KR20230134483A - 안트라퀴논 화합물을 함유하는 액정 조성물 및 조광소자 - Google Patents

안트라퀴논 화합물을 함유하는 액정 조성물 및 조광소자 Download PDF

Info

Publication number
KR20230134483A
KR20230134483A KR1020237023838A KR20237023838A KR20230134483A KR 20230134483 A KR20230134483 A KR 20230134483A KR 1020237023838 A KR1020237023838 A KR 1020237023838A KR 20237023838 A KR20237023838 A KR 20237023838A KR 20230134483 A KR20230134483 A KR 20230134483A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
liquid crystal
group
carbon atoms
straight
crystal composition
Prior art date
Application number
KR1020237023838A
Other languages
English (en)
Inventor
히토미 무토
코헤이 오오타니
사오리 스즈키
타카시 요시모토
마사카즈 시라이시
카나에 오가와
Original Assignee
닛뽄 가야쿠 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 닛뽄 가야쿠 가부시키가이샤 filed Critical 닛뽄 가야쿠 가부시키가이샤
Publication of KR20230134483A publication Critical patent/KR20230134483A/ko

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00Liquid crystal materials
    • C09K19/52Liquid crystal materials characterised by components which are not liquid crystals, e.g. additives with special physical aspect: solvents, solid particles
    • C09K19/60Pleochroic dyes
    • C09K19/603Anthroquinonic
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00Liquid crystal materials
    • C09K19/52Liquid crystal materials characterised by components which are not liquid crystals, e.g. additives with special physical aspect: solvents, solid particles
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F2/00Processes of polymerisation
    • C08F2/44Polymerisation in the presence of compounding ingredients, e.g. plasticisers, dyestuffs, fillers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F2/00Processes of polymerisation
    • C08F2/46Polymerisation initiated by wave energy or particle radiation
    • C08F2/48Polymerisation initiated by wave energy or particle radiation by ultraviolet or visible light
    • C08F2/50Polymerisation initiated by wave energy or particle radiation by ultraviolet or visible light with sensitising agents
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00Liquid crystal materials
    • C09K19/52Liquid crystal materials characterised by components which are not liquid crystals, e.g. additives with special physical aspect: solvents, solid particles
    • C09K19/54Additives having no specific mesophase characterised by their chemical composition
    • C09K19/542Macromolecular compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00Liquid crystal materials
    • C09K19/52Liquid crystal materials characterised by components which are not liquid crystals, e.g. additives with special physical aspect: solvents, solid particles
    • C09K19/60Pleochroic dyes
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00Liquid crystal materials
    • C09K19/04Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
    • C09K19/06Non-steroidal liquid crystal compounds
    • C09K19/08Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings
    • C09K19/10Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing at least two benzene rings
    • C09K19/12Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing at least two benzene rings at least two benzene rings directly linked, e.g. biphenyls
    • C09K2019/121Compounds containing phenylene-1,4-diyl (-Ph-)
    • C09K2019/122Ph-Ph
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00Liquid crystal materials
    • C09K19/04Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
    • C09K19/06Non-steroidal liquid crystal compounds
    • C09K19/08Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings
    • C09K19/10Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing at least two benzene rings
    • C09K19/12Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing at least two benzene rings at least two benzene rings directly linked, e.g. biphenyls
    • C09K2019/121Compounds containing phenylene-1,4-diyl (-Ph-)
    • C09K2019/123Ph-Ph-Ph

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Liquid Crystal Substances (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)

Abstract

본 발명은, (A) 색소 화합물 및, (B) 액정 재료를 함유하는 액정 조성물로서, 당해 (A) 색소 화합물이, 하기 일반식 (1)로 나타나는 안트라퀴논 화합물, 하기 일반식 (2)로 나타나는 안트라퀴논 화합물을 특정비로 포함하고, 또한, 일반식 (1)로 나타나는 안트라퀴논 화합물 또는 일반식 (2)로 나타나는 안트라퀴논 화합물 이외의 색소 화합물을 포함하는 액정 조성물에 관한 것이다. 본 발명은 또한, 상기 성분에 더하여 (C) 광 경화성 화합물 및 (D) 광 중합 개시제를 추가로 함유하는 액정 조성물, 그의 경화물, 그리고 액정 조성물 또는 그의 경화물을 협지하여 이루어지는 조광 소자에 관한 것이다.

Description

안트라퀴논 화합물을 함유하는 액정 조성물 및 조광 소자
본 발명은, 안트라퀴논 화합물을 함유하는 액정 조성물 및, 당해 액정 조성물 혹은 당해 조성물의 광 경화물을 이용한 조광(調光) 소자에 관한 것이다.
전철이나 자동차 등의 차량, 비즈니스 빌딩이나 병원 등의 건물의 창, 문 및 칸막이 등에 있어서, 프라이버시의 보호 등을 목적으로 하여, 폴리머 중에 액정을 분산시켜 얻어지는 필름이나, 광 경화성 화합물과 액정을 포함하는 조성물의 광 경화 시에 액정 물질이 상(相) 분리하는 성질을 이용하여 조광층을 형성한 필름 등을, 조광 패널로서 블라인드 대신에 이용하는 것이 일반화되고 있다. 통상 이러한 조광 패널에서는, 전압 인가의 유무에 의해 빛의 투과나 산란을 제어하여 시계(視界)를 차단할 수 있지만, 빛 자체를 차단할 수는 없기 때문에 광 산란에 의해 눈부심이 증가하는 경향이 있다. 그래서, 눈부심의 경감이나 콘트라스트의 향상 등을 목적으로 하여, 조광 패널의 재료에 색소를 이용하는 시도가 이루어지고 있다. 예를 들면 이와 같은 조광 패널을 자동차의 창 유리에 이용하는 경우, 투과 시에 흐릿함이 없이 시계 양호함과 동시에 산란 시의 높은 차광성이 요구되고 있어, 실용성이나 의장성의 면에서 가시광을 차단할 수 있는 흑색 소자의 수요가 높아지고 있다.
상기의 시장 요망을 충족하기 위해, 색소를 함유하는 액정 조성물을 이용한 GH(게스트 호스트)형이라고 불리는 액정 표시 소자가 여러 가지 제안되어 있다. 시야각이나 밝기 등에 특징을 갖는 이들 액정 표시 소자는, 차량 탑재 용도나 조광 소자 용도에 있어서도 실용화되어 있다.
조광 소자용의 액정 조성물에 일반적으로 이용되는 2색성 색소에는, 소자로 한 경우의 콘트라스트는 원래부터, 내광성, 내(耐)UV성, 내열성, 액정 조성물의 구성 성분에 대한 2색성 색소의 상용성(용해도) 등이 요구되고 있다. 이들 특성을 향상시키는 대처가 이루어지고 있지만, 그 한편으로, 흑색 조광 소자로 한 경우의 빛의 투과 시에 있어서의 조광 소자의 색 잔존이 과제가 되고 있다. 투과 시의 색 잔존은 시야 불량의 원인이 되기 때문에 무색 투명에 근접시키는 것이 바람직하다. 특히 적색 영역은 시인성이 높기 때문에, 이 영역의 색을 잔존시키지 않는 것이 중요하다. 특허문헌 1 및 특허문헌 2에 기재되어 있는 2색성 색소는, 내광성이나 콘트라스트는 개선하고 있기는 하지만, 투과 시의 색 잔존에 대해서는 시장의 요구를 충족하는 것은 아니다.
일본공개특허공보 2000-336366 일본특허 제5659512호
본 발명의 제1의 목적은, 특정 구조의 색소 화합물을 함유하는 신규의 액정 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 당해 액정 조성물 혹은 당해 액정 조성물의 경화물을 포함하고, 콘트라스트와 투과 시의 적색 착색 억제 효과가 우수한 조광 소자를 제공하는 것이다.
본 발명자들은, 예의 검토한 결과, 복수종의 특정 구조의 안트라퀴논 화합물(2색성 색소) 및 상기의 안트라퀴논 화합물 이외의 색소 화합물을 함유하는 신규의 액정 조성물을 발견했다.
또한, 본 발명자들은, 그러한 신규의 액정 조성물을 이용함으로써, 콘트라스트와 투과 시의 적색 착색 억제 효과가 우수한 조광 소자를 제공 가능한 것을 발견했다.
즉, 본 발명에 포함되는 제(諸) 태양은, 이하와 같다.
(1).
(A) 색소 화합물 및, (B) 액정 재료를 함유하는 액정 조성물로서,
당해 (A) 색소 화합물이,
(i) 하기 일반식 (1)
(식 (1) 중, X 및 Y의 한쪽은, 하이드록시기를 나타내고, X 및 Y의 다른 한쪽은, 수소 원자, 하이드록시기 또는 아미노기를 나타낸다.
R1 및 R2의 한쪽은, 수소 원자를 나타내고, R1 및 R2의 다른 한쪽은, 하기식 (a)
(식 (a) 중, R7은, 탄소수 4 내지 12의 직쇄 혹은 분기쇄의 알킬기, 탄소수 4 내지 12의 직쇄 혹은 분기쇄의 알콕시기, 또는 하기식 (b)
(식 (b) 중, R8은, 탄소수 1 내지 12의 직쇄 또는 분기쇄의 알킬기를 나타냄)로 나타나는 치환기를 나타내고, Z1은, 산소 원자 또는 황 원자를 나타낸다)로 나타나는 치환기를 나타낸다.
단, X가 하이드록시기이고 Y가 수소 원자 또는 아미노기인 경우에는, R1은 식 (a)로 나타나는 치환기를, R2는 수소 원자를 각각 나타내고, X가 수소 원자 또는 아미노기이고 Y가 하이드록시기인 경우에는, R1은 수소 원자를, R2는 식 (a)로 나타나는 치환기를 각각 나타낸다.
R3은, 수소 원자, 탄소수 1 내지 12의 직쇄 혹은 분기쇄의 알킬기, 탄소수 1 내지 12의 직쇄 혹은 분기쇄의 알콕시기, 또는 상기식 (b)로 나타나는 치환기를 나타내고, R4는, 탄소수 4 내지 12의 직쇄 혹은 분기쇄의 알킬기, 탄소수 4 내지 12의 직쇄 혹은 분기쇄의 알콕시기, 또는 상기식 (b)로 나타나는 치환기를 나타낸다)
로 나타나는 안트라퀴논 화합물,
(ⅱ) 하기 일반식 (2)
(식 (2) 중, R5는, 탄소수 1 내지 18의 직쇄 혹은 분기쇄의 알킬기, 또는 탄소수 1 내지 18의 직쇄 혹은 분기쇄의 알콕시기를 나타내고, R6은, 탄소수 1 내지 18의 직쇄 혹은 분기쇄의 알킬기, 탄소수 1 내지 18의 직쇄 혹은 분기쇄의 알콕시기, 또는 상기식 (b)로 나타나는 치환기를 나타낸다)
로 나타나는 안트라퀴논 화합물, 그리고
(ⅲ) 일반식 (1)로 나타나는 안트라퀴논 화합물 또는 일반식 (2)로 나타나는 안트라퀴논 화합물 이외의 색소 화합물(즉, 일반식 (1)로 나타나는 안트라퀴논 화합물이 아니고, 또한 일반식 (2)로 나타나는 안트라퀴논 화합물도 아닌 색소 화합물)
을 포함하고,
일반식 (1)로 나타나는 안트라퀴논 화합물과 일반식 (2)로 나타나는 안트라퀴논 화합물과의 질량비가 2:1 내지 1:2인,
액정 조성물.
(2).
X가 하이드록시기이고, Y가 아미노기이고, R1이 식 (a)로 나타나는 치환기이고, 또한 Z1이 산소 원자인, 전항 (1)에 기재된 액정 조성물.
(3).
R4 및 R7이, 각각 독립적으로 탄소수 6 내지 12의 직쇄 혹은 분기쇄의 알킬기, 또는 탄소수 6 내지 12의 직쇄 혹은 분기쇄의 알콕시기인, 전항 (2)에 기재된 액정 조성물.
(4).
R3이, 탄소수 4 내지 7의 직쇄 혹은 분기쇄의 알킬기, 또는 탄소수 4 내지 7의 직쇄 혹은 분기쇄의 알콕시기인, 전항 (3)에 기재된 액정 조성물.
(5).
R4 및 R7이, 각각 독립적으로 상기식 (b)로 나타나는 치환기이고, R3이, 탄소수 1 내지 8의 직쇄 혹은 분기쇄의 알킬기, 또는 탄소수 1 내지 8의 직쇄 혹은 분기쇄의 알콕시기인, 전항 (2)에 기재된 액정 조성물.
(6).
R4 및 R7이, 각각 독립적으로 상기식 (b)로 나타나는 치환기이고, R8이 탄소수 3 내지 8의 직쇄 혹은 분기쇄의 알킬기인, 전항 (5)에 기재된 액정 조성물.
(7).
(C) 광 경화성 화합물 및 (D) 광 중합 개시제를 추가로 함유하는, 전항 (1) 내지 (6) 중 어느 한 항에 기재된 액정 조성물.
(8).
(C) 광 경화성 화합물이, 중합 가능한 관능기를 1개 갖는 단관능 모노머 및 중합 가능한 관능기를 2개 갖는 2관능 모노머를 함유하는, 전항 (7)에 기재된 액정 조성물.
(9).
(C) 광 경화성 화합물이, 모노(메타)아크릴레이트 화합물 및 디(메타)아크릴레이트 화합물을 함유하는, 전항 (8)에 기재된 액정 조성물.
(10).
전항 (7) 내지 (9) 중 어느 한 항에 기재된 액정 조성물의 경화물.
(11).
적어도 한쪽이 투명 전극을 갖는 투명 기판인 기판이 대향 배치된 한 쌍의 기판 간에, 전항 (1) 내지 (6) 중 어느 한 항에 기재된 액정 조성물, 또는 전항 (10)에 기재된 경화물을 협지하여 이루어지는 조광 소자.
(12).
한 쌍의 기판 간에 전압을 인가한 상태에서, JIS Z 8781-4:2013에 규정하는 방법으로 구한 색상의 a*값이 5.0 이하인, 전항 (11)에 기재된 조광 소자.
(13).
한 쌍의 기판 간에 전압을 인가했을 때의, 420 내지 460㎚의 파장 영역, 520 내지 590㎚의 파장 영역 및 600 내지 640㎚의 파장 영역의 각각에 있어서의 최소 투과율 중, 가장 작은 투과율의 값과 가장 큰 투과율의 값의 차가 6% 이하이고, 또한
전압 무인가 시의, 420 내지 460㎚의 파장 영역, 520 내지 590㎚의 파장 영역 및 600 내지 640㎚의 파장 영역의 각각에 있어서의 최소 투과율 중, 가장 작은 투과율의 값과 가장 큰 투과율의 값의 차가 6% 이하인, 전항 (11) 또는 (12)에 기재된 조광 소자.
또한, 본 명세서에 있어서의 「안트라퀴논 화합물」이란, 안트라퀴논 구조를 주골격으로 하는 화합물(색소)을 의미한다.
본 발명의 액정 조성물을 이용함으로써, 콘트라스트와 투과 시의 적색 착색 억제 효과가 우수한 조광 소자가 얻어진다.
(발명을 실시하기 위한 형태)
이하에 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명의 액정 조성물(이하, 간단히 「본 발명의 조성물」이라고 칭하기도 함)은, 하기식 (1)로 나타나는 안트라퀴논 화합물을 함유한다.
본 발명의 조성물이 함유하는 식 (1)로 나타나는 안트라퀴논 화합물은, 본 발명의 조성물에 있어서 2색성 색소로서 기능한다.
식 (1) 중, X 및 Y의 한쪽은, 하이드록시기를 나타내고, X 및 Y의 다른 한쪽은, 수소 원자, 하이드록시기 또는 아미노기를 나타낸다. R1 및 R2의 한쪽은, 수소 원자를 나타내고, R1 및 R2의 다른 한쪽은, 하기식 (a)로 나타나는 치환기를 나타낸다. 단, X가 하이드록시기이고 Y가 수소 원자 또는 아미노기인 경우에는, R1은 하기식 (a)로 나타나는 치환기를, R2는 수소 원자를 각각 나타내고, X가 수소 원자 또는 아미노기이고 Y가 하이드록시기인 경우에는, R1은 수소 원자를, R2는 하기식 (a)로 나타나는 치환기를 각각 나타낸다. X가 하이드록시기이고, Y가 아미노기이고, R1은 식 (a)로 나타나는 치환기이고, 또한 R2가 수소 원자인 것이 바람직하다. R3은, 수소 원자, 탄소수 1 내지 12의 직쇄 혹은 분기쇄의 알킬기, 탄소수 1 내지 12의 직쇄 혹은 분기쇄의 알콕시기, 또는 하기식 (b)로 나타나는 치환기를 나타낸다. R4는, 탄소수 4 내지 12의 직쇄 혹은 분기쇄의 알킬기, 탄소수 4 내지 12의 직쇄 혹은 분기쇄의 알콕시기, 또는 하기식 (b)로 나타나는 치환기를 나타낸다.
식 (a) 중, R7은, 탄소수 4 내지 12의 직쇄 혹은 분기쇄의 알킬기, 탄소수 4 내지 12의 직쇄 혹은 분기쇄의 알콕시기, 또는 하기식 (b)로 나타나는 치환기를 나타낸다. Z1은 산소 원자 또는 황 원자를 나타낸다. Z1은, 바람직하게는 산소 원자이다.
식 (a)의 R7이 나타내는 탄소수 4 내지 12의 직쇄 또는 분기쇄의 알킬기의 구체예로서는, n-부틸기, iso-부틸기, sec-부틸기, t-부틸기, n-펜틸기, iso-펜틸기, neo-펜틸기, t-펜틸기, n-헥실기, n-헵틸기, n-옥틸기, n-노닐기, n-데실기, n-운데실기 및 n-도데실기 등을 들 수 있다. n-헥실기, n-헵틸기, n-옥틸기, n-노닐기, n-데실기, n-운데실기 또는 n-도데실기 등의 탄소수 6 내지 12의 직쇄 또는 분기쇄의 알킬기가 바람직하고, 탄소수 6 내지 9의 직쇄 또는 분기쇄의 알킬기가 보다 바람직하고, 탄소수 7 혹은 8의 직쇄 또는 분기쇄의 알킬기가 더욱 바람직하다.
식 (a)의 R7이 나타내는 탄소수 4 내지 12의 직쇄 또는 분기쇄의 알콕시기란, 탄소수 4 내지 12의 직쇄 또는 분기쇄의 알킬기와 산소 원자가 결합한 치환기이다. 당해 알킬기(알콕시기 중의 알킬기)의 구체예로서는, 식 (a)의 R7이 나타내는 탄소수 4 내지 12의 직쇄 또는 분기쇄의 알킬기와 동일한 것을 들 수 있다. 탄소수 4 내지 12의 직쇄 또는 분기쇄의 알콕시기의 구체예로서는, n-부틸옥시기, iso-부틸옥시기, t-부틸옥시기, n-펜틸옥시기, iso-펜틸옥시기, neo-펜틸옥시기, t-펜틸옥시기, n-헥실옥시기, n-헵틸옥시기, n-노닐옥시기, n-데실옥시기, n-운데실옥시기 및 n-도데실옥시기 등을 들 수 있다. n-헥실옥시기, n-헵틸옥시기, n-옥틸옥시기 또는 n-도데실옥시기 등의 탄소수 6 내지 12의 직쇄 또는 분기쇄의 알콕시기가 바람직하고, 탄소수 6 내지 9의 직쇄 또는 분기쇄의 알콕시기가 보다 바람직하고, 탄소수 7 혹은 8의 직쇄 또는 분기쇄의 알콕시기가 더욱 바람직하다.
식 (1)의 R3이 나타내는 탄소수 1 내지 12의 직쇄 또는 분기쇄의 알킬기의 구체예로서는, 메틸기, 에틸기, n-부틸기, iso-부틸기, sec-부틸기, t-부틸기, n-펜틸기, iso-펜틸기, neo-펜틸기, t-펜틸기, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기 및 노닐기 등을 들 수 있다. n-부틸기, t-부틸기, n-펜틸기, n-헥실기, n-헵틸기, n-옥틸기 또는 n-도데실기가 바람직하다.
보다 상세하게는, 식 (1)의 R3이 나타내는 탄소수 1 내지 12의 직쇄 또는 분기쇄의 알킬기의 탄소수는, R4 및 R7이 알킬기인 경우, 4 내지 7인 것이 바람직하고, R4 및 R7이 (b)로 나타나는 치환기인 경우, 1 내지 8이 바람직하고, 3 내지 8인 것이 보다 바람직하다.
식 (1)의 R3이 나타내는 탄소수 1 내지 12의 직쇄 또는 분기쇄의 알콕시기란, 탄소수 1 내지 12의 직쇄 또는 분기쇄의 알킬기와 산소 원자가 결합한 치환기이다. 당해 알킬기(알콕시기 중의 알킬기)의 구체예로서는, 식 (1)의 R3이 나타내는 탄소수 1 내지 12의 알킬기와 동일한 것을 들 수 있다. 탄소수 1 내지 12의 직쇄 또는 분기쇄의 알콕시기의 구체예로서는, 메틸옥시기, 에틸옥시기, n-부틸옥시기, iso-부틸옥시기, t-부틸옥시기, n-펜틸옥시기, iso-펜틸옥시기, neo-펜틸옥시기, t-펜틸옥시기, n-헥실옥시기, n-헵틸옥시기, n-노닐옥시기, n-데실옥시기, n-운데실옥시기 및 n-도데실옥시기 등을 들 수 있다. n-부틸옥시기, t-부틸옥시기, n-펜틸옥시기, n-헥실옥시기, n-헵틸옥시기, n-옥틸옥시기 또는 n-도데실옥시기가 바람직하다.
보다 상세하게는, 식 (1)의 R3이 나타내는 탄소수 1 내지 12의 직쇄 또는 분기쇄의 알콕시기의 탄소수는, R4 및 R7이 알킬기인 경우는 4 내지 7인 것이 바람직하고, R4 및 R7이 식 (b)로 나타나는 치환기인 경우는 1 내지 8이 바람직하고, 3 내지 8인 것이 보다 바람직하다.
식 (1)의 R4가 나타내는 탄소수 4 내지 12의 직쇄 또는 분기쇄의 알킬기의 구체예로서는, n-부틸기, iso-부틸기, sec-부틸기, t-부틸기, n-펜틸기, iso-펜틸기, neo-펜틸기, t-펜틸기, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기 및 노닐기 등을 들 수 있다. n-헥실기, n-헵틸기, n-옥틸기 및 n-도데실기 등의 탄소수 6 내지 12의 직쇄 또는 분기쇄의 알킬기가 바람직하고, 탄소수 6 내지 9의 직쇄 또는 분기쇄의 알킬기가 보다 바람직하고, 탄소수 7 내지 8의 직쇄 또는 분기쇄의 알킬기가 더욱 바람직하다.
식 (1)의 R4가 나타내는 탄소수 4 내지 12의 직쇄 또는 분기쇄의 알콕시기란, 탄소수 4 내지 12의 직쇄 또는 분기쇄의 알킬기와 산소 원자가 결합한 치환기이다. 당해 알콕시기의 구체예로서는, n-부틸옥시기, iso-부틸옥시기, t-부틸옥시기, n-펜틸옥시기, iso-펜틸옥시기, neo-펜틸옥시기, t-펜틸옥시기, n-헥실옥시기, n-헵틸옥시기, n-노닐옥시기, n-데실옥시기, n-운데실옥시기 및 n-도데실옥시기 등을 들 수 있다. n-헥실옥시기, n-헵틸옥시기, n-옥틸옥시기 또는 n-도데실옥시기 등의 탄소수 6 내지 12의 직쇄 또는 분기쇄의 알콕시기가 바람직하고, 탄소수 6 내지 9의 직쇄 또는 분기쇄의 알콕시기가 보다 바람직하고, 탄소수 7 내지 8의 직쇄 또는 분기쇄의 알콕시기가 더욱 바람직하다.
식 (b) 중, R8은, 탄소수 1 내지 12의 직쇄 또는 분기쇄의 알킬기를 나타낸다.
식 (b)의 R8이 나타내는 탄소수 1 내지 12의 직쇄 또는 분기쇄의 알킬기의 구체예로서는, 메틸기, 에틸기, n-부틸기, iso-부틸기, sec-부틸기, t-부틸기, n-펜틸기, iso-펜틸기, neo-펜틸기, t-펜틸기, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기 및 노닐기 등을 들 수 있다. n-부틸기, t-부틸기, n-펜틸기, n-헥실기, n-헵틸기, n-옥틸기 또는 n-도데실기가 바람직하다.
또한, 본 발명의 조성물에는, 식 (1)에 포함되는 복수의 안트라퀴논 화합물을 병용해도 좋다.
본 발명의 조성물은, 하기식 (2)로 나타나는 안트라퀴논 화합물을 함유한다.
본 발명의 조성물이 함유하는 식 (2)로 나타나는 안트라퀴논 화합물은, 본 발명의 조성물에 있어서 2색성 색소로서 기능한다.
식 (2) 중, R5는, 탄소수 1 내지 18의 직쇄 혹은 분기쇄의 알킬기, 또는 탄소수 1 내지 18의 직쇄 혹은 분기쇄의 알콕시기를 나타낸다. R6은, 탄소수 1 내지 18의 직쇄 혹은 분기쇄의 알킬기, 탄소수 1 내지 18의 직쇄 혹은 분기쇄의 알콕시기, 또는 상기식 (b)로 나타나는 치환기를 나타낸다.
식 (2)의 R5가 나타내는 탄소수 1 내지 18의 직쇄 또는 분기쇄의 알킬기의 구체예로서는, 메틸기, 에틸기, n-부틸기, iso-부틸기, sec-부틸기, t-부틸기, n-펜틸기, iso-펜틸기, neo-펜틸기, t-펜틸기, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기, 노닐기, n-데실기, n-운데실기, n-도데실기 등을 들 수 있다. 메틸기, n-부틸기, sec-부틸기, t-부틸기, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기 등의 탄소수 1 내지 8의 직쇄 또는 분기쇄의 알킬기가 바람직하다.
식 (2)의 R5가 나타내는 탄소수 1 내지 18의 직쇄 또는 분기쇄의 알콕시기란, 탄소수 1 내지 18의 직쇄 또는 분기쇄의 알킬기와 산소 원자가 결합한 치환기이다. 당해 알콕시기의 구체예로서는, 메톡시기, 에톡시기, n-프로필옥시기, iso-프로필옥시기, n-부틸옥시기, iso-부틸옥시기, t-부틸옥시기, n-펜틸옥시기, iso-펜틸옥시기, neo-펜틸옥시기, t-펜틸옥시기, n-헥실옥시기, n-헵틸옥시기, n-노닐옥시기, n-데실옥시기, n-운데실옥시기 및 n-도데실옥시기 등을 들 수 있다. n-헥실옥시기, n-헵틸옥시기, n-옥틸옥시기 및 n-도데실옥시기 등의 탄소수 6 내지 12의 직쇄 또는 분기쇄의 알콕시기가 바람직하고, 탄소수 6 내지 10의 직쇄 또는 분기쇄의 알콕시기가 보다 바람직하다.
식 (2)의 R6이 나타내는 탄소수 1 내지 18의 직쇄 또는 분기쇄의 알킬기의 구체예로서는, 메틸기, 에틸기, n-부틸기, iso-부틸기, sec-부틸기, t-부틸기, n-펜틸기, iso-펜틸기, neo-펜틸기, t-펜틸기, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기, 노닐기, n-데실기, n-운데실기, n-도데실기 등을 들 수 있다. n-부틸기, t-부틸기, n-헵틸기, n-데실기 등의 탄소수 4 내지 10의 직쇄 또는 분기쇄의 알킬기가 바람직하다.
식 (2)의 R6이 나타내는 탄소수 1 내지 18의 직쇄 또는 분기쇄의 알콕시기란, 탄소수 1 내지 18의 직쇄 또는 분기쇄의 알킬기와 산소 원자가 결합한 치환기이다. 당해 알킬기(알콕시기 중의 알킬기)의 구체예로서는, 식 (2)의 R6이 나타내는 탄소수 1 내지 18의 직쇄 또는 분기쇄의 알킬기와 동일한 것을 들 수 있다. n-부틸옥시기, iso-부틸옥시기, t-부틸옥시기, n-펜틸옥시기, iso-펜틸옥시기, neo-펜틸옥시기, t-펜틸옥시기, n-헥실옥시기, n-헵틸옥시기, n-노닐옥시기, n-데실옥시기 등의 탄소수 4 내지 10의 직쇄 또는 분기쇄의 알콕시기가 바람직하다.
또한, 본 발명의 조성물에는, 식 (2)에 포함되는 복수의 안트라퀴논 화합물을 병용해도 좋다.
본 발명의 조성물은, 상기식 (1)로 나타나는 안트라퀴논 화합물 또는 상기식 (2)로 나타나는 안트라퀴논 화합물 이외의 색소 화합물을 함유한다. 식 (1)로 나타나는 안트라퀴논 화합물 또는 식 (2)로 나타나는 안트라퀴논 화합물 이외의 색소 화합물은, 조광 소자를 소망하는 색상(바람직하게는 흑색)으로 하기 위해 이용된다.
식 (1)로 나타나는 안트라퀴논 화합물 또는 식 (2)로 나타나는 안트라퀴논 화합물 이외의 색소 화합물은, 특별히 한정되지 않지만, 최대 흡수 파장을 420 내지 460㎚의 범위로 갖는 것이 바람직하고, 최대 흡수 파장을 420 내지 460㎚의 범위에 갖는 2색성 색소가 보다 바람직하다. 식 (1)로 나타나는 안트라퀴논 화합물 또는 일반식 (2)로 나타나는 안트라퀴논 화합물 이외의 색소 화합물의 적합한 골격으로서는, 안트라퀴논계 화합물(안트라퀴논 골격을 갖는 화합물. 이하 「계 화합물」은 마찬가지의 의미임), 아조계 화합물, 퀴노프탈론계 화합물, 페릴렌계 화합물, 쿠마린계 화합물 및 나프탈이미드계 화합물 등을 들 수 있다. 이 중에서도, 안트라퀴논계 화합물, 아조계 화합물 또는 퀴노프탈론계 화합물이 바람직하다.
또한, 본 발명의 조성물에는, 식 (1)로 나타나는 안트라퀴논 화합물 또는 식 (2)로 나타나는 안트라퀴논 화합물 이외의 색소 화합물을 복수 병용해도 좋다.
본 발명의 조성물에 있어서는, (A) 색소 화합물 중, 식 (1)로 나타나는 안트라퀴논 화합물과 식 (2)로 나타나는 안트라퀴논 화합물의 합계 비율은 50질량% 이상인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 조성물에 있어서의 식 (1)로 나타나는 안트라퀴논 화합물과 식 (2)로 나타나는 안트라퀴논 화합물의 함유비(질량비)는, 2:1 내지 1:2이다. 식 (1)의 화합물 및 식 (2)의 화합물의 함유비를 상기의 범위로 함으로써, 후술하는 조광 소자에 있어서의 전압 무인가 시의 충분한 착색 및 전압 인가 시의 적색 영역의 색 잔존을 소실시키는 효과가 얻어진다.
또한, 본 발명의 조성물에 있어서의 식 (1)로 나타나는 안트라퀴논 화합물 또는 식 (2)로 나타나는 안트라퀴논 화합물 이외의 색소 화합물의 함유량은, 이러한 색소 화합물을 첨가하는 목적이 조광 소자의 색상의 조정을 목적으로 하기 때문에 일률적으로는 말할 수 없지만, 바람직하게는 식 (1)로 나타나는 안트라퀴논 화합물 및 식 (2)로 나타나는 안트라퀴논 화합물의 합계에 대하여 4 내지 60질량% 정도, 보다 바람직하게는 10 내지 30질량% 정도이다.
식 (1)로 나타나는 화합물 및 식 (2)로 나타나는 화합물은, 예를 들면, 일본공개특허공보 소62-5941호, 일본공표특허공보 2017-518413호, 일본공개특허공보 소58-196260호 등에 기재되는 종래 공지의 방법에 의해 합성할 수 있다.
상기식 (1)로 나타나는 안트라퀴논 화합물의 적합한 구체예를, 이하의 표 1 및 2에 기재한다.
또한, 표 중의 알킬기 또는 알콕시기의 표시에 있어서, 「t」는 「터셔리」기의 약어를 가리키지만, 「t」가 붙여져 있지 않은 기는 「노멀」기를 가리키는 것으로 한다.
[표 1]
[표 2]
상기식 (2)로 나타나는 안트라퀴논 화합물의 적합한 구체예를 표 3에 기재한다.
[표 3]
식 (1)로 나타나는 안트라퀴논 화합물 또는 식 (2)로 나타나는 안트라퀴논 화합물 이외의 색소 화합물의 적합한 구체예로서는, 하기식 (3) 내지 (6)으로 나타나는 이하의 것을 들 수 있다.
[표 4-1]
[표 4-2]
[표 5]
[표 6]
[표 7]
[표 8]
[표 9]
[표 10]
본 발명의 액정 조성물이 함유하는 (B) 액정 재료는, 네마틱 액정, 콜레스테릭 액정, 스멕틱 액정 등의 액정성을 갖는 재료(액정성을 갖는 화합물)이기만 하면 특별히 한정되지 않지만, 이 중에서도 네마틱 액정이 바람직하다. 그의 액정 화합물로서, 예를 들면, 「액정 디바이스 핸드북」(일본 학술 진흥회 제142 위원회편, 일간 공업 신문사, 1989년)의 제154 내지 192항 및 제715 내지 722항에 기재된 액정 화합물을 들 수 있다.
액정 조성물에 함유되는 (A) 색소 화합물의 총 합의 용해도를, 액정 조성물의 색소 화합물 이외의 전체 구성 성분에 (A) 색소 화합물을 첨가하여 40 내지 50℃에서 1시간 교반한 후에 여과를 실시하여 얻어지는 액정 조성물에 있어서, (A) 색소 화합물 이외의 액정 조성물의 전체 구성 성분에 대한 (A) 색소 화합물의 농도로서 정의할 때, 당해 농도가 0.5 내지 10질량%인 것이 바람직하고, 1 내지 6질량%인 것이 보다 바람직하다. (A) 색소 화합물의 용해도를 상기의 범위로 함으로써, 충분한 색소 첨가 효과가 얻어져, 양호한 흑색 소자가 얻어진다. 또한 (C) 광 경화성 화합물 및 (D) 광 중합 개시제를 더하여 광 조사를 행하여 경화물로 하는 경우에도, (A) 색소 화합물의 용해도를 상기의 범위로 함으로써, (C) 광 경화성 화합물의 중합을 저해하는 일 없이 경화성이 양호해진다.
본 발명의 액정 조성물이 함유하는 (C) 광 경화성 화합물은, 빛이 조사되었을 때에 후술하는 광 중합 개시제의 작용에 의해 중합 가능한 관능기를 갖는 화합물이기만 하면 특별히 한정되지 않는다. 광 경화성 화합물로서는, 중합 가능한 관능기를 1개 갖는 단관능 모노머 및 중합 가능한 관능기를 2개 갖는 2관능 모노머의 양자를 병용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 액정 조성물에 이용되는 광 경화성 화합물로서의 단관능 모노머는, 광 조사 전의 액정 조성물에 있어서는 액정과의 상용성을 갖고, 광 조사에 의해 중합할 때에 액정과 상 분리하여 경화물상을 형성하고, 액정상과의 계면 상호 작용을 완화하는 역할을 완수한다. 그 때문에 단관능 모노머의 극성이 과도하게 높으면, 액정상과의 계면 상호 작용이 지나치게 강해져 액정의 움직임을 저해하여, 높은 구동 전압이 필요해진다. 따라서, 단관능 모노머의 극성은 낮은 쪽이 바람직하다.
본 발명의 액정 조성물에 이용되는 광 경화성 화합물로서의 2관능 모노머는, 광 조사에 의해 중합할 때에 액정과 상 분리하여 경화물상을 형성하고, 액정상과의 분리 상태를 안정화시키는 역할을 완수한다. 그 때문에 2관능 모노머의 극성이 과도하게 높으면, 액정상과의 계면 상호 작용이 지나치게 강해져 액정의 움직임을 저해하여, 높은 구동 전압이 필요해진다. 따라서, 2관능 모노머의 극성도 낮은 쪽이 바람직하다.
광 중합 개시제의 작용에 의해 중합 가능한 관능기를 갖는 화합물로서는, 예를 들면 (메타)아크릴레이트기를 갖는 화합물, 비닐기를 갖는 화합물 및 알릴기를 갖는 화합물 등을 들 수 있다. (메타)아크릴레이트기를 갖는 화합물이 바람직하다. 즉, 1분자 중에 (메타)아크릴레이트기를 1개 갖는 모노(메타)아크릴레이트 화합물 및 1분자 중에 (메타)아크릴레이트기를 2개 갖는 디(메타)아크릴레이트 화합물의 양자를 병용하는 것이 보다 바람직하다.
또한, 본 명세서에 있어서 「(메타)아크릴레이트」라는 기재는, 「메타크릴레이트 및/또는 아크릴레이트」를 의미한다.
모노(메타)아크릴레이트 화합물로서는, 탄소수 5 내지 13의 직쇄상, 환상 혹은 분기쇄상의 알킬기를 갖는 모노(메타)아크릴레이트가 바람직하다. 그의 구체예로서는, 펜틸(메타)아크릴레이트, 헥실(메타)아크릴레이트, 헵틸(메타)아크릴레이트, 옥틸(메타)아크릴레이트, 노닐(메타)아크릴레이트, 데실(메타)아크릴레이트, 운데실(메타)아크릴레이트, 도데실(메타)아크릴레이트 및 트리데실(메타)아크릴레이트 등의 직쇄상 알킬모노(메타)아크릴레이트, 이소보닐(메타)아크릴레이트 등의 환상 알킬모노(메타)아크릴레이트, 2-메틸헥실(메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메타)아크릴레이트, 2-프로필헥실(메타)아크릴레이트, 2-메틸헵틸(메타)아크릴레이트, 2-에틸헵틸(메타)아크릴레이트 및 2-프로필헵틸(메타)아크릴레이트 등의 분기쇄상 알킬모노(메타)아크릴레이트 등을 들 수 있다.
디(메타)아크릴레이트 화합물로서는, 예를 들면, 1,4-부탄디올디(메타)아크릴레이트, 1,5-펜탄디올디(메타)아크릴레이트, 1,6-헥산디올디(메타)아크릴레이트, 1,7-헵탄디올디(메타)아크릴레이트, 1,8-옥탄디올디(메타)아크릴레이트, 1,9-노난디올디(메타)아크릴레이트, 1,10-데칸디올디(메타)아크릴레이트, 1,11-운데칸디올디(메타)아크릴레이트, 1,12-도데칸디올디(메타)아크릴레이트 및 1,13-트리데칸디올디(메타)아크릴레이트, 또한, 트리에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트 등의 트리알킬렌글리콜디(메타)아크릴레이트 등이 적합하게 이용된다.
단관능 모노머와 2관능 모노머를 병용하는 경우의 비율은, 단관능 모노머:2관능 모노머의 질량비가, 10:90 내지 97:3인 것이 바람직하고, 50:50 내지 96:4인 것이 보다 바람직하다. 단관능 모노머의 사용량을 상기의 비율의 범위로 함으로써 액정과의 상용성이 지나치게 높아지기 않기 때문에, 광 조사에 의해 형성되는 중합체(폴리머상)와 액정상과의 분리가 적절히 일어나 모노머만이 겔화되어 버리는 것을 방지할 수 있는데에 더하여, 폴리머상과 액정상의 분리상 형성이 용이해진다.
본 발명의 액정 조성물에 이용되는 (C) 광 경화성 화합물과 (B) 액정 재료와의 상용성은, (C) 광 경화성 화합물과 (B) 액정 재료를 일단 상용시킨 후, 온도의 강하에 수반하여 일어나는 상 분리를 편광 현미경에 의해 육안으로 관찰하거나, 또는 DSC 등의 측정에 의해 얻어지는 상 분리 온도에 의해 평가할 수 있다. (C) 광 경화성 화합물과 (B) 액정 재료와의 상 분리 온도는, 0 내지 50℃의 범위인 것이 바람직하고, 10 내지 40℃의 범위인 것이 보다 바람직하다. 상 분리 온도를 상기의 범위로 함으로써, 액정 조성물 중의 (C) 광 경화성 화합물과 (B) 액정 재료와의 상용성이 양호하고, 또한 광 조사에 의해 (C) 광 경화성 화합물의 중합이 진행한 후의 상 분리가 일어나지 않음으로써, 결과적으로 형성되는 액정상이 지나치게 작아지지 않기 때문에 구동 전압을 낮게 할 수 있는데에 더하여, 광 조사를 행할 때까지 상기 성분의 상용 상태를 보존유지하는 것이 용이해진다.
본 발명의 액정 조성물이 함유하는 (D) 광 중합 개시제는, 빛의 조사에 의해 광 경화성 화합물을 중합할 수 있는 화합물이기만 하면 특별히 한정되지 않는다. 광 조사 후에 액정 조성물의 경화물 중에 잔존하여 2색성 색소 등의 변질을 일으키지 않는 것이 바람직하다.
광 중합 개시제로서는, 예를 들면, 다로큐어 1173, 이르가큐어 651, 이르가큐어 184 등의 알킬페논계 광 중합 개시제나, 이르가큐어 TPO 등의 포스핀옥사이드계 광 중합 개시제가 바람직하게 이용된다.
본 발명의 액정 조성물에 있어서의 (A) 색소 화합물의 함유량은, (B) 액정 재료 100질량부에 대하여 1 내지 6질량부인 것이 바람직하다. 또한, (A) 색소 화합물 및 (B) 액정 재료의 합계와 (C) 광 경화성 화합물과의 배합 비율은, 질량비로 90:10 내지 50:50인 것이 바람직하고, 80:20 내지 50:50인 것이 보다 바람직하다. (C) 광 경화성 화합물의 배합 비율을 상기의 범위로 함으로써, 광 조사에 의한 경화 전에 (B) 액정 재료와 (C) 광 경화성 화합물이 분리되는 것 및, 경화물의 차광성이 저하하는 것을 막을 수 있다.
또한, (D) 광 중합 개시제의 함유량은, (C) 광 경화성 화합물 100질량부에 대하여 0.1 내지 5질량부 정도가 바람직하다.
본 발명의 액정 조성물에는, 상기 (A) 색소 화합물 내지 (D) 광 중합 개시제 이외에, 예를 들면, 벤조트리아졸계, 벤조페논계, 힌더드아민계 등의 광 안정제, 포스파이트계, 힌더드페놀계 등의 항산화제, 열 중합 금지제, 티올 화합물, 광 예감제, 광 증감제, 연쇄 이동 금지제, 중합 금지제, 접착성 부여제, 소포제, 가교제, 계면 활성제, 열 경화 촉진제, 열 가소성 수지, 열 경화성 수지, 우레탄디아크릴레이트 등의 증점제 등을 병용해도 좋다. 또한, 조광 소자로서의 셀 갭을 제어하기 위해, 실리카나 유리, 플라스틱, 세라믹 등의 구 형상 혹은 원통 형상의 스페이서를 더해도 좋다. 이 때의 셀 갭은 2 내지 100㎛의 범위로 설정할 수 있다.
본 발명의 액정 조성물은, 필수 성분인 (A) 색소 화합물 및 (B) 액정 재료, 그리고 필요에 따라 첨가되는 임의 성분을, 혼합, 교반함으로써 얻어진다. 혼합, 교반은, 가장 단순하게는 모든 구성 성분을 용기 중에 넣어 수동으로 교반하는 것만으로도 상관없지만, 마그네틱 스터러 등의 기기를 이용하여 교반을 행하는 것이 효과적이다.
본 발명의 액정 조성물에 빛을 조사함으로써, (C) 광 경화성 화합물이 경화(중합)한 액정 조성물의 경화물이 얻어진다. 또한, 본 발명에 있어서의 「경화물」이란, 빛의 조사에 의해 광 경화성 화합물의 관능기가 중합 혹은 공중합한 상태를 의미하고, (A) 색소 화합물이나 (B) 액정 재료 등이 반드시 경화 반응에 기여한 경화물을 의미하는 것은 아니다.
빛을 조사할 때의 광원으로서는, (D) 광 중합 개시제가 흡수하는 파장의 빛을 조사 가능한 광원이면 특별히 한정되지 않는다. 바람직한 광원으로서는, 자외선을 조사 가능한 고압 수은등, 메탈할라이드 램프, 제논 램프 및 할로겐 램프 등을 들 수 있다.
빛을 조사할 때의 온도는, 액정 조성물이 균일하게 상용한 상태를 유지할 수 있는 온도, 즉 상 분리 온도보다도 높은 온도로 하는 것이 바람직하고, 상 분리 온도보다도 1 내지 5℃ 높은 온도의 범위로 유지하는 것이 보다 바람직하다. 빛을 조사할 때의 온도가 상 분리 온도보다도 높은 것에 의해, 광 경화성 화합물과 액정 재료가 빛을 조사하기 전에 분리하는 것이 방지되어, 보다 균일한 경화물을 얻을 수 있다. 한편, 빛을 조사할 때의 온도가 상 분리 온도보다도 대폭적으로 높지 않은 것에 의해, 광 경화에 의해 얻어지는 광 경화성 화합물의 중합물과 액정 재료가 분리될 때에, 액정 재료에 의해 형성되는 도메인 사이즈가 과도하게 작아지는 것이 방지될 수 있다.
본 발명의 조광 소자는, 적어도 한쪽이 투명 전극을 갖는 투명 기판인 기판이 대향 배치된 한 쌍의 기판 간에, 본 발명의 액정 조성물, 또는 본 발명의 액정 조성물의 경화물로 이루어지는 박막층이 협지되어 이루어지는 것이다. 여기에서, 기판의 재료로서는, 예를 들면, 유리, 석영, 금속, 금속 산화물, 반도체, 세라믹 및 유기 고분자 재료 등을 들 수 있다. 이들 재료에 충전제나 강화 섬유 등을 조합한 복합 재료가 이용되어도 좋고, 기판의 형상은 판 형상이라도 필름 형상이라도 좋다.
전극은, 예를 들면, 금속 산화물, 금속, 반도체 또는 유기 도전 물질 등을 이용하여, 도포법, 인쇄법 또는 스퍼터 등의 증착 등에 의해 기판의 전면 또는 일부에 형성된 도전성의 박막이다. 기판 상에 형성된 전극에는 부분적으로 에칭을 실시할 수도 있다. 대면적의 조광 소자를 효율적으로 생산한다는 의미에서는, PET 등의 투명 고분자 필름 상에 ITO(산화 인듐, 산화 주석) 전극을 스퍼터 등의 증착법이나 인쇄법 등을 이용하여 형성한 전극 기판을 이용하는 것이 바람직하다.
기판 상에는 전극 간 혹은 전극과 외부 장치를 연결하기 위한 배선이 형성되어 있어도 좋다. 예를 들면, 세그먼트 구동용 전극 기판이나 매트릭스 구동용 전극 기판, 액티브 매트릭스 구동용 전극 기판이 이용되어도 좋다. 또한, 기판 상에 형성된 전극면 상에, 폴리이미드나 폴리아미드, 실리콘, 시안 화합물 등의 유기 화합물, SiO2, TiO2, ZrO2 등의 무기 화합물, 또는 이들 혼합물로 이루어지는 보호막이나 배향막이 형성되어 있어도 좋다.
본 발명의 조광 소자에 있어서, JIS Z 8781에 따라서 구해지는 색상의 a*값이 한 쌍의 기판 간에 전압을 인가한 상태에 있어서의 투과율 측정 시에 5.0 이하인 것으로써, 적색 영역의 색 잔존이 충분히 저감되어 있다고 할 수 있다. 그 값은 3.0 이하인 것이 더욱 바람직하다. JIS Z 8781에 정해지는 물체색의 표시 방법이란, 국제 조명 위원회(약칭: CIE)가 정하는 물체색의 표시 방법에 상당한다.
본 발명의 조광 소자에 있어서, 한 쌍의 기판 간에 전압을 인가했을 때의 420 내지 460㎚의 파장 영역, 520 내지 590㎚의 파장 영역 및 600 내지 640㎚의 파장 영역의 각각에 있어서의 최소 투과율 중, 가장 작은 투과율의 값과 가장 큰 투과율의 값의 차가 6% 이하인 것으로써, 적색 영역의 색 잔존이 충분히 저감되어 있다고 할 수 있다. 또한, 전압 무인가 시의, 420 내지 460㎚의 파장 영역, 520 내지 590㎚의 파장 영역 및 600 내지 640㎚의 파장 영역의 각각에 있어서의 최소 투과율 중, 가장 작은 투과율의 값과 가장 큰 투과율의 값의 차가 6% 이하인 것으로써, 양호한 흑색 조광 소자가 얻어진다. 이들 조건의 어느 1개가 충족되는 것이 바람직하고, 양쪽이 충족되는 것이 더욱 바람직하다. 이들 조건의 양쪽이 충족됨으로써, 적색 영역의 색 잔존이 충분히 저감된, 양호한 흑색 조광 소자가 얻어진다.
(실시예)
이하에 본 발명을 실시예에 의해 구체적으로 설명한다. 또한, 본문 중 「부」 및 「%」라고 되어 있는 것은, 특별한 기재가 없는 한 질량 기준이다. 실시예에 있어서의 극대 흡수 파장은 분광 광도계 「UV-3150」((주) 시마즈 세이사쿠쇼 제조)으로 측정한 값이다.
실시예 1(본 발명의 액정 조성물의 조제)
(C) 광 경화성 화합물의 단관능 모노머로서 이소보닐아크릴레이트(오사카유키카가쿠고교 제조) 0.362부, (C) 광 경화성 화합물의 2관능 모노머로서 트리에틸렌글리콜디메타크릴레이트(신나카무라카가쿠사 제조) 0.018부, (B) 액정 재료로서 1-시아노-4'-n-펜틸비페닐 0.297부, 1-시아노-4'-n-헵틸비페닐 0.146부, 1-시아노-4'-n-옥틸옥시비페닐 0.093부 및, 1-시아노-4''-n-펜틸테르페닐 0.047부, (D) 광 중합 개시제로서 이르가큐어 TPO(BASF사 제조) 0.004부 및, 이르가큐어 184(BASF사 제조) 0.004부, 그리고 (A) 색소 화합물로서 구체예의 No.2로 나타나는 화합물 0.0102부, 구체예의 No.102로 나타나는 화합물 0.0135부 및, 구체예의 No.213으로 나타나는 화합물 0.0063부를, 70℃의 핫 플레이트에서 1시간 교반하여, 본 발명의 액정 조성물((C) 광 경화성 화합물, (B) 액정 재료 및 (D) 광 중합 개시제의 총량에 대한 (A) 색소 화합물의 함유량은 약 3.0질량%, No.2와 No.102의 함유비(질량비)는 2:2.6)을 조제했다.
실시예 2(본 발명의 액정 조성물의 조제)
(A) 색소 화합물을 구체예의 No.2로 나타나는 화합물 0.0126부, 구체예의 No.102로 나타나는 화합물 0.0090부 및 구체예의 No.202로 나타나는 화합물 0.0069부로 변경한 이외는 실시예 1과 동일한 방법으로, 본 발명의 액정 조성물((C) 광 경화성 화합물, (B) 액정 재료 및 (D) 광 중합 개시제의 총량에 대한 (A) 색소 화합물의 함유량은 약 3.0질량%, No.2와 No.102의 함유비는 2:1.4)을 조제했다.
실시예 3(본 발명의 액정 조성물의 조제)
(A) 색소 화합물을 구체예의 No.1로 나타나는 화합물 0.0093부, 구체예의 No.102로 나타나는 화합물 0.0122부 및 구체예의 No.215로 나타나는 화합물 0.0085부로 변경한 이외는 실시예 1과 동일한 방법으로, 본 발명의 액정 조성물((C) 광 경화성 화합물, (B) 액정 재료 및 (D) 광 중합 개시제의 총량에 대한 (A) 색소 화합물의 함유량은 약 3.0질량%, No.1과 No.102의 함유비는 2:2.6)을 조제했다.
실시예 4(본 발명의 액정 조성물의 조제)
(A) 색소 화합물을 구체예의 No.25로 나타나는 화합물 0.0105부, 구체예의 No.107로 나타나는 화합물 0.0150부 및 구체예의 No.205로 나타나는 화합물 0.0045부로 변경한 이외는 실시예 1과 동일한 방법으로, 본 발명의 액정 조성물((C) 광 경화성 화합물, (B) 액정 재료 및 (D) 광 중합 개시제의 총량에 대한 (A) 색소 화합물의 함유량은 약 3.0질량%, No.25와 No.107의 함유비는 2:2.9)을 조제했다.
실시예 5(본 발명의 액정 조성물의 조제)
(A) 색소 화합물을 구체예의 No.19로 나타나는 화합물 0.0093부, 구체예의 No.101로 나타나는 화합물 0.0122부 및 구체예의 No.216으로 나타나는 화합물 0.0085부로 변경한 이외는 실시예 1과 동일한 방법으로, 본 발명의 액정 조성물((C) 광 경화성 화합물, (B) 액정 재료 및 (D) 광 중합 개시제의 총량에 대한 (A) 색소 화합물의 함유량은 약 3.0질량%, No.19와 No.101의 함유비는 2:2.6)을 조제했다.
실시예 6(본 발명의 액정 조성물의 조제)
(A) 색소 화합물을 구체예의 No.1로 나타나는 화합물 0.0102부, 구체예의 No.102로 나타나는 화합물 0.0135부 및 구체예의 No.213으로 나타나는 화합물 0.0065부로 변경한 이외는 실시예 1과 동일한 방법으로, 본 발명의 액정 조성물((C) 광 경화성 화합물, (B) 액정 재료 및 (D) 광 중합 개시제의 총량에 대한 (A) 색소 화합물의 함유량은 약 3.0질량%, No.1과 No.102의 함유비는 2:2.6)을 조제했다.
실시예 7(본 발명의 액정 조성물의 조제)
(A) 색소 화합물을 구체예의 No.16으로 나타나는 화합물 0.0108부, 구체예의 No.102로 나타나는 화합물 0.0152부 및 구체예의 No.205로 나타나는 화합물 0.0039부로 변경한 이외는 실시예 1과 동일한 방법으로, 본 발명의 액정 조성물((C) 광 경화성 화합물, (B) 액정 재료 및 (D) 광 중합 개시제의 총량에 대한 (A) 색소 화합물의 함유량은 약 3.0질량%, No.16과 No.102의 함유비는 2:2.8)을 조제했다.
실시예 8(본 발명의 액정 조성물의 조제)
(A) 색소 화합물을 구체예의 No.18로 나타나는 화합물 0.0081부, 구체예의 No.101로 나타나는 화합물 0.0114부 및 구체예의 No.216으로 나타나는 화합물 0.0100부로 변경한 이외는 실시예 1과 동일한 방법으로, 본 발명의 액정 조성물((C) 광 경화성 화합물, (B) 액정 재료 및 (D) 광 중합 개시제의 총량에 대한 (A) 색소 화합물의 함유량은 약 3.0질량%, No.18과 No.101의 함유비는 2:2.8)을 조제했다.
실시예 9(본 발명의 액정 조성물의 조제)
(A) 색소 화합물을 구체예의 No.23으로 나타나는 화합물 0.0105부, 구체예의 No.102로 나타나는 화합물 0.0115부 및 구체예의 No.215로 나타나는 화합물 0.0080부로 변경한 이외는 실시예 1과 동일한 방법으로, 본 발명의 액정 조성물((C) 광 경화성 화합물, (B) 액정 재료 및 (D) 광 중합 개시제의 총량에 대한 (A) 색소 화합물의 함유량은 약 3.0질량%, No.23과 No.102의 함유비는 2:2.2)을 조제했다.
실시예 10(본 발명의 액정 조성물의 조제)
(A) 색소 화합물을 구체예의 No.1로 나타나는 화합물 0.0108부, 구체예의 No.101로 나타나는 화합물 0.0153부 및 구체예의 No.205로 나타나는 화합물 0.0039부로 변경한 이외는 실시예 1과 동일한 방법으로, 본 발명의 액정 조성물((C) 광 경화성 화합물, (B) 액정 재료 및 (D) 광 중합 개시제의 총량에 대한 (A) 색소 화합물의 함유량은 약 3.0질량%. No.1과 No.101의 함유비는 2:2.8)을 조제했다.
실시예 11(본 발명의 액정 조성물의 조제)
(A) 색소 화합물을 구체예의 No.19로 나타나는 화합물 0.0125부, 구체예의 No.101로 나타나는 화합물 0.0162부 및 구체예의 No.301로 나타나는 화합물 0.0014부로 변경한 이외는 실시예 1과 동일한 방법으로, 본 발명의 액정 조성물((C) 광 경화성 화합물, (B) 액정 재료 및 (D) 광 중합 개시제의 총량에 대한 (A) 색소 화합물의 함유량은 약 3.0질량%, No.19와 No.101의 함유비는 2:2.6)을 조제했다.
실시예 12(본 발명의 액정 조성물의 조제)
(A) 색소 화합물을 구체예의 No.17로 나타나는 화합물 0.0102부, 구체예의 No.102로 나타나는 화합물 0.0171부 및 구체예의 No.412로 나타나는 화합물 0.0027부로 변경한 이외는 실시예 1과 동일한 방법으로, 본 발명의 액정 조성물((C) 광 경화성 화합물, (B) 액정 재료 및 (D) 광 중합 개시제의 총량에 대한 (A) 색소 화합물의 함유량은 약 3.0질량%, No.17과 No.102의 함유비는 2:3.4)을 조제했다.
실시예 13(본 발명의 액정 조성물의 조제)
(A) 색소 화합물을 구체예의 No.22로 나타나는 화합물 0.0090부, 구체예의 No.101로 나타나는 화합물 0.0120부 및 구체예의 No.216으로 나타나는 화합물 0.0090부로 변경한 이외는 실시예 1과 동일한 방법으로, 본 발명의 액정 조성물((C) 광 경화성 화합물, (B) 액정 재료 및 (D) 광 중합 개시제의 총량에 대한 (A) 색소 화합물의 함유량은 약 3.0질량%, No.22와 No.101의 함유비는 2:2.7)을 조제했다.
비교예 1(비교용의 액정 조성물의 조제)
(A) 색소 화합물을 하기식 (X)로 나타나는 화합물 0.0135부, 하기식 (Y)로 나타나는 화합물 0.0120부 및 구체예의 No.202로 나타나는 화합물 0.0045부로 변경한 이외는 실시예 1과 동일한 방법으로, 비교용의 액정 조성물((C) 광 경화성 화합물, (B) 액정 재료 및 (D) 광 중합 개시제의 총량에 대한 (A) 색소 화합물의 함유량은 약 3.0질량%, (X)와 (Y)의 함유비는 2:1.8)을 조제했다.
비교예 2(비교용의 액정 조성물의 조제)
(A) 색소 화합물을 하기식 (Z)로 나타나는 화합물 0.0090부, 구체예의 No.102로 나타나는 화합물 0.0120부 및 구체예의 No.213으로 나타나는 화합물 0.0090부로 변경한 이외는 실시예 1과 동일한 방법으로, 비교용의 액정 조성물((C) 광 경화성 화합물, (B) 액정 재료 및 (D) 광 중합 개시제의 총량에 대한 (A) 색소 화합물의 함유량은 약 3.0질량%, (Z)와 No.102의 함유비는 2:2.7)을 조제했다.
비교예 3(비교용의 액정 조성물의 조제)
(A) 색소 화합물을 구체예의 No.2로 나타나는 화합물 0.006부, 구체예의 No.102로 나타나는 화합물 0.018부 및 구체예의 No.213으로 나타나는 화합물 0.006부로 변경한 이외는 실시예 1과 동일한 방법으로, 비교용의 액정 조성물((C) 광 경화성 화합물, (B) 액정 재료 및 (D) 광 중합 개시제의 총량에 대한 (A) 색소 화합물의 함유량은 약 3.0질량%, No.2와 No.102의 함유비는 2:6)을 조제했다.
실시예 14(본 발명의 조광 소자의 제작)
실시예 1에서 얻어진 액정 조성물에, 직경 20㎛의 스페이서제(세키스이카가쿠가부시키가이샤 제조 「미크로펄(등록상표) SP220」) 0.010부를 실온에서 혼합했다. 어플리케이터를 이용하여, ITO막이 형성된 5㎝각(角)의 PET 필름의 ITO막 상에 상기의 스페이서제가 들어간 액정 조성물을 도포하여, 액정 조성물층을 형성했다. 이어서, 이 필름과 상기와 동일한 ITO막이 형성된 5㎝각의 PET 필름을, 액정 조성물층이 ITO막과 대향하도록 서로 겹쳤다. 이와 같이 얻어진 2매의 필름과 액정 조성물층과의 적층체를, 서모플레이트에서 23℃로 유지한 채로 LED 램프의 365㎚의 광 강도가 9mW/㎠가 되는 위치에 세트하고, 1분간 광 조사를 행하여 광 경화성 화합물을 광 경화시킴으로써, 본 발명의 조광 소자를 얻었다.
실시예 15 내지 26(본 발명의 조광 소자의 제작)
실시예 1에서 얻어진 액정 조성물 대신에 실시예 2 내지 13에서 얻어진 액정 조성물을 이용한 이외는 실시예 14와 동일한 방법으로, 본 발명의 조광 소자를 제작했다.
비교예 4 내지 6(비교용의 조광 소자의 제작)
실시예 1에서 얻어진 액정 조성물 대신에 비교예 1 내지 3에서 얻어진 액정 조성물을 이용한 이외는 실시예 14와 동일한 방법으로, 비교용의 조광 소자를 제작했다.
(조광 소자의 분광 특성)
실시예 14 내지 26, 비교예 4 내지 6에서 얻어진 조광 소자에 대해서, 전압을 인가하지 않는 경우와 전압(100V)을 인가한 경우의 투과율을 분광 광도계로 측정하여, 420 내지 460㎚의 파장 영역, 520 내지 590㎚의 파장 영역 및 600 내지 640㎚의 파장 영역의 각각에 있어서의 최소 투과율 중, 가장 작은 투과율의 값과 가장 큰 투과율의 값의 차를 표 11에 나타냈다.
[표 11]
(조광 소자의 전압 인가 시의 색상 a*값)
실시예 14 내지 26, 비교예 4 내지 6에서 얻어진 조광 소자에 대해서, 전압(100V)을 인가한 경우의 투과율을 분광 광도계로 측정하여, JIS Z 8781-4:2013에 따라서 구한 색상 a*값을 표 12에 나타냈다.
[표 12]
표 11 및 12의 결과로부터, 실시예 14 내지 26에서 얻어진 본 발명의 조광 소자는, 인가 시의 420 내지 460㎚의 파장 영역, 520 내지 590㎚의 파장 영역 및 600 내지 640㎚의 파장 영역의 각각에 있어서의 최소 투과율 중, 가장 작은 투과율의 값과 가장 큰 투과율의 값의 차가 6% 이하로 작고, 또한, 색상 a*값은 5 이하이고, 투과 시의 적색 영역의 색 잔존이 적다. 한편, 비교예 4 및 5에서 얻어진 비교용의 조광 소자는, 인가 시의 420 내지 460㎚의 파장 영역, 520 내지 590㎚의 파장 영역 및 600 내지 640㎚의 파장 영역의 각각에 있어서의 최소 투과율 중, 가장 작은 투과율의 값과 가장 큰 투과율의 값의 차가 6%보다 크고, 또한, 색상 a*값은 5를 초과하고 있어, 투과 시의 적색 영역이 색 잔존하고 있는 것을 알 수 있었다. 또한 식 (1)의 화합물 및 식 (2)의 화합물의 함유율을 변경한 비교예 6에서는, 전압 무인가 시의 420 내지 460㎚의 파장 영역, 520 내지 590㎚의 파장 영역 및 600 내지 640㎚의 파장 영역의 각각에 있어서의 최소 투과율 중, 가장 작은 투과율의 값과 가장 큰 투과율의 값의 차가 6%보다 크고, 또한, 색상 a*값은 5를 초과하고 있고, 투과 시의 적색 영역이 색 잔존하고 있어, 흑색 조광 소자를 작성할 수 없는 것을 알 수 있었다.
이하에, 본 발명을 추가의 실시예에 의해 구체적으로 설명한다. 상기의 실시예와 마찬가지로, 본문 중 「부」 및 「%」라고 되어 있는 것은, 특별한 기재가 없는 한 질량 기준이고, 또한 극대 흡수 파장은 분광 광도계 「UV-3150」((주) 시마즈세이사쿠쇼 제조)으로 측정한 값이다.
실시예 27(본 발명의 액정 조성물의 조제)
(A) 색소 화합물로서 구체예의 No.2로 나타나는 화합물 0.0085부, 구체예의 No.102로 나타나는 화합물 0.0100부 및, 구체예의 No.213으로 나타나는 화합물 0.0065부, 그리고 (B) 액정 재료(1-시아노-4'-n-펜틸비페닐 0.242부, 1-시아노-4'-n-헵틸비페닐 0.118부, 1-시아노-4'-n-옥틸옥시비페닐 0.076부 및, 1-시아노-4''-n-펜틸테르페닐 0.038부)를 실온에서 혼합하여, 본 발명의 액정 조성물((B) 액정 재료에 대한 (A) 색소 화합물의 함유량은 약 5.0질량%, No.2와 No.102의 함유비(질량비)는 2:2.4)을 조제했다.
실시예 28(본 발명의 액정 조성물의 조제)
(A) 색소 화합물을 구체예의 No.2로 나타나는 화합물 0.0105부, 구체예의 No.102로 나타나는 화합물 0.0062부 및 구체예의 No.202로 나타나는 화합물 0.0070부로 변경한 이외는 실시예 27과 동일한 방법으로, 본 발명의 액정 조성물((B) 액정 재료에 대한 (A) 색소 화합물의 함유량은 약 5.0질량%, No.2와 No.102의 함유비(질량비)는 2:1.2)을 조제했다.
실시예 29(본 발명의 액정 조성물의 조제)
(A) 색소 화합물을 구체예의 No.1로 나타나는 화합물 0.0070부, 구체예의 No.102로 나타나는 화합물 0.0089부 및 구체예의 No.215로 나타나는 화합물 0.0091부로 변경한 이외는 실시예 27과 동일한 방법으로, 본 발명의 액정 조성물((B) 액정 재료에 대한 (A) 색소 화합물의 함유량은 약 5.0질량%, No.1과 No.102의 함유비(질량비)는 2:2.5)을 조제했다.
실시예 30(본 발명의 액정 조성물의 조제)
(A) 색소 화합물을 구체예의 No.19로 나타나는 화합물 0.0078부, 구체예의 No.101로 나타나는 화합물 0.0089부 및 구체예의 No.216으로 나타나는 화합물 0.0083부로 변경한 이외는 실시예 27과 동일한 방법으로, 본 발명의 액정 조성물((B) 액정 재료에 대한 (A) 색소 화합물의 함유량은 약 5.0질량%, No.19와 No.101의 함유비(질량비)는 2:2.3)을 조제했다.
실시예 31(본 발명의 액정 조성물의 조제)
(A) 색소 화합물을 구체예의 No.1로 나타나는 화합물 0.0079부, 구체예의 No.102로 나타나는 화합물 0.0106부 및 구체예의 No.213으로 나타나는 화합물 0.0065부로 변경한 이외는 실시예 27과 동일한 방법으로, 본 발명의 액정 조성물((B) 액정 재료에 대한 (A) 색소 화합물의 함유량은 약 5.0질량%, No.1과 No.102의 함유비(질량비)는 2:2.7)을 조제했다.
실시예 32(본 발명의 액정 조성물의 조제)
(A) 색소 화합물을 구체예의 No.23으로 나타나는 화합물 0.0096부, 구체예의 No.102로 나타나는 화합물 0.0079부 및 구체예의 No.215로 나타나는 화합물 0.0075부로 변경한 이외는 실시예 27과 동일한 방법으로, 본 발명의 액정 조성물((B) 액정 재료에 대한 (A) 색소 화합물의 함유량은 약 5.0질량%, No.23과 No.102의 함유비(질량비)는 2:1.6)을 조제했다.
실시예 33(본 발명의 액정 조성물의 조제)
(A) 색소 화합물을 구체예의 No.19로 나타나는 화합물 0.0110부, 구체예의 No.101로 나타나는 화합물 0.0122부 및 구체예의 No.301로 나타나는 화합물 0.0018부로 변경한 이외는 실시예 27과 동일한 방법으로, 본 발명의 액정 조성물((B) 액정 재료에 대한 (A) 색소 화합물의 함유량은 약 5.0질량%, No.19와 No.101의 함유비(질량비)는 2:2.2)을 조제했다.
실시예 34(본 발명의 액정 조성물의 조제)
(A) 색소 화합물을 구체예의 No.17로 나타나는 화합물 0.0085부, 구체예의 No.102로 나타나는 화합물 0.0130부 및 구체예의 No.412로 나타나는 화합물 0.0035부로 변경한 이외는 실시예 27과 동일한 방법으로, 본 발명의 액정 조성물((B) 액정 재료에 대한 (A) 색소 화합물의 함유량은 약 5.0질량%, No.17과 No.102의 함유비(질량비)는 2:3.0)을 조제했다.
실시예 35(본 발명의 액정 조성물의 조제)
(A) 색소 화합물을 구체예의 No.22로 나타나는 화합물 0.0075부, 구체예의 No.101로 나타나는 화합물 0.0088부 및 구체예의 No.216으로 나타나는 화합물 0.0088부로 변경한 이외는 실시예 27과 동일한 방법으로, 본 발명의 액정 조성물((B) 액정 재료에 대한 (A) 색소 화합물의 함유량은 약 5.0질량%, No.22와 No.101의 함유비(질량비)는 2:2.3)을 조제했다.
실시예 36(본 발명의 액정 조성물의 조제)
(A) 색소 화합물을 구체예의 No.17로 나타나는 화합물 0.0072부, 구체예의 No.107로 나타나는 화합물 0.0102부 및 구체예의 No.213으로 나타나는 화합물 0.0075부로 변경한 이외는 실시예 27과 동일한 방법으로, 본 발명의 액정 조성물((B) 액정 재료에 대한 (A) 색소 화합물의 함유량은 약 5.0질량%, No.17과 No.107의 함유비(질량비)는 2:2.8)을 조제했다.
비교예 7(비교용의 액정 조성물의 조제)
(A) 색소 화합물을 상기식 (X)로 나타나는 화합물 0.0075부, 상기식 (Y)로 나타나는 화합물 0.0075부 및 구체예의 No.213으로 나타나는 화합물 0.0100부로 변경한 이외는 실시예 27과 동일한 방법으로, 비교용의 액정 조성물((B) 액정 재료에 대한 (A) 색소 화합물의 함유량은 약 5.0질량%, (X)와 (Y)의 함유비(질량비)는 2:2.0)을 조제했다.
비교예 8(비교용의 액정 조성물의 조제)
(A) 색소 화합물을 구체예의 No.2로 나타나는 화합물 0.0050부, 구체예의 No.102로 나타나는 화합물 0.0150부 및 구체예의 No.213으로 나타나는 화합물 0.0050부로 변경한 이외는 실시예 27과 동일한 방법으로, 비교용의 액정 조성물((B) 액정 재료에 대한 (A) 색소 화합물의 함유량은 약 5.0질량%, No.2와 No.102의 함유비(질량비)는 2:6.0)을 조제했다.
비교예 9(비교용의 액정 조성물의 조제)
(A) 색소 화합물을 상기식 (Z)로 나타나는 화합물 0.0075부, 구체예의 No.102로 나타나는 화합물 0.0100부 및 구체예의 No.213으로 나타나는 화합물 0.0075부로 변경한 이외는 실시예 27과 동일한 방법으로, 비교용의 액정 조성물((B) 액정 재료에 대한 (A) 색소 화합물의 함유량은 약 5.0질량%, (Z)와 No.102의 함유비(질량비)는 2:2.7)을 조제했다.
실시예 37 내지 46 및 비교예 10 내지 12(본 발명 및 비교용의 조광 소자의 제작)
투명 전극을 갖고, 액정 조성물과 접하는 면에 폴리아미드계 수지를 러빙하여 호모지니어스 배향 처리를 실시한 상하 2매의 유리 기판으로 이루어지는 기판 간 갭 30㎛의 소자에, 실시예 27 내지 36 및 비교예 7 내지 9에서 얻어진 액정 조성물을 각각 봉입하여 본 발명 및 비교용의 조광 소자를 제작했다. 상기 배향 처리를 실시한 소자 내에서는 전압 무인가 시, 상기 액정 조성물 중의 액정 재료는, 호모지니어스 배향 상태를 취하고, 색소 화합물의 분자도 호스트 액정에 따라서 마찬가지의 배향을 취하는 것이었다.
(조광 소자의 분광 특성 및 전압 인가 시의 색상 a*값)
실시예 37 내지 46, 비교예 10 내지 12에서 얻어진 조광 소자에 대해서, 전압을 인가하지 않는 경우와 전압(100V)을 인가한 경우의 투과율을 분광 광도계로 측정하여, 420 내지 460㎚의 파장 영역, 520 내지 590㎚의 파장 영역 및 600 내지 640㎚의 파장 영역의 각각에 있어서의 최소 투과율 중, 가장 작은 투과율의 값과 가장 큰 투과율의 값의 차를 표 13에 나타냈다. 또한, 실시예 37 내지 46, 비교예 10 내지 12에서 얻어진 조광 소자에 대해서, 전압(100V)을 인가한 경우의 투과율을 분광 광도계로 측정하여, JIS Z 8781-4: 2013에 따라서 구한 색상 a*값을 표 13에 나타냈다.
[표 13]
표 13의 결과로부터, 실시예 37 내지 46에서 얻어진 본 발명의 조광 소자는, 전압 무인가 시 및 인가 시의 420 내지 460㎚의 파장 영역, 520 내지 590㎚의 파장 영역 및 600 내지 640㎚의 파장 영역의 각각에 있어서의 최소 투과율 중, 가장 작은 투과율의 값과 가장 큰 투과율의 값의 차가 6% 이하로 작고, 또한, 색상 a*값은 5 이하이고, 투과 시의 적색 영역의 색 잔존이 적다. 한편, 비교예 10 및 11에서 얻어진 비교용의 조광 소자는, 전압 무인가 시 및 인가 시의 420 내지 460㎚의 파장 영역, 520 내지 590㎚의 파장 영역 및 600 내지 640㎚의 파장 영역의 각각에 있어서의 최소 투과율 중, 가장 작은 투과율의 값과 가장 큰 투과율의 값의 차가 6%보다 크고, 비교예 12에서 얻어진 비교용의 조광 소자는, 전압 무인가 시의 420 내지 460㎚의 파장 영역, 520 내지 590㎚의 파장 영역 및 600 내지 640㎚의 파장 영역의 각각에 있어서의 최소 투과율 중, 가장 작은 투과율의 값과 가장 큰 투과율의 값의 차가 6%보다 큰 것을 알 수 있었다. 또한, 비교예 11 및 12에서 얻어진 비교용의 조광 소자는, 색상 a*값이 5를 크게 초과하고 있어, 투과 시의 적색 영역에 있어서의 색 잔존이 보여지고, 흑색 조광 소자를 작성할 수 없는 것을 알 수 있었다.
본 발명의 액정 조성물 및, 그의 경화물은, 각각, 전압 인가 시의 분광 특성이 우수하기 때문에, 당해 조성물을 이용함으로써 콘트라스트가 우수하고, 또한 전압 인가 시의 착색이 억제된 조광 소자가 얻어진다. 이러한 조광 소자는, 전철이나 자동차 등의 차량, 비즈니스 빌딩이나 병원 등의 건물의 창, 문 및 칸막이 등의 폭넓은 대상물에 적용될 수 있다.

Claims (13)

  1. (A) 색소 화합물 및, (B) 액정 재료를 함유하는 액정 조성물로서,
    당해 (A) 색소 화합물이,
    (i) 하기 일반식 (1)

    (식 (1) 중, X 및 Y의 한쪽은, 하이드록시기를 나타내고, X 및 Y의 다른 한쪽은, 수소 원자, 하이드록시기 또는 아미노기를 나타내고;
    R1 및 R2의 한쪽은, 수소 원자를 나타내고, R1 및 R2의 다른 한쪽은, 하기식 (a)

    (식 (a) 중, R7은, 탄소수 4 내지 12의 직쇄 혹은 분기쇄의 알킬기, 탄소수 4 내지 12의 직쇄 혹은 분기쇄의 알콕시기, 또는 하기식 (b)

    (식 (b) 중, R8은, 탄소수 1 내지 12의 직쇄 또는 분기쇄의 알킬기를 나타냄)로 나타나는 치환기를 나타내고, Z1은, 산소 원자 또는 황 원자를 나타냄)로 나타나는 치환기를 나타내고;
    단, X가 하이드록시기이고 Y가 수소 원자 또는 아미노기인 경우에는, R1은 식 (a)로 나타나는 치환기를, R2는 수소 원자를 각각 나타내고, X가 수소 원자 또는 아미노기이고 Y가 하이드록시기인 경우에는, R1은 수소 원자를, R2는 식 (a)로 나타나는 치환기를 각각 나타내고;
    R3은, 수소 원자, 탄소수 1 내지 12의 직쇄 혹은 분기쇄의 알킬기, 탄소수 1 내지 12의 직쇄 혹은 분기쇄의 알콕시기, 또는 상기식 (b)로 나타나는 치환기를 나타내고, R4는, 탄소수 4 내지 12의 직쇄 혹은 분기쇄의 알킬기, 탄소수 4 내지 12의 직쇄 혹은 분기쇄의 알콕시기, 또는 상기식 (b)로 나타나는 치환기를 나타냄)
    로 나타나는 안트라퀴논 화합물,
    (ⅱ) 하기 일반식 (2)

    (식 (2) 중, R5는, 탄소수 1 내지 18의 직쇄 혹은 분기쇄의 알킬기, 또는 탄소수 1 내지 18의 직쇄 혹은 분기쇄의 알콕시기를 나타내고, R6은, 탄소수 1 내지 18의 직쇄 혹은 분기쇄의 알킬기, 탄소수 1 내지 18의 직쇄 혹은 분기쇄의 알콕시기, 또는 상기식 (b)로 나타나는 치환기를 나타냄)
    로 나타나는 안트라퀴논 화합물, 그리고
    (ⅲ) 일반식 (1)로 나타나는 안트라퀴논 화합물 또는 일반식 (2)로 나타나는 안트라퀴논 화합물 이외의 색소 화합물
    을 포함하고,
    일반식 (1)로 나타나는 안트라퀴논 화합물과 일반식 (2)로 나타나는 안트라퀴논 화합물과의 질량비가 2:1 내지 1:2인,
    액정 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    X가 하이드록시기이고, Y가 아미노기이고, R1이 식 (a)로 나타나는 치환기이고, 또한 Z1이 산소 원자인, 액정 조성물.
  3. 제2항에 있어서,
    R4 및 R7이, 각각 독립적으로 탄소수 6 내지 12의 직쇄 혹은 분기쇄의 알킬기, 또는 탄소수 6 내지 12의 직쇄 혹은 분기쇄의 알콕시기인, 액정 조성물.
  4. 제3항에 있어서,
    R3이, 탄소수 4 내지 7의 직쇄 혹은 분기쇄의 알킬기, 또는 탄소수 4 내지 7의 직쇄 혹은 분기쇄의 알콕시기인, 액정 조성물.
  5. 제2항에 있어서,
    R4 및 R7이, 각각 독립적으로 상기식 (b)로 나타나는 치환기이고, R3이, 탄소수 1 내지 8의 직쇄 혹은 분기쇄의 알킬기, 또는 탄소수 1 내지 8의 직쇄 혹은 분기쇄의 알콕시기인, 액정 조성물.
  6. 제5항에 있어서,
    R4 및 R7이, 각각 독립적으로 상기식 (b)로 나타나는 치환기이고, R8이 탄소수 3 내지 8의 직쇄 혹은 분기쇄의 알킬기인, 액정 조성물.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    (C) 광 경화성 화합물 및 (D) 광 중합 개시제를 추가로 함유하는, 액정 조성물.
  8. 제7항에 있어서,
    (C) 광 경화성 화합물이, 중합 가능한 관능기를 1개 갖는 단관능 모노머 및 중합 가능한 관능기를 2개 갖는 2관능 모노머를 함유하는, 액정 조성물.
  9. 제8항에 있어서,
    (C) 광 경화성 화합물이, 모노(메타)아크릴레이트 화합물 및 디(메타)아크릴레이트 화합물을 함유하는, 액정 조성물.
  10. 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 기재된 액정 조성물의 경화물.
  11. 적어도 한쪽이 투명 전극을 갖는 투명 기판인 기판이 대향 배치된 한 쌍의 기판 간에, 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 액정 조성물, 또는 제10항에 기재된 경화물을 협지하여 이루어지는 조광(調光) 소자.
  12. 제11항에 있어서,
    한 쌍의 기판 간에 전압을 인가한 상태에서, JIS Z 8781-4:2013에 규정하는 방법으로 구한 색상의 a*값이 5.0 이하인, 조광 소자.
  13. 제11항 또는 제12항에 있어서,
    한 쌍의 기판 간에 전압을 인가했을 때의, 420 내지 460㎚의 파장 영역, 520 내지 590㎚의 파장 영역 및 600 내지 640㎚의 파장 영역의 각각에 있어서의 최소 투과율 중, 가장 작은 투과율의 값과 가장 큰 투과율의 값의 차가 6% 이하이고, 또한
    전압 무인가 시의, 420 내지 460㎚의 파장 영역, 520 내지 590㎚의 파장 영역 및 600 내지 640㎚의 파장 영역의 각각에 있어서의 최소 투과율 중, 가장 작은 투과율의 값과 가장 큰 투과율의 값의 차가 6% 이하인, 조광 소자.
KR1020237023838A 2021-01-21 2022-01-19 안트라퀴논 화합물을 함유하는 액정 조성물 및 조광소자 KR20230134483A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021007694 2021-01-21
JPJP-P-2021-007694 2021-01-21
PCT/JP2022/001831 WO2022158493A1 (ja) 2021-01-21 2022-01-19 アントラキノン化合物を含有する液晶組成物及び調光素子

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20230134483A true KR20230134483A (ko) 2023-09-21

Family

ID=82549463

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020237023838A KR20230134483A (ko) 2021-01-21 2022-01-19 안트라퀴논 화합물을 함유하는 액정 조성물 및 조광소자

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20240141234A1 (ko)
EP (1) EP4282934A1 (ko)
JP (1) JPWO2022158493A1 (ko)
KR (1) KR20230134483A (ko)
CN (1) CN116745385A (ko)
TW (1) TW202246466A (ko)
WO (1) WO2022158493A1 (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021261181A1 (ja) * 2020-06-25 2021-12-30 日本化薬株式会社 アントラキノン化合物、該化合物を含む調光用液晶組成物及び調光素子
WO2023100848A1 (ja) * 2021-12-01 2023-06-08 日本化薬株式会社 アントラキノン化合物、該化合物を含む液晶組成物及び調光素子
CN117567875B (zh) * 2024-01-15 2024-04-16 北京大学 一种二向性黑色染料、包含该染料的pdlc调光膜及其制备方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5659512U (ko) 1979-10-12 1981-05-21
JP2000336366A (ja) 1999-05-31 2000-12-05 Mitsubishi Chemicals Corp 二色性色素組成物、これを用いたゲストホスト型液晶組成物および液晶表示素子

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3216455A1 (de) 1982-05-03 1983-11-17 Bayer Ag, 5090 Leverkusen Anthrachinonfarbstoffe, ihre herstellung und verwendung sowie dichtroitisches material enthaltend diese anthrachinonfarbstoffe
JPS625941A (ja) 1985-03-15 1987-01-12 Nippon Kayaku Co Ltd アントラキノン化合物及びこれを含有する液晶組成物
JP2003167238A (ja) * 2001-11-30 2003-06-13 Nippon Kayaku Co Ltd 画像表示装置
JP2003167239A (ja) * 2001-11-30 2003-06-13 Nippon Kayaku Co Ltd 画像表示装置
CN103235445B (zh) * 2013-05-06 2016-02-17 江苏和成显示科技股份有限公司 反射型液晶显示装置
EP3145997B1 (en) 2014-05-21 2023-07-12 ROLIC Technologies AG Polymerizable dichroic dyes
CN108663866B (zh) * 2017-03-30 2021-03-16 江苏和成显示科技有限公司 一种包含宾主液晶组合物的调光装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5659512U (ko) 1979-10-12 1981-05-21
JP2000336366A (ja) 1999-05-31 2000-12-05 Mitsubishi Chemicals Corp 二色性色素組成物、これを用いたゲストホスト型液晶組成物および液晶表示素子

Also Published As

Publication number Publication date
EP4282934A1 (en) 2023-11-29
JPWO2022158493A1 (ko) 2022-07-28
US20240141234A1 (en) 2024-05-02
WO2022158493A1 (ja) 2022-07-28
CN116745385A (zh) 2023-09-12
TW202246466A (zh) 2022-12-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20230134483A (ko) 안트라퀴논 화합물을 함유하는 액정 조성물 및 조광소자
EP2692828A1 (en) Liquid crystal element and liquid crystal composition
JP2016534176A (ja) 液晶ポリマー組成物、それを製造するための方法およびそれを含む液晶物品
JP5659512B2 (ja) 調光用液晶組成物、並びに、その光硬化物及び調光素子
CN115427516B (zh) 蒽醌化合物、包含该化合物的调光用液晶组合物及调光元件
EP4269534A1 (en) Anthraquinone compound containing liquid crystal composition for controlling light, photocured product thereof, and light-controlling element
WO2022220212A1 (ja) アントラキノン化合物、該化合物を含む液晶組成物及び調光素子
EP4269535A1 (en) Anthraquinone compound containing liquid crystal composition for controlling light, photocured product thereof, and light-controlling element
EP4306616A1 (en) Anthraquinone compound, liquid crystal composition containing said compound, and dimming element
WO2023080198A1 (ja) アントラキノン化合物、該化合物を含む液晶組成物及び調光素子
WO2023100848A1 (ja) アントラキノン化合物、該化合物を含む液晶組成物及び調光素子
WO2023063408A1 (ja) アントラキノン化合物、該化合物を含む液晶組成物及び調光素子
CN116203753A (zh) 一种灰色聚合物分散型液晶薄膜及其制备方法
JP2019178249A (ja) 調光用液晶組成物、並びに、その光硬化物及び調光素子