般式(iii)で表される化合物の群から選択された非液晶性重合性化合物を含有する。以下の一般式(iii)で表される化合物は、1つの重合性基を有する重合性化合物である。一般式(iii)で表わされる化合物は、分子構造中に直鎖構造を有する化合物であるので、余計な分子間同士の相互作用を低減できるため、液晶分子を駆動する抑制効果を低減して、より高い散乱性が発揮できると考えられる。また、一般式(iii)で表わされる化合物は分子構造中に直鎖構造を有する化合物であるので、電圧無印加時の透明性を良好に維持しつつ、駆動電圧を低減効果が顕著なものとなる。 The light-scattering liquid crystal composition according to the present invention contains a non-liquid crystal polymerizable compound selected from the group of compounds represented by the following general formula (iii). The compound represented by the following general formula (iii) is a polymerizable compound having one polymerizable group. Since the compound represented by the general formula (iii) is a compound having a linear structure in its molecular structure, it is possible to reduce unnecessary intermolecular interactions, thereby reducing the inhibitory effect of driving liquid crystal molecules. It is considered that higher scattering property can be exhibited. Further, since the compound represented by the general formula (iii) is a compound having a linear structure in the molecular structure, the effect of reducing the driving voltage is remarkable while maintaining good transparency when no voltage is applied. Become.
本発明における一般式(iii)は、以下の通りである。 The general formula (iii) in the present invention is as follows.
一般式(iii)中、Riii1は炭素原子数1〜22の直鎖アルキル基を表す。
In the general formula (iii), Riii1 represents a linear alkyl group having 1 to 22 carbon atoms.
上記一般式(iii)中、Piii1で表される重合性基としては、上記式(P−a)〜式(P−j)のいずれかが好ましい。上記式(P−1)〜(P−20)で表わされる重合性基のうち、重合性及び保存安定性を高める観点から、式(P−1)、式(P−2)、式(P−7)、式(P−12)、又は式(P−13)が好ましく、式(P−1)、式(P−2)、式(P−7)、式(P−12)がより好ましく、式(P−1)、式(P−2)が特に好ましい。 In the general formula (iii), any of the above formulas (Pa) to (Pj) is preferable as the polymerizable group represented by Piii1. Among the polymerizable groups represented by the above formulas (P-1) to (P-20), the formulas (P-1), the formula (P-2), and the formula (P) are used from the viewpoint of enhancing the polymerizable property and the storage stability. -7), formula (P-12), or formula (P-13) is preferable, and formula (P-1), formula (P-2), formula (P-7), and formula (P-12) are more preferable. Formulations (P-1) and (P-2) are particularly preferred.
一般式(iii)中、Riii1は、上記の通りである。一般式(iii)中、Riii1は、炭素原子数3〜16のアルキル基を表すことがより好ましく、炭素原子数6〜14のアルキル基を表すことが特に結晶性を抑制できる点から好ましい。 In the general formula (iii), Riii1 is as described above. In the general formula (iii), Riii1 more preferably represents an alkyl group having 3 to 16 carbon atoms, and particularly preferably represents an alkyl group having 6 to 14 carbon atoms from the viewpoint of suppressing crystallinity.
一般式(iii)で表される化合物としては、例えば、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、ペンチル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、ヘプチル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、ノニル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、トリデシル(メタ)アクリレート、テトラデシル(メタ)アクリレート、ヘキサデシル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、ドコシル(メタ)アクリレート等の直鎖状アルキル鎖を有するモノ(メタ)アクリレートが挙げられる。 Examples of the compound represented by the general formula (iii) include ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, pentyl (meth) acrylate, hexyl (meth) acrylate, and heptyl (meth) acrylate. , Octyl (meth) acrylate, nonyl (meth) acrylate, decyl (meth) acrylate, lauryl (meth) acrylate, tridecyl (meth) acrylate, tetradecyl (meth) acrylate, hexadecyl (meth) acrylate, stearyl (meth) acrylate, docosyl Examples thereof include mono (meth) acrylate having a linear alkyl chain such as (meth) acrylate.
一般式(iii)で表される重合性化合物の含有量は、本発明に係る光散乱型液晶組成物に用いる重合性化合物の合計量100質量%に対し、低電圧化の観点から、2質量%以上であることが好ましく、3質量%以上であることがより好ましく、4質量%以上であることがさらに好ましく、ポリマーネットワークの強度を維持する観点から、20質量%以下であること、15質量%以下であること、12質量%以下であること、10質量%以下であることが特に好ましい。 The content of the polymerizable compound represented by the general formula (iii) is 2% by mass from the viewpoint of lowering the voltage with respect to 100% by mass of the total amount of the polymerizable compounds used in the light scattering type liquid crystal composition according to the present invention. % Or more, more preferably 3% by mass or more, further preferably 4% by mass or more, and from the viewpoint of maintaining the strength of the polymer network, 20% by mass or less and 15% by mass. % Or less, 12% by mass or less, and 10% by mass or less are particularly preferable.
本発明に係る光散乱型液晶組成物100質量%における、一般式(i)で表わされる化合物と一般式(ii)で表わされる化合物と一般式(iii)で表わされる化合物との合計量は、ポリマーネットワークを形成する観点から、4質量%以上であることが好ましく、5質量%以上であることが好ましく、6質量%以上であることがより好ましく、8質量%以上であることがさらに好ましく、9質量%以上であることが特に好ましく、一方、液晶素子の駆動電圧又は光散乱性の観点から、45質量%以下であることが好ましく、40質量%以下であることがより好ましく、30質量%以下であることがさらに好ましく、25質量%以下であることが特に好ましい。 The total amount of the compound represented by the general formula (i), the compound represented by the general formula (ii), and the compound represented by the general formula (iii) in 100% by mass of the light scattering type liquid crystal composition according to the present invention is. From the viewpoint of forming a polymer network, it is preferably 4% by mass or more, preferably 5% by mass or more, more preferably 6% by mass or more, and further preferably 8% by mass or more. It is particularly preferably 9% by mass or more, and on the other hand, from the viewpoint of the driving voltage or light scattering property of the liquid crystal element, it is preferably 45% by mass or less, more preferably 40% by mass or less, and 30% by mass. It is more preferably 25% by mass or less, and particularly preferably 25% by mass or less.
本明細書における「直鎖構造」とは、直鎖アルキル基、あるいは、直鎖スペーサー基のことであり、当該アルキル基、あるいは、スペーサー基の構造中に分岐構造を有さない構造をいう。 The "linear structure" as used herein refers to a linear alkyl group or a linear spacer group, and refers to a structure having no branched structure in the structure of the alkyl group or spacer group.
本発明に係る光散乱型液晶組成物は、本発明の効果を損なわない範囲で、上記一般式(i)〜一般式(iii)で表される化合物とは異なる他の重合性化合物(以下、「その他の重合性化合物」と略記する)を必要により含有してもよい。当該その他の重合性化合物としては、下記一般式(1)〜(8)で表される化合物が挙げられる(ただし、上記一般式(i)〜上記一般式(iii)で表される重合性化合物を下記一般式(1)〜(8)で表される化合物から除く。)。 The light-scattering liquid crystal composition according to the present invention is a polymerizable compound different from the compounds represented by the above general formulas (i) to (iii) as long as the effects of the present invention are not impaired (hereinafter, (Abbreviated as "other polymerizable compounds") may be contained if necessary. Examples of the other polymerizable compounds include compounds represented by the following general formulas (1) to (8) (however, the polymerizable compounds represented by the general formulas (i) to (iii) below. Is excluded from the compounds represented by the following general formulas (1) to (8).
上記一般式(2)〜(8)中、P11〜P74は、それぞれ独立して、上記式(P−a)〜式(P−j)から選択される重合性基を表すが、これらの重合性基のうち、重合性および保存安定性を高める観点から、式(P−1)、式(P−2)、式(P−7)、式(P−12)、又は式(P−13)が好ましく、式(P−1)、式(P−7)、式(P−12)がより好ましい。
In the general formula (2) ~ (8), P 11 ~P 74 each independently represent a polymerizable group selected from the formulas (P-a) ~ formula (P-j), these From the viewpoint of enhancing the polymerizable group and the storage stability of the above, the formula (P-1), the formula (P-2), the formula (P-7), the formula (P-12), or the formula (P). -13) is preferable, and the formula (P-1), the formula (P-7), and the formula (P-12) are more preferable.
上記一般式(2)〜(8)中、X11〜X72はそれぞれ独立して−O−、−S−、−OCH2−、−CH2O−、−CO−、−COO−、−OCO−、−CO−S−、−S−CO−、−O−CO−O−、−CO−NH−、−NH−CO−、−SCH2−、−CH2S−、−CF2O−、−OCF2−、−CF2S−、−SCF2−、−CH=CH−COO−、−CH=CH−OCO−、−COO−CH=CH−、−OCO−CH=CH−、−COO−CH2CH2−、−OCO−CH2CH2−、−CH2CH2−COO−、−CH2CH2−OCO−、−COO−CH2−、−OCO−CH2−、−CH2−COO−、−CH2−OCO−、−CH=CH−、−N=N−、−CH=N−N=CH−、−CF=CF−、−C≡C−又は単結合を表すが、X11〜X72が複数存在する場合それらはそれぞれ同一であっても異なっていても良く(ただし、各P−(S−X)−結合には−O−O−を含まない。)、特に単結合、−O−、−S−、−CO−、−COO−、−OCO−から選択される基が好ましい。 In the above general formulas (2) to (8), X 11 to X 72 are independently -O-, -S-, -OCH 2- , -CH 2 O-, -CO-, -COO-,-, respectively. OCO-, -CO-S-, -S-CO-, -O-CO-O-, -CO-NH-, -NH-CO-, -SCH 2- , -CH 2 S-, -CF 2 O -, -OCF 2- , -CF 2 S-, -SCF 2- , -CH = CH-COO-, -CH = CH-OCO-, -COO-CH = CH-, -OCO-CH = CH-, -COO-CH 2 CH 2- , -OCO-CH 2 CH 2- , -CH 2 CH 2- COO-, -CH 2 CH 2- OCO-, -COO-CH 2- , -OCO-CH 2- , -CH 2 -COO -, - CH 2 -OCO -, - CH = CH -, - N = N -, - CH = N-N = CH -, - CF = CF -, - C≡C- or a single bond However, when there are a plurality of X 11 to X 72, they may be the same or different (however, each P- (SX) -bond does not include -O-O-. ), Particularly a group selected from single bond, -O-, -S-, -CO-, -COO-, -OCO- is preferred.
上記一般式(2)〜(8)中、M11、M21、M31、M51及びM71は、それぞれ独立して、上記一般式(Me−a)で表されるメソゲン基を表わし、また、M41は、AMe1、AMe2及びAMe3として例示した環構造からさらに任意の水素原子を1つ取り除いた3価の有機基であり、M61は前記AMe1、AMe2及びAMe3として例示した環構造からさらに任意の水素原子を2つ取り除いた4価の有機基である。
上記一般式(2)〜(8)中、R11及びR31はそれぞれ独立して、水素原子、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、シアノ基、又は、炭素原子数1から20のアルキル基を表すが、当該アルキル基は直鎖状であっても分岐状であっても良く、当該アルキル基中の任意の水素原子はフッ素原子に置換されても良く、当該アルキル基中の1個の−CH2−又は隣接していない2個以上の−CH2−はそれぞれ独立して−O−、−S−、−CO−、−COO−、−OCO−、−CO−S−、−S−CO−、−O−CO−O−、−CO−NH−、−NH−CO−又は−C≡C−によって置換されても良い。
In the general formulas (2) to (8), M 11 , M 21 , M 31 , M 51 and M 71 each independently represent a mesogen group represented by the general formula (Me-a). Further, M 41 is a trivalent organic group obtained by further removing one arbitrary hydrogen atom from the ring structure exemplified as A Me1 , A Me 2 and A Me 3, and M 61 is the A Me 1 , A Me 2 and A Me 3 described above. It is a tetravalent organic group obtained by further removing two arbitrary hydrogen atoms from the ring structure exemplified as.
In the above general formulas (2) to (8), R 11 and R 31 are independently hydrogen atom, fluorine atom, chlorine atom, bromine atom, iodine atom, cyano group, or carbon atom number 1 to 20. Although it represents an alkyl group, the alkyl group may be linear or branched, and any hydrogen atom in the alkyl group may be substituted with a fluorine atom, and 1 in the alkyl group. Two -CH 2- or two or more non-adjacent -CH 2- are independently -O-, -S-, -CO-, -COO-, -OCO-, -CO-S-, respectively. It may be replaced by -S-CO-, -O-CO-O-, -CO-NH-, -NH-CO- or -C≡C-.
上記一般式(2)〜(8)中、S11〜S72は、それぞれ独立して、スペーサー基、単結合又は結合手を表し、前記S11〜S72(但し、S31、S51、S71及びS72以外)で表されるスペーサー基は、炭素原子数1〜18のアルキレン基を表し(該アルキレン基は1つ以上のハロゲン原子、CN基、炭素原子数1〜8のアルキル基、または重合性官能基を有する炭素原子数1〜8のアルキル基により置換されていても良く、この基中に存在する1つのCH2基又は隣接していない2つ以上のCH2基はそれぞれ相互に独立して、酸素原子が相互に直接結合しない形で、−O−、−S−、−NH−、−N(CH3)−、−CO−、−CH(OH)−、−CH(COOH)−、−COO−、−OCO−、−OCOO−、−SCO−、−COS−又は−C≡C−により置き換えられていても良い。S31、S51、S71及びS72は、それぞれ独立して、炭素原子数1〜18のアルキレン基から水素原子を一つ1つ取り除いた3価の有機基である。これらのスペーサー基のうち、配向性の観点から、炭素原子数2〜8の直鎖アルキレン基、フッ素原子で置換された炭素数2〜6のアルキレン基、アルキレン基の一部が−O−で置き換えられた炭素原子数5〜14のアルキレン基が好ましい。また、S11〜S72が複数存在する場合それらはそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。 In the above general formulas (2) to (8), S 11 to S 72 independently represent a spacer group, a single bond or a bond, and S 11 to S 72 (where S 31 , S 51 , respectively). The spacer group represented by S 71 and ( other than S 72 ) represents an alkylene group having 1 to 18 carbon atoms (the alkylene group is one or more halogen atoms, a CN group, and an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms). , Or may be substituted with an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms having a polymerizable functional group, and one CH 2 group existing in this group or two or more CH 2 groups not adjacent to each other are each. -O-, -S-, -NH-, -N (CH 3 )-, -CO-, -CH (OH)-, -CH, independent of each other, with oxygen atoms not directly bonded to each other. It may be replaced by (COOH)-, -COO-, -OCO-, -OCOO-, -SCO-, -COS- or -C≡C-. S 31 , S 51 , S 71 and S 72 may be replaced. , Each independently is a trivalent organic group obtained by removing hydrogen atoms one by one from an alkylene group having 1 to 18 carbon atoms. Of these spacer groups, the number of carbon atoms is 2 from the viewpoint of orientation. Preferred are a linear alkylene group of ~ 8, an alkylene group having 2 to 6 carbon atoms substituted with a fluorine atom, and an alkylene group having 5 to 14 carbon atoms in which a part of the alkylene group is substituted with −O−. When a plurality of S 11 to S 72 exist, they may be the same or different from each other.
上記一般式(2)〜(8)中、m1〜m7、n2〜n7、l4〜l6、及びk6は、それぞれ独立して、0から5の整数を表し、m1〜m7、n2〜n7、l4〜l6及びk6はそれぞれ独立して0または1が好ましい。 In the above general formulas (2) to (8), m1 to m7, n2 to n7, l4 to l6, and k6 independently represent integers from 0 to 5, and m1 to m7, n2 to n7, and l4. ~ L6 and k6 are preferably 0 or 1 independently of each other.
上記一般式(1)中、X10は直鎖又は分岐のアルキレンは、炭素原子数6〜80の範囲のものであるが、炭素原子数は7〜70の範囲であることが好ましく、中でも8〜60の範囲であることが好ましく、特に9〜50の範囲であることが駆動電圧低下の点から好ましい。また、上記一般式(1)中、X10は、炭素原子数6〜80のアルキレン中にアルキリデン基を有するものが駆動電圧の低下の点から好ましい。ここでアルキリデン基としては、エチリデン基、2,2−プロピリデン基であることが好ましい。また、一般式(1)に表わされる化合物は、保存安定性を向上させる観点から光散乱型液晶組成物に添加することが好ましい。 In the general formula (1), alkylene X 10 is a linear or branched, but is in a range of carbon atoms 6 to 80 carbon atoms is preferably in the range of 7 to 70, among them 8 The range is preferably in the range of ~ 60, and particularly preferably in the range of 9 to 50 from the viewpoint of lowering the drive voltage. Further, in the above general formula (1), it is preferable that X 10 has an alkylidene group in an alkylene having 6 to 80 carbon atoms from the viewpoint of lowering the driving voltage. Here, the alkylidene group is preferably an ethylidene group or a 2,2-propyridene group. Further, the compound represented by the general formula (1) is preferably added to the light scattering type liquid crystal composition from the viewpoint of improving storage stability.
本発明に係る光散乱型液晶組成物には、上記一般式(i)〜一般式(iii)で表される化合物と共に、基材との密着性を改善する基、例えば、ヒドロキシル基、チオール基、アミド基、アミノ基、リン酸基などの極性基を有する重合性化合物等のその他の重合性化合物を併用してもよい。 The light-scattering liquid crystal composition according to the present invention includes compounds represented by the above general formulas (i) to (iii) and a group for improving adhesion to a substrate, for example, a hydroxyl group or a thiol group. , Other polymerizable compounds such as a polymerizable compound having a polar group such as an amide group, an amino group and a phosphoric acid group may be used in combination.
上記一般式(1)〜(8)で表わされる化合物の含有量は、本発明の光散乱型液晶組成物100質量%に対し、0質量%以上であることが好ましく、0.1質量%以上であることがさらに好ましく、0.2質量%以上であることが特に好ましく、一方、架橋密度が高まりすぎることで駆動電圧が高くなり過ぎない観点から、10質量%以下であることが好ましく、8質量%以下であることがより好ましく、6質量%以下であることがさらに好ましく、4質量%以下であることが特に好ましい。 The content of the compounds represented by the general formulas (1) to (8) is preferably 0% by mass or more, preferably 0.1% by mass or more, based on 100% by mass of the light scattering type liquid crystal composition of the present invention. It is more preferably 0.2% by mass or more, and on the other hand, it is preferably 10% by mass or less from the viewpoint that the driving voltage does not become too high due to the bridging density becoming too high. It is more preferably mass% or less, further preferably 6 mass% or less, and particularly preferably 4 mass% or less.
本発明に係る光散乱型液晶組成物に用いられる重合性化合物の含有量の総量は、本発明の光散乱型液晶組成物100質量%に対し、4質量%以上であることが好ましく、5質量%以上であることが好ましく、6質量%以上であることがさらに好ましく、8質量%以上であることが特に好ましく、一方、架橋密度が高まりすぎることで駆動電圧が高くなり過ぎない観点から、50質量%以下であることが好ましく、40質量%以下であることがより好ましく、30質量%以下であることがさらに好ましく、25質量%以下であることが特に好ましい。 The total content of the polymerizable compound used in the light-scattering liquid crystal composition according to the present invention is preferably 4% by mass or more, preferably 5% by mass, based on 100% by mass of the light-scattering liquid crystal composition of the present invention. % Or more, more preferably 6% by mass or more, particularly preferably 8% by mass or more, and on the other hand, from the viewpoint that the drive voltage does not become too high due to the excessively high cross-linking density, 50. It is preferably 0% by mass or less, more preferably 40% by mass or less, further preferably 30% by mass or less, and particularly preferably 25% by mass or less.
なお、本発明においては、前記した通り、以上詳述したその他の重合性化合物の中でも特に、上記一般式(1)で表される重合性化合物を用いることが駆動電圧の低減効果の点から好ましい。 In the present invention, as described above, among the other polymerizable compounds described in detail above, it is preferable to use the polymerizable compound represented by the general formula (1) from the viewpoint of reducing the driving voltage. ..
(第二成分:負の誘電率異方性を有する液晶化合物)
本発明に係る光散乱型液晶組成物には、第二成分として負の誘電率異方性を有する液晶化合物を含有する。より具体的には、本発明に係る光散乱型液晶組成物には、下記一般式(N−1)で表される負の誘電率異方性を有する液晶化合物を1種又は2種以上含有することが好ましい。
(Second component: liquid crystal compound having negative permittivity anisotropy)
The light-scattering liquid crystal composition according to the present invention contains a liquid crystal compound having a negative dielectric anisotropy as a second component. More specifically, the light scattering type liquid crystal composition according to the present invention contains one or more liquid crystal compounds having a negative dielectric anisotropy represented by the following general formula (N-1). It is preferable to do so.
また、本明細書において、第二成分として含んでもよい液晶化合物を、非重合性液晶化合物と称し、上記第一成分の重合性化合物と区別する。そして、本発明に係る光散乱型液晶組成物の第二成分は、負の誘電率異方性を有する液晶化合物と、必要により中性(Δεが−2〜+2)の誘電率異方性を有する液晶化合物とを含有する液晶組成物であることが好ましい。 Further, in the present specification, the liquid crystal compound that may be contained as the second component is referred to as a non-polymerizable liquid crystal compound, and is distinguished from the polymerizable compound of the first component. The second component of the light-scattering liquid crystal composition according to the present invention has a liquid crystal compound having a negative dielectric anisotropy and, if necessary, a neutral (Δε is -2 to +2) dielectric anisotropy. It is preferable that the liquid crystal composition contains the liquid crystal compound to be contained.
本発明に係る光散乱型液晶組成物は、少なくとも一般式(N−1)で表される化合物を含有するものであればよく、他の成分は限定されない。例えば、一般式(N−1)で表される液晶化合物と共に、以下に示す液晶化合物群を任意に組み合わせて構成することができる。なお、以下特に断らない限り、単に組成物という時は液晶組成物を指す。 The light-scattering liquid crystal composition according to the present invention may contain at least a compound represented by the general formula (N-1), and other components are not limited. For example, the liquid crystal compound represented by the general formula (N-1) can be arbitrarily combined with the liquid crystal compound group shown below. Unless otherwise specified, the term "composition" simply refers to a liquid crystal composition.
本発明に係る光散乱型液晶組成物は、1種類又は2種類以上の一般式(N−1)で表される液晶化合物と共に、一般式(N−2)又は一般式(N−3)で表される液晶化合物を、1種類又は2種類以上含有してもよい。これら液晶化合物は誘電的に負の化合物(誘電率異方性の符号が負で、その絶対値が2より大きい)に該当する。 The light scattering type liquid crystal composition according to the present invention has one kind or two or more kinds of liquid crystal compounds represented by the general formula (N-1), and the general formula (N-2) or the general formula (N-3). The liquid crystal compound represented may be contained in one kind or two or more kinds. These liquid crystal compounds correspond to dielectrically negative compounds (the sign of dielectric anisotropy is negative and the absolute value is greater than 2).
AN11、AN12、AN21、AN22、AN31及びAN32はそれぞれ独立して
(a) 1,4−シクロヘキシレン基(この基中に存在する1個の−CH2−又は隣接していない2個以上の−CH2−は−O−に置き換えられてもよい。)及び
(b) 1,4−フェニレン基(この基中に存在する1個の−CH=又は隣接していない2個以上の−CH=は−N=に置き換えられてもよい。)
(c) ナフタレン−2,6−ジイル基、1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基又はデカヒドロナフタレン−2,6−ジイル基(ナフタレン−2,6−ジイル基又は1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基中に存在する1個の−CH=又は隣接していない2個以上の−CH=は−N=に置き換えられてもよい。)
(d) 1,4−シクロヘキセニレン基
からなる群より選ばれる基を表し、上記の基(a)、基(b)、基(c)及び基(d)はそれぞれ独立してシアノ基、フッ素原子又は塩素原子で置換されていてもよく、
ZN11、ZN12、ZN21、ZN22、ZN31及びZN32はそれぞれ独立して単結合、−CH2CH2−、−(CH2)4−、−OCH2−、−CH2O−、−COO−、−OCO−、−OCF2−、−CF2O−、−CH=N−N=CH−、−CH=CH−、−CF=CF−又は−C≡C−を表し、
XN21は水素原子又はフッ素原子を表し、
TN31は−CH2−又は酸素原子を表し、
nN11、nN12、nN21、nN22、nN31及びnN32はそれぞれ独立して0〜3の整数を表すが、nN11+nN12、nN21+nN22及びnN31+nN32はそれぞれ独立して1、2又は3であり、AN11〜AN32、ZN11〜ZN32が複数存在する場合は、それらは同一であっても異なっていてもよい。ただし、一般式(i)及び(ii)で表される化合物を除く。)
A N11 , A N12 , A N21 , A N22 , A N31 and A N32 are independently (a) 1,4-cyclohexylene groups (one -CH 2- or adjacent to each other in this group). No two or more -CH 2- may be replaced by -O-) and (b) 1,4-phenylene group (one -CH = or non-adjacent 2 present in this group) More than one -CH = may be replaced with -N =.)
(C) Naphthalene-2,6-diyl group, 1,2,3,4-tetrahydronaphthalene-2,6-diyl group or decahydronaphthalene-2,6-diyl group (naphthalene-2,6-diyl group or One -CH = present in the 1,2,3,4-tetrahydronaphthalene-2,6-diyl group or two or more non-adjacent -CH = may be replaced with -N =. )
(D) Represents a group selected from the group consisting of 1,4-cyclohexenylene groups, and the above groups (a), group (b), group (c) and group (d) are independently cyano groups, respectively. It may be replaced with a fluorine atom or a chlorine atom.
Z N11, Z N12, Z N21 , Z N22, Z N31 and Z N32 are each independently a single bond, -CH 2 CH 2 -, - (CH 2) 4 -, - OCH 2 -, - CH 2 O- , -COO-, -OCO-, -OCF 2- , -CF 2 O-, -CH = NN = CH-, -CH = CH-, -CF = CF- or -C≡C-
X N21 represents a hydrogen atom or a fluorine atom.
TN31 represents −CH 2- or an oxygen atom and represents
n N11 , n N12 , n N21 , n N22 , n N31 and n N32 each independently represent an integer of 0 to 3, but n N11 + n N12 , n N21 + n N22 and n N31 + n N32 are independent of each other. If it is 1, 2 or 3, and there are a plurality of A N11 to A N32 and Z N11 to Z N32 , they may be the same or different. However, the compounds represented by the general formulas (i) and (ii) are excluded. )
一般式(N−1)、(N−2)及び(N−3)で表される化合物は、誘電率異方性が負でその絶対値が2よりも大きな化合物であることが好ましい。 The compounds represented by the general formulas (N-1), (N-2) and (N-3) are preferably compounds having a negative dielectric anisotropy and an absolute value of more than 2.
一般式(N−1)、(N−2)及び(N−3)中、RN11、RN12、RN21、RN22、RN31及びRN32はそれぞれ独立して、炭素原子数1〜8のアルキル基、炭素原子数1〜8のアルコキシ基、炭素原子数2〜8のアルケニル基又は炭素原子数2〜8のアルケニルオキシ基が好ましく、炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数1〜5のアルコキシ基、炭素原子数2〜5のアルケニル基又は炭素原子数2〜5のアルケニルオキシ基が好ましく、炭素原子数1〜5のアルキル基又は炭素原子数2〜5のアルケニル基が更に好ましく、炭素原子数2〜5のアルキル基又は炭素原子数2〜3のアルケニル基が更に好ましく、炭素原子数3のアルケニル基(プロペニル基)が特に好ましい。 In the general formulas (N-1), (N-2) and (N-3), RN11 , RN12 , RN21 , RN22 , RN31 and RN32 are independent of each other and have 1 to 8 carbon atoms. Alkyl group, alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, alkenyl group having 2 to 8 carbon atoms or alkenyloxy group having 2 to 8 carbon atoms is preferable, and alkyl group having 1 to 5 carbon atoms and carbon atom number of carbon atoms are preferable. Alkoxy groups 1 to 5, alkenyl groups having 2 to 5 carbon atoms, or alkenyloxy groups having 2 to 5 carbon atoms are preferable, and alkyl groups having 1 to 5 carbon atoms or alkenyl groups having 2 to 5 carbon atoms are preferable. More preferably, an alkyl group having 2 to 5 carbon atoms or an alkoxy group having 2 to 3 carbon atoms is further preferable, and an alkenyl group (propenyl group) having 3 carbon atoms is particularly preferable.
また、それが結合する環構造がフェニル基(芳香族)である場合には、直鎖状の炭素原子数1〜5のアルキル基、直鎖状の炭素原子数1〜4のアルコキシ基及び炭素原子数4〜5のアルケニル基が好ましく、それが結合する環構造がシクロヘキサン、ピラン及びジオキサンなどの飽和した環構造の場合には、直鎖状の炭素原子数1〜5のアルキル基、直鎖状の炭素原子数1〜4のアルコキシ基及び直鎖状の炭素原子数2〜5のアルケニル基が好ましい。ネマチック相を安定化させるためには炭素原子及び存在する場合酸素原子の合計が5以下であることが好ましく、直鎖状であることが好ましい。 When the ring structure to which it is bonded is a phenyl group (aromatic), a linear alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a linear alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, and carbon are used. An alkoxy group having 4 to 5 atoms is preferable, and when the ring structure to which the alkoxy group is bonded is a saturated ring structure such as cyclohexane, pyran, or dioxane, a linear alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or a linear chain is used. Alkoxy groups having 1 to 4 carbon atoms and linear alkenyl groups having 2 to 5 carbon atoms are preferable. In order to stabilize the nematic phase, the total of carbon atoms and oxygen atoms, if present, is preferably 5 or less, and is preferably linear.
本明細書における「アルケニル基」としては、式(R1)から式(R5)のいずれかで表される基から選ばれることが好ましい。(各式中の黒点は環構造中の炭素原子を表す。) The "alkenyl group" in the present specification is preferably selected from the groups represented by any of the formulas (R1) to (R5). (The black dots in each equation represent carbon atoms in the ring structure.)
ZN11、ZN12、ZN21、ZN22、ZN31及びZN32はそれぞれ独立して−CH2O−、−CF2O−、−CH2CH2−、−CF2CF2−又は単結合を表すことが好ましく、−CH2O−、−CH2CH2−又は単結合が更に好ましく、−CH2O−又は単結合が特に好ましい。XN21はフッ素原子が好ましい。TN31は酸素原子が好ましい。
Z N11, Z N12, Z N21 , Z N22, Z N31 and Z N32 -CH 2 each independently O -, - CF 2 O - , -
nN11+nN12、nN21+nN22及びnN31+nN32は1又は2が好ましく、nN11が1でありnN12が0である組み合わせ、nN11が2でありnN12が0である組み合わせ、nN11が1でありnN12が1である組み合わせ、nN11が2でありnN12が1である組み合わせ、nN21が1でありnN22が0である組み合わせ、nN21が2でありnN22が0である組み合わせ、nN31が1でありnN32が0である組み合わせ、nN31が2でありnN32が0である組み合わせ、が好ましい。 n N11 + n N12 , n N21 + n N22 and n N31 + n N32 are preferably 1 or 2, n N11 is 1 and n N12 is 0, n N11 is 2 and n N12 is 0, n A combination of N11 being 1 and n N12 being 1, a combination of n N11 being 2 and n N12 being 1, a combination of n N21 being 1 and n N22 being 0, n N21 being 2 and n N22 being A combination of 0, a combination of n N31 being 1 and n N32 being 0, and a combination of n N31 being 2 and n N32 being 0 are preferred.
本発明の液晶素子又は調光素子の透明性を高める観点から、組成物は一般式(N−2)又は一般式(N−3)で表される化合物は含有しないことが好ましい。 From the viewpoint of enhancing the transparency of the liquid crystal element or the dimming element of the present invention, it is preferable that the composition does not contain the compound represented by the general formula (N-2) or the general formula (N-3).
本発明に係る光散乱型液晶組成物に含まれる非重合性液晶化合物の総量に対しての式(N−1)で表される液晶化合物の好ましい含有量の下限値は30質量%であり、上限値は95質量%である。より好ましい含有量の下限値は45%であり、上限値は80質量%である。 The lower limit of the preferable content of the liquid crystal compound represented by the formula (N-1) with respect to the total amount of the non-polymerizable liquid crystal compound contained in the light scattering type liquid crystal composition according to the present invention is 30% by mass. The upper limit is 95% by mass. The lower limit of the more preferable content is 45%, and the upper limit is 80% by mass.
本発明に係る光散乱型液晶組成物に含まれる非重合性液晶化合物の総量に対しての式(N−2)で表される液晶化合物の好ましい含有量は、0質量%である。ただし、透明性などの本願発明の目的を阻害しない限り、該含有量の下限値は、1質量%であり、10質量%であり、20質量%であってもよい。該含有量の上限値は、35質量%であり、25質量%であり、20質量%であってよい。 The preferable content of the liquid crystal compound represented by the formula (N-2) with respect to the total amount of the non-polymerizable liquid crystal compound contained in the light scattering type liquid crystal composition according to the present invention is 0% by mass. However, the lower limit of the content may be 1% by mass, 10% by mass, or 20% by mass as long as the object of the present invention such as transparency is not impaired. The upper limit of the content is 35% by mass, 25% by mass, and may be 20% by mass.
本発明に係る光散乱型液晶組成物に含まれる非重合性液晶化合物の組成物の総量に対しての式(N−3)で表される液晶化合物の好ましい含有は、0質量%である。ただし、透明性などの本願発明の目的を阻害しない限り、該含有量の下限値は、1%であり、10質量%であり、20質量%であってもよい。該含有量の上限値は、35質量%であり、25質量%であり、20質量%であってよい。 The preferable content of the liquid crystal compound represented by the formula (N-3) with respect to the total amount of the composition of the non-polymerizable liquid crystal compound contained in the light scattering type liquid crystal composition according to the present invention is 0% by mass. However, the lower limit of the content may be 1%, 10% by mass, or 20% by mass as long as the object of the present invention such as transparency is not impaired. The upper limit of the content is 35% by mass, 25% by mass, and may be 20% by mass.
本発明に係る光散乱型液晶組成物の粘度を低く保ち、応答速度が速い組成物が必要な場合は上記の下限値が低く上限値が低いことが好ましい。さらに、本発明に係る光散乱型液晶組成物のTNIを高く保ち、温度安定性のよい組成物が必要な場合は上記の下限値が低く上限値が低いことが好ましい。また、駆動電圧を低く保つために誘電率異方性を大きくしたいときは、上記の下限値を高く上限値が高いことが好ましい。 When a composition having a low viscosity and a high response speed is required for the light scattering type liquid crystal composition according to the present invention, it is preferable that the above lower limit value is low and the upper limit value is low. Moreover, maintaining high T NI of the light-scattering-type liquid crystal composition according to the present invention, it is preferred that the upper limit value lower limit of the above is low when the temperature stability good composition is required is low. Further, when it is desired to increase the dielectric anisotropy in order to keep the drive voltage low, it is preferable that the above lower limit value is high and the upper limit value is high.
一般式(N−1)で表される化合物として、下記の一般式(N−1a)〜(N−1g)で表される化合物群を挙げることができる。 Examples of the compound represented by the general formula (N-1) include a group of compounds represented by the following general formulas (N-1a) to (N-1g).
より具体的には、一般式(N−1)で表される化合物は一般式(N−1−1)〜(N−1−5)、(N−1−10)〜(N−1−18)、(N−1−20)〜(N−1−21)で表される化合物群から選ばれる化合物であることが好ましい。 More specifically, the compounds represented by the general formula (N-1) are the general formulas (N-1-1) to (N-1-5), (N-1-10) to (N-1-). 18), It is preferable that the compound is selected from the compound group represented by (N-1-20) to (N-1-21).
本発明に係る光散乱型液晶組成物には、非重合性液晶化合物として、一般式(L)で表される液晶化合物を1種類又は2種類以上含有することが好ましい。
一般式(L)で表される液晶化合物は誘電的にほぼ中性の化合物(誘電率異方性Δεの値が−2〜2)に該当する。
The light-scattering liquid crystal composition according to the present invention preferably contains one or more liquid crystal compounds represented by the general formula (L) as the non-polymerizable liquid crystal compound.
The liquid crystal compound represented by the general formula (L) corresponds to a dielectrically substantially neutral compound (the value of the dielectric anisotropy Δε is -2 to 2).
nL1は0、1、2又は3を表し、
AL1、AL2及びAL3はそれぞれ独立して
(a) 1,4−シクロヘキシレン基(この基中に存在する1個の−CH2−又は隣接していない2個以上の−CH2−は−O−に置き換えられてもよい。)及び
(b) 1,4−フェニレン基(この基中に存在する1個の−CH=又は隣接していない2個以上の−CH=は−N=に置き換えられてもよい。)
(c) ナフタレン−2,6−ジイル基、1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基又はデカヒドロナフタレン−2,6−ジイル基(ナフタレン−2,6−ジイル基又は1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基中に存在する1個の−CH=又は隣接していない2個以上の−CH=は−N=に置き換えられてもよい。)
からなる群より選ばれる基を表し、上記の基(a)、基(b)及び基(c)の基中に存在する1つ又は2つ以上の水素原子はそれぞれ独立してシアノ基、フッ素原子又は塩素原子で置換されていてもよく、
ZL1及びZL2はそれぞれ独立して単結合、−CH2CH2−、−(CH2)4−、−OCH2−、−CH2O−、−COO−、−OCO−、−OCF2−、−CF2O−、−CH=N−N=CH−、−CH=CH−、−CF=CF−又は−C≡C−を表し、
nL1が2又は3であってAL2が複数存在する場合は、それらは同一であっても異なっていてもよく、nL1が2又は3であってZL2が複数存在する場合は、それらは同一であっても異なっていてもよい。)
n L1 represents 0, 1, 2 or 3
A L1, A L2, and A L3 each independently (a) 1,4-cyclohexylene group (this is present in the group one -CH 2 - or nonadjacent two or more -CH 2 - May be replaced with -O-) and (b) 1,4-phenylene group (one -CH = present in this group or two or more non-adjacent -CH = -N May be replaced with =)
(C) Naphthalene-2,6-diyl group, 1,2,3,4-tetrahydronaphthalene-2,6-diyl group or decahydronaphthalene-2,6-diyl group (naphthalene-2,6-diyl group or One -CH = present in the 1,2,3,4-tetrahydronaphthalene-2,6-diyl group or two or more non-adjacent -CH = may be replaced with -N =. )
Represents a group selected from the group consisting of, and one or more hydrogen atoms present in the above groups (a), group (b) and group (c) are independently cyano groups and fluorine, respectively. It may be replaced with an atom or a chlorine atom,
Z L1 and Z L2 each independently represent a single bond, -CH 2 CH 2 -, - (CH 2) 4 -, - OCH 2 -, - CH 2 O -, - COO -, - OCO -, -
If n L1 is 2 or 3 and there are a plurality of A L2s , they may be the same or different, and if n L1 is 2 or 3 and there are a plurality of Z L2s, they may be the same or different. May be the same or different. )
一般式(L)で表される化合物は単独で用いてもよいが、組み合わせて使用することもできる。組み合わせることができる化合物の種類に特に制限は無いが、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率などの所望の性能に応じて適宜組み合わせて使用する。使用する化合物の種類は、例えば本発明の一つの実施形態としては1種類である。あるいは本発明の別の実施形態では2種類であり、3種類であり、4種類であり、5種類であり、6種類であり、7種類であり、8種類であり、9種類であり、10種類以上である。 The compound represented by the general formula (L) may be used alone or in combination. The types of compounds that can be combined are not particularly limited, but they are appropriately combined and used according to desired performance such as solubility at low temperature, transition temperature, electrical reliability, and birefringence. The type of compound used is, for example, one type as one embodiment of the present invention. Alternatively, in another embodiment of the present invention, there are two types, three types, four types, five types, six types, seven types, eight types, nine types, and ten. More than a kind.
本発明に係る光散乱型液晶組成物において、一般式(L)で表される液晶化合物の含有量は、低温での溶解性、転移温度、電気的な信頼性、複屈折率、プロセス適合性、滴下痕、焼き付き、誘電率異方性などの求められる性能に応じて適宜調整する必要がある。 In the light scattering liquid crystal composition according to the present invention, the content of the liquid crystal compound represented by the general formula (L) is solubility at low temperature, transition temperature, electrical reliability, birefringence, and process compatibility. , Drop marks, seizure, dielectric anisotropy, etc., need to be adjusted appropriately according to the required performance.
本発明に係る光散乱型液晶組成物に含まれる非重合性液晶化合物の総量に対しての、式(L)で表される化合物の、好ましい含有量の下限値は1質量%であり、上限値は85質量%である。より好ましい含有量の下限値は3質量%であり、上限値は65質量%である。 The lower limit of the preferable content of the compound represented by the formula (L) with respect to the total amount of the non-polymerizable liquid crystal compound contained in the light scattering liquid crystal composition according to the present invention is 1% by mass, which is the upper limit. The value is 85% by mass. The lower limit of the more preferable content is 3% by mass, and the upper limit is 65% by mass.
光散乱型組成物の粘度を低く保ち、応答速度が速い組成物が必要な場合は上記の下限値が高く上限値が高いことが好ましい。さらに、本発明に係る光散乱型組成物のTNIを高く保ち、温度安定性のよい組成物が必要な場合は上記の下限値が高く上限値が高いことが好ましい。また、駆動電圧を低く保つために誘電率異方性を大きくしたいときは、上記の下限値を低く上限値が低いことが好ましい。 When a composition that keeps the viscosity of the light scattering type composition low and has a high response speed is required, it is preferable that the above lower limit value is high and the upper limit value is high. Moreover, maintaining high T NI of the light-scattering-type compositions according to the present invention, it is preferable if the temperature stability good composition is required upper limit higher the lower limit of the above is high. Further, when it is desired to increase the dielectric anisotropy in order to keep the drive voltage low, it is preferable that the above lower limit value is low and the upper limit value is low.
信頼性を重視する場合にはRL1及びRL2はともにアルキル基であることが好ましく、化合物の揮発性を低減させることを重視する場合にはアルコキシ基であることが好ましく、粘性の低下を重視する場合には少なくとも一方はアルケニル基であることが好ましい。 When reliability is important, both RL1 and RL2 are preferably alkyl groups, and when reducing the volatility of the compound is important, they are preferably alkoxy groups, and reduction of viscosity is important. It is preferable that at least one of them is an alkenyl group.
分子内に存在するハロゲン原子は0、1、2又は3個が好ましく、0又は1が好ましく、他の液晶分子との相溶性を重視する場合には1が好ましい。 The number of halogen atoms present in the molecule is preferably 0, 1, 2 or 3, preferably 0 or 1, and preferably 1 when compatibility with other liquid crystal molecules is important.
RL1及びRL2は、それが結合する環構造がフェニル基(芳香族)である場合には、直鎖状の炭素原子数1〜5のアルキル基、直鎖状の炭素原子数1〜4のアルコキシ基及び炭素原子数4〜5のアルケニル基が好ましく、それが結合する環構造がシクロヘキサン、ピラン及びジオキサンなどの飽和した環構造の場合には、直鎖状の炭素原子数1〜5のアルキル基、直鎖状の炭素原子数1〜4のアルコキシ基及び直鎖状の炭素原子数2〜5のアルケニル基が好ましい。ネマチック相を安定化させるためには炭素原子及び存在する場合酸素原子の合計が5以下であることが好ましく、直鎖状であることが好ましい。 RL1 and RL2 are linear alkyl groups having 1 to 5 carbon atoms and linear carbon atoms 1 to 4 when the ring structure to which they are bonded is a phenyl group (aromatic). The alkoxy group and the alkenyl group having 4 to 5 carbon atoms are preferable, and when the ring structure to which the alkoxy group is bonded is a saturated ring structure such as cyclohexane, pyran and dioxane, the linear carbon atom number is 1 to 5. Alkyl groups, linear alkoxy groups having 1 to 4 carbon atoms and linear alkenyl groups having 2 to 5 carbon atoms are preferable. In order to stabilize the nematic phase, the total of carbon atoms and oxygen atoms, if present, is preferably 5 or less, and is preferably linear.
nL1は応答速度を重視する場合には0が好ましく、ネマチック相の上限温度を改善するためには2又は3が好ましく、これらのバランスをとるためには1が好ましい。また、組成物として求められる特性を満たすためには異なる値の化合物を組み合わせることが好ましい。 n L1 is preferably 0 when the response speed is important, 2 or 3 is preferable for improving the upper limit temperature of the nematic phase, and 1 is preferable for balancing these. Further, in order to satisfy the properties required for the composition, it is preferable to combine compounds having different values.
AL1、AL2及びAL3はΔnを大きくすることが求められる場合には芳香族であることが好ましく、応答速度を改善するためには脂肪族であることが好ましく、それぞれ独立してトランス−1,4−シクロへキシレン基、1,4−フェニレン基、2−フルオロ−1,4−フェニレン基、3−フルオロ−1,4−フェニレン基、3,5−ジフルオロ−1,4−フェニレン基、1,4−シクロヘキセニレン基、1,4−ビシクロ[2.2.2]オクチレン基、ピペリジン−1,4−ジイル基、ナフタレン−2,6−ジイル基、デカヒドロナフタレン−2,6−ジイル基又は1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基を表すことが好ましく、下記の構造を表すことがより好ましく、 Preferably A L1, A L2, and A L3 if it is required to increase the Δn is aromatic, preferably to improve the response speed is an aliphatic, independently trans - 1,4-Cyclohexylene group, 1,4-phenylene group, 2-fluoro-1,4-phenylene group, 3-fluoro-1,4-phenylene group, 3,5-difluoro-1,4-phenylene group , 1,4-Cyclohexenylene group, 1,4-bicyclo [2.2.2] octylene group, piperidine-1,4-diyl group, naphthalene-2,6-diyl group, decahydronaphthalene-2,6 It preferably represents a −diyl group or 1,2,3,4-tetrahydronaphthalene-2,6-diyl group, more preferably the following structure.
ZL1及びZL2は応答速度を重視する場合には単結合であることが好ましい。 Z L1 and Z L2 are preferably single-bonded when the response speed is important.
一般式(L)で表される化合物は分子内のハロゲン原子数が0個又は1個であることが好ましい。一般式(L)で表される化合物は一般式(L−1)〜(L−9)で表される化合物群から選ばれる化合物であることが好ましい。 The compound represented by the general formula (L) preferably has 0 or 1 halogen atoms in the molecule. The compound represented by the general formula (L) is preferably a compound selected from the compound group represented by the general formulas (L-1) to (L-9).
一般式(L−1)で表される化合物は下記の化合物である。 The compound represented by the general formula (L-1) is the following compound.
RL11及びRL12は、直鎖状の炭素原子数1〜5のアルキル基、直鎖状の炭素原子数1〜4のアルコキシ基及び直鎖状の炭素原子数2〜5のアルケニル基が好ましい。
RL11 and RL12 are preferably a linear alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a linear alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, and a linear alkenyl group having 2 to 5 carbon atoms. ..
一般式(L−2)で表される化合物は下記の化合物である。 The compound represented by the general formula (L-2) is the following compound.
RL21は炭素原子数1〜5のアルキル基又は炭素原子数2〜5のアルケニル基が好ましく、RL22は炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数4〜5のアルケニル基又は炭素原子数1〜4のアルコキシ基が好ましい。
RL21 is preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or an alkenyl group having 2 to 5 carbon atoms, and RL22 is an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, an alkenyl group having 4 to 5 carbon atoms or a carbon atom. Alkoxy groups of numbers 1 to 4 are preferred.
一般式(L−3)で表される化合物は下記の化合物である。 The compound represented by the general formula (L-3) is the following compound.
RL31及びRL32はそれぞれ独立して炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数4〜5のアルケニル基又は炭素原子数1〜4のアルコキシ基が好ましい。
RL31 and RL32 are preferably alkyl groups having 1 to 5 carbon atoms, alkenyl groups having 4 to 5 carbon atoms, or alkoxy groups having 1 to 4 carbon atoms, respectively.
一般式(L−4)で表される化合物は下記の化合物である。 The compound represented by the general formula (L-4) is the following compound.
RL41は炭素原子数1〜5のアルキル基又は炭素原子数2〜5のアルケニル基が好ましく、RL42は炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数4〜5のアルケニル基又は炭素原子数1〜4のアルコキシ基が好ましい。
RL41 is preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or an alkenyl group having 2 to 5 carbon atoms, and RL42 is an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, an alkenyl group having 4 to 5 carbon atoms or a carbon atom. Alkoxy groups of numbers 1 to 4 are preferred.
一般式(L−5)で表される化合物は下記の化合物である。 The compound represented by the general formula (L-5) is the following compound.
RL51は炭素原子数1〜5のアルキル基又は炭素原子数2〜5のアルケニル基が好ましく、RL52は炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数4〜5のアルケニル基又は炭素原子数1〜4のアルコキシ基が好ましい。
RL51 is preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or an alkenyl group having 2 to 5 carbon atoms, and RL52 is an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, an alkenyl group having 4 to 5 carbon atoms or a carbon atom. Alkoxy groups of numbers 1 to 4 are preferred.
一般式(L−6)で表される化合物は下記の化合物である。 The compound represented by the general formula (L-6) is the following compound.
RL61及びRL62はそれぞれ独立して炭素原子数1〜5のアルキル基又は炭素原子数2〜5のアルケニル基が好ましく、XL61及びXL62のうち一方がフッ素原子であり、他方が水素原子であることが好ましい。
Each of RL61 and RL62 is preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or an alkenyl group having 2 to 5 carbon atoms, and one of XL61 and XL62 is a fluorine atom and the other is a hydrogen atom. Is preferable.
一般式(L−7)で表される化合物は下記の化合物である。 The compound represented by the general formula (L-7) is the following compound.
式中、RL71及びRL72はそれぞれ独立して炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数2〜5のアルケニル基又は炭素原子数1〜4のアルコキシ基が好ましく、AL71及びAL72はそれぞれ独立して1,4-シクロヘキシレン基又は1,4-フェニレン基が好ましく、AL71及びAL72上の水素原子はそれぞれ独立してフッ素原子によって置換されていてもよく、ZL71は単結合又は−COO−が好ましく、単結合が好ましく、XL71及びXL72は水素原子が好ましい。
In the formula, RL71 and RL72 are each independently preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 5 carbon atoms, or an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, respectively, and AL71 and AL72. Are each independently preferably a 1,4-cyclohexylene group or a 1,4-phenylene group , the hydrogen atoms on AL71 and AL72 may be independently substituted with fluorine atoms, and Z L71 is simply. Bonds or -COO- are preferable, single bonds are preferable, and hydrogen atoms are preferable for XL71 and XL72.
一般式(L−8)で表される化合物は下記の化合物である。 The compound represented by the general formula (L-8) is the following compound.
式中、RL81及びRL82はそれぞれ独立して炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数2〜5のアルケニル基又は炭素原子数1〜4のアルコキシ基が好ましく、AL81は1,4-シクロヘキシレン基又は1,4-フェニレン基が好ましく、AL71及びAL72上の水素原子はそれぞれ独立してフッ素原子によって置換されていてもよく、一般式(L−8)中の同一の環構造上にフッ素原子は0個又は1個が好ましく、分子内にフッ素原子は0個又は1個であることが好ましい。
In the formula, RL81 and RL82 are each independently preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 5 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, and AL81 is 1, A 4-cyclohexylene group or a 1,4-phenylene group is preferable, and the hydrogen atoms on AL71 and AL72 may be independently substituted with fluorine atoms, and the same in the general formula (L-8). The ring structure is preferably 0 or 1 hydrogen atom, and the molecule is preferably 0 or 1 hydrogen atom.
一般式(L−9)で表される化合物は下記の化合物である。 The compound represented by the general formula (L-9) is the following compound.
RL91及びRL92はそれぞれ独立して炭素原子数1〜5のアルキル基、炭素原子数4〜5のアルケニル基又は炭素原子数1〜4のアルコキシ基が好ましい。
R L91 and R L92 are each independently an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, an alkenyl group or an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms carbon atoms 4-5 preferred.
本発明に係る光散乱型液晶組成物に含まれる非重合性液晶化合物の総量に対しての、一般式(N)及び一般式(L)で表される化合物の合計の、好ましい含有量の下限値は80質量%であり、上限値は100質量%である。より好ましい含有量の下限値は90質量%であり、上限値は100質量%である。 The lower limit of the preferable content of the total of the compounds represented by the general formula (N) and the general formula (L) with respect to the total amount of the non-polymerizable liquid crystal compound contained in the light scattering type liquid crystal composition according to the present invention. The value is 80% by mass, and the upper limit is 100% by mass. The lower limit of the more preferable content is 90% by mass, and the upper limit is 100% by mass.
本発明に係る光散乱型液晶組成物に含まれる非重合性液晶化合物の総量に対しての、一般式(N−1−1)から(N−1−18)、一般式(L−1)から(L−9)で表される化合物の合計の、好ましい含有量の下限値は80質量%であり、上限値は100質量%である。より好ましい含有量の下限値は95質量%であり、上限値は100質量%である。 The general formulas (N-1-1) to (N-1-18) and the general formula (L-1) with respect to the total amount of the non-polymerizable liquid crystal compound contained in the light scattering type liquid crystal composition according to the present invention. The lower limit of the preferable content of the total of the compounds represented by (L-9) is 80% by mass, and the upper limit is 100% by mass. The lower limit of the more preferable content is 95% by mass, and the upper limit is 100% by mass.
本発明に係る光散乱型液晶組成物は、分子内に過酸(−CO−OO−)構造等の酸素原子同士が結合した構造を持つ化合物を含有しないことが好ましい。 The light-scattering liquid crystal composition according to the present invention preferably does not contain a compound having a structure in which oxygen atoms are bonded to each other, such as a peracid (-CO-OO-) structure, in the molecule.
組成物の信頼性及び長期安定性を重視する場合にはカルボニル基を有する化合物の含有量を前記組成物の総質量に対して5質量%以下とすることが好ましく、3質量%以下とすることがより好ましく、1質量%以下とすることが更に好ましく、実質的に含有しないことが最も好ましい。 When the reliability and long-term stability of the composition are emphasized, the content of the compound having a carbonyl group is preferably 5% by mass or less, preferably 3% by mass or less, based on the total mass of the composition. It is more preferable that the content is 1% by mass or less, and it is most preferable that the content is substantially not contained.
UV照射による安定性を重視する場合、塩素原子が置換している化合物の含有量を前記組成物の総質量に対して15質量%以下とすることが好ましく、10質量%以下とすることが好ましく、8質量%以下とすることが好ましく、5質量%以下とすることがより好ましく、3質量%以下とすることが好ましく、実質的に含有しないことが更に好ましい。 When the stability by UV irradiation is emphasized, the content of the compound substituted with chlorine atoms is preferably 15% by mass or less, preferably 10% by mass or less, based on the total mass of the composition. , 8% by mass or less, more preferably 5% by mass or less, more preferably 3% by mass or less, and further preferably substantially not contained.
分子内の環構造がすべて6員環である化合物の含有量を多くすることが好ましく、分子内の環構造がすべて6員環である化合物の含有量を前記組成物の総質量に対して80質量%以上とすることが好ましく、90質量%以上とすることがより好ましく、95質量%以上とすることが更に好ましく、実質的に分子内の環構造がすべて6員環である化合物のみで組成物を構成することが最も好ましい。 It is preferable to increase the content of the compound having all 6-membered ring structures in the molecule, and the content of the compound having all 6-membered ring structures in the molecule is 80 with respect to the total mass of the composition. The content is preferably mass% or more, more preferably 90% by mass or more, further preferably 95% by mass or more, and the composition is composed only of a compound in which substantially all the ring structures in the molecule are 6-membered rings. It is most preferable to construct an object.
組成物の酸化による劣化を抑えるためには、環構造としてシクロヘキセニレン基を有する化合物の含有量を少なくすることが好ましく、シクロヘキセニレン基を有する化合物の含有量を前記組成物の総質量に対して10質量%以下とすることが好ましく、8質量%以下とすることが好ましく、質量5%以下とすることがより好ましく、3質量%以下とすることが好ましく、実質的に含有しないことが更に好ましい。 In order to suppress deterioration of the composition due to oxidation, it is preferable to reduce the content of the compound having a cyclohexenylene group as a ring structure, and the content of the compound having a cyclohexenylene group is added to the total mass of the composition. On the other hand, it is preferably 10% by mass or less, preferably 8% by mass or less, more preferably 5% or less by mass, preferably 3% by mass or less, and substantially not contained. More preferred.
粘度の改善及びTNIの改善を重視する場合には、水素原子がハロゲンに置換されていてもよい2−メチルベンゼン−1,4−ジイル基を分子内に持つ化合物の含有量を少なくすることが好ましく、前記2−メチルベンゼン−1,4−ジイル基を分子内に持つ化合物の含有量を前記組成物の総質量に対して10%以下とすることが好ましく、8%以下とすることが好ましく、5%以下とすることがより好ましく、3%以下とすることが好ましく、実質的に含有しないことが更に好ましい。 When the improvement of viscosity and the improvement of TNI are emphasized, the content of the compound having a 2-methylbenzene-1,4-diyl group in which the hydrogen atom may be substituted with halogen should be reduced. The content of the compound having a 2-methylbenzene-1,4-diyl group in the molecule is preferably 10% or less, preferably 8% or less, based on the total mass of the composition. It is preferably 5% or less, more preferably 3% or less, and even more preferably substantially absent.
本願において実質的に含有しないとは、意図せずに含有する物を除いて含有しないという意味である。 In the present application, substantially not contained means that it is not contained except for an unintentionally contained substance.
本発明に係る光散乱型液晶組成物に含有される液晶化合物が、側鎖としてアルケニル基を有する場合、前記アルケニル基がシクロヘキサンに結合している場合には当該アルケニル基の炭素原子数は2〜5であることが好ましく、前記アルケニル基がベンゼンに結合している場合には当該アルケニル基の炭素原子数は4〜5であることが好ましく、前記アルケニル基の不飽和結合とベンゼンは直接結合していないことが好ましい。 When the liquid crystal compound contained in the light scattering type liquid crystal composition according to the present invention has an alkenyl group as a side chain, and the alkenyl group is bonded to cyclohexane, the number of carbon atoms of the alkenyl group is 2 to 2. It is preferably 5, and when the alkenyl group is bonded to benzene, the number of carbon atoms of the alkenyl group is preferably 4 to 5, and the unsaturated bond of the alkenyl group and benzene are directly bonded. It is preferable not to.
本発明に係る調光素子は、一対の透明電極基板と、当該透明電極基板の間に配された、上記一般式(i)〜一般式(iii)で表わされる化合物由来のポリマーネットワーク及び前記負の誘電率異方性を有する液晶化合物を含む複合層と、を有する
本発明に係る調光素子は、上記要素を備えるものであれば、具体的な実施形態は特に限定されるものではないが、たとえば、少なくとも一方に(透明)電極を有する2枚の透明基板と、必要により設けられるホメオトロピック配向膜とから構成される中空素子中に、複合層(又は相分離液晶層とも称する)が狭持された構成としてよい。
The dimming element according to the present invention includes a pair of transparent electrode substrates, a polymer network derived from a compound represented by the general formulas (i) to (iii), and the negative, which are arranged between the transparent electrode substrates. The dimming element according to the present invention having the composite layer containing the liquid crystal compound having the dielectric anisotropy of the above is not particularly limited as long as it includes the above elements. For example, the composite layer (also referred to as a phase-separated liquid crystal layer) is narrow in a hollow element composed of two transparent substrates having (transparent) electrodes on at least one of them and a homeotropic alignment film provided as needed. It may be a possessed configuration.
本発明に係る調光素子における複合層は、光散乱型液晶組成物中に含有している重合性化合物又はその組成物を重合させると同時に、重合したポリマーと液晶組成物とを相分離させて、ポリマーの3次元ネットワーク構造中に液晶組成物が連続層をなす構造、液晶組成物のドロップレットがポリマー中に分散している構造、又は両者が混在する構造を含む。そのため、本発明に係る光散乱型液晶組成物は、光散乱型調光素子用に用いられることが好ましい。 The composite layer in the light control element according to the present invention polymerizes the polymerizable compound contained in the light scattering type liquid crystal composition or the composition thereof, and at the same time, phase-separates the polymer and the liquid crystal composition. , The structure in which the liquid crystal composition forms a continuous layer in the three-dimensional network structure of the polymer, the structure in which the droplets of the liquid crystal composition are dispersed in the polymer, or the structure in which both are mixed. Therefore, the light-scattering liquid crystal composition according to the present invention is preferably used for a light-scattering light control element.
本発明に係る調光素子は、無電源状態において複合層のホメオトロピック配向が維持されるものである。このため、いわゆるリバースモードで駆動可能な素子として利用できる。すなわち、該液晶素子は、電圧無印加時には透明状態であり、電圧印加時には散乱状態とすることができる。 The dimming element according to the present invention maintains the homeotropic orientation of the composite layer in a non-powered state. Therefore, it can be used as an element that can be driven in the so-called reverse mode. That is, the liquid crystal element can be in a transparent state when no voltage is applied and in a scattered state when a voltage is applied.
本発明に係る調光素子は、ホメオトロピック配向膜のみならず、配向性重合体からなる緻密なポリマーネットワークによっても液晶分子の配向が制御されている。よって、本発明に係る調光素子は、外的な応力による配向乱れを起こしにくく、高い応力耐性を有する。本発明に係る調光素子は、曲げ応力加わる環境下でも表示不良を起こしにくいため、屈曲可能なものとすることができる。従って、本発明に係る調光素子は、素子表面が局面であってもよい。 In the dimming device according to the present invention, the orientation of liquid crystal molecules is controlled not only by a homeotropic alignment film but also by a dense polymer network composed of oriented polymers. Therefore, the dimming element according to the present invention is less likely to cause orientation disorder due to external stress and has high stress tolerance. Since the dimming element according to the present invention is unlikely to cause display defects even in an environment where bending stress is applied, it can be made bendable. Therefore, in the dimming element according to the present invention, the surface of the element may be a surface.
本発明に係る調光素子に用いられるホメオトロピック配向膜は、光散乱型液晶組成物若しくはその硬化物、液晶組成物又は複合層と直接当接してホメオトロピック配向を誘起する作用を有するものであればよい。このような配向膜としては、公知のものを用いてよい。通常、ホメオトロピック配向膜は、液晶相を挟持するように一対で配置される。中空素子中においては、通常、ホメオトロピック配向膜は対向する一対の基板のそれぞれの表面上に配置される。 The homeotropic alignment film used in the light control device according to the present invention may have an action of inducing homeotropic orientation by directly contacting the light scattering type liquid crystal composition or a cured product thereof, the liquid crystal composition or the composite layer. Just do it. As such an alignment film, a known one may be used. Usually, the homeotropic alignment films are arranged in pairs so as to sandwich the liquid crystal phase. In hollow devices, homeotropic alignment films are usually placed on the respective surfaces of a pair of opposing substrates.
上記配向膜としては、例えば、ポリイミド配向膜、光配向膜等が挙げられる。配向膜の形成方法としては、例えば、ポリイミド配向膜の場合であれば、ポリイミド樹脂組成物を透明基材上に塗布し、180℃以上の温度で熱硬化させ、更に綿布又はレーヨン布でラビング処理する方法が挙げられる。また、ラビング処理を施していないポリイミド膜等の高分子膜も用いることもできる。特に垂直配向性を発現するためには、垂直配向性のポリイミド配向膜をラビングしないで使用することが好ましい。あるいは、垂直配向性の光配向膜を使用することが好ましい。また、垂直配向のポリイミド配向膜を使用しなくても垂直配向が可能となる自発垂直配向(PIレス)モノマーを使用することもできる。自発垂直配向モノマーに用いるモノマーとしては公知のモノマーを用いることできる。 Examples of the alignment film include a polyimide alignment film and a photoalignment film. As a method for forming the alignment film, for example, in the case of a polyimide alignment film, a polyimide resin composition is applied onto a transparent substrate, thermosetting at a temperature of 180 ° C. or higher, and further rubbing treatment with a cotton cloth or rayon cloth. There is a way to do it. Further, a polymer film such as a polyimide film which has not been subjected to a rubbing treatment can also be used. In particular, in order to exhibit vertical orientation, it is preferable to use a vertically oriented polyimide alignment film without rubbing. Alternatively, it is preferable to use a vertically oriented photoaligned film. It is also possible to use a spontaneous vertical orientation (PI-less) monomer that enables vertical orientation without using a vertically oriented polyimide alignment film. A known monomer can be used as the monomer used for the spontaneous vertical orientation monomer.
上記電極は、本発明の液晶素子中において、相分離液晶層中の液晶分子を配向制御可能な電界を生じるように設けられる。電界強度は、電極への電圧印加の程度により制御される。 The electrodes are provided in the liquid crystal element of the present invention so as to generate an electric field capable of controlling the orientation of liquid crystal molecules in the phase-separated liquid crystal layer. The electric field strength is controlled by the degree of voltage application to the electrodes.
上記電極の形状は特に限定されず、導電部がストライプ状もしくはメッシュ状、又はランダムな網目状であってよい。電極は、いわゆる櫛型構造であることが好ましい。また、スマートウィンドウ等に用いる場合は、一般的にベタ電極と呼ばれる一様な電極であるものが好ましく、目的によりパターンが形成されていてもよい。 The shape of the electrode is not particularly limited, and the conductive portion may have a striped shape, a mesh shape, or a random mesh shape. The electrode preferably has a so-called comb-shaped structure. Further, when used for a smart window or the like, a uniform electrode generally called a solid electrode is preferable, and a pattern may be formed depending on the purpose.
上記透明基板の材料としては、ガラス、プラスチック等を用いることができる。本発明の液晶素子をフレキシブルディスプレイに適用する観点からは、透明基板は可撓性であることが好ましい。 As the material of the transparent substrate, glass, plastic or the like can be used. From the viewpoint of applying the liquid crystal element of the present invention to a flexible display, the transparent substrate is preferably flexible.
本発明に係る調光素子は、生産性の観点から、中空素子に光散乱型液晶組成物を狭持させた重合性液晶素子から作製することが好ましい。重合性液晶素子中において、光散乱型液晶組成物中の液晶性化合物又はメソゲン基を有する重合性化合物は、ホメオトロピック配向膜の配向規制力によってホメオトロピック配向状態にある。この配向状態下に、光散乱型液晶組成物中の重合性化合物を上述の方法により紫外線硬化し、光散乱型液晶組成物から相分離液晶層を形成することで、調光素子が得られる。 From the viewpoint of productivity, the dimming element according to the present invention is preferably manufactured from a polymerizable liquid crystal element in which a light scattering type liquid crystal composition is sandwiched in a hollow element. In the polymerizable liquid crystal element, the liquid crystal compound or the polymerizable compound having a mesogen group in the light scattering type liquid crystal composition is in a homeotropic alignment state due to the orientation restricting force of the homeotropic alignment film. Under this orientation state, the polymerizable compound in the light-scattering liquid crystal composition is cured by ultraviolet rays by the above-mentioned method to form a phase-separated liquid crystal layer from the light-scattering liquid crystal composition, whereby a dimming element can be obtained.
紫外線を照射する方法について、ランプとしてはメタルハライド、高圧水銀、UV−LED等、通常紫外線重合で用いられる装置であればよい。紫外線強度としては365nmのセンサーで、1〜100mW/cm2であることが好ましく、1〜20mW/cm2であることがより好ましく、2〜10mW/cm2であることが更により好ましい。紫外線照射エネルギーとしては、1〜50J/cm2であることが好ましく、2〜20J/cm2であることがより好ましい。紫外線を照射する温度は15〜30℃であることが好ましい。 Regarding the method of irradiating ultraviolet rays, the lamp may be any device such as metal halide, high-pressure mercury, UV-LED, etc., which is usually used for ultraviolet polymerization. In 365nm sensors as ultraviolet intensity is preferably 1 to 100 mW / cm 2, more preferably 1~20mW / cm 2, and further preferably from a 2~10mW / cm 2. The ultraviolet irradiation energy is preferably from 1~50J / cm 2, more preferably 2~20J / cm 2. The temperature at which ultraviolet rays are irradiated is preferably 15 to 30 ° C.
中空素子に光散乱型液晶組成物を狭持させる方法は、常法でよく、真空注入法又はODF法などを用いることができる。ODF法の重合性液晶素子製造工程においては、中空素子のバックプレーン又はフロントプレーンのどちらか一方の基板にエポキシ系光熱併用硬化性などのシール剤を、ディスペンサーを用いて閉ループ土手状に描画し、その中に脱気下で所定量の光散乱型液晶組成物を滴下後、フロントプレーンとバックプレーンを接合することによって重合性液晶素子を製造することができる。本発明に用いられる重合性液晶成物は、相安定性が高く揮発しにくいため、ODF工程に好適に使用することができる。また、フィルム基板を用いてロールトゥーロール生産する場合は単純な滴下法で光散乱型液晶組成物を基材上に滴下し、対向基板と張り合わせ作製してもよい。また、シール構造を有せず、後工程でラミネート処理をすることによりフィルム全体をシールする手法をとってもよい。 As a method of narrowing the light scattering type liquid crystal composition in the hollow element, a conventional method may be used, and a vacuum injection method, an ODF method, or the like can be used. In the ODF method of manufacturing a polymerizable liquid crystal element, a sealant such as an epoxy-based light-heat-combined curability is drawn on either the backplane or the frontplane of the hollow element in a closed-loop bank shape using a dispenser. A polymerizable liquid crystal element can be manufactured by dropping a predetermined amount of a light-scattering liquid crystal composition into the liquid crystal composition under degassing and then joining the front plane and the back plane. Since the polymerizable liquid crystal product used in the present invention has high phase stability and is hard to volatilize, it can be suitably used in the ODF step. Further, in the case of roll-to-roll production using a film substrate, the light scattering type liquid crystal composition may be dropped onto the substrate by a simple dropping method and bonded to the opposing substrate. Further, a method of sealing the entire film by laminating in a subsequent step without having a sealing structure may be adopted.
以下、図面を用いて本発明の液晶素子の好ましい実施形態を説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 Hereinafter, preferred embodiments of the liquid crystal device of the present invention will be described with reference to the drawings, but the present invention is not limited thereto.
本発明の調光素子は、電圧印加により液晶分子の配向を制御できるよう構成されればよいが、垂直電界型液晶素子として構成されることが好ましい。垂直電界型液晶素子は、ホメオトロピック配向膜に対して垂直に電界が生じるように電極が配置された液晶素子である。垂直電界型液晶素子においては、通常、相分離液晶層を狭持する2つの透明基板の両方に電極が設けられる。 The dimming element of the present invention may be configured so that the orientation of the liquid crystal molecules can be controlled by applying a voltage, but it is preferably configured as a vertical electric field type liquid crystal element. The vertical electric field type liquid crystal element is a liquid crystal element in which electrodes are arranged so that an electric field is generated perpendicular to the homeotropic alignment film. In a vertical electric field type liquid crystal element, electrodes are usually provided on both of two transparent substrates sandwiching a phase-separated liquid crystal layer.
図1は、電圧無印加時の垂直電界型液晶素子の構成を模式的に示す図である。以下、図1を参照して、本発明における垂直電界型の液晶素子を説明する。 FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration of a vertical electric field type liquid crystal element when no voltage is applied. Hereinafter, the vertical electric field type liquid crystal element in the present invention will be described with reference to FIG.
本発明に係るポリマーネットワーク垂直電界型の液晶素子の構成は、図1に記載するように、それぞれ透明導電性材料からなる透明電極(層)2(以下、電極2と称する)を具備した第一の基板11と、第二の基板12と、第一の基板11と第二の基板12との間に挟持された複合層と、を有し、該複合層中の液晶分子4の電圧無印加時の配向がホメオトロピック配向膜3に対して略垂直である液晶素子である。相分離液晶層は、液晶組成物に含まれる液晶分子4と配向性重合体5によって構成される。なお、図1では便宜上、配向性重合体5は固定された多数の重合性化合物によって表現しているが、実際は各重合性化合物同士が複雑に繋がったポリマーネットワークを形成している。さらに、複合層と直接接するよう一対のホメオトロピック配向膜3が透明電極(層)2表面に形成されている。
As shown in FIG. 1, the configuration of the polymer network vertical electric field type liquid crystal element according to the present invention includes the first transparent electrode (layer) 2 (hereinafter referred to as electrode 2) each made of a transparent conductive material. The substrate 11, the
すなわち、本発明に係るポリマーネットワーク垂直電界型液晶素子は、第一の基板11と、電極2と、ホメオトロピック配向膜3と、液晶分子4と配向性重合体5が相分離してなる複合層と、ホメオトロピック配向膜3と、電極2と、第二の基板12と、が順次積層された構成である。
That is, the polymer network vertical electric field type liquid crystal element according to the present invention is a composite layer in which the first substrate 11, the
図2は、電圧印加時の垂直電界型素子の構成を模式的に示す図である。電極への電圧印加により、垂直電界型液晶素子は、図1の状態から図2の状態に遷移する。このとき、液晶分子4が垂直電界の発生により、ホメオトロピック配向膜3に対して略平行方向に配向する(基板11,12に対して垂直方向から透視した一例として図3参照)。図2に示す垂直電界型液晶素子は、相分離液晶層における液晶分子4と配向性重合体5との配向方向が異なるため、それぞれの成分の界面にて光散乱が起こり、あるいは、液晶分子4の配向方向がそろっていないことに起因する2以上の液晶分子4間又は液晶分子4の集合体間の屈折率のミスマッチにより光散乱が起こり、垂直電界型液晶素子として光が非透過の状態となる。 FIG. 2 is a diagram schematically showing the configuration of a vertical electric field type element when a voltage is applied. By applying a voltage to the electrodes, the vertical electric field type liquid crystal element transitions from the state of FIG. 1 to the state of FIG. At this time, the liquid crystal molecules 4 are oriented in a substantially parallel direction with respect to the homeotropic alignment film 3 due to the generation of a vertical electric field (see FIG. 3 as an example of see-through from the vertical direction with respect to the substrates 11 and 12). In the vertical electric field type liquid crystal element shown in FIG. 2, since the orientation directions of the liquid crystal molecules 4 and the oriented polymer 5 in the phase-separated liquid crystal layer are different, light scattering occurs at the interface of each component, or the liquid crystal molecules 4 Light scattering occurs due to a mismatch in the refractive index between two or more liquid crystal molecules 4 or an aggregate of liquid crystal molecules 4 due to the fact that the orientation directions of the liquid crystals are not aligned, and the light is opaque as a vertical electric field type liquid crystal element. Become.
このように、本発明の垂直電界型液晶素子は電圧印加の有無により光の透過状態を変化させられるため、調光機能が求められる装置に組み込んで用いる液晶調光素子、又は映像表示用ディスプレイに用いられる液晶表示素子として利用することができる。特に、本発明の垂直電界型液晶素子はリバースモードで駆動可能なため、省電力性、停電時、又は無電源下での透過性が求められる用途に特に好適である。 As described above, the vertical electric field type liquid crystal element of the present invention can change the light transmission state depending on the presence or absence of voltage application. It can be used as a liquid crystal display element to be used. In particular, since the vertical electric field type liquid crystal element of the present invention can be driven in the reverse mode, it is particularly suitable for applications where power saving, power failure, or transparency under no power supply are required.
上記したポリマーネットワーク垂直電界型液晶調光素子は、たとえば、建材、調光ガラス、車載向けのスマートウィンドウ又はOLEDディスプレイにおける調光ユニット等に用いることが好ましく、とりわけ光散乱性が高くかつ駆動電圧を低減できる点からスマートウィンドウとして有用である。 The above-mentioned polymer network vertical electric field type liquid crystal dimming element is preferably used for, for example, a building material, dimming glass, a dimming unit in a smart window for automobiles or an OLED display, and has particularly high light scattering property and a driving voltage. It is useful as a smart window because it can be reduced.
具体的には、本発明に係るスマートウィンドウは、上記垂直電界型液晶素子などの調光素子を備え、前記透明電極基板間の電圧を制御することにより、前記複合層を透過する光の散乱状態をコントロールできる。 Specifically, the smart window according to the present invention includes a dimming element such as the vertical electric field type liquid crystal element, and by controlling the voltage between the transparent electrode substrates, a scattered state of light transmitted through the composite layer. Can be controlled.
上記垂直電界型液晶表示素子は、従来の高分子分散型液晶表示素子と同様な用途に用いることができるほか、特に透過型ディスプレイ、フレキシブルディスプレイ等にも好ましく用いることができる。 The vertical electric field type liquid crystal display element can be used for the same purposes as the conventional polymer dispersion type liquid crystal display element, and can be particularly preferably used for a transmissive display, a flexible display, and the like.
(その他の電界型)
本発明の調光素子には、上記垂直電界型の他、横電界型又はその他の電界型を採用してもよい。FFS駆動モードに採用されるフリンジ電界を採用してもよい。
(Other electric field types)
In addition to the vertical electric field type, a horizontal electric field type or another electric field type may be adopted for the dimming element of the present invention. The fringe electric field adopted in the FFS drive mode may be adopted.
以下に実施例を挙げて本発明を更に詳述するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。また、以下の実施例及び比較例の組成物における「%」は「質量%」を意味する。
各実施例及び比較例中の評価特性のそれぞれの詳細は以下の通りである。
The present invention will be described in more detail with reference to Examples below, but the present invention is not limited to these Examples. In addition, "%" in the compositions of the following Examples and Comparative Examples means "mass%".
The details of the evaluation characteristics in each Example and Comparative Example are as follows.
ヘイズ : 全光線透過率に占める拡散光線透過率の割合 ※この数値が小さいほど、透明性が高い。 Haze: Ratio of diffused light transmittance to total light transmittance * The smaller this value, the higher the transparency.
各実施例及び比較例中で用いた重合性化合物(i−A)〜(iii−C)、(1−A)〜(3−A)及び(a−1)の構造は次式の通りである。また、光開始剤としては、Irg.651を使用した The structures of the polymerizable compounds (i-A) to (iii-C), (1-A) to (3-A) and (a-1) used in each Example and Comparative Example are as follows. is there. Further, as a photoinitiator, Irg. 651 was used
各実施例及び比較例中で用いた負の誘電率異方性を示す液晶組成物「LC−1」及び「LC−2」の物性値について以下の表1−1に示す。 The physical property values of the liquid crystal compositions "LC-1" and "LC-2" showing negative dielectric anisotropy used in each Example and Comparative Example are shown in Table 1-1 below.
各実施例及び比較例中で用いた光散乱型液晶組成物「M−1」〜「M−22」の組成比はそれぞれ以下の表2の通りである(質量%)。 The composition ratios of the light-scattering liquid crystal compositions "M-1" to "M-22" used in each Example and Comparative Example are as shown in Table 2 below (mass%).
上記液晶組成物(LC−1)を90質量%と、重合性組成物(M−1)を10質量%とを攪拌しながら120℃で溶解させて混合し、本発明に係る光散乱型液晶組成物1を調製した。得られた光散乱型液晶組成物は、常温でネマチック相を示した。
90% by mass of the liquid crystal composition (LC-1) and 10% by mass of the polymerizable composition (M-1) are dissolved and mixed at 120 ° C. with stirring to obtain a light scattering liquid crystal according to the present invention. Composition 1 was prepared. The obtained light-scattering liquid crystal composition showed a nematic phase at room temperature.
ITO透明電極が方形に形成された厚み10μmのガラスセル(構成は、ガラス基材/透明電極層/配向膜/空気層/配向膜//透明電極層/ガラス基材)を用意した。このセルに、調製した光散乱型液晶組成物1を真空注入法により70℃で注入した。その後、室温で紫外線を照射することにより、重合性化合物を重合させて、ポリマーネットワークと液晶組成物とが相分離した複合層を有する調光素子を得た。この際の紫外線の条件は、光源が365nmのLED、強度が15mW/cm2、時間が200秒であった。さらに得られた素子を110℃で60分間加熱処理して、本発明の調光素子を得た。得られた素子に電極配線を取り付け、当該素子の基板に対して法線方向に測定光を入射させたときの調光素子のヘイズ(Hz)を、ヘイズメーター(日本電色工業株式会社製NDH−7000)を用いて電圧−透過特性を評価した。
ヘイズの値は、全光線透過率(TT)と平行光線透過率(PT)とから、次の式で求められた。
A glass cell having a thickness of 10 μm in which the ITO transparent electrode was formed in a square shape (composed of a glass base material / transparent electrode layer / alignment film / air layer / alignment film // transparent electrode layer / glass base material) was prepared. The prepared light scattering liquid crystal composition 1 was injected into this cell at 70 ° C. by a vacuum injection method. Then, by irradiating with ultraviolet rays at room temperature, the polymerizable compound was polymerized to obtain a dimming element having a composite layer in which the polymer network and the liquid crystal composition were phase-separated. The conditions of ultraviolet rays at this time were an LED having a light source of 365 nm, an intensity of 15 mW / cm 2 , and a time of 200 seconds. Further, the obtained device was heat-treated at 110 ° C. for 60 minutes to obtain the dimming device of the present invention. The haze (Hz) of the dimming element when the electrode wiring is attached to the obtained element and the measurement light is incident on the substrate of the element in the normal direction is measured by a haze meter (NDH manufactured by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd.). -7000) was used to evaluate the voltage-transmission characteristic.
The haze value was obtained from the total light transmittance (TT) and the parallel light transmittance (PT) by the following equation.
Hz=[{TT−PT}/TT]×100 (%)
電圧無印加時(以下、OFF時)のヘイズは5.8%であり、AC50V印加時のヘイズは93.9%であった。
Hz = [{TT-PT} / TT] x 100 (%)
The haze when no voltage was applied (hereinafter, when OFF) was 5.8%, and the haze when AC50V was applied was 93.9%.
(実施例2〜実施例12、比較例1〜比較例12)
各実施例2〜実施例12、及び、各比較例1〜比較例12において、上記表2に記載の液晶組成物、重合性組成物及び開始剤を上記表2に記載の割合で用いた以外は、実施例1と同一の条件で光散乱型液晶組成物2〜22を調製した。得られた光散乱型液晶組成物2〜22は、いずれも常温でネマチック相を示した。
(Examples 2 to 12, Comparative Examples 1 to 12)
In each Example 2 to Example 12 and each Comparative Example 1 to Comparative Example 12, the liquid crystal composition, the polymerizable composition and the initiator shown in Table 2 above were used at the ratios shown in Table 2 above. Prepared light-scattering
そして得られた光散乱型液晶組成物2〜22を用いて、実施例1と同一の方法及び重合条件により、本発明の調光素子をそれぞれ作製し、電圧無印加時(以下、OFF時)及びAC50V印加時のヘイズ値をそれぞれ測定した。実施例1〜12及び比較例1〜12の光散乱型液晶組成物の組成比、実験結果のヘイズ値(電圧無印加時及びAC50V印加時)、並びにセル構成を以下の表3に示す。
Then, using the obtained light scattering type
以上の結果から、実施例1〜12はいずれも比較例に比べて、高い光散乱性を示すことが確認された。また、比較例9〜12では、駆動電圧が高いことから、電圧を印加しても液晶分子が水平方向に配向しきれていないと考えられる、そのため、実施例1〜12は、比較例9〜12に対して、低い駆動電圧であっても、高い光散乱性を示すことが確認された。したがって、本実施例の調光素子は、特に実用的な透明性を備えることから、高い透明性が求められるシースルーTV、ウィンドウディスプレイ、スマートウィンドウ、その他の光学制御駆動パネルなどの用途に好適であると考えられる。 From the above results, it was confirmed that all of Examples 1 to 12 exhibited higher light scattering properties than those of Comparative Examples. Further, in Comparative Examples 9 to 12, since the driving voltage is high, it is considered that the liquid crystal molecules are not completely oriented in the horizontal direction even when the voltage is applied. Therefore, in Comparative Examples 1 to 12, Comparative Examples 9 to 12 are used. It was confirmed that the light scattering property was high with respect to 12 even at a low driving voltage. Therefore, since the dimming element of this embodiment has practical transparency, it is suitable for applications such as see-through TVs, window displays, smart windows, and other optical control drive panels that require high transparency. it is conceivable that.
11…第一の透明基板
12…第二の透明基板
2…電極
3…ホメオトロピック配向膜
4…液晶分子
5…配向性重合体
11 ... First
Claims (7)
Si1及びSi2はそれぞれ独立して、スペーサー基又は単結合を表し、
Xi1及びXi2はそれぞれ独立して、−O−、−S−、−OCH2−、−CO−、−COO−、−OCO−、−CO−S−、−S−CO−、−O−CO−O−、−CO−NH−、−NH−CO−、−SCH2−、−CF2O−、−OCF2−、−CF2S−、−SCF2−、−CH=CH−COO−、−CH=CH−OCO−、−COO−CH=CH−、−OCO−CH=CH−、−COO−CH2CH2−、−OCO−CH2CH2−、−COO−CH2−、−OCO−CH2−、−CH=CH−、−N=N−、−CH=N−N=CH−、−CF=CF−、−C≡C−又は単結合を表し(ただし、Pi1−Si1−Xi1−及びPi2−Si2−Xi2−で表される基中には−O−O−を含まない。)、
Zi1は、−O−、−S−、−OCH2−、−CH2O−、−CO−、−COO−、−OCO−、−CO−S−、−S−CO−、−O−CO−O−、−CO−NH−、−NH−CO−、−SCH2−、−CH2S−、−CF2O−、−OCF2−、−CF2S−、−SCF2−、−CH=CH−COO−、−CH=CH−OCO−、−COO−CH=CH−、−OCO−CH=CH−、−COO−RZ1−、−OCO−RZ1−、−RZ1−COO−、−RZ1−OCO−、−COO−CH2−、−OCO−CH2−、−CH2−COO−、−CH2−OCO−、−CH=CH−、−CH2CH2−、−N=N−、−CH=N−N=CH−、−CF=CF−、−C≡C−又は単結合を表し(ただし、−RZ1−は、炭素原子数2〜6のアルキレン基を表す。)、
Zi1が複数存在する場合、Zi1はそれぞれ同一であっても異なっていてもよいが、上記一般式(i)中に存在するZi1のうち少なくとも一つは、−COO−RZ1−、−OCO−RZ1−、−RZ1−COO−、及び−RZ1−OCO−からなる群から選択される基であり、−RZ1−は、炭素原子数2〜6のアルキレン基であり、
Ai1及びAi2はそれぞれ独立して、芳香環、脂環、複素環及び縮合環から選択される二価の環式基を表し、
Ai1が複数存在する場合、当該複数存在するAi1はそれぞれ同一であっても異なっていてもよく、
ni1はそれぞれ独立して、1〜9の整数を表す。)、
一般式(ii)で表される化合物と、
Mii1は下記一般式(Me−a)で表されるメソゲン基であり、
ZMe1及びZMe2はそれぞれ独立して、−O−、−S−、−OCH2−、−CH2O−、−CH2CH2−、−CO−、−COO−、−OCO−、−CO−S−、−S−CO−、−O−CO−O−、−CO−NH−、−NH−CO−、−SCH2−、−CH2S−、−CF2O−、−OCF2−、−CF2S−、−SCF2−、−CH=CH−COO−、−CH=CH−OCO−、−COO−CH=CH−、−OCO−CH=CH−、−COO−CH2CH2−、−OCO−CH2CH2−、−CH2CH2−COO−、−CH2CH2−OCO−、−COO−CH2−、−OCO−CH2−、−CH2−COO−、−CH2−OCO−、−CH=CH−、−N=N−、−CH=N−、−N=CH−、−CH=N−N=CH−、−CF=CF−、−C≡C−又は単結合を表すが、ZMe1及び/又はZMe2が複数現れる場合はそれぞれ同一であっても異なっていてもよく、
jMe1及びjMe2はそれぞれ独立して、0〜4の整数を表すが、jMe1+jMe2は1〜4の整数を表し、
置換基L1は、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、ペンタフルオロスルフラニル基、ニトロ基、イソシアノ基、アミノ基、ヒドロキシル基、メルカプト基、メチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジイソプロピルアミノ基、トリメチルシリル基、ジメチルシリル基、チオイソシアノ基、又は、1個の−CH2−若しくは隣接していない2個以上の−CH2−がそれぞれ独立して、−O−、−S−、−CO−、−COO−、−OCO−、−CO−S−、−S−CO−、−O−CO−O−、−CO−NH−、−NH−CO−、−CH=CH−COO−、−CH=CH−OCO−、−COO−CH=CH−、−OCO−CH=CH−、−CH=CH−、−CF=CF−、−N=N−、−CR1a=N−N=CR1b−、若しくは−C≡C−によって置換されてもよい炭素原子数1〜20の直鎖状若しくは分岐状アルキル基を表すが、当該アルキル基中の任意の水素原子はフッ素原子に置換されてもよい(なお、R1a及びR1bは、水素原子、又は炭素原子数1〜20のアルキル基を表すが、当該アルキル基は直鎖状であっても分岐状であってもよく、当該アルキル基中の任意の水素原子はフッ素原子に置換されてもよく、当該アルキル基中の1個の−CH2−又は隣接していない2個以上の−CH2−はそれぞれ独立して、−O−、−S−、−CO−、−COO−、−OCO−、−CO−S−、−S−CO−、−O−CO−O−、−CO−NH−、−NH−CO−又は−C≡C−によって置換されてもよい。)。)を表し、
Rii1は、水素原子、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、シアノ基、又は、炭素原子数1〜20のアルキル基を表すが、当該アルキル基は直鎖状であっても分岐状であってもよく、当該アルキル基中の任意の水素原子はフッ素原子に置換されてもよく、当該アルキル基中の2級炭素原子を含む、1個の−CH2−又は隣接していない2個以上の−CH2−はそれぞれ独立して、−O−、−S−、−CO−、−COO−、−OCO−、−CO−S−、−S−CO−、−O−CO−O−、−CO−NH−、−NH−CO−又は−C≡C−によって置換されてもよい。)
一般式(iii)で表される化合物と、
Riii1は炭素原子数1〜22の直鎖アルキル基を表す。)
第二成分として、負の誘電率異方性を有する液晶化合物と、
を含有する、光散乱型液晶組成物。 As the first component, a compound represented by the general formula (i) and
S i1 and S i2 independently represent a spacer group or a single bond, respectively.
X i1 and X i2 are independent of -O-, -S-, -OCH 2- , -CO-, -COO-, -OCO-, -CO-S-, -S-CO-, -O. -CO-O-, -CO-NH-, -NH-CO-, -SCH 2- , -CF 2 O-, -OCF 2- , -CF 2 S-, -SCF 2- , -CH = CH- COO-, -CH = CH-OCO-, -COO-CH = CH-, -OCO-CH = CH-, -COO-CH 2 CH 2- , -OCO-CH 2 CH 2- , -COO-CH 2 Represents −, −OCO−CH 2− , −CH = CH−, −N = N−, −CH = N−N = CH−, −CF = CF−, −C≡C− or a single bond (however, -O-O- is not included in the groups represented by P i1- S i1- X i1- and P i2- S i2- X i2-),.
Z i1 is -O-, -S-, -OCH 2- , -CH 2 O-, -CO-, -COO-, -OCO-, -CO-S-, -S-CO-, -O- CO-O-, -CO-NH-, -NH-CO-, -SCH 2- , -CH 2 S-, -CF 2 O-, -OCF 2- , -CF 2 S-, -SCF 2- , -CH = CH-COO-, -CH = CH-OCO-, -COO-CH = CH-, -OCO-CH = CH-, -COO-R Z1- , -OCO-R Z1- , -R Z1- COO-, -R Z1- OCO-, -COO-CH 2- , -OCO-CH 2- , -CH 2- COO-, -CH 2- OCO-, -CH = CH-, -CH 2 CH 2- , -N = N-, -CH = N-N = CH-, -CF = CF-, -C≡C- or a single bond (where -R Z1- is an alkylene with 2 to 6 carbon atoms. Represents a group.),
When a plurality of Z i1s are present, the Z i1s may be the same or different, but at least one of the Z i1s present in the general formula (i) is −COO-R Z1 −,. -OCO-R Z1 -, - R Z1 -COO-, and a group selected from the group consisting of -R Z1 -OCO-, -R Z1 - is an alkylene group having 2 to 6 carbon atoms,
A i1 and A i2 each independently represent a divalent cyclic group selected from an aromatic ring, an alicyclic ring, a heterocyclic ring and a condensed ring.
When a plurality of A i1s exist, the plurality of A i1s may be the same or different.
n i1 independently represents an integer of 1-9. ),
Compounds represented by the general formula (ii) and
Mii1 is a mesogen group represented by the following general formula (Me-a).
Z Me1 and Z Me2 are independent of -O-, -S-, -OCH 2- , -CH 2 O-, -CH 2 CH 2- , -CO-, -COO-, -OCO-,- CO-S-, -S-CO-, -O-CO-O-, -CO-NH-, -NH-CO-, -SCH 2- , -CH 2 S-, -CF 2 O-, -OCF 2- , -CF 2 S-, -SCF 2- , -CH = CH-COO-, -CH = CH-OCO-, -COO-CH = CH-, -OCO-CH = CH-, -COO-CH 2 CH 2- , -OCO-CH 2 CH 2- , -CH 2 CH 2- COO-, -CH 2 CH 2- OCO-, -COO-CH 2- , -OCO-CH 2- , -CH 2- COO-, -CH 2- OCO-, -CH = CH-, -N = N-, -CH = N-, -N = CH-, -CH = N-N = CH-, -CF = CF-, It represents −C≡C− or a single bond, but when multiple Z Me1 and / or Z Me2 appear, they may be the same or different.
j Me1 and j Me2 independently represent integers 0 to 4, while j Me1 + j Me2 represent integers 1 to 4.
The substituent L 1 is a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom, a pentafluorosulfuranyl group, a nitro group, an isocyano group, an amino group, a hydroxyl group, a mercapto group, a methylamino group, a dimethylamino group and a diethylamino group. , Diisopropylamino group, trimethylsilyl group, dimethylsilyl group, thioisocyanogroup, or one -CH 2- or two or more non-adjacent -CH 2 --independently, -O-, -S- , -CO-, -COO-, -OCO-, -CO-S-, -S-CO-, -O-CO-O-, -CO-NH-, -NH-CO-, -CH = CH- COO-, -CH = CH-OCO-, -COO-CH = CH-, -OCO-CH = CH-, -CH = CH-, -CF = CF-, -N = N-, -CR 1a = N Represents a linear or branched alkyl group with 1 to 20 carbon atoms that may be substituted with −N = CR 1b − or −C≡C−, any hydrogen atom in the alkyl group being a fluorine atom. (Note that R 1a and R 1b represent an alkyl group having a hydrogen atom or 1 to 20 carbon atoms, and the alkyl group may be linear or branched. well, any hydrogen atom in the alkyl group may be substituted by a fluorine atom, one -CH 2 in the alkyl group - or nonadjacent two or more -CH 2 - are each independently -O-, -S-, -CO-, -COO-, -OCO-, -CO-S-, -S-CO-, -O-CO-O-, -CO-NH-, -NH It may be replaced by −CO− or −C≡C−). )
Rii1 represents a hydrogen atom, a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom, a cyano group, or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and the alkyl group is branched even if it is linear. Any hydrogen atom in the alkyl group may be substituted with a fluorine atom, and one −CH 2 − or not adjacent 2 containing a secondary carbon atom in the alkyl group. More than one -CH 2 -is independent of -O-, -S-, -CO-, -COO-, -OCO-, -CO-S-, -S-CO-, -O-CO- It may be replaced by O-, -CO-NH-, -NH-CO- or -C≡C-. )
Compounds represented by the general formula (iii) and
Riii1 represents a linear alkyl group having 1 to 22 carbon atoms. )
As the second component, a liquid crystal compound having negative permittivity anisotropy,
A light-scattering liquid crystal composition containing.
AN11、AN12、AN21、AN22、AN31及びAN32はそれぞれ独立して
(a) 1,4−シクロヘキシレン基(この基中に存在する1個の−CH2−又は隣接していない2個以上の−CH2−は−O−に置き換えられてもよい。)及び
(b) 1,4−フェニレン基(この基中に存在する1個の−CH=又は隣接していない2個以上の−CH=は−N=に置き換えられてもよい。)
(c) ナフタレン−2,6−ジイル基、1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基又はデカヒドロナフタレン−2,6−ジイル基(ナフタレン−2,6−ジイル基又は1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル基中に存在する1個の−CH=又は隣接していない2個以上の−CH=は−N=に置き換えられてもよい。)
(d) 1,4−シクロヘキセニレン基
からなる群より選ばれる基を表し、上記の基(a)、基(b)、基(c)及び基(d)はそれぞれ独立してシアノ基、フッ素原子又は塩素原子で置換されていてもよく、
ZN11、ZN12、ZN21、ZN22、ZN31及びZN32はそれぞれ独立して単結合、−CH2CH2−、−(CH2)4−、−OCH2−、−CH2O−、−COO−、−OCO−、−OCF2−、−CF2O−、−CH=N−N=CH−、−CH=CH−、−CF=CF−又は−C≡C−を表し、
XN21は水素原子又はフッ素原子を表し、
TN31は−CH2−又は酸素原子を表し、
nN11、nN12、nN21、nN22、nN31及びnN32はそれぞれ独立して0〜3の整数を表すが、nN11+nN12、nN21+nN22及びnN31+nN32はそれぞれ独立して1、2又は3であり、AN11〜AN32、ZN11〜ZN32が複数存在する場合は、それらは同一であっても異なっていてもよい。ただし、一般式(i)及び(ii)で表される化合物を除く。) The light according to claim 1, wherein the liquid crystal compound having a negative dielectric anisotropy is represented by the following general formula (N-1), general formula (N-2) or general formula (N-3). Scattered liquid crystal composition.
A N11 , A N12 , A N21 , A N22 , A N31 and A N32 are independently (a) 1,4-cyclohexylene groups (one -CH 2- or adjacent to each other in this group). No two or more -CH 2- may be replaced by -O-) and (b) 1,4-phenylene group (one -CH = or non-adjacent 2 present in this group) More than one -CH = may be replaced with -N =.)
(C) Naphthalene-2,6-diyl group, 1,2,3,4-tetrahydronaphthalene-2,6-diyl group or decahydronaphthalene-2,6-diyl group (naphthalene-2,6-diyl group or One -CH = present in the 1,2,3,4-tetrahydronaphthalene-2,6-diyl group or two or more non-adjacent -CH = may be replaced with -N =. )
(D) Represents a group selected from the group consisting of 1,4-cyclohexenylene groups, and the above groups (a), group (b), group (c) and group (d) are independently cyano groups, respectively. It may be replaced with a fluorine atom or a chlorine atom.
Z N11, Z N12, Z N21 , Z N22, Z N31 and Z N32 are each independently a single bond, -CH 2 CH 2 -, - (CH 2) 4 -, - OCH 2 -, - CH 2 O- , -COO-, -OCO-, -OCF 2- , -CF 2 O-, -CH = NN = CH-, -CH = CH-, -CF = CF- or -C≡C-
X N21 represents a hydrogen atom or a fluorine atom.
TN31 represents −CH 2- or an oxygen atom and represents
n N11 , n N12 , n N21 , n N22 , n N31 and n N32 each independently represent an integer of 0 to 3, but n N11 + n N12 , n N21 + n N22 and n N31 + n N32 are independent of each other. If it is 1, 2 or 3, and there are a plurality of A N11 to A N32 and Z N11 to Z N32 , they may be the same or different. However, the compounds represented by the general formulas (i) and (ii) are excluded. )
前記透明電極基板の間に配された、前記一般式(i)〜前記一般式(iii)で表わされる化合物由来のポリマーネットワーク及び負の誘電率異方性を有する液晶化合物を含む複合層と、を有する、調光素子。 A pair of transparent electrode substrates,
A composite layer composed of a polymer network derived from a compound represented by the general formula (i) to the general formula (iii) and a liquid crystal compound having a negative dielectric anisotropy, which are arranged between the transparent electrode substrates. A dimming element having.
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