JP2023162737A - Liquid crystal composition and liquid crystal light control element - Google Patents
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Abstract
Description
本実施形態は、液晶組成物および液晶調光素子に関する。 This embodiment relates to a liquid crystal composition and a liquid crystal light control element.
液晶材料はTVやスマートフォンに代表される文字や画像、映像を表示させる表示材料素子に利用されるだけではなく、光の透過を調節する調光素子としてスマートウィンドウへの応用も検討化されつつある。スマートウィンドウとは,日差しの透過量をコントロールすることができる窓のことを指し,快適な室内環境を保つ用途への需要が高まっている。
一方、液晶材料がポリマーマトリックス中に分散している高分子分散型(PNM: :Polymer Network liquid crystal Material)調光素子や液晶材料がポリマーネットワーク中に介在している高分子分散型調光素子は、一般的な調光素子とは異なり、素子の透過/散乱度合いを調整可能である。前記特徴から、透過/散乱の調光機能を活用した建材用や輸送用の窓ガラス、インテリア、エクステリア、プライベートガラス(SG)や可変型プロジェクタースクリーン、デジタルサイネージ等のスマートガラスやスマートウィンドウ(SW)等への応用が望まれている。
近年の通信技術の発展に伴い、モバイル端末を用いて工業用、家庭用に関わらず各種設備機器の制御も可能になってきていることから、電圧駆動型スマートガラスやスマートウィンドウ(SW)等を実現するための調光材料が提案されている(例えば、特許文献1~3)。
しかし,上記スマートウィンドウ用調光材料が電圧駆動型であるため,スイッチングの際に人為的な操作が必要であることに加え,電気エネルギーの消費は避けられない問題があった。
Liquid crystal materials are not only used for display material elements that display text, images, and videos, as typified by TVs and smartphones, but are also being considered for application in smart windows as dimming elements that adjust the transmission of light. . Smart windows are windows that can control the amount of sunlight that passes through them, and there is growing demand for their use in maintaining a comfortable indoor environment.
On the other hand, a polymer dispersed type (PNM: :Polymer Network liquid crystal material) light control element in which a liquid crystal material is dispersed in a polymer matrix and a polymer dispersed type light control element in which a liquid crystal material is interposed in a polymer network are as follows. , unlike general light control elements, the degree of transmission/scattering of the element can be adjusted. Due to the above features, smart glass and smart windows (SW) for building materials, transportation windows, interior, exterior, private glass (SG), variable projector screens, digital signage, etc. that utilize transmission/scattering light control functions. It is desired to apply it to etc.
With the development of communication technology in recent years, it has become possible to use mobile terminals to control various types of equipment, whether for industrial or home use, so voltage-driven smart glass, smart windows (SW), etc. Light control materials have been proposed to achieve this (for example, Patent Documents 1 to 3).
However, since the above-mentioned light control material for smart windows is voltage-driven, there is a problem that not only manual operation is required during switching, but also the consumption of electrical energy is unavoidable.
上記事情を鑑み、本実施形態の課題は、電気エネルギーを使用することなく、太陽光のみをエネルギー源とし,自律的に駆動するスマートウィンドウ用液晶組成物を提供し、その液晶組成物を備える液晶調光素子を提供することにある。 In view of the above circumstances, it is an object of the present embodiment to provide a liquid crystal composition for a smart window that uses only sunlight as an energy source without using electrical energy, and to provide a liquid crystal composition for a smart window that is autonomously driven. An object of the present invention is to provide a light control element.
本実施形態者らは、鋭意検討した結果、アゾベンゼンなどの光異性基を有する色素は、光に応答して可逆的に異性化することができることを利用して、電気エネルギーを使用することなく、太陽光のみをエネルギー源とし、自律的に駆動するスマートウィンドウを提供することによって、また、そのようなスマートウィンドウに用いる液晶組成物を提供することによって、前記課題を解決することが可能であることを見出し、発明を完成した。 As a result of extensive studies, the present embodiment's inventors have found that dyes with photoisomer groups such as azobenzene can be reversibly isomerized in response to light. It is possible to solve the above problems by providing a smart window that uses only sunlight as an energy source and is driven autonomously, and by providing a liquid crystal composition for use in such a smart window. discovered and completed the invention.
すなわち本開示の内容は、以下の実施態様を含む。
[1] 非重合性液晶化合物(LB)と、
少なくとも1種の光異性基を有する色素と
を含有する液晶組成物であって、
前記非重合性液晶化合物(LB)が、室温でスメクチックA相を示し、かつ当該スメクチックA相よりも高温側でキラルネマチック相を示す、液晶組成物。
[2] 更に、前記光異性基を有する色素と構造の異なる二色性色素を少なくとも2種含有する、[1]に記載の液晶組成物。
[3] 更にキラル化合物を含有する、[1]又は[2]に記載の液晶組成物。
[4] スメクチックA相の上限温度が20℃以上50℃以下である、[1]~[3]の何れかに記載の液晶組成物。
[5] 更に重合性化合物(MA)を含有する、[1]~[4]の何れかに記載の液晶組成物。
[6] 更に光重合開始剤を含有する、[5]に記載の液晶組成物。
[7] 一対の基板の間に、[1]~[6]の何れかに記載の液晶組成物を挟持して得られる液晶調光素子。
[8] [5]又は[6]の液晶組成物中の重合性化合物(MA)から得られる重合体を含有する液晶調光素子。
[9] 前記非重合性液晶化合物(LB)がスメクチックA相において前記基板上に垂直配向している、[7]又は[8]に記載の液晶調光素子。
[10] 前記基板の表面に垂直配向処理を施したものである、[7]~[9]のいずれかに記載の液晶調光素子。
[11] 前記基板が透明電極を有さない、[7]~[9]のいずれかに記載の液晶調光素子。
[12] 前記重合体がポリマーネットワークを形成している、[8]~[10]のいずれかに記載の液晶調光素子。
That is, the content of the present disclosure includes the following embodiments.
[1] A non-polymerizable liquid crystal compound (LB),
A liquid crystal composition containing a dye having at least one photoisomer group,
A liquid crystal composition, wherein the non-polymerizable liquid crystal compound (LB) exhibits a smectic A phase at room temperature and exhibits a chiral nematic phase at a higher temperature than the smectic A phase.
[2] The liquid crystal composition according to [1], further comprising at least two types of dichroic dyes having different structures from the dye having a photoisomer group.
[3] The liquid crystal composition according to [1] or [2], further containing a chiral compound.
[4] The liquid crystal composition according to any one of [1] to [3], wherein the upper limit temperature of the smectic A phase is 20°C or more and 50°C or less.
[5] The liquid crystal composition according to any one of [1] to [4], further containing a polymerizable compound (MA).
[6] The liquid crystal composition according to [5], further containing a photopolymerization initiator.
[7] A liquid crystal light control element obtained by sandwiching the liquid crystal composition according to any one of [1] to [6] between a pair of substrates.
[8] A liquid crystal light control element containing a polymer obtained from the polymerizable compound (MA) in the liquid crystal composition of [5] or [6].
[9] The liquid crystal light control device according to [7] or [8], wherein the non-polymerizable liquid crystal compound (LB) is vertically aligned on the substrate in a smectic A phase.
[10] The liquid crystal light control device according to any one of [7] to [9], wherein the surface of the substrate is subjected to vertical alignment treatment.
[11] The liquid crystal light control device according to any one of [7] to [9], wherein the substrate does not have a transparent electrode.
[12] The liquid crystal light control device according to any one of [8] to [10], wherein the polymer forms a polymer network.
本実施形態によれば、電気エネルギーを使用することなく、太陽光のみをエネルギー源とし,自律的に駆動するスマートウィンドウを提供することができる。また、そのようなスマートウィンドウに用いる液晶組成物を提供することができる。さらに、その液晶組成物を備える液晶調光素子を提供することができる。 According to this embodiment, it is possible to provide a smart window that uses only sunlight as an energy source and is driven autonomously without using electrical energy. Furthermore, a liquid crystal composition for use in such smart windows can be provided. Furthermore, a liquid crystal light control element including the liquid crystal composition can be provided.
以下、本実施形態をさらに詳細に説明する。なお、本実施形態は以下に示す実施形態のみに限定されるものではない。 This embodiment will be described in further detail below. Note that this embodiment is not limited to only the embodiment shown below.
(液晶組成物)
本実施形態の一実施形態(以下、本実施形態)の液晶組成物が、非重合性液晶化合物(LB)と、少なくとも1種の光異性基を有する色素とを含有する。前記非重合性液晶化合物(LB)が、室温でスメクチックA相を示し、かつ当該スメクチックA相よりも高温側でネマチック相を示す。
単色であるモノクロームな色調よりもグレースケールの方が人の目に優しく、意匠性・デザインの観点から、色味の調整のために本実施形態の液晶組成物が更に、前記光異性化可能な色素と構造の異なる二色性色素を少なくとも2種含有することが好ましい。
また、液晶調光素子の散乱状態における散乱性を向上させるためにはキラルネマチック相(コレステリック相)を示すことが好ましく、当該キラルネマチック相の発現のため、本実施形態の液晶組成物が更にキラル化合物を含有することが好ましい。
また、液晶調光素子としての散乱状態、透過状態の安定化のため、本実施形態の液晶組成物が更に重合性化合物(MA)を含有することが好ましい。この時、光重合の効率を上げ、より強固な重合体およびポリマーネットワークを形成するため、本実施形態の液晶組成物が更に光重合開始剤を含有することが好ましい。
(Liquid crystal composition)
A liquid crystal composition of one embodiment of the present embodiment (hereinafter referred to as the present embodiment) contains a non-polymerizable liquid crystal compound (LB) and a dye having at least one type of photoisomer group. The non-polymerizable liquid crystal compound (LB) exhibits a smectic A phase at room temperature, and exhibits a nematic phase at a higher temperature than the smectic A phase.
A gray scale is easier on the human eye than a monochromatic color tone, and from the viewpoint of aesthetics and design, the liquid crystal composition of the present embodiment further includes the photoisomerizable liquid crystal composition in order to adjust the color tone. It is preferable to contain at least two kinds of dichroic dyes having different structures from the dye.
In addition, in order to improve the scattering property in the scattering state of the liquid crystal light control element, it is preferable to exhibit a chiral nematic phase (cholesteric phase). It is preferable to contain a compound.
Further, in order to stabilize the scattering state and transmission state of the liquid crystal light control element, it is preferable that the liquid crystal composition of this embodiment further contains a polymerizable compound (MA). At this time, in order to increase the efficiency of photopolymerization and form a stronger polymer and polymer network, it is preferable that the liquid crystal composition of this embodiment further contains a photopolymerization initiator.
本実施形態の液晶組成物では、室温でスメクチックA相を示す非重合性液晶化合物(LB)を用いることより、液晶調光素子を作成した際に液晶分子を基板に垂直に配向させることができる。この液晶組成物にアゾベンゼンのように光異性化可能な色素を添加すると、光が当たると光異性化によってアゾベンゼンがトランス体からシス体へと変化し、液晶組成物の相転移温度が低下してキラルネマチック相となり、特にポリマーネットワークの存在下では液晶分子とポリマーとの屈折率が異なることから光散乱状態となる。この2つの相によって液晶調光素子の光透過状態と光散乱状態が切り替えられるため、電圧を印加することなく自律的に駆動するスマートウィンドウの構成部材として適している。 In the liquid crystal composition of this embodiment, by using a non-polymerizable liquid crystal compound (LB) that exhibits a smectic A phase at room temperature, it is possible to align liquid crystal molecules perpendicularly to the substrate when creating a liquid crystal light control element. . When a photoisomerizable dye such as azobenzene is added to this liquid crystal composition, when exposed to light, the azobenzene changes from the trans form to the cis form through photoisomerization, lowering the phase transition temperature of the liquid crystal composition. It becomes a chiral nematic phase, and in particular in the presence of a polymer network, a light scattering state occurs because the refractive index of the liquid crystal molecules and the polymer are different. These two phases allow the liquid crystal light control element to switch between the light transmitting state and the light scattering state, making it suitable as a component of a smart window that can be driven autonomously without applying voltage.
〔非重合性液晶化合物(LB)〕 [Non-polymerizable liquid crystal compound (LB)]
本実施形態の液晶組成物に含まれている非重合性液晶化合物(LB)は、太陽光による光および熱によるスイッチング駆動温度の観点から、スメクチックA相の上限温度が20℃以上50℃以下であることが好ましく、30℃以上50℃以下であることがより好ましい。 The non-polymerizable liquid crystal compound (LB) contained in the liquid crystal composition of this embodiment has an upper limit temperature of smectic A phase of 20°C or more and 50°C or less from the viewpoint of switching drive temperature due to sunlight and heat. The temperature is preferably 30°C or higher and 50°C or lower.
本実施形態の液晶組成物に含まれている非重合性液晶化合物(LB)は、上記スメクチックA相の上限温度を超える温度範囲におけるネマチック相を有することが好ましい。また、上記スメクチックA相の上限温度を超え、かつ、80℃以下である温度範囲におけるネマチック相を有することがより好ましく、60℃以下であることが更に好ましい。 The non-polymerizable liquid crystal compound (LB) contained in the liquid crystal composition of the present embodiment preferably has a nematic phase in a temperature range exceeding the upper limit temperature of the smectic A phase. Further, it is more preferable to have a nematic phase in a temperature range exceeding the upper limit temperature of the smectic A phase and not more than 80°C, and even more preferably not more than 60°C.
本実施形態の液晶組成物に含まれている非重合性液晶化合物(LB)は、以下の一般式(v)で表される化合物の1種又は2種以上を含むことが好ましい。 The non-polymerizable liquid crystal compound (LB) contained in the liquid crystal composition of this embodiment preferably contains one or more compounds represented by the following general formula (v).
(一般式(v)で表される化合物)
本実施形態に係る色素化合物含有液晶組成物は、適度な電圧で液晶駆動を行う観点から、25℃における誘電率異方性が正(2≦Δε)である液晶化合物、いわゆるP型化合物である下記一般式(v)で表される化合物の1種又は2種以上を含んでもよい。
(Compound represented by general formula (v))
The dye compound-containing liquid crystal composition according to the present embodiment is a liquid crystal compound having positive dielectric anisotropy (2≦Δε) at 25° C., a so-called P-type compound, from the viewpoint of driving the liquid crystal with an appropriate voltage. It may contain one or more compounds represented by the following general formula (v).
なお、液晶化合物の誘電率異方性(Δε)は、25℃において誘電的にほぼ中性の組成物に、液晶化合物を添加した組成物の誘電率異方性の測定値から外挿した値である。 The dielectric anisotropy (Δε) of the liquid crystal compound is a value extrapolated from the measured value of the dielectric anisotropy of a composition obtained by adding the liquid crystal compound to a dielectrically neutral composition at 25°C. It is.
一般式(v)中、Rv1は、それぞれ独立して、炭素原子数1~20のアルキル基を表す。 In the general formula (v), each R v1 independently represents an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms.
炭素原子数1~20のアルキル基は、直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基であり、直鎖状のアルキル基であることが好ましい。 The alkyl group having 1 to 20 carbon atoms is a linear, branched or cyclic alkyl group, and preferably a linear alkyl group.
炭素原子数1~20のアルキル基における炭素原子数は、好ましくは2~10、好ましくは2~6である。 The number of carbon atoms in the alkyl group having 1 to 20 carbon atoms is preferably 2 to 10, preferably 2 to 6.
当該アルキル基中の1つ又は2つ以上の-CH2-は、それぞれ独立して、-O-及び/又は-CO-で置換されてもよい。 One or more -CH 2 - in the alkyl group may be each independently substituted with -O- and/or -CO-.
また、当該アルキル基中の1つ又は2つ以上の-CH2-CH2-は、それぞれ独立して、-CH=CH-及び/又は-C≡C-で置換されてもよい。 Furthermore, one or more -CH 2 -CH 2 - in the alkyl group may be each independently substituted with -CH=CH- and/or -C≡C-.
また、当該アルキル基中の1つ又は2つ以上の水素原子は、それぞれ独立して、ハロゲン原子で置換されていてもよい。 Furthermore, one or more hydrogen atoms in the alkyl group may be each independently substituted with a halogen atom.
ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子が挙げられる。 Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, and a bromine atom.
但し、当該アルキル基が所定の基により置換される場合においては、酸素原子と酸素原子が直接結合することはない。 However, when the alkyl group is substituted with a predetermined group, the oxygen atoms do not bond directly.
例えば、Rv1は、当該アルキル基中の1つの-CH2-が-O-に置換されることにより、炭素原子数1~19のアルコキシ基を表すことができる。 For example, R v1 can represent an alkoxy group having 1 to 19 carbon atoms by replacing one -CH 2 - in the alkyl group with -O-.
当該アルコキシ基は、直鎖状、分岐状又は環状のアルコキシ基であり、直鎖状のアルコキシ基であることが好ましい。 The alkoxy group is a linear, branched or cyclic alkoxy group, and preferably a linear alkoxy group.
当該アルコキシ基における炭素原子数は、好ましくは2~10、好ましくは2~6である。 The number of carbon atoms in the alkoxy group is preferably 2 to 10, preferably 2 to 6.
また、Rv1は、当該アルキル基中の1つ又は2つ以上の-CH2-CH2-が、-CH=CH-に置換されることにより、炭素原子数1~20のアルケニル基を表すことができる。 Furthermore, R v1 represents an alkenyl group having 1 to 20 carbon atoms, in which one or more -CH 2 -CH 2 - in the alkyl group is replaced with -CH=CH-. be able to.
当該アルケニル基は、直鎖状、分岐状又は環状のアルケニル基であり、直鎖状のアルケニル基であることが好ましい。 The alkenyl group is a linear, branched or cyclic alkenyl group, and preferably a linear alkenyl group.
当該アルケニル基における炭素原子数は、好ましくは2~10、好ましくは2~6である。 The number of carbon atoms in the alkenyl group is preferably 2 to 10, preferably 2 to 6.
また、Rv1は、当該アルキル基中の1つ又は2つ以上の-CH2-CH2-が、-C≡C-に置換されることにより、炭素原子数1~20のアルキニル基を表すことができる。 Furthermore, R v1 represents an alkynyl group having 1 to 20 carbon atoms, in which one or more -CH 2 -CH 2 - in the alkyl group is replaced with -C≡C-. be able to.
当該アルキニル基は、直鎖状、分岐状又は環状のアルキニル基であり、直鎖状のアルキニル基であることが好ましい。 The alkynyl group is a linear, branched or cyclic alkynyl group, and preferably a linear alkynyl group.
当該アルキニル基における炭素原子数は、好ましくは2~10、好ましくは2~6である。 The number of carbon atoms in the alkynyl group is preferably 2 to 10, preferably 2 to 6.
また、Rv1は、当該アルキル基中の1つの-CH2-が-O-に置換され、且つ1つ又は2つ以上の-CH2-CH2-が、-CH=CH-に置換されることにより、炭素原子数1~19のアルケニルオキシ基を表すことができる。 Furthermore, in R v1 , one -CH 2 - in the alkyl group is substituted with -O-, and one or more -CH 2 -CH 2 - are substituted with -CH=CH-. can represent an alkenyloxy group having 1 to 19 carbon atoms.
当該アルケニルオキシ基は、直鎖状、分岐状又は環状のアルケニルオキシ基であり、直鎖状のアルケニルオキシ基であることが好ましい。 The alkenyloxy group is a linear, branched or cyclic alkenyloxy group, and preferably a linear alkenyloxy group.
当該アルケニルオキシ基における炭素原子数は、好ましくは2~10、好ましくは2~6である。 The number of carbon atoms in the alkenyloxy group is preferably 2 to 10, preferably 2 to 6.
また、Rv1は、当該アルキル基中の1つ又は2つ以上の水素原子が、ハロゲン原子に置換されることにより、炭素原子数1~20のハロゲン化アルキル基を表すことができる。 Further, R v1 can represent a halogenated alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, by replacing one or more hydrogen atoms in the alkyl group with a halogen atom.
当該ハロゲン化アルキル基は、直鎖状、分岐状又は環状のハロゲン化アルキル基であり、直鎖状のハロゲン化アルキル基であることが好ましい。 The halogenated alkyl group is a linear, branched or cyclic halogenated alkyl group, and preferably a linear halogenated alkyl group.
当該ハロゲン化アルキル基における炭素原子数は、好ましくは2~10、好ましくは2~6である。 The number of carbon atoms in the halogenated alkyl group is preferably 2 to 10, preferably 2 to 6.
Rv1における炭素原子数1~20のアルキル基(置換されたものも含む)の具体例としては、式(Rv1-1)~(Rv1-31)で表される基等が挙げられる。 Specific examples of the alkyl group having 1 to 20 carbon atoms (including substituted ones) in R v1 include groups represented by formulas (R v1 -1) to (R v1 -31).
式(Rv1-1)~(Rv1-31)中、黒点は環構造への結合手を表す。 In formulas (R v1 -1) to (R v1 -31), black dots represent bonds to the ring structure.
なお、Rv1としては、色素化合物含有液晶組成物の粘度を低下させる観点から、炭素原子数1~6の直鎖状のアルキル基が好ましい。 Note that R v1 is preferably a linear alkyl group having 1 to 6 carbon atoms from the viewpoint of reducing the viscosity of the liquid crystal composition containing the dye compound.
一般式(v)中、Rv2は、炭素原子数1~20のアルキル基、ハロゲン原子、-CN、-OCN又は-C≡CCNのいずれかを表す。Rv2は、ハロゲン原子、-CN、-OCN又は-C≡CCNのいずれかを表すことが好ましい。 In the general formula (v), R v2 represents either an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a halogen atom, -CN, -OCN or -C≡CCN. R v2 preferably represents a halogen atom, -CN, -OCN or -C≡CCN.
ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられる。 なお、Rv2としては、色素化合物含有液晶組成物の高い耐光性や高い溶解性の観点から、フッ素原子、-CNが好ましい。 Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom. Note that R v2 is preferably a fluorine atom or -CN from the viewpoint of high light resistance and high solubility of the liquid crystal composition containing a dye compound.
Rv2における炭素原子数1~20のアルキル基は、上記Rv2における炭素原子数1~20のアルキル基と同じ意味である。また、Rv2における炭素原子数1~20のアルキル基(置換されたものも含む)の具体例としては、上記Rv2における炭素原子数1~20のアルキル基(置換されたものも含む)と同じ、上記式(Rv1-1)~(Rv1-31)で表される基等が挙げられる。 The alkyl group having 1 to 20 carbon atoms in R v2 has the same meaning as the alkyl group having 1 to 20 carbon atoms in R v2 above. Further, specific examples of the alkyl groups having 1 to 20 carbon atoms (including substituted ones) in R v2 include the alkyl groups having 1 to 20 carbon atoms (including substituted ones) in R v2 above. Similarly, groups represented by the above formulas (R v1 -1) to (R v1 -31) can be mentioned.
一般式(v)中、Av1及びAv2は、それぞれ独立して、以下の基(a)、基(b)及び基(c):
(a) 1,4-シクロヘキシレン基(この基中に存在する1つの-CH2-又は非隣接の2つ以上の-CH2-は-O-及び/又は-S-に置き換えられてもよい。)
(b) 1,4-フェニレン基(この基中に存在する1つの-CH=又は非隣接の2つ以上の-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-ジイル基中に存在する1つの-CH=又は非隣接の2つ以上の-CH=は-N=に置換されていてもよい。)
からなる群より選ばれる基を表す。
In general formula (v), A v1 and A v2 are each independently the following group (a), group (b) and group (c):
(a) 1,4-cyclohexylene group (even if one -CH 2 - or two or more non-adjacent -CH 2 -s present in this group is replaced with -O- and/or -S-) good.)
(b) 1,4-phenylene group (one -CH= or two or more non-adjacent -CH= present in this group may be replaced with -N=)
(c) Naphthalene-2,6-diyl group or decahydronaphthalene-2,6-diyl group (one -CH= or two or more non-adjacent -CH present in the naphthalene-2,6-diyl group) = may be replaced with -N=.)
Represents a group selected from the group consisting of.
また、Av1及びAv2中の1つ又は2つ以上の水素原子は、それぞれ独立して、ハロゲン原子により置換されていてもよい。 Furthermore, one or more hydrogen atoms in A v1 and A v2 may be each independently substituted with a halogen atom.
ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられる。 Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom.
Av1及びAv2におけるハロゲン原子の置換位置としては、下記式(Av1/2-SP-1)~(Av1/2-SP-2)のいずれかであることが好ましい。 The substitution position of the halogen atom in A v1 and A v2 is preferably one of the following formulas (A v1/2 -SP-1) to (A v1/2 -SP-2).
式(Av1/2-SP-1)~(Av1/2-SP-2)中、Sv1/2はそれぞれ独立してハロゲン原子を表し、白点はRv1又はZv1への結合手を表し、黒点はZv1又はRv2への結合手を表す。 In the formulas (A v1/2 -SP-1) to (A v1/2 -SP-2), S v1/2 each independently represents a halogen atom, and the white dots represent bonds to R v1 or Z v1 . , and the black dots represent the bond to Z v1 or R v2 .
ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられる。 Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom.
より具体的には、Av1及びAv2は、下記式(Av1/2-1)~(Av1/2-5)のいずれかを表すことが好ましい。 More specifically, A v1 and A v2 preferably represent any of the following formulas (A v1/2 -1) to (A v1/2 -5).
式(Av1/2-1)~(Av1/2-5)中、白点はRv1又はZv1への結合手を表し、黒点はZv1又はRv2への結合手を表す。 In the formulas (A v1/2 -1) to (A v1/2 -5), the white dots represent the bond to R v1 or Z v1 , and the black dots represent the bond to Z v1 or R v2 .
一般式(v)中、Zv1、Zv2は、それぞれ独立して、単結合、炭素原子数1~20のアルキレン基のいずれかを表す。 In the general formula (v), Z v1 and Z v2 each independently represent either a single bond or an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms.
当該アルキレン基は、直鎖状、分岐状又は環状のアルキレン基であり、直鎖状のアルキレン基であることが好ましい。 The alkylene group is a linear, branched or cyclic alkylene group, and preferably a linear alkylene group.
当該アルキレン基における炭素原子数は、好ましくは2~10、好ましくは2~6である。 The number of carbon atoms in the alkylene group is preferably 2 to 10, preferably 2 to 6.
当該アルキレン基中の1つ又は2つ以上の-CH2-は、それぞれ独立して、-O-、-CH(CH3)-、-CO-及び/又は-CF2-で置換されていてもよい。 One or more -CH 2 - in the alkylene group are each independently substituted with -O-, -CH(CH 3 )-, -CO- and/or -CF 2 -. Good too.
また、当該アルキレン基中の1つ又は2つ以上の-CH2-CH2-は、それぞれ独立して、-CH=CH-、-CF=CH-、-CH=CF-、-CF=CF-、-CH=C(CH3)-、-C(CH3)=CH-、-CH=N-、-N=CH-、-N=N-及び/又は-C≡C-で置換されてもよい。 Furthermore, one or more -CH 2 -CH 2 - in the alkylene group are each independently -CH=CH-, -CF=CH-, -CH=CF-, -CF=CF -, -CH=C(CH 3 )-, -C(CH 3 )=CH-, -CH=N-, -N=CH-, -N=N- and/or -C≡C- It's okay.
但し、当該アルキレン基が所定の基により置換される場合においては、酸素原子と酸素原子が直接結合することはない。 However, when the alkylene group is substituted with a predetermined group, the oxygen atoms do not bond directly.
炭素原子数1~20のアルキレン基の具体例(置換されたものも含む)としては、式(Zv1-1)~(Zv1-24)で表される基等が挙げられる。 Specific examples of alkylene groups having 1 to 20 carbon atoms (including substituted ones) include groups represented by formulas (Z v1 -1) to (Z v1 -24).
式(Zv1-1)~(Zv1-24)中、白点はAv1又はAv2への結合手を表し、黒点はAv2への結合手を表す。 In the formulas (Z v1 -1) to (Z v1 -24), the white dots represent the bond to A v1 or A v2 , and the black dots represent the bond to A v2 .
なお、Zvi1としては、色素化合物含有液晶組成物の高い耐光性の観点から、単結合、-CO-O-、-O-CO-、又は炭素原子数1~6の直鎖状のアルキレン基が好ましい。 Note that Z vi1 may be a single bond, -CO-O-, -O-CO-, or a linear alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, from the viewpoint of high light resistance of the liquid crystal composition containing the dye compound. is preferred.
nv1は、1~3の整数を表す。 n v1 represents an integer from 1 to 3.
Av2及びZv1が複数存在する場合は、それらはそれぞれ同一であってもよく、異なっていてもよい。 When a plurality of A v2 and Z v1 exist, they may be the same or different.
但し、一般式(v)で表される化合物において、一般式(ii)及び(iii)で表される化合物(下位概念を含む)は除かれる。 However, among the compounds represented by general formula (v), compounds represented by general formulas (ii) and (iii) (including subordinate concepts) are excluded.
一般式(v)で表される化合物としては、下記一般式(v-1)~(v-3)で表される化合物であることが好ましい。 The compound represented by the general formula (v) is preferably a compound represented by the following general formulas (v-1) to (v-3).
一般式(v-1)~(v-6)中、Rv1、Rv2、Zv1、Zv2、Av1及びAv2は、上記一般式(v)中のRv1、Rv2、Zv1、Zv2、Av1及びAv2とそれぞれ同じ意味を表し、好ましい基も同じものを表す。 In general formulas (v-1) to (v-6), R v1 , R v2 , Z v1 , Z v2 , A v1 and A v2 are R v1 , R v2 , Z v1 in the above general formula (v) , Z v2 , A v1 and A v2 each represent the same meaning, and the preferred groups also represent the same thing.
一般式(v-1)~(v-6)中、Zv1-2及びZv1-3は、それぞれ独立して、上記一般式(v)中のZv1とそれぞれ同じ意味を表し、好ましい基も同じものを表す。 In general formulas (v-1) to (v-6), Z v1-2 and Z v1-3 each independently represent the same meaning as Z v1 in the above general formula (v), and are preferred groups. also represent the same thing.
一般式(v-1)~(v-6)中、Av2-2及びAv2-3は、それぞれ独立して、上記一般式(v)中のAv1とそれぞれ同じ意味を表し、好ましい基も同じものを表す。 In general formulas (v-1) to (v-6), A v2-2 and A v2-3 each independently represent the same meaning as A v1 in the above general formula (v), and are preferred groups. also represent the same thing.
一般式(v-1)で表される化合物としては、下記一般式(v-1-1)~(v-1-10)で表される化合物であることが好ましい。 The compound represented by the general formula (v-1) is preferably a compound represented by the following general formulas (v-1-1) to (v-1-10).
一般式(v-1-1)~(v-1-10)中、Rv1、Rv2は、上記一般式(v)中のRv1、Rv2とそれぞれ同じ意味を表し、好ましい基も同じものを表す。 In the general formulas (v-1-1) to (v-1-10), R v1 and R v2 each have the same meaning as R v1 and R v2 in the above general formula (v), and the preferred groups are also the same. represent something.
一般式(v-1-1)~(v-1-10)中、Sv1/2はそれぞれ独立してハロゲン原子を表す。 In the general formulas (v-1-1) to (v-1-10), S v1/2 each independently represents a halogen atom.
ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられる。 Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom.
一般式(v-1-1)で表される化合物としては、下記構造式(v-1-1.1)~(v-1-1.4)で表される化合物であることが好ましい。 The compound represented by the general formula (v-1-1) is preferably a compound represented by the following structural formulas (v-1-1.1) to (v-1-1.4).
一般式(v-1-2)で表される化合物としては、下記構造式(v-1-2.1)で表される化合物であることが好ましい。 The compound represented by the general formula (v-1-2) is preferably a compound represented by the following structural formula (v-1-2.1).
一般式(v-1-3)で表される化合物としては、下記構造式(v-1-3.1)~(v-1-3.4)で表される化合物であることが好ましい。 The compound represented by the general formula (v-1-3) is preferably a compound represented by the following structural formulas (v-1-3.1) to (v-1-3.4).
一般式(v-1-4)で表される化合物としては、下記構造式(v-1-4.1)~(v-1-4.4)で表される化合物であることが好ましい。 The compound represented by the general formula (v-1-4) is preferably a compound represented by the following structural formulas (v-1-4.1) to (v-1-4.4).
一般式(v-1-5)で表される化合物としては、下記構造式(v-1-5.1)で表される化合物であることが好ましい。 The compound represented by the general formula (v-1-5) is preferably a compound represented by the following structural formula (v-1-5.1).
一般式(v-1-6)で表される化合物としては、下記構造式(v-1-6.1)~構造式(v-1-6.2)で表される化合物であることが好ましい。 The compound represented by the general formula (v-1-6) may be a compound represented by the following structural formulas (v-1-6.1) to (v-1-6.2). preferable.
一般式(v-1-7)で表される化合物としては、下記構造式(v-1-7.1)で表される化合物であることが好ましい。 The compound represented by the general formula (v-1-7) is preferably a compound represented by the following structural formula (v-1-7.1).
一般式(v-1-8)で表される化合物としては、下記構造式(v-1-8.1)で表される化合物であることが好ましい。 The compound represented by the general formula (v-1-8) is preferably a compound represented by the following structural formula (v-1-8.1).
一般式(v-1-9)で表される化合物としては、下記構造式(v-1-9.1)で表される化合物であることが好ましい。 The compound represented by the general formula (v-1-9) is preferably a compound represented by the following structural formula (v-1-9.1).
一般式(v-1-10)で表される化合物としては、下記構造式(v-1-10.1)で表される化合物であることが好ましい。 The compound represented by the general formula (v-1-10) is preferably a compound represented by the following structural formula (v-1-10.1).
一般式(v-2)で表される化合物としては、下記一般式(v-2-1)~(v-2-5)で表される化合物であることが好ましい。 The compound represented by the general formula (v-2) is preferably a compound represented by the following general formulas (v-2-1) to (v-2-5).
一般式(v-2-1)~(v-2-6)中、Rv1、Rv2は、上記一般式(v)中のRv1、Rv2とそれぞれ同じ意味を表し、好ましい基も同じものを表す。 In the general formulas (v-2-1) to (v-2-6), R v1 and R v2 each have the same meaning as R v1 and R v2 in the above general formula (v), and the preferred groups are also the same. represent something.
一般式(v-2-1)~(v-2-5)中、Sv1/2はそれぞれ独立してハロゲン原子を表す。 In the general formulas (v-2-1) to (v-2-5), S v1/2 each independently represents a halogen atom.
ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられる。 Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom.
一般式(v-2-1)で表される化合物としては、下記構造式(v-2-1.1)で表される化合物であることが好ましい。 The compound represented by the general formula (v-2-1) is preferably a compound represented by the following structural formula (v-2-1.1).
一般式(v-2-2)で表される化合物としては、下記構造式(v-2-2.1)~(v-2-2.2)で表される化合物であることが好ましい。 The compound represented by the general formula (v-2-2) is preferably a compound represented by the following structural formulas (v-2-2.1) to (v-2-2.2).
一般式(v-2-3)で表される化合物としては、下記構造式(v-2-3.1)で表される化合物であることが好ましい。 The compound represented by the general formula (v-2-3) is preferably a compound represented by the following structural formula (v-2-3.1).
一般式(v-2-4)で表される化合物としては、下記構造式(v-2-4.1)~(v-4-4.2)で表される化合物であることが好ましい。 The compound represented by the general formula (v-2-4) is preferably a compound represented by the following structural formulas (v-2-4.1) to (v-4-4.2).
一般式(v-2-5)で表される化合物としては、下記構造式(v-2-5.1)で表される化合物であることが好ましい。 The compound represented by the general formula (v-2-5) is preferably a compound represented by the following structural formula (v-2-5.1).
一般式(v-2-6)で表される化合物としては、下記構造式(v-2-6.1)~(v-2-6.4)で表される化合物であることが好ましい。 The compound represented by the general formula (v-2-6) is preferably a compound represented by the following structural formulas (v-2-6.1) to (v-2-6.4).
一般式(v-3)で表される化合物としては、下記一般式(v-3-1)~(v-3-2)で表される化合物であることが好ましい。 The compound represented by the general formula (v-3) is preferably a compound represented by the following general formulas (v-3-1) to (v-3-2).
一般式(v-3-1)~(v-3-2)中、Rv1、Rv2は、上記一般式(v)中のRv1、Rv2とそれぞれ同じ意味を表し、好ましい基も同じものを表す。 In the general formulas (v-3-1) to (v-3-2), R v1 and R v2 each have the same meaning as R v1 and R v2 in the above general formula (v), and the preferred groups are also the same. represent something.
一般式(v-3-1)~(v-3-2)中、Sv1/2はそれぞれ独立してハロゲン原子を表す。 In general formulas (v-3-1) to (v-3-2), S v1/2 each independently represents a halogen atom.
ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられる。 Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom.
一般式(v-3-1)で表される化合物としては、下記構造式(v-3-1.1)~(v-3-1.2)で表される化合物であることが好ましい。 The compound represented by the general formula (v-3-1) is preferably a compound represented by the following structural formulas (v-3-1.1) to (v-3-1.2).
一般式(v-3-1)で表される化合物としては、下記構造式(v-3-2.1)~(v-3-2.2)で表される化合物であることが好ましい。 The compound represented by the general formula (v-3-1) is preferably a compound represented by the following structural formulas (v-3-2.1) to (v-3-2.2).
一般式(v-4)で表される化合物としては、下記一般式(v-4-1)~(v-4-5)で表される化合物であることが好ましい。 The compound represented by the general formula (v-4) is preferably a compound represented by the following general formulas (v-4-1) to (v-4-5).
一般式(v-4-1)~(v-1-5)中、Rv1、Rv2は、上記一般式(v)中のRv1、Rv2とそれぞれ同じ意味を表し、好ましい基も同じものを表す。 In the general formulas (v-4-1) to (v-1-5), R v1 and R v2 each have the same meaning as R v1 and R v2 in the above general formula (v), and the preferred groups are also the same. represent something.
一般式(v-4-1)~(v-4-3)中、Sv1/2はそれぞれ独立してハロゲン原子を表す。 In general formulas (v-4-1) to (v-4-3), S v1/2 each independently represents a halogen atom.
ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられる。 Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom.
一般式(v-4-4)で表される化合物としては、下記構造式(v-4-4.1)~(v-4-4.7)で表される化合物であることが好ましい。 The compound represented by the general formula (v-4-4) is preferably a compound represented by the following structural formulas (v-4-4.1) to (v-4-4.7).
一般式(v);好ましく、一般式(v-1)~(v-5);より好ましく、一般式(v-1-1)~(v-1-10)、一般式(v-2-1)~(v-2-6)、一般式(v-3-1)~(v-3-2)、一般式(v-4-1)~(v-4-5);更に好ましく、構造式(v-1-1.1)~(v-1-1.4)、構造式(v-1-2.1)、構造式(v-1-3.1)~(v-1-3.4)、構造式(v-1-4.1)~(v-1-4.5)、構造式(v-1-5.1)、構造式(v-1-6.1)~構造式(v-1-6.2)、構造式(v-1-7.1)、構造式(v-1-8.1)、構造式(v-1-9.1)、構造式(v-1-10.1)、構造式(v-2-1.1)、構造式(v-2-2.1)~(v-2-2.2)、構造式(v-2-3.1)、構造式(v-2-4.1)~(v-2-4.2)、構造式(v-2-5.1)、構造式(v-2-6.1)~(v-2-6.4)、構造式(v-3-1.1)~(v-3-1.2)、構造式(v-3-2.1)~(v-3-2.2)、構造式(v-4-4.1)~(v-4-4.7)で表される液晶化合物の中において、液晶組成物に用いる種類は、1種又は2種以上、好ましくは1~6種、好ましくは1~5種、好ましくは1~4種、好ましくは2~4種である。 General formula (v); preferably, general formulas (v-1) to (v-5); more preferably, general formulas (v-1-1) to (v-1-10), general formula (v-2- 1) to (v-2-6), general formulas (v-3-1) to (v-3-2), general formulas (v-4-1) to (v-4-5); more preferably, Structural formula (v-1-1.1) ~ (v-1-1.4), structural formula (v-1-2.1), structural formula (v-1-3.1) ~ (v-1 -3.4), Structural formula (v-1-4.1) to (v-1-4.5), Structural formula (v-1-5.1), Structural formula (v-1-6.1) ) ~ Structural formula (v-1-6.2), Structural formula (v-1-7.1), Structural formula (v-1-8.1), Structural formula (v-1-9.1), Structural formula (v-1-10.1), structural formula (v-2-1.1), structural formula (v-2-2.1) to (v-2-2.2), structural formula (v -2-3.1), Structural formula (v-2-4.1) to (v-2-4.2), Structural formula (v-2-5.1), Structural formula (v-2-6) .1) ~ (v-2-6.4), structural formula (v-3-1.1) ~ (v-3-1.2), structural formula (v-3-2.1) ~ (v -3-2.2), among the liquid crystal compounds represented by structural formulas (v-4-4.1) to (v-4-4.7), the types used in the liquid crystal composition are one or Two or more types, preferably 1 to 6 types, preferably 1 to 5 types, preferably 1 to 4 types, preferably 2 to 4 types.
一般式(v-1)、一般式(v-2)、一般式(v-4)で表される液晶化合物の中において、液晶組成物に用いる種類は、1種又は2種以上、好ましくは1~6種、好ましくは1~5種、好ましくは1~4種、好ましくは2~4種であることが好ましい。
一般式(v-1)で表される液晶化合物の中において、液晶組成物に用いる種類は、2種以上、好ましくは2~6種、好ましくは2~5種、好ましくは2~4種であり、かつ、一般式(v-2)で表される液晶化合物の中において、液晶組成物に用いる種類は、1種又は2種以上、好ましくは1~3種、より好ましくは1~2種であり、かつ、一般式(v-4)で表される液晶化合物の中において、液晶組成物に用いる種類は、1種又は2種以上、好ましくは1~3種、より好ましくは1~2種であることがより好ましい。
Among the liquid crystal compounds represented by general formula (v-1), general formula (v-2), and general formula (v-4), one or more types, preferably two or more types, are used in the liquid crystal composition. It is preferable to use 1 to 6 types, preferably 1 to 5 types, preferably 1 to 4 types, and preferably 2 to 4 types.
Among the liquid crystal compounds represented by general formula (v-1), the number of types used in the liquid crystal composition is two or more, preferably 2 to 6, preferably 2 to 5, and preferably 2 to 4. Among the liquid crystal compounds represented by general formula (v-2), the number of types used in the liquid crystal composition is one or two or more, preferably one to three, more preferably one or two. And among the liquid crystal compounds represented by general formula (v-4), the number of types used in the liquid crystal composition is one or more, preferably one to three, more preferably one to two. More preferably, it is a seed.
一般式(v-1-4)、一般式(v-2-6)、一般式(v-4-4)で表される液晶化合物の中において、液晶組成物に用いる種類は、1種又は2種以上、好ましくは1~6種、好ましくは1~5種、好ましくは1~4種、好ましくは2~4種であることが好ましい。
一般式(v-1-4)で表される液晶化合物の中において、液晶組成物に用いる種類は、2種以上、好ましくは2~6種、好ましくは2~5種、好ましくは2~4種であり、かつ、一般式(v-2-6)で表される液晶化合物の中において、液晶組成物に用いる種類は、1種又は2種以上、好ましくは1~3種、より好ましくは1~2種であり、かつ、一般式(v-4-4)で表される液晶化合物の中において、液晶組成物に用いる種類は、1種又は2種以上、好ましくは1~3種、より好ましくは1~2種であることがより好ましい。
Among the liquid crystal compounds represented by general formula (v-1-4), general formula (v-2-6), and general formula (v-4-4), one type or It is preferable that there are two or more types, preferably 1 to 6 types, preferably 1 to 5 types, preferably 1 to 4 types, and preferably 2 to 4 types.
Among the liquid crystal compounds represented by general formula (v-1-4), the number of types used in the liquid crystal composition is 2 or more, preferably 2 to 6, preferably 2 to 5, preferably 2 to 4. Among the liquid crystal compounds that are seeds and represented by the general formula (v-2-6), the types used in the liquid crystal composition are one or more, preferably one to three, more preferably Among the liquid crystal compounds represented by the general formula (v-4-4), the number of types used in the liquid crystal composition is one or two or more, preferably one to three, More preferably, it is one or two types.
構造式(v-1-4.1)~(v-1-4.5)、構造式(v-2-6.1)~(v-2-6.4)、構造式(v-4-4.1)~(v-4-4.7)で表される液晶化合物の中において、液晶組成物に用いる種類は、1種又は2種以上、好ましくは1~6種、好ましくは1~5種、好ましくは1~4種、好ましくは2~4種であることが好ましい。
構造式(v-1-4.1)~(v-1-4.5)で表される液晶化合物の中において、液晶組成物に用いる種類は、2種以上、好ましくは2~6種、好ましくは2~5種、好ましくは2~4種であり、かつ、構造式(v-2-6.1)~(v-2-6.4)で表される液晶化合物の中において、液晶組成物に用いる種類は、1種又は2種以上、好ましくは1~3種、より好ましくは1~2種であり、かつ、構造式(v-4-4.1)~(v-4-4.7)で表される液晶化合物の中において、液晶組成物に用いる種類は、1種又は2種以上、好ましくは1~3種、より好ましくは1~2種であることがより好ましい。
Structural formula (v-1-4.1) to (v-1-4.5), structural formula (v-2-6.1) to (v-2-6.4), structural formula (v-4 Among the liquid crystal compounds represented by -4.1) to (v-4-4.7), the number of types used in the liquid crystal composition is one or two or more, preferably 1 to 6, preferably 1. -5 types, preferably 1-4 types, preferably 2-4 types.
Among the liquid crystal compounds represented by structural formulas (v-1-4.1) to (v-1-4.5), the number of types used in the liquid crystal composition is two or more, preferably two to six, Preferably 2 to 5 types, preferably 2 to 4 types, and among the liquid crystal compounds represented by structural formulas (v-2-6.1) to (v-2-6.4), liquid crystal The types used in the composition are one or more types, preferably 1 to 3 types, more preferably 1 to 2 types, and have structural formulas (v-4-4.1) to (v-4- Among the liquid crystal compounds represented by 4.7), the number of types used in the liquid crystal composition is preferably one or two or more, preferably one to three, more preferably one or two.
液晶組成物100質量%中において、一般式(v);好ましく、一般式(v-1)~(v-5);より好ましく、一般式(v-1-1)~(v-1-10)、一般式(v-2-1)~(v-2-6)、一般式(v-3-1)~(v-3-2)、一般式(v-4-1)~(v-4-5);更に好ましく、構造式(v-1-1.1)~(v-1-1.4)、構造式(v-1-2.1)、構造式(v-1-3.1)~(v-1-3.4)、構造式(v-1-4.1)~(v-1-4.5)、構造式(v-1-5.1)、構造式(v-1-6.1)~構造式(v-1-6.2)、構造式(v-1-7.1)、構造式(v-1-8.1)、構造式(v-1-9.1)、構造式(v-1-10.1)、構造式(v-2-1.1)、構造式(v-2-2.1)~(v-2-2.2)、構造式(v-2-3.1)、構造式(v-2-4.1)~(v-2-4.2)、構造式(v-2-5.1)、構造式(v-2-6.1)~(v-2-6.4)、構造式(v-3-1.1)~(v-3-1.2)、構造式(v-3-2.1)~(v-3-2.2)、構造式(v-4-4.1)~(v-4-4.7)で表される化合物の合計含有量の下限値は、1質量%以上であることが好ましく、3質量%以上であることが好ましく、5質量%以上であることが好ましい。 In 100% by mass of the liquid crystal composition, general formula (v); preferably general formulas (v-1) to (v-5); more preferably general formulas (v-1-1) to (v-1-10) ), general formulas (v-2-1) to (v-2-6), general formulas (v-3-1) to (v-3-2), general formulas (v-4-1) to (v -4-5); More preferably, structural formulas (v-1-1.1) to (v-1-1.4), structural formula (v-1-2.1), structural formula (v-1- 3.1) ~ (v-1-3.4), Structural formula (v-1-4.1) ~ (v-1-4.5), Structural formula (v-1-5.1), Structure Formula (v-1-6.1) ~ Structural formula (v-1-6.2), Structural formula (v-1-7.1), Structural formula (v-1-8.1), Structural formula ( v-1-9.1), structural formula (v-1-10.1), structural formula (v-2-1.1), structural formula (v-2-2.1) to (v-2- 2.2), Structural formula (v-2-3.1), Structural formula (v-2-4.1) to (v-2-4.2), Structural formula (v-2-5.1) , Structural formula (v-2-6.1) ~ (v-2-6.4), Structural formula (v-3-1.1) ~ (v-3-1.2), Structural formula (v- Lower limit of total content of compounds represented by 3-2.1) to (v-3-2.2) and structural formulas (v-4-4.1) to (v-4-4.7) is preferably 1% by mass or more, preferably 3% by mass or more, and preferably 5% by mass or more.
液晶組成物100質量%中、一般式(v);好ましく、一般式(v-1)~(v-5);より好ましく、一般式(v-1-1)~(v-1-10)、一般式(v-2-1)~(v-2-6)、一般式(v-3-1)~(v-3-2)、一般式(v-4-1)~(v-4-5);更に好ましく、構造式(v-1-1.1)~(v-1-1.4)、構造式(v-1-2.1)、構造式(v-1-3.1)~(v-1-3.4)、構造式(v-1-4.1)~(v-1-4.5)、構造式(v-1-5.1)、構造式(v-1-6.1)~構造式(v-1-6.2)、構造式(v-1-7.1)、構造式(v-1-8.1)、構造式(v-1-9.1)、構造式(v-1-10.1)、構造式(v-2-1.1)、構造式(v-2-2.1)~(v-2-2.2)、構造式(v-2-3.1)、構造式(v-2-4.1)~(v-2-4.2)、構造式(v-2-5.1)、構造式(v-2-6.1)~(v-2-6.4)、構造式(v-3-1.1)~(v-3-1.2)、構造式(v-3-2.1)~(v-3-2.2)、構造式(v-4-4.1)~(v-4-4.7)で表される化合物の合計含有量の上限値は、99.5質量%以下であることが好ましく、質量%99以下であることが好ましく、98質量%以下であることが好ましい。 In 100% by mass of the liquid crystal composition, general formula (v); preferably general formulas (v-1) to (v-5); more preferably general formulas (v-1-1) to (v-1-10) , general formulas (v-2-1) to (v-2-6), general formulas (v-3-1) to (v-3-2), general formulas (v-4-1) to (v- 4-5); More preferably, structural formulas (v-1-1.1) to (v-1-1.4), structural formula (v-1-2.1), structural formula (v-1-3 .1) ~ (v-1-3.4), structural formula (v-1-4.1) ~ (v-1-4.5), structural formula (v-1-5.1), structural formula (v-1-6.1) ~ Structural formula (v-1-6.2), Structural formula (v-1-7.1), Structural formula (v-1-8.1), Structural formula (v -1-9.1), Structural formula (v-1-10.1), Structural formula (v-2-1.1), Structural formula (v-2-2.1) to (v-2-2 .2), Structural formula (v-2-3.1), Structural formula (v-2-4.1) to (v-2-4.2), Structural formula (v-2-5.1), Structural formula (v-2-6.1) ~ (v-2-6.4), structural formula (v-3-1.1) ~ (v-3-1.2), structural formula (v-3 -2.1) ~ (v-3-2.2), the upper limit of the total content of compounds represented by structural formulas (v-4-4.1) ~ (v-4-4.7) is , preferably 99.5% by mass or less, preferably 99% by mass or less, and preferably 98% by mass or less.
液晶組成物100質量%中において、一般式(v);好ましく、一般式(v-1)~(v-5);より好ましく、一般式(v-1-1)~(v-1-10)、一般式(v-2-1)~(v-2-6)、一般式(v-3-1)~(v-3-2)、一般式(v-4-1)~(v-4-5);更に好ましく、構造式(v-1-1.1)~(v-1-1.4)、構造式(v-1-2.1)、構造式(v-1-3.1)~(v-1-3.4)、構造式(v-1-4.1)~(v-1-4.5)、構造式(v-1-5.1)、構造式(v-1-6.1)~構造式(v-1-6.2)、構造式(v-1-7.1)、構造式(v-1-8.1)、構造式(v-1-9.1)、構造式(v-1-10.1)、構造式(v-2-1.1)、構造式(v-2-2.1)~(v-2-2.2)、構造式(v-2-3.1)、構造式(v-2-4.1)~(v-2-4.2)、構造式(v-2-5.1)、構造式(v-2-6.1)~(v-2-6.4)、構造式(v-3-1.1)~(v-3-1.2)、構造式(v-3-2.1)~(v-3-2.2)、構造式(v-4-4.1)~(v-4-4.7)で表される化合物の合計含有量は、10~100質量%であることが好ましく、20~100質量%であることがより好ましく、30~100質量%であることが更に好ましい。 In 100% by mass of the liquid crystal composition, general formula (v); preferably general formulas (v-1) to (v-5); more preferably general formulas (v-1-1) to (v-1-10) ), general formulas (v-2-1) to (v-2-6), general formulas (v-3-1) to (v-3-2), general formulas (v-4-1) to (v -4-5); More preferably, structural formulas (v-1-1.1) to (v-1-1.4), structural formula (v-1-2.1), structural formula (v-1- 3.1) ~ (v-1-3.4), Structural formula (v-1-4.1) ~ (v-1-4.5), Structural formula (v-1-5.1), Structure Formula (v-1-6.1) ~ Structural formula (v-1-6.2), Structural formula (v-1-7.1), Structural formula (v-1-8.1), Structural formula ( v-1-9.1), structural formula (v-1-10.1), structural formula (v-2-1.1), structural formula (v-2-2.1) to (v-2- 2.2), Structural formula (v-2-3.1), Structural formula (v-2-4.1) to (v-2-4.2), Structural formula (v-2-5.1) , Structural formula (v-2-6.1) ~ (v-2-6.4), Structural formula (v-3-1.1) ~ (v-3-1.2), Structural formula (v- The total content of compounds represented by 3-2.1) to (v-3-2.2) and structural formulas (v-4-4.1) to (v-4-4.7) is 10 It is preferably from 100% by mass, more preferably from 20 to 100% by mass, even more preferably from 30 to 100% by mass.
液晶組成物100質量%中において、一般式(v-1)で表される液晶化合物の合計含有量は、10~100質量%であることが好ましく、20~100質量%であることがより好ましく、30~100質量%であることが更に好ましく;一般式(v-2)で表される液晶化合物の合計含有量は、0~40質量%であることが好ましく、0~30質量%であることがより好ましく、0~20質量%であることが更に好ましく;一般式(v-4)で表される液晶化合物の合計含有量は、10~100質量%であることが好ましく、20~100質量%であることがより好ましく、30~100質量%であることが更に好ましい。 In 100% by mass of the liquid crystal composition, the total content of the liquid crystal compound represented by general formula (v-1) is preferably 10 to 100% by mass, more preferably 20 to 100% by mass. , more preferably 30 to 100% by mass; the total content of the liquid crystal compound represented by general formula (v-2) is preferably 0 to 40% by mass, and 0 to 30% by mass. is more preferable, and even more preferably 0 to 20% by mass; the total content of the liquid crystal compound represented by general formula (v-4) is preferably 10 to 100% by mass, and 20 to 100% by mass. It is more preferably 30% to 100% by mass, and even more preferably 30 to 100% by mass.
液晶組成物100質量%中において、一般式(v-1-4)で表される液晶化合物の合計含有量は、10~100質量%であることが好ましく、20~100質量%であることがより好ましく、30~100質量%であることが更に好ましく;一般式(v-2-6)で表される液晶化合物の合計含有量は、0~40質量%であることが好ましく、0~30質量%であることがより好ましく、0~20質量%であることが更に好ましく;一般式(v-4-4)で表される液晶化合物の合計含有量は、0~40質量%であることが好ましく、0~30質量%であることがより好ましく、0~20質量%であることが更に好ましい。 In 100% by mass of the liquid crystal composition, the total content of the liquid crystal compound represented by general formula (v-1-4) is preferably 10 to 100% by mass, and preferably 20 to 100% by mass. More preferably, the content is from 30 to 100% by mass; the total content of the liquid crystal compound represented by general formula (v-2-6) is preferably from 0 to 40% by mass, and from 0 to 30% by mass. The total content of the liquid crystal compound represented by the general formula (v-4-4) is preferably 0 to 40% by mass, more preferably 0 to 20% by mass. The content is preferably 0 to 30% by mass, more preferably 0 to 20% by mass.
液晶組成物100質量%中において、構造式(v-1-4.1)~(v-1-4.5)で表される液晶化合物の合計含有量は、10~100質量%であることが好ましく、20~100質量%であることがより好ましく、30~100質量%であることが更に好ましく;構造式(v-2-6.1)~(v-2-6.4))で表される液晶化合物の合計含有量は、0~40質量%であることが好ましく、0~30質量%であることがより好ましく、0~20質量%であることが更に好ましく;構造式(v-4-4.1)~(v-4-4.7)で表される液晶化合物の合計含有量は、0~40質量%であることが好ましく、0~30質量%であることがより好ましく、0~20質量%であることが更に好ましい。 In 100% by mass of the liquid crystal composition, the total content of liquid crystal compounds represented by structural formulas (v-1-4.1) to (v-1-4.5) shall be 10 to 100% by mass. is preferably 20 to 100% by mass, even more preferably 30 to 100% by mass; with structural formulas (v-2-6.1) to (v-2-6.4)) The total content of the liquid crystal compounds represented is preferably 0 to 40% by mass, more preferably 0 to 30% by mass, even more preferably 0 to 20% by mass; structural formula (v The total content of the liquid crystal compounds represented by -4-4.1) to (v-4-4.7) is preferably 0 to 40% by mass, more preferably 0 to 30% by mass. It is preferably 0 to 20% by mass, and more preferably 0 to 20% by mass.
本実施形態の液晶組成物は、スメクチックA相を発現し、さらに高温側にネマチック相を発現することが好ましく、これの発現のためにアルキル鎖の異なる複数の化合物を適宜調整する必要がある。
スメクチックA相の発現には、アルキル鎖長が炭素原子数6~20の化合物が好ましく、ネマチック相にはアルキル鎖長が炭素原子数1~5の化合物が好ましい。
The liquid crystal composition of the present embodiment preferably exhibits a smectic A phase and further exhibits a nematic phase on the high temperature side, and in order to exhibit this, it is necessary to appropriately adjust a plurality of compounds having different alkyl chains.
For the development of a smectic A phase, a compound having an alkyl chain length of 6 to 20 carbon atoms is preferred, and for a nematic phase, a compound having an alkyl chain length of 1 to 5 carbon atoms is preferred.
一般式(v);好ましく、一般式(v-1)~(v-5);より好ましく、一般式(v-1-1)~(v-1-10)、一般式(v-2-1)~(v-2-6)、一般式(v-3-1)~(v-3-2)、一般式(v-4-1)~(v-4-5);更に好ましく、構造式(v-1-1.1)~(v-1-1.4)、構造式(v-1-2.1)、構造式(v-1-3.1)~(v-1-3.4)、構造式(v-1-4.1)~(v-1-4.5)、構造式(v-1-5.1)、構造式(v-1-6.1)~構造式(v-1-6.2)、構造式(v-1-7.1)、構造式(v-1-8.1)、構造式(v-1-9.1)、構造式(v-1-10.1)、構造式(v-2-1.1)、構造式(v-2-2.1)~(v-2-2.2)、構造式(v-2-3.1)、構造式(v-2-4.1)~(v-2-4.2)、構造式(v-2-5.1)、構造式(v-2-6.1)~(v-2-6.4)、構造式(v-3-1.1)~(v-3-1.2)、構造式(v-3-2.1)~(v-3-2.2)、構造式(v-4-4.1)~(v-4-4.7)で表される化合物は、公知の合成方法を用いて合成することができる。
本実施形態の非重合性液晶化合物(LB)の一例は、以下の4種類のホスト液晶を含むことがより好ましい。
General formula (v); preferably, general formulas (v-1) to (v-5); more preferably, general formulas (v-1-1) to (v-1-10), general formula (v-2- 1) to (v-2-6), general formulas (v-3-1) to (v-3-2), general formulas (v-4-1) to (v-4-5); more preferably, Structural formula (v-1-1.1) ~ (v-1-1.4), structural formula (v-1-2.1), structural formula (v-1-3.1) ~ (v-1 -3.4), Structural formula (v-1-4.1) to (v-1-4.5), Structural formula (v-1-5.1), Structural formula (v-1-6.1) ) ~ Structural formula (v-1-6.2), Structural formula (v-1-7.1), Structural formula (v-1-8.1), Structural formula (v-1-9.1), Structural formula (v-1-10.1), structural formula (v-2-1.1), structural formula (v-2-2.1) to (v-2-2.2), structural formula (v -2-3.1), Structural formula (v-2-4.1) to (v-2-4.2), Structural formula (v-2-5.1), Structural formula (v-2-6) .1) ~ (v-2-6.4), structural formula (v-3-1.1) ~ (v-3-1.2), structural formula (v-3-2.1) ~ (v -3-2.2) and the compounds represented by structural formulas (v-4-4.1) to (v-4-4.7) can be synthesized using known synthesis methods.
An example of the non-polymerizable liquid crystal compound (LB) of this embodiment more preferably includes the following four types of host liquid crystals.
本実施形態の非重合性液晶化合物(LB)の1つの具体例としては、例えば、以下に示す3種類の液晶化合物8CB、7CB、5CCBが挙げられる。
4-cyano-4’-n-octylbiphenyl(8CB)、
4-cyano-4’-n-heptylbiphenyl(7CB)、
trans-4’- (4-amylcyclohexyl)biphenyl-4-carbonitrile (5CCB)
As one specific example of the non-polymerizable liquid crystal compound (LB) of this embodiment, for example, three types of liquid crystal compounds 8CB, 7CB, and 5CCB shown below can be mentioned.
4-cyano-4'-n-octylbiphenyl (8CB),
4-cyano-4'-n-heptylbiphenyl (7CB),
trans-4'- (4-amylcyclohexyl)biphenyl-4-carbonitrile (5CCB)
〔光異性基を有する色素〕
光異性基を有する色素とは、光異性化反応を起こる置換基を有する色素である。本実施形態の光異性基を有する色素としては、光異性化反応を起こる特性を有する色素であれば特に限定されるものではないが、偏光方向により吸収を異にする二色性を有し、かつ、光照射により異性化反応を生じるものであることが好ましい。このような特性を有する光異性化反応性化合物の偏光方向に配向した反応部位の異性化を生じさせることにより、後述の調光材料に容易に異方性を付与することができるからである。
また、このような二色性特性に加え、光異性化により組成物の相転移挙動を変化させることもできる。光異性化を駆動力とすることにより、太陽光などの光照射前後で、透過率の変化する本様態の調光素子を作製することができる。透明状態(太陽光照射前)における相転移挙動が通常の安定状態における相転移挙動であり、光照射に伴う光異性化反応により高温側の相に転移できる点が本様態の特徴である。
このような光異性化反応性化合物が生じる光異性化反応としては、シス-トランス異性化反応であることが好ましい。光照射によりシス体またはトランス体のいずれかの異性体が増加し、それにより調光材料に透光率の変化を付与することができるからである。
[Dye with photoisomer group]
A dye having a photoisomerization group is a dye having a substituent that causes a photoisomerization reaction. The dye having a photoisomer group of this embodiment is not particularly limited as long as it has the property of causing a photoisomerization reaction, but it has dichroism, which causes absorption to vary depending on the direction of polarization, In addition, it is preferable that the material undergoes an isomerization reaction upon irradiation with light. This is because by causing isomerization of the reaction sites oriented in the polarization direction of the photoisomerization-reactive compound having such characteristics, anisotropy can be easily imparted to the light control material described below.
In addition to such dichroic properties, the phase transition behavior of the composition can also be changed by photoisomerization. By using photoisomerization as a driving force, it is possible to produce a light control element of this embodiment in which the transmittance changes before and after irradiation with light such as sunlight. The feature of this embodiment is that the phase transition behavior in the transparent state (before sunlight irradiation) is the phase transition behavior in the normal stable state, and that the transition to a phase on the high temperature side is possible due to the photoisomerization reaction accompanying light irradiation.
The photoisomerization reaction that produces such a photoisomerization-reactive compound is preferably a cis-trans isomerization reaction. This is because light irradiation increases the amount of either the cis isomer or the trans isomer, thereby imparting a change in light transmittance to the light control material.
このような光異性基を有する色素としては、具体的には、アゾベンゼン骨格やスチルベン骨格などのシス-トランス異性化反応性骨格を有する化合物を挙げることができる。
この場合に、分子内に含まれるシス-トランス異性化反応性骨格の数は、1つであっても2つ以上であってもよいが、液晶の配向制御が容易となることから、1つであることが好ましい。
Specific examples of dyes having such photoisomeric groups include compounds having a cis-trans isomerization-reactive skeleton such as an azobenzene skeleton or a stilbene skeleton.
In this case, the number of cis-trans isomerization-reactive skeletons contained in the molecule may be one or two or more, but it is preferable to use one because it makes it easier to control the alignment of the liquid crystal. It is preferable that
上記シス-トランス異性化反応性骨格は、液晶分子との相互作用をより高めるために置換基を有していてもよい。置換基は、液晶分子との相互作用を高めることができ、かつ、シス-トランス異性化反応性骨格の配向を妨げないものであれば特に限定されるものではなく、例えば、カルボキシル基、スルホン酸ナトリウム基、水酸基などが挙げられる。これらの構造は、用いられる液晶の種類に応じて、適宜選択することができる。
また、光異性化反応性化合物としては、分子内にシス-トランス異性化反応性骨格以外にも、液晶分子との相互作用をより高められるように、芳香族炭化水素基などのπ電子が多く含まれる基を有していてもよく、シス-トランス異性化反応性骨格と芳香族炭化水素基は、結合基を介して結合していてもよい。結合基は、液晶分子との相互作用を高められるものであれば特に限定されるものではなく、例えば、-COO-、-OCO-、-O-、-C≡C-、-CH2-CH2-、-CH2O-、-OCH2-などが挙げられる。
The cis-trans isomerization-reactive skeleton may have a substituent to further enhance interaction with liquid crystal molecules. The substituent is not particularly limited as long as it can enhance the interaction with liquid crystal molecules and does not hinder the orientation of the cis-trans isomerization-reactive skeleton; for example, a carboxyl group, a sulfonic acid group, etc. Examples include sodium group and hydroxyl group. These structures can be appropriately selected depending on the type of liquid crystal used.
In addition, in addition to the cis-trans isomerization-reactive skeleton in the molecule, photoisomerization-reactive compounds have many π electrons such as aromatic hydrocarbon groups in order to enhance the interaction with liquid crystal molecules. The cis-trans isomerization-reactive skeleton and the aromatic hydrocarbon group may be bonded via a bonding group. The bonding group is not particularly limited as long as it can enhance the interaction with liquid crystal molecules, for example, -COO-, -OCO-, -O-, -C≡C-, -CH 2 -CH 2- , -CH 2 O-, -OCH 2 -, and the like.
本実施形態の光異性基を有する色素としては、分子内にアゾベンゼン骨格を有する化合物であることが好ましい。アゾベンゼン骨格は、π電子を多く含むため、液晶分子との相互作用が高く、液晶の配向制御に特に適しているからである。 The dye having a photoisomer group of this embodiment is preferably a compound having an azobenzene skeleton in the molecule. This is because the azobenzene skeleton contains a large number of π electrons and therefore has high interaction with liquid crystal molecules, making it particularly suitable for controlling the alignment of liquid crystals.
以下、アゾベンゼン骨格が光異性化反応を生じることにより調光材料に透光率の変化を付与できる理由について説明する。まず、アゾベンゼン骨格に、光を照射すると、下記式に示されるように、トランス体のアゾベンゼン骨格が、シス体に変化する。 The reason why a change in light transmittance can be imparted to a light control material by the azobenzene skeleton causing a photoisomerization reaction will be explained below. First, when the azobenzene skeleton is irradiated with light, the azobenzene skeleton in the trans form changes to the cis form, as shown in the following formula.
このトランスーシス光相転移により、液晶組成物としての相転移温度が低下する。その結果、例えば、本実施形態では、同じ環境温度下で、光照射前のスメクチックA相から光照射後のキラルネマチック相となる。本実施形態においては、この現象を利用することにより、液晶調光素子の光透過状態と光散乱状態が切り替えられる。
このような分子内にアゾベンゼン骨格を有する化合物のうち、単分子化合物としては、例えば、下記一般式(w-1)~(w-2)で表される化合物を挙げることができる。
Among such compounds having an azobenzene skeleton in the molecule, monomolecular compounds include, for example, compounds represented by the following general formulas (w-1) to (w-2).
一般式(w-1)~(w-2)中、Rw1はハロゲン原子、-CN、-O2N、-OCN又は-C≡CCN、-COOMeのいずれかを表す。Rw1は、-CN、-O2N、-COOMeのいずれかを表すことが好ましく、-CNを表すことがより好ましい。 In the general formulas (w-1) to (w-2), R w1 represents either a halogen atom, -CN, -O 2 N, -OCN, -C≡CCN, or -COOMe. R w1 preferably represents any one of -CN, -O 2 N, and -COOMe, and more preferably represents -CN.
ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられる。Rw1は、-CN、-O2Nのいずれかを表すことが好ましく、-CNを表すことがより好ましい。 Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom. R w1 preferably represents either -CN or -O 2 N, more preferably -CN.
一般式(w-1)~(w-2)中、Rw2は、それぞれ独立して、炭素原子数1~20のアルキル基、-NMe2のいずれかを表す。 In the general formulas (w-1) to (w-2), R w2 each independently represents either an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms or -NMe 2 .
炭素原子数1~20のアルキル基は、直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基であり、直鎖状のアルキル基であることが好ましい。 The alkyl group having 1 to 20 carbon atoms is a linear, branched or cyclic alkyl group, and preferably a linear alkyl group.
炭素原子数1~20のアルキル基における炭素原子数は、好ましくは2~10、好ましくは4~10である。 The number of carbon atoms in the alkyl group having 1 to 20 carbon atoms is preferably 2 to 10, preferably 4 to 10.
一般式(w-1)で表される化合物としては、それぞれ下記構造式(w-1-1)~(w-1-2)で表される化合物Azo-1、Azo-2であることが好ましい。(Azo-2:1-octyl-4-[4-(4-cyano-phenylazo)phenyl]piperazine) The compounds represented by the general formula (w-1) may be compounds Azo-1 and Azo-2 represented by the following structural formulas (w-1-1) to (w-1-2), respectively. preferable. (Azo-2:1-octyl-4-[4-(4-cyano-phenylazo)phenyl]piperazine)
一般式(w-2)で表される化合物としては、下記構造式(w-2-1)で表される化合物Azo-3であることが好ましい。 The compound represented by the general formula (w-2) is preferably a compound Azo-3 represented by the following structural formula (w-2-1).
本実施形態の光異性基を有する色素の好ましい割合は、液晶組成物に基づいて、1%から25%の範囲である。さらに好ましい割合は、2%から20%の範囲である。特に好ましい割合は、3%から15%の範囲である。 A preferred proportion of the dye having a photoisomeric group in this embodiment is in the range of 1% to 25%, based on the liquid crystal composition. A more preferred ratio is in the range of 2% to 20%. A particularly preferred proportion is in the range 3% to 15%.
液晶組成物100質量%中において、本実施形態の光異性基を有する色素の合計含有量の上限値は、析出の観点から25質量%以下であることが好ましく、20質量%以下であることがより好ましく、15質量%以下であることがさらに好ましい。 In 100% by mass of the liquid crystal composition, the upper limit of the total content of the dye having a photoisomer group of this embodiment is preferably 25% by mass or less from the viewpoint of precipitation, and preferably 20% by mass or less. The content is more preferably 15% by mass or less.
液晶組成物100質量%中において、本実施形態の光異性基を有する色素の合計含有量の下限値は、調光素子としての駆動性の観点から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い。 In 100% by mass of the liquid crystal composition, the lower limit of the total content of the dye having a photoisomer group of this embodiment is preferably 1% by mass or more from the viewpoint of drivability as a light control element, and 2% by mass. % or more, and even more preferably 3% by mass or more.
〔二色性色素〕
本実施形態の二色性色素は、黒色の(または、黒っぽい色の)二色性色素であることが好ましい。黒色は、シアン(cyan)、マゼンタ(magenta)、イエロー(yellow)の二色性色素を混合することによって調製される。少なくとも2つの色素が混合される。好ましくは、2つ、3つ、4つ、5つ、または6つの色素が混合される。特に好ましくは、3つ、または4つの色素が混合される。
[Dichroic dye]
The dichroic dye of this embodiment is preferably a black (or dark-colored) dichroic dye. Black color is prepared by mixing cyan, magenta, and yellow dichroic dyes. At least two dyes are mixed. Preferably, two, three, four, five or six dyes are mixed. Particularly preferably, three or four dyes are mixed.
そのような二色性色素は、次に記載した特徴の少なくとも幾つかを有する。a)色素の分子が直線状である。b)分子の中央部には、ベンゾチアジアゾール環やジケトピロロピロール環のような二色性色素に特有の骨格が存在する。c)特有の骨格と共に分子を構成するベンゼン環やチオフェン環は、同一平面上に位置する。d)側鎖は、アルキルやアルコキシである。e)中央部に共役二重結合を有する。 Such dichroic dyes have at least some of the characteristics described below. a) The dye molecules are linear. b) In the center of the molecule, there is a skeleton unique to dichroic dyes, such as a benzothiadiazole ring or a diketopyrrolopyrrole ring. c) The benzene ring and thiophene ring that constitute the molecule together with the unique skeleton are located on the same plane. d) The side chain is alkyl or alkoxy. e) It has a conjugated double bond in the center.
本実施形態の二色性色素の例は、ベンゾチアジアゾール類(benzothiadiazoles)、ジケトピロロピロール類(diketopyrrolopyrroles)、アゾメチン化合物(azomethine compounds)、メチン化合物(methine compounds)、アントラキノン類(anthraquinones)、メロシアン類(merocyanines)、ナフトキノン類(naphthoquinones)、テトラジン類(tetrazines)、ピロメテン類(pyrromethenes)、およびペリレン類(perylenes)やテリレン類(terrylenes)のようなリレン類(rylenes)である。好ましい二色性色素は、ベンゾチアジアゾール類、ジケトピロロピロール類、アゾ化合物、アントラキノン類、およびリレン類である。特に好ましい二色性色素は、ベンゾチアジアゾール類、ジケトピロロピロール類、アゾ化合物、およびリレン類である。例えば、ベンゾチアジアゾール類は、ベンゾチアジアゾール環を有する二色性色素を意味する。 Examples of the dichroic dye of this embodiment include benzothiadiazoles, diketopyrrolopyrroles, azomethine compounds, and methine compounds. Pounds), anthraquinones, merocyanates merocyanines, naphthoquinones, tetrazines, pyrromethenes, and rylenes such as perylenes and terrylenes. enes). Preferred dichroic dyes are benzothiadiazoles, diketopyrrolopyrroles, azo compounds, anthraquinones, and rylenes. Particularly preferred dichroic dyes are benzothiadiazoles, diketopyrrolopyrroles, azo compounds, and rylenes. For example, benzothiadiazole means a dichroic dye having a benzothiadiazole ring.
本実施形態の二色性色素の具体例としては、下記式で表すシアン色素、三井東圧製アントラキノン誘導体色素(シアン色素,M-137)等が挙げられる。 Specific examples of the dichroic dye of this embodiment include a cyan dye represented by the following formula, an anthraquinone derivative dye (cyan dye, M-137) manufactured by Mitsui Toatsu, etc.
本実施形態の液晶組成物に用いる本実施形態の二色性色素種類は、1種又は2種以上、好ましくは1~5種、好ましくは1~4種、好ましくは1~3種である。
[0125]
本実施形態の二色性色素の好ましい割合は、液晶組成物に基づいて、1%から25%の範囲である。さらに好ましい割合は、2%から20%の範囲である。特に好ましい割合は、3%から15%の範囲である。
The types of dichroic dyes of this embodiment used in the liquid crystal composition of this embodiment are one or more, preferably 1 to 5, preferably 1 to 4, and preferably 1 to 3.
[0125]
A preferred proportion of dichroic dye of this embodiment ranges from 1% to 25%, based on the liquid crystal composition. A more preferred ratio is in the range of 2% to 20%. A particularly preferred proportion is in the range 3% to 15%.
液晶組成物100質量%中において、本実施形態の二色性色素の合計含有量の上限値は、析出の観点から20質量%以下であることが好ましく、15質量%以下であることが好ましく、10質量%以下であることが好ましい。 In 100% by mass of the liquid crystal composition, the upper limit of the total content of the dichroic dye of this embodiment is preferably 20% by mass or less from the viewpoint of precipitation, and preferably 15% by mass or less, It is preferably 10% by mass or less.
液晶組成物100質量%中において、本実施形態の二色性色素の添加量の下限値は、デザイン性、意匠性の観点から0.1質量部以上であることが好ましく、1質量部以上であることがより好ましく、2質量部以上であることがさらに好ましい。 In 100% by mass of the liquid crystal composition, the lower limit of the amount of the dichroic dye added in this embodiment is preferably 0.1 part by mass or more from the viewpoint of designability and designability, and 1 part by mass or more. It is more preferable that the amount is at least 2 parts by mass, and even more preferably 2 parts by mass or more.
色素化合物及び添加物を含まない液晶組成物100質量部に対する本実施形態の二色性色素の添加量は、0.1~20質量部であることが好ましく、0.5~15質量部であることが好ましく、1~10質量部であることが好ましい。 The amount of the dichroic dye of this embodiment added to 100 parts by mass of the liquid crystal composition containing no dye compound and additives is preferably 0.1 to 20 parts by mass, and 0.5 to 15 parts by mass. The amount is preferably from 1 to 10 parts by mass.
〔キラル化合物〕
本実施形態で用いられるキラル化合物は、本実施形態の高分子分散型液晶調光素子に各種機能を付与するために用いることができる。そのようなキラル化合物としては、特に制限はないが、前記液晶調光素子の電気光学特性や密着性を損なわない範囲で用いることができる。具体的には、例えば、キラル基としてコレステリル基を有するペラルゴン酸コレステロール、ステアリン酸コレステロール、キラル基として2-メチルブチル基を有するビーディーエイチ社製の「CB-15」、「C-15」、メルク社製の「S-1082」、チッソ社製の「CM-19」、「CM-20」、「CM」、キラル基として1-メチルヘプチル基を有するメルク社製の「S-811」、チッソ社製の「CM-21」、「CM-22」、キラル基としてイソソルビド骨格を有するBASF社の「LC756」、特表2009-515818号公報、特開2010-90108号公報、特開2013-87109号公報等に示されている重合性のキラル化合物などが挙げられる。
キラル化合物を含有する場合は、本実施形態の液晶組成物の重合体の用途によるが、得られる重合体の厚み(d)を重合体中での螺旋ピッチ(P)で除した値(d/P)が0.1~100の範囲となる量を添加することが好ましく、0.1~20の範囲となる量がさらに好ましい。
前記キラル化合物は、液晶組成物の特性を引き出すために所望の螺旋ピッチが得られるできる限り少ない含有量が好ましい。キラル化合物の含有量は、本実施形態の液晶組成物に用いる非重合性液晶化合物(LB)の合計量100質量%に対し、1~20質量%であることが好ましく、2~15質量%であることがより好ましい。
[Chiral compound]
The chiral compound used in this embodiment can be used to impart various functions to the polymer dispersed liquid crystal light control element of this embodiment. Such a chiral compound is not particularly limited, but it can be used within a range that does not impair the electro-optic properties and adhesion of the liquid crystal light control element. Specifically, for example, cholesterol pelargonic acid, cholesterol stearate, which has a cholesteryl group as a chiral group, "CB-15" and "C-15" manufactured by BDH, which have a 2-methylbutyl group as a chiral group, and Merck "S-1082" manufactured by Chisso, "CM-19", "CM-20", "CM" manufactured by Chisso, "S-811" manufactured by Merck which has a 1-methylheptyl group as a chiral group, "S-811" manufactured by Chisso "CM-21" and "CM-22" manufactured by BASF, "LC756" of BASF, which has an isosorbide skeleton as a chiral group, Japanese Patent Publication No. 2009-515818, Japanese Patent Application Publication No. 2010-90108, Japanese Patent Application Publication No. 2013-87109 Examples include polymerizable chiral compounds shown in Japanese Patent Publications and the like.
When containing a chiral compound, the thickness (d) of the obtained polymer divided by the helical pitch (P) in the polymer (d/ P) is preferably added in an amount of 0.1 to 100, more preferably 0.1 to 20.
The content of the chiral compound is preferably as small as possible to obtain a desired helical pitch in order to bring out the characteristics of the liquid crystal composition. The content of the chiral compound is preferably 1 to 20% by mass, and preferably 2 to 15% by mass, based on 100% by mass of the total amount of non-polymerizable liquid crystal compounds (LB) used in the liquid crystal composition of the present embodiment. It is more preferable that there be.
〔重合性化合物(MA)〕
前記重合性化合物(MA)は、第1成分として、重量平均分子量が1500以上の多官能の(メタ)アクリレートオリゴマー、第2成分として、以下の一般式(ii)で表される環状単官能重合性化合物、第3成分として、以下の一般式(P)で表されるメソゲン性重合性化合物、第4成分として、以下の一般式(ii)で表される、重量平均分子量1500未満の多官能重合性オリゴマー及び多官能重合性モノマー、第5成分として、後述の一般式(v)で表される鎖状単官能重合性化合物のいずれか1種又は2種以上含有することが好ましい。
前記重合性化合物(MA)は液晶組成物における、溶解性、ポリマーネットワークのモルフォロジーの観点から、上記第3成分の、一般式(P)で表されるメソゲン性重合性化合物であることが特に好ましいがこれに限定されるものではない。
本実施形態の液晶組成物において、前記重合性化合物(MA)を含む場合、非重合性液晶化合物(LB)と前記重合性化合物(MA)との重量比(LB/MA)は、99/1~60/40の範囲であることが好ましく、97/3~70/30であることがよりこのましく、95/5~70/30が更に好ましい。以下、各成分について具体的に説明する。
[Polymerizable compound (MA)]
The polymerizable compound (MA) has a polyfunctional (meth)acrylate oligomer having a weight average molecular weight of 1500 or more as a first component, and a cyclic monofunctional polymer represented by the following general formula (ii) as a second component. The third component is a mesogenic polymerizable compound represented by the following general formula (P), and the fourth component is a polyfunctional compound having a weight average molecular weight of less than 1500 and represented by the following general formula (ii). As the polymerizable oligomer, the polyfunctional polymerizable monomer, and the fifth component, it is preferable to contain one or more of the chain monofunctional polymerizable compounds represented by the general formula (v) described below.
The polymerizable compound (MA) is particularly preferably a mesogenic polymerizable compound represented by the general formula (P), which is the third component, from the viewpoint of solubility and morphology of the polymer network in the liquid crystal composition. However, it is not limited to this.
In the liquid crystal composition of this embodiment, when the polymerizable compound (MA) is included, the weight ratio (LB/MA) of the non-polymerizable liquid crystal compound (LB) and the polymerizable compound (MA) is 99/1. The range is preferably from 97/3 to 70/30, more preferably from 95/5 to 70/30. Each component will be specifically explained below.
〔第1成分〕
第1成分の多官能(メタ)アクリレートオリゴマーは、ポリマーのネットワーク構造中に架橋構造を導入するために、また、良好な密着性を得るために重要な化合物である。多官能(メタ)アクリレートオリゴマーの中でも、2官能アクリレートオリゴマーが好ましい。さらに、基板との密着性を重視するには、前記第1成分が、ウレタン系(メタ)アクリレートオリゴマー及びポリエステル系(メタ)アクリレートオリゴマーからなる群から選択される1種又は2種以上であることが好ましく、ウレタン系アクリレートオリゴマーであることが更により好ましい。ウレタン系アクリレートオリゴマーにはポリエステル系、ポリエーテル系などがあるが、ポリエーテル系の方が好ましい。分子量としては、重量平均分子量が1500以上であり、1500~60000が好ましく、1800~40000がより好ましく、2000~30000が更により好ましい。これは、あまり分子量が小さいと1分子中に含まれる(メタ)アクリル基の増加によって引き起こる架橋密度の増加により、硬化収縮の度合いが大きくなり、密着性が悪化してしまい、逆にあまり分子量が大きいと架橋間距離が長くなるため、隙間が大きくなり、液晶を取り込みやすくなるために高分子分散型液晶としての散乱性が低下するからである。すなわち高温下での環境に放置すると、ポリマーが液晶を吸収してしまい、特性が大きく変化してしまうためである。また、分子量が大きいと重合性化合物添加による高分子分散型液晶の転移点Tnmの低下度合いが小さくなり、Tnmを室温以下にするには、液晶組成物自身のTniが低い材料を用いなければならなくなるため、結果的に動作温度範囲が狭くなってしまう問題も生じてしまう。
また、本実施形態において、数平均分子量(Mn)及び重量平均分子量(Mw)はGPC測定に基づきポリスチレン換算した値である。なお、GPCの測定条件は以下の通りである。
[First component]
The first component, the polyfunctional (meth)acrylate oligomer, is an important compound for introducing a crosslinked structure into the polymer network structure and for obtaining good adhesion. Among the polyfunctional (meth)acrylate oligomers, bifunctional acrylate oligomers are preferred. Furthermore, in order to emphasize adhesion to the substrate, the first component should be one or more selected from the group consisting of urethane (meth)acrylate oligomers and polyester (meth)acrylate oligomers. is preferred, and urethane-based acrylate oligomers are even more preferred. Urethane-based acrylate oligomers include polyester-based and polyether-based oligomers, but polyether-based oligomers are preferred. As for the molecular weight, the weight average molecular weight is 1,500 or more, preferably 1,500 to 60,000, more preferably 1,800 to 40,000, and even more preferably 2,000 to 30,000. This is because if the molecular weight is too small, the degree of curing shrinkage will increase due to the increase in crosslinking density caused by the increase in (meth)acrylic groups contained in one molecule, and the adhesion will deteriorate; This is because if the distance between the crosslinks is large, the distance between the crosslinks becomes long, the gap becomes large, and it becomes easier to take in the liquid crystal, thereby reducing the scattering property as a polymer dispersed liquid crystal. In other words, if the polymer is left in a high temperature environment, the polymer will absorb the liquid crystal, resulting in a significant change in properties. In addition, if the molecular weight is large, the degree of decrease in the transition point Tnm of a polymer dispersed liquid crystal due to the addition of a polymerizable compound will be small, and in order to keep Tnm below room temperature, a material with a low Tni of the liquid crystal composition itself must be used. As a result, a problem arises in that the operating temperature range becomes narrower.
Moreover, in this embodiment, the number average molecular weight (Mn) and the weight average molecular weight (Mw) are values converted to polystyrene based on GPC measurement. Note that the GPC measurement conditions are as follows.
[GPCの測定条件]
測定装置:東ソー株式会社製「HLC-8320 GPC」
カラム:東ソー株式会社製ガードカラム「SuperHZ-L」+東ソー株式会社製「SuperHZ2000」×3本+東ソー株式会社製「TSuperHZM-M」
検出器:内蔵RI検出器
データ処理:東ソー株式会社製「EcoSEC-WorkStation Ver2.01」
測定条件:カラム温度40℃、展開溶媒テトラヒドロフラン、流速1.0ml/分
標準:装置測定マニュアルに準拠して、分子量が既知の単分散ポリスチレンを用いた。
[GPC measurement conditions]
Measuring device: “HLC-8320 GPC” manufactured by Tosoh Corporation
Column: Guard column “SuperHZ-L” manufactured by Tosoh Corporation + “SuperHZ2000” manufactured by Tosoh Corporation x 3 + “TSuperHZM-M” manufactured by Tosoh Corporation
Detector: Built-in RI detector Data processing: “EcoSEC-WorkStation Ver2.01” manufactured by Tosoh Corporation
Measurement conditions: Column temperature: 40° C., developing solvent: tetrahydrofuran, flow rate: 1.0 ml/min Standard: Monodisperse polystyrene with a known molecular weight was used in accordance with the device measurement manual.
多官能のウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーは、水酸基含有アクリレートと、ポリオール、ポリイソシアネートを反応させて得られる。ポリオールとしては、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリカプロラクトンポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリブタジエンポリオール等があげられ、ポリエーテルポリオールとしては、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール等があげられる。
ポリイソシアネートとしては、2、4-および2、6-トリレンジイソシアネート(TDI)、オルトトルイジンジイソシアネート(TODI)、ナフチレンジイソシアネート(NDI)、キシリレンジイソシアネート(XDI)、4、4′-ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、メチレンビス(4-シクロヘキシルイソシアネート)、キシリレンジイソシアネート、水添キシリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、トランスシクロヘキサン1,4-ジイソシアネート、1,6,11-ウンデカントリイソシアネート、1,8-ジイソシアネート-4-イソシアネートメチルオクタン、1,3,6-ヘキサメチレントリイソシアネート、ビシクロヘプタントリイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、ジシクロペンタジエンジイソシアネート、ノルボルネンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、およびカルボジイミド変性MDI、ポリメチレンポリフェニルイソシアネート、ポリメリックポリイソシアネート等があげられる。
A polyfunctional urethane (meth)acrylate oligomer is obtained by reacting a hydroxyl group-containing acrylate with a polyol and a polyisocyanate. Examples of the polyol include polyether polyol, polyester polyol, polycaprolactone polyol, polycarbonate polyol, polybutadiene polyol, and the like. Examples of the polyether polyol include polyethylene glycol, polypropylene glycol, polytetramethylene glycol, and the like.
Examples of polyisocyanates include 2,4- and 2,6-tolylene diisocyanate (TDI), orthotoluidine diisocyanate (TODI), naphthylene diisocyanate (NDI), xylylene diisocyanate (XDI), 4,4'-diphenylmethane diisocyanate ( MDI), methylene bis(4-cyclohexyl isocyanate), xylylene diisocyanate, hydrogenated xylylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, transcyclohexane 1,4-diisocyanate, 1,6,11-undecane triisocyanate, 1,8-diisocyanate-4 -Isocyanate methyl octane, 1,3,6-hexamethylene triisocyanate, bicycloheptane triisocyanate, trimethylhexamethylene diisocyanate, dicyclopentadiene diisocyanate, norbornene diisocyanate, isophorone diisocyanate, and carbodiimide-modified MDI, polymethylene polyphenylisocyanate, polymeric poly Examples include isocyanates.
水酸基含有(メタ)アクリレートとしては、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、1,4-シクロヘキサンジメタノールモノアクリレート、ε-カプロラクトンで変性されたモノ(メタ)アクリレート等があげられる。 Examples of hydroxyl group-containing (meth)acrylates include 2-hydroxyethyl (meth)acrylate, 2-hydroxypropyl (meth)acrylate, 2-hydroxybutyl (meth)acrylate, 4-hydroxybutyl (meth)acrylate, and polypropylene glycol mono(meth)acrylate. ) acrylate, 1,4-cyclohexanedimethanol monoacrylate, mono(meth)acrylate modified with ε-caprolactone, and the like.
具体的には、脂肪族ウレタン(メタ)アクリレート、芳香族ウレタン(メタ)アクリレート、ポリウレタンジアクリレートオリゴマーが好ましく、用いるポリオールとしては、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリカプロラクトンポリオールが好ましく、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオールが特に好ましく、用いるポリイソシアネートとしては、環状構造を有するポリイソシアネートが好ましく、脂環構造を有するポリイソシアネートが特に好ましい。より具体的には、オルトトルイジンジイソシアネート(TODI)、メチレンビス(4-シクロヘキシルイソシアネート)、キシリレンジイソシアネート、水添キシリレンジイソシアネート、トランスシクロヘキサン1,4-ジイソシアネート、1,6,11-ウンデカントリイソシアネート、ビシクロヘプタントリイソシアネート、ジシクロペンタジエンジイソシアネート、ノルボルネンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、カルボジイミド変性MDIが好ましく、メチレンビス(4-シクロヘキシルイソシアネート)、キシリレンジイソシアネート、水添キシリレンジイソシアネート、トランスシクロヘキサン1,4-ジイソシアネート、1,6,11-ウンデカントリイソシアネート、ビシクロヘプタントリイソシアネート、ジシクロペンタジエンジイソシアネート、ノルボルネンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネートが特に好ましい。 Specifically, aliphatic urethane (meth)acrylates, aromatic urethane (meth)acrylates, and polyurethane diacrylate oligomers are preferred, and the polyols used are preferably polyether polyols, polyester polyols, and polycaprolactone polyols; polyether polyols, Polyester polyol is particularly preferred, and the polyisocyanate used is preferably a polyisocyanate having a cyclic structure, particularly preferably a polyisocyanate having an alicyclic structure. More specifically, orthotoluidine diisocyanate (TODI), methylene bis(4-cyclohexyl isocyanate), xylylene diisocyanate, hydrogenated xylylene diisocyanate, transcyclohexane 1,4-diisocyanate, 1,6,11-undecane triisocyanate, bicyclo Heptane triisocyanate, dicyclopentadiene diisocyanate, norbornene diisocyanate, isophorone diisocyanate, carbodiimide-modified MDI are preferred, methylene bis(4-cyclohexyl isocyanate), xylylene diisocyanate, hydrogenated xylylene diisocyanate, transcyclohexane 1,4-diisocyanate, 1,6 , 11-undecane triisocyanate, bicycloheptane triisocyanate, dicyclopentadiene diisocyanate, norbornene diisocyanate, and isophorone diisocyanate are particularly preferred.
用いる水酸基含有(メタ)アクリレートとしては、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、1,4-シクロヘキサンジメタノールモノアクリレート、ε-カプロラクトンで変性されたモノ(メタ)アクリレートが好ましく、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレートが特に好ましい。 The hydroxyl group-containing (meth)acrylates used include 2-hydroxyethyl (meth)acrylate, 2-hydroxypropyl (meth)acrylate, 2-hydroxybutyl (meth)acrylate, 4-hydroxybutyl (meth)acrylate, 1,4- Cyclohexane dimethanol monoacrylate, mono(meth)acrylate modified with ε-caprolactone are preferred, 2-hydroxyethyl (meth)acrylate, 2-hydroxypropyl (meth)acrylate, 2-hydroxybutyl (meth)acrylate, 4- Particularly preferred is hydroxybutyl (meth)acrylate.
また、以下の一般式(i-1)の化合物も好ましい。 Further, a compound represented by the following general formula (i-1) is also preferred.
(式中、Xi1はそれぞれ独立して水素原子、又はメチル基を表し、Bi1は炭素原子数1~4までのアルキル基を表し、該アルキル基中の一つ以上の-CH2-は酸素原子、-CO-、-COO-、-OCO-で置換されていても良く、bは1~20を表し、B2は、下記(i-2)~(i-6)を表し、それぞれ単独でもよいし、組み合わせてもよく、 (In the formula, X i1 each independently represents a hydrogen atom or a methyl group, B i1 represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and one or more -CH 2 - in the alkyl group It may be substituted with an oxygen atom, -CO-, -COO-, -OCO-, b represents 1 to 20, and B 2 represents the following (i-2) to (i-6), respectively. May be used alone or in combination,
B3は以下一般式(i-7)、(i-8)又は(i-9)から選ばれる基であり、それぞれ単独でもよいし、組み合わせてもよい。) B 3 is a group selected from the following general formulas (i-7), (i-8), or (i-9), and each may be used alone or in combination. )
(式中、Xi2は水素原子、又はメチル基を表し、Xi3は炭素原子数1~9のアルキル基を表し、
Y5は炭素原子数1~15のアルキレン基、又は2価の芳香族基、2価の脂環式炭化水素基を表し、
Y3、Y4は水素原子、又はメチル基を表し、
t、t1及びt2はそれぞれ独立して0~300の整数を表し、t+t1+t2は20~300の整数を表す。)
(In the formula, X i2 represents a hydrogen atom or a methyl group, X i3 represents an alkyl group having 1 to 9 carbon atoms,
Y 5 represents an alkylene group having 1 to 15 carbon atoms, a divalent aromatic group, or a divalent alicyclic hydrocarbon group,
Y 3 and Y 4 represent a hydrogen atom or a methyl group,
t, t1 and t2 each independently represent an integer from 0 to 300, and t+t1+t2 represents an integer from 20 to 300. )
さらには、脂肪族ウレタンアクリレート、ポリウレタンジアクリレートオリゴマーが特に好ましい。 Furthermore, aliphatic urethane acrylate and polyurethane diacrylate oligomer are particularly preferred.
第1成分である重量平均分子量が1500以上の多官能の(メタ)アクリレートオリゴマーから選択される重合性化合物の含有量は、本実施形態の液晶組成物が含有する重合性化合物の合計量100質量%に対し、密着性、散乱性を高める観点から、0.5質量%以上であることが好ましく、1質量%以上であることがより好ましく、3質量%以上であることが特に好ましい。また、素子の透明性の観点から、80質量%以下であることが好ましく、60質量%以下であることがより好ましく、50質量%以下であることが特に好ましい。 The content of the polymerizable compound selected from the first component, a polyfunctional (meth)acrylate oligomer having a weight average molecular weight of 1500 or more, is 100% by mass of the total amount of polymerizable compounds contained in the liquid crystal composition of this embodiment. %, from the viewpoint of improving adhesion and scattering properties, it is preferably 0.5% by mass or more, more preferably 1% by mass or more, and particularly preferably 3% by mass or more. Further, from the viewpoint of transparency of the element, the content is preferably 80% by mass or less, more preferably 60% by mass or less, and particularly preferably 50% by mass or less.
〔第2成分〕
第2成分は、以下の一般式(ii)で表される環状単官能重合性化合物である。
[Second component]
The second component is a cyclic monofunctional polymerizable compound represented by the following general formula (ii).
(式中、Piiは重合性官能基を表し、
Ziiは単結合、又は炭素原子数1~7のアルキレン基を表し、該アルキレン基中の1つ又は2つ以上の隣接しない-CH2-は酸素原子が直接隣接しないようにそれぞれ独立して-O-、-CO-、-COO-又は-OCO-で置換されていてもよく、
Aiiは一般式(ii-9)~(ii-20)を表す。
(In the formula, P ii represents a polymerizable functional group,
Z ii represents a single bond or an alkylene group having 1 to 7 carbon atoms, and one or more non-adjacent -CH 2 - groups in the alkylene group are each independently bonded so that oxygen atoms are not directly adjacent to each other. May be substituted with -O-, -CO-, -COO- or -OCO-,
A ii represents general formulas (ii-9) to (ii-20).
(式中、1つ以上の-CH2-はそれぞれ独立して、-O-、-S-、-COO-、-OCO-、-NH-、-NCH3-、又は-CO-で置換されていてもよいが、一般式(ii-9)~(ii-20)中に酸素原子及び/又は硫黄原子が合計2個以上存在する場合には、これらは-O-O-、-O-S-又は-S-S-のようにお互い同士結合することは無く、また、一つ以上の-CH2-CH2-は、-CH=CH-基に置換されていてもよく、また、一般式(ii-9)~(ii-20)中の水素原子は炭素原子数1~8のアルキル基で置換されていてもよく、該アルキル基は直鎖であっても分岐鎖であっても良く、該アルキル基中の1つ又は2つ以上の隣接しない-CH2-は酸素原子が直接隣接しないようにそれぞれ独立して-O-、-CO-、-COO-又は-OCO-で置換されていてもよい。また、式中の黒点はZiiへの結合手を表す。)) (wherein, one or more -CH 2 - is each independently substituted with -O-, -S-, -COO-, -OCO-, -NH-, -NCH 3 -, or -CO-) However, when there are two or more oxygen atoms and/or sulfur atoms in total in general formulas (ii-9) to (ii-20), these may be -O-O-, -O- They do not bond to each other like S- or -SS-, and one or more -CH 2 -CH 2 - may be substituted with a -CH=CH- group, and The hydrogen atoms in general formulas (ii-9) to (ii-20) may be substituted with an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, and the alkyl group may be linear or branched. One or more non-adjacent -CH 2 - in the alkyl group may be independently replaced with -O-, -CO-, -COO- or -OCO- so that oxygen atoms are not directly adjacent to each other. It may be substituted. Also, the black dot in the formula represents the bond to Z ii .))
上記式(ii-9)~(ii-20)中、上記式(ii-9)、(ii-10)、(ii-11)、(ii-15)、(ii-16)、(ii-17)、(ii-19)が好ましい。 In the above formulas (ii-9) to (ii-20), the above formulas (ii-9), (ii-10), (ii-11), (ii-15), (ii-16), (ii- 17) and (ii-19) are preferred.
第2成分の一般式(ii)で表される化合物は、可撓性に優れる材料であり、この化合物を用いると、曲げた状態でも白濁性を維持することができる。また、密着性を高めると共に、重合性組成物中の各成分の相溶性を高めることができる。一般式(ii)で表される化合物は、非液晶性の化合物である。 The second component, the compound represented by general formula (ii), is a material with excellent flexibility, and when this compound is used, it is possible to maintain cloudiness even in a bent state. Moreover, it is possible to improve the adhesion and the compatibility of each component in the polymerizable composition. The compound represented by general formula (ii) is a non-liquid crystal compound.
一般式(ii)で表される化合物において、式中Piiは重合性官能基を表すが、好ましく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。 In the compound represented by the general formula (ii), P ii represents a polymerizable functional group, and preferably each of the following formulas (P-1) to (P-20) independently represents a polymerizable functional group. More preferred. Furthermore, in the following formulas (P-1) to (P-20), * represents a bond with a carbon atom or another atom.
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)がより好ましく、特に式(P-1)、及び式(P-2)が好ましい。 Among the polymerizable groups represented by formulas (P-1) to (P-20) above, formula (P-1), formula (P-2), formula (P-2), and -7), formula (P-12), or formula (P-13) is preferred, formula (P-1), formula (P-2), or formula (P-7) is more preferred, and especially formula (P- 1) and formula (P-2) are preferred.
一般式(ii)で表される化合物において、式中Ziiは単結合又は炭素原子数1~9のアルキレン基を表し、該アルキレン基中の1つ又は2つ以上の-CH2-は、酸素原子が直接隣接しないようにそれぞれ独立して-O-、-CO-、-COO-又は-OCO-で置換されていてもよく、該アルキレン基中に存在する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で置換されていてもよいが、単結合又は炭素原子数1~6のアルキレン基であることが好ましく、単結合又は炭素原子数1~3のアルキレン基であることがより好ましく、単結合、又は-CH2-基が更により好ましい。 In the compound represented by general formula (ii), Z ii represents a single bond or an alkylene group having 1 to 9 carbon atoms, and one or more -CH 2 - in the alkylene group is One or more hydrogen atoms present in the alkylene group may be independently substituted with -O-, -CO-, -COO- or -OCO- so that the oxygen atoms are not directly adjacent to each other. Each atom may be independently substituted with a fluorine atom, but is preferably a single bond or an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, and is preferably a single bond or an alkylene group having 1 to 3 carbon atoms. More preferably, a single bond or a -CH 2 - group is even more preferred.
一般式(ii)で表される化合物において、式中Aiiは、密着性をより向上させる観点から、Aii中に酸素原子、硫黄原子を有する複素環構造を有することが好ましく、より具体的には、以下の一般式(ii-a6)~(ii-a11)であることが好ましい。 In the compound represented by the general formula (ii), A ii in the formula preferably has a heterocyclic structure having an oxygen atom and a sulfur atom in A ii from the viewpoint of further improving the adhesion. The following general formulas (ii-a6) to (ii-a11) are preferred.
(式中、1つ以上の-CH2-はそれぞれ独立して-CO-で置換されていてもよく、また、一般式(ii-a6)~(ii-a11)中の水素原子は炭素原子数1~8のアルキル基で置換されていてもよく、該アルキル基中の1つ又は2つ以上の隣接しない-CH2-は酸素原子が直接隣接しないようにそれぞれ独立して-O-、-CO-、-COO-又は-OCO-で置換されていてもよい。また、式中の黒点はZiiへの結合手を表す。)具体的には、下記の(II-35)から(II-51)の化合物が好ましい。 (In the formula, one or more -CH 2 - may be each independently substituted with -CO-, and hydrogen atoms in general formulas (ii-a6) to (ii-a11) are carbon atoms. It may be substituted with 1 to 8 alkyl groups, and one or more non-adjacent --CH 2 -- in the alkyl group are each independently substituted with --O-, so that oxygen atoms are not directly adjacent to each other. It may be substituted with -CO-, -COO- or -OCO-.Also, the black dot in the formula represents the bond to Z ii .) Specifically, from the following (II-35) to ( Compound II-51) is preferred.
(式中X5は水素原子、又はメチル基を表す。)構造式(II-35)から(II-51)の中でも、(II-36)から(II-51)が好ましく、(II-36)、(II-38)、(II-39)、(II-40)、(II-45)、(II-47)がより好ましい。 (In the formula, X 5 represents a hydrogen atom or a methyl group.) Among structural formulas (II-35) to (II-51), (II-36) to (II-51) are preferable, and (II-36 ), (II-38), (II-39), (II-40), (II-45), and (II-47) are more preferred.
第2成分である一般式(ii)で表される化合物を使用する場合、含有量は、本実施形態の液晶組成物が含有する前記重合性化合物の合計量100質量%に対し、密着性、散乱性を高める観点から、0.5質量%以上であることが好ましく、1質量%以上であることがより好ましく、3質量%以上であることが特に好ましい。また、素子の透明性の観点から、80質量%以下であることが好ましく、60質量%以下であることがより好ましく、50質量%以下であることが特に好ましい。 When using the compound represented by general formula (ii) as the second component, the content is determined based on 100% by mass of the total amount of the polymerizable compound contained in the liquid crystal composition of this embodiment, adhesion, From the viewpoint of improving scattering properties, the content is preferably 0.5% by mass or more, more preferably 1% by mass or more, and particularly preferably 3% by mass or more. Further, from the viewpoint of transparency of the element, the content is preferably 80% by mass or less, more preferably 60% by mass or less, and particularly preferably 50% by mass or less.
〔第3成分〕
第3成分は、以下の一般式(P)で表されるメソゲン性重合性化合物である。
[Third component]
The third component is a mesogenic polymerizable compound represented by the following general formula (P).
(上記一般式(P)中、Rp1は、水素原子、フッ素原子、シアノ基、炭素原子数1~15のアルキル基又は-Spp2-Pp2を表し、該アルキル基中の1個又は非隣接の2個以上の-CH2-はそれぞれ独立して-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-又は-OCO-によって置換されていてもよく、該アルキル基中の1個又は2個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良く、
Pp1及びPp2はそれぞれ独立して、一般式(Pp1-1)~式(Pp1-9)
(In the above general formula (P), R p1 represents a hydrogen atom, a fluorine atom, a cyano group, an alkyl group having 1 to 15 carbon atoms, or -Sp p2 -P p2 , and R p1 represents one or none of the alkyl groups. Two or more adjacent -CH 2 - may each be independently substituted with -CH=CH-, -C≡C-, -O-, -CO-, -COO- or -OCO-, One or more hydrogen atoms in the alkyl group may be each independently substituted with a cyano group, a fluorine atom or a chlorine atom,
P p1 and P p2 each independently represent the general formula (P p1 -1) to formula (P p1 -9)
(式中、Rp11及びRp12はそれぞれ独立して、水素原子、炭素原子数1~5のアルキル基又は炭素原子数1~5のハロゲン化アルキル基を表し、Wp11は単結合、-O-、-COO-又はメチレン基を表し、tp11は、0、1又は2を表すが、分子内にRp11、Rp12、Wp11及び/又はtp11が複数存在する場合、それらは同一であっても異なっていても良い。)
のいずれかを表し、
(In the formula, R p11 and R p12 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or a halogenated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, W p11 is a single bond, -O -, -COO- or a methylene group, and t p11 represents 0, 1 or 2, but if multiple R p11 , R p12 , W p11 and/or t p11 exist in the molecule, they are the same. It may be different or different.)
represents one of
Spp1及びSpp2はそれぞれ独立して、単結合又はスペーサー基を表し、
Zp1及びZp2はそれぞれ独立して、単結合、-O-、-S-、-CH2-、-OCH2-、-CH2O-、-CO-、-C2H4-、-COO-、-OCO-、-OCOOCH2-、-CH2OCOO-、-OCH2CH2O-、-CO-NRZP1-、-NRZP1-CO-、-SCH2-、-CH2S-、-CH=CRZP1-COO-、-CH=CRZP1-OCO-、-COO-CRZP1=CH-、-OCO-CRZP1=CH-、-COO-CRZP1=CH-COO-、-COO-CRZP1=CH-OCO-、-OCO-CRZP1=CH-COO-、-OCO-CRZP1=CH-OCO-、-(CH2)z-COO-、-(CH2)2-OCO-、-OCO-(CH2)2-、-(C=O)-O-(CH2)2-、-CH=CH-、-CF=CF-、-CF=CH-、-CH=CF-、-CF2-、-CF2O-、-OCF2-、-CF2CH2-、-CH2CF2-、-CF2CF2-又は-C≡C-(式中、RZP1はそれぞれ独立して水素原子又は炭素原子数1~4のアルキル基を表すが、分子内にRZP1が複数存在する場合、それらは同一であっても異なっていても良い。)
を表し、
Sp p1 and Sp p2 each independently represent a single bond or a spacer group,
Z p1 and Z p2 each independently represent a single bond, -O-, -S-, -CH 2 -, -OCH 2 -, -CH 2 O-, -CO-, -C 2 H 4 -, - COO-, -OCO-, -OCOOCH 2 -, -CH 2 OCOO-, -OCH 2 CH 2 O-, -CO-NR ZP1 -, -NR ZP1 -CO-, -SCH 2 -, -CH 2 S- , -CH=CR ZP1 -COO-, -CH=CR ZP1 -OCO-, -COO-CR ZP1 =CH-, -OCO-CR ZP1 =CH-, -COO-CR ZP1 =CH-COO-, -COO -CR ZP1 =CH-OCO-, -OCO-CR ZP1 =CH-COO-, -OCO-CR ZP1 =CH-OCO-, -(CH 2 ) z -COO-, -(CH 2 ) 2 -OCO- , -OCO-(CH 2 ) 2 -, -(C=O)-O-(CH 2 ) 2 -, -CH=CH-, -CF=CF-, -CF=CH-, -CH=CF- , -CF 2 -, -CF 2 O-, -OCF 2 -, -CF 2 CH 2 -, -CH 2 CF 2 -, -CF 2 CF 2 - or -C≡C- (wherein R ZP1 is Each independently represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, but if multiple R ZP1s exist in the molecule, they may be the same or different.)
represents,
Ap1、Ap2及びAp3はそれぞれ独立して、
(ap) 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。)
(bp) 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。)及び
(cp) 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、デカヒドロナフタレン-2,6-ジイル基、フェナントレン-2,7-ジイル基又はアントラセン-2,6-ジイル基(これら基中に存在する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良い。)
からなる群より選ばれる基を表し、上記の基(ap)、基(bp)及び基(cp)中に存在する1個又は2個以上の水素原子はそれぞれ独立して、ハロゲン原子、シアノ基、炭素原子数1~8のアルキル基又は-Spp2-Pp2で置換されていても良く、該アルキル基中の1個又は非隣接の2個以上の-CH2-はそれぞれ独立して-CH=CH-、-C≡C-、-O-、-CO-、-COO-又は-OCO-によって置換されていてもよく、
mp1は、0、1、2又は3を表し、分子内にZp1、Ap2、Spp2及び/又はPp2が複数存在する場合、それらは同一であっても異なっていても良いが、Ap3は、mp1が0で、Ap1がフェナントレン-2,7-ジイル基又はアントラセン-2,6-ジイル基である場合には単結合を表す。)
A p1 , A p2 and A p3 are each independently,
(a p ) 1,4-cyclohexylene group (one -CH 2 - or two or more non-adjacent -CH 2 -s present in this group may be replaced with -O-)
(b p ) 1,4-phenylene group (one -CH= or two or more non-adjacent -CH= present in this group may be replaced with -N=) and (c p ) Naphthalene-2,6-diyl group, 1,2,3,4-tetrahydronaphthalene-2,6-diyl group, decahydronaphthalene-2,6-diyl group, phenanthrene-2,7-diyl group or anthracene -2,6-diyl group (one -CH= or two or more non-adjacent -CH= present in these groups may be replaced with -N=)
represents a group selected from the group consisting of, and one or more hydrogen atoms present in the above group (a p ), group (b p ), and group (c p ) are each independently a halogen atom. , a cyano group, an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, or -Sp p2 -P p2 , and one or more non-adjacent -CH 2 - in the alkyl group are each independently may be substituted with -CH=CH-, -C≡C-, -O-, -CO-, -COO- or -OCO-,
m p1 represents 0, 1, 2 or 3, and when there are multiple Z p1 , A p2 , Sp p2 and/or P p2 in the molecule, they may be the same or different; A p3 represents a single bond when m p1 is 0 and A p1 is a phenanthrene-2,7-diyl group or anthracene-2,6-diyl group. )
で表される化合物が好ましい。また、当該重合性モノマーは1種又は2種以上含有することが好ましい。 Compounds represented by are preferred. Moreover, it is preferable to contain one or more types of polymerizable monomers.
本発明に係る一般式(P)において、Rp1は-Spp2-Pp2であることが好ましい。
Pp1及びPp2はそれぞれ独立して式(Pp1-1)~式(Pp1-3)のいずれかであることが好ましく、(Pp1-1)であることが好ましい。
Rp11及びRp12はそれぞれ独立して、水素原子又はメチル基であることが好ましい。
tp11は、0又は1が好ましい。
Wp11は、単結合、メチレン基又はエチレン基が好ましい。
mp1は0、1又は2であることが好ましく、0又は1が好ましい。
In the general formula (P) according to the present invention, R p1 is preferably -Sp p2 -P p2 .
P p1 and P p2 are each independently preferably one of formulas (P p1 -1) to (P p1 -3), and preferably (P p1 -1).
It is preferable that R p11 and R p12 are each independently a hydrogen atom or a methyl group.
t p11 is preferably 0 or 1.
W p11 is preferably a single bond, a methylene group, or an ethylene group.
m p1 is preferably 0, 1 or 2, preferably 0 or 1.
Zp1及びZp2はそれぞれ独立して、単結合、-OCH2-、-CH2O-、-CO-、-C2H4-、-COO-、-OCO-、-COOC2H4-、-OCOC2H4-、-C2H4OCO-、-C2H4COO-、-CH=CH-、-CF2-、-CF2O-、-(CH2)2-COO-、-(CH2)2-OCO-、-OCO-(CH2)2-、-CH=CH-COO-、-COO-CH=CH-、-OCOCH=CH-、-COO-(CH2)2-、-OCF2-又は-C≡C-が好ましく、単結合、-OCH2-、-CH2O-、-C2H4-、-COO-、-OCO-、-COOC2H4-、-OCOC2H4-、-C2H4OCO-、-C2H4COO-、-CH=CH-、-(CH2)2-COO-、-(CH2)2-OCO-、-OCO-(CH2)2-、-CH=CH-COO-、-COO-CH=CH-、-OCOCH=CH-、-COO-(CH2)2-又は-C≡C-が好ましい。
Zp1及びZp2は溶解性の観点からは、単結合以外が好ましいが、重合体のモルフォロジーおよび架橋度の観点からは、単結合が好ましく、両者のバランスから適宜様態により調整することが特に好ましい。
Z p1 and Z p2 each independently represent a single bond, -OCH 2 -, -CH 2 O-, -CO-, -C 2 H 4 -, -COO-, -OCO-, -COOC 2 H 4 - , -OCOC 2 H 4 -, -C 2 H 4 OCO-, -C 2 H 4 COO-, -CH=CH-, -CF 2 -, -CF 2 O-, -(CH 2 ) 2 -COO- , -(CH 2 ) 2 -OCO-, -OCO-(CH 2 ) 2 -, -CH=CH-COO-, -COO-CH=CH-, -OCOCH=CH-, -COO-(CH 2 ) 2 -, -OCF 2 - or -C≡C- is preferable, and a single bond, -OCH 2 -, -CH 2 O-, -C 2 H 4 -, -COO-, -OCO-, -COOC 2 H 4 -, -OCOC 2 H 4 -, -C 2 H 4 OCO-, -C 2 H 4 COO-, -CH=CH-, -(CH 2 ) 2 -COO-, -(CH 2 ) 2 -OCO- , -OCO-(CH 2 ) 2 -, -CH=CH-COO-, -COO-CH=CH-, -OCOCH=CH-, -COO-(CH 2 ) 2 - or -C≡C- are preferred .
From the viewpoint of solubility, Z p1 and Z p2 are preferably other than a single bond, but from the viewpoint of polymer morphology and degree of crosslinking, a single bond is preferable, and it is particularly preferable to adjust the bond as appropriate from the balance of both. .
Spp1及びSpp2はそれぞれ独立して、単結合又はスペーサー基を表すが、スペーサー基は、炭素原子数1~30のアルキレン基が好ましく、該アルキレン基中の-CH2-は酸素原子同士が直接連結しない限りにおいて-O-、-CO-、-COO-、-OCO-、-CH=CH-又は-C≡C-で置換されていてもよく、該アルキレン基中の水素原子はハロゲン原子で置換されていても良いが、直鎖の炭素原子数1~10のアルキレン基又は単結合が好ましい。Spp1及びSpp2は溶解性の観点からは、単結合以外が好ましいが、重合体のモルフォロジーおよび架橋度の観点からは単結合が好ましく、両者のバランスから適宜様態により調整することが特に好ましい。 Sp p1 and Sp p2 each independently represent a single bond or a spacer group, and the spacer group is preferably an alkylene group having 1 to 30 carbon atoms, and -CH 2 - in the alkylene group is such that oxygen atoms are connected to each other. Unless directly linked, it may be substituted with -O-, -CO-, -COO-, -OCO-, -CH═CH- or -C≡C-, and the hydrogen atom in the alkylene group is a halogen atom. Although it may be substituted with, a straight chain alkylene group having 1 to 10 carbon atoms or a single bond is preferable. From the viewpoint of solubility, Sp p1 and Sp p2 are preferably other than single bonds, but from the viewpoint of polymer morphology and degree of crosslinking, single bonds are preferable, and it is particularly preferable to adjust the balance between the two as appropriate.
Ap1、Ap2及びAp3はそれぞれ独立して、1,4-フェニレン基又は1,4-シクロヘキシレン基が好ましく、1,4-フェニレン基が好ましい。1,4-フェニレン基は液晶化合物との相溶性を改善するために、1個のフッ素原子、1個のメチル基又は1個のメトキシ基で置換されていることが好ましい。 A p1 , A p2 and A p3 are each independently preferably a 1,4-phenylene group or a 1,4-cyclohexylene group, and preferably a 1,4-phenylene group. The 1,4-phenylene group is preferably substituted with one fluorine atom, one methyl group, or one methoxy group in order to improve compatibility with the liquid crystal compound.
第3成分である一般式(P)で表されるメソゲン性重合性化合物を使用する場合、含有量は、密着性、散乱性を高める観点から、0.5質量%以上であることが好ましく、1質量%以上であることがより好ましく、3質量%以上であることが特に好ましい。また、素子の透明性の観点から、80質量%以下であることが好ましく、60質量%以下であることがより好ましく、50質量%以下であることが特に好ましい。 When using the mesogenic polymerizable compound represented by the general formula (P) as the third component, the content is preferably 0.5% by mass or more from the viewpoint of improving adhesion and scattering properties, It is more preferably 1% by mass or more, particularly preferably 3% by mass or more. Further, from the viewpoint of transparency of the element, the content is preferably 80% by mass or less, more preferably 60% by mass or less, and particularly preferably 50% by mass or less.
上記した一般式(P)で表される重合性化合物の具体例は、例えば、下記の構造のものが挙げられる。
〔第4成分〕
第4成分は、以下の一般式(iv)で表される、重量平均分子量1500未満の多官能重合性オリゴマー、または多官能重合性モノマーである。また、重量平均分子量が1000以下であることが好ましく、800以下であることがより好ましい。
[Fourth component]
The fourth component is a polyfunctional polymerizable oligomer or a polyfunctional polymerizable monomer having a weight average molecular weight of less than 1500 and is represented by the following general formula (iv). Further, the weight average molecular weight is preferably 1000 or less, more preferably 800 or less.
(式中、Y31は水素原子、又はメチル基を表し、
X31は炭素原子数130以下のアルキレン基を表し、該アルキレン基は環式炭化水素基や分岐鎖を有していてもよく、該アルキレン基、又は環式炭化水素基中の一つ以上の-CH2-基は、酸素原子が互いに直接隣接しないようにそれぞれ独立して-O-、-NH-、-CO-、-COO-、-OCO-、-CH=CH-、又は-C≡C-で置換されていてもよく、該アルキレン基又は環式炭化水素基中に存在する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又は-OHで置換されていてもよく、
n31は2~6の整数を表す。)
また、X31は炭素原子数100以下のアルキレン基が好ましい。
(In the formula, Y 31 represents a hydrogen atom or a methyl group,
X 31 represents an alkylene group having 130 or less carbon atoms, and the alkylene group may have a cyclic hydrocarbon group or a branched chain, and one or more of the alkylene group or the cyclic hydrocarbon group -CH 2 - groups are each independently -O-, -NH-, -CO-, -COO-, -OCO-, -CH=CH-, or -C≡ so that oxygen atoms are not directly adjacent to each other. It may be substituted with C-, and one or more hydrogen atoms present in the alkylene group or cyclic hydrocarbon group may be each independently substituted with a fluorine atom or -OH. ,
n 31 represents an integer from 2 to 6. )
Further, X 31 is preferably an alkylene group having 100 or less carbon atoms.
一般式(iv)で表される、重量平均分子量1500未満の多官能重合性オリゴマー、または多官能重合性モノマーは、好ましくは一般式(iv-b1)で表される重合性化合物を用いることが好ましい。 For the polyfunctional polymerizable oligomer or polyfunctional polymerizable monomer with a weight average molecular weight of less than 1500 represented by the general formula (iv), it is preferable to use a polymerizable compound represented by the general formula (iv-b1). preferable.
(式中、Y1、及びY2は水素原子、又はメチル基を表し、
X1は直鎖、または分岐の炭素原子数2~80のアルキレンを表し、該アルキレンの任意の炭素原子は、酸素原子が直接隣接しないように、-O-、-CO-、-COO-、-OCO-、-CH=CH-、-C≡C-又はOHで置換されてよい。)
ここで、一般式(iv-b1)中、X1は直鎖、または分岐のアルキレンは、炭素原子数2~70の範囲であるが、炭素原子数は6~70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。
(In the formula, Y 1 and Y 2 represent a hydrogen atom or a methyl group,
X 1 represents a straight chain or branched alkylene having 2 to 80 carbon atoms, and any carbon atom of the alkylene is replaced by -O-, -CO-, -COO-, It may be substituted with -OCO-, -CH=CH-, -C≡C- or OH. )
Here, in the general formula (iv-b1), X 1 is a linear or branched alkylene having a carbon atom number of 2 to 70, preferably a carbon atom number of 6 to 70. Among them, a range of 8 to 60 is preferable, and a range of 9 to 50 is particularly preferable from the viewpoint of reducing driving voltage.
上記した一般式(iv-b1)で表される重合性化合物は、例えば、下記の構造のものが挙げられる。 Examples of the polymerizable compound represented by the above general formula (iv-b1) include those having the following structure.
(式中、n及びmはn+mが1~10、n2は1~18、n3及びm2はn3+m2が1~18となる値、n4は1~23、n5は1~23、n6は4~30、n7は2~10、n8及びn9は2~10をそれぞれ表す。) (In the formula, n and m are values such that n + m is 1 to 10, n 2 is 1 to 18, n 3 and m 2 are values such that n 3 + m 2 is 1 to 18, n 4 is 1 to 23, and n 5 is 1 ~23, n 6 represents 4 to 30, n 7 represents 2 to 10, n 8 and n 9 represent 2 to 10, respectively.)
第4成分である一般式(iv)で表される重合性化合物を使用する場合、含有量は、密着性、散乱性を高める観点から、0.5質量%以上であることが好ましく、1質量%以上であることがより好ましく、3質量%以上であることが特に好ましい。また、素子の透明性の観点から、80質量%以下であることが好ましく、60質量%以下であることがより好ましく、50質量%以下であることが特に好ましい。 When using the polymerizable compound represented by the general formula (iv) as the fourth component, the content is preferably 0.5% by mass or more, and 1% by mass from the viewpoint of improving adhesion and scattering properties. % or more, and particularly preferably 3% by mass or more. Further, from the viewpoint of transparency of the element, the content is preferably 80% by mass or less, more preferably 60% by mass or less, and particularly preferably 50% by mass or less.
〔第5成分〕
第5成分は、以下の一般式(vi)で表される鎖状単官能重合性化合物である。
[Fifth component]
The fifth component is a chain monofunctional polymerizable compound represented by the following general formula (vi).
(式中、Pvi1は重合性基を表し、
Rvi2は炭素原子数1~22の直鎖又は分岐のアルキル基を表すが、該アルキル基中の1つ又は2つ以上の-CH2-は、酸素原子が直接隣接しないようにそれぞれ独立して、-O-、-CO-、-COO-、-OCO-又は-P(=O)(-OH)-で置換されていてもよく、該アルキル基中に存在する1又は2以上の水素原子は、それぞれ独立して、フッ素原子又は-OHで置換されていてもよい。)
(In the formula, P vi1 represents a polymerizable group,
R vi2 represents a linear or branched alkyl group having 1 to 22 carbon atoms, and one or more -CH 2 - groups in the alkyl group are each independent so that oxygen atoms are not directly adjacent to each other. may be substituted with -O-, -CO-, -COO-, -OCO- or -P(=O)(-OH)-, and one or more hydrogen atoms present in the alkyl group Each atom may be independently substituted with a fluorine atom or -OH. )
一般式(vi)で表される化合物において、式中Pvi1は重合性官能基を表すが、好ましくは一般式(ii)中のPiiが表す重合性基と同じである。
一般式(vi)で表される化合物において、式中Rvi2は炭素原子数3~20の直鎖又は分岐のアルキル基を表すことがより好ましく、炭素原子数6~18の直鎖又は分岐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く、分岐のアルキル基を表すことが更により好ましく、炭素原子数9~24の分岐のアルキル基を表すことが更により好ましい。
In the compound represented by general formula (vi), P vi1 represents a polymerizable functional group, and is preferably the same as the polymerizable group represented by P ii in general formula (ii).
In the compound represented by the general formula (vi), R vi2 in the formula preferably represents a straight chain or branched alkyl group having 3 to 20 carbon atoms; It is particularly preferable to represent an alkyl group from the viewpoint of suppressing crystallinity, even more preferably to represent a branched alkyl group, and even more preferably to represent a branched alkyl group having 9 to 24 carbon atoms.
Rvi2が直鎖アルキル基を表す場合、一般式(v)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、2-ヒドロキシエチルアクリレート、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、あるいは、下記の構造で表される直鎖状アルキル鎖を有するモノ(メタ)アクリレートが好ましい。
また、一般式(vi)で表される化合物としては、一般式(vi)中のRvi1が直鎖状のエーテル鎖の構造を有するアクリレートが好ましい。当該エーテル鎖の構造を有するアクリレートとしては、下記の構造で表される化合物が好ましい。
When R vi2 represents a linear alkyl group, examples of the compound represented by general formula (v) include ethyl (meth)acrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, propyl (meth)acrylate, butyl (meth)acrylate, Pentyl (meth)acrylate, hexyl (meth)acrylate, heptyl (meth)acrylate, octyl (meth)acrylate, nonyl (meth)acrylate, decyl (meth)acrylate, lauryl (meth)acrylate, tridecyl (meth)acrylate, tetradecyl ( Mono(meth)acrylates having a linear alkyl chain such as meth)acrylate, hexadecyl(meth)acrylate, stearyl(meth)acrylate, docosyl(meth)acrylate, or a linear alkyl chain represented by the structure below. Mono(meth)acrylates having the following are preferred.
Further, as the compound represented by the general formula (vi), an acrylate in which R vi1 in the general formula (vi) has a linear ether chain structure is preferable. The acrylate having the ether chain structure is preferably a compound represented by the following structure.
(上記一般式(vi-a1)~(vi-a3)中、qは1~12、好ましく1~5、より好ましく1~3の整数表す。)
上記一般式(vi)のなかでも、駆動電圧を低減効果が顕著なものとなる観点からは、直鎖状アルキル鎖を有するモノ(メタ)アクリレートを用いることが好ましい。
Rvi2が分岐アルキル基を表す場合、一般式(vi)で表される化合物としては、下記の構造で表される分岐状アルキル鎖を有するモノ(メタ)アクリレートが好ましい。また、一般式(vi)で表される化合物としては、イソブチル(メタ)アクリレート、イソノニル(メタ)アクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート、イソミリスチル(メタ)アクリレート、イソステアリル(メタ)アクリレートが好ましい。
(In the above general formulas (vi-a1) to (vi-a3), q represents an integer of 1 to 12, preferably 1 to 5, more preferably 1 to 3.)
Among the above general formula (vi), it is preferable to use a mono(meth)acrylate having a linear alkyl chain from the viewpoint of achieving a remarkable effect of reducing the driving voltage.
When R vi2 represents a branched alkyl group, the compound represented by general formula (vi) is preferably a mono(meth)acrylate having a branched alkyl chain represented by the following structure. Further, as the compound represented by the general formula (vi), isobutyl (meth)acrylate, isononyl (meth)acrylate, isodecyl (meth)acrylate, isomyristyl (meth)acrylate, and isostearyl (meth)acrylate are preferable.
また、一般式(vi)で表される化合物としては、一般式(vi)中のRvi1が直鎖状のエーテル鎖の構造を有するアクリレートが好ましい。当該エーテル鎖の構造を有するアクリレートとしては、下記の構造で表される化合物が好ましい。 Further, as the compound represented by the general formula (vi), an acrylate in which R vi1 in the general formula (vi) has a linear ether chain structure is preferable. The acrylate having the ether chain structure is preferably a compound represented by the following structure.
(式中qは1~10、好ましく1~5、より好ましく1~3の整数を表す)
これらのなかでも特に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点から分岐状アルキル鎖を有するモノ(メタ)アクリレートを用いることが好ましい。
(In the formula, q represents an integer of 1 to 10, preferably 1 to 5, more preferably 1 to 3)
Among these, it is particularly preferable to use mono(meth)acrylates having a branched alkyl chain because they have a remarkable effect of reducing the driving voltage while maintaining good transparency when no voltage is applied.
第5成分である一般式(vi)で表される鎖状単官能重合性化合物を使用する場合、含有量は密着性、散乱性を高める観点から、0.5質量%以上であることが好ましく、1質量%以上であることがより好ましく、3質量%以上であることが特に好ましい。また、素子の透明性の観点から、80質量%以下であることが好ましく、60質量%以下であることがより好ましく、50質量%以下であることが特に好ましい。 When using the chain monofunctional polymerizable compound represented by the general formula (vi) as the fifth component, the content is preferably 0.5% by mass or more from the viewpoint of improving adhesion and scattering properties. , more preferably 1% by mass or more, particularly preferably 3% by mass or more. Further, from the viewpoint of transparency of the element, the content is preferably 80% by mass or less, more preferably 60% by mass or less, and particularly preferably 50% by mass or less.
〔重合開始剤〕
本実施形態の液晶組成物は、重合性化合物(MA)を含む場合、重合開始剤を含有することができる。本実施形態で用いられる重合開始剤は、本実施形態の前記液晶組成物を重合させるために用いる。重合を光照射によって行う場合に使用する光重合開始剤としては、特に限定はないが、前記1つの重合性基を有し、かつ、本実施形態の重合性化合物(MA)、メソゲン性骨格を有する重合性化合物(MA)の配向状態を阻害しない程度で公知慣用のものが使用できる。
[Polymerization initiator]
The liquid crystal composition of this embodiment can contain a polymerization initiator when it contains a polymerizable compound (MA). The polymerization initiator used in this embodiment is used to polymerize the liquid crystal composition of this embodiment. The photopolymerization initiator used when polymerization is carried out by light irradiation is not particularly limited, but it has the above-mentioned one polymerizable group, the polymerizable compound (MA) of this embodiment, and a mesogenic skeleton. Known and commonly used materials can be used as long as they do not inhibit the orientation state of the polymerizable compound (MA).
例えば1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン「Omnirad184」、1-(4-イソプロピルフェニル)-2-ヒドロキシ-2-メチルプロパン-1-オン「オムニラッド1173」、2-メチル-1-[(メチルチオ)フェニル]-2-モルフォリノプロパン-1「オムニラッド907」、2,2-ジメトキシ-1,2-ジフェニルエタン-1-オン「オムニラッドBDK」、2-ベンジル-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルフォリノフェニル)-ブタノン「オムニラッド369」)、2-ジメチルアミノ-2-(4-メチルベンジル)-1-(4-モルフォリノ-フェニル)ブタン-1-オン「オムニラッド379」、2,2-ジメトキシ-2-フェニルアセトフェノン「オムニラッド651」、2,2-ジメトキシ-1,2-ジフェニルエタン-1-オン、ビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)-ジフェニルフォスフィンオキサイド「オムニラッドTPO」、2,4,6-トリメチルベンゾイル-フェニル-フォスフィンオキサイド「オムニラッド819」(IGM Resins株式会社製)、1,2-オクタンジオン,1-[4-(フェニルチオ)-,2-(O-ベンゾイルオキシム)],エタノン「イルガキュアOXE01」)、1-[9-エチル-6-(2-メチルベンゾイル)-9H-カルバゾール-3-イル]-,1-(O-アセチルオキシム)「イルガキュアOXE02」、「イルガキュアOXE04」(BASF株式会社製)、「アデカアークルズNCI-831」、「アデカアークルズNCI-930」、「アデカアークルズN-1919」(ADEKA社製)、2,4-ジエチルチオキサントン(日本化薬社製「カヤキュアDETX」)とp-ジメチルアミノ安息香酸エチル(日本化薬社製「カヤキュアEPA」)との混合物、イソプロピルチオキサントン(ワ-ドプレキンソップ社製「カンタキュア-ITX」)とp-ジメチルアミノ安息香酸エチルとの混合物、「エサキュア ONE」、「エサキュアKIP150」、「エサキュアKIP160」、「エサキュア1001M」、「エサキュアA198」、「エサキュアKIP IT」、「エサキュアKTO46」、「エサキュアTZT」(lamberti株式会社製)、「スピードキュアBMS」、「スピードキュアPBZ」、「ベンゾフェノン」(LAMBSON社製)等が挙げられる。さらに、光カチオン開始剤としては、光酸発生剤を用いることができる。光酸発生剤としてはジアゾジスルホン系化合物、トリフェニルスルホニウム系化合物、フェニルスルホン系化合物、スルフォニルピリジン系化合物、トリアジン系化合物及びジフェニルヨードニウム化合物などが挙げられる。 For example, 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone "Omnirad 184", 1-(4-isopropylphenyl)-2-hydroxy-2-methylpropan-1-one "Omnirad 1173", 2-methyl-1-[(methylthio)phenyl]- 2-morpholinopropane-1 “Omnirad 907”, 2,2-dimethoxy-1,2-diphenylethan-1-one “Omnirad BDK”, 2-benzyl-2-dimethylamino-1-(4-morpholinophenyl )-butanone "Omnirad 369"), 2-dimethylamino-2-(4-methylbenzyl)-1-(4-morpholino-phenyl)butan-1-one "Omnirad 379", 2,2-dimethoxy-2- Phenylacetophenone "Omnirad 651", 2,2-dimethoxy-1,2-diphenylethan-1-one, bis(2,4,6-trimethylbenzoyl)-diphenylphosphine oxide "Omnirad TPO", 2,4,6 -Trimethylbenzoyl-phenyl-phosphine oxide "Omnirad 819" (manufactured by IGM Resins Co., Ltd.), 1,2-octanedione, 1-[4-(phenylthio)-,2-(O-benzoyloxime)], ethanone " Irgacure OXE01”), 1-[9-ethyl-6-(2-methylbenzoyl)-9H-carbazol-3-yl]-,1-(O-acetyloxime) “Irgacure OXE02”, “Irgacure OXE04” (BASF (manufactured by ADEKA Co., Ltd.), "ADEKA ARCLES NCI-831", "ADEKA ARCLES NCI-930", "ADEKA ARCLES N-1919" (manufactured by ADEKA Corporation), 2,4-diethylthioxanthone (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.) A mixture of isopropylthioxanthone (Kayacure ITX, manufactured by Ward Prekinsop) and ethyl p-dimethylaminobenzoate (Kayacure EPA, manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.) and ethyl p-dimethylaminobenzoate (Kayacure DETX) A mixture of "esacure ONE", "esacure KIP150", "esacure KIP160", "esacure 1001M", "esacure A198", "esacure KIP IT", "esacure KTO46", "esacure TZT" (manufactured by Lamberti Corporation), Examples include "Speed Cure BMS", "Speed Cure PBZ", and "Benzophenone" (manufactured by LAMBSON). Furthermore, a photoacid generator can be used as a photocationic initiator. Examples of the photoacid generator include diazodisulfone compounds, triphenylsulfonium compounds, phenylsulfone compounds, sulfonylpyridine compounds, triazine compounds, and diphenyliodonium compounds.
光重合開始剤の含有率は、本実施形態の液晶組成物の合計量100質量%に対し、0.05~10質量%が好ましく、0.1~3質量%が特に好ましい。これらは、単独で使用することもできるし、2種類以上混合して使用することもできる。 The content of the photopolymerization initiator is preferably 0.05 to 10% by mass, particularly preferably 0.1 to 3% by mass, based on 100% by mass of the total amount of the liquid crystal composition of the present embodiment. These can be used alone or in combination of two or more.
また、熱重合の際に使用する熱重合開始剤としては公知慣用のものが使用でき、例えば、メチルアセトアセテイトパーオキサイド、キュメンハイドロパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、ビス(4-t-ブチルシクロヘキシル)パ-オキシジカーボネイト、t-ブチルパーオキシベンゾエイト、メチルエチルケトンパーオキサイド、1,1-ビス(t-ヘキシルパ-オキシ)3,3,5-トリメチルシクロヘキサン、p-ペンタハイドロパーオキサイド、t-ブチルハイドロパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、イソブチルパーオキサイド、ジ(3-メチル-3-メトキシブチル)パーオキシジカーボネイト、1,1-ビス(t-ブチルパーオキシ)シクロヘキサン等の有機過酸化物、2,2’-アゾビスイソブチロニトリル、2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)等のアゾニトリル化合物、2,2’-アゾビス(2-メチル-N-フェニルプロピオン-アミヂン)ジハイドロクロライド等のアゾアミヂン化合物、2,2 -アゾビス{2-メチル-N-[1,1-ビス(ヒドロキシメチル)-2-ヒドロキシエチル]プロピオンアミド}等のアゾアミド化合物、2,2’-アゾビス(2,4,4-トリメチルペンタン)等のアルキルアゾ化合物等を使用することができる。熱重合開始剤の含有量は本実施形態の液晶組成物の重合性組成物に用いる重合性化合物(MA)の合計量100質量%に対し、0.1~10質量が好ましく、1~6質量%が特に好ましい。これらは、単独で使用することもできるし、2種類以上混合して使用することもできる。 Further, as the thermal polymerization initiator used in thermal polymerization, known and commonly used ones can be used, such as methyl acetoacetate peroxide, cumene hydroperoxide, benzoyl peroxide, bis(4-t-butylcyclohexyl). Peroxydicarbonate, t-butylperoxybenzoate, methyl ethyl ketone peroxide, 1,1-bis(t-hexylperoxy)3,3,5-trimethylcyclohexane, p-pentahydroperoxide, t-butylhydro Organic peroxides such as peroxide, dicumyl peroxide, isobutyl peroxide, di(3-methyl-3-methoxybutyl) peroxydicarbonate, 1,1-bis(t-butylperoxy)cyclohexane, 2, Azonitrile compounds such as 2'-azobisisobutyronitrile, 2,2'-azobis(2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2'-azobis(2-methyl-N-phenylpropion-amidine) dihydro Azoamidine compounds such as chloride, azoamide compounds such as 2,2-azobis{2-methyl-N-[1,1-bis(hydroxymethyl)-2-hydroxyethyl]propionamide}, 2,2'-azobis(2 , 4,4-trimethylpentane) and the like can be used. The content of the thermal polymerization initiator is preferably 0.1 to 10% by mass, and 1 to 6% by mass, based on 100% by mass of the total amount of polymerizable compounds (MA) used in the polymerizable composition of the liquid crystal composition of the present embodiment. % is particularly preferred. These can be used alone or in combination of two or more.
本実施形態の液晶組成物は、実用的な電気光学特性、及び、高分子分散型液晶調光素子にした場合の密着性を損なわない範囲で、重合禁止剤、酸化防止剤、光安定剤、連鎖移動剤、色素、染料、顔料、粒子径が1μm未満の粒子、キラル化合物、あるいは、配向材料を添加することができる。 The liquid crystal composition of the present embodiment contains a polymerization inhibitor, antioxidant, light stabilizer, Chain transfer agents, dyes, dyes, pigments, particles with a particle diameter of less than 1 μm, chiral compounds, or alignment materials can be added.
〔重合禁止剤〕
本実施形態で用いられる重合禁止剤は、本実施形態の液晶組成物の重合反応を制御することによって、第2成分である極性を有する重合性化合物(MA)の効能を補助するために用いることができる。そのような化合物としては、公知慣用のものが使用できる。
例えば、p-メトキシフェノール、クレゾール、t-ブチルカテコール、3.5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシトルエン、2.2’-メチレンビス(4-メチル-6-t-ブチルフェノール)、2.2’-メチレンビス(4-エチル-6-t-ブチルフェノール)、4.4’-チオビス(3-メチル-6-t-ブチルフェノール)、4-メトキシ-1-ナフトール、4,4’-ジアルコキシ-2,2’-ビ-1-ナフトール、等のフェノール系化合物、ヒドロキノン、メチルヒドロキノン、tert-ブチルヒドロキノン、p-ベンゾキノン、メチル-p-ベンゾキノン、tert-ブチル-p-ベンゾキノン、2,5-ジフェニルベンゾキノン、2-ヒドロキシ-1,4-ナフトキノン、1,4-ナフトキノン、2,3-ジクロロ-1,4-ナフトキノン、アントラキノン、ジフェノキノン、等のキノン系化合物が好ましく、p-メトキシフェノール、4-メトキシ-1-ナフトール、tert-ブチルヒドロキノン、2-ヒドロキシ-1,4-ナフトキノンが特に好ましい。
重合禁止剤の含有量は、本実施形態の液晶組成物に対し、0~2.0質量%であることが好ましく、0~0.5質量%であることがより好ましい。
[Polymerization inhibitor]
The polymerization inhibitor used in this embodiment is used to support the efficacy of the polar polymerizable compound (MA), which is the second component, by controlling the polymerization reaction of the liquid crystal composition of this embodiment. Can be done. As such compounds, known and commonly used compounds can be used.
For example, p-methoxyphenol, cresol, t-butylcatechol, 3.5-di-t-butyl-4-hydroxytoluene, 2.2'-methylenebis(4-methyl-6-t-butylphenol), 2.2 '-Methylenebis(4-ethyl-6-t-butylphenol), 4,4'-thiobis(3-methyl-6-t-butylphenol), 4-methoxy-1-naphthol, 4,4'-dialkoxy-2 , 2'-bi-1-naphthol, etc., hydroquinone, methylhydroquinone, tert-butylhydroquinone, p-benzoquinone, methyl-p-benzoquinone, tert-butyl-p-benzoquinone, 2,5-diphenylbenzoquinone , 2-hydroxy-1,4-naphthoquinone, 1,4-naphthoquinone, 2,3-dichloro-1,4-naphthoquinone, anthraquinone, diphenoquinone, etc. are preferred, and p-methoxyphenol, 4-methoxyphenol, etc. Particularly preferred are 1-naphthol, tert-butylhydroquinone, and 2-hydroxy-1,4-naphthoquinone.
The content of the polymerization inhibitor is preferably 0 to 2.0% by mass, more preferably 0 to 0.5% by mass, based on the liquid crystal composition of this embodiment.
〔酸化防止剤〕
本実施形態で用いられる酸化防止剤は、本実施形態の高分子分散型液晶調光素子の実用的な耐久性を付与するために用いることができる。そのような化合物として、ヒドロキノン誘導体、ニトロソアミン系重合禁止剤、ヒンダードフェノール系酸化防止剤等を用いることができる。
具体的には、tert-ブチルハイドロキノン、和光純薬工業社の「Q-1300」、「Q-1301」、ペンタエリスリトールテトラキス[3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート「IRGANOX1010」、チオジエチレンビス[3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート「IRGANOX1035」、オクタデシル-3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート「IRGANOX1076」、「IRGANOX1135」、「IRGANOX1330」、4,6-ビス(オクチルチオメチル)-o-クレゾール「IRGANOX1520L」、「IRGANOX1726」、「IRGANOX245」、「IRGANOX259」、「IRGANOX3114」、「IRGANOX3790」、「IRGANOX5057」、「IRGANOX565」(以上、BASF株式会社製)、株式会社ADEKA製のアデカスタブAO-20、AO-30、AO-40、AO-50、AO-60、AO-80、住友化学株式会社のスミライザーBHT、スミライザーBBM-S、およびスミライザーGA-80、及び下記の一般式で表される構造の化合物、等々が好ましい。
〔Antioxidant〕
The antioxidant used in this embodiment can be used to impart practical durability to the polymer dispersed liquid crystal light control element of this embodiment. As such compounds, hydroquinone derivatives, nitrosamine polymerization inhibitors, hindered phenol antioxidants, and the like can be used.
Specifically, tert-butylhydroquinone, "Q-1300" and "Q-1301" from Wako Pure Chemical Industries, Ltd., pentaerythritol tetrakis [3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)] Propionate "IRGANOX1010", Thiodiethylenebis[3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate "IRGANOX1035", Octadecyl-3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxy phenyl) propionate “IRGANOX1076”, “IRGANOX1135”, “IRGANOX1330”, 4,6-bis(octylthiomethyl)-o-cresol “IRGANOX1520L”, “IRGANOX1726”, “IRGANOX245”, “IRGANOX259” , “IRGANOX3114”, “ IRGANOX3790, IRGANOX5057, IRGANOX565 (manufactured by BASF Corporation), ADEKA STAB AO-20, AO-30, AO-40, AO-50, AO-60, AO-80, Sumitomo Sumilizer BHT, Sumilizer BBM-S, and Sumilizer GA-80 manufactured by Kagaku Co., Ltd., and compounds having structures represented by the following general formulas are preferred.
一般式(H-1)から一般式(H-3)中、RH1は炭素原子数1から10のアルキル基、炭素原子数1から10のアルコキシ基、炭素原子数2から10のアルケニル基又は炭素原子数2から10のアルケニルオキシ基を表すが、基中に存在する1個の-CH2-又は非隣接の2個以上の-CH2-はそれぞれ独立して-O-又は-S-に置換されても良く、また、基中に存在する1個又は2個以上の水素原子はそれぞれ独立してフッ素原子又は塩素原子に置換されてもよい。更に具体的には、炭素原子数2から7のアルキル基、炭素原子数2から7のアルコキシ基、炭素原子数2から7のアルケニル基又は炭素原子数2から7のアルケニルオキシ基であることが好ましく、炭素原子数3から7のアルキル基又は炭素原子数2から7のアルケニル基であることが更に好ましい。 In general formulas (H-1) to (H-3), R H1 is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms, or Represents an alkenyloxy group having 2 to 10 carbon atoms, where one -CH 2 - or two or more non-adjacent -CH 2 -s present in the group are each independently -O- or -S- Furthermore, one or more hydrogen atoms present in the group may be each independently substituted with a fluorine atom or a chlorine atom. More specifically, it may be an alkyl group having 2 to 7 carbon atoms, an alkoxy group having 2 to 7 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 7 carbon atoms, or an alkenyloxy group having 2 to 7 carbon atoms. Preferably, an alkyl group having 3 to 7 carbon atoms or an alkenyl group having 2 to 7 carbon atoms is more preferable.
中でも、ペンタエリスリトールテトラキス[3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート、オクタデシル-3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート、及び、前記一般式(H-2)~(H-3)で表される化合物が特に好ましい。
酸化防止剤の含有量は、本実施形態の液晶組成物に用いる重合性化合物(MA)の合計量100質量%に対し、0~2.0質量%であることが好ましく、0~0.5質量%であることがより好ましい。
Among them, pentaerythritol tetrakis[3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate, octadecyl-3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate, and Compounds represented by the general formulas (H-2) to (H-3) are particularly preferred.
The content of the antioxidant is preferably 0 to 2.0% by mass, and 0 to 0.5% by mass, based on 100% by mass of the total amount of polymerizable compounds (MA) used in the liquid crystal composition of the present embodiment. It is more preferable that it is mass %.
〔光安定剤〕
本実施形態で用いられる光安定剤は、本実施形態の液晶調光素子の実用的な耐久性を付与するために用いることができる。そのような化合物として、例えば、「TINUVIN 111FDL」、「TINUVIN 123」、「TINUVIN 144」、「TINUVIN 152」、「TINUVIN 292」、「TINUVIN 622」、「TINUVIN 770」、「TINUVIN 765」、「TINUVIN 780」、「TINUVIN 905」、「TINUVIN 5100」、「TINUVIN 5050」、「TINUVIN 5060」、「TINUVIN 5151」、「CHIMASSORB 119FL」、「CHIMASSORB 944FL」、「CHIMASSORB 944LD」(以上、BASF株式会社製)、「アデカスタブLA-52」、「アデカスタブLA-57」、「アデカスタブLA-62」、「アデカスタブLA-67」、「アデカスタブLA-63P」、「アデカスタブLA-68LD」、「アデカスタブLA-77」、「アデカスタブLA-82」、「アデカスタブLA-87」(以上、株式会社ADEKA製)等が挙げられる。
紫外線吸収剤の添加量は、本実施形態の液晶組成物に用いる、重合性化合物(MA)の総量に対して、0.0~2.0質量%であることが好ましく、0.0~1.0質量%であることがより好ましい。
[Light stabilizer]
The light stabilizer used in this embodiment can be used to impart practical durability to the liquid crystal light control element of this embodiment. Such compounds include, for example, "TINUVIN 111FDL", "TINUVIN 123", "TINUVIN 144", "TINUVIN 152", "TINUVIN 292", "TINUVIN 622", "TINUVIN 770", "TINUVIN 765". ”, “TINUVIN 780", "TINUVIN 905", "TINUVIN 5100", "TINUVIN 5050", "TINUVIN 5060", "TINUVIN 5151", "CHIMASSORB 119FL", "CHIMASSORB 944FL", "CHI MASSORB 944LD” (manufactured by BASF Corporation) , "ADK STAB LA-52", "ADK STAB LA-57", "ADK STAB LA-62", "ADK STAB LA-67", "ADK STAB LA-63P", "ADK STAB LA-68LD", "ADK STAB LA-77", Examples include "ADEKA STAB LA-82" and "ADEKA STAB LA-87" (manufactured by ADEKA Co., Ltd.).
The amount of the ultraviolet absorber added is preferably 0.0 to 2.0% by mass, and 0.0 to 1% by mass, based on the total amount of polymerizable compounds (MA) used in the liquid crystal composition of this embodiment. More preferably, it is .0% by mass.
〔連鎖移動剤〕
本実施形態で用いられる連鎖移動剤は、液晶組成物と基材との密着性をより向上させるために用いることができる。連鎖移動剤としては、オクチルメルカプタン、n―ブチルメルカプタン、n―ペンチルメルカプタン、n-ヘキサデシルメルカプタン、n-テトラデシルメルカプタン、n―ドデシルメルカプタン、t-テトラデシルメルカプタン、t―ドデシルメルカプタン等のメルカプタン化合物、ヘキサンジチオール、デカンジチオール、1,4-ブタンジオールビスチオプロピオネート、1,4-ブタンジオールビスチオグリコレート、エチレングリコールビスチオグリコレート、エチレングリコールビスチオプロピオネート、トリメチロールプロパントリスチオグリコレート、トリメチロールプロパントリスチオプロピオネート、トリメチロールプロパントリス(3-メルカプトブチレート)、ペンタエリスリトールテトラキスチオグリコレート、ペンタエリスリトールテトラキスチオプロピオネート、トリメルカプトプロピオン酸トリス(2-ヒドロキシエチル)イソシアヌレート、1,4-ジメチルメルカプトベンゼン、2、4、6-トリメルカプト-s-トリアジン、2-(N,N-ジブチルアミノ)-4,6-ジメルカプト-s-トリアジン等のチオール化合物、ペンタフェニルエタン、α-メチルスチレンダイマー、アクロレイン、アリルアルコール、ターピノーレン、α-テルピネン、γ-テルビネン、ジペンテン、等が挙げられるが、
具体的には下記一般式(9-1)~(9-8)で表される化合物、α-メチルスチレンダイマー、α-テルピネンが好ましい。
[Chain transfer agent]
The chain transfer agent used in this embodiment can be used to further improve the adhesion between the liquid crystal composition and the base material. As a chain transfer agent, mercaptan compounds such as octyl mercaptan, n-butyl mercaptan, n-pentyl mercaptan, n-hexadecyl mercaptan, n-tetradecyl mercaptan, n-dodecyl mercaptan, t-tetradecyl mercaptan, t-dodecyl mercaptan, etc. , hexanedithiol, decanedithiol, 1,4-butanediol bisthiopropionate, 1,4-butanediol bisthioglycolate, ethylene glycol bisthioglycolate, ethylene glycol bisthiopropionate, trimethylolpropane tristhio Glycolate, trimethylolpropane tristhiopropionate, trimethylolpropane tris(3-mercaptobutyrate), pentaerythritol tetrakisthioglycolate, pentaerythritol tetrakisthiopropionate, tris(2-hydroxyethyl) trimercaptopropionate Thiol compounds such as isocyanurate, 1,4-dimethylmercaptobenzene, 2,4,6-trimercapto-s-triazine, 2-(N,N-dibutylamino)-4,6-dimercapto-s-triazine, penta Examples include phenylethane, α-methylstyrene dimer, acrolein, allyl alcohol, terpinolene, α-terpinene, γ-terbinene, dipentene, etc.
Specifically, compounds represented by the following general formulas (9-1) to (9-8), α-methylstyrene dimer, and α-terpinene are preferred.
式中、R95は炭素原子数2~18のアルキル基を表し、該アルキル基は直鎖であっても分岐鎖であっても良く、該アルキル基中の1つ以上のメチレン基は酸素原子、及び硫黄原子が相互に直接結合しないものとして、酸素原子、硫黄原子、-CO-、-OCO-、-COO-、又は-CH=CH-で置換されていてもよく、R96は炭素原子数2~18のアルキレン基を表し、該アルキレン基中の1つ以上のメチレン基は酸素原子、及び硫黄原子が相互に直接結合しないものとして、酸素原子、硫黄原子、-CO-、-OCO-、-COO-、又は-CH=CH-で置換されていてもよい。
連鎖移動剤の含有量は、本実施形態の液晶組成物の重合性組成物に用いる重合性化合物(MA)の合計量100質量%に対し、0.01~10質量%であることが好ましく、0.01~5.0質量%であることがより好ましい。
In the formula, R 95 represents an alkyl group having 2 to 18 carbon atoms, the alkyl group may be linear or branched, and one or more methylene groups in the alkyl group are oxygen atoms. , and the sulfur atoms may be substituted with an oxygen atom, a sulfur atom, -CO-, -OCO-, -COO-, or -CH=CH-, and R 96 is a carbon atom Represents an alkylene group of number 2 to 18, and one or more methylene groups in the alkylene group are oxygen atoms, sulfur atoms, -CO-, -OCO-, assuming that the oxygen atom and sulfur atom are not directly bonded to each other. , -COO-, or -CH=CH-.
The content of the chain transfer agent is preferably 0.01 to 10% by mass with respect to 100% by mass of the total amount of polymerizable compounds (MA) used in the polymerizable composition of the liquid crystal composition of the present embodiment, More preferably, it is 0.01 to 5.0% by mass.
〔液晶組成物の製造方法〕
本実施形態に係る液晶組成物は、例えば、上述の非重合性液晶化合物(LB)、二色性色素、必要に応じて上述のその他の化合物、添加物を混合することにより、製造することができる。
[Method for manufacturing liquid crystal composition]
The liquid crystal composition according to the present embodiment can be manufactured by, for example, mixing the above-mentioned non-polymerizable liquid crystal compound (LB), the dichroic dye, and, if necessary, the above-mentioned other compounds and additives. can.
より具体的には、上述の一般式(v)で表される非重合性液晶化合物(LB)、必要に応じて上述のその他の化合物を混合することにより、液晶組成物を得る工程と、前記液晶組成物に用いる二色性色素、必要に応じて添加物を混合することにより、二色性色素含有液晶組成物を得る工程により製造することができる。 More specifically, a step of obtaining a liquid crystal composition by mixing the non-polymerizable liquid crystal compound (LB) represented by the above-mentioned general formula (v) and, if necessary, other compounds mentioned above; It can be manufactured through a process of obtaining a dichroic dye-containing liquid crystal composition by mixing the dichroic dye used in the liquid crystal composition and optionally additives.
また、非重合性液晶化合物(LB)、二色性色素、必要に応じて添加物を任意の順序で混合することにより、液晶組成物を得る工程により製造することができる。 Moreover, it can be manufactured by a process of obtaining a liquid crystal composition by mixing a non-polymerizable liquid crystal compound (LB), a dichroic dye, and optionally additives in any order.
(液晶調光素子)
本実施形態の液晶調光素子は、一対の基板の間に、上記本実施形態の液晶組成物を挟持して得られる。本実施形態の液晶調光素子においては、前記非重合性液晶化合物(LB)がスメクチックA相において前記基板上に垂直配向している。
透明状態の維持、安定性のため、本実施形態の液晶調光素子が、前記基板の表面に垂直配向処理を施したものであることが好ましい。
本実施形態の液晶調光素子は、電圧を必要とせず、太陽光などの光エネルギーで駆動できるため、本実施形態の液晶調光素子が、透明電極を有さなくてもよい。
(Liquid crystal light control element)
The liquid crystal light control element of this embodiment is obtained by sandwiching the liquid crystal composition of this embodiment described above between a pair of substrates. In the liquid crystal light control device of this embodiment, the non-polymerizable liquid crystal compound (LB) is vertically aligned on the substrate in a smectic A phase.
In order to maintain the transparent state and provide stability, it is preferable that the liquid crystal light control element of this embodiment is one in which the surface of the substrate is subjected to vertical alignment treatment.
Since the liquid crystal light control element of this embodiment does not require voltage and can be driven by light energy such as sunlight, the liquid crystal light control element of this embodiment does not need to have a transparent electrode.
〔基板〕
本実施形態の液晶調光素子に用いられる基板は、液晶表示素子、有機発光表示素子、その他表示素子、光学部品、液晶調光素子、着色剤、マーキング、印刷物や光学フィルムに通常使用する基板であって、前記液晶調光素子の製造工程における加熱、及び、使用される温度範囲において耐えうる耐熱性、あるいは、透過性を重視する用途においては、実用に耐えうる透明性を有する材料であれば、特に制限はない。
そのような基板としては、ガラス基材、金属基材、セラミックス基材、プラスチック基材や紙等の有機材料が挙げられる。特に基材が有機材料の場合、セルロース誘導体、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリアクリレート、ポリアリレート、ポリエーテルサルホン、ポリイミド、ポリフェニレンスルフィド、ポリフェニレンエーテル、ナイロン又はポリスチレン等が挙げられる。中でもポリエステル、ポリスチレン、ポリオレフィン、セルロース誘導体、ポリアリレート、ポリカーボネート、ポリイミド等のプラスチック基材を用いることが好ましい。
〔substrate〕
The substrate used in the liquid crystal light control element of this embodiment is a substrate commonly used for liquid crystal display elements, organic light emitting display elements, other display elements, optical components, liquid crystal light control elements, colorants, markings, printed matter, and optical films. Therefore, in applications where emphasis is placed on heat resistance in the manufacturing process of the liquid crystal light control element and the temperature range in which it is used, or transparency that can withstand practical use, the material may be used. , there are no particular restrictions.
Examples of such substrates include glass substrates, metal substrates, ceramic substrates, plastic substrates, and organic materials such as paper. In particular, when the base material is an organic material, examples thereof include cellulose derivatives, polyolefins, polyesters, polycarbonates, polyacrylates, polyarylates, polyether sulfones, polyimides, polyphenylene sulfides, polyphenylene ethers, nylon, and polystyrene. Among these, it is preferable to use plastic base materials such as polyester, polystyrene, polyolefin, cellulose derivatives, polyarylate, polycarbonate, and polyimide.
基板の形状としては、平板の形状を示したが、曲面を有するもののような他の形状であっても良い。また、基板は、必要に応じて、反射防止機能、反射機能を有していてもよい。光異性化色素の光相転移を利用する本様態の素子の性質上、2枚の基板とも透明であることが好ましい。 Although a flat plate shape is shown as the shape of the substrate, other shapes such as those having a curved surface may be used. Further, the substrate may have an antireflection function or a reflection function as necessary. Due to the nature of the device of this embodiment that utilizes the optical phase transition of a photoisomerizable dye, it is preferable that both substrates be transparent.
本実施形態の液晶調光素子における密着性向上のために、これらの基板の表面処理を行っても良い。表面処理として、オゾン処理、プラズマ処理、コロナ処理、シランカップリング処理などが挙げられる。また、光の透過率や反射率を調節するために、基材表面に有機薄膜、無機酸化物薄膜や金属薄膜等を蒸着など方法によって設ける、あるいは、光学的な付加価値をつけるために、基材がピックアップレンズ、ロッドレンズ、光ディスク、位相差フィルム、光拡散フィルム、マイクロレンズシート、カラーフィルター、等であっても良い。 In order to improve the adhesion in the liquid crystal light control element of this embodiment, these substrates may be subjected to surface treatment. Examples of the surface treatment include ozone treatment, plasma treatment, corona treatment, and silane coupling treatment. In addition, in order to adjust the transmittance and reflectance of light, an organic thin film, an inorganic oxide thin film, a metal thin film, etc. are provided on the surface of the substrate by a method such as vapor deposition, or a base material is used to add optical value. The material may be a pickup lens, a rod lens, an optical disk, a retardation film, a light diffusion film, a microlens sheet, a color filter, or the like.
〔配向膜層〕
上記基板には、本実施形態の液晶調光素子中の液晶分子が水平配向、あるいは、垂直配向するように、配向処理が施されていてもよく、あるいは配向膜が設けられていても良い。配向処理としては、延伸処理、ラビング処理、偏光可視光照射処理、イオンビーム処理、基材へのSiO2の斜方蒸着処理、等が挙げられる。そのような配向膜としては、ポリイミド、ポリシロキサン、ポリアミド、ポリビニルアルコール、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリフェニレンエーテル、ポリアリレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルサルホン、エポキシ樹脂、エポキシアクリレート樹脂、アクリル樹脂、アゾ化合物、クマリン化合物、カルコン化合物、シンナメート化合物、フルギド化合物、アントラキノン化合物、アリールエテン化合物等の化合物、もしくは、前記化合物の重合体や共重合体が挙げられる。前記液晶分子にチルト角を付与するために、ラビング処理を行う場合、ラビングにより配向処理する化合物は、配向処理、もしくは配向処理の後に加熱工程を入れることで材料の結晶化が促進されるものが好ましい。ラビング以外の配向処理を行う化合物の中では光配向材料を用いることが好ましい。
一般に、配向機能を有する基板に液晶組成物を接触させた場合、液晶分子は基板付近で基板を配向処理した方向に沿って配向する。液晶分子が基板と水平に配向するか、傾斜あるいは垂直して配向するかは、基板への配向処理方法による影響が大きい。
[Alignment film layer]
The substrate may be subjected to alignment treatment so that the liquid crystal molecules in the liquid crystal light control element of this embodiment are aligned horizontally or vertically, or may be provided with an alignment film. Examples of the alignment treatment include stretching treatment, rubbing treatment, polarized visible light irradiation treatment, ion beam treatment, and oblique deposition treatment of SiO 2 on the base material. Such alignment films include polyimide, polysiloxane, polyamide, polyvinyl alcohol, polycarbonate, polystyrene, polyphenylene ether, polyarylate, polyethylene terephthalate, polyether sulfone, epoxy resin, epoxy acrylate resin, acrylic resin, azo compound, coumarin. Compounds such as chalcone compounds, cinnamate compounds, fulgide compounds, anthraquinone compounds, and arylethene compounds, or polymers and copolymers of the above compounds can be mentioned. When rubbing is performed to impart a tilt angle to the liquid crystal molecules, the compound to be aligned by rubbing may be one in which the crystallization of the material is promoted by the alignment or by adding a heating step after the alignment. preferable. Among compounds that perform alignment treatment other than rubbing, it is preferable to use photoalignment materials.
Generally, when a liquid crystal composition is brought into contact with a substrate having an alignment function, liquid crystal molecules are aligned near the substrate along the direction in which the substrate is aligned. Whether the liquid crystal molecules are oriented horizontally, obliquely, or perpendicularly to the substrate is largely influenced by the alignment treatment method for the substrate.
本実施形態の液晶調光素子は、液晶組成物を含む層、好ましくポリマーネットワークと液晶化合物とを含む複合層を有する。前記ポリマーネットワークが、前述の本実施形態の液晶組成物に含まれる前記重合性化合物(MA)由来のポリマーネットワークであり、前記液晶化合物が、前述の本実施形態の液晶組成物に含まれる非重合性液晶化合物(LB)である。 The liquid crystal light control device of this embodiment has a layer containing a liquid crystal composition, preferably a composite layer containing a polymer network and a liquid crystal compound. The polymer network is a polymer network derived from the polymerizable compound (MA) contained in the liquid crystal composition of the present embodiment described above, and the liquid crystal compound is a polymer network derived from the polymerizable compound (MA) contained in the liquid crystal composition of the present embodiment described above. It is a liquid crystal compound (LB).
本実施形態の液晶調光素子は、前述の本実施形態の液晶組成物を用いた前述の液晶調光素子を用い、該液晶調光素子の光の透過率を制御する素子である。本液晶調光素子をPVB(ポリビニルブチラール)、EVA(エチレン酢酸ビニール共重合樹脂)、TPU(ポリウレタン系)、SGP等の中間膜を介して2枚のガラスで挟む、合わせガラスとしてもよい。 The liquid crystal light control element of this embodiment is an element that uses the above-described liquid crystal light control element using the liquid crystal composition of this embodiment described above and controls the light transmittance of the liquid crystal light control element. The present liquid crystal light control element may be made of laminated glass in which the liquid crystal light control element is sandwiched between two pieces of glass with an interlayer film such as PVB (polyvinyl butyral), EVA (ethylene vinyl acetate copolymer resin), TPU (polyurethane type), or SGP interposed therebetween.
次に本実施形態を実施例、比較例により具体的に説明するが、本実施形態はこれにより限定されるものではない。 Next, the present embodiment will be specifically described using examples and comparative examples, but the present embodiment is not limited thereto.
(合成例1)
〔ホスト液晶LC-1の調製〕
表1に示す液晶化合物及び組成比に従い、下記(i)~(iii)の3種類の液晶化合物及び(iv)のキラル剤を所定量で120℃で混合し,ホスト液晶LC-1を得た。また、LC-1と同様の方法で、下記(i)~(iii)の3種類の液晶化合物よりホスト液晶LC-2を得た。
(i)4-cyano-4’-n-octylbiphenyl(8CB,45 mol%),
(ii)4-cyano-4’-n-heptylbiphenyl(7CB,30 mol%),
(iii)trans-4’-(4-amylcyclohexyl)biphenyl-4-carbonitrile (5CCB,15mol%),
(iv)(S)-2-octyl 4-[4-(hexyloxy)benzoyloxy]benzoate(S811,10 mol%)
(Synthesis example 1)
[Preparation of host liquid crystal LC-1]
According to the liquid crystal compounds and composition ratios shown in Table 1, the following three types of liquid crystal compounds (i) to (iii) and the chiral agent (iv) were mixed in predetermined amounts at 120°C to obtain host liquid crystal LC-1. . In addition, host liquid crystal LC-2 was obtained from the following three types of liquid crystal compounds (i) to (iii) in the same manner as LC-1.
(i) 4-cyano-4'-n-octylbiphenyl (8CB, 45 mol%),
(ii) 4-cyano-4'-n-heptylbiphenyl (7CB, 30 mol%),
(iii) trans-4'-(4-amylcyclohexyl)biphenyl-4-carbonitrile (5CCB, 15 mol%),
(iv) (S)-2-octyl 4-[4-(hexyloxy)benzoyloxy]benzoate (S811, 10 mol%)
(合成例2)
〔ホスト液晶LC-2の調製〕
合成例1と同様の方法で、表1に示す液晶化合物及び組成比に従い、上記(i)~(iii)の3種類の液晶化合物よりホスト液晶LC-2を得た。
(Synthesis example 2)
[Preparation of host liquid crystal LC-2]
In the same manner as in Synthesis Example 1, host liquid crystal LC-2 was obtained from the three types of liquid crystal compounds (i) to (iii) above according to the liquid crystal compounds and composition ratios shown in Table 1.
(作製例1)
〔ホメオトロピック配向セル-1の作製〕
ガラス基板を中性洗剤(Scat 20X-N,20倍希釈)で超音波洗浄(30min)を行った。水道水流水洗浄(15min)、純水超音波洗浄(30min)、IPA超音波洗浄(30min)の順に洗浄し、乾燥させた。
次に、noctadecyltrimethoxysilane(シランカップリング剤)のエタノール溶液(濃度:0.25wt%)を調製した。このエタノール溶液に洗浄したガラス基板を1h浸漬させた後、100℃で2h加熱した。その後,IPA超音波洗浄(30min)を行い乾燥させた後、スペーサー含有接着剤によりガラス基板を貼り合わせセル-1を作製した。
(Preparation example 1)
[Preparation of homeotropic alignment cell-1]
The glass substrate was ultrasonically cleaned (30 min) using a neutral detergent (Scat 20X-N, 20 times diluted). It was washed in the following order: tap water washing (15 min), pure water ultrasonic washing (30 min), IPA ultrasonic washing (30 min), and then dried.
Next, an ethanol solution (concentration: 0.25 wt%) of noctadecyltrimethoxysilane (silane coupling agent) was prepared. The washed glass substrate was immersed in this ethanol solution for 1 hour, and then heated at 100° C. for 2 hours. Thereafter, after performing IPA ultrasonic cleaning (30 min) and drying, a glass substrate was bonded with a spacer-containing adhesive to produce Cell-1.
(作製例2)
〔ホメオトロピック配向セル-2の作製〕
作製例1の作成工程において、ガラス基板をシランカップリング剤溶液に浸漬させる代わりに、ガラス基板の液晶組成物に接する側の面に配向膜を設けることによりセル-2を作成した。
(Preparation example 2)
[Preparation of homeotropic orientation cell-2]
In the production process of Production Example 1, Cell-2 was produced by providing an alignment film on the surface of the glass substrate in contact with the liquid crystal composition instead of immersing the glass substrate in the silane coupling agent solution.
(作製例3)
〔ホメオトロピック配向セル-3の作製〕
作製例1の作成工程において、透明電極層を有するガラス基板を用い、配向剤処理や配向膜の設置をしないセル-3を作成した。
(Preparation example 3)
[Preparation of homeotropic alignment cell-3]
In the production process of Production Example 1, Cell-3 was produced using a glass substrate having a transparent electrode layer and without treatment with an alignment agent or installation of an alignment film.
(実施例1~5)
〔液晶組成物の調製〕
表2に示す比に従い,以下の成分(I)~(V)を100℃において混合し,実施例1~5の液晶組成物SWLC-1~SWLC-5をそれぞれ作製した。
(I)合成例1で得られたホスト液晶LC-1,
(II)1-octyl-4-[4-(4-cyano-phenylazo)phenyl]piperazine(アゾベンゼン誘導体,CPAB),
(III)1,5-Bis[(4-butylphenyl)amino]-9,10-anthraquinone(マゼンタ色素,BPAAQ),
(IV)三井東圧製アントラキノン誘導体色素(シアン色素,M-137),
1,4-bis[4-(6-acryloyloxyhexyloxy)benzoyloxy]-2-methylbenzene(液晶モノマー,C6A),
(V)Irgacure651(光重合開始剤)
(Examples 1 to 5)
[Preparation of liquid crystal composition]
According to the ratios shown in Table 2, the following components (I) to (V) were mixed at 100° C. to prepare liquid crystal compositions SWLC-1 to SWLC-5 of Examples 1 to 5, respectively.
(I) Host liquid crystal LC-1 obtained in Synthesis Example 1,
(II) 1-octyl-4-[4-(4-cyano-phenylazo)phenyl]piperazine (azobenzene derivative, CPAB),
(III) 1,5-Bis[(4-butylphenyl)amino]-9,10-anthraquinone (magenta dye, BPAAQ),
(IV) Mitsui Toatsu anthraquinone derivative dye (cyan dye, M-137),
1,4-bis[4-(6-acryloyloxyhexyloxy)benzoyloxy]-2-methylbenzene (liquid crystal monomer, C6A),
(V) Irgacure 651 (photopolymerization initiator)
(実施例6~10)
〔液晶調光素子の作製、および透明状態の確認〕
図1に示すように、実施例1~5で得られた液晶組成物SWLC-1~SWLC-5を、作製例1で得られたホメオトロピック配向セル-1に100℃で封入し、実施例6~10の液晶調光素子SW-1~SW-5をそれぞれ作製した。図1は液晶調光素子SW-1~SW-5を作製する概要を示す図である。室温まで降温した後,紫外光(超高圧水銀ランプ500 W (USHIO, OPM2-502HQ),366nm,5mW/cm2,30min)を照射して重合を行うことで、それぞれ実施例6~10の液晶調光素子SW-1~SW-5を得た。
上記の工程で得られた液晶調光素子SW-1~SW-5は透明状態であることが確認された。
(Examples 6 to 10)
[Preparation of liquid crystal light control element and confirmation of transparent state]
As shown in FIG. 1, the liquid crystal compositions SWLC-1 to SWLC-5 obtained in Examples 1 to 5 were sealed in the homeotropic alignment cell-1 obtained in Preparation Example 1 at 100°C. 6 to 10 liquid crystal light control elements SW-1 to SW-5 were manufactured, respectively. FIG. 1 is a diagram showing an outline of manufacturing liquid crystal light control elements SW-1 to SW-5. After the temperature was lowered to room temperature, the liquid crystals of Examples 6 to 10 were polymerized by irradiation with ultraviolet light (ultra-high pressure mercury lamp 500 W (USHIO, OPM2-502HQ), 366 nm, 5 mW/cm 2 , 30 min). Light control elements SW-1 to SW-5 were obtained.
It was confirmed that the liquid crystal light control elements SW-1 to SW-5 obtained in the above steps were in a transparent state.
[散乱状態の確認(熱+光照射、太陽光照射)]
上記実施例6~10で作成した液晶調光素子SW-1~SW-5を用いて、駆動温度範囲で30~45℃程度の最適な温度に加熱し、さらに同時にハロゲンランプにて0.1mW/cm2 (405nm)を30分間照射することにより太陽光を疑似的に再現したところ、液晶調光素子SW-1~SW-5は散乱状態となった。
また、実際に窓に液晶調光素子を貼付して太陽光に当てた結果、上記の太陽光を疑似的に再現した条件と同様の散乱状態となった。
[Checking the scattering state (heat + light irradiation, sunlight irradiation)]
Using the liquid crystal light control elements SW-1 to SW-5 prepared in Examples 6 to 10 above, the devices were heated to an optimal temperature of about 30 to 45°C within the driving temperature range, and at the same time, a halogen lamp was used to generate a 0.1 mW /cm 2 (405 nm) for 30 minutes to simulate sunlight, and the liquid crystal light control elements SW-1 to SW-5 were in a scattering state.
Furthermore, when a liquid crystal light control element was actually attached to a window and exposed to sunlight, a scattering state similar to the above-mentioned conditions under which sunlight was simulated was obtained.
〔液晶調光素子の調光特性評価〕
(目視評価)
得られた液晶調光素子に対して、透明状態、散乱状態におけるそれぞれの目視評価を行い、目視および顕微鏡観察にて透明―散乱制御特性を下記の3段階で評価した。結果を表5に示す。
A:透明状態と散乱状態の差異を容易に認識できる。
B:透明状態と散乱状態の差異を認識することができる。
D:透明状態と散乱状態の差異をほとんど認識できない。
[Evaluation of dimming characteristics of liquid crystal dimming element]
(Visual evaluation)
The obtained liquid crystal light control element was visually evaluated in the transparent state and in the scattering state, and the transparency-scattering control characteristics were evaluated in the following three stages by visual observation and microscopic observation. The results are shown in Table 5.
A: The difference between the transparent state and the scattering state can be easily recognized.
B: The difference between the transparent state and the scattering state can be recognized.
D: The difference between the transparent state and the scattering state is hardly recognizable.
ここで、液晶調光素子SW-5は複数の色素を使用しているため、特定のモノクロではなく、グレースケールの色調であった。この特徴は、調光素子としての応用範囲が広いと考えられるため、特に好ましい。ただし、色調に関しては、素子としての性能には全く問題なく、デザイン性、意匠性の観点からであるため、用途により各種使用の可能性がある。 Here, since the liquid crystal light control element SW-5 uses a plurality of dyes, the color tone was not a specific monochrome but a gray scale. This feature is particularly preferable because it is thought to have a wide range of applications as a light control element. However, regarding the color tone, there is no problem with the performance as an element, and since it is from the viewpoint of design and appearance, there is a possibility of various uses depending on the purpose.
(ヘイズ評価)
得られた液晶調光素子に対して、透明状態、散乱状態におけるそれぞれのヘイズ特性を評価し、透明―散乱制御特性を下記の4段階で評価した。ヘイズ特性評価には、日本電色工業株式会社製NDH-7000を用いた。結果を表5に示す。
A:透過状態と散乱状態のヘイズ差が15%以上
B:透過状態と散乱状態のヘイズ差が3%以上15%未満
C:透過状態と散乱状態のヘイズ差が0.5%以上3%未満
D:透過状態と散乱状態のヘイズ差が0.5%未満
(Haze evaluation)
The obtained liquid crystal light control device was evaluated for haze characteristics in a transparent state and a scattering state, and its transparent-scattering control characteristics were evaluated in the following four stages. For haze characteristic evaluation, NDH-7000 manufactured by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd. was used. The results are shown in Table 5.
A: The difference in haze between the transmission state and the scattering state is 15% or more. B: The difference in haze between the transmission state and the scattering state is 3% or more and less than 15%. C: The difference in haze between the transmission state and the scattering state is 0.5% or more and less than 3%. D: Haze difference between transmission state and scattering state is less than 0.5%
(サイクル試験)
得られた液晶調光素子に対して透明―散乱制御特性の繰り返しサイクル試験を実施した。その結果、液晶調光素子SW-1~SW-5のいずれも繰り返し再現性が確認された。
(Cycle test)
A repeated cycle test of transparency-scattering control characteristics was conducted on the obtained liquid crystal light control device. As a result, repeatability was confirmed for all of the liquid crystal light control elements SW-1 to SW-5.
(実施例6A~10A)
〔液晶調光素子の作製、および透明状態の確認〕
作製2で得られたホメオトロピック配向セル-2において、実施例1~5で得られた液晶組成物SWLC-1~SWLC-5を封入し、実施例6A~10Aの液晶調光素子をそれぞれ作成した。実施例6~10の液晶調光素子SW-1~SW-5と同様の透明状態が確認された。
(Examples 6A to 10A)
[Preparation of liquid crystal light control element and confirmation of transparent state]
The liquid crystal compositions SWLC-1 to SWLC-5 obtained in Examples 1 to 5 were sealed in the homeotropic alignment cell-2 obtained in Production 2 to produce liquid crystal light control elements of Examples 6A to 10A, respectively. did. A transparent state similar to that of the liquid crystal light control elements SW-1 to SW-5 of Examples 6 to 10 was confirmed.
(実施例6B~10B)
〔液晶調光素子の作製、および透明状態の確認〕
作製3で得られたホメオトロピック配向セル-3において、実施例1~5で得られた液晶組成物SWLC-1~SWLC-5を封入し、実施例6B~10Bの液晶調光素子をそれぞれ作成した。実施例6~10の液晶調光素子SW-1~SW-5と同様の透明状態が確認された。
(Examples 6B to 10B)
[Preparation of liquid crystal light control element and confirmation of transparent state]
The liquid crystal compositions SWLC-1 to SWLC-5 obtained in Examples 1 to 5 were sealed in the homeotropic alignment cell-3 obtained in Production 3 to produce liquid crystal light control elements of Examples 6B to 10B, respectively. did. A transparent state similar to that of the liquid crystal light control elements SW-1 to SW-5 of Examples 6 to 10 was confirmed.
(考察1)
実施例6~10、実施例6A~10A、実施例6B~10Bの結果から、ガラス基板上に配向剤層・配向膜層・透明電極層などの何らかの配向効果のある層が設置されたセルを用いることで、ホメオトロピック配向に由来する透明状態を示す液晶調光素子が得られることが判明した。
(Consideration 1)
From the results of Examples 6 to 10, Examples 6A to 10A, and Examples 6B to 10B, a cell in which a layer with some kind of alignment effect, such as an alignment agent layer, an alignment film layer, or a transparent electrode layer, was installed on a glass substrate. It has been found that by using this method, a liquid crystal light control element exhibiting a transparent state derived from homeotropic alignment can be obtained.
(実施例11~14)
〔液晶調光素子中における液晶組成物の熱特性〕
上記実施例6~9で作成した液晶調光素子SW-1~SW-4中の高分子含有液晶組成物に対する、前記の加熱光照射条件の前後における熱特性を測定した。その結果を表3に示す。
透明状態(太陽光照射前)における相転移挙動が通常の安定状態における相転移挙動である。これに対し、光照射により光異性化反応が進行すると相転移温度が低下するため、同じ環境温度下で示す液晶相が変化することによって散乱状態になる点が本様態の特徴である。
[Thermal properties of liquid crystal composition in liquid crystal light control element]
Thermal characteristics of the polymer-containing liquid crystal compositions in the liquid crystal light control devices SW-1 to SW-4 prepared in Examples 6 to 9 above were measured before and after the heating light irradiation conditions described above. The results are shown in Table 3.
The phase transition behavior in the transparent state (before sunlight irradiation) is the phase transition behavior in the normal stable state. On the other hand, as the photoisomerization reaction progresses due to light irradiation, the phase transition temperature decreases, so the present embodiment is characterized in that the liquid crystal phase changes under the same environmental temperature, resulting in a scattering state.
表3において、各符号の意味は、以下に示す。
SmA:スメクチックA相
N*:キラルネマチック相
Iso:等方相
In Table 3, the meaning of each symbol is shown below.
SmA: Smectic A phase N*: Chiral nematic phase Iso: Isotropic phase
(実施例15~18)
表4に示す比に従い,実施例1と同様に、実施例15~18の液晶組成物SWLC-6~SWLC-9をそれぞれ調整した。
(Examples 15 to 18)
According to the ratios shown in Table 4, liquid crystal compositions SWLC-6 to SWLC-9 of Examples 15 to 18 were prepared in the same manner as in Example 1, respectively.
(実施例19~27)
実施例15~18で得られた液晶組成物SWLC-6~SWLC-9を用いて、実施例6と同様に、実施例19~27の液晶調光素子SW-6~SW-9をそれぞれ作成した。実施例6と同様に透過状態を示した。得られた素子を用いて各種評価を実施した結果を表5に示す。
(Examples 19-27)
Using the liquid crystal compositions SWLC-6 to SWLC-9 obtained in Examples 15 to 18, liquid crystal light control elements SW-6 to SW-9 of Examples 19 to 27 were created in the same manner as Example 6, respectively. did. The same transparent state as in Example 6 was shown. Table 5 shows the results of various evaluations performed using the obtained device.
(比較例1~2)
表4に示す比に従い,実施例1と同様に、比較例1~2の液晶組成物Ref-1~Ref-2をそれぞれ調整した。
(Comparative Examples 1-2)
According to the ratios shown in Table 4, liquid crystal compositions Ref-1 and Ref-2 of Comparative Examples 1 and 2 were prepared in the same manner as in Example 1, respectively.
(比較例3~4)
比較例1~2で得られた液晶組成物ef-1~Ref-2を用いて、実施例6と同様に、比較例3~4の液晶調光素子Ref SW-1~Ref SW-2をそれぞれ作成した。実施例6と同様に透過状態を示した。得られた素子を用いて各種評価を実施した結果を表5に示す。
Using the liquid crystal compositions ef-1 to Ref-2 obtained in Comparative Examples 1 to 2, liquid crystal light control elements Ref SW-1 to Ref SW-2 of Comparative Examples 3 to 4 were prepared in the same manner as in Example 6. Created each. The same transparent state as in Example 6 was shown. Table 5 shows the results of various evaluations performed using the obtained device.
(考察2)
実施例19~23で用いた液晶調光素子は、透過状態と散乱状態の差異が容易に認識でき、また十分な透過状態と散乱状態のヘイズ差を示した。また、実施例24~27で作成した素子においても透過状態と散乱状態の確認ができ、調光素子としての駆動を確認することができた。
一方、比較例3~4にて作成した素子ではいずれも、光照射によって透明状態から散乱状態へと十分に転移しておらず、その差異を認識することが難しいと共に、透明状態と散乱状態のヘイズ差も不十分であった。
以上より、本発明の液晶組成物を用いて作成した液晶調光素子は比較例の液晶調光素子と比べ、優れた性能を示すことが確認された。
(Consideration 2)
In the liquid crystal light control elements used in Examples 19 to 23, the difference between the transmission state and the scattering state was easily recognized, and the haze difference between the transmission state and the scattering state was sufficient. Furthermore, the transmission state and the scattering state of the elements produced in Examples 24 to 27 could also be confirmed, and the operation as a light control element could be confirmed.
On the other hand, in all of the elements prepared in Comparative Examples 3 and 4, the transition from the transparent state to the scattering state was not sufficiently achieved by light irradiation, and it was difficult to recognize the difference, and the transition between the transparent state and the scattering state was difficult. The haze difference was also insufficient.
From the above, it was confirmed that the liquid crystal light control device produced using the liquid crystal composition of the present invention exhibits superior performance compared to the liquid crystal light control device of the comparative example.
Claims (12)
少なくとも1種の光異性基を有する色素と
を含有する液晶組成物であって、
前記非重合性液晶化合物(LB)が、室温でスメクチックA相を示し、かつ当該スメクチックA相よりも高温側でキラルネマチック相を示す、液晶組成物。 A non-polymerizable liquid crystal compound (LB),
A liquid crystal composition containing a dye having at least one photoisomer group,
A liquid crystal composition, wherein the non-polymerizable liquid crystal compound (LB) exhibits a smectic A phase at room temperature and exhibits a chiral nematic phase at a higher temperature than the smectic A phase.
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