WO2018105312A1 - 液晶複合体および液晶調光素子 - Google Patents

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尚子 松田
衣理子 栗原
将之 齋藤
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Jnc株式会社
Jnc石油化学株式会社
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    • C09K19/3068Cyclohexane rings in which the rings are linked by a chain containing carbon and oxygen atoms, e.g. esters or ethers chain containing -COO- or -OCO- groups
    • C09K2019/3078Cy-Cy-COO-Ph-Cy
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    • C09K19/06Non-steroidal liquid crystal compounds
    • C09K19/34Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least one heterocyclic ring
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    • C09K2019/3422Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least one heterocyclic ring having oxygen as hetero atom the heterocyclic ring being a six-membered ring
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    • C09K2019/3422Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least one heterocyclic ring having oxygen as hetero atom the heterocyclic ring being a six-membered ring
    • C09K2019/3425Six-membered ring with oxygen(s) in fused, bridged or spiro ring systems
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    • 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
    • C09K2019/546Macromolecular compounds creating a polymeric network
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    • C09K2219/00Aspects relating to the form of the liquid crystal [LC] material, or by the technical area in which LC material are used
    • C09K2219/13Aspects relating to the form of the liquid crystal [LC] material, or by the technical area in which LC material are used used in the technical field of thermotropic switches

Definitions

  • the present invention mainly relates to a liquid crystal light control device. More specifically, the present invention relates to a liquid crystal light control device having a liquid crystal composite in which a polymer and a liquid crystal composition are combined.
  • liquid crystal light control elements Such elements are used for building materials such as window glass and room partitions, and on-vehicle components.
  • a soft substrate such as a plastic film is used in addition to a hard substrate such as a glass substrate.
  • the alignment of liquid crystal molecules is changed by adjusting the applied voltage. Since light transmitted through the liquid crystal composition can be controlled by this method, the liquid crystal light control device is widely used in displays, optical shutters, light control windows (prior art document 1), smart windows (prior art document 2), etc. Has been.
  • the liquid crystal light control device is a polymer dispersion type light scattering mode.
  • the liquid crystal composition is dispersed in the polymer.
  • This element has the following characteristics.
  • the device can be easily manufactured. Since the film thickness can be easily controlled over a wide area, an element having a large screen can be manufactured. Since a polarizing plate is not required, bright display is possible. Wide viewing angle due to light scattering. Since this element has such excellent properties, it is expected to be used for light control glass, projection display, large area display and the like.
  • liquid crystal light control device Another example is a polymer network type liquid crystal light control device.
  • the liquid crystal composition is present in a three-dimensional network of polymers.
  • This composition is different from the polymer dispersion type in that it is continuous.
  • This type of element also has the same characteristics as the polymer dispersion type element.
  • liquid crystal light control device in which a polymer network type and a polymer dispersion type are mixed.
  • a liquid crystal composition having appropriate characteristics is used for the liquid crystal light control device. By improving the characteristics of the composition, a device having good characteristics can be obtained. The relationship between the two characteristics is summarized in Table 1 below. The characteristics of the composition will be further described based on the device.
  • the temperature range of the nematic phase is related to the temperature range in which the device can be used.
  • a preferred upper limit temperature of the nematic phase is about 90 ° C. or more, and a preferred lower limit temperature of the nematic phase is about ⁇ 20 ° C. or less.
  • the viscosity of the composition is related to the response time of the device. In order to control the light transmittance, a short response time is preferable. A shorter response time is desirable even at 1 millisecond. Therefore, a small viscosity in the composition is preferred. A small viscosity at low temperatures is even more preferred.
  • the optical anisotropy of the composition is related to the haze ratio of the liquid crystal light control device.
  • the haze ratio is a ratio of diffused light to total transmitted light. A large haze ratio is preferred when blocking light. A large optical anisotropy is preferable for a large haze ratio.
  • a large dielectric anisotropy in the composition contributes to a low threshold voltage and a small power consumption in the device. Therefore, a large dielectric anisotropy is preferable.
  • a large specific resistance in the composition contributes to a large voltage holding ratio in the device. Therefore, a composition having a large specific resistance in the initial stage is preferable. A composition having a large specific resistance after being used for a long time is preferred.
  • the stability and weather resistance of the composition against light and heat are related to the lifetime of the device. When this stability and weather resistance are good, the lifetime is long. These characteristics are desired for the device.
  • the liquid crystal light control device has a normal mode and a reverse mode. In normal mode, it is opaque when no voltage is applied and becomes transparent when a voltage is applied. In reverse mode, it is transparent when no voltage is applied and becomes opaque when a voltage is applied. Reverse mode elements that become transparent when an element breaks down are expected for applications such as automobile windows.
  • the object of the present invention is to provide a high maximum temperature of the nematic phase, a low minimum temperature of the nematic phase, a small viscosity, a large optical anisotropy, a large negative dielectric anisotropy, a large specific resistance, a high stability to light, and a high resistance to heat.
  • the object is to provide a liquid crystal composite suitable for dimming, which contains a liquid crystal composition satisfying at least one of characteristics such as high stability and a large elastic constant.
  • Another object is to provide a liquid crystal composite suitable for dimming, which contains a liquid crystal composition having an appropriate balance between at least two of these characteristics.
  • Another problem is to provide a liquid crystal light control device having such a liquid crystal composite.
  • Another object is to provide a liquid crystal light control device having characteristics such as a short response time, a large voltage holding ratio, a low threshold voltage, a large haze ratio, and a long lifetime.
  • the present invention provides a liquid crystal composite containing a liquid crystal composition containing at least one compound selected from the compounds represented by formula (1) as a first component and a polymer, and a liquid crystal light control comprising this composite It relates to elements.
  • R 1 and R 2 are independently alkyl having 1 to 12 carbons, alkoxy having 1 to 12 carbons, alkenyl having 2 to 12 carbons, alkenyloxy having 2 to 12 carbons, or 1 to 12 carbon atoms in which at least one hydrogen is replaced by fluorine or chlorine;
  • ring A and ring C are independently 1,4-cyclohexylene, 1,4-cyclohexenylene, tetrahydropyran- 2,5-diyl, 1,4-phenylene, at least one hydrogen replaced with fluorine or chlorine, 1,4-phenylene, naphthalene-2,6-diyl, at least one hydrogen replaced with fluorine or chlorine Naphthalene-2,6-diyl, chroman-2,6-
  • Advantages of the present invention include a high maximum temperature of the nematic phase, a low minimum temperature of the nematic phase, a small viscosity, a large optical anisotropy, a large negative dielectric anisotropy, a large specific resistance, a high stability to light, and a high resistance to heat.
  • the object is to provide a liquid crystal composite suitable for dimming, which contains a liquid crystal composition satisfying at least one of characteristics such as high stability and a large elastic constant.
  • Another advantage is to provide a liquid crystal composite that contains a liquid crystal composition having an appropriate balance between at least two of these properties and is suitable for light control.
  • Another advantage is to provide a liquid crystal light control device having such a liquid crystal composite.
  • Another advantage is to provide a liquid crystal light control device having characteristics such as a short response time, a large voltage holding ratio, a low threshold voltage, a large haze ratio, and a long lifetime.
  • liquid crystal compound is a compound having a liquid crystal phase such as a nematic phase and a smectic phase, and a liquid crystal phase, but has a composition for the purpose of adjusting characteristics such as temperature range, viscosity, and dielectric anisotropy of the nematic phase. It is a general term for compounds added to products. This compound has a six-membered ring such as 1,4-cyclohexylene and 1,4-phenylene, and its molecular structure is rod-like.
  • the “polymerizable compound” is a compound added for the purpose of forming a polymer in the liquid crystal composition. A liquid crystalline compound having alkenyl is not polymerizable in that sense.
  • the “liquid crystal composition” is prepared by mixing a plurality of liquid crystal compounds. Additives such as optically active compounds, antioxidants, ultraviolet absorbers, dyes, antifoaming agents, and polar compounds are added to the liquid crystal composition as necessary.
  • the ratio of the liquid crystal compound is expressed as a percentage by weight (% by weight) based on a liquid crystal composition containing no additive even when an additive is added.
  • the ratio of the additive is expressed as a percentage by weight (% by weight) based on the liquid crystal composition containing no additive. That is, the ratio of the liquid crystal compound or additive is calculated based on the total weight of the liquid crystal compound.
  • the “polymerizable composition” is prepared by mixing a polymerizable compound with a liquid crystal composition. That is, the polymerizable composition is a mixture of at least one polymerizable compound and a liquid crystal composition. Additives such as a polymerization initiator, a polymerization inhibitor, and a polar compound are added to the polymerizable compound as necessary.
  • the ratio of the polymerizable compound or the liquid crystal composition is expressed as a percentage by weight (% by weight) based on the polymerizable composition not containing the additive even when the additive is added.
  • the ratio of additives such as a polymerization initiator, a polymerization inhibitor, and a polar compound is expressed as a percentage by weight (% by weight) based on the liquid crystal composition.
  • liquid crystal composite is produced by a polymerization treatment of the polymerizable composition.
  • Liquid crystal light control device is a general term for a liquid crystal panel and a liquid crystal module that have a liquid crystal composite and are used for light control.
  • the maximum temperature of the nematic phase may be abbreviated as “the maximum temperature”.
  • “Lower limit temperature of nematic phase” may be abbreviated as “lower limit temperature”.
  • High specific resistance means that the composition has a large specific resistance in the initial stage and a large specific resistance after long-term use.
  • “High voltage holding ratio” means that the device has a large voltage holding ratio not only at room temperature but also at a temperature close to the upper limit temperature in the initial stage, and a large voltage not only at room temperature but also at a temperature close to the upper limit temperature after long-term use. It means having a retention rate.
  • the characteristics of the composition and the device may be examined by a aging test.
  • increasing dielectric anisotropy means that when the composition has a positive dielectric anisotropy, the value increases positively, and the composition having a negative dielectric anisotropy When it is a thing, it means that the value increases negatively.
  • the compound represented by the formula (1) may be abbreviated as “compound (1)”. At least one compound selected from the compounds represented by formula (1) may be abbreviated as “compound (1)”. “Compound (1)” means one compound represented by formula (1), a mixture of two compounds, or a mixture of three or more compounds. The same applies to compounds represented by other formulas.
  • the expression “at least one‘ A ’” means that the number of ‘A’ is arbitrary.
  • the expression “at least one 'A' may be replaced by 'B'” means that when the number of 'A' is one, the position of 'A' is arbitrary and the number of 'A' is 2 Even when there are more than two, their positions can be selected without restriction. This rule also applies to the expression “at least one 'A' is replaced by 'B'".
  • Expressions such as “at least one —CH 2 — may be replaced by —O—” may be used in this specification.
  • —CH 2 —CH 2 —CH 2 — may be converted to —O—CH 2 —O— by replacing non-adjacent —CH 2 — with —O—.
  • adjacent —CH 2 — is not replaced by —O—.
  • —O—O—CH 2 — (peroxide) is formed by this replacement. That is, this expression includes both “one —CH 2 — may be replaced with —O—” and “at least two non-adjacent —CH 2 — may be replaced with —O—”. means. This rule applies not only to replacement with —O— but also to replacement with a divalent group such as —CH ⁇ CH— or —COO—.
  • the symbol of the terminal group R 1 is used for a plurality of compounds.
  • two groups represented by two arbitrary R 1 may be the same or different.
  • R 1 of the compound (1-1) is ethyl and R 1 of the compound (1-2) is ethyl.
  • R 1 of compound (1-1) is ethyl and R 1 of compound (1-2) is propyl.
  • This rule also applies to other symbols.
  • the formula (1) when the subscript 'a' is 2, there are two rings A.
  • the two groups represented by the two rings A may be the same or different.
  • This rule also applies to any two rings A when the subscript 'a' is greater than 2.
  • This rule also applies to other symbols.
  • This rule also applies when a compound has a substituent represented by the same symbol.
  • Symbols such as A, B, C, and D surrounded by hexagons correspond to rings such as ring A, ring B, ring C, and ring D, respectively, and represent rings such as a six-membered ring and a condensed ring.
  • ring A and ring B are independently X, Y, or Z”, since there are plural subjects, “independently” is used. When the subject is “ring A”, since the subject is singular, “independently” is not used.
  • Ring A is used in more than one formula, the rule “may be the same or different” applies to “Ring A”. The same applies to other groups.
  • 2-Fluoro-1,4-phenylene means the following two divalent groups.
  • fluorine may be leftward (L) or rightward (R).
  • This rule also applies to asymmetric bivalent groups generated by removing two hydrogens from the ring, such as tetrahydropyran-2,5-diyl.
  • This rule also applies to divalent linking groups such as carbonyloxy (—COO— or —OCO—).
  • the alkyl of the liquid crystal compound is linear or branched and does not include cyclic alkyl.
  • linear alkyl is preferable to branched alkyl.
  • terminal groups such as alkoxy and alkenyl.
  • trans is preferable to cis for increasing the maximum temperature.
  • the present invention includes the following items.
  • a liquid crystal composite comprising a liquid crystal composition containing at least one compound selected from compounds represented by formula (1) as a first component and a polymer.
  • R 1 and R 2 are independently alkyl having 1 to 12 carbons, alkoxy having 1 to 12 carbons, alkenyl having 2 to 12 carbons, alkenyloxy having 2 to 12 carbons, or 1 to 12 carbon atoms in which at least one hydrogen is replaced by fluorine or chlorine;
  • ring A and ring C are independently 1,4-cyclohexylene, 1,4-cyclohexenylene, tetrahydropyran- 2,5-diyl, 1,4-phenylene, at least one hydrogen replaced with fluorine or chlorine, 1,4-phenylene, naphthalene-2,6-diyl, at least one hydrogen replaced with fluorine or chlorine Naphthalene-2,6-diyl, chroman-2,6-diyl, or at least one hydrogen is replaced by fluorine or chlorine Chroman
  • Item 2. The liquid crystal composite according to item 1, wherein the liquid crystal composition contains at least one compound selected from the group of compounds represented by formulas (1-1) to (1-22) as a first component.
  • R 1 and R 2 are independently alkyl having 1 to 12 carbons, alkoxy having 1 to 12 carbons, alkenyl having 2 to 12 carbons, carbon Alkenyloxy having 2 to 12 carbon atoms, or alkyl having 1 to 12 carbon atoms in which at least one hydrogen is replaced by fluorine or chlorine.
  • Item 3. The liquid crystal composite according to item 1 or 2, wherein the ratio of the first component is in the range of 20% by weight to 90% by weight based on the weight of the liquid crystal composition.
  • Item 4. The liquid crystal composite according to any one of items 1 to 3, wherein the liquid crystal composition further contains at least one compound selected from compounds represented by formula (2) as the second component.
  • R 3 and R 4 are independently alkyl having 1 to 12 carbons, alkoxy having 1 to 12 carbons, alkenyl having 2 to 12 carbons, and at least one hydrogen is replaced by fluorine or chlorine Or alkyl having 1 to 12 carbon atoms or alkenyl having 2 to 12 carbon atoms in which at least one hydrogen is replaced by fluorine or chlorine;
  • Ring D and Ring E are each independently 1,4-cyclohexylene, 1,4-phenylene, 2-fluoro-1,4-phenylene, or 2,5-difluoro-1,4-phenylene;
  • Z 3 is a single bond, ethylene, or carbonyloxy;
  • c is 1, 2 or 3.
  • the liquid crystal composition further comprises at least one compound selected from the group of compounds represented by formulas (2-1) to (2-13) as the second component:
  • R 3 and R 4 are independently alkyl having 1 to 12 carbons, alkoxy having 1 to 12 carbons, alkenyl having 2 to 12 carbons, It is alkyl having 1 to 12 carbons in which one hydrogen is replaced with fluorine or chlorine, or alkenyl having 2 to 12 carbons in which at least one hydrogen is replaced with fluorine or chlorine.
  • Item 6. The liquid crystal composite according to item 4 or 5, wherein the ratio of the second component is in the range of 10% by weight to 70% by weight based on the weight of the liquid crystal composition.
  • Item 7. The liquid crystal composite according to any one of items 1 to 6, wherein the polymer is a polymer derived from a polymerizable compound containing a compound represented by formula (3).
  • Z 4 is alkylene having 1 to 20 carbons, and in this alkylene, at least one hydrogen may be replaced with alkyl having 1 to 5 carbons, fluorine, chlorine, or P 3.
  • At least one —CH 2 — may be replaced by —O—, —CO—, —COO—, —OCO—, —NH—, or —N (R 5 ) —, and at least one —CH 2 —CH 2 — may be replaced by —CH ⁇ CH— or —C ⁇ C—, wherein at least one —CH 2 — is a carbocyclic saturated aliphatic compound, a heterocyclic saturated aliphatic A compound, a carbocyclic unsaturated aliphatic compound, a heterocyclic unsaturated aliphatic compound, a carbocyclic aromatic compound, or a heterocyclic aromatic compound, produced by removing two hydrogens.
  • a valent group has a carbon number of 35 to 5, at least one hydrogen may be replaced by R 5 or P 3, where R 5 is 1 to 12 carbon atoms
  • R 5 is 1 to 12 carbon atoms
  • Item 8. The liquid crystal composite according to any one of items 1 to 6, wherein the polymer is a polymer derived from a compound represented by formula (3).
  • Z 4 is alkylene having 1 to 20 carbons, and in this alkylene, at least one hydrogen may be replaced with alkyl having 1 to 5 carbons, fluorine, chlorine, or P 3.
  • At least one —CH 2 — may be replaced by —O—, —CO—, —COO—, —OCO—, —NH—, or —N (R 5 ) —, and at least one —CH 2 —CH 2 — may be replaced by —CH ⁇ CH— or —C ⁇ C—, wherein at least one —CH 2 — is a carbocyclic saturated aliphatic compound, a heterocyclic saturated aliphatic A compound, a carbocyclic unsaturated aliphatic compound, a heterocyclic unsaturated aliphatic compound, a carbocyclic aromatic compound, or a heterocyclic aromatic compound, produced by removing two hydrogens.
  • a valent group has a carbon number of 35 to 5, at least one hydrogen may be replaced by R 5 or P 3, where R 5 is 1 to 12 carbon atoms
  • R 5 is 1 to 12 carbon atoms
  • P 1 , P 2 , and P 3 are each independently a group selected from the group of polymerizable groups represented by formula (P-1) to formula (P-6).
  • Item 9. A liquid crystal composite according to Item 7 or 8.
  • M 1 , M 2 , and M 3 are independently hydrogen, fluorine, alkyl having 1 to 5 carbons, or at least one hydrogen is fluorine or chlorine 1-5 alkyl substituted with
  • Item 10 The liquid crystal composite according to any one of items 7 to 9, wherein in formula (3), at least one of P 1 , P 2 , and P 3 is acryloyloxy or methacryloyloxy.
  • Item 11 The liquid crystal composite according to any one of items 1 to 6, wherein the polymer is a polymer derived from a polymerizable compound containing a compound represented by formula (4).
  • M 4 and M 5 are independently hydrogen or methyl;
  • Z 5 is alkylene having 20 to 80 carbons, in which at least one hydrogen is 1 to 20 carbons And at least one —CH 2 — may be —O—, —CO—, —COO—, —OCO—, —NH—, or —N (R 5 ).
  • At least one —CH 2 —CH 2 — may be replaced with —CH ⁇ CH— or —C ⁇ C—, wherein R 5 is a C 1-12 Alkyl, in which at least one —CH 2 — may be replaced by —O—, —CO—, —COO—, or —OCO—.
  • Item 12. The liquid crystal composite according to any one of items 1 to 6, wherein the polymer is a polymer derived from a polymerizable compound containing a compound represented by formula (5).
  • M 6 is hydrogen or methyl
  • Z 6 is a single bond or alkylene having 1 to 5 carbons, and in this alkylene, at least one hydrogen may be replaced with fluorine or chlorine , At least one —CH 2 — may be replaced by —O—, —CO—, —COO—, or —OCO—
  • R 6 is alkyl having 1 to 40 carbons, At least one hydrogen may be replaced with fluorine or chlorine, and at least one —CH 2 — may be replaced with —O—, —CO—, —COO—, or —OCO—, and at least one of -CH 2 -, a saturated aliphatic compound carbocyclic, saturated aliphatic compounds heterocyclic, carbocyclic unsaturated aliphatic compounds, heterocyclic uns
  • R 6 is alkyl having 1 to 40 carbons, and in this alkyl, at least one hydrogen may be replaced with fluorine or chlorine, and at least one —CH 2 — is — Item 13.
  • Ring F, Ring G, Ring I, Ring J, Ring K, and Ring L are each independently 1,4-cyclohexylene, 1, 4-phenylene, 1,4-cyclohexenylene, pyridine-2,5-diyl, 1,3-dioxane-2,5-diyl, naphthalene-2,6-diyl, or fluorene-2,7-diyl
  • at least one hydrogen is fluorine, chlorine, cyano, hydroxy, formyl, trifluoroacetyl, difluoromethyl, trifluoromethyl, alkyl having 1 to 5 carbons, alkoxy having 1 to 5 carbons, or 1 to carbons 5 alkoxycarbonyl, or may be replaced by C 1 -C 5 alkanoyl
  • Z 7, Z 9, Z 11, Z 12, and Z 16 are independently a single bond, -O -, - COO , -OCO-, or a
  • the ratio of the liquid crystal composition is in the range of 50 wt% to 95 wt% and the ratio of the polymer is in the range of 5 wt% to 50 wt% based on the weight of the liquid crystal composite, The liquid crystal composite according to any one of the above.
  • the liquid crystal composite is obtained by using a polymerizable composition containing a liquid crystal composition and a polymerizable compound as a precursor, and the polymerizable composition contains a photopolymerization initiator as an additive. 2. A liquid crystal composite according to item 1.
  • Item 17 A liquid crystal light control device, wherein the light control layer is the liquid crystal composite according to any one of Items 1 to 16, the light control layer is sandwiched between a pair of transparent substrates, and the transparent substrate has a transparent electrode.
  • Item 18 The liquid crystal light adjusting device according to Item 17, wherein the transparent substrate is a glass plate or an acrylic plate.
  • Item 19 The liquid crystal light control device according to Item 17, wherein the transparent substrate is a plastic film.
  • Item 20 Item 20. A light control window using the liquid crystal light control device according to any one of items 17 to 19.
  • Item 21 A smart window that uses the liquid crystal light control device according to any one of items 17 to 19.
  • Item 22 Use of the liquid crystal composite according to any one of items 1 to 16 for a liquid crystal light control device.
  • Item 23 Use of the liquid crystal composite according to any one of items 1 to 16 for a liquid crystal light control device in which a transparent substrate is a plastic film.
  • Item 24 Use of the liquid crystal composite according to any one of items 1 to 16 for a light control window.
  • Item 25 Use of the liquid crystal composite according to any one of items 1 to 16 for a smart window.
  • the polymer may be derived from a compound represented by Formula (3), or derived from a mixture with a polymerizable compound different from the compound represented by Formula (3). May be.
  • P 1 , P 2 , and P 3 may independently be acryloyloxy or methacryloyloxy.
  • the present invention includes the following items.
  • A Based on the weight of the liquid crystal composite, the proportion of the liquid crystal composition is in the range of 50 wt% to 90 wt%, and the proportion of the polymer is in the range of 10 wt% to 50 wt%. Liquid crystal composite.
  • B Based on the weight of the liquid crystal composite, the proportion of the liquid crystal composition is in the range of 50 wt% to 85 wt%, and the proportion of the polymer is in the range of 15 wt% to 50 wt%. Liquid crystal composite.
  • the proportion of the liquid crystal composition is in the range of 60 wt% to 80 wt%, and the proportion of the polymer is in the range of 20 wt% to 40 wt%. Liquid crystal composite.
  • the liquid crystal light control device of the present invention will be described in the following order.
  • Sixth, preferred component compounds are shown.
  • Seventh a method for synthesizing the component compounds will be described.
  • Eighth, additives that may be added to the composition will be described.
  • Ninth, the polymerizable compound and the polymerizable composition will be described.
  • Finally, the liquid crystal composite will be described.
  • the liquid crystal composite is obtained by polymerization of the polymerizable composition.
  • the polymerizable composition is a mixture of a liquid crystal composition and a polymerizable compound.
  • This liquid crystal composition has a negative dielectric anisotropy.
  • Additives may be added to this composition.
  • the additive is a photopolymerization initiator, a polar compound, or the like.
  • the polymerizable composition gives a liquid crystal composite because the polymer produced by polymerization undergoes phase separation. That is, a liquid crystal composite in which a polymer and a liquid crystal composition are combined is generated.
  • This liquid crystal composite is suitable for a reverse mode element which is transparent when no voltage is applied and becomes opaque when a voltage is applied.
  • the optical anisotropy of the liquid crystal composition and the refractive index of the polymer are related to the transparency of the liquid crystal light control device.
  • the optical anisotropy ( ⁇ n) of the liquid crystal composition is preferably higher.
  • the optical anisotropy is preferably 0.16 or more, and more preferably 0.18 or more.
  • a liquid crystal composition is dispersed like droplets in a polymer.
  • Each of the droplets is independent and not continuous.
  • the polymer network type device the polymer has a three-dimensional network structure, and the liquid crystal composition is continuous although it is surrounded by the network.
  • the ratio of the liquid crystal composition based on the liquid crystal composite is preferably larger in order to efficiently scatter light.
  • the ratio of the polymer is preferably larger because the driving voltage is lowered by reducing the droplets or the mesh.
  • a desirable ratio of the liquid crystal composition is in the range of 50% by weight to 95% by weight based on the weight of the liquid crystal composite. This preferred ratio is also in the range of 50% to 90% by weight. A more desirable ratio is in the range of 50% to 85% by weight. A particularly desirable ratio is in the range of 60% to 80% by weight. A particularly desirable ratio is in the range of 70% to 80% by weight. Since the total of the liquid crystal composite and the polymer is 100% by weight, the ratio of the polymer can be easily calculated. The proportion of the polymer based on the liquid crystal composite is the same as the proportion of the polymerizable compound based on the polymerizable composition.
  • the polymer adjusts the pretilt angle of the liquid crystal molecules. By optimizing the pretilt angle, the liquid crystal molecules are stabilized and the response time of the device is shortened.
  • the liquid crystal molecules are vertically aligned by the action of the alignment film, so that the device is transparent.
  • the liquid crystal molecules are aligned in parallel with the substrate. Since there is a difference between the refractive index of the polymer and the refractive index of the liquid crystal molecules, light scattering occurs and the device becomes opaque. Therefore, unlike the PSA element, the polymer network element does not require a polarizing plate.
  • This composition contains a plurality of liquid crystal compounds.
  • the composition may contain additives. Additives include optically active compounds, antioxidants, ultraviolet absorbers, dyes, antifoaming agents, polymerization initiators, polymerization inhibitors, polar compounds, and the like.
  • This composition is classified into a composition A and a composition B from the viewpoint of a liquid crystal compound.
  • the composition A may further contain other liquid crystal compounds, additives and the like in addition to the liquid crystal compound selected from the compound (1) and the compound (2).
  • the “other liquid crystal compound” is a liquid crystal compound different from the compound (1) and the compound (2). Such compounds are mixed into the composition for the purpose of further adjusting the properties.
  • Composition B consists essentially of a liquid crystalline compound selected from compound (1) and compound (2). “Substantially” means that the composition B may contain an additive but does not contain any other liquid crystal compound. Composition B has fewer components than composition A. From the viewpoint of reducing the cost, the composition B is preferable to the composition A. The composition A is preferable to the composition B from the viewpoint that the characteristics can be further adjusted by mixing other liquid crystal compounds.
  • Compound (1) increases the dielectric anisotropy.
  • Compound (2) increases the maximum temperature or decreases the minimum temperature.
  • a preferred combination of components in the composition is first component + second component.
  • a desirable ratio of the first component is approximately 20% by weight or more for negatively increasing the dielectric anisotropy, and approximately 90% by weight or less for decreasing the minimum temperature.
  • a more desirable ratio is in the range of approximately 30% by weight to approximately 85% by weight.
  • a particularly desirable ratio is in the range of approximately 40% by weight to approximately 80% by weight.
  • a desirable ratio of the second component is approximately 10% by weight or more for increasing the maximum temperature or decreasing the minimum temperature, and approximately 70% by weight or less for increasing the dielectric anisotropy.
  • a more desirable ratio is in the range of approximately 15% by weight to approximately 65% by weight.
  • a particularly preferred ratio is in the range of approximately 20% by weight to approximately 60% by weight.
  • R 1 and R 2 are independently alkyl having 1 to 12 carbons, alkoxy having 1 to 12 carbons, alkenyl having 2 to 12 carbons, or 2 to 12 carbons. Or an alkyl having 1 to 12 carbons in which at least one hydrogen is replaced by fluorine or chlorine. Desirable R 1 or R 2 is alkyl having 1 to 12 carbons for increasing the stability to light or heat, and alkoxy having 1 to 12 carbons for increasing the dielectric anisotropy.
  • R 3 and R 4 are independently an alkyl having 1 to 12 carbons, an alkoxy having 1 to 12 carbons, an alkenyl having 2 to 12 carbons, an alkyl having 1 to 12 carbons in which at least one hydrogen is replaced by fluorine or chlorine 12 alkyls or alkenyls having 2 to 12 carbons in which at least one hydrogen is replaced by fluorine or chlorine.
  • Desirable R 3 or R 4 is alkenyl having 2 to 12 carbons for increasing the maximum temperature or decreasing the minimum temperature, and alkyl having 1 to 12 carbons for increasing the stability to light and heat. is there.
  • Preferred alkyl is methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl, hexyl, heptyl or octyl. More desirable alkyl is methyl, ethyl, propyl, butyl or pentyl for decreasing the minimum temperature.
  • Preferred alkoxy is methoxy, ethoxy, propoxy, butoxy, pentyloxy, hexyloxy, or heptyloxy. More desirable alkoxy is methoxy or ethoxy for decreasing the minimum temperature.
  • Preferred alkenyl is vinyl, 1-propenyl, 2-propenyl, 1-butenyl, 2-butenyl, 3-butenyl, 1-pentenyl, 2-pentenyl, 3-pentenyl, 4-pentenyl, 1-hexenyl, 2-hexenyl, 3-hexenyl, 4-hexenyl, or 5-hexenyl. More desirable alkenyl is vinyl, 1-propenyl, 3-butenyl or 3-pentenyl for decreasing the minimum temperature.
  • the preferred configuration of —CH ⁇ CH— in these alkenyls depends on the position of the double bond.
  • Trans is preferable in alkenyl such as 1-propenyl, 1-butenyl, 1-pentenyl, 1-hexenyl, 3-pentenyl and 3-hexenyl for decreasing the minimum temperature.
  • Cis is preferred for alkenyl such as 2-butenyl, 2-pentenyl, and 2-hexenyl.
  • Preferred alkenyloxy is vinyloxy, allyloxy, 3-butenyloxy, 3-pentenyloxy, or 4-pentenyloxy. More desirable alkenyloxy is allyloxy or 3-butenyloxy for decreasing the minimum temperature.
  • alkyl in which at least one hydrogen is replaced by fluorine or chlorine are fluoromethyl, 2-fluoroethyl, 3-fluoropropyl, 4-fluorobutyl, 5-fluoropentyl, 6-fluorohexyl, 7-fluoroheptyl. Or 8-fluorooctyl. Further preferred examples are 2-fluoroethyl, 3-fluoropropyl, 4-fluorobutyl or 5-fluoropentyl for increasing the dielectric anisotropy.
  • alkenyl in which at least one hydrogen is replaced by fluorine or chlorine are 2,2-difluorovinyl, 3,3-difluoro-2-propenyl, 4,4-difluoro-3-butenyl, 5,5-difluoro -4-pentenyl, or 6,6-difluoro-5-hexenyl. Further preferred examples include 2,2-difluorovinyl or 4,4-difluoro-3-butenyl for decreasing the minimum temperature.
  • Ring A and Ring C are independently 1,4-cyclohexylene, 1,4-cyclohexenylene, tetrahydropyran-2,5-diyl, 1,4-phenylene, at least one hydrogen is replaced by fluorine or chlorine 1,4-phenylene, naphthalene-2,6-diyl, naphthalene-2,6-diyl, chroman-2,6-diyl, in which at least one hydrogen is replaced by fluorine or chlorine, or at least one hydrogen Chroman-2,6-diyl replaced with fluorine or chlorine.
  • Desirable ring A or ring C is 1,4-cyclohexylene for decreasing the minimum temperature or increasing the maximum temperature, and 1,4-phenylene for decreasing the minimum temperature.
  • Tetrahydropyran-2,5-diyl is Or And preferably It is.
  • Ring B is 2,3-difluoro-1,4-phenylene, 2-chloro-3-fluoro-1,4-phenylene, 2,3-difluoro-5-methyl-1,4-phenylene, 3,4, 5-trifluoronaphthalene-2,6-diyl or 7,8-difluorochroman-2,6-diyl.
  • Preferred ring B is 2,3-difluoro-1,4-phenylene for decreasing the minimum temperature, and 2-chloro-3-fluoro-1,4-phenylene for decreasing the optical anisotropy. In order to increase the rate anisotropy, 7,8-difluorochroman-2,6-diyl.
  • Ring D and ring E are independently 1,4-cyclohexylene, 1,4-phenylene, 2-fluoro-1,4-phenylene, or 2,5-difluoro-1,4-phenylene. Desirable ring D or ring E is 1,4-cyclohexylene for increasing the maximum temperature, and 1,4-phenylene for decreasing the minimum temperature.
  • Z 1 and Z 2 are independently a single bond, ethylene, carbonyloxy, or methyleneoxy. Desirable Z 1 or Z 2 is a single bond or ethylene for decreasing the minimum temperature, and methyleneoxy for increasing the dielectric anisotropy.
  • Z 3 is a single bond, ethylene, or carbonyloxy. Desirable Z 3 is a single bond for increasing the stability to light and heat.
  • A is 1, 2, or 3; b is 0 or 1; the sum of a and b is 3 or less.
  • Preferred a is 1 for decreasing the minimum temperature, and 2 or 3 for increasing the maximum temperature.
  • Preferred b is 0 for increasing the dielectric anisotropy, and 1 for decreasing the minimum temperature.
  • c is 1, 2 or 3. Desirable c is 1 for decreasing the minimum temperature, and is 2 or 3 for increasing the maximum temperature.
  • the polymer is derived from a polymerizable compound.
  • the polymerizable compound may be a single compound or a mixture of a plurality of compounds. Examples of the polymerizable compound are compound (3), compound (4), compound (5), compound (6), compound (7), or compound (8).
  • the polymerizable compound may be a mixture of compounds selected from the group of compounds (3) to (8).
  • the polymerizable compound may be a mixture with a polymerizable compound different from the compound (3) to the compound (8).
  • a preferable polymerizable compound contains the compound (3), the compound (4), the compound (5), the compound (6), the compound (7), the compound (8), or a mixture thereof in a proportion of 50% by weight or more.
  • Z 4 is alkylene having 1 to 20 carbons, and in this alkylene, at least one hydrogen may be replaced with alkyl having 1 to 5 carbons, fluorine, chlorine, or P 3.
  • At least one —CH 2 — may be replaced by —O—, —CO—, —COO—, —OCO—, —NH—, or —N (R 5 ) —
  • at least one —CH 2 —CH 2 — may be replaced by —CH ⁇ CH— or —C ⁇ C—
  • at least one —CH 2 — is a carbocyclic saturated aliphatic compound, a heterocyclic saturated aliphatic A compound, a carbocyclic unsaturated aliphatic compound, a heterocyclic unsaturated aliphatic compound, a carbocyclic aromatic compound, or a heterocyclic aromatic compound, produced by removing two hydrogens.
  • R 5 is alkyl having 1 to 12 carbons, and in this alkyl, at least one —CH 2 — may be replaced by —O—, —CO—, —COO—, or —OCO—. Good.
  • divalent groups formed by removing two hydrogens from a carbocyclic or heterocyclic saturated aliphatic compound are 1,4-cyclohexylene, decahydronaphthalene-2,6-diyl, tetrahydropyran-2 , 5-diyl, 1,3-dioxane-2,5-diyl and the like.
  • divalent groups formed by removing two hydrogens from carbocyclic or heterocyclic unsaturated aliphatic compounds are 1,4-cyclohexenylene, dihydropyran-2,5-diyl and the like.
  • divalent groups generated by removing two hydrogens from a carbocyclic or heterocyclic aromatic compound are 1,4-phenylene, 1,4-phenylene in which at least one hydrogen is replaced by fluorine, 1,2,3,4-tetrahydronaphthalene-2,6-diyl, naphthalene-1,2-diyl, pyrimidine-2,5-diyl and the like.
  • Preferred Z 4 is alkylene having 1 to 20 carbons, in which at least one hydrogen may be replaced by alkyl having 1 to 5 carbons, and at least one —CH 2 — is —O And at least one —CH 2 — is replaced by a divalent group formed by removing two hydrogens from a carbocyclic saturated aliphatic compound or carbocyclic aromatic compound. In these divalent groups, the carbon number is 5 to 35. Further preferred Z 4 is alkylene having 1 to 20 carbons, in which at least one hydrogen may be replaced by alkyl having 1 to 5 carbons, and at least one —CH 2 — is — It may be replaced with O-.
  • Preferred Z 4 includes a ring structure such as 1,4-cyclohexylene or 1,4-phenylene in order to increase the compatibility with the liquid crystal composition.
  • Preferred Z 4 includes a chain structure such as alkylene in order to easily form a network structure.
  • An example of the compound (3) is from the compound (3-1) to the compound (3-3).
  • p is an integer from 1 to 6
  • q is an integer from 5 to 20.
  • P 1 , P 2 , and P 3 are independently a polymerizable group.
  • Preferred polymerizable groups are the formula (P-1) to the formula (P-6). More preferred polymerizable groups are the formulas (P-1) to (P-3).
  • M 1 , M 2 , and M 3 are independently hydrogen, fluorine, alkyl having 1 to 5 carbons, or at least one hydrogen is fluorine or chlorine 1-5 alkyl substituted with Preferred M 1 , M 2 or M 3 is hydrogen or methyl for increasing the reactivity. More preferred M 1 is hydrogen or methyl, and more preferred M 2 or M 3 is hydrogen.
  • M 4 and M 5 are independently hydrogen or methyl.
  • Preferred M 4 or M 5 is hydrogen for increasing the reactivity.
  • Preferred Z 5 is alkylene having 20 to 60 carbon atoms for low voltage driving, in which at least one hydrogen may be replaced with alkyl having 1 to 20 carbon atoms, and at least one — CH 2 — may be replaced by —O—, —COO—, or —OCO—.
  • More preferred Z 5 is alkylene in which at least one hydrogen is replaced with alkyl for low voltage driving. It is preferred to prevent steric hindrance when the two hydrogens of alkylene are replaced with alkyl. For example, two alkyls are sufficiently separated from each other, or an alkyl having 1 to 5 carbon atoms is used for one of the alkyls. The same is true when at least three hydrogens are replaced by alkyl.
  • R 7 and R 9 are independently alkyl having 1 to 5 carbons
  • R 8 and R 10 are independently alkyl having 5 to 20 carbons.
  • at least one —CH 2 — may be replaced by —O—, —CO—, —COO—, or —OCO—
  • Z 7 is alkylene having 10 to 30 carbon atoms
  • At least one —CH 2 — may be replaced by —O—, —CO—, —COO—, or —OCO—.
  • Examples of compound (4-1) are compound (4-1-1) and compound (4-1-2).
  • R 7 and R 9 are ethyl
  • R 8 and R 10 are independently —CH 2 OCOC 9 H 19 , —CH 2 OCOC 10 H 21 , —CH 2 OC 8 H 17 , or —CH 2 OC 11 H 23 .
  • M 6 is hydrogen or methyl.
  • Preferred M 6 is hydrogen for increasing the reactivity.
  • Z 6 is a single bond or alkylene having 1 to 5 carbon atoms, in which at least one hydrogen may be replaced by fluorine or chlorine, and at least one —CH 2 — is —O—, — It may be replaced by CO-, -COO-, or -OCO-.
  • Preferred Z 6 is a single bond or alkylene having 1 to 5 carbon atoms, in which at least one —CH 2 — is replaced by —O—, —CO—, —COO—, or —OCO—. May be.
  • R 6 is alkyl having 1 to 40 carbon atoms, in which at least one hydrogen may be replaced by fluorine or chlorine, and at least one —CH 2 — is —O—, —CO—. , —COO—, or —OCO—, where at least one —CH 2 — is a carbocyclic saturated aliphatic compound, a heterocyclic saturated aliphatic compound, a carbocyclic unsaturated fat
  • Preferred R 6 is alkyl having 5 to 30 carbons
  • R 11 is alkyl having 5 to 20 carbons, and in this alkyl, at least one —CH 2 — is —O—, —CO—, —COO—, or —OCO— may be substituted, and R 12 and R 13 are each independently alkyl having 3 to 10 carbons, in which at least one —CH 2 — is —O It may be replaced by —, —CO—, —COO—, or —OCO—.
  • Ring F, Ring G, Ring I, Ring J, Ring K, and Ring L are each independently 1,4-cyclohexylene, 1, 4-phenylene, 1,4-cyclohexenylene, pyridine-2,5-diyl, 1,3-dioxane-2,5-diyl, naphthalene-2,6-diyl, or fluorene-2,7-diyl
  • at least one hydrogen is fluorine, chlorine, cyano, hydroxy, formyl, trifluoroacetyl, difluoromethyl, trifluoromethyl, alkyl having 1 to 5 carbons, alkoxy having 1 to 5 carbons, or 1 to carbons It may be substituted with 5 alkoxycarbonyl or alkanoyl having 1 to 5 carbon atoms.
  • preferred rings are 1,4-cyclohexylene, 1,4-phenylene, 2-fluoro-1,4-phenylene, 2-methyl-1 , 4-phenylene, 2-methoxy-1,4-phenylene, or 2-trifluoromethyl-1,4-phenylene. More preferred rings are 1,4-cyclohexylene or 1,4-phenylene.
  • Z 7 , Z 9 , Z 11 , Z 12 , and Z 16 are each independently a single bond, —O—, —COO—, —OCO—, or —OCOO—.
  • Z 14 is a single bond, —O—, or —COO—.
  • preferred Z 8 , Z 10 , Z 13 , or Z 15 is a single bond, —OCH 2 —, —CH 2 O—, —COO—, —OCO—, —CH 2 CH 2 —, —CH 2 CH 2 COO—, or —OCOCH 2 CH 2 —.
  • X is hydrogen, fluorine, chlorine, trifluoromethyl, trifluoromethoxy, cyano, alkyl having 1 to 20 carbons, alkenyl having 2 to 20 carbons, alkoxy having 1 to 20 carbons, or alkoxy having 1 to 20 carbons Carbonyl.
  • e and g are integers from 1 to 4; j and l are independently integers from 0 to 3; the sum of j and l is from 1 to 4; d, f, h, i, k, And m are independently integers from 0 to 20.
  • M 7 to M 12 are independently hydrogen or methyl.
  • An example of the compound (6) is from the compound (6-1) to the compound (6-24).
  • M 7 is hydrogen or methyl
  • d is an integer of 1 to 20.
  • An example of the compound (7) is from the compound (7-1) to the compound (7-31).
  • M 8 and M 9 are independently hydrogen or methyl, and f and h are each independently an integer of 1 to 20.
  • An example of the compound (8) is from the compound (8-1) to the compound (8-10).
  • M 10 , M 11 , and M 12 are independently hydrogen or methyl, and i, k, and m are independently 1 to 20 It is an integer.
  • Desirable compounds (1) are the compounds (1-1) to (1-22) according to item 2.
  • at least one of the first components is compound (1-1), compound (1-2), compound (1-3), compound (1-4), compound (1-6), compound ( 1-7), compound (1-8), or compound (1-10) is preferable.
  • At least two of the first components are compound (1-1) and compound (1-6), compound (1-1) and compound (1-10), compound (1-3) and compound (1-6), A compound (1-3) and a compound (1-10), a compound (1-4) and a compound (1-6), or a combination of a compound (1-4) and a compound (1-10) is preferable.
  • Desirable compound (2) is the compound (2-1) to the compound (2-13) according to item 5.
  • at least one of the second components is the compound (2-1), the compound (2-3), the compound (2-5), the compound (2-6), the compound (2-8), or the compound (2-9) is preferred.
  • At least two of the second components are compound (2-1) and compound (2-5), compound (2-1) and compound (2-6), compound (2-1) and compound (2-8), compound (2-1) and Compound (2-9) Compound (2-3) and Compound (2-5), Compound (2-3) and Compound (2-6), Compound (2-3) and Compound (2 ⁇ 8), or a combination of compound (2-3) and compound (2-9).
  • compositions are prepared from the compound thus obtained by known methods. For example, the component compounds are mixed and dissolved in each other by heating.
  • additives that may be added to the composition will be described.
  • Such additives are optically active compounds, antioxidants, ultraviolet absorbers, dyes, antifoaming agents, polymerization initiators, polymerization inhibitors, polar compounds and the like.
  • An optically active compound is added to the composition for the purpose of inducing a helical structure of liquid crystal molecules to give a twist angle. Examples of such a compound are the compound (9-1) to the compound (9-5).
  • a desirable ratio of the optically active compound is approximately 5% by weight or less. A more desirable ratio is in the range of approximately 0.01% by weight to approximately 2% by weight.
  • an antioxidant is composed. Added to the product.
  • a preferred example of the antioxidant is a compound (10) wherein r is an integer of 1 to 9.
  • r is 1, 3, 5, 7, or 9. Further preferred r is 7. Since the compound (10) in which r is 7 has low volatility, it is effective for maintaining a large voltage holding ratio not only at room temperature but also at a temperature close to the upper limit temperature after the device has been used for a long time.
  • a desirable ratio of the antioxidant is approximately 50 ppm or more for achieving its effect, and is approximately 600 ppm or less for avoiding a decrease in the maximum temperature or avoiding an increase in the minimum temperature.
  • a more desirable ratio is in the range of approximately 100 ppm to approximately 300 ppm.
  • the ultraviolet absorber examples include benzophenone derivatives, benzoate derivatives, triazole derivatives and the like. Also preferred are light stabilizers such as sterically hindered amines.
  • a desirable ratio of these absorbers and stabilizers is approximately 50 ppm or more for achieving the effect thereof, and approximately 10,000 ppm or less for avoiding a decrease in the maximum temperature or avoiding an increase in the minimum temperature. A more desirable ratio is in the range of approximately 100 ppm to approximately 10,000 ppm.
  • a dichroic dye such as an azo dye or an anthraquinone dye is added to the composition in order to adapt it to a GH (guest host) mode element.
  • a preferred ratio of the dye is in the range of approximately 0.01% by weight to approximately 10% by weight.
  • an antifoaming agent such as dimethyl silicone oil or methylphenyl silicone oil is added to the composition.
  • a desirable ratio of the antifoaming agent is approximately 1 ppm or more for obtaining the effect thereof, and approximately 1000 ppm or less for preventing a display defect.
  • a more desirable ratio is in the range of approximately 1 ppm to approximately 500 ppm.
  • Polymerizable compound is polymerized by ultraviolet irradiation.
  • the polymerization may be performed in the presence of a polymerization initiator such as a photopolymerization initiator.
  • a polymerization initiator such as a photopolymerization initiator.
  • Appropriate conditions for polymerization and the appropriate type and amount of initiator are known to the person skilled in the art and are described in the literature.
  • Irgacure 651 registered trademark; BASF
  • Irgacure 184 registered trademark; BASF
  • Darocur 1173 registered trademark; BASF
  • a polymerization inhibitor When storing the polymerizable compound, a polymerization inhibitor may be added to prevent polymerization.
  • the polymerizable compound is usually added to the composition without removing the polymerization inhibitor.
  • the polymerization inhibitor include hydroquinone, hydroquinone derivatives such as methylhydroquinone, 4-t-butylcatechol, 4-methoxyphenol, phenothiazine, and the like.
  • the polar compound is an organic compound having polarity.
  • a compound having an ionic bond is not included.
  • Atoms such as oxygen, sulfur, and nitrogen are more electronegative and tend to have partial negative charges.
  • Carbon and hydrogen tend to be neutral or have a partial positive charge.
  • Polarity arises from the fact that partial charges are not evenly distributed among different types of atoms in a compound.
  • the polar compound has at least one of partial structures such as —OH, —COOH, —SH, —NH 2 ,>NH,> N—.
  • the polymerizable compound and the polymerizable composition will be described.
  • the compound (3) when there are many polymerizable groups, the polymer surrounding the droplets becomes hard due to crosslinking, or the network becomes dense.
  • Preferred polymerizable compounds have at least one acryloyloxy (—OCO—CH ⁇ CH 2 ) or methacryloyloxy (—OCO— (CH 3 ) C ⁇ CH 2 ).
  • Compound (3) gives the corresponding polymer by polymerization.
  • an oligomer thereof may be used.
  • a preferred polymer is colorless and transparent, and is insoluble in the liquid crystal composition.
  • a preferred polymer has excellent adhesion to the substrate of the device and lowers the driving voltage.
  • a polymerizable compound different from the compound (3) may be used in combination.
  • Compound (4) is diacrylate or dimethacrylate. Since Z 5 is alkylene or the like, the polymer tends to form a network structure. When the molecular chains of the Z 5 is short, since the crosslinked part of the polymer is close, mesh decreases. When the molecular chains of the Z 5 is long, separated crosslinking sites of the polymer, the degree of freedom of molecular motion is improved, the driving voltage decreases. When Z 5 is branched, since the degree of freedom is further improved, further decreases the driving voltage. In order to improve this effect, a polymerizable compound different from the compound (4) may be used in combination.
  • Compound (5) is acrylate or methacrylate.
  • R 6 has a cyclic structure
  • the affinity with the liquid crystal composition is improved.
  • R 6 is alkylene
  • the polymer tends to form a network structure.
  • the degree of freedom of molecular motion is improved by alkylene, the driving voltage is lowered.
  • a polymerizable compound different from the compound (5) may be used in combination.
  • Compound (6), Compound (7), and Compound (8) have at least one acryloyloxy (—OCO—CH ⁇ CH 2 ) or methacryloyloxy (—OCO— (CH 3 ) C ⁇ CH 2 ).
  • Liquid crystal compounds have mesogens (rigid sites that exhibit liquid crystallinity), and these compounds also have mesogens. Therefore, these compounds are aligned in the same direction by the action of the alignment layer together with the liquid crystal compound. This orientation is maintained after polymerization. Such a liquid crystal composite has high transparency.
  • a polymerizable compound different from the compound (6), the compound (7), and the compound (8) may be used in combination.
  • the polymerizable composition is a mixture of a liquid crystal composition and a polymerizable compound.
  • a polar compound may be added to the liquid crystal composition.
  • the polar group of this compound has a non-covalent interaction with the surface of a glass substrate, a metal oxide film or the like. This compound is adsorbed on the substrate surface by the action of the polar group and controls the alignment of the liquid crystal molecules.
  • the polar compound may control not only the liquid crystal molecules but also the polymerizable compound. Such effects are expected for polar compounds.
  • a method for preparing a liquid crystal composite from the polymerizable composition is as follows. First, a polymerizable composition is sandwiched between a pair of substrates. Next, the polymerizable compound is polymerized by heat or light. UV irradiation is preferred for the polymerization. Polymerization causes phase separation of the polymer from the polymerizable composition. Thereby, a light control layer is formed between the substrates. This light control layer is classified into a polymer dispersion type, a polymer network type, and a mixed type of both.
  • This liquid crystal composite is used for a liquid crystal light control device and the like. This is because the transparency / opacity of the element can be controlled by the voltage applied to the element.
  • This element can be obtained by the following method. First, the polymerizable composition is held between a pair of transparent substrates, at least one of which has a transparent electrode, by a vacuum injection method or a liquid crystal dropping method at a temperature higher than the upper limit temperature. Next, the polymerizable compound in the polymerizable composition is polymerized by irradiation with heat or ultraviolet rays. At this time, a light control layer composed of a liquid crystal composition and a polymer is formed, so that a liquid crystal light control device is obtained.
  • this substrate is a material that is not easily deformed, such as a glass plate, a quartz plate, and an acrylic plate.
  • a flexible transparent plastic film such as an acrylic film or a polycarbonate film.
  • one of the substrates may be an opaque material such as silicon resin.
  • This substrate has a transparent electrode thereon.
  • An alignment film or the like may be provided on the transparent electrode. Examples of the transparent electrode are indium tin oxide (tin-doped indium oxide, ITO) or a conductive polymer.
  • a thin film such as polyimide or polyvinyl alcohol is suitable for the alignment layer on the substrate.
  • the polyimide alignment film can be obtained by applying a polyimide resin composition on a transparent substrate, thermosetting at a temperature of 180 ° C. or higher, and rubbing with a cotton cloth or a rayon cloth as necessary.
  • the pair of substrates are opposed so that the transparent electrode layer is on the inside.
  • Spacers may be inserted in order to make the thickness between the substrates uniform.
  • the spacer are glass particles, plastic particles, alumina particles, photospacers and the like.
  • the thickness of the light control layer is preferably 2 to 50 ⁇ m, more preferably 5 to 20 ⁇ m.
  • a general-purpose sealing agent can be used to bond the pair of substrates.
  • An example of the sealing agent is an epoxy thermosetting composition.
  • ultraviolet irradiation is preferred.
  • the ultraviolet irradiation lamp are a metal halide lamp, a high-pressure mercury lamp, an ultra-high pressure mercury lamp, and the like.
  • the wavelength of ultraviolet light is preferably in the absorption wavelength region of the photopolymerization initiator. Avoid the absorption wavelength region of the liquid crystal composition.
  • a preferable wavelength is 330 nm or more.
  • a more preferable wavelength is 350 nm or more.
  • the reaction may be performed near room temperature or may be performed by heating.
  • a light absorption layer, a diffuse reflector, etc. can be disposed on the back surface of the element as necessary.
  • Functions such as specular reflection, diffuse reflection, retroreflection, and hologram reflection can also be added.
  • Such an element has a function as a light control film or a light control glass.
  • the element When the element is in the form of a film, it can be attached to an existing window or sandwiched between a pair of glass plates to form a laminated glass.
  • Such an element is used for a partition between a window and a conference room installed on the outer wall and the hallway. That is, there are applications such as electronic blinds, dimming windows, and smart windows.
  • the function as an optical switch can be used for a liquid crystal shutter or the like.
  • the present invention will be described in more detail with reference to examples. The invention is not limited by these examples.
  • the present invention includes a mixture of the composition (M1) and the composition (M2).
  • the invention also includes a mixture of at least two of the example compositions.
  • the synthesized compound was identified by a method such as NMR analysis. The characteristics of the compound, composition and device were measured by the following methods.
  • NMR analysis DRX-500 manufactured by Bruker BioSpin Corporation was used for measurement.
  • the sample was dissolved in a deuterated solvent such as CDCl 3, and the measurement was performed at room temperature, 500 MHz, and 16 times of integration.
  • Tetramethylsilane was used as an internal standard.
  • CFCl 3 was used as an internal standard and the number of integrations was 24.
  • s is a singlet
  • d is a doublet
  • t is a triplet
  • q is a quartet
  • quint is a quintet
  • sex is a sextet
  • m is a multiplet
  • br is broad.
  • GC-14B gas chromatograph manufactured by Shimadzu Corporation was used for measurement.
  • the carrier gas is helium (2 mL / min).
  • the sample vaporization chamber was set at 280 ° C, and the detector (FID) was set at 300 ° C.
  • capillary column DB-1 (length 30 m, inner diameter 0.32 mm, film thickness 0.25 ⁇ m; stationary liquid phase is dimethylpolysiloxane; nonpolar) manufactured by Agilent Technologies Inc. was used.
  • the column was held at 200 ° C. for 2 minutes and then heated to 280 ° C. at a rate of 5 ° C./min.
  • a sample was prepared in an acetone solution (0.1% by weight), and 1 ⁇ L thereof was injected into the sample vaporization chamber.
  • the recorder is a C-R5A Chromatopac manufactured by Shimadzu Corporation, or an equivalent product.
  • the obtained gas chromatogram showed the peak retention time and peak area corresponding to the component compounds.
  • capillary column As a solvent for diluting the sample, chloroform, hexane or the like may be used.
  • the following capillary column may be used.
  • HP-1 from Agilent Technologies Inc. (length 30 m, inner diameter 0.32 mm, film thickness 0.25 ⁇ m), Rtx-1 from Restek Corporation (length 30 m, inner diameter 0.32 mm, film thickness 0.25 ⁇ m), BP-1 (length 30 m, inner diameter 0.32 mm, film thickness 0.25 ⁇ m) manufactured by SGE International Pty.
  • a capillary column CBP1-M50-025 length 50 m, inner diameter 0.25 mm, film thickness 0.25 ⁇ m
  • Shimadzu Corporation may be used.
  • the ratio of the liquid crystal compound contained in the composition may be calculated by the following method.
  • the mixture of liquid crystalline compounds is analyzed by gas chromatography (FID).
  • FID gas chromatography
  • the area ratio of peaks in the gas chromatogram corresponds to the ratio of liquid crystal compounds.
  • the correction coefficient of each liquid crystal compound may be regarded as 1. Therefore, the ratio (% by weight) of the liquid crystal compound can be calculated from the peak area ratio.
  • Measurement sample When measuring the characteristics of the composition and the device, the composition was used as it was as a sample.
  • a sample for measurement was prepared by mixing this compound (15% by weight) with mother liquid crystals (85% by weight). The characteristic value of the compound was calculated from the value obtained by the measurement by extrapolation.
  • (Extrapolated value) ⁇ (Measured value of sample) ⁇ 0.85 ⁇ (Measured value of mother liquid crystal) ⁇ / 0.15.
  • the ratio of the compound and the mother liquid crystal is 10% by weight: 90% by weight, 5% by weight: 95% by weight, 1% by weight: 99% by weight in this order. changed.
  • the maximum temperature, optical anisotropy, viscosity, and dielectric anisotropy values for the compound were determined.
  • the following mother liquid crystals were used.
  • the ratio of the component compounds is shown by weight%.
  • Measurement method The characteristics were measured by the following method. Many of these are the methods described in the JEITA standard (JEITA ED-2521B) deliberated and established by the Japan Electronics and Information Technology Industries Association (JEITA), or a modified method thereof. Met. No thin film transistor (TFT) was attached to a TN (twisted nematic) element used for the measurement.
  • TFT thin film transistor
  • nematic phase (NI; ° C.): A sample was placed on a hot plate of a melting point measuring apparatus equipped with a polarizing microscope and heated at a rate of 1 ° C./min. The temperature was measured when a part of the sample changed from a nematic phase to an isotropic liquid.
  • the upper limit temperature of the nematic phase may be abbreviated as “upper limit temperature”.
  • T C Minimum temperature of nematic phase
  • a sample having a nematic phase is placed in a glass bottle and placed in a freezer at 0 ° C., ⁇ 10 ° C., ⁇ 20 ° C., ⁇ 30 ° C., and ⁇ 40 ° C. for 10 days. After storage, the liquid crystal phase was observed. For example, when the sample remained in a nematic phase at ⁇ 20 ° C. and changed to a crystalline or smectic phase at ⁇ 30 ° C., the TC was described as ⁇ 20 ° C.
  • the lower limit temperature of the nematic phase may be abbreviated as “lower limit temperature”.
  • Viscosity Bulk viscosity; ⁇ ; measured at 20 ° C .; mPa ⁇ s: An E-type viscometer manufactured by Tokyo Keiki Co., Ltd. was used for the measurement.
  • Viscosity (Rotational Viscosity; ⁇ 1; Measured at 25 ° C .; mPa ⁇ s): A rotational viscosity measurement system LCM-2 type manufactured by Toyo Technica Co., Ltd. was used for the measurement. A sample was injected into a VA (vertical alignment) element having a distance (cell gap) between two glass substrates of 10 ⁇ m. A rectangular wave (55 V, 1 ms) was applied to this element. The peak current (peak current) and peak time (peak time) of the transient current (transient current) generated by this application were measured. Using these measured values and dielectric anisotropy, a value of rotational viscosity was obtained. The dielectric anisotropy was measured by the method described in measurement (6).
  • the dielectric constants ( ⁇ and ⁇ ) were measured as follows. 1) Measurement of dielectric constant ( ⁇ ): An ethanol (20 mL) solution of octadecyltriethoxysilane (0.16 mL) was applied to a well-cleaned glass substrate. The glass substrate was rotated with a spinner and then heated at 150 ° C. for 1 hour. A sample was put in a VA element in which the distance between two glass substrates (cell gap) was 4 ⁇ m, and the element was sealed with an adhesive that was cured with ultraviolet rays.
  • Sine waves (0.5 V, 1 kHz) were applied to the device, and after 2 seconds, the dielectric constant ( ⁇ ) in the major axis direction of the liquid crystal molecules was measured.
  • 2) Measurement of dielectric constant ( ⁇ ) A polyimide solution was applied to a well-cleaned glass substrate. After baking this glass substrate, the obtained alignment film was rubbed. A sample was injected into a TN device in which the distance between two glass substrates (cell gap) was 9 ⁇ m and the twist angle was 80 degrees. Sine waves (0.5 V, 1 kHz) were applied to the device, and after 2 seconds, the dielectric constant ( ⁇ ) in the minor axis direction of the liquid crystal molecules was measured.
  • Threshold voltage (Vth; measured at 25 ° C .; V): An LCD5100 luminance meter manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd. was used for the measurement.
  • the light source was a halogen lamp.
  • a sample is placed in a normally black mode VA element in which the distance between two glass substrates (cell gap) is 4 ⁇ m and the rubbing direction is anti-parallel, and an adhesive that cures the element with ultraviolet rays is used. And sealed.
  • the voltage (60 Hz, rectangular wave) applied to this element was increased stepwise from 0V to 20V by 0.02V.
  • the device was irradiated with light from the vertical direction, and the amount of light transmitted through the device was measured.
  • a voltage-transmittance curve was created in which the transmittance was 100% when the light amount reached the maximum and the transmittance was 0% when the light amount was the minimum.
  • the threshold voltage was expressed as a voltage when the transmittance reached 10%.
  • VHR Voltage holding ratio
  • the TN device used for the measurement had a polyimide alignment film, and the distance between two glass substrates (cell gap) was 3.5 ⁇ m. .
  • a sample was injected into the TN device and sealed with an adhesive that was cured by ultraviolet rays.
  • This TN device was placed in a constant temperature bath at 60 ° C. and charged by applying a pulse voltage (1 V, 60 microseconds, 3 Hz).
  • the decaying voltage was measured for 166.6 milliseconds with a high-speed voltmeter, and the area A between the voltage curve and the horizontal axis in a unit cycle was determined.
  • Area B was the area when it was not attenuated.
  • the voltage holding ratio was expressed as a percentage of area A with respect to area B.
  • UV-VHR Voltage holding ratio
  • the TN device into which the sample was injected was irradiated with 5 milliW ultraviolet rays for 166.6 minutes using a black light as a light source.
  • the voltage holding ratio was measured and the stability against ultraviolet rays was evaluated.
  • the configuration of the TN device and the method for measuring the voltage holding ratio are described in item (8).
  • a composition having a large UV-VHR has a large stability to ultraviolet light. UV-VHR is preferably 90% or more, more preferably 95% or more.
  • Voltage holding ratio (10) Voltage holding ratio (heated VHR; measured at 60 ° C .;%): After heating the TN device injected with the sample in a 120 ° C. constant temperature bath for 20 hours, the voltage holding ratio is measured and the stability against heat is measured. evaluated. The configuration of the TN device and the method for measuring the voltage holding ratio are described in item (8).
  • a composition having a large heated VHR has a large stability to heat.
  • the heating VHR is preferably 90% or more, and more preferably 95% or more.
  • the response time was expressed as the time required for the change from 90% transmittance to 10% transmittance (fall time; millisecond).
  • Elastic constant (K11: splay elastic constant, K33: bend elastic constant; measured at 25 ° C .; pN):
  • an EC-1 type elastic constant measuring instrument manufactured by Toyo Corporation was used. Using. A sample was injected into a VA element in which the distance between two glass substrates (cell gap) was 20 ⁇ m. A 20 to 0 volt charge was applied to the device, and the capacitance and applied voltage were measured. Fitting the measured values of capacitance (C) and applied voltage (V) using “Liquid Crystal Device Handbook” (Nikkan Kogyo Shimbun), formulas (2.98) and (2.101) on page 75 The value of the elastic constant was obtained from the formula (2.100).
  • Pretilt angle (degree) A spectroscopic ellipsometer M-2000U (manufactured by J. A. Woollam Co., Inc.) was used for the measurement of the pretilt angle.
  • Flicker rate (measured at 25 ° C .;%): A multimedia display tester 3298F manufactured by Yokogawa Electric Corporation was used for measurement.
  • the light source was an LED.
  • a sample was put in a normally black mode element in which the distance between two glass substrates (cell gap) was 3.5 ⁇ m and the rubbing direction was anti-parallel.
  • the device was sealed using an adhesive that was cured with ultraviolet light.
  • a voltage was applied to this element, and the voltage at which the amount of light transmitted through the element was maximized was measured. While applying this voltage to the element, the sensor portion was brought close to the element, and the displayed flicker rate was read.
  • Haze ratio (%) A haze meter NDH5000 (manufactured by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd.) was used for measuring the haze ratio.
  • compositions examples are shown below.
  • the component compounds were represented by symbols based on the definitions in Table 3 below.
  • Table 3 the configuration regarding 1,4-cyclohexylene is trans.
  • the number in parentheses after the symbolized compound represents the chemical formula to which the compound belongs.
  • the symbol ( ⁇ ) means other liquid crystal compounds.
  • the ratio (percentage) of the liquid crystal compound is a weight percentage (% by weight) based on the weight of the liquid crystal composition containing no additive.
  • the polymerizable compounds (RM-1) to (RM-11) used in the examples are shown below.
  • Example 1 Preparation of liquid crystal light control device Irgacure 651 as a photopolymerization initiator was added to the composition (M1) having negative dielectric anisotropy in a proportion of 0.3% by weight.
  • a polymerizable composition was prepared by mixing 95% by weight of the composition (M1) and 5% by weight of the polymerizable compound (RM-1).
  • This polymerizable composition was injected into a VA (vertical alignment) element in which the distance between two glass substrates (cell gap) was 3.5 ⁇ m. The temperature at the time of injection was 140 ° C.
  • This device was irradiated with 1J of 365 nm ultraviolet light to produce a device having a liquid crystal composite. This element was transparent. When a voltage of 45 V was applied to the device and irradiated with light, the device became opaque. From this result, it was found that the VA element was in the reverse mode.
  • Example 2 to 29 Using the composition (M1) to the composition (M20) and the polymerizable compounds (RM-1) to (RM-9), VA devices were produced in the same procedure as in Example 1. The results are summarized in Table 4. All VA devices were in the reverse mode.
  • Example 30 Preparation of liquid crystal light control device Next, two kinds of polymerizable compositions were combined. Irgacure 651 as a photopolymerization initiator was added to the composition (M20) having negative dielectric anisotropy at a ratio of 0.3% by weight. 90% by weight of the liquid crystal composition (M20), 5% by weight of the polymerizable compound (RM-8) and 5% by weight of the polymerizable compound (RM-11) were mixed to prepare a polymerizable composition. This polymerizable composition was injected into a VA device in which the distance between two glass substrates (cell gap) was 3.5 ⁇ m. The temperature at the time of injection was 140 ° C.
  • This device was irradiated with 1J of 365 nm ultraviolet light to produce a device having a liquid crystal composite.
  • This element was transparent.
  • a voltage of 45 V was applied to the device and irradiated with light, the device became opaque. From this result, it was found that the VA element was in the reverse mode.
  • Example 31 to 39 From the composition (M20) and two kinds of polymerizable compounds, a VA device was produced in the same procedure as in Example 30. The results are summarized in Table 5. All VA devices were in the reverse mode.
  • the VA device produced in Example 18 was placed in a haze meter so that the device was perpendicular to the incident light. A voltage in the range of 0 to 60 V was applied to this device, and the haze ratio was measured. The haze ratio when no voltage was applied was 3.2% (transparent). The haze ratio when a voltage of 30 V was applied was 62.2% (opaque). Similarly, the haze ratio was measured for some VA devices. The results are summarized in Table 6. Since the haze ratio has voltage dependency, the optimum combination of haze ratio and voltage is described.
  • a glass substrate element When measuring the characteristics of a liquid crystal composition or a liquid crystal display element, a glass substrate element is usually used.
  • a plastic film In the liquid crystal light control device, a plastic film may be used for the substrate. Therefore, an element having a substrate made of polycarbonate was prepared, and characteristics such as threshold voltage and response time were measured. This measured value was compared with the case of the element of a glass substrate. As a result, the two types of measured values were almost the same. Therefore, in the characteristics such as threshold voltage and response time, values measured with the glass substrate element are described.
  • the liquid crystal light control device containing the liquid crystal composite of the present invention has characteristics such as a short response time, a large voltage holding ratio, a low threshold voltage, a large haze ratio, and a long life. Can be used for

Abstract

高い上限温度、低い下限温度、小さな粘度、大きな光学異方性、負に大きな誘電率異方性のような特性の少なくとも1つを充足する、またはこれらの特性の少なくとも2つのあいだで適切なバランスを有する液晶組成物を含有し、調光に適した液晶複合体、およびこの液晶複合体を有する液晶調光素子を提供する。 負に大きな誘電率異方性を有する特定の化合物を含有する液晶組成物と重合体とを含有する液晶複合体であり、この液晶複合体は、高い上限温度または低い下限温度を有する特定の化合物をさらに含有してもよい。

Description

液晶複合体および液晶調光素子
 本発明は、主として液晶調光素子に関する。更に詳しくは、重合体と液晶組成物とを組み合わせた液晶複合体を有する液晶調光素子に関する。
 液晶調光素子には、光散乱を利用するなどの方法がある。このような素子は窓ガラスや部屋の仕切りのような建築材料、車載部品などに使われる。これらの素子には、ガラス基板のような硬質基板に加えて、プラスチックフィルムのような軟質基板が使われる。これらの基板に挟持された液晶組成物では、印加する電圧を調節することによって、液晶分子の配列が変わる。この方法によって、液晶組成物を透過する光を制御することができるので、液晶調光素子は、ディスプレイ、光シャッター、調光窓(先行文献1)、スマートウィンドウ(先行文献2)などに幅広く使用されている。
 液晶調光素子の一例は、光散乱モードの高分子分散型である。液晶組成物は、重合体中に分散している。この素子は次の特徴を有している。素子の作製が容易である。広い面積に渡って膜厚制御が容易であるので、大きな画面の素子を作製することが可能である。偏光板を必要としないので、明るい表示が可能である。光散乱を利用するので視野角が広い。この素子は、このような優れた性質を持っているので、調光ガラス、投射型ディスプレイ、大面積ディスプレイなどの用途が期待されている。
 別の例は、ポリマーネットワーク型の液晶調光素子である。この型の素子では、重合体の三次元ネットワーク中に液晶組成物が存在する。この組成物は連続している点で、高分子分散型とは異なる。この型の素子も、高分子分散型の素子と同様な特徴を有している。ポリマーネットワーク型と高分子分散型とが混在した液晶調光素子も存在する。
 液晶調光素子には適切な特性を有する液晶組成物が用いられる。この組成物の特性を向上させることによって、良好な特性を有する素子を得ることができる。2つの特性における関連を下記の表1にまとめる。組成物の特性を素子に基づいてさらに説明する。ネマチック相の温度範囲は、素子の使用できる温度範囲に関連する。ネマチック相の好ましい上限温度は約90℃以上であり、そしてネマチック相の好ましい下限温度は約-20℃以下である。組成物の粘度は素子の応答時間に関連する。光の透過率を制御するためには短い応答時間が好ましい。1ミリ秒でもより短い応答時間が望ましい。したがって、組成物における小さな粘度が好ましい。低い温度における小さな粘度はさらに好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000012
 組成物の光学異方性は、液晶調光素子のヘイズ率に関連する。ヘイズ率は全透過光に対する拡散光の割合である。光を遮断するときは大きなヘイズ率が好ましい。大きなヘイズ率には大きな光学異方性が好ましい。組成物における大きな誘電率異方性は、素子における低いしきい値電圧や小さな消費電力に寄与する。したがって、大きな誘電率異方性が好ましい。組成物における大きな比抵抗は、素子における大きな電圧保持率に寄与する。したがって、初期段階において大きな比抵抗を有する組成物が好ましい。長時間使用したあと、大きな比抵抗を有する組成物が好ましい。光や熱に対する組成物の安定性や耐候性は、素子の寿命に関連する。この安定性や耐候性が良好であるとき、寿命が長い。素子にはこれらの特性が望まれている。
 液晶調光素子には、ノーマルモードとリバースモードがある。ノーマルモードでは電圧無印加時に不透明であり、電圧印加時に透明になる。リバースモードでは電圧無印加時に透明であり、電圧印加時に不透明になる。素子が故障したときには透明になるリバースモードの素子が自動車の窓などの用途に期待されている。
特開平06-273725号公報 国際公開2011-96386号公報 特開昭63-278035号公報 特開平01-198725号公報 特開平07-104262号公報 特開平07-175045号公報
 本発明の課題は、ネマチック相の高い上限温度、ネマチック相の低い下限温度、小さな粘度、大きな光学異方性、負に大きな誘電率異方性、大きな比抵抗、光に対する高い安定性、熱に対する高い安定性、大きな弾性定数のような特性の少なくとも1つを充足する液晶組成物を含有し、調光に適した液晶複合体を提供することである。別の課題は、これらの特性の少なくとも2つのあいだで適切なバランスを有する液晶組成物を含有し、調光に適した液晶複合体を提供することである。別の課題は、このような液晶複合体を有する液晶調光素子を提供することである。別の課題は、短い応答時間、大きな電圧保持率、低いしきい値電圧、大きなヘイズ率、長い寿命のような特性を有する液晶調光素子を提供することである。
 本発明は、第一成分として式(1)で表される化合物から選択された少なくとも1つの化合物を含有する液晶組成物と重合体とを含有する液晶複合体、この複合体を有する液晶調光素子などに関する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000013

式(1)において、RおよびRは独立して、炭素数1から12のアルキル、炭素数1から12のアルコキシ、炭素数2から12のアルケニル、炭素数2から12のアルケニルオキシ、または少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数1から12のアルキルであり;環Aおよび環Cは独立して、1,4-シクロヘキシレン、1,4-シクロヘキセニレン、テトラヒドロピラン-2,5-ジイル、1,4-フェニレン、少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた1,4-フェニレン、ナフタレン-2,6-ジイル、少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられたナフタレン-2,6-ジイル、クロマン-2,6-ジイル、または少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられたクロマン-2,6-ジイルであり;環Bは、2,3-ジフルオロ-1,4-フェニレン、2-クロロ-3-フルオロ-1,4-フェニレン、2,3-ジフルオロ-5-メチル-1,4-フェニレン、3,4,5-トリフルオロナフタレン-2,6-ジイル、または7,8-ジフルオロクロマン-2,6-ジイルであり;ZおよびZは独立して、単結合、エチレン、カルボニルオキシ、またはメチレンオキシであり;aは1、2、または3であり、bは0または1であり;そしてaとbとの和は3以下である。
 本発明の長所は、ネマチック相の高い上限温度、ネマチック相の低い下限温度、小さな粘度、大きな光学異方性、負に大きな誘電率異方性、大きな比抵抗、光に対する高い安定性、熱に対する高い安定性、大きな弾性定数のような特性の少なくとも1つを充足する液晶組成物を含有し、調光に適した液晶複合体を提供することである。別の長所は、これらの特性の少なくとも2つのあいだで適切なバランスを有する液晶組成物を含有し、調光に適した液晶複合体を提供することである。別の長所は、このような液晶複合体を有する液晶調光素子を提供することである。別の長所は、短い応答時間、大きな電圧保持率、低いしきい値電圧、大きなヘイズ率、長い寿命のような特性を有する液晶調光素子を提供することである。
 この明細書では、「液晶性化合物」、「重合性化合物」、「液晶組成物」、「重合性組成物」、「液晶複合体」、「液晶調光素子」などの用語を用いる。「液晶性化合物」は、ネマチック相、スメクチック相などの液晶相を有する化合物および液晶相を有しないが、ネマチック相の温度範囲、粘度、誘電率異方性のような特性を調節する目的で組成物に添加される化合物の総称である。この化合物は、例えば1,4-シクロヘキシレンや1,4-フェニレンのような六員環を有し、その分子構造は棒状(rod like)である。「重合性化合物」は、液晶組成物中に重合体を生成させる目的で添加される化合物である。アルケニルを有する液晶性化合物は、その意味では重合性ではない。
 「液晶組成物」は、複数の液晶性化合物を混合することによって調製される。この液晶組成物に、光学活性化合物、酸化防止剤、紫外線吸収剤、色素、消泡剤、極性化合物のような添加物が必要に応じて添加される。液晶性化合物の割合は、添加物を添加した場合であっても、添加物を含まない液晶組成物に基づいた重量百分率(重量%)で表される。添加物の割合は、添加物を含まない液晶組成物に基づいた重量百分率(重量%)で表される。すなわち、液晶性化合物や添加物の割合は、液晶性化合物の全重量に基づいて算出される。
 「重合性組成物」は、液晶組成物に重合性化合物を混合することによって調製される。すなわち、重合性組成物は、少なくとも1つの重合性化合物と液晶組成物との混合物である。重合性化合物には、重合開始剤、重合禁止剤、極性化合物のような添加物が必要に応じて添加される。重合性化合物や液晶組成物の割合は、添加物を添加した場合であっても、添加物を含まない重合性組成物に基づいた重量百分率(重量%)で表される。重合開始剤、重合禁止剤、極性化合物のような添加物の割合は、液晶組成物に基づいた重量百分率(重量%)で表される。「液晶複合体」は、重合性組成物の重合処理によって生成する。「液晶調光素子」は、液晶複合体を有し、調光に用いられる液晶パネルおよび液晶モジュールの総称である。
 「ネマチック相の上限温度」を「上限温度」と略すことがある。「ネマチック相の下限温度」を「下限温度」と略すことがある。「比抵抗が大きい」は、組成物が初期段階において大きな比抵抗を有し、そして長時間使用したあと、大きな比抵抗を有することを意味する。「電圧保持率が大きい」は、素子が初期段階において室温だけでなく上限温度に近い温度でも大きな電圧保持率を有し、そして長時間使用したあと室温だけでなく上限温度に近い温度でも大きな電圧保持率を有することを意味する。組成物や素子の特性が経時変化試験によって検討されることがある。「誘電率異方性を上げる」の表現は、誘電率異方性が正である組成物のときは、その値が正に増加することを意味し、誘電率異方性が負である組成物のときは、その値が負に増加することを意味する。
 式(1)で表される化合物を「化合物(1)」と略すことがある。式(1)で表される化合物から選択された少なくとも1つの化合物を「化合物(1)」と略すことがある。「化合物(1)」は、式(1)で表される1つの化合物、2つの化合物の混合物、または3つ以上の化合物の混合物を意味する。他の式で表される化合物についても同様である。「少なくとも1つの‘A’」の表現は、‘A’の数は任意であることを意味する。「少なくとも1つの‘A’は、‘B’で置き換えられてもよい」の表現は、‘A’の数が1つのとき、‘A’の位置は任意であり、‘A’の数が2つ以上のときも、それらの位置は制限なく選択できる。このルールは、「少なくとも1つの‘A’が、‘B’で置き換えられた」の表現にも適用される。
 「少なくとも1つの-CH-は-O-で置き換えられてもよい」のような表現がこの明細書で使われることがある。この場合、-CH-CH-CH-は、隣接しない-CH-が-O-で置き換えられることによって-O-CH-O-に変換されてもよい。しかしながら、隣接した-CH-が-O-で置き換えられることはない。この置き換えでは-O-O-CH-(ペルオキシド)が生成するからである。すなわち、この表現は、「1つの-CH-は-O-で置き換えられてもよい」と「少なくとも2つの隣接しない-CH-は-O-で置き換えられてもよい」の両方とを意味する。このルールは、-O-への置き換えだけでなく、-CH=CH-や-COO-のような二価基への置き換えにも適用される。
 成分化合物の化学式において、末端基Rの記号を複数の化合物に用いる。これらの化合物において、任意の2つのRが表す2つの基は同一であってもよく、または異なってもよい。例えば、化合物(1-1)のRがエチルであり、化合物(1-2)のRがエチルであるケースがある。化合物(1-1)のRがエチルであり、化合物(1-2)のRがプロピルであるケースもある。このルールは、他の記号にも適用される。式(1)において、添え字‘a’が2のとき、2つの環Aが存在する。この化合物において、2つの環Aが表す2つの基は、同一であってもよく、または異なってもよい。このルールは、添え字‘a’が2より大きいとき、任意の2つの環Aにも適用される。このルールは、他の記号にも適用される。このルールは、化合物が同一の記号で表される置換基を有する場合にも適用される。
 六角形で囲んだA、B、C、Dなどの記号はそれぞれ環A、環B、環C、環Dなどの環に対応し、六員環、縮合環などの環を表す。「環Aおよび環Bは独立して、X、Y、またはZである」の表現では、主語が複数であるから、「独立して」を用いる。主語が「環A」であるときは、主語が単数であるから「独立して」を用いない。「環A」が複数の式で使われる場合には、「同一であってもよく、または異なってもよい」のルールが「環A」に適用される。他の基についても同様である。
 2-フルオロ-1,4-フェニレンは、下記の2つの二価基を意味する。化学式において、フッ素は左向き(L)であってもよいし、右向き(R)であってもよい。このルールは、テトラヒドロピラン-2,5-ジイルのような、環から2つの水素を除くことによって生成した、左右非対称な二価基にも適用される。このルールは、カルボニルオキシ(-COO-または-OCO-)のような二価の結合基にも適用される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000014
 液晶性化合物のアルキルは、直鎖状または分岐状であり、環状アルキルを含まない。液晶性化合物において、直鎖状アルキルは、分岐状アルキルよりも好ましい。これらのことは、アルコキシ、アルケニルなどの末端基についても同様である。1,4-シクロヘキシレンに関する立体配置は、上限温度を上げるためにシスよりもトランスが好ましい。
 本発明は、下記の項などである。
項1. 第一成分として式(1)で表される化合物から選択された少なくとも1つの化合物を含有する液晶組成物と重合体とを含有する、液晶複合体。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000015

式(1)において、RおよびRは独立して、炭素数1から12のアルキル、炭素数1から12のアルコキシ、炭素数2から12のアルケニル、炭素数2から12のアルケニルオキシ、または少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数1から12のアルキルであり;環Aおよび環Cは独立して、1,4-シクロヘキシレン、1,4-シクロヘキセニレン、テトラヒドロピラン-2,5-ジイル、1,4-フェニレン、少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた1,4-フェニレン、ナフタレン-2,6-ジイル、少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられたナフタレン-2,6-ジイル、クロマン-2,6-ジイル、または少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられたクロマン-2,6-ジイルであり;環Bは、2,3-ジフルオロ-1,4-フェニレン、2-クロロ-3-フルオロ-1,4-フェニレン、2,3-ジフルオロ-5-メチル-1,4-フェニレン、3,4,5-トリフルオロナフタレン-2,6-ジイル、または7,8-ジフルオロクロマン-2,6-ジイルであり;ZおよびZは独立して、単結合、エチレン、カルボニルオキシ、またはメチレンオキシであり;aは1、2、または3であり、bは0または1であり;そしてaとbとの和は3以下である。
項2. 液晶組成物が、第一成分として式(1-1)から式(1-22)で表される化合物の群から選択された少なくとも1つの化合物を含有する、項1に記載の液晶複合体。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000016

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000017

式(1-1)から式(1-22)において、RおよびRは独立して、炭素数1から12のアルキル、炭素数1から12のアルコキシ、炭素数2から12のアルケニル、炭素数2から12のアルケニルオキシ、または少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数1から12のアルキルである。
項3. 液晶組成物の重量に基づいて、第一成分の割合が20重量%から90重量%の範囲である、項1または2に記載の液晶複合体。
項4. 液晶組成物が、第二成分として式(2)で表される化合物から選択された少なくとも1つの化合物をさらに含有する、項1から3のいずれか1項に記載の液晶複合体。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000018

式(2)において、RおよびRは独立して、炭素数1から12のアルキル、炭素数1から12のアルコキシ、炭素数2から12のアルケニル、少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数1から12のアルキル、または少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数2から12のアルケニルであり;環Dおよび環Eは独立して、1,4-シクロヘキシレン、1,4-フェニレン、2-フルオロ-1,4-フェニレン、または2,5-ジフルオロ-1,4-フェニレンであり;Zは、単結合、エチレン、またはカルボニルオキシであり;cは1、2、または3である。
項5. 液晶組成物が、第二成分として式(2-1)から式(2-13)で表される化合物の群から選択された少なくとも1つの化合物をさらに含有する、項1から4のいずれか1項に記載の液晶複合体。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000019

式(2-1)から式(2-13)において、RおよびRは独立して、炭素数1から12のアルキル、炭素数1から12のアルコキシ、炭素数2から12のアルケニル、少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数1から12のアルキル、または少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数2から12のアルケニルである。
項6. 液晶組成物の重量に基づいて、第二成分の割合が10重量%から70重量%の範囲である、項4または5に記載の液晶複合体。
項7. 重合体が式(3)で表される化合物を含む重合性化合物から誘導された重合体である、項1から6のいずれか1項に記載の液晶複合体。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000020

式(3)において、Zは炭素数1から20のアルキレンであり、このアルキレンにおいて、少なくとも1つの水素は、炭素数1から5のアルキル、フッ素、塩素、またはPで置き換えられてもよく、少なくとも1つの-CH-は、-O-、-CO-、-COO-、-OCO-、-NH-、または-N(R)-で置き換えられてもよく、少なくとも1つの-CH-CH-は、-CH=CH-または-C≡C-で置き換えられてもよく、少なくとも1つの-CH-は、炭素環式の飽和脂肪族化合物、複素環式の飽和脂肪族化合物、炭素環式の不飽和脂肪族化合物、複素環式の不飽和脂肪族化合物、炭素環式の芳香族化合物、または複素環式の芳香族化合物、から2つの水素を除くことによって生成した二価基で置き換えられてもよく、これらの二価基において、炭素数は5から35であり、少なくとも1つの水素は、RまたはPで置き換えられてもよく、ここでRは、炭素数1から12のアルキルであり、このアルキルにおいて、少なくとも1つの-CH-は、-O-、-CO-、-COO-、または-OCO-で置き換えられてもよく;P、P、およびPは独立して、重合性基である。
項8. 重合体が式(3)で表される化合物から誘導された重合体である、項1から6のいずれか1項に記載の液晶複合体。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000021

式(3)において、Zは炭素数1から20のアルキレンであり、このアルキレンにおいて、少なくとも1つの水素は、炭素数1から5のアルキル、フッ素、塩素、またはPで置き換えられてもよく、少なくとも1つの-CH-は、-O-、-CO-、-COO-、-OCO-、-NH-、または-N(R)-で置き換えられてもよく、少なくとも1つの-CH-CH-は、-CH=CH-または-C≡C-で置き換えられてもよく、少なくとも1つの-CH-は、炭素環式の飽和脂肪族化合物、複素環式の飽和脂肪族化合物、炭素環式の不飽和脂肪族化合物、複素環式の不飽和脂肪族化合物、炭素環式の芳香族化合物、または複素環式の芳香族化合物、から2つの水素を除くことによって生成した二価基で置き換えられてもよく、これらの二価基において、炭素数は5から35であり、少なくとも1つの水素は、RまたはPで置き換えられてもよく、ここでRは、炭素数1から12のアルキルであり、このアルキルにおいて、少なくとも1つの-CH-は、-O-、-CO-、-COO-、または-OCO-で置き換えられてもよく;P、P、およびPは独立して、重合性基である。
項9. 式(3)において、P、P、およびPが独立して、式(P-1)から式(P-6)で表される重合性基の群から選択された基である、項7または8に記載の液晶複合体。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000022

式(P-1)から式(P-6)において、M、M、およびMは独立して、水素、フッ素、炭素数1から5のアルキル、または少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数1から5のアルキルである。
項10. 式(3)において、P、P、およびPの少なくとも1つがアクリロイルオキシまたはメタクリロイルオキシである、項7から9のいずれか1項に記載の液晶複合体。
項11. 重合体が式(4)で表される化合物を含む重合性化合物から誘導された重合体である、項1から6のいずれか1項に記載の液晶複合体。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000023

式(4)において、MおよびMは独立して、水素またはメチルであり;Zは炭素数20から80のアルキレンであり、このアルキレンにおいて、少なくとも1つの水素は、炭素数1から20のアルキル、フッ素、または塩素で置き換えられてもよく、少なくとも1つの-CH-は、-O-、-CO-、-COO-、-OCO-、-NH-、または-N(R)-で置き換えられてもよく、少なくとも1つの-CH-CH-は、-CH=CH-または-C≡C-で置き換えられてもよく、ここでRは、炭素数1から12のアルキルであり、このアルキルにおいて、少なくとも1つの-CH-は、-O-、-CO-、-COO-、または-OCO-で置き換えられてもよい。
項12. 重合体が式(5)で表される化合物を含む重合性化合物から誘導された重合体である、項1から6のいずれか1項に記載の液晶複合体。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000024

式(5)において、Mは水素またはメチルであり;Zは単結合または炭素数1から5のアルキレンであり、このアルキレンにおいて、少なくとも1つの水素は、フッ素または塩素で置き換えられてもよく、少なくとも1つの-CH-は、-O-、-CO-、-COO-、または-OCO-で置き換えられてもよく;Rは炭素数1から40のアルキルであり、このアルキルにおいて、少なくとも1つの水素は、フッ素、または塩素で置き換えられてもよく、少なくとも1つの-CH-は、-O-、-CO-、-COO-、または-OCO-で置き換えられてもよく、少なくとも1つの-CH-は、炭素環式の飽和脂肪族化合物、複素環式の飽和脂肪族化合物、炭素環式の不飽和脂肪族化合物、複素環式の不飽和脂肪族化合物、炭素環式の芳香族化合物、または複素環式の芳香族化合物、から2つの水素を除くことによって生成した二価基で置き換えられてもよく、これらの二価基において、炭素数は5から35であり、少なくとも1つの水素は、炭素数1から12のアルキルで置き換えられてもよく、このアルキルにおいて、少なくとも1つの-CH-は、-O-、-CO-、-COO-、または-OCO-で置き換えられてもよい。
項13. 式(5)において、Rが炭素数1から40のアルキルであり、このアルキルにおいて、少なくとも1つの水素は、フッ素、または塩素で置き換えられてもよく、少なくとも1つの-CH-は、-O-、-CO-、-COO-、または-OCO-で置き換えられてもよい、項12に記載の液晶複合体。
項14. 重合体が式(6)、式(7)、および式(8)で表される化合物の群から選択された化合物を含む重合性化合物から誘導された重合体である、項1から6のいずれか1項に記載の液晶複合体。

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000025

 式(6)、式(7)、および式(8)において、環F、環G、環I、環J、環K、および環Lは独立して、1,4-シクロへキシレン、1,4-フェニレン、1,4-シクロへキセニレン、ピリジン-2,5-ジイル、1,3-ジオキサン-2,5-ジイル、ナフタレン-2,6-ジイル、またはフルオレン-2,7-ジイルであり、ここで、少なくとも1つの水素はフッ素、塩素、シアノ、ヒドロキシ、ホルミル、トリフルオロアセチル、ジフルオロメチル、トリフルオロメチル、炭素数1から5のアルキル、炭素数1から5のアルコキシ、炭素数1から5のアルコキシカルボニル、または炭素数1から5のアルカノイルで置き換えられてもよく;Z、Z、Z11、Z12、およびZ16は独立して、単結合、-O-、-COO-、-OCO-、または-OCOO-であり;Z、Z10、Z13、およびZ15は独立して、単結合、-OCH-、-CHO-、-COO-、-OCO-、-COS-、-SCO-、-OCOO-、-CONH-、-NHCO-、-CFO-、-OCF-、-CHCH-、-CFCF-、-CH=CHCOO-、-OCOCH=CH-、-CHCHCOO-、-OCOCHCH-、-CH=CH-、-N=CH-、-CH=N-、-N=C(CH)-、-C(CH)=N-、-N=N-、または-C≡C-であり;Z14は単結合、-O-または-COO-であり;Xは水素、フッ素、塩素、トリフルオロメチル、トリフルオロメトキシ、シアノ、炭素数1から20のアルキル、炭素数2から20のアルケニル、炭素数1から20のアルコキシ、または炭素数1から20のアルコキシカルボニルであり;eおよびgは1から4の整数であり;jおよびlは独立して、0から3の整数であり;jおよびlの和は1から4であり;d、f、h、i、k、およびmは独立して、0から20の整数であり;MからM12は独立して、水素またはメチルである。
項15. 液晶複合体の重量に基づいて、液晶組成物の割合が50重量%から95重量%の範囲であり、重合体の割合が、5重量%から50重量%の範囲である、項1から14のいずれか1項に記載の液晶複合体。
項16. 液晶複合体は、液晶組成物と重合性化合物とを含有する重合性組成物を前駆体として得られ、この重合性組成物が添加物として光重合開始剤を含有する、項1から15のいずれか1項に記載の液晶複合体。
項17. 調光層が項1から16のいずれか1項に記載の液晶複合体であり、調光層が一対の透明基板により挟持され、透明基板が透明電極を有する、液晶調光素子。
項18. 透明基板がガラス板またはアクリル板である、項17に記載の液晶調光素子。
項19. 透明基板がプラスチックフィルムである、項17に記載の液晶調光素子。
項20. 項17から19のいずれか1項に記載の液晶調光素子を使用する調光窓。
項21. 項17から19のいずれか1項に記載の液晶調光素子を使用するスマートウィンドウ。
項22. 項1から16のいずれか1項に記載の液晶複合体の、液晶調光素子への使用。
項23. 項1から16のいずれか1項に記載の液晶複合体の、透明基板がプラスチックフィルムである液晶調光素子への使用。
項24. 項1から16のいずれか1項に記載の液晶複合体の、調光窓への使用。
項25. 項1から16のいずれか1項に記載の液晶複合体の、スマートウィンドウへの使用。
 項7の液晶複合体では、重合体は、式(3)で表される化合物から誘導されてもよく、または式(3)で表される化合物とは異なる重合性化合物との混合物から誘導されてもよい。項7から9の液晶複合体では、式(3)において、P、P、およびPが独立して、アクリロイルオキシまたはメタクリロイルオキシであってもよい。
 本発明は、次の項も含む。(a)液晶複合体の重量に基づいて、液晶組成物の割合が50重量%から90重量%の範囲であり、重合体の割合が、10重量%から50重量%の範囲である、上記の液晶複合体。(b)液晶複合体の重量に基づいて、液晶組成物の割合が50重量%から85重量%の範囲であり、重合体の割合が、15重量%から50重量%の範囲である、上記の液晶複合体。(c)液晶複合体の重量に基づいて、液晶組成物の割合が60重量%から80重量%の範囲であり、重合体の割合が、20重量%から40重量%の範囲である、上記の液晶複合体。
 本発明の液晶調光素子を次の順で説明する。第一に、液晶複合体の構成を説明する。第二に、液晶組成物の構成を説明する。第三に、成分化合物の主要な特性、およびこの化合物が組成物に及ぼす主要な効果を説明する。第四に、組成物における成分の組み合わせ、成分の好ましい割合およびその根拠を説明する。第五に、成分化合物の好ましい形態を説明する。第六に、好ましい成分化合物を示す。第七に、成分化合物の合成法を説明する。第八に、組成物に添加してもよい添加物を説明する。第九に、重合性化合物と重合性組成物とを説明する。最後に、液晶複合体を説明する。
 第一に、液晶複合体の構成を説明する。液晶複合体は重合性組成物の重合によって得られる。重合性組成物は、液晶組成物と重合性化合物との混合物である。この液晶組成物の誘電率異方性は負である。この組成物に添加物を添加してもよい。添加物は、光重合開始剤、極性化合物などである。重合性組成物は、重合によって生成した重合体が相分離をするので液晶複合体を与える。すなわち、重合体と液晶組成物とを組み合わせた液晶複合体が生成する。この液晶複合体は、電圧無印加時に透明であり、電圧印加時に不透明となるリバースモードの素子に適している。液晶組成物の光学異方性と重合体の屈折率は、液晶調光素子の透明性に関連する。液晶組成物の光学異方性(Δn)は一般に高い方が好ましい。光学異方性は0.16以上が好ましく、0.18以上がより好ましい。
 高分子分散型の素子では、重合体中で液晶組成物が液滴のように分散している。液滴の各々は独立しており、連続していない。一方、ポリマーネットワーク型の素子では、重合体は三次元の網目構造を有し、液晶組成物はこの網目に囲まれてはいるが、連続している。これらの素子において、液晶複合体に基づいた液晶組成物の割合は、効率的に光散乱させるために、大きい方が好ましい。重合体の割合は、液滴や網目を小さくすることによって駆動電圧が下がるので、大きい方が好ましい。
 液晶組成物の好ましい割合は、液晶複合体の重量に基づいて、50重量%から95重量%の範囲である。この好ましい割合は、50重量%から90重量%の範囲でもある。さらに好ましい割合は、50重量%から85重量%の範囲である。特に好ましい割合は、60重量%から80重量%の範囲である。特に好ましい割合は、70重量%から80重量%の範囲である。液晶複合体と重合体との合計は100重量%であるから、重合体の割合は容易に算出できる。なお、液晶複合体に基づいた重合体の割合は、重合性組成物に基づいた重合性化合物の割合と同一である。
 液晶組成物と重合体の割合がこれらの範囲内であるとき、ポリマーネットワーク型の素子が生成する。重合体の割合が大きいとき、高分子分散型の構造が混在するようである。一方、重合体の割合が5重量%より小さいとき、高分子支持配向型の素子が生成する。これは、PSA(polymer sustained alignment)素子と略される。国際公開2012-050178号公報の実施例1には、「モノマーは、液晶材料に対して、0.5wt%となるように添加した」(段落0105)と記載されている。この記載から分かるように、PSA素子においては、微量の重合性化合物が液晶材料(液晶組成物)に添加される。
 PSA素子においては、重合体が液晶分子のプレチルト角を調整する。プレチルト角を最適化することによって液晶分子が安定化し、素子の応答時間が短縮される。一方、リバースモードのポリマーネットワーク型素子においては、液晶分子は配向膜の作用によって垂直配向するので、素子は透明である。この素子に電圧を印加したとき、液晶分子は基板と平行に配列する。重合体の屈折率と液晶分子の屈折率には差異があるので、光散乱が起こり、素子は不透明になる。したがって、ポリマーネットワーク型素子では、PSA素子と異なり、偏光板が不要である。
 第二に、液晶組成物の構成を説明する。この組成物は、複数の液晶性化合物を含有する。この組成物は、添加物を含有してもよい。添加物は、光学活性化合物、酸化防止剤、紫外線吸収剤、色素、消泡剤、重合開始剤、重合禁止剤、極性化合物などである。この組成物は、液晶性化合物の観点から組成物Aと組成物Bに分類される。組成物Aは、化合物(1)および化合物(2)から選択された液晶性化合物の他に、その他の液晶性化合物、添加物などをさらに含有してもよい。「その他の液晶性化合物」は、化合物(1)および化合物(2)とは異なる液晶性化合物である。このような化合物は、特性をさらに調整する目的で組成物に混合される。
 組成物Bは、実質的に化合物(1)および化合物(2)から選択された液晶性化合物のみからなる。「実質的に」は、組成物Bが添加物を含有してもよいが、その他の液晶性化合物を含有しないことを意味する。組成物Bは組成物Aに比較して成分の数が少ない。コストを下げるという観点から、組成物Bは組成物Aよりも好ましい。その他の液晶性化合物を混合することによって特性をさらに調整できるという観点から、組成物Aは組成物Bよりも好ましい。
 第三に、成分化合物の主要な特性、およびこの化合物が組成物に及ぼす主要な効果を説明する。成分化合物の主要な特性を表2にまとめる。表2の記号において、Lは大きいまたは高い、Mは中程度の、Sは小さいまたは低い、を意味する。記号L、M、Sは、成分化合物のあいだの定性的な比較に基づいた分類であり、記号0(ゼロ)は、極めて小さいことを意味する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000026
 成分化合物が組成物の特性に及ぼす主要な効果は次のとおりである。化合物(1)は、誘電率異方性を上げる。化合物(2)は、上限温度を上げる、または下限温度を下げる。
 第四に、組成物における成分の組み合わせ、成分の好ましい割合およびその根拠を説明する。組成物における成分の好ましい組み合わせは、第一成分+第二成分である。
 第一成分の好ましい割合は、誘電率異方性を負に大きくするために約20重量%以上であり、下限温度を下げるために約90重量%以下である。さらに好ましい割合は約30重量%から約85重量%の範囲である。特に好ましい割合は約40重量%から約80重量%の範囲である。
 第二成分の好ましい割合は、上限温度を上げるために、または下限温度を下げるために約10重量%以上であり、誘電率異方性を上げるために約70重量%以下である。さらに好ましい割合は約15重量%から約65重量%の範囲である。特に好ましい割合は約20重量%から約60重量%の範囲である。
 第五に、成分化合物の好ましい形態を説明する。式(1)および式(2)において、RおよびRは独立して、炭素数1から12のアルキル、炭素数1から12のアルコキシ、炭素数2から12のアルケニル、炭素数2から12のアルケニルオキシ、または少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数1から12のアルキルである。好ましいRまたはRは、光や熱に対する安定性を上げるために炭素数1から12のアルキルであり、誘電率異方性を上げるために炭素数1から12のアルコキシである。
 RおよびRは独立して、炭素数1から12のアルキル、炭素数1から12のアルコキシ、炭素数2から12のアルケニル、少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数1から12のアルキル、または少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数2から12のアルケニルである。好ましいRまたはRは、上限温度を上げるために、または下限温度を下げるために炭素数2から12のアルケニルであり、光や熱に対する安定性を上げるために炭素数1から12のアルキルである。
 好ましいアルキルは、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、またはオクチルである。さらに好ましいアルキルは、下限温度を下げるためにメチル、エチル、プロピル、ブチル、またはペンチルである。
 好ましいアルコキシは、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ、ペンチルオキシ、ヘキシルオキシ、またはヘプチルオキシである。さらに好ましいアルコキシは、下限温度を下げるためにメトキシまたはエトキシである。
 好ましいアルケニルは、ビニル、1-プロペニル、2-プロペニル、1-ブテニル、2-ブテニル、3-ブテニル、1-ペンテニル、2-ペンテニル、3-ペンテニル、4-ペンテニル、1-ヘキセニル、2-ヘキセニル、3-ヘキセニル、4-ヘキセニル、または5-ヘキセニルである。さらに好ましいアルケニルは、下限温度を下げるために、ビニル、1-プロペニル、3-ブテニル、または3-ペンテニルである。これらのアルケニルにおける-CH=CH-の好ましい立体配置は、二重結合の位置に依存する。下限温度を下げるためなどから1-プロペニル、1-ブテニル、1-ペンテニル、1-ヘキセニル、3-ペンテニル、3-ヘキセニルのようなアルケニルにおいてはトランスが好ましい。2-ブテニル、2-ペンテニル、2-ヘキセニルのようなアルケニルにおいてはシスが好ましい。
 好ましいアルケニルオキシは、ビニルオキシ、アリルオキシ、3-ブテニルオキシ、3-ペンテニルオキシ、または4-ペンテニルオキシである。さらに好ましいアルケニルオキシは、下限温度を下げるために、アリルオキシまたは3-ブテニルオキシである。
 少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられたアルキルの好ましい例は、フルオロメチル、2-フルオロエチル、3-フルオロプロピル、4-フルオロブチル、5-フルオロペンチル、6-フルオロヘキシル、7-フルオロヘプチル、または8-フルオロオクチルである。さらに好ましい例は、誘電率異方性を上げるために2-フルオロエチル、3-フルオロプロピル、4-フルオロブチル、または5-フルオロペンチルである。
 少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられたアルケニルの好ましい例は、2,2-ジフルオロビニル、3,3-ジフルオロ-2-プロペニル、4,4-ジフルオロ-3-ブテニル、5,5-ジフルオロ-4-ペンテニル、または6,6-ジフルオロ-5-ヘキセニルである。さらに好ましい例は、下限温度を下げるために2,2-ジフルオロビニルまたは4,4-ジフルオロ-3-ブテニルである。
 環Aおよび環Cは独立して、1,4-シクロヘキシレン、1,4-シクロヘキセニレン、テトラヒドロピラン-2,5-ジイル、1,4-フェニレン、少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた1,4-フェニレン、ナフタレン-2,6-ジイル、少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられたナフタレン-2,6-ジイル、クロマン-2,6-ジイル、または少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられたクロマン-2,6-ジイルである。好ましい環Aまたは環Cは、下限温度を下げるために、または上限温度を上げるために、1,4-シクロヘキシレンであり、下限温度を下げるために1,4-フェニレンである。テトラヒドロピラン-2,5-ジイルは、
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000027

または

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000028

であり、好ましくは

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000029

である。
 環Bは、2,3-ジフルオロ-1,4-フェニレン、2-クロロ-3-フルオロ-1,4-フェニレン、2,3-ジフルオロ-5-メチル-1,4-フェニレン、3,4,5-トリフルオロナフタレン-2,6-ジイル、または7,8-ジフルオロクロマン-2,6-ジイルである。好ましい環Bは、下限温度を下げるために2,3-ジフルオロ-1,4-フェニレンであり、光学異方性を下げるために2-クロロ-3-フルオロ-1,4-フェニレンであり、誘電率異方性を上げるために7,8-ジフルオロクロマン-2,6-ジイルである。
 環Dおよび環Eは独立して、1,4-シクロヘキシレン、1,4-フェニレン、2-フルオロ-1,4-フェニレン、または2,5-ジフルオロ-1,4-フェニレンである。好ましい環Dまたは環Eは、上限温度を上げるために1,4-シクロヘキシレンであり、下限温度を下げるために1,4-フェニレンである。
 ZおよびZは独立して、単結合、エチレン、カルボニルオキシ、またはメチレンオキシである。好ましいZまたはZは下限温度を下げるために単結合またはエチレンであり、誘電率異方性を上げるためにメチレンオキシである。Zは、単結合、エチレン、またはカルボニルオキシである。好ましいZは、光や熱に対する安定性を上げるために単結合である。
 aは、1、2、または3であり;bは、0または1であり;aおよびbの和は3以下である。好ましいaは下限温度を下げるために1であり、上限温度を上げるために2または3である。好ましいbは誘電率異方性を上げるために0であり、下限温度を下げるために1である。cは、1、2、または3である。好ましいcは下限温度を下げるために1であり、上限温度を上げるために2または3である。
 重合体は、重合性化合物から誘導される。重合性化合物は、単独であってもよいし、複数の化合物の混合物であってもよい。重合性化合物の例は、化合物(3)、化合物(4)、化合物(5)、化合物(6)、化合物(7)、または化合物(8)である。重合性化合物は、化合物(3)から化合物(8)の群から選択された化合物の混合物であってもよい。重合性化合物は、化合物(3)から化合物(8)とは異なる重合性化合物との混合物であってもよい。好ましい重合性化合物は、化合物(3)、化合物(4)、化合物(5)、化合物(6)、化合物(7)、化合物(8)、またはこれらの混合物を50重量%以上の割合で含む。
 式(3)において、Zは炭素数1から20のアルキレンであり、このアルキレンにおいて、少なくとも1つの水素は、炭素数1から5のアルキル、フッ素、塩素、またはPで置き換えられてもよく、少なくとも1つの-CH-は、-O-、-CO-、-COO-、-OCO-、-NH-、または-N(R)-で置き換えられてもよく、少なくとも1つの-CH-CH-は、-CH=CH-または-C≡C-で置き換えられてもよく、少なくとも1つの-CH-は、炭素環式の飽和脂肪族化合物、複素環式の飽和脂肪族化合物、炭素環式の不飽和脂肪族化合物、複素環式の不飽和脂肪族化合物、炭素環式の芳香族化合物、または複素環式の芳香族化合物、から2つの水素を除くことによって生成した二価基で置き換えられてもよく、これらの二価基において、炭素数は5から35であり、少なくとも1つの水素は、RまたはPで置き換えられてもよい。ここで、Rは炭素数1から12のアルキルであり、このアルキルにおいて、少なくとも1つの-CH-は、-O-、-CO-、-COO-、または-OCO-で置き換えられてもよい。
 炭素環式または複素環式の飽和脂肪族化合物から2つの水素を除くことによって生成した二価基の例は、1,4-シクロヘキシレン、デカヒドロナフタレン-2,6-ジイル、テトラヒドロピラン-2,5-ジイル、1,3-ジオキサン-2,5-ジイルなどである。炭素環式または複素環式の不飽和脂肪族化合物から2つの水素を除くことによって生成した二価基の例は、1,4-シクロヘキセニレン、ジヒドロピラン-2,5-ジイルなどである。炭素環式または複素環式の芳香族化合物から2つの水素を除くことによって生成した二価基の例は、1,4-フェニレン、少なくとも1つの水素がフッ素で置き換えられた1,4-フェニレン、1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン-2,6-ジイル、ナフタレン-1,2-ジイル、ピリミジン-2,5-ジイルなどである。
 好ましいZは、炭素数1から20のアルキレンであり、このアルキレンにおいて、少なくとも1つの水素は、炭素数1から5のアルキルで置き換えられてもよく、少なくとも1つの-CH-は、-O-で置き換えられてもよく、少なくとも1つの-CH-は、炭素環式の飽和脂肪族化合物または炭素環式の芳香族化合物から2つの水素を除くことによって生成した二価基で置き換えられてもよく、これらの二価基において、炭素数は5から35である。さらに好ましいZは、炭素数1から20のアルキレンであり、このアルキレンにおいて、少なくとも1つの水素は、炭素数1から5のアルキルで置き換えられてもよく、少なくとも1つの-CH-は、-O-で置き換えられてもよい。
 好ましいZは、液晶組成物との相溶性を上げるために、1,4-シクロヘキシレンや1,4-フェニレンのような環構造を含む。好ましいZは、網目構造を容易に形成させるために、アルキレンのような鎖状構造を含む。化合物(3)の一例は、化合物(3-1)から化合物(3-3)である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000030

式(3-1)において、pは1から6の整数であり、式(3-2)において、qは5から20の整数である。
 P、P、およびPは独立して、重合性基である。好ましい重合性基は、式(P-1)から式(P-6)である。さらに好ましい重合性基は、式(P-1)から式(P-3)である。
 式(P-1)から式(P-6)において、M、M、およびMは独立して、水素、フッ素、炭素数1から5のアルキル、または少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数1から5のアルキルである。好ましいM、M、またはMは、反応性を上げるために水素またはメチルである。さらに好ましいMは水素またはメチルであり、さらに好ましいMまたはMは、水素である。
 式(4)において、MおよびMは独立して、水素またはメチルである。好ましいMまたはMは、反応性を上げるために水素である。
 Zは、炭素数20から80のアルキレンであり、このアルキレンにおいて、少なくとも1つの水素は、炭素数1から20のアルキル、フッ素、または塩素で置き換えられてもよく、少なくとも1つの-CH-は、-O-、-CO-、-COO-、-OCO-、-NH-、または-N(R)-で置き換えられてもよく、少なくとも1つの-CH-CH-は、-CH=CH-または-C≡C-で置き換えられてもよく、ここでRは、炭素数1から12のアルキルであり、このアルキルにおいて、少なくとも1つの-CH-は、-O-、-CO-、-COO-、または-OCO-で置き換えられてもよい。好ましいZは、低電圧駆動のために、炭素数20から60のアルキレンであり、このアルキレンにおいて、少なくとも1つの水素は、炭素数1から20のアルキルで置き換えられてもよく、少なくとも1つの-CH-は、-O-、-COO-、または-OCO-で置き換えられてもよい。
 さらに好ましいZは、低電圧駆動のために、少なくとも1つの水素がアルキルで置き換えられたアルキレンである。アルキレンの2つの水素がアルキルで置き換えられたとき、立体障害を防ぐことが好ましい。例えば、2つのアルキルを充分に離す、またはアルキルの一方には炭素数1から5のアルキルを用いる。少なくとも3つの水素がアルキルで置き換えられたときも同様である。
 化合物(4)の一例は、化合物(4-1)である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000031

式(4-1)において、RおよびRは独立して、炭素数1から5のアルキルであり、RおよびR10は独立して、炭素数5から20のアルキルであり、このアルキルにおいて、少なくとも1つの-CH-は、-O-、-CO-、-COO-、または-OCO-で置き換えられてもよく、Zは炭素数10から30のアルキレンであり、このアルキレンにおいて、少なくとも1つの-CH-は、-O-、-CO-、-COO-、または-OCO-で置き換えられてもよい。
 化合物(4-1)の一例は、化合物(4-1-1)および化合物(4-1-2)である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000032

式(4-1-1)および式(4-1-2)において、例えば、RおよびRは、エチルであり、RおよびR10は独立して、-CHOCOC19、-CHOCOC1021、-CHOC17、または-CHOC1123である。
 式(5)において、Mは、水素またはメチルである。好ましいMは、反応性を上げるために水素である。
 Zは単結合または炭素数1から5のアルキレンであり、このアルキレンにおいて、少なくとも1つの水素は、フッ素または塩素で置き換えられてもよく、少なくとも1つの-CH-は、-O-、-CO-、-COO-、または-OCO-で置き換えられてもよい。好ましいZは、単結合または炭素数1から5のアルキレンであり、このアルキレンにおいて、少なくとも1つの-CH-は、-O-、-CO-、-COO-、または-OCO-で置き換えられてもよい。
 Rは炭素数1から40のアルキルであり、このアルキルにおいて、少なくとも1つの水素は、フッ素、または塩素で置き換えられてもよく、少なくとも1つの-CH-は、-O-、-CO-、-COO-、または-OCO-で置き換えられてもよく、少なくとも1つの-CH-は、炭素環式の飽和脂肪族化合物、複素環式の飽和脂肪族化合物、炭素環式の不飽和脂肪族化合物、複素環式の不飽和脂肪族化合物、炭素環式の芳香族化合物、または複素環式の芳香族化合物、から2つの水素を除くことによって生成した二価基で置き換えられてもよく、これらの二価基において、炭素数は5から35であり、少なくとも1つの水素は、炭素数1から12のアルキルで置き換えられてもよく、このアルキルにおいて、少なくとも1つの-CH-は、-O-、-CO-、-COO-、または-OCO-で置き換えられてもよい。好ましいRは、炭素数5から30のアルキルである。さらに好ましいRは、炭素数5から30の分岐状アルキルである。
 化合物(5)の一例は、化合物(5-1)から化合物(5-6)である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000033

式(5-1)から式(5-5)において、R11は、炭素数5から20のアルキルであり、このアルキルにおいて、少なくとも1つの-CH-は、-O-、-CO-、-COO-、または-OCO-で置き換えられてもよく、R12およびR13は独立して、炭素数3から10のアルキルであり、このアルキルにおいて、少なくとも1つの-CH-は、-O-、-CO-、-COO-、または-OCO-で置き換えられてもよい。
 式(6)、式(7)、および式(8)において、環F、環G、環I、環J、環K、および環Lは独立して、1,4-シクロへキシレン、1,4-フェニレン、1,4-シクロへキセニレン、ピリジン-2,5-ジイル、1,3-ジオキサン-2,5-ジイル、ナフタレン-2,6-ジイル、またはフルオレン-2,7-ジイルであり、ここで、少なくとも1つの水素はフッ素、塩素、シアノ、ヒドロキシ、ホルミル、トリフルオロアセチル、ジフルオロメチル、トリフルオロメチル、炭素数1から5のアルキル、炭素数1から5のアルコキシ、炭素数1から5のアルコキシカルボニル、または炭素数1から5のアルカノイルで置き換えられてもよい。式(6)、式(7)、および式(8)において、好ましい環は、1,4-シクロへキシレン、1,4-フェニレン、2-フルオロ-1,4-フェニレン、2-メチル-1,4-フェニレン、2-メトキシ-1,4-フェニレン、または2-トリフルオロメチル-1,4-フェニレンである。さらに好ましい環は、1,4-シクロへキシレンまたは1,4-フェニレンである。
 Z、Z、Z11、Z12、およびZ16は独立して、単結合、-O-、-COO-、-OCO-、または-OCOO-である。Z、Z10、Z13、およびZ15は独立して、単結合、-OCH-、-CHO-、-COO-、-OCO-、-COS-、-SCO-、-OCOO-、-CONH-、-NHCO-、-CFO-、-OCF-、-CHCH-、-CFCF-、-CH=CHCOO-、-OCOCH=CH-、-CHCHCOO-、-OCOCHCH-、-CH=CH-、-N=CH-、-CH=N-、-N=C(CH)-、-C(CH)=N-、-N=N-、または-C≡C-である。Z14は単結合、-O-、または-COO-である。式(6)および式(7)において、好ましいZ、Z10、Z13、またはZ15は、単結合、-OCH-、-CHO-、-COO-、-OCO-、-CHCH-、-CHCHCOO-、または-OCOCHCH-である。
 Xは水素、フッ素、塩素、トリフルオロメチル、トリフルオロメトキシ、シアノ、炭素数1から20のアルキル、炭素数2から20のアルケニル、炭素数1から20のアルコキシ、または炭素数1から20のアルコキシカルボニルである。
 eおよびgは1から4の整数であり;jおよびlは独立して、0から3の整数であり;jおよびlの和は1から4であり;d、f、h、i、k、およびmは独立して、0から20の整数である。
 MからM12は独立して、水素またはメチルである。
 化合物(6)の一例は、化合物(6-1)から化合物(6-24)である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000034
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000035

式(6-1)から式(6-24)において、Mは水素またはメチルであり、dは1から20の整数である。
 化合物(7)の一例は、化合物(7-1)から化合物(7-31)である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000036
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000037
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000038

式(7-1)から式(7-31)において、MおよびMは独立して、水素またはメチルであり、fおよびhは独立して、1から20の整数である。
 化合物(8)の一例は、化合物(8-1)から化合物(8-10)である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000039
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000040

式(8-1)から式(8-10)において、M10、M11、およびM12は独立して、水素またはメチルであり、i、k、およびmは独立して、1から20の整数である。
 第六に、好ましい成分化合物を示す。好ましい化合物(1)は、項2に記載の化合物(1-1)から化合物(1-22)である。これらの化合物において、第一成分の少なくとも1つが、化合物(1-1)、化合物(1-2)、化合物(1-3)、化合物(1-4)、化合物(1-6)、化合物(1-7)、化合物(1-8)、または化合物(1-10)であることが好ましい。第一成分の少なくとも2つが、化合物(1-1)および化合物(1-6)、化合物(1-1)および化合物(1-10)、化合物(1-3)および化合物(1-6)、化合物(1-3)および化合物(1-10)、化合物(1-4)および化合物(1-6)、または化合物(1-4)および化合物(1-10)の組み合わせであることが好ましい。
 好ましい化合物(2)は、項5に記載の化合物(2-1)から化合物(2-13)である。これらの化合物において、第二成分の少なくとも1つが、化合物(2-1)、化合物(2-3)、化合物(2-5)、化合物(2-6)、化合物(2-8)、または化合物(2-9)であることが好ましい。第二成分の少なくとも2つが化合物(2-1)および化合物(2-5)、化合物(2-1)および化合物(2-6)、化合物(2-1)および化合物(2-8)、化合物(2-1)および化合物(2-9)化合物(2-3)および化合物(2-5)、化合物(2-3)および化合物(2-6)、化合物(2-3)および化合物(2-8)、または化合物(2-3)および化合物(2-9)の組み合わせであることが好ましい。
 第七に、成分化合物の合成法を説明する。これらの化合物は既知の方法によって合成できる。合成法を例示する。化合物(1-1)は、特表平2-503441号公報に記載された方法で合成する。化合物(2-1)は、特開昭59-176221号公報に記載された方法で合成する。酸化防止剤は市販されている。後述する式(10)のrが1である化合物は、アルドリッチ(Sigma-Aldrich Corporation)から入手できる。rが7である化合物(10)などは、米国特許3660505号明細書に記載された方法によって合成する。重合性化合物は市販されているか、または既知の方法で合成可能である。
 合成法を記載しなかった化合物は、オーガニック・シンセシス(Organic Syntheses, John Wiley & Sons, Inc.)、オーガニック・リアクションズ(Organic Reactions, John Wiley & Sons, Inc.)、コンプリヘンシブ・オーガニック・シンセシス(Comprehensive Organic Synthesis, Pergamon Press)、新実験化学講座(丸善)などの成書に記載された方法によって合成できる。組成物は、このようにして得た化合物から公知の方法によって調製される。例えば、成分化合物を混合し、そして加熱によって互いに溶解させる。
 第八に、組成物に添加してもよい添加物を説明する。このような添加物は、光学活性化合物、酸化防止剤、紫外線吸収剤、色素、消泡剤、重合開始剤、重合禁止剤、極性化合物などである。液晶分子のらせん構造を誘起してねじれ角を与える目的で光学活性化合物が組成物に添加される。このような化合物の例は、化合物(9-1)から化合物(9-5)である。光学活性化合物の好ましい割合は約5重量%以下である。さらに好ましい割合は約0.01重量%から約2重量%の範囲である。

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000041
 大気中での加熱による比抵抗の低下を防止するために、または素子を長時間使用したあと、室温だけではなく上限温度に近い温度でも大きな電圧保持率を維持するために、酸化防止剤が組成物に添加される。酸化防止剤の好ましい例は、rが1から9の整数である化合物(10)などである。

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000042
 化合物(10)において、好ましいrは、1、3、5、7、または9である。さらに好ましいrは7である。rが7である化合物(10)は、揮発性が小さいので、素子を長時間使用したあと、室温だけではなく上限温度に近い温度でも大きな電圧保持率を維持するのに有効である。酸化防止剤の好ましい割合は、その効果を得るために約50ppm以上であり、上限温度を下げないように、または下限温度を上げないように約600ppm以下である。さらに好ましい割合は、約100ppmから約300ppmの範囲である。
 紫外線吸収剤の好ましい例は、ベンゾフェノン誘導体、ベンゾエート誘導体、トリアゾール誘導体などである。立体障害のあるアミンのような光安定剤もまた好ましい。これらの吸収剤や安定剤における好ましい割合は、その効果を得るために約50ppm以上であり、上限温度を下げないように、または下限温度を上げないために約10000ppm以下である。さらに好ましい割合は約100ppmから約10000ppmの範囲である。
 GH(guest host)モードの素子に適合させるために、アゾ系色素、アントラキノン系色素などのような二色性色素(dichroic dye)が組成物に添加される。色素の好ましい割合は、約0.01重量%から約10重量%の範囲である。泡立ちを防ぐために、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイルなどの消泡剤が組成物に添加される。消泡剤の好ましい割合は、その効果を得るために約1ppm以上であり、表示不良を防ぐために約1000ppm以下である。さらに好ましい割合は、約1ppmから約500ppmの範囲である。
 重合性化合物は紫外線照射によって重合する。光重合開始剤などの重合開始剤存在下で重合させてもよい。重合のための適切な条件や、開始剤の適切なタイプおよび量は、当業者には既知であり、文献に記載されている。例えば光重合開始剤であるIrgacure651(登録商標;BASF)、Irgacure184(登録商標;BASF)、またはDarocur1173(登録商標;BASF)がラジカル重合に対して適切である。
 重合性化合物を保管するとき、重合を防止するために重合禁止剤を添加してもよい。重合性化合物は、通常は重合禁止剤を除去しないまま組成物に添加される。重合禁止剤の例は、ヒドロキノン、メチルヒドロキノンのようなヒドロキノン誘導体、4-t-ブチルカテコール、4-メトキシフェノール、フェノチアジンなどである。
 極性化合物は、極性をもつ有機化合物である。ここでは、イオン結合を有する化合物は含まれない。酸素、硫黄、および窒素のような原子は、より電気的に陰性であり、部分的な負電荷をもつ傾向にある。炭素および水素は中性であるか、または部分的な正電荷をもつ傾向がある。極性は、化合物中の別種の原子間で部分電荷が均等に分布しないことから生じる。例えば、極性化合物は、-OH、-COOH、-SH、-NH、>NH、>N-のような部分構造の少なくとも1つを有する。
 第九に、重合性化合物と重合性組成物とを説明する。化合物(3)において、重合性基が多い場合は、架橋によって液滴を囲む重合体が固くなるか、または網目が密になる。好ましい重合性化合物は、少なくとも1つのアクリロイルオキシ(-OCO-CH=CH)またはメタクリロイルオキシ(-OCO-(CH)C=CH)を有する。化合物(3)は重合によって対応する重合体を与える。化合物(3)が揮発性である場合は、そのオリゴマーを用いてもよい。好ましい重合体は無色透明であり、液晶組成物には不溶である。好ましい重合体は、素子の基板との密着性に優れ、駆動電圧を下げる。この効果を向上させるために、化合物(3)とは異なる重合性化合物を併用してもよい。
 化合物(4)はジアクリレートまたはジメタクリレートである。Zはアルキレンなどであるので、重合体は網目構造を形成しやすい。Zの分子鎖が短いとき、重合体の架橋部位が近接するので、網目が小さくなる。Zの分子鎖が長いとき、重合体の架橋部位が離れ、分子運動の自由度が向上するので、駆動電圧が下がる。Zが分岐状であるとき、自由度がさらに向上するので、駆動電圧がさらに下がる。この効果を向上させるために、化合物(4)とは異なる重合性化合物を併用してもよい。
 化合物(5)はアクリレートまたはメタクリレートである。Rが環状構造を有するとき、液晶組成物との親和性が向上する。Rがアルキレンであるとき、重合体は網目構造を形成しやすい。この重合体では、アルキレンによって分子運動の自由度が向上するので、駆動電圧が下がる。この効果をさらに向上させるために、化合物(5)とは異なる重合性化合物を併用してもよい。
 化合物(6)、化合物(7)、および化合物(8)は、少なくとも1つのアクリロイルオキシ(-OCO-CH=CH)またはメタクリロイルオキシ(-OCO-(CH)C=CH)を有する。液晶性化合物は、メソゲン(液晶性を発現するような剛直な部位)を有するが、これらの化合物もメソゲンを有する。そのため、これらの化合物は、液晶性化合物とともに配向層の作用によって同一方向に配向する。この配向は、重合後も維持される。このような液晶複合体は、高い透明性を有する。その他の特性を向上させるために、化合物(6)、化合物(7)、および化合物(8)とは異なる重合性化合物を併用してもよい。
 重合性組成物は、液晶組成物と重合性化合物との混合物である。液晶組成物には、極性化合物を添加してもよい。この化合物の極性基は、ガラス基板、金属酸化物膜などの表面と非共有結合的な相互作用を有する。この化合物は、極性基の作用によって基板表面に吸着し、液晶分子の配向を制御する。極性化合物は、液晶分子だけでなく、重合性化合物をも制御することがある。極性化合物には、このような効果が期待される。
 重合性組成物から液晶複合体を調製する方法は、次のとおりである。まず、一対の基板の間に重合性組成物を挟持する。次に、熱または光によって重合性化合物を重合させる。重合には紫外線照射が好ましい。重合によって重合性組成物から重合体が相分離する。これによって基板の間に調光層が形成される。この調光層は、高分子分散型、ポリマーネットワーク型、両者の混在型に分類される。
 最後に、液晶複合体を説明する。この液晶複合体は、液晶調光素子などに用いられる。これは、素子の透明・不透明を素子に印加する電圧によって制御できるからである。この素子は次の方法で得ることができる。まず、少なくとも一方が透明電極を有する一対の透明基板の間に、重合性組成物を上限温度より高い温度で真空注入法または液晶滴下法によって狭持させる。次に、熱または紫外線を照射することによって重合性組成物中の重合性化合物を重合させる。この際に、液晶組成物と重合体からなる調光層が形成されるので、液晶調光素子が得られる。
 この基板の一例は、ガラス板、石英板、アクリル板のような変形しにくい材質である。他の例は、アクリルフィルム、ポリカーボネートフィルムのような可撓性の透明プラスチックフィルムである。用途に応じて基板の一方はシリコン樹脂などの不透明な材料でもよい。この基板は、その上に透明電極を有する。透明電極の上に配向膜などを有してもよい。透明電極の例は、酸化インジウムスズ(tin-doped indium oxide、ITO)や導電性ポリマーである。
 基板上の配向層は、ポリイミドやポリビニルアルコールのような薄膜が適している。例えば、ポリイミド配向膜は、ポリイミド樹脂組成物を透明基板上に塗布し、180℃以上の温度で熱硬化させ、必要に応じて綿布やレーヨン布でラビング処理することによって得ることができる。
 一対の基板は、透明電極層が内側となるように対向させる。基板間の厚さを均一にするためにスペーサーを入れてもよい。スペーサーの例は、ガラス粒子、プラスチック粒子、アルミナ粒子、フォトスペーサーなどである。調光層の好ましい厚さは2~50μmであり、さらに好ましくは5~20μmである。一対の基板を張り合わせるには、汎用のシール剤を用いることができる。シール剤の例は、エポキシ系熱硬化性組成物である。
 重合性化合物の重合には、紫外線照射が好ましい。紫外線照射ランプの例は、メタルハライドランプ、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプなどである。光重合開始剤を用いるとき、紫外線の波長は、光重合開始剤の吸収波長領域であることが好ましい。液晶組成物の吸収波長域は避ける。好ましい波長は330nm以上である。さらに好ましい波長は、350nm以上である。反応は室温付近で行ってもよいし、または加熱して行ってもよい。
 このような素子は、必要に応じて、素子の裏面に光吸収層、拡散反射板などを配置することができる。鏡面反射、拡散反射、再帰性反射、ホログラム反射等の機能を付加することもできる。
 このような素子は、調光フィルムや調光ガラスとしての機能を有する。素子がフィルム状である場合は、既存の窓へ張り付けるか、または、一対のガラス板で挟み、合わせガラスにすることができる。このような素子は、外壁に設置された窓や会議室と廊下との仕切りに使われる。すなわち、電子ブラインド、調光窓、スマートウィンドウなどの用途がある。さらに、光スイッチとしての機能を液晶シャッターなどに利用できる。
 実施例によって本発明をさらに詳しく説明する。本発明はこれらの実施例によっては制限されない。本発明は、組成物(M1)と組成物(M2)との混合物を含む。本発明は、実施例の組成物の少なくとも2つを混合した混合物をも含む。合成した化合物は、NMR分析などの方法によって同定した。化合物、組成物および素子の特性は、下記の方法によって測定した。
 NMR分析:測定には、ブルカーバイオスピン社製のDRX-500を用いた。H-NMRの測定では、試料をCDClなどの重水素化溶媒に溶解させ、測定は、室温で、500MHz、積算回数16回の条件で行った。テトラメチルシランを内部標準として用いた。19F-NMRの測定では、CFClを内部標準として用い、積算回数24回で行った。核磁気共鳴スペクトルの説明において、sはシングレット、dはダブレット、tはトリプレット、qはカルテット、quinはクインテット、sexはセクステット、mはマルチプレット、brはブロードであることを意味する。
 ガスクロマト分析:測定には島津製作所製のGC-14B型ガスクロマトグラフを用いた。キャリアーガスはヘリウム(2mL/分)である。試料気化室を280℃に、検出器(FID)を300℃に設定した。成分化合物の分離には、Agilent Technologies Inc.製のキャピラリカラムDB-1(長さ30m、内径0.32mm、膜厚0.25μm;固定液相はジメチルポリシロキサン;無極性)を用いた。このカラムは、200℃で2分間保持したあと、5℃/分の割合で280℃まで昇温した。試料はアセトン溶液(0.1重量%)に調製したあと、その1μLを試料気化室に注入した。記録計は島津製作所製のC-R5A型Chromatopac、またはその同等品である。得られたガスクロマトグラムは、成分化合物に対応するピークの保持時間およびピークの面積を示した。
 試料を希釈するための溶媒は、クロロホルム、ヘキサンなどを用いてもよい。成分化合物を分離するために、次のキャピラリカラムを用いてもよい。Agilent Technologies Inc.製のHP-1(長さ30m、内径0.32mm、膜厚0.25μm)、Restek Corporation製のRtx-1(長さ30m、内径0.32mm、膜厚0.25μm)、SGE International Pty. Ltd製のBP-1(長さ30m、内径0.32mm、膜厚0.25μm)。化合物ピークの重なりを防ぐ目的で島津製作所製のキャピラリカラムCBP1-M50-025(長さ50m、内径0.25mm、膜厚0.25μm)を用いてもよい。
 組成物に含有される液晶性化合物の割合は、次のような方法で算出してよい。液晶性化合物の混合物をガスクロマトグラフィー(FID)で分析する。ガスクロマトグラムにおけるピークの面積比は液晶性化合物の割合に相当する。上に記載したキャピラリカラムを用いたときは、各々の液晶性化合物の補正係数を1とみなしてよい。したがって、液晶性化合物の割合(重量%)は、ピークの面積比から算出することができる。
 測定試料:組成物および素子の特性を測定するときは、組成物をそのまま試料として用いた。化合物の特性を測定するときは、この化合物(15重量%)を母液晶(85重量%)に混合することによって測定用の試料を調製した。測定によって得られた値から外挿法によって化合物の特性値を算出した。(外挿値)={(試料の測定値)-0.85×(母液晶の測定値)}/0.15。この割合でスメクチック相(または結晶)が25℃で析出するときは、化合物と母液晶の割合を10重量%:90重量%、5重量%:95重量%、1重量%:99重量%の順に変更した。この外挿法によって化合物に関する上限温度、光学異方性、粘度、および誘電率異方性の値を求めた。
 下記の母液晶を用いた。成分化合物の割合は重量%で示した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000043
 測定方法:特性の測定は下記の方法で行った。これらの多くは、社団法人電子情報技術産業協会(Japan Electronics and Information Technology Industries Association;JEITAという)で審議制定されるJEITA規格(JEITA・ED-2521B)に記載された方法、またはこれを修飾した方法であった。測定に用いたTN(twisted nematic)素子には、薄膜トランジスター(TFT)を取り付けなかった。
(1)ネマチック相の上限温度(NI;℃):偏光顕微鏡を備えた融点測定装置のホットプレートに試料を置き、1℃/分の速度で加熱した。試料の一部がネマチック相から等方性液体に変化したときの温度を測定した。ネマチック相の上限温度を「上限温度」と略すことがある。
(2)ネマチック相の下限温度(T;℃):ネマチック相を有する試料をガラス瓶に入れ、0℃、-10℃、-20℃、-30℃、および-40℃のフリーザー中に10日間保管したあと、液晶相を観察した。例えば、試料が-20℃ではネマチック相のままであり、-30℃では結晶またはスメクチック相に変化したとき、Tを<-20℃と記載した。ネマチック相の下限温度を「下限温度」と略すことがある。
(3)粘度(バルク粘度;η;20℃で測定;mPa・s):測定には東京計器株式会社製のE型回転粘度計を用いた。
(4)粘度(回転粘度;γ1;25℃で測定;mPa・s):測定には、東陽テクニカ株式会社の回転粘性率測定システムLCM-2型を用いた。2枚のガラス基板の間隔(セルギャップ)が10μmのVA(vertical alignment)素子に試料を注入した。この素子に矩形波(55V、1ms)を印加した。この印加によって発生した過渡電流(transient current)のピーク電流(peak current)とピーク時間(peak time)を測定した。これらの測定値および誘電率異方性を用いて、回転粘度の値を得た。誘電率異方性は、測定(6)に記載された方法で測定した。
(5)光学異方性(屈折率異方性;Δn;25℃で測定):測定は、波長589nmの光を用い、接眼鏡に偏光板を取り付けたアッベ屈折計によって行なった。主プリズムの表面を一方向にラビングしたあと、試料を主プリズムに滴下した。屈折率n∥は偏光の方向がラビングの方向と平行であるときに測定した。屈折率n⊥は偏光の方向がラビングの方向と垂直であるときに測定した。光学異方性の値は、Δn=n∥-n⊥、の式から計算した。
(6)誘電率異方性(Δε;25℃で測定):誘電率異方性の値は、Δε=ε∥-ε⊥、の式から計算した。誘電率(ε∥およびε⊥)は次のように測定した。
1)誘電率(ε∥)の測定:よく洗浄したガラス基板にオクタデシルトリエトキシシラン(0.16mL)のエタノール(20mL)溶液を塗布した。ガラス基板をスピンナーで回転させたあと、150℃で1時間加熱した。2枚のガラス基板の間隔(セルギャップ)が4μmであるVA素子に試料を入れ、この素子を紫外線で硬化する接着剤で密閉した。この素子にサイン波(0.5V、1kHz)を印加し、2秒後に液晶分子の長軸方向における誘電率(ε∥)を測定した。
2)誘電率(ε⊥)の測定:よく洗浄したガラス基板にポリイミド溶液を塗布した。このガラス基板を焼成した後、得られた配向膜にラビング処理をした。2枚のガラス基板の間隔(セルギャップ)が9μmであり、ツイスト角が80度であるTN素子に試料を注入した。この素子にサイン波(0.5V、1kHz)を印加し、2秒後に液晶分子の短軸方向における誘電率(ε⊥)を測定した。
(7)しきい値電圧(Vth;25℃で測定;V):測定には大塚電子株式会社製のLCD5100型輝度計を用いた。光源はハロゲンランプであった。2枚のガラス基板の間隔(セルギャップ)が4μmであり、ラビング方向がアンチパラレルであるノーマリーブラックモード(normally black mode)のVA素子に試料を入れ、この素子を紫外線で硬化する接着剤を用いて密閉した。この素子に印加する電圧(60Hz、矩形波)は0Vから20Vまで0.02Vずつ段階的に増加させた。この際に、素子に垂直方向から光を照射し、素子を透過した光量を測定した。この光量が最大になったときが透過率100%であり、この光量が最小であったときが透過率0%である電圧-透過率曲線を作成した。しきい値電圧は透過率が10%になったときの電圧で表した。
(8)電圧保持率(VHR;60℃で測定;%):測定に用いたTN素子はポリイミド配向膜を有し、そして2枚のガラス基板の間隔(セルギャップ)は3.5μmであった。このTN素子に試料を注入し、紫外線で硬化する接着剤で密閉した。このTN素子を60℃の恒温槽に入れ、パルス電圧(1V、60マイクロ秒、3Hz)を印加して充電した。減衰する電圧を高速電圧計で166.6ミリ秒のあいだ測定し、単位周期における電圧曲線と横軸との間の面積Aを求めた。面積Bは減衰しなかったときの面積であった。電圧保持率は面積Bに対する面積Aの百分率で表した。
(9)電圧保持率(UV-VHR;60℃で測定;%):試料を注入したTN素子に、光源としてブラックライトを使用し、5ミリWの紫外線を166.6分照射した。電圧保持率を測定し、紫外線に対する安定性を評価した。TN素子の構成や電圧保持率の測定法は項(8)に記載した。大きなUV-VHRを有する組成物は紫外線に対して大きな安定性を有する。UV-VHRは90%以上が好ましく、95%以上がさらに好ましい。
(10)電圧保持率(加熱VHR;60℃で測定;%):試料を注入したTN素子を120℃の恒温槽内で20時間加熱したあと、電圧保持率を測定し、熱に対する安定性を評価した。TN素子の構成や電圧保持率の測定法は項(8)に記載した。大きな加熱VHRを有する組成物は熱に対して大きな安定性を有する。加熱VHRは90%以上が好ましく、95%以上がさらに好ましい。
(11)応答時間(τ;25℃で測定;ms):測定には大塚電子株式会社製のLCD5100型輝度計を用いた。光源はハロゲンランプであった。ローパス・フィルター(Low-pass filter)は5kHzに設定した。2枚のガラス基板の間隔(セルギャップ)が4μmであり、ラビング方向がアンチパラレルであるノーマリーブラックモード(normally black mode)の素子に試料を入れた。この素子を紫外線で硬化する接着剤を用いて密閉した。この素子に矩形波(60Hz、10V、0.5秒)を印加した。この際に、素子に垂直方向から光を照射し、素子を透過した光量を測定した。この光量が最大になったときが透過率100%であり、この光量が最小であったときが透過率0%であるとみなした。応答時間は透過率90%から10%に変化するのに要した時間(立ち下がり時間;fall time;ミリ秒)で表した。
(12)弾性定数(K11:広がり(splay)弾性定数、K33:曲げ(bend)弾性定数;25℃で測定;pN):測定には株式会社東陽テクニカ製のEC-1型弾性定数測定器を用いた。2枚のガラス基板の間隔(セルギャップ)が20μmであるVA素子に試料を注入した。この素子に20ボルトから0ボルト電荷を印加し、静電容量および印加電圧を測定した。測定した静電容量(C)と印加電圧(V)の値を『液晶デバイスハンドブック』(日刊工業新聞社)、75頁にある式(2.98)、式(2.101)を用いてフィッティングし、式(2.100)から弾性定数の値を得た。
(13)比抵抗(ρ;25℃で測定;Ωcm):電極を備えた容器に試料1.0mLを入れた。この容器に直流電圧(10V)を印加し、10秒後の直流電流を測定した。比抵抗は次の式から算出した。(比抵抗)={(電圧)×(容器の電気容量)}/{(直流電流)×(真空の誘電率)}。                 (式1)
(14)プレチルト角(度):プレチルト角の測定には、分光エリプソメータM-2000U(J. A. Woollam Co., Inc. 製)を使用した。
(15)配向安定性(液晶配向軸安定性):FFS(fringe field switching)素子の電極側における液晶配向軸の変化を評価した。ストレス印加前の電極側の液晶配向角度φ(before)を測定し、その後、素子に矩形波4.5V、60Hzを20分間印加した後、1秒間ショートし、1秒後および5分後に再び電極側の液晶配向角度φ(after)を測定した。これらの値から、1秒後および5分後の液晶配向角度の変化Δφ(deg.)を次の式を用いて算出した。
Δφ(deg.)=φ(after)-φ(before)           (式2)
これらの測定はJ. Hilfiker, B. Johs, C. Herzinger, J. F. Elman, E. Montbach, D. Bryant, and P. J. Bos, Thin Solid Films, 455-456, (2004) 596-600を参考に行った。Δφが小さいほうが液晶配向軸の変化率が小さく、液晶配向軸の安定性が良いといえる。
(16)フリッカ率(25℃で測定;%):測定には横河電機(株)製のマルチメディアディスプレイテスタ3298Fを用いた。光源はLEDであった。2枚のガラス基板の間隔(セルギャップ)が3.5μmであり、ラビング方向がアンチパラレルであるノーマリーブラックモード(normally black mode)の素子に試料を入れた。この素子を紫外線で硬化する接着剤を用いて密閉した。この素子に電圧を印加し、素子を透過した光量が最大になる電圧を測定した。この電圧を素子に印加しながらセンサ部を素子に近づけ、表示されたフリッカ率を読み取った。
(17)ヘイズ率(%):ヘイズ率の測定には、ヘイズメーターNDH5000(日本電色工業株式会社製)を使用した。
 組成物の実施例を以下に示す。成分化合物は、下記の表3の定義に基づいて記号によって表した。表3において、1,4-シクロヘキシレンに関する立体配置はトランスである。記号化された化合物の後にあるかっこ内の番号は化合物が属する化学式を表す。(-)の記号はその他の液晶性化合物を意味する。液晶性化合物の割合(百分率)は、添加物を含まない液晶組成物の重量に基づいた重量百分率(重量%)である。最後に、組成物の特性値をまとめた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000044
[組成物(M1)]
5-HB(2F,3F)-O2        (1-1)     3%
2-BB(2F,3F)-O2        (1-4)     2%
3-BB(2F,3F)-O2        (1-4)     5%
V2-BB(2F,3F)-O2       (1-4)     6%
1V2-BB(2F,3F)-O2      (1-4)     3%
3-HHB(2F,3F)-O2       (1-6)     3%
2-BB(2F,3F)B-3        (1-9)     3%
V2-BB(2F,3F)B-1       (1-9)     4%
2-HBB(2F,3F)-O2       (1-10)    3%
3-HBB(2F,3F)-O2       (1-10)    9%
4-HBB(2F,3F)-O2       (1-10)    6%
5-HBB(2F,3F)-O2       (1-10)    6%
3-HB(2F,3F)B-2        (1)       3%
3-HH2BB(2F,3F)-O2     (1)       3%
2-HH-3                (2-1)     8%
3-HB-O1               (2-2)     3%
3-HHB-1               (2-5)     3%
3-HHB-O1              (2-5)     3%
5-B(F)BB-2            (2-7)     3%
5-B(F)BB-3            (2-7)     3%
2-BB(F)B-3            (2-8)     5%
2-BB(F)B-5            (2-8)     4%
3-BB(F)B-5            (2-8)     3%
3-B2BB-2              (2-9)     3%
3-HBB(F)B-3           (2-13)    3%
 NI=111.4℃;Tc<-20℃;Δn=0.180;Δε=-3.6;Vth=2.36V;γ1=183.0mPa・s.
[組成物(M2)]
3-H2B(2F,3F)-O2       (1-2)     3%
3-BB(2F,3F)-O2        (1-4)     3%
1V2-BB(2F,3F)-O2      (1-4)     4%
3-HH2B(2F,3F)-O2      (1-7)     5%
2-BB(2F,3F)B-3        (1-9)     7%
2-BB(2F,3F)B-4        (1-9)     6%
V2-BB(2F,3F)B-1       (1-9)     6%
3-HBB(2F,3F)-O2       (1-10)    5%
4-HBB(2F,3F)-O2       (1-10)    5%
V-HBB(2F,3F)-O2       (1-10)    5%
3-HDhB(2F,3F)-O2      (1-16)    5%
3-BB(2F)B(2F,3F)-O2   (1-20)    4%
2-BB(2F)B(2F,3F)-O4   (1-20)    3%
3-BB(F)B(2F,3F)-O2    (1-21)    5%
3-B(2F)B(2F,3F)-O2    (1-22)    3%
2-HH-3                (2-1)     7%
1-BB-5                (2-3)     3%
V2-BB-1               (2-3)     4%
3-HHB-1               (2-5)     3%
3-HBB-2               (2-6)     3%
V-HBB-2               (2-6)     4%
3-HHEBH-3             (2-11)    3%
3-HBB(F)B-3           (2-13)    4%
 NI=111.1℃;Tc<-20℃;Δn=0.182;Δε=-3.6;Vth=2.37V;γ1=224.2mPa・s.
[組成物(M3)]
2-BB(2F,3F)-O2        (1-4)     3%
3-BB(2F,3F)-O2        (1-4)     3%
5-HHB(2F,3F)-O2       (1-6)     3%
V2-HHB(2F,3F)-O2      (1-6)     3%
3-HH1OB(2F,3F)-O2     (1-8)     3%
2-BB(2F,3F)B-3        (1-9)     3%
V-HBB(2F,3F)-O2       (1-10)    7%
V2-HBB(2F,3F)-O2      (1-10)    3%
V-HBB(2F,3F)-O4       (1-10)    5%
3-HEB(2F,3F)B(2F,3F)-O2
                      (1-11)    4%
3-dhBB(2F,3F)-O2      (1-17)    4%
3-BB(2F)B(2F,3F)-O2   (1-20)    5%
5-BB(2F)B(2F,3F)-O2   (1-20)    4%
2-BB(2F)B(2F,3F)-O4   (1-20)    5%
3-BB(F)B(2F,3F)-O2    (1-21)    5%
3-HH-V                (2-1)    12%
3-HH-V1               (2-1)     3%
V-HHB-1               (2-5)     3%
3-B(F)BB-2            (2-7)     6%
1-BB(F)B-2V           (2-8)     6%
2-BB(F)B-3            (2-8)     6%
3-HBB(F)B-3           (2-13)    4%
 NI=119.3℃;Tc<-20℃;Δn=0.191;Δε=-3.3;Vth=2.39V;γ1=192.2mPa・s.
[組成物(M4)]
3-HB(2F,3F)-O2        (1-1)     3%
5-H2B(2F,3F)-O2       (1-2)     3%
3-BB(2F,3F)-O2        (1-4)     3%
V2-BB(2F,3F)-O2       (1-4)     4%
1V2-BB(2F,3F)-O2      (1-4)     2%
3-HHB(2F,3F)-O2       (1-6)     3%
5-HHB(2F,3F)-O2       (1-6)     3%
2-BB(2F,3F)B-3        (1-9)     4%
2-BB(2F,3F)B-4        (1-9)     4%
2-HBB(2F,3F)-O2       (1-10)    3%
3-HBB(2F,3F)-O2       (1-10)    3%
V-HBB(2F,3F)-O2       (1-10)    4%
3-BB2B(2F,3F)-O2      (1)       4%
V-HH2HB(2F,3F)-O2     (1)       3%
V-HH2BB(2F,3F)-O2     (1)       3%
3-HH-4                (2-1)     7%
V2-BB-1               (2-3)     4%
V-HHB-1               (2-5)     3%
3-HBB-2               (2-6)     3%
5-B(F)BB-2            (2-7)     4%
5-B(F)BB-3            (2-7)     5%
1-BB(F)B-2V           (2-8)     4%
2-BB(F)B-3            (2-8)     4%
2-BB(F)B-5            (2-8)     4%
3-BB(F)B-5            (2-8)     4%
3-B2BB-2              (2-9)     3%
3-HBB(F)B-3           (2-13)    3%
5-HFLF4-3             (-)       3%
 NI=111.4℃;Tc<-20℃;Δn=0.188;Δε=-2.6;Vth=2.78V;γ1=164.3mPa・s.
[組成物(M5)]
3-H2B(2F,3F)-O2       (1-2)     4%
3-BB(2F,3F)-O2        (1-4)     6%
V2-BB(2F,3F)-O2       (1-4)     4%
3-HHB(2F,3F)-1        (1-6)     3%
2-HHB(2F,3F)-O2       (1-6)     2%
3-HHB(2F,3F)-O2       (1-6)     5%
3-HH1OB(2F,3F)-O2     (1-8)     3%
2-BB(2F,3F)B-3        (1-9)     4%
2-BB(2F,3F)B-4        (1-9)     3%
V2-BB(2F,3F)B-1       (1-9)     4%
2-HBB(2F,3F)-O2       (1-10)    5%
3-HBB(2F,3F)-O2       (1-10)    5%
4-HBB(2F,3F)-O2       (1-10)    3%
5-HBB(2F,3F)-O2       (1-10)    3%
V-HBB(2F,3F)-O4       (1-10)    5%
3-HEB(2F,3F)B(2F,3F)-O2
                      (1-11)    3%
3-H1OCro(7F,8F)-5     (1-14)    3%
2O-B(2F)B(2F,3F)-O2   (1-22)    3%
3-H2BBB(2F,3F)-O2     (1)       3%
V-H2BBB(2F,3F)-O2     (1)       4%
3-HH-O1               (2-1)     3%
1-BB-5                (2-3)     4%
5-B(F)BB-2            (2-7)     3%
1-BB(F)B-2V           (2-8)     6%
2-BB(F)B-3            (2-8)     3%
5-HB(F)BH-3           (2-12)    3%
3-HBB(F)B-3           (2-13)    3%
 NI=119.3℃;Tc<-20℃;Δn=0.186;Δε=-4.0;Vth=2.19V;γ1=236.9mPa・s.
[組成物(M6)]
3-HB(2F,3F)-O4        (1-1)     4%
2-BB(2F,3F)-O2        (1-4)     3%
3-BB(2F,3F)-O2        (1-4)     3%
2-HBB(2F,3F)-O2       (1-10)    3%
3-HBB(2F,3F)-O2       (1-10)    3%
3-dhBB(2F,3F)-O2      (1-17)    5%
3-chB(2F,3F)-O2       (1-18)    3%
2-HchB(2F,3F)-O2      (1-19)    3%
3-BB(2F)B(2F,3F)-O2   (1-20)    4%
5-BB(2F)B(2F,3F)-O2   (1-20)    5%
2-BB(2F)B(2F,3F)-O4   (1-20)    6%
3-BB(F)B(2F,3F)-O2    (1-21)    5%
5-HH-V                (2-1)     6%
7-HB-1                (2-2)     3%
V-HHB-1               (2-5)     4%
V2-HHB-1              (2-5)     3%
3-HBB-2               (2-6)     3%
V-HBB-2               (2-6)     3%
3-B(F)BB-2            (2-7)     6%
5-B(F)BB-3            (2-7)     4%
1-BB(F)B-2V           (2-8)     6%
2-BB(F)B-3            (2-8)     5%
3-BB(F)B-5            (2-8)     3%
3-B2BB-2              (2-9)     3%
3-HBB(F)B-3           (2-13)    4%
 NI=113.3℃;Tc<-20℃;Δn=0.196;Δε=-2.3;Vth=2.93V;γ1=224.0mPa・s.
[組成物(M7)]
2-BB(2F,3F)-O2        (1-4)     5%
3-BB(2F,3F)-O2        (1-4)     8%
V2-BB(2F,3F)-O2       (1-4)     7%
2-BB(2F,3F)B-3        (1-9)     6%
2-BB(2F,3F)B-4        (1-9)     4%
V2-BB(2F,3F)B-1       (1-9)     5%
2-HBB(2F,3F)-O2       (1-10)    3%
3-HBB(2F,3F)-O2       (1-10)    3%
V-HBB(2F,3F)-O2       (1-10)    4%
V2-HBB(2F,3F)-O2      (1-10)    4%
3-HHB(2F,3Cl)-O2      (1-12)    3%
5-HBB(2F,3Cl)-O2      (1-13)    3%
3-BB(2F)B(2F,3F)-O2   (1-20)    5%
5-BB(2F)B(2F,3F)-O2   (1-20)    5%
3-BB(F)B(2F,3F)-O2    (1-21)    4%
3-HH-V                (2-1)     8%
F3-HH-V               (2-1)     3%
3-HHEH-3              (2-4)     4%
3-HHB-3               (2-5)     3%
3-B(F)BB-2            (2-7)     4%
5-B(F)BB-2            (2-7)     3%
3-HB(F)HH-2           (2-10)    3%
3-HBB(F)B-3           (2-13)    3%
 NI=105.2℃;Tc<-20℃;Δn=0.183;Δε=-3.7;Vth=2.30V;γ1=211.2mPa・s.
[組成物(M8)]
3-HB(2F,3F)-O2        (1-1)     3%
V2-BB(2F,3F)-O2       (1-4)     3%
2-HHB(2F,3F)-1        (1-6)     3%
3-HHB(2F,3F)-1        (1-6)     3%
2-BB(2F,3F)B-3        (1-9)     5%
2-BB(2F,3F)B-4        (1-9)     4%
V2-BB(2F,3F)B-1       (1-9)     5%
3-HBB(2F,3F)-O2       (1-10)    5%
4-HBB(2F,3F)-O2       (1-10)    3%
5-HBB(2F,3F)-O2       (1-10)    3%
V-HBB(2F,3F)-O2       (1-10)    5%
V2-HBB(2F,3F)-O2      (1-10)    4%
3-DhB(2F,3F)-O2       (1)       4%
2-B2BB(2F,3F)-O2      (1)       4%
V-HH2HB(2F,3F)-O2     (1)       3%
3-HH-V                (2-1)     5%
1-BB-5                (2-3)     3%
V-HHB-1               (2-5)     4%
V2-HHB-1              (2-5)     3%
V-HBB-2               (2-6)     4%
5-B(F)BB-3            (2-7)     5%
1-BB(F)B-2V           (2-8)     4%
2-BB(F)B-3            (2-8)     5%
2-BB(F)B-5            (2-8)     4%
3-BB(F)B-5            (2-8)     3%
3-B2BB-2              (2-9)     3%
 NI=111.2℃;Tc<-20℃;Δn=0.185;Δε=-2.7;Vth=2.71V;γ1=155.6mPa・s.
[組成物(M9)]
3-H1OB(2F,3F)-O2      (1-3)     3%
3-BB(2F,3F)-O2        (1-4)     4%
V2-BB(2F,3F)-O2       (1-4)     3%
2-HHB(2F,3F)-O2       (1-6)     3%
3-HHB(2F,3F)-O2       (1-6)     4%
3-HH1OB(2F,3F)-O2     (1-8)     3%
2-BB(2F,3F)B-3        (1-9)     5%
2-BB(2F,3F)B-4        (1-9)     4%
V2-BB(2F,3F)B-1       (1-9)     3%
3-dhBB(2F,3F)-O2      (1-17)    3%
3-BB(2F)B(2F,3F)-O2   (1-20)    4%
5-BB(2F)B(2F,3F)-O2   (1-20)    4%
2-BB(2F)B(2F,3F)-O4   (1-20)    4%
3-BB(F)B(2F,3F)-O2    (1-21)    5%
3-HH-V                (2-1)    12%
1-BB-3                (2-3)     3%
V-HBB-2               (2-6)     5%
3-B(F)BB-2            (2-7)     4%
1-BB(F)B-2V           (2-8)     6%
2-BB(F)B-3            (2-8)     5%
3-B2BB-2              (2-9)     3%
3-HB(F)BH-3           (2-12)    3%
5-HB(F)BH-3           (2-12)    3%
5-HBBH-1O1            (-)       4%
 NI=114.5℃;Tc<-20℃;Δn=0.192;Δε=-2.7;Vth=2.71V;γ1=185.1mPa・s.
[組成物(M10)]
3-H2B(2F,3F)-O2       (1-2)     4%
3-H1OB(2F,3F)-O2      (1-3)     3%
3-BB(2F,3F)-O2        (1-4)     8%
V2-BB(2F,3F)-O2       (1-4)     7%
1V2-BB(2F,3F)-O2      (1-4)     3%
2-BB(2F,3F)B-3        (1-9)     3%
2-BB(2F,3F)B-4        (1-9)     3%
V2-BB(2F,3F)B-1       (1-9)     4%
2-HBB(2F,3F)-O2       (1-10)    4%
3-HBB(2F,3F)-O2       (1-10)    7%
5-HBB(2F,3F)-O2       (1-10)    4%
2-BB(2F)B(2F,3F)-O4   (1-20)    5%
3-BB(F)B(2F,3F)-O2    (1-21)    5%
3-HH-V                (2-1)     7%
3-HBB-2               (2-6)     5%
V-HBB-2               (2-6)     4%
3-B(F)BB-2            (2-7)     4%
1-BB(F)B-2V           (2-8)     5%
2-BB(F)B-3            (2-8)     5%
3-B2BB-2              (2-9)     3%
5-HB(F)BH-3           (2-12)    3%
3-HBB(F)B-3           (2-13)    4%
 NI=104.8℃;Tc<-20℃;Δn=0.196;Δε=-3.1;Vth=2.52V;γ1=185.9mPa・s.
[組成物(M11)]
3-HB(2F,3F)-O4        (1-1)     4%
3-H2B(2F,3F)-O2       (1-2)     3%
3-BB(2F,3F)-O2        (1-4)     4%
V2-BB(2F,3F)-O2       (1-4)     4%
2O-BB(2F,3F)-O2       (1-4)     3%
2-HHB(2F,3F)-O2       (1-6)     3%
3-HHB(2F,3F)-O2       (1-6)     4%
5-HHB(2F,3F)-O2       (1-6)     3%
2-BB(2F,3F)B-4        (1-9)     4%
V2-BB(2F,3F)B-1       (1-9)     5%
2-HBB(2F,3F)-O2       (1-10)    4%
3-HBB(2F,3F)-O2       (1-10)    3%
5-HBB(2F,3F)-O2       (1-10)    5%
V-HBB(2F,3F)-O2       (1-10)    5%
3-BB(2F)B(2F,3F)-O2   (1-20)    3%
5-BB(2F)B(2F,3F)-O2   (1-20)    4%
2-BB(2F)B(2F,3F)-O4   (1-20)    4%
3-BB(F)B(2F,3F)-O2    (1-21)    3%
2-HH-3                (2-1)    10%
V-HBB-2               (2-6)     3%
1-BB(F)B-2V           (2-8)     4%
2-BB(F)B-3            (2-8)     6%
3-B2BB-2              (2-9)     3%
3-HB(F)BH-3           (2-12)    3%
5-HB(F)BH-3           (2-12)    3%
 NI=110.6℃;Tc<-20℃;Δn=0.180;Δε=-3.7;Vth=2.35V;γ1=227.0mPa・s.
[組成物(M12)]
2-H1OB(2F,3F)-O2      (1-3)     3%
3-H1OB(2F,3F)-O2      (1-3)     5%
2-HH1OB(2F,3F)-O2     (1-8)     3%
3-HH1OB(2F,3F)-O2     (1-8)     3%
2-BB(2F,3F)B-3        (1-9)     4%
2-BB(2F,3F)B-4        (1-9)     4%
V2-BB(2F,3F)B-1       (1-9)     4%
3-HBB(2F,3F)-O2       (1-10)    7%
4-HBB(2F,3F)-O2       (1-10)    4%
3-dhBB(2F,3F)-O2      (1-17)    4%
5-BB(2F)B(2F,3F)-O2   (1-20)    4%
2-BB(2F)B(2F,3F)-O4   (1-20)    3%
3-BB(F)B(2F,3F)-O2    (1-21)    4%
3-HH-V                (2-1)    12%
1-BB-3                (2-3)     3%
V2-BB-1               (2-3)     3%
3-HBB-2               (2-6)     3%
V-HBB-2               (2-6)     3%
5-B(F)BB-2            (2-7)     3%
5-B(F)BB-3            (2-7)     3%
1-BB(F)B-2V           (2-8)     3%
2-BB(F)B-3            (2-8)     4%
2-BB(F)B-5            (2-8)     4%
3-HB(F)BH-3           (2-12)    3%
3-HBB(F)B-3           (2-13)    4%
 NI=108.2℃;Tc<-20℃;Δn=0.185;Δε=-2.7;Vth=2.71V;γ1=158.9mPa・s.
[組成物(M13)]
2-H1OB(2F,3F)-O2      (1-3)     3%
3-H1OB(2F,3F)-O2      (1-3)     3%
3-BB(2F,3F)-O2        (1-4)     3%
3-HH2B(2F,3F)-O2      (1-7)     3%
2-BB(2F,3F)B-3        (1-9)     5%
2-BB(2F,3F)B-4        (1-9)     4%
V2-BB(2F,3F)B-1       (1-9)     5%
3-HBB(2F,3F)-O2       (1-10)    3%
4-HBB(2F,3F)-O2       (1-10)    4%
5-HBB(2F,3F)-O2       (1-10)    5%
V-HBB(2F,3F)-O2       (1-10)    6%
3-B(2F)B(2F,3F)-O2    (1-22)    3%
5-HB(2F,3F)B-3        (1)       3%
3-B2BB(2F,3F)-O2      (1)       4%
2-BB2B(2F,3F)-3       (1)       5%
3-HH-V                (2-1)     4%
3-HH-V1               (2-1)     4%
3-HH-VFF              (2-1)     5%
V2-BB-1               (2-3)     3%
5-B(F)BB-2            (2-7)     4%
1-BB(F)B-2V           (2-8)     4%
2-BB(F)B-3            (2-8)     3%
2-BB(F)B-5            (2-8)     5%
3-B2BB-2              (2-9)     5%
3-HBB(F)B-3           (2-13)    4%
 NI=100.1℃;Tc<-20℃;Δn=0.183;Δε=-2.6;Vth=2.80V;γ1=153.9mPa・s.
[組成物(M14)]
3-BB(2F,3F)-O2        (1-4)     3%
V2-BB(2F,3F)-O2       (1-4)     2%
2O-BB(2F,3F)-O2       (1-4)     2%
2-BB(2F,3F)B-3        (1-9)     6%
2-BB(2F,3F)B-4        (1-9)     3%
V2-BB(2F,3F)B-1       (1-9)     3%
2-HBB(2F,3F)-O2       (1-10)    3%
3-HBB(2F,3F)-O2       (1-10)    7%
4-HBB(2F,3F)-O2       (1-10)    4%
V-HBB(2F,3F)-O2       (1-10)    6%
3-HH1OCro(7F,8F)-5    (1-15)    3%
3-BB(2F)B(2F,3F)-O2   (1-20)    5%
5-BB(2F)B(2F,3F)-O2   (1-20)    4%
2-BB(2F)B(2F,3F)-O4   (1-20)    4%
3-BB(F)B(2F,3F)-O2    (1-21)    5%
3-HH-V                (2-1)    16%
3-HH-V1               (2-1)     5%
3-B(F)BB-2            (2-7)     5%
1-BB(F)B-2V           (2-8)     6%
2-BB(F)B-3            (2-8)     5%
3-B2BB-2              (2-9)     3%
 NI=106.1℃;Tc<-20℃;Δn=0.187;Δε=-2.9;Vth=2.60V;γ1=156.9mPa・s.
[組成物(M15)]
3-HH1OB(2F,3F)-O2     (1-8)     3%
2-BB(2F,3F)B-3        (1-9)     6%
2-BB(2F,3F)B-4        (1-9)     6%
V2-BB(2F,3F)B-1       (1-9)     6%
3-HBB(2F,3F)-O2       (1-10)    3%
V-HBB(2F,3F)-O2       (1-10)    4%
V2-HBB(2F,3F)-O2      (1-10)    4%
5-HDhB(2F,3F)-O2      (1-16)    4%
3-dhBB(2F,3F)-O2      (1-17)    3%
2-HchB(2F,3F)-O2      (1-19)    5%
3-BB(2F)B(2F,3F)-O2   (1-20)    4%
5-BB(2F)B(2F,3F)-O2   (1-20)    3%
2-BB(2F)B(2F,3F)-O4   (1-20)    4%
3-BB(F)B(2F,3F)-O2    (1-21)    4%
4-HH-V                (2-1)     9%
1-HH-2V1              (2-1)     3%
3-HH-2V1              (2-1)     3%
V2-BB-1               (2-3)     4%
1V2-BB-1              (2-3)     4%
5-B(F)BB-3            (2-7)     5%
1-BB(F)B-2V           (2-8)     4%
2-BB(F)B-3            (2-8)     5%
3-HB(F)BH-3           (2-12)    4%
 NI=112.4℃;Tc<-20℃;Δn=0.190;Δε=-2.7;Vth=2.68V;γ1=158.6mPa・s.
[組成物(M16)]
V2-H2B(2F,3F)-O2      (1-2)     5%
V2-H1OB(2F,3F)-O4     (1-3)     3%
3-BB(2F,3F)-O2        (1-4)     5%
V2-BB(2F,3F)-O2       (1-4)     6%
5-HH2B(2F,3F)-O2      (1-7)     3%
V-HH2B(2F,3F)-O2      (1-7)     5%
2-BB(2F,3F)B-3        (1-9)     4%
2-BB(2F,3F)B-4        (1-9)     3%
V2-BB(2F,3F)B-1       (1-9)     4%
V-HBB(2F,3F)-O2       (1-10)    6%
V2-HBB(2F,3F)-O2      (1-10)    6%
V-HBB(2F,3F)-O4       (1-10)    4%
V-H2BBB(2F,3F)-O2     (1)       4%
2-HH-3                (2-1)     8%
1-BB-5                (2-3)     5%
3-HBB-2               (2-6)     3%
V-HBB-2               (2-6)     3%
3-B(F)BB-2            (2-7)     3%
5-B(F)BB-2            (2-7)     4%
1-BB(F)B-2V           (2-8)     4%
2-BB(F)B-3            (2-8)     5%
2-BB(F)B-5            (2-8)     4%
3-B2BB-2              (2-9)     3%
 NI=98.3℃;Tc<-20℃;Δn=0.185;Δε=-2.7;Vth=2.67V;γ1=176.3mPa・s.
[組成物(M17)]
3-BB(2F,3F)-O2        (1-4)     5%
V2-BB(2F,3F)-O2       (1-4)     3%
3-B(2F,3F)B(2F,3F)-O2 (1-5)     2%
2-HHB(2F,3F)-1        (1-6)     7%
V-HHB(2F,3F)-O4       (1-6)     3%
2-HH1OB(2F,3F)-O2     (1-8)     3%
3-HBB(2F,3F)-O2       (1-10)    4%
V-HBB(2F,3F)-O2       (1-10)    3%
V2-HBB(2F,3F)-O2      (1-10)    3%
3-HBB(2F,3Cl)-O2      (1-13)    3%
3-BB(2F)B(2F,3F)-O2   (1-20)    4%
5-BB(2F)B(2F,3F)-O2   (1-20)    3%
2-BB(2F)B(2F,3F)-O4   (1-20)    4%
3-BB(F)B(2F,3F)-O2    (1-21)    5%
2-B2BB(2F,3F)-O2      (1)       2%
3-H2BBB(2F,3F)-O2     (1)       3%
V-H2BBB(2F,3F)-O2     (1)       3%
3-HH-V                (2-1)     7%
3-HH-V1               (2-1)     4%
3-HBB-2               (2-6)     3%
3-B(F)BB-2            (2-7)     4%
5-B(F)BB-2            (2-7)     5%
5-B(F)BB-3            (2-7)     5%
3-B2BB-2              (2-9)     3%
3-HB(F)BH-3           (2-12)    3%
5-HB(F)BH-3           (2-12)    3%
3-HBB(F)B-3           (2-13)    3%
 NI=131.5℃;Tc<-20℃;Δn=0.189;Δε=-3.4;Vth=2.73V;η=50.3mPa・s.
[組成物(M18)]
V-HB(2F,3F)-O2        (1-1)     3%
V2-HB(2F,3F)-O2       (1-1)     3%
V-HHB(2F,3F)-O2       (1-6)     3%
2-BB(2F,3F)B-3        (1-9)     4%
2-BB(2F,3F)B-4        (1-9)     5%
V2-BB(2F,3F)B-1       (1-9)     8%
3-HBB(2F,3F)-O2       (1-10)    3%
4-HBB(2F,3F)-O2       (1-10)    3%
5-HBB(2F,3F)-O2       (1-10)    4%
V-HBB(2F,3F)-O2       (1-10)    6%
V-HBB(2F,3F)-O4       (1-10)    8%
V-HHB(2F,3Cl)-O2      (1-12)    7%
3-HH-4                (2-1)    12%
3-B(F)BB-2            (2-7)     3%
5-B(F)BB-2            (2-7)     4%
5-B(F)BB-3            (2-7)     5%
1-BB(F)B-2V           (2-8)     6%
2-BB(F)B-3            (2-8)     7%
2-BB(F)B-5            (2-8)     3%
3-BB(F)B-5            (2-8)     3%
 NI=120.2℃;Tc<-20℃;Δn=0.192;Δε=-2.4;Vth=2.86V.
[組成物(M19)]
2-BB(2F,3F)-O2        (1-4)     6%
3-BB(2F,3F)-O2        (1-4)    10%
V2-BB(2F,3F)-O2       (1-4)    10%
3-HHB(2F,3F)-O2       (1-6)     7%
3-HH2B(2F,3F)-O2      (1-7)     6%
2-HBB(2F,3F)-O2       (1-10)    3%
3-HBB(2F,3F)-O2       (1-10)    7%
3-dhBB(2F,3F)-O2      (1-17)   10%
1-BB-3                (2-3)     4%
1-BB-5                (2-3)     2%
3-HBB-2               (2-6)     8%
V-HBB-2               (2-6)     9%
5-B(F)BB-2            (2-7)     9%
5-B(F)BB-3            (2-7)     9%
 NI=98.6℃;Tc<-20℃;Δn=0.185;Δε=-3.3;Vth=2.46V;η=41.7mPa・s.
[組成物(M20)]
3-BB(2F,3F)-O2        (1-4)     6%
5-BB(2F,3F)-O2        (1-4)     6%
2-HHB(2F,3F)-O2       (1-6)     3%
3-HHB(2F,3F)-O2       (1-6)     3%
5-HHB(2F,3F)-O2       (1-6)     5%
3-HH2B(2F,3F)-O2      (1-7)     9%
2-HBB(2F,3F)-O2       (1-10)    3%
3-HBB(2F,3F)-O2       (1-10)    7%
4-HBB(2F,3F)-O2       (1-10)    4%
3-HDhB(2F,3F)-O2      (1-16)    9%
3-dhBB(2F,3F)-O2      (1-17)    6%
3-HB-O2               (2-2)     4%
1-BB-3                (2-3)     4%
1-BB-5                (2-3)     3%
3-HHB-1               (2-5)     3%
3-HHB-O1              (2-5)     3%
3-HBB-2               (2-6)     5%
5-B(F)BB-2            (2-7)     6%
5-B(F)BB-3            (2-7)     7%
3-HHEBH-3             (2-11)    4%
 NI=122.6℃;Tc<-20℃;Δn=0.162;Δε=-3.8;Vth=2.56V.
 実施例において使用する重合性化合物(RM-1)から(RM-11)を以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000045

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000046
[実施例1]
液晶調光素子の作製
 負の誘電率異方性を有する組成物(M1)に、光重合開始剤としてIrgacure651を0.3重量%の割合で添加した。95重量%の組成物(M1)と5重量%の重合性化合物(RM-1)とを混合し、重合性組成物を調製した。この重合性組成物を、2枚のガラス基板の間隔(セルギャップ)が3.5μmであるVA(vertical alignment)素子へ注入した。注入時の温度は140℃であった。この素子へ、365nmの紫外線を1J照射し、液晶複合体を有する素子を作製した。この素子は透明であった。この素子に45Vの電圧を印加し、光を照射した時には不透明になった。この結果から、VA素子はリバースモードであることが分かった。
[実施例2~29]
 組成物(M1)から組成物(M20)と重合性化合物(RM-1)から(RM-9)とを使用し、実施例1と同様の手順でVA素子を作製した。結果を表4にまとめた。VA素子はいずれもリバースモードであった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000047
[実施例30]
液晶調光素子の作製
 次に、二種類の重合性組成物を組み合せた。負の誘電率異方性を有する組成物(M20)に、光重合開始剤としてIrgacure651を0.3重量%の割合で添加した。この液晶組成物(M20)90重量%、重合性化合物(RM-8)5重量%と重合性化合物(RM-11)5重量%とを混合し、重合性組成物を調製した。この重合性組成物を、2枚のガラス基板の間隔(セルギャップ)が3.5μmであるVA素子へ注入した。注入時の温度は140℃であった。この素子へ、365nmの紫外線を1J照射し、液晶複合体を有する素子を作製した。この素子は透明であった。この素子に45Vの電圧を印加し、光を照射した時には不透明になった。この結果から、VA素子はリバースモードであることが分かった。
[実施例31~39]
 組成物(M20)と二種類の重合性化合物とから、実施例30と同様の手順でVA素子を作製した。結果を表5にまとめた。VA素子はいずれもリバースモードであった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000048
ヘイズ率の測定
 実施例18で作製したVA素子を、入射光に対して素子が垂直になるようにヘイズメーター内へ設置した。この素子に0から60Vの範囲の電圧を印加し、ヘイズ率を測定した。電圧無印加時のヘイズ率は3.2%(透明)であった。30Vの電圧を印加した時のヘイズ率は62.2%(不透明)であった。いくつかのVA素子についても同様にヘイズ率を測定した。結果を表6にまとめた。ヘイズ率には電圧依存性があるので、最適なヘイズ率と電圧との組合せを記載した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000049
 表4から表6の結果より、実施例1~39の液晶複合体はリバースモードの液晶調光素子に適した特性を有することが分かった。
 液晶組成物や液晶表示素子の特性を測定するときは、通常はガラス基板の素子を用いる。液晶調光素子では、プラスチックフィルムを基板に用いることもある。そこで、基板がポリカーボネートである素子を作成し、しきい値電圧、応答時間のような特性を測定した。この測定値をガラス基板の素子の場合と比較した。その結果、二種類の測定値は、ほぼ同一であった。そこで、しきい値電圧、応答時間のような特性では、ガラス基板の素子で測定した値を記載した。
 本発明の液晶複合体を含有する液晶調光素子は、短い応答時間、大きな電圧保持率、低いしきい値電圧、大きなヘイズ率、長い寿命のような特性を有するので、調光窓、スマートウィンドウなどに用いることができる

Claims (25)

  1.  第一成分として式(1)で表される化合物から選択された少なくとも1つの化合物を含有する液晶組成物と、重合体とを含有する、液晶複合体。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000001

    式(1)において、RおよびRは独立して、炭素数1から12のアルキル、炭素数1から12のアルコキシ、炭素数2から12のアルケニル、炭素数2から12のアルケニルオキシ、または少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数1から12のアルキルであり;環Aおよび環Cは独立して、1,4-シクロヘキシレン、1,4-シクロヘキセニレン、テトラヒドロピラン-2,5-ジイル、1,4-フェニレン、少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた1,4-フェニレン、ナフタレン-2,6-ジイル、少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられたナフタレン-2,6-ジイル、クロマン-2,6-ジイル、または少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられたクロマン-2,6-ジイルであり;環Bは、2,3-ジフルオロ-1,4-フェニレン、2-クロロ-3-フルオロ-1,4-フェニレン、2,3-ジフルオロ-5-メチル-1,4-フェニレン、3,4,5-トリフルオロナフタレン-2,6-ジイル、または7,8-ジフルオロクロマン-2,6-ジイルであり;ZおよびZは独立して、単結合、エチレン、カルボニルオキシ、またはメチレンオキシであり;aは1、2、または3であり、bは0または1であり;そしてaとbとの和は3以下である。
  2.  液晶組成物が、第一成分として式(1-1)から式(1-22)で表される化合物の群から選択された少なくとも1つの化合物を含有する、請求項1に記載の液晶複合体。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000002

    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000003

    式(1-1)から式(1-22)において、RおよびRは独立して、炭素数1から12のアルキル、炭素数1から12のアルコキシ、炭素数2から12のアルケニル、炭素数2から12のアルケニルオキシ、または少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数1から12のアルキルである。
  3.  液晶組成物の重量に基づいて、第一成分の割合が20重量%から90重量%の範囲である、請求項1または2に記載の液晶複合体。
  4.  液晶組成物が、第二成分として式(2)で表される化合物から選択された少なくとも1つの化合物をさらに含有する、請求項1から3のいずれか1項に記載の液晶複合体。

    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000004

    式(2)において、RおよびRは独立して、炭素数1から12のアルキル、炭素数1から12のアルコキシ、炭素数2から12のアルケニル、少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数1から12のアルキル、または少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数2から12のアルケニルであり;環Dおよび環Eは独立して、1,4-シクロヘキシレン、1,4-フェニレン、2-フルオロ-1,4-フェニレン、または2,5-ジフルオロ-1,4-フェニレンであり;Zは、単結合、エチレン、またはカルボニルオキシであり;cは1、2、または3である。
  5.  液晶組成物が、第二成分として式(2-1)から式(2-13)で表される化合物の群から選択された少なくとも1つの化合物をさらに含有する、請求項1から4のいずれか1項に記載の液晶複合体。

    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000005

    式(2-1)から式(2-13)において、RおよびRは独立して、炭素数1から12のアルキル、炭素数1から12のアルコキシ、炭素数2から12のアルケニル、少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数1から12のアルキル、または少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数2から12のアルケニルである。
  6.  液晶組成物の重量に基づいて、第二成分の割合が10重量%から70重量%の範囲である、請求項4または5に記載の液晶複合体。
  7.  重合体が式(3)で表される化合物を含む重合性化合物から誘導された重合体である、請求項1から6のいずれか1項に記載の液晶複合体。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000006

    式(3)において、Zは炭素数1から20のアルキレンであり、このアルキレンにおいて、少なくとも1つの水素は、炭素数1から5のアルキル、フッ素、塩素、またはPで置き換えられてもよく、少なくとも1つの-CH-は、-O-、-CO-、-COO-、-OCO-、-NH-、または-N(R)-で置き換えられてもよく、少なくとも1つの-CH-CH-は、-CH=CH-または-C≡C-で置き換えられてもよく、少なくとも1つの-CH-は、炭素環式の飽和脂肪族化合物、複素環式の飽和脂肪族化合物、炭素環式の不飽和脂肪族化合物、複素環式の不飽和脂肪族化合物、炭素環式の芳香族化合物、または複素環式の芳香族化合物、から2つの水素を除くことによって生成した二価基で置き換えられてもよく、これらの二価基において、炭素数は5から35であり、少なくとも1つの水素は、RまたはPで置き換えられてもよく、ここでRは、炭素数1から12のアルキルであり、このアルキルにおいて、少なくとも1つの-CH-は、-O-、-CO-、-COO-、または-OCO-で置き換えられてもよく;P、P、およびPは独立して、重合性基である。
  8.  重合体が式(3)で表される化合物から誘導された重合体である、請求項1から6のいずれか1項に記載の液晶複合体。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000007

    式(3)において、Zは炭素数1から20のアルキレンであり、このアルキレンにおいて、少なくとも1つの水素は、炭素数1から5のアルキル、フッ素、塩素、またはPで置き換えられてもよく、少なくとも1つの-CH-は、-O-、-CO-、-COO-、-OCO-、-NH-、-N(R)-、-CH=CH-、または-C≡C-で置き換えられてもよく、少なくとも1つの-CH-は、炭素環式の飽和脂肪族化合物、複素環式の飽和脂肪族化合物、炭素環式の不飽和脂肪族化合物、複素環式の不飽和脂肪族化合物、炭素環式の芳香族化合物、または複素環式の芳香族化合物、から2つの水素を除くことによって生成した二価基で置き換えられてもよく、これらの二価基において、炭素数は5から35であり、少なくとも1つの水素は、RまたはPで置き換えられてもよく、ここでRは、炭素数1から12のアルキルであり、このアルキルにおいて、少なくとも1つの-CH-は、-O-、-CO-、-COO-、または-OCO-で置き換えられてもよく;P、P、およびPは独立して、重合性基である。
  9.  式(3)において、P、P、およびPが独立して、式(P-1)から式(P-6)で表される重合性基の群から選択された基である、請求項7または8に記載の液晶複合体。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000008

    式(P-1)から式(P-6)において、M、M、およびMは独立して、水素、フッ素、炭素数1から5のアルキル、または少なくとも1つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数1から5のアルキルである。
  10.  式(3)において、P、P、およびPの少なくとも1つがアクリロイルオキシまたはメタクリロイルオキシである、請求項7から9のいずれか1項に記載の液晶複合体。
  11.  重合体が式(4)で表される化合物を含む重合性化合物から誘導された重合体である、請求項1から6のいずれか1項に記載の液晶複合体。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000009

    式(4)において、MおよびMは独立して、水素またはメチルであり;Zは炭素数20から80のアルキレンであり、このアルキレンにおいて、少なくとも1つの水素は、炭素数1から20のアルキル、フッ素、または塩素で置き換えられてもよく、少なくとも1つの-CH-は、-O-、-CO-、-COO-、-OCO-、-NH-、または-N(R)-で置き換えられてもよく、少なくとも1つの-CH-CH-は、-CH=CH-または-C≡C-で置き換えられてもよく、ここでRは、炭素数1から12のアルキルであり、このアルキルにおいて、少なくとも1つの-CH-は、-O-、-CO-、-COO-、または-OCO-で置き換えられてもよい。
  12.  重合体が式(5)で表される化合物を含む重合性化合物から誘導された重合体である、請求項1から6のいずれか1項に記載の液晶複合体。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000010

    式(5)において、Mは水素またはメチルであり;Zは単結合または炭素数1から5のアルキレンであり、このアルキレンにおいて、少なくとも1つの水素は、フッ素または塩素で置き換えられてもよく、少なくとも1つの-CH-は、-O-、-CO-、-COO-、または-OCO-で置き換えられてもよく;Rは炭素数1から40のアルキルであり、このアルキルにおいて、少なくとも1つの水素は、フッ素、または塩素で置き換えられてもよく、少なくとも1つの-CH-は、-O-、-CO-、-COO-、または-OCO-で置き換えられてもよく、少なくとも1つの-CH-は、炭素環式の飽和脂肪族化合物、複素環式の飽和脂肪族化合物、炭素環式の不飽和脂肪族化合物、複素環式の不飽和脂肪族化合物、炭素環式の芳香族化合物、または複素環式の芳香族化合物、から2つの水素を除くことによって生成した二価基で置き換えられてもよく、これらの二価基において、炭素数は5から35であり、少なくとも1つの水素は、炭素数1から12のアルキルで置き換えられてもよく、このアルキルにおいて、少なくとも1つの-CH-は、-O-、-CO-、-COO-、または-OCO-で置き換えられてもよい。
  13.  式(5)において、Rが炭素数1から40のアルキルであり、このアルキルにおいて、少なくとも1つの水素は、フッ素、または塩素で置き換えられてもよく、少なくとも1つの-CH-は、-O-、-CO-、-COO-、または-OCO-で置き換えられてもよい、請求項12に記載の液晶複合体。
  14.  重合体が式(6)、式(7)、および式(8)で表される化合物の群から選択された化合物を含む重合性化合物から誘導された重合体である、請求項1から6のいずれか1項に記載の液晶複合体。

    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000011

     式(6)、式(7)、および式(8)において、環F、環G、環I、環J、環K、および環Lは独立して、1,4-シクロへキシレン、1,4-フェニレン、1,4-シクロへキセニレン、ピリジン-2,5-ジイル、1,3-ジオキサン-2,5-ジイル、ナフタレン-2,6-ジイル、またはフルオレン-2,7-ジイルであり、ここで、少なくとも1つの水素はフッ素、塩素、シアノ、ヒドロキシ、ホルミル、トリフルオロアセチル、ジフルオロメチル、トリフルオロメチル、炭素数1から5のアルキル、炭素数1から5のアルコキシ、炭素数1から5のアルコキシカルボニル、または炭素数1から5のアルカノイルで置き換えられてもよく;Z、Z、Z11、Z12、およびZ16は独立して、単結合、-O-、-COO-、-OCO-、または-OCOO-であり;Z、Z10、Z13、およびZ15は独立して、単結合、-OCH-、-CHO-、-COO-、-OCO-、-COS-、-SCO-、-OCOO-、-CONH-、-NHCO-、-CFO-、-OCF-、-CHCH-、-CFCF-、-CH=CHCOO-、-OCOCH=CH-、-CHCHCOO-、-OCOCHCH-、-CH=CH-、-N=CH-、-CH=N-、-N=C(CH)-、-C(CH)=N-、-N=N-、または-C≡C-であり;Z14は単結合、-O-または-COO-であり;Xは水素、フッ素、塩素、トリフルオロメチル、トリフルオロメトキシ、シアノ、炭素数1から20のアルキル、炭素数2から20のアルケニル、炭素数1から20のアルコキシ、または炭素数1から20のアルコキシカルボニルであり;eおよびgは1から4の整数であり;jおよびlは独立して、0から3の整数であり;jおよびlの和は1から4であり;d、f、h、i、k、およびmは独立して、0から20の整数であり;MからM12は独立して、水素またはメチルである。
  15.  液晶複合体の重量に基づいて、液晶組成物の割合が50重量%から95重量%の範囲であり、重合体の割合が、5重量%から50重量%の範囲である、請求項1から14のいずれか1項に記載の液晶複合体。
  16.  液晶複合体は、液晶組成物と重合性化合物とを含有する重合性組成物を前駆体として得られ、この重合性組成物が添加物として光重合開始剤を含有する、請求項1から15のいずれか1項に記載の液晶複合体。
  17.  調光層が請求項1から16のいずれか1項に記載の液晶複合体であり、調光層が一対の透明基板により挟持され、透明基板が透明電極を有する、液晶調光素子。
  18.  透明基板がガラス板またはアクリル板である、請求項17に記載の液晶調光素子。
  19.  透明基板がプラスチックフィルムである、請求項17に記載の液晶調光素子。
  20.  請求項17から19のいずれか1項に記載の液晶調光素子を使用する調光窓。
  21.  請求項17から19のいずれか1項に記載の液晶調光素子を使用するスマートウィンドウ。
  22.  請求項1から16のいずれか1項に記載の液晶複合体の、液晶調光素子への使用。
  23.  請求項1から16のいずれか1項に記載の液晶複合体の、透明基板がプラスチックフィルムである液晶調光素子への使用。
  24.  請求項1から16のいずれか1項に記載の液晶複合体の、調光窓への使用。
  25.  請求項1から16のいずれか1項に記載の液晶複合体の、スマートウィンドウへの使用。
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