JP6965538B2 - Liquid crystal composition and liquid crystal element - Google Patents

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Description

本発明は、液晶組成物及び液晶素子と、この液晶素子を用いたスクリーン、ディスプレイ及び窓に関する。詳しくは、偏光板を使用せずに、光透過状態と光散乱状態の切り替えができる液晶素子に用いることのできる液晶組成物及び液晶素子と、この液晶素子を用いたスクリーン、ディスプレイ及び窓に関する。 The present invention relates to a liquid crystal composition and a liquid crystal element, and a screen, a display and a window using the liquid crystal element. More specifically, the present invention relates to a liquid crystal composition and a liquid crystal element that can be used for a liquid crystal element capable of switching between a light transmitting state and a light scattering state without using a polarizing plate, and a screen, a display, and a window using the liquid crystal element.

近年、液晶素子の中でも、液晶と透明な高分子樹脂とを複合して、高分子と液晶又は液晶ドメインと液晶ドメイン間の屈折率差を利用した透過−散乱型液晶素子は、偏光板を必要としないため可視光の利用効率が高く、注目されている。
透過−散乱型液晶素子としては、高分子安定化液晶(PSLC:Polymer−Stabilized Liquid Crystals)及び高分子分散液晶(PDLC:Polymer Dispersed Liquid Crystals)が広く知られている。前者は連続的に広がった液晶相中に、5重量%程度の微量のポリマーが網目状のネットワークとして連なっている。後者は高分子膜中に液晶相の液滴が分散した構造をしている(非特許文献1)。
In recent years, among liquid crystal elements, a transmissive-scattering liquid crystal element that combines a liquid crystal and a transparent polymer resin and utilizes the difference in refractive index between the polymer and the liquid crystal or the liquid crystal domain and the liquid crystal domain requires a polarizing plate. Because it does not, the utilization efficiency of visible light is high, and it is attracting attention.
As a transmission-scattering liquid crystal element, a polymer-stabilized liquid crystal (PSLC) and a polymer-dispersed liquid crystal (PDLC) are widely known. In the former, a trace amount of polymer of about 5% by weight is connected as a network in a continuously spread liquid crystal phase. The latter has a structure in which liquid crystal phase droplets are dispersed in a polymer film (Non-Patent Document 1).

これらの液晶素子は、電車、自動車等の車両、ビジネスビル、病院等の建物の窓、扉、間仕切り等において、意匠性やプライバシーの保護等を目的とした調光シャッターとして実用化されている。また、文字や図形を表示する表示装置としても用いられている。
このような装置においては、一般に透明状態での使用時間が圧倒的に長いため、省電力の観点から、電圧無印加時に透明で、電圧印加時に散乱状態となるよう動作するリバースモードの電気光学効果を有することが望まれる。
These liquid crystal elements have been put into practical use as dimming shutters for the purpose of protecting design and privacy in windows, doors, partitions, etc. of vehicles such as trains and automobiles, business buildings, hospitals, and the like. It is also used as a display device for displaying characters and figures.
In such a device, the usage time in the transparent state is generally overwhelmingly long. Therefore, from the viewpoint of power saving, the electro-optical effect of the reverse mode that operates so as to be transparent when no voltage is applied and to be in a scattered state when a voltage is applied. Is desired to have.

このリバースモードの透過−散乱型液晶素子を実現するためには、一般に、重合性モノマーを添加した液晶組成物を、ホモジニアス、プレナー、ホメオトロピック等の透明状態を保持したまま光硬化させて、液晶と高分子樹脂の複合体を形成する方法が知られている。このような液晶素子として、PSLCとしては誘電率異方性(Δε)が正のカイラルネマチック液晶の相変化による可視光の透過散乱を利用するPSCT(Polymer Stabilized Cholesteric Texture)と、PDLCとしては誘電異方性が負の液晶を使用する方法が知られている。後者は、光透過率の温度依存性が大きい、視野角依存性が大きい、又は液晶が高価である等の問題がある。一方、前者は、光透過率の温度依存性が小さく光透過率の視野角依存性も小さく、また素子の応答速度も速い利点を有しており、有望視されている。 In order to realize this reverse mode transmissive-scattering liquid crystal element, generally, a liquid crystal composition to which a polymerizable monomer is added is photocured while maintaining a transparent state such as homogenius, planar, homeotropic, etc., to form a liquid crystal display. A method of forming a composite of a polymer resin and a polymer resin is known. As such a liquid crystal element, PSCT (Polymer Staticized Cholesteric Texture), which utilizes transmitted scattering of visible light due to a phase change of a chiral nematic liquid crystal having a positive dielectric anisotropy (Δε) for PSLC, and PDLC, which are different from each other in dielectric constant. A method of using a liquid crystal having a negative anisotropy is known. The latter has problems such as a large temperature dependence of light transmittance, a large viewing angle dependence, and an expensive liquid crystal display. On the other hand, the former has the advantages that the temperature dependence of the light transmittance is small, the viewing angle dependence of the light transmittance is small, and the response speed of the element is fast, and is regarded as promising.

特許文献1〜3には、特定の重合性モノマーを適用することで、電源OFF時の高透明性、電源ON時の高散乱性、高速応答を示す透過−散乱型液晶素子が開示されている。また一般に、PSLC、PDLCともに、液晶組成物を長期保存したり、液晶素子を製造する際に、固形分が析出する等の組成分離が生じると、液晶素子の外観・均一性を損なう不具合を生じるため、ホスト液晶への溶解性が高い重合性モノマーが選択される。 Patent Documents 1 to 3 disclose a transmission-scattering liquid crystal element that exhibits high transparency when the power is turned off, high scattering property when the power is turned on, and a high-speed response by applying a specific polymerizable monomer. .. Further, in general, in both PSLC and PDLC, if the liquid crystal composition is stored for a long period of time or if composition separation such as precipitation of solid content occurs when the liquid crystal element is manufactured, a problem that impairs the appearance and uniformity of the liquid crystal element occurs. Therefore, a polymerizable monomer having high solubility in the host liquid crystal is selected.

PSLCと類似の技術として、高分子配向維持(PSA:Polymer Sustained Alignment)が知られている。PSA技術では、1重量%以下のごく微量の重合性モノマーを添加した液晶組成物を、液晶素子中で光硬化させて高分子膜を配向膜面に生成し、液晶配向を安定化する。この技術を用いることで、液晶素子の高速応答及び高い電気信頼性が得られることが知られている。特許文献4には、特定の重合性モノマーを適用することで、高速応答を示す液晶素子が開示されている。また、特許文献5には、特定の重合性モノマーを適用することで、重合性モノマーの高いホスト液晶溶解性、高速応答及び高い電気信頼性を示す液晶素子が開示されている。 As a technique similar to PSLC, polymer oriented alignment (PSA) is known. In the PSA technology, a liquid crystal composition to which a very small amount of polymerizable monomer of 1% by weight or less is added is photocured in a liquid crystal element to form a polymer film on the alignment film surface, and the liquid crystal orientation is stabilized. It is known that high-speed response and high electrical reliability of a liquid crystal element can be obtained by using this technique. Patent Document 4 discloses a liquid crystal device that exhibits a high-speed response by applying a specific polymerizable monomer. Further, Patent Document 5 discloses a liquid crystal element that exhibits high host liquid crystal solubility, high-speed response, and high electrical reliability of the polymerizable monomer by applying a specific polymerizable monomer.

液晶組成物としては、重合性モノマーの高いホスト液晶溶解性が求められる。また、透過−散乱型液晶素子としては、直流電圧及び/又は交流電圧無印加時(電源OFF時と表すことがある。)の高透明性、直流電圧及び/又は交流電圧印加時(電源ON時と表すことがある。)の高散乱性、高速応答、高い電気信頼性等の特性が求められる。従来、これら特性を個々に改良する方法は示されていたが、これらをすべてバランスよく満たす方法は示されていなかった。
特許文献1〜3で用いられている透過−散乱型液晶素子は長時間に渡って通電を行うと、通電を停止した後も液晶配向が元に戻らず、液晶素子の透明性が損なわれるという電気信頼性の問題があった。
The liquid crystal composition is required to have high host liquid crystal solubility of the polymerizable monomer. The transmissive-scattering liquid crystal element has high transparency when no DC voltage and / or AC voltage is applied (sometimes referred to as when the power is turned off), and when a DC voltage and / or AC voltage is applied (when the power is turned on). It is required to have characteristics such as high scattering property, high-speed response, and high electrical reliability. Conventionally, a method for individually improving these characteristics has been shown, but a method for satisfying all of them in a well-balanced manner has not been shown.
It is said that when the transmissive-scattering liquid crystal element used in Patent Documents 1 to 3 is energized for a long time, the liquid crystal orientation is not restored even after the energization is stopped, and the transparency of the liquid crystal element is impaired. There was a problem with electrical reliability.

特許文献4及び特許文献5は、PSA技術に最適化されたものであり、散乱モードへのスイッチングはできず、ディスプレイとして使用するには偏光板等の部材を要するため、光利用効率が悪くなる問題があった。これらを透過−散乱型液晶素子へ適用しようとすると、重合性モノマーの高いホスト液晶溶解性、液晶素子の電源OFF時の高透明性、電源ON時の高散乱性、高速応答及び高い電気信頼性のいずれか、又はいずれも不十分であった。 Patent Documents 4 and 5 are optimized for PSA technology, cannot switch to the scattering mode, and require members such as a polarizing plate to be used as a display, resulting in poor light utilization efficiency. There was a problem. When these are applied to a transmission-scattering liquid crystal element, the host liquid crystal solubility of the polymerizable monomer is high, the transparency of the liquid crystal element is high when the power is turned off, the scattering property is high when the power is turned on, the high-speed response and high electrical reliability. Either or none of them were inadequate.

特許文献6には、重合性モノマーのホスト液晶への溶解性に優れた液晶組成物により、電気信頼性に優れ、同時に電源OFF時の高透明性、電源ON時の高散乱性及び高速応答に優れた液晶素子を提供すること目的として、特定の液晶及び重合性モノマーを用いた液晶組成物、液晶調光層中に特定の高分子樹脂を含有する液晶素子を用いたものが提案されているが、駆動電圧が高いために、消費電力が大きく、また高電圧を発生させる電源装置が必要であったり、調光装置の設置時に高電圧を発生させる電源装置の施工が必要であるという課題があった。スクリーンやディスプレイ、更には、建築物の窓等への液晶素子の実用化のためには、電源のOFF/ON時のコントラストの向上のみならず、駆動電圧の低減が望まれる。 In Patent Document 6, a liquid crystal composition having excellent solubility of a polymerizable monomer in a host liquid crystal has excellent electrical reliability, and at the same time, has high transparency when the power is turned off, high scattering property when the power is turned on, and high-speed response. For the purpose of providing an excellent liquid crystal element, a liquid crystal composition using a specific liquid crystal and a polymerizable monomer, and a liquid crystal element containing a specific polymer resin in the liquid crystal dimming layer have been proposed. However, since the drive voltage is high, there is a problem that the power consumption is large, a power supply device that generates a high voltage is required, and a power supply device that generates a high voltage is required when installing the dimmer. there were. In order to put liquid crystal elements into practical use for screens, displays, windows of buildings, etc., it is desired not only to improve the contrast when the power is turned off / on, but also to reduce the driving voltage.

国際公開WO2012/133445International release WO2012 / 133445 特開2014−81630号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-81630 国際公開WO2014/051002International release WO2014 / 051002 国際公開WO2004/033584International release WO2004 / 033584 国際公開WO2011/092973International release WO2011 / 092973 特開2016−110148号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-110148

Dierking, I. Adv Mater 2000, 12, 167Dierking, I. Advanced Materials 2000, 12, 167

特許文献1,2,3,6の方法では、素子製造時における重合性モノマーの重合誘起相分離に伴い、架橋によって透明時のカイラルネマチック液晶のプレナー構造を転写した高分子ネットワーク構造を形成し、同時に高分子樹脂相界面に数十〜数百nmの微細な凹凸構造を形成する。透明時のカイラルネマチック液晶のプレナー構造を転写した高分子ネットワーク構造を形成することで、高分子樹脂相とカイラルネマチック液晶相との界面のアンカリングを由来としてプレナー構造が安定化され、繰り返しスイッチした後も、電源をOFFにすれば低ヘーズ状態に復元する。また、高分子樹脂相界面に数十〜数百nmの微細な凹凸構造を形成することで、電源をONにしてカイラルネマチック液晶相をフォーカルコニック構造にした場合に、液晶ドメインが可視光の散乱に最適なサイズの数百nm〜数千nmへと分散化し、高ヘーズを実現する。一方で、高分子の架橋の密度が十分ではないために、高分子樹脂相界面近傍では高分子中に自由体積が存在し、その中に液晶分子の取りこまれが生じる。高分子に取り込まれた液晶分子は、高電圧を印加しないと配向を変化できなくなるため、駆動電圧が高かった。 In the methods of Patent Documents 1, 2, 3 and 6, a polymer network structure is formed by transferring the planar structure of the transparent chiral nematic liquid crystal by cross-linking with the polymerization-induced phase separation of the polymerizable monomer during device manufacturing. At the same time, a fine uneven structure of several tens to several hundreds nm is formed at the interface of the polymer resin phase. By forming a polymer network structure that transfers the planar structure of the chiral nematic liquid crystal when it is transparent, the planar structure is stabilized and repeatedly switched due to the anchoring of the interface between the polymer resin phase and the chiral nematic liquid crystal phase. After that, if the power is turned off, it will be restored to the low haze state. In addition, by forming a fine uneven structure of several tens to several hundreds of nm at the interface of the polymer resin phase, the liquid crystal domain scatters visible light when the power is turned on and the chiral nematic liquid crystal phase has a focal conic structure. Achieves high haze by dispersing in the optimum size of several hundred nm to several thousand nm. On the other hand, since the crosslink density of the polymer is not sufficient, a free volume exists in the polymer in the vicinity of the interface of the polymer resin phase, and liquid crystal molecules are taken up in the free volume. The liquid crystal molecules incorporated in the polymer had a high drive voltage because the orientation could not be changed unless a high voltage was applied.

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、電圧OFF時のヘーズがより低く、ON時のヘーズがより高く、かつ、駆動電圧の低い高性能液晶素子と、この液晶素子を有するスクリーン、ディスプレイ及び窓を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and includes a high-performance liquid crystal element having a lower haze when the voltage is OFF, a higher haze when the voltage is ON, and a low drive voltage, and this liquid crystal element. An object of the present invention is to provide a screen, a display and a window.

本発明者は上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、カイラルネマチック液晶成分に対し、特定の3官能重合性モノマーと2官能重合性モノマーとを併用した液晶組成物、並びに液晶調光層中にカイラルネマチック液晶成分とこの3官能重合性モノマーと2官能重合性モノマーによる高分子樹脂相を含む複合体を含有する液晶素子を用いることで上記課題を解決できることを見出し、本発明に到達した。即ち、本発明の要旨は、以下に存する。 As a result of diligent studies to solve the above problems, the present inventor has applied a specific trifunctional polymerizable monomer and a bifunctional polymerizable monomer in combination with a chiral nematic liquid crystal component in a liquid crystal composition and a liquid crystal dimming layer. We have found that the above problems can be solved by using a liquid crystal element containing a chiral nematic liquid crystal component and a composite containing a polymer resin phase composed of the trifunctional polymerizable monomer and the bifunctional polymerizable monomer, and arrived at the present invention. That is, the gist of the present invention lies below.

[1] 下記式(1)で表される重合性化合物(A)、下記式(2)で表される重合性化合物(B)及びカイラルネマチック液晶成分を含み、誘電率異方性が正であり、かつカイラルピッチ長(p)が0.3μm以上2μm以下である液晶組成物。 [1] It contains a polymerizable compound (A) represented by the following formula (1), a polymerizable compound (B) represented by the following formula (2), and a chiral nematic liquid crystal component, and has a positive dielectric anisotropy. A liquid crystal composition having a chiral pitch length (p) of 0.3 μm or more and 2 μm or less.

Figure 0006965538
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[式(1)において、R、R及びRは、それぞれ独立に、不飽和アシル基を表し、Aは、下記(A−1)、(A−2)、(A−3)、(A−4)及び(A−5)から選ばれる基を表す。
(A−1) 置換基を有していてもよい3価の芳香族炭化水素基
(A−2) 置換基を有していてもよい3価の芳香族複素環基
(A−3) 置換基を有していてもよい3価の脂肪族炭化水素環基
(A−4) 置換基を有していてもよい芳香族炭化水素環、芳香族複素環及び脂肪族炭化水素環のうちのいずれか1種以上で構成される3価の縮合環基
(A−5) 下記式(3)で表される3価の基
[In the formula (1), R 1 , R 2 and R 3 each independently represent an unsaturated acyl group, and A is the following (A-1), (A-2), (A-3), Represents a group selected from (A-4) and (A-5).
(A-1) Trivalent aromatic hydrocarbon group which may have a substituent (A-2) Substitution of a trivalent aromatic heterocyclic group which may have a substituent (A-3) Trivalent aliphatic hydrocarbon ring group which may have a group (A-4) Of aromatic hydrocarbon rings, aromatic heterocycles and aliphatic hydrocarbon rings which may have a substituent. Trivalent fused ring group composed of any one or more (A-5) A trivalent group represented by the following formula (3).

Figure 0006965538
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[式(3)において、B、B及びBは、それぞれ独立に、下記(B−1)、(B−2)、(B−3)、(B−4)及び(B−5)から選ばれる基を表し、Cは水素原子又は任意の置換基を示す。
(B−1) 置換基を有していてもよい2価の芳香族炭化水素基
(B−2) 置換基を有していてもよい2価の芳香族複素環基
(B−3) 置換基を有していてもよい2価の脂肪族炭化水素環基
(B−4) 置換基を有していてもよい芳香族炭化水素環、芳香族複素環及び脂肪族炭化水素環のうちのいずれか1種以上で構成される2価の縮合環基
(B−5) 上記(B−1)〜(B−4)のうちのいずれか2以上の基を単結合で連結してなる2価の基]]
[In equation (3), B 1 , B 2 and B 3 are independently the following (B-1), (B-2), (B-3), (B-4) and (B-5). ), Where C represents a hydrogen atom or any substituent.
(B-1) Divalent aromatic hydrocarbon group which may have a substituent (B-2) Substitution of a divalent aromatic heterocyclic group which may have a substituent (B-3) Divalent aliphatic hydrocarbon ring group which may have a group (B-4) Of aromatic hydrocarbon rings, aromatic heterocycles and aliphatic hydrocarbon rings which may have a substituent. Divalent fused ring group composed of any one or more (B-5) Any two or more groups of the above (B-1) to (B-4) are linked by a single bond 2 Value group]]

Figure 0006965538
Figure 0006965538

[式(2)において、R及びRは、それぞれ独立に、不飽和アシル基を表し、
及びXは、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキレン基を表し、Y及びYは、それぞれ独立に、直接結合、或いは、それぞれ水素原子が置換されていてもよい、−CH−、−C−、−CH=CH−、−CH−CH=CH−、−CH=CH−CH−、−C≡C−、−CO−、−COO−、−OCO−、−O−、−OCH−、−CHO−、−S−、−SCH−、又は−CHS−を表し、B、B及びBは、それぞれ独立に、下記(B−1)〜(B−4)から選ばれる基を表し、m及びmは、それぞれ独立に、0以上、6以下の整数を表し、n及びnは、それぞれ独立に、0以上、4以下の整数を表す。
(B−1) 置換基を有していてもよい2価の芳香族炭化水素基
(B−2) 置換基を有していてもよい2価の芳香族複素環基
(B−3) 置換基を有していてもよい2価の脂肪族炭化水素環基
(B−4) 置換基を有していてもよい芳香族炭化水素環、芳香族複素環及び脂肪族炭化水素環のうちのいずれか1種以上で構成される2価の縮合環基]
[In formula (2), R 4 and R 5 each independently represent an unsaturated acyl group.
X 1 and X 2 each independently represent an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms which may have a substituent, and Y 1 and Y 2 are independently directly bonded or each hydrogen atom. There may be substituted, -CH 2 -, - C 2 H 4 -, - CH = CH -, - CH 2 -CH = CH -, - CH = CH-CH 2 -, - C≡C-, Represents -CO-, -COO-, -OCO- , -O-, -OCH 2- , -CH 2 O-, -S-, -SCH 2- , or -CH 2 S-, B 4 , B 5 And B 6 independently represent a group selected from the following (B-1) to (B-4), and m 1 and m 2 independently represent integers of 0 or more and 6 or less, respectively, and n. 1 and n 2 independently represent integers of 0 or more and 4 or less.
(B-1) Divalent aromatic hydrocarbon group which may have a substituent (B-2) Substitution of a divalent aromatic heterocyclic group which may have a substituent (B-3) Divalent aliphatic hydrocarbon ring group which may have a group (B-4) Of aromatic hydrocarbon rings, aromatic heterocycles and aliphatic hydrocarbon rings which may have a substituent. Divalent fused ring group composed of any one or more]

[2] 重合性化合物(A)と重合性化合物(B)の合計量に対し、重合性化合物(A)を1〜90重量%含む、[1]に記載の液晶組成物。 [2] The liquid crystal composition according to [1], which contains 1 to 90% by weight of the polymerizable compound (A) with respect to the total amount of the polymerizable compound (A) and the polymerizable compound (B).

[3] 液晶組成物全体に対し、カイラルネマチック液晶成分を50〜99.5重量%含む、[1]又は[2]に記載の液晶組成物。 [3] The liquid crystal composition according to [1] or [2], which contains 50 to 99.5% by weight of a chiral nematic liquid crystal component with respect to the entire liquid crystal composition.

[4] 少なくとも一方が透明な基板であり、対向して配置される一対の電極付き基板を有し、前記基板間に、カイラルネマチック液晶相と高分子樹脂相を含む複合体を含む液晶調光層を有する液晶素子であって、該高分子樹脂相が、下記式(4)で表される構造(a)及び下記式(5)で表される構造(b)を含有し、該カイラルネマチック液晶相の誘電率異方性が正であり、該一対の電極付き基板間の距離(d)が、100μm以下、2μm以上であり、かつ該カイラルネマチック液晶相のカイラルピッチ長(p)と該距離(d)の比(d/p)が1以上である液晶素子。 [4] At least one is a transparent substrate, the substrate has a pair of electrodes with electrodes arranged to face each other, and the liquid crystal dimming including a composite containing a chiral nematic liquid crystal phase and a polymer resin phase between the substrates. A liquid crystal element having a layer, wherein the polymer resin phase contains a structure (a) represented by the following formula (4) and a structure (b) represented by the following formula (5), and the chiral nematic. The dielectric constant anisotropy of the liquid crystal phase is positive, the distance (d) between the pair of electrode-attached substrates is 100 μm or less and 2 μm or more, and the chiral pitch length (p) of the chiral nematic liquid crystal phase and the said. A liquid crystal element having a distance (d) ratio (d / p) of 1 or more.

Figure 0006965538
Figure 0006965538

[式(4)において、S、S及び、Sは、それぞれ独立に、水素原子またはメチル基を表し、Aは、下記(A−1)、(A−2)、(A−3)、(A−4)及び(A−5)から選ばれる基を表す。
(A−1) 置換基を有していてもよい3価の芳香族炭化水素基
(A−2) 置換基を有していてもよい3価の芳香族複素環基
(A−3) 置換基を有していてもよい3価の脂肪族炭化水素環基
(A−4) 置換基を有していてもよい芳香族炭化水素環、芳香族複素環及び脂肪族炭化水素環のうちのいずれか1種以上で構成される3価の縮合環基
(A−5) 下記式(3)で表される3価の基
[In the formula (4), S 1 , S 2 and S 3 independently represent a hydrogen atom or a methyl group, and A is the following (A-1), (A-2), (A-3). ), (A-4) and (A-5).
(A-1) Trivalent aromatic hydrocarbon group which may have a substituent (A-2) Substitution of a trivalent aromatic heterocyclic group which may have a substituent (A-3) Trivalent aliphatic hydrocarbon ring group which may have a group (A-4) Of aromatic hydrocarbon rings, aromatic heterocycles and aliphatic hydrocarbon rings which may have a substituent. Trivalent fused ring group composed of any one or more (A-5) A trivalent group represented by the following formula (3).

Figure 0006965538
Figure 0006965538

[式(3)において、B、B及びBは、それぞれ独立に、下記(B−1)、(B−2)、(B−3)、(B−4)及び(B−5)から選ばれる基を表し、Cは水素原子又は任意の置換基を示す。
(B−1) 置換基を有していてもよい2価の芳香族炭化水素基
(B−2) 置換基を有していてもよい2価の芳香族複素環基
(B−3) 置換基を有していてもよい2価の脂肪族炭化水素環基
(B−4) 置換基を有していてもよい芳香族炭化水素環、芳香族複素環及び脂肪族炭化水素環のうちのいずれか1種以上で構成される2価の縮合環基
(B−5) 上記(B−1)〜(B−4)のうちのいずれか2以上の基を単結合で連結してなる2価の基]]
[In equation (3), B 1 , B 2 and B 3 are independently the following (B-1), (B-2), (B-3), (B-4) and (B-5). ), Where C represents a hydrogen atom or any substituent.
(B-1) Divalent aromatic hydrocarbon group which may have a substituent (B-2) Substitution of a divalent aromatic heterocyclic group which may have a substituent (B-3) Divalent aliphatic hydrocarbon ring group which may have a group (B-4) Of aromatic hydrocarbon rings, aromatic heterocycles and aliphatic hydrocarbon rings which may have a substituent. Divalent fused ring group composed of any one or more (B-5) Any two or more groups of the above (B-1) to (B-4) are linked by a single bond 2 Value group]]

Figure 0006965538
Figure 0006965538

[式(5)において、 及び、 は、それぞれ独立に、水素原子またはメチル基を表し、X及びXは、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキレン基を表し、Y及びYは、それぞれ独立に、直接結合、或いは、それぞれ水素原子が置換されていてもよい、−CH−、−C−、−CH=CH−、−CH−CH=CH−、−CH=CH−CH−、−C≡C−、−CO−、−COO−、−OCO−、−O−、−OCH−、−CHO−、−S−、−SCH−、又は−CHS−を表し、B、B及びBは、それぞれ独立に、下記(B−1)〜(B−4)から選ばれる基を表し、m及びmは、それぞれ独立に、0以上、6以下の整数を表し、n及びnは、それぞれ独立に、0以上、4以下の整数を表す。
(B−1) 置換基を有していてもよい2価の芳香族炭化水素基
(B−2) 置換基を有していてもよい2価の芳香族複素環基
(B−3) 置換基を有していてもよい2価の脂肪族炭化水素環基
(B−4) 置換基を有していてもよい芳香族炭化水素環、芳香族複素環及び脂肪族炭化水素環のうちのいずれか1種以上で構成される2価の縮合環基]
[In the formula (5), S 4 and S 5 each independently represent a hydrogen atom or a methyl group, and X 1 and X 2 each independently may have a substituent and have 1 carbon number. represents a 20 alkylene group, Y 1 and Y 2 are each independently a direct bond, or a hydrogen atom may be substituted respectively, -CH 2 -, - C 2 H 4 -, - CH = CH-, -CH 2 -CH = CH-, -CH = CH-CH 2- , -C≡C-, -CO-, -COO-, -OCO- , -O-, -OCH 2- , -CH 2 Represents O-, -S-, -SCH 2- , or -CH 2 S-, and B 4 , B 5 and B 6 are independently selected from the following (B-1) to (B-4). M 1 and m 2 independently represent integers of 0 or more and 6 or less, and n 1 and n 2 independently represent integers of 0 or more and 4 or less, respectively.
(B-1) Divalent aromatic hydrocarbon group which may have a substituent (B-2) Substitution of a divalent aromatic heterocyclic group which may have a substituent (B-3) Divalent aliphatic hydrocarbon ring group which may have a group (B-4) Of aromatic hydrocarbon rings, aromatic heterocycles and aliphatic hydrocarbon rings which may have a substituent. Divalent fused ring group composed of any one or more]

[5] 前記カイラルネマチック液晶の液晶−等方相転移温度が80℃以上である、[4]に記載の液晶素子。 [5] The liquid crystal element according to [4], wherein the liquid crystal-isotropic phase transition temperature of the chiral nematic liquid crystal is 80 ° C. or higher.

[6] 前記液晶調光層が高分子安定化液晶である、[4]又は[5]に記載の液晶素子。 [6] The liquid crystal element according to [4] or [5], wherein the liquid crystal dimming layer is a polymer-stabilized liquid crystal.

[7] 透過−散乱型素子である、[4]乃至[6]のいずれかに記載の液晶素子。 [7] The liquid crystal element according to any one of [4] to [6], which is a transmission-scattering type element.

[8] 液晶素子が、偏光板を用いないものである、[4]乃至[7]のいずれかに記載の液晶素子。 [8] The liquid crystal element according to any one of [4] to [7], wherein the liquid crystal element does not use a polarizing plate.

[9] 前記液晶素子において、直流電圧及び/又は交流電圧印加時の可視光透過率が、電圧無印加時の可視光透過率よりも低下する領域が存在する、[4]乃至[8]のいずれかに記載の液晶素子。 [9] In the liquid crystal element, there is a region where the visible light transmittance when a DC voltage and / or an AC voltage is applied is lower than the visible light transmittance when no voltage is applied, according to [4] to [8]. The liquid crystal element according to any one.

[10] 直流電圧及び/又は交流電圧印加時のヘーズが70%以上であり、電圧無印加時のヘーズが15%以下である、[4]乃至[9]のいずれかに記載の液晶素子。 [10] The liquid crystal element according to any one of [4] to [9], wherein the haze when a DC voltage and / or an AC voltage is applied is 70% or more, and the haze when no voltage is applied is 15% or less.

[11] [4]乃至[10]のいずれかに記載の液晶素子を用いたスクリーン。 [11] A screen using the liquid crystal element according to any one of [4] to [10].

[12] [4]乃至[10]のいずれかに記載の液晶素子を用いたディスプレイ。 [12] A display using the liquid crystal element according to any one of [4] to [10].

[13] [4]乃至[10]のいずれかに記載の液晶素子を用いた窓。 [13] A window using the liquid crystal element according to any one of [4] to [10].

本発明によれば、電圧OFF時のヘーズがより低く、ON時のヘーズがより高く、かつ駆動電圧の低い高性能液晶素子が提供される。 According to the present invention, there is provided a high-performance liquid crystal element having a lower haze when the voltage is OFF, a higher haze when the voltage is ON, and a lower drive voltage.

本発明の液晶素子は、少なくとも一方が透明な基板であり、対向して配置される一対の電極付き基板と、該基板間にカイラルネマチック液晶相と高分子樹脂相の複合体からなる液晶調光層を挟持する。前記高分子樹脂相が、特定の3官能重合性モノマーに由来する構造(a)と、特定の2官能重合性モノマーに由来する構造(b)とを含有することにより、特許文献1,2,3,6の方法と同様、透明時のカイラルネマチック液晶のプレナー構造を転写した高分子ネットワーク構造を形成し、同時に高分子樹脂相界面に数十〜数百nmの微細な凹凸構造を形成し、電源ON時の高散乱性(高ヘーズ)と電源OFF時の高透明性(低ヘーズ)のコントラストを高くすることができる。さらに、特定の3官能重合性モノマーに由来する構造(a)より、高分子の架橋が密になることで自由体積が減少し、液晶分子の取りこまれを防ぐことができるため、上記コントラストを高く維持した上で、駆動電圧を下げることができる。 The liquid crystal element of the present invention has at least one transparent substrate, and is composed of a pair of electrodes with electrodes arranged to face each other and a composite of a chiral nematic liquid crystal phase and a polymer resin phase between the substrates. Hold the layer. The polymer resin phase contains a structure (a) derived from a specific trifunctional polymerizable monomer and a structure (b) derived from a specific bifunctional polymerizable monomer. Similar to the methods 3 and 6, a polymer network structure is formed by transferring the planar structure of the transparent chiral monomeric liquid crystal, and at the same time, a fine uneven structure of several tens to several hundreds nm is formed at the polymer resin phase interface. It is possible to increase the contrast between high scattering property (high haze) when the power is turned on and high transparency (low haze) when the power is turned off. Furthermore, due to the structure (a) derived from the specific trifunctional polymerizable monomer, the cross-linking of the polymer becomes denser, so that the free volume can be reduced and the uptake of liquid crystal molecules can be prevented. The drive voltage can be lowered while keeping it high.

本発明の液晶素子は、上記の特性から、スクリーン、ディスプレイ、窓等に有用である。例えば、建物および乗り物の窓、パーテーション等に視野遮断素子として用いることができる。また、公告板、ショーウインドウ、コンピューター端末、プロジェクション等のディスプレイとして利用することができる。 The liquid crystal element of the present invention is useful for screens, displays, windows, etc. due to the above characteristics. For example, it can be used as a field-of-view blocking element for windows, partitions, etc. of buildings and vehicles. It can also be used as a display for public notice boards, show windows, computer terminals, projections, and the like.

以下に本発明について詳細に説明するが、以下の説明は、本発明の実施の形態の一例であり、本発明はその要旨を超えない限り、以下の記載内容に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、任意に変形して実施することができる。 The present invention will be described in detail below, but the following description is an example of an embodiment of the present invention, and the present invention is not limited to the following description as long as the gist of the present invention is not exceeded. It can be arbitrarily modified and carried out without departing from the gist of the invention.

〔液晶組成物〕
本発明の液晶組成物は、下記式(1)で表される重合性化合物(A)(以下、「本発明の3官能重合性モノマー(A)」と称す場合がある。)、下記式(2)で表される重合性化合物(B)(以下、「本発明の2官能重合性モノマー(B)」と称す場合がある。)、及びカイラルネマチック液晶成分を含み、誘電率異方性が正であり、かつカイラルピッチ長(p)が0.3μm以上2μm以下であることを特徴とする。
[Liquid crystal composition]
The liquid crystal composition of the present invention has a polymerizable compound (A) represented by the following formula (1) (hereinafter, may be referred to as “the trifunctional polymerizable monomer (A) of the present invention”) and the following formula ( It contains a polymerizable compound (B) represented by 2) (hereinafter, may be referred to as "bifunctional polymerizable monomer (B) of the present invention") and a chiral nematic liquid crystal component, and has a dielectric constant anisotropy. It is positive and has a chiral pitch length (p) of 0.3 μm or more and 2 μm or less.

Figure 0006965538
Figure 0006965538

[式(1)において、R、R及び、Rは、それぞれ独立に、不飽和アシル基を表し、Aは、下記(A−1)、(A−2)、(A−3)、(A−4)及び(A−5)から選ばれる基を表す。
(A−1) 置換基を有していてもよい3価の芳香族炭化水素基
(A−2) 置換基を有していてもよい3価の芳香族複素環基
(A−3) 置換基を有していてもよい3価の脂肪族炭化水素環基
(A−4) 置換基を有していてもよい芳香族炭化水素環、芳香族複素環及び脂肪族炭化水素環のうちのいずれか1種以上で構成される3価の縮合環基
(A−5) 下記式(3)で表される3価の基
[In the formula (1), R 1 , R 2 and R 3 each independently represent an unsaturated acyl group, and A is the following (A-1), (A-2), (A-3). , (A-4) and (A-5).
(A-1) Trivalent aromatic hydrocarbon group which may have a substituent (A-2) Substitution of a trivalent aromatic heterocyclic group which may have a substituent (A-3) Trivalent aliphatic hydrocarbon ring group which may have a group (A-4) Of aromatic hydrocarbon rings, aromatic heterocycles and aliphatic hydrocarbon rings which may have a substituent. Trivalent fused ring group composed of any one or more (A-5) A trivalent group represented by the following formula (3).

Figure 0006965538
Figure 0006965538

[式(3)において、B、B及びBは、それぞれ独立に、下記(B−1)、(B−2)、(B−3)、(B−4)及び(B−5)から選ばれる基を表し、Cは水素原子又は任意の置換基を示す。
(B−1) 置換基を有していてもよい2価の芳香族炭化水素基
(B−2) 置換基を有していてもよい2価の芳香族複素環基
(B−3) 置換基を有していてもよい2価の脂肪族炭化水素環基
(B−4) 置換基を有していてもよい芳香族炭化水素環、芳香族複素環及び脂肪族炭化水素環のうちのいずれか1種以上で構成される2価の縮合環基
(B−5) 上記(B−1)〜(B−4)のうちのいずれか2以上の基を単結合で連結してなる2価の基]]
[In equation (3), B 1 , B 2 and B 3 are independently the following (B-1), (B-2), (B-3), (B-4) and (B-5). ), Where C represents a hydrogen atom or any substituent.
(B-1) Divalent aromatic hydrocarbon group which may have a substituent (B-2) Substitution of a divalent aromatic heterocyclic group which may have a substituent (B-3) Divalent aliphatic hydrocarbon ring group which may have a group (B-4) Of aromatic hydrocarbon rings, aromatic heterocycles and aliphatic hydrocarbon rings which may have a substituent. Divalent fused ring group composed of any one or more (B-5) Any two or more groups of the above (B-1) to (B-4) are linked by a single bond 2 Value group]]

Figure 0006965538
Figure 0006965538

[式(2)において、R及びRは、それぞれ独立に、不飽和アシル基を表し、
及びXは、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキレン基を表し、
及びYは、それぞれ独立に、直接結合、或いは、それぞれ水素原子が置換されていてもよい、−CH−、−C−、−CH=CH−、−CH−CH=CH−、−CH=CH−CH−、−C≡C−、−CO−、−COO−、−OCO−、−O−、−OCH−、−CHO−、−S−、−SCH−、又は−CHS−を表し、
、B及びBは、それぞれ独立に、下記(B−1)〜(B−4)から選ばれる基を表し、
及びmは、それぞれ独立に、0以上、6以下の整数を表し、
及びnは、それぞれ独立に、0以上、4以下の整数を表す。
(B−1) 置換基を有していてもよい2価の芳香族炭化水素基
(B−2) 置換基を有していてもよい2価の芳香族複素環基
(B−3) 置換基を有していてもよい2価の脂肪族炭化水素環基
(B−4) 置換基を有していてもよい芳香族炭化水素環、芳香族複素環及び脂肪族炭化水素環のうちのいずれか1種以上で構成される2価の縮合環基]
[In formula (2), R 4 and R 5 each independently represent an unsaturated acyl group.
X 1 and X 2 each independently represent an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms which may have a substituent.
Y 1 and Y 2 are each independently a direct bond, or a hydrogen atom may be substituted respectively, -CH 2 -, - C 2 H 4 -, - CH = CH -, - CH 2 -CH = CH-, -CH = CH-CH 2- , -C≡C-, -CO-, -COO-, -OCO- , -O-, -OCH 2- , -CH 2 O-, -S-, Represents −SCH 2 − or −CH 2 S−
B 4 , B 5 and B 6 each independently represent a group selected from the following (B-1) to (B-4).
m 1 and m 2 independently represent integers of 0 or more and 6 or less, respectively.
n 1 and n 2 independently represent integers of 0 or more and 4 or less.
(B-1) Divalent aromatic hydrocarbon group which may have a substituent (B-2) Substitution of a divalent aromatic heterocyclic group which may have a substituent (B-3) Divalent aliphatic hydrocarbon ring group which may have a group (B-4) Of aromatic hydrocarbon rings, aromatic heterocycles and aliphatic hydrocarbon rings which may have a substituent. Divalent fused ring group composed of any one or more]

[3官能重合性モノマー(A)]
<R、R及びR
前記式(1)で表される本発明の3官能重合性モノマー(A)において、R、R及びRは、それぞれ独立に、不飽和アシル基を表す。不飽和アシル基が有する不飽和結合の種類や数は特に限定されない。また、炭素数も特に限定されないが、3以上が好ましく、また、10以下が好ましく、5以下が更に好ましい。炭素数がこの範囲であることで、重合時の反応性が向上する傾向にある。
[Trifunctional polymerizable monomer (A)]
<R 1 , R 2 and R 3 >
In the trifunctional polymerizable monomer (A) of the present invention represented by the formula (1), R 1 , R 2 and R 3 each independently represent an unsaturated acyl group. The type and number of unsaturated bonds contained in the unsaturated acyl group are not particularly limited. The number of carbon atoms is also not particularly limited, but is preferably 3 or more, preferably 10 or less, and even more preferably 5 or less. When the number of carbon atoms is in this range, the reactivity at the time of polymerization tends to be improved.

、R及びRの不飽和アシル基としては、具体的には、アクリロイル基、プロピオロイル基、メタクリロイル基、クロトノイル基、シンナモイル基等が挙げられる。
これらの中でも、重合時の反応性が向上する点から、アクリロイル基又はメタクリロイル基であることが好ましい。
Specific examples of the unsaturated acyl group of R 1 , R 2 and R 3 include an acryloyl group, a propioloyl group, a methacryloyl group, a crotonoyl group, and a cinnamoyl group.
Among these, an acryloyl group or a methacryloyl group is preferable from the viewpoint of improving the reactivity at the time of polymerization.

<A>
前記式(1)で表される本発明の3官能重合性モノマー(A)において、Aは、前述の(A−1)〜(A−5)から選ばれる3価の基である。
<A>
In the trifunctional polymerizable monomer (A) of the present invention represented by the formula (1), A is a trivalent group selected from the above-mentioned (A-1) to (A-5).

以下に、(A−1)〜(A−5)の3価の基について例示するが、これらの基が置換基を有する場合、当該置換基としては、本発明の効果を損なわないものであればよく、特に制限はなく、例えば、フッ素置換されていてもよいアルキル基、フッ素置換されていてもよいアルコキシ基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、シアノ基、アミノ基、ニトロ基、ハロゲン原子等が挙げられる。これらの中でも炭素数1〜4のアルキル基及び炭素数1〜4のアルコキシ基が、液晶への溶解性の観点から好ましい。また、屈折率または誘電率を調整する観点から、フッ素原子、塩素原子、臭素原子等のハロゲン原子も好ましい。 Hereinafter, the trivalent groups (A-1) to (A-5) will be illustrated, but when these groups have substituents, the substituents do not impair the effects of the present invention. It is not particularly limited, and examples thereof include an alkyl group which may be fluorine-substituted, an alkoxy group which may be fluorine-substituted, a hydroxy group, a carboxy group, a cyano group, an amino group, a nitro group, a halogen atom and the like. Be done. Among these, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms and an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms are preferable from the viewpoint of solubility in liquid crystal. Further, from the viewpoint of adjusting the refractive index or the dielectric constant, halogen atoms such as fluorine atom, chlorine atom and bromine atom are also preferable.

((A−1)置換基を有していてもよい3価の芳香族炭化水素基)
Aの芳香族炭化水素基としては、本発明の効果を損なわないものであれば特に限定されない。3価の芳香族炭化水素基とは、芳香族炭化水素環の単環、あるいはこれが2〜4個縮合してなる縮合環から、水素原子を3個除いて得られる3価の基である。
((A-1) Trivalent aromatic hydrocarbon group which may have a substituent)
The aromatic hydrocarbon group of A is not particularly limited as long as it does not impair the effects of the present invention. The trivalent aromatic hydrocarbon group is a trivalent group obtained by removing three hydrogen atoms from a monocycle of an aromatic hydrocarbon ring or a fused ring formed by condensing 2 to 4 of them.

3価の芳香族炭化水素基の炭素数は、6以上であることが好ましく、一方、炭素数は30以下であることが好ましく、26以下がより好ましく、18以下であることが更に好ましい。炭素数がこの範囲であることで、可視光透過率が高く、液晶溶解性が高く、また重合時の反応性が向上する傾向にある。 The number of carbon atoms of the trivalent aromatic hydrocarbon group is preferably 6 or more, while the number of carbon atoms is preferably 30 or less, more preferably 26 or less, and further preferably 18 or less. When the number of carbon atoms is in this range, the visible light transmittance is high, the liquid crystal solubility is high, and the reactivity at the time of polymerization tends to be improved.

3価の芳香族炭化水素基の具体例としては、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フェナントレン環、ペリレン環、テトラセン環、ピレン環、ベンズピレン環、クリセン環、トリフェニレン環、アセナフテン環、フルオランテン環、フルオレン環等から水素原子を3個除いて得られる基が挙げられる。これらの中でも、可視光透過率が高く、液晶への溶解性向上の点から、ベンゼン環、ナフタレン環、又はトリフェニレン環から水素原子を3個除いて得られる基が好ましい。 Specific examples of the trivalent aromatic hydrocarbon group include a benzene ring, a naphthalene ring, an anthracene ring, a phenanthrene ring, a perylene ring, a tetracene ring, a pyrene ring, a benzpyrene ring, a chrysene ring, a triphenylene ring, an acenaphthene ring, and a fluorene ring. Examples thereof include groups obtained by removing three hydrogen atoms from a fluorene ring or the like. Among these, a group obtained by removing three hydrogen atoms from a benzene ring, a naphthalene ring, or a triphenylene ring is preferable from the viewpoint of high visible light transmittance and improvement of solubility in liquid crystal.

3価の芳香族炭化水素基の結合手の位置は、重合反応時に立体障害を及ぼさないよう、互いに隣接しない原子に結合していることが好ましく、例えば、ベンゼン環であれば、1位、3位、5位に、ナフタレン環であれば、1位、3位、6位にあるいは1位、3位、7位に結合手を有することが好ましい。 The position of the bond of the trivalent aromatic hydrocarbon group is preferably bonded to atoms that are not adjacent to each other so as not to cause steric hindrance during the polymerization reaction. If it is a naphthalene ring at the 5-position, it is preferable to have a bond at the 1-position, 3-position, 6-position or at the 1-position, 3-position, and 7-position.

また、Aの芳香族炭化水素基が置換基を有する場合、その置換基としては、炭素数1〜4のフッ素化されていてもよいアルキル基、炭素数1〜4のフッ素化されていてもよいアルコキシ基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、シアノ基、アミノ基、ニトロ基、ハロゲン原子が好ましく、その置換数についても特に制限はないが、重合時に立体障害を及ぼさない位置に置換基を有することが好ましい。 When the aromatic hydrocarbon group of A has a substituent, the substituent may be an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or a fluorinated alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. A good alkoxy group, hydroxy group, carboxy group, cyano group, amino group, nitro group and halogen atom are preferable, and the number of substitutions thereof is not particularly limited, but the substituent may be provided at a position that does not cause steric damage during polymerization. preferable.

((A−2)置換基を有していてもよい3価の芳香族複素環基)
Aの芳香族複素環基としては、本発明の効果を損なわないものであれば特に限定はされない。3価の芳香族複素環基は、芳香族複素環の単環、あるいはこれが2〜4個縮合してなる縮合環から、水素原子を3個除いて得られる3価の基である。
((A-2) Trivalent aromatic heterocyclic group which may have a substituent)
The aromatic heterocyclic group of A is not particularly limited as long as it does not impair the effects of the present invention. The trivalent aromatic heterocyclic group is a trivalent group obtained by removing three hydrogen atoms from a monocycle of an aromatic heterocycle or a fused ring formed by condensing 2 to 4 of them.

3価の芳香族複素環基の芳香族複素環を構成する原子数(員数)は、5以上であることが好ましい。一方、芳香族複素環を構成する原子数は30以下であることが好ましく、26以下が更に好ましく、18以下であることが特に好ましい。芳香族複素環を構成する原子数がこの範囲であることで、可視光透過率が高く、液晶溶解性が高く、また重合時の反応性が向上する傾向にある。 The number of atoms (members) constituting the aromatic heterocycle of the trivalent aromatic heterocyclic group is preferably 5 or more. On the other hand, the number of atoms constituting the aromatic heterocycle is preferably 30 or less, more preferably 26 or less, and particularly preferably 18 or less. When the number of atoms constituting the aromatic heterocycle is in this range, the visible light transmittance is high, the liquid crystal solubility is high, and the reactivity at the time of polymerization tends to be improved.

3価の芳香族複素環基の具体例としては、フラン環、ベンゾフラン環、チオフェン環、ベンゾチオフェン環、ピロール環、ピラゾール環、イミダゾール環、オキサジアゾール環、インドール環、カルバゾール環、ピロロイミダゾール環、ピロロピラゾール環、ピロロピロール環、チエノピロール環、チエノチオフェン環、フロピロール環、フロフラン環、チエノフラン環、ベンゾイソオキサゾール環、ベンゾイソチアゾール環、ベンゾイミダゾール環、ピリジン環、ピラジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、トリアジン環、キノリン環、イソキノリン環、シノリン環、キノキサリン環、フェナントリジン環、ベンゾイミダゾール環、ペリミジン環、キナゾリン環、キナゾリノン環、アズレン環等から水素原子を3個除いて得られる基が挙げられる。ここれらの中でも、液晶への溶解度の点から、フラン環、ベンゾフラン環、チオフェン環、ベンゾチオフェン環、ピロール環、ピリジン環、ピラジン環又はオキサジアゾール環から水素原子を3個除いて得られる基が好ましい。 Specific examples of the trivalent aromatic heterocyclic group include a furan ring, a benzofuran ring, a thiophene ring, a benzothiophene ring, a pyrrol ring, a pyrazole ring, an imidazole ring, an oxadiazole ring, an indole ring, a carbazole ring, and a pyrroylmidazole ring. , Pyrrolopyrazole ring, Pyrrolopyrol ring, Thienopyrrole ring, Thienothiophene ring, Flopyrrole ring, Flofuran ring, Thienofuran ring, Benzoisoxazole ring, Benzoisothiazole ring, Benzimidazole ring, Pyridine ring, Pyrazine ring, Pyridazine ring, Pyrimidine ring , Triazine ring, quinoline ring, isoquinoline ring, sinoline ring, quinoxalin ring, phenanthridin ring, benzimidazole ring, perimidine ring, quinazolin ring, quinazolinone ring, azulene ring, etc. Be done. Among these, a group obtained by removing three hydrogen atoms from a furan ring, a benzofuran ring, a thiophene ring, a benzothiophene ring, a pyrrole ring, a pyridine ring, a pyrazine ring or an oxadiazole ring from the viewpoint of solubility in liquid crystal. Is preferable.

これら3価の芳香族複素環基の結合手の位置は、重合反応時に立体障害を及ぼさないよう、互いに隣接しない原子に結合していることが好ましい。 The positions of the bonds of these trivalent aromatic heterocyclic groups are preferably bonded to atoms that are not adjacent to each other so as not to cause steric hindrance during the polymerization reaction.

((A−3)置換基を有していてもよい3価の脂肪族炭化水素環基)
Aの3価の脂肪族炭化水素環基としては、本発明の効果を損なわないものであれば特に限定されない。3価の脂肪族炭化水素環は、脂肪族炭化水素環の単環、あるいはこれが2〜4個縮合してなる縮合環から、水素原子を3個除いて得られる3価の基である。
((A-3) Trivalent aliphatic hydrocarbon ring group which may have a substituent)
The trivalent aliphatic hydrocarbon ring group of A is not particularly limited as long as it does not impair the effects of the present invention. The trivalent aliphatic hydrocarbon ring is a trivalent group obtained by removing three hydrogen atoms from the monocyclic ring of the aliphatic hydrocarbon ring or the condensed ring formed by condensing 2 to 4 hydrogen atoms thereof.

3価の脂肪族炭化水素環基の炭素数は、4以上が好ましく、5以上が更に好ましい、また、8以下が好ましく、7以下が更に好ましい。炭素数がこの範囲であることで、液晶との配向の阻害が起こりにくくなるために好ましい。 The number of carbon atoms of the trivalent aliphatic hydrocarbon ring group is preferably 4 or more, more preferably 5 or more, still more preferably 8 or less, still more preferably 7 or less. When the number of carbon atoms is in this range, the orientation with the liquid crystal display is less likely to be hindered, which is preferable.

3価の脂肪族炭化水素環の具体例としては、シクロブタン環、シクロペンタン環、シクロヘキサン環、シクロヘプタン環、シクロオクタン環、デカヒドロナフタレン環、ヒドリンダン環、テトラヒドロジシクロペンタジエン環、アダマンタン環から水素原子を3個除いて得られる基が挙げられるが、重合反応時に立体障害を及ぼさないよう、シクロヘキサン環、シクロヘプタン環、シクロオクタン環が好ましく、その結合手は、互いに隣接しない原子に結合していることが好ましく、シクロヘキサン環であれば1,3,5位、シクロヘプタン環であれば1,3,5位あるいは1,3,6位、シクロオクタン環であれば1,3,5位あるいは1,3,6位が好ましい。 Specific examples of the trivalent aliphatic hydrocarbon ring include cyclobutane ring, cyclopentane ring, cyclohexane ring, cycloheptane ring, cyclooctane ring, decahydronaphthalene ring, hydrindan ring, tetrahydrodicyclopentane ring, and adamantane ring to hydrogen. A group obtained by removing three atoms can be mentioned, but a cyclohexane ring, a cycloheptane ring, and a cyclooctane ring are preferable so as not to cause steric damage during the polymerization reaction, and the bonding hands are bonded to atoms that are not adjacent to each other. If it is a cyclohexane ring, it is at the 1,3,5 position, if it is a cycloheptane ring, it is at the 1,3,5 or 1,3,6 position, and if it is a cyclooctane ring, it is at the 1,3,5 position or The 1st, 3rd and 6th positions are preferable.

((A−4)置換基を有していてもよい芳香族炭化水素環、芳香族複素環及び脂肪族炭化水素環のうちのいずれか1種以上で構成される3価の縮合環基)
Aの芳香族炭化水素環、芳香族複素環及び脂肪族炭化水素環のうちのいずれか1種以上で構成される3価の縮合環基(ただし、上記(A−1)置換基を有していてもよい3価の芳香族炭化水素基、(A−2)置換基を有していてもよい3価の芳香族複素環基、(A−3)置換基を有していてもよい3価の脂肪族炭化水素環基に含まれるものを除く。)としては、これらの環の2以上が縮合したものであればよく、縮合環を構成する環の組み合わせ等には特に制限はないが、好ましくは、2〜4個縮合してなるものである。
((A-4) A trivalent fused ring group composed of any one or more of an aromatic hydrocarbon ring, an aromatic heterocycle and an aliphatic hydrocarbon ring which may have a substituent)
It has a trivalent fused ring group composed of any one or more of the aromatic hydrocarbon ring, the aromatic heterocycle and the aliphatic hydrocarbon ring of A (however, it has the above-mentioned (A-1) substituent). It may have a trivalent aromatic hydrocarbon group which may be present, a trivalent aromatic heterocyclic group which may have a (A-2) substituent, and a (A-3) substituent. The (excluding those contained in the trivalent aliphatic hydrocarbon ring group) may be one in which two or more of these rings are condensed, and the combination of rings constituting the fused ring is not particularly limited. However, it is preferably formed by condensing 2 to 4 pieces.

((A−5)式(3)で表される3価の基)
Aの前記式(3)で表される3価の基のうち、Cが任意の置換基である場合、その置換基としては、本発明の効果を損なわないものであれば特に限定されない。具体的には、炭素数1〜9のフッ素化されていてもよいアルキル基、炭素数1〜9のフッ素化されていてもよいアルコキシ基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、シアノ基、アミノ基、ニトロ基、ハロゲン原子が好ましく、重合時に立体障害を及ぼさず、かつ液晶溶解性を確保する観点から水素原子またはメチル基が好ましいが、Cは、特に水素原子であることが重合時に立体障害を及ぼさない観点から好ましい。
(A trivalent group represented by the formula (3) in (A-5))
Of the trivalent groups represented by the formula (3) of A, when C is an arbitrary substituent, the substituent is not particularly limited as long as it does not impair the effects of the present invention. Specifically, a fluorinated alkyl group having 1 to 9 carbon atoms, a fluorinated alkoxy group having 1 to 9 carbon atoms, a hydroxy group, a carboxy group, a cyano group, an amino group, and a nitro group. A group and a halogen atom are preferable, and a hydrogen atom or a methyl group is preferable from the viewpoint of not causing steric damage during polymerization and ensuring liquid crystal solubility, but C is particularly preferably a hydrogen atom and does not cause steric damage during polymerization. Preferred from the point of view.

式(3)において、B、B及びBは、それぞれ独立に、前記(B−1)〜(B−5)から選ばれる基を表すが、(B−1)置換基を有していてもよい2価の芳香族炭化水素基、(B−2)置換基を有していてもよい2価の脂肪族炭化水素環、(B−3)置換基を有していてもよい2価の芳香族複素環基、(B−4)置換基を有していてもよい芳香族炭化水素環、芳香族複素環及び脂肪族炭化水素環のうちのいずれか1種以上で構成される2価の縮合環基としては、Aの3価の基として例示した芳香族炭化水素基、芳香族複素環基、脂肪族炭化水素環基、縮合環基に対応する2価の基(即ち、水素原子を3個ではなく、2個除いた基)が挙げられ、好ましい基、これらの基が置換基を有する場合の置換基の種類や好ましい置換基も同様である。 In formula (3), B 1 , B 2 and B 3 each independently represent a group selected from the above (B-1) to (B-5), but have a (B-1) substituent. It may have a divalent aromatic hydrocarbon group which may be present, a divalent aliphatic hydrocarbon ring which may have a (B-2) substituent, and a (B-3) substituent. It is composed of any one or more of a divalent aromatic heterocyclic group, an aromatic hydrocarbon ring which may have a (B-4) substituent, an aromatic heterocycle and an aliphatic hydrocarbon ring. As the divalent fused ring group, the aromatic hydrocarbon group, the aromatic heterocyclic group, the aliphatic hydrocarbon ring group, and the divalent group corresponding to the fused ring group (that is, the fused ring group) exemplified as the trivalent group of A are used. , A group excluding two hydrogen atoms instead of three), and the same applies to the preferred group, the type of substituent when these groups have substituents, and the preferred substituent.

(B−5) 上記(B−1)〜(B−4)のうちのいずれか2以上の基を単結合で連結してなる2価の基としては、例えば、ビフェニレン基、ターフェニレン基、フェニレンシクロヘキシレン基、ビシクロヘキシレン基等が挙げられる。 (B-5) Examples of the divalent group formed by connecting any two or more of the above (B-1) to (B-4) with a single bond include a biphenylene group and a terphenylene group. Examples thereof include a phenylene cyclohexylene group and a bicyclohexylene group.

本発明の3官能重合性モノマー(A)としては、R、R及びRが、それぞれ独立に、アクリロイル基又はメタクリロイル基、好ましくはR、R及びRが同一であり、Aがベンゼン環、ナフタレン環、トリフェニレン環の3価の基であるか、前記式(3)で表される基であって、Cが水素原子で、B、B及びBがいずれも、フェニレン基、ビフェニレン基、ターフェニレン基、或いは芳香族複素環基であるものが好ましい。 As the trifunctional polymerizable monomer (A) of the present invention, R 1 , R 2 and R 3 are independently acryloyl group or methacryloyl group, preferably R 1 , R 2 and R 3 are the same, and A. Is a trivalent group of a benzene ring, a naphthalene ring, and a triphenylene ring, or is a group represented by the above formula (3), C is a hydrogen atom, and B 1 , B 2 and B 3 are all. A phenylene group, a biphenylene group, a terphenylene group, or an aromatic heterocyclic group is preferable.

本発明の3官能重合性モノマー(A)の具体的な化合物を以下に例示するが、本発明の3官能重合性モノマー(A)は何ら以下の例示化合物に限定されるものではない。
以下において、「Me」はメチル基である。
Specific compounds of the trifunctional polymerizable monomer (A) of the present invention are exemplified below, but the trifunctional polymerizable monomer (A) of the present invention is not limited to the following exemplified compounds.
In the following, "Me" is a methyl group.

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本発明の液晶組成物は、これらの本発明の3官能重合性モノマー(A)の1種のみを含むものであってもよく、2種以上を含むものであってもよい。 The liquid crystal composition of the present invention may contain only one of these trifunctional polymerizable monomers (A) of the present invention, or may contain two or more of them.

[2官能重合性モノマー(B)]
<R及びR
前記式(2)で表される本発明の2官能重合性モノマー(B)において、R及びRは、それぞれ独立に、不飽和アシル基であり、その不飽和アシル基としては、前記式(1)におけるR、R及びRの不飽和アシル基として例示したものが挙げられ、好ましいものも同様である。
[Bifunctional polymerizable monomer (B)]
<R 4 and R 5 >
In the bifunctional polymerizable monomer (B) of the present invention represented by the formula (2), R 4 and R 5 are independently unsaturated acyl groups, and the unsaturated acyl group thereof is the above formula. Examples thereof include those exemplified as unsaturated acyl groups of R 1 , R 2 and R 3 in (1), and the same applies to preferable ones.

<X及びX
前記式(2)で表される本発明の2官能重合性モノマー(B)において、X及びXは、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキレン基であり、直鎖、分岐及び環状のいずれであってもよく、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、1,2−シクロブタンジイル基、1,3−シクロブタンジイル基、1,2−シクロペンタンジイル基、1,3−シクロペンタンジイル基、1,4−シクロペンタンジイル基、1,1−シクロヘキサンジイル基、1,2−シクロヘキサンジイル基、1,3−シクロヘキサンジイル基、1,4−シクロヘキサンジイル基、1,1−シクロヘプタンジイル基、1,2−シクロヘプタンジイル基、1,3−シクロヘプタンジイル基、1,4−シクロヘプタンジイル基等が挙げられ、好ましくはメチレン基、エチレン基、プロピレン基、1,3−シクロブタンジイル基、1,3−シクロペンタンジイル基、1,4−シクロペンタンジイル基、1,4−シクロヘキサンジイル基、1,3−シクロヘキサンジイル基、1,3−シクロヘプタンジイル基、1,4−シクロヘプタンジイル基である。
上記アルキレン基の炭素数は4以上が好ましく、5以上が更に好ましい。また、8以下が好ましく、7以下が更に好ましい。アルキレン基の炭素数が、この範囲であることで、液晶との配向を阻害しない傾向にある。
<X 1 and X 2 >
In the bifunctional polymerizable monomer (B) of the present invention represented by the formula (2), X 1 and X 2 are alkylene groups having 1 to 20 carbon atoms which may independently have a substituent. It may be linear, branched or cyclic, and may be, for example, a methylene group, an ethylene group, a propylene group, a 1,2-cyclobutandyl group, a 1,3-cyclobutanediyl group, or a 1,2-cyclopentane. Diyl Group, 1,3-Cyclopentanediyl Group, 1,4-Cyclopentanediyl Group, 1,1-Cyclohexanediyl Group, 1,2-Cyclohexanediyl Group, 1,3-Cyclohexanediyl Group, 1,4-Cyclohexane Examples thereof include a diyl group, a 1,1-cycloheptanediyl group, a 1,2-cycloheptandiyl group, a 1,3-cycloheptandiyl group, a 1,4-cycloheptandiyl group, and the like, preferably a methylene group and an ethylene group. , Propylene group, 1,3-cyclobutanediyl group, 1,3-cyclopentanediyl group, 1,4-cyclopentanediyl group, 1,4-cyclohexanediyl group, 1,3-cyclohexanediyl group, 1,3- It is a cycloheptandiyl group and a 1,4-cycloheptandiyl group.
The alkylene group preferably has 4 or more carbon atoms, and more preferably 5 or more carbon atoms. Further, 8 or less is preferable, and 7 or less is more preferable. When the number of carbon atoms of the alkylene group is in this range, the orientation with the liquid crystal display tends not to be hindered.

及びXの組合せは特に限定されず、同一でも、異なっていてもよいが、製造方法の容易さから、同一であることが好ましい。X及びXが有していてもよい置換基としては、アルキル基、アルコキシ基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、シアノ基、アミノ基、ニトロ基、ハロゲン原子等が挙げられる。これらの中でも炭素数が1〜6のアルキル基及びアルコキシ基が、液晶への溶解性の観点から好ましい。 The combination of X 1 and X 2 is not particularly limited and may be the same or different, but it is preferable that they are the same because of the ease of manufacturing method. Examples of the substituent that X 1 and X 2 may have include an alkyl group, an alkoxy group, a hydroxy group, a carboxy group, a cyano group, an amino group, a nitro group, a halogen atom and the like. Among these, alkyl groups and alkoxy groups having 1 to 6 carbon atoms are preferable from the viewpoint of solubility in liquid crystals.

<Y及びY
前記式(2)で表される本発明の2官能重合性モノマー(B)において、Y及びYは、それぞれ独立に、直接結合、或いは、それぞれ水素原子が置換されていてもよい、−CH−、−C−、−CH=CH−、−CH−CH=CH−、−CH=CH−CH−、−C≡C−、−CO−、−COO−、−OCO−、−O−、−OCH−、−CHO−、−S−、−SCH−、又は−CHS−を表し、可視光透過率および液晶溶解性の観点から、好ましくは直接結合、−CH−、−C−、−COO−、−OCO−、−O−、−OCH−、−CHO−、−S−、−SCH−、であり、より好ましくは直接結合、−COO−、−OCO−である。
また、これらのうち、水素原子を有する基の水素原子が、置換基で置換されている場合、その置換基としては、フッ素置換されていてもよいアルキル基、フッ素置換されていてもよいアルコキシ基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、シアノ基、アミノ基、ニトロ基、ハロゲン原子等が挙げられる。これらの中でもフッ素置換されていてもよい炭素数が1〜4のアルキル基及びフッ素置換されていてもよい炭素数が1〜4のアルコキシ基が、液晶への溶解性の観点から好ましい。
<Y 1 and Y 2 >
In the bifunctional polymerizable monomer (B) of the present invention represented by the formula (2), Y 1 and Y 2 may be directly bonded or substituted with hydrogen atoms, respectively. CH 2 -, - C 2 H 4 -, - CH = CH -, - CH 2 -CH = CH -, - CH = CH-CH 2 -, - C≡C -, - CO -, - COO -, - Represents OCO-, -O-, -OCH 2- , -CH 2 O-, -S-, -SCH 2- , or -CH 2 S-, preferably from the viewpoint of visible light transmittance and liquid crystal solubility. direct bond, -CH 2 -, - C 2 H 4 -, - COO -, - OCO -, - O -, - OCH 2 -, - CH 2 O -, - S -, - SCH 2 -, a, More preferably, it is a direct bond, -COO-, -OCO-.
When the hydrogen atom of the group having a hydrogen atom is substituted with a substituent, the substituents include an alkyl group which may be fluorine-substituted and an alkoxy group which may be fluorine-substituted. , Hydroxyl group, carboxy group, cyano group, amino group, nitro group, halogen atom and the like. Among these, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms which may be fluorine-substituted and an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms which may be fluorine-substituted are preferable from the viewpoint of solubility in liquid crystal.

<B、B及びB
前記式(2)で表される本発明の2官能重合性モノマー(B)において、B、B及びBは、それぞれ独立に、前記(B−1)、(B−2)、(B−3)、及び(B−4)から選ばれる基を表し、これらの基としては、前記式(3)におけるB、B及びBの(B−1)置換基を有していてもよい2価の芳香族炭化水素基、(B−2)置換基を有していてもよい2価の芳香族複素環基、(B−3)置換基を有していてもよい2価の脂肪族炭化水素環基、(B−4)置換基を有していてもよい芳香族炭化水素環、芳香族複素環及び脂肪族炭化水素環のうちのいずれか1種以上で構成される2価の縮合環基として例示したものが挙げられ、好ましいものも同様である。
<B 4 , B 5 and B 6 >
In bifunctional polymerizable monomer (B) of the present invention represented by the formula (2), B 4, B 5 and B 6 are each independently, said (B-1), (B -2), ( Represents a group selected from B-3) and (B-4), and these groups have (B-1) substituents of B 1 , B 2 and B 3 in the above formula (3). It may have a divalent aromatic hydrocarbon group, a divalent aromatic heterocyclic group which may have a (B-2) substituent, and a (B-3) substituent 2 It is composed of any one or more of a valent aliphatic hydrocarbon ring group, an aromatic hydrocarbon ring which may have a (B-4) substituent, an aromatic heterocycle and an aliphatic hydrocarbon ring. Examples thereof include those exemplified as the divalent fused ring group, and the same applies to preferable ones.

<m及びm
及びmは、それぞれ独立に、0以上、6以下の整数を表す。これらの中でも、液晶への溶解性向上の点から、0、1又は2が好ましく、特に、m及びmは0であることが、重合時の反応性が向上する傾向となるため、好ましい。
<M 1 and m 2 >
m 1 and m 2 independently represent integers of 0 or more and 6 or less, respectively. Among these, 0, 1 or 2 is preferable from the viewpoint of improving the solubility in the liquid crystal, and m 1 and m 3 are particularly preferable because the reactivity at the time of polymerization tends to be improved. ..

<n及びn
及びnは、それぞれ独立に、0以上、4以下の整数を表す。これらの中でも、液晶への溶解性向上の点から、n及びnは、0、1又は2が好ましい。
特に、n及びnは0であることが、重合時の反応性が向上する傾向となるため、好ましい。
<N 1 and n 2 >
n 1 and n 2 independently represent integers of 0 or more and 4 or less. Among these, 0, 1 or 2 is preferable for n 1 and n 2 from the viewpoint of improving the solubility in the liquid crystal display.
In particular, it is preferable that n 1 and n 2 are 0 because the reactivity at the time of polymerization tends to be improved.

本発明の2官能重合性モノマー(B)の具体的な化合物を以下に例示するが、本発明の2官能重合性モノマー(B)は何ら以下の例示化合物に限定されるものではない。
以下において、「Me」はメチル基である。
Specific compounds of the bifunctional polymerizable monomer (B) of the present invention are exemplified below, but the bifunctional polymerizable monomer (B) of the present invention is not limited to the following exemplified compounds.
In the following, "Me" is a methyl group.

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本発明の液晶組成物は、これらの本発明の2官能重合性モノマー(B)の1種のみを含むものであってもよく、2種以上を含むものであってもよい。 The liquid crystal composition of the present invention may contain only one of these bifunctional polymerizable monomers (B) of the present invention, or may contain two or more of them.

<他の重合性モノマー>
本発明の液晶組成物は、本発明の3官能重合性モノマー(A)及び2官能重合性モノマー(B)以外の他の重合性モノマーを含んでいてもよい。
本発明の液晶組成物が含んでもよい他の重合性モノマーとしては、例えば、特開平9−90328号公報に記載の1官能(メタ)アクリルモノマー、2官能(メタ)アクリルモノマー、3官能以上の多官能(メタ)アクリルモノマー等の重合性モノマー、(メタ)アクリルオリゴマー等の重合性のオリゴマー等が使用できる。
ビニルモノマーとしては、スチレン、クロロスチレン、α−メチルスチレン、ジビニルベンゼン等が挙げられる。
本発明の液晶組成物は、これらの他の重合性モノマーの1種のみを含むものであってもよく、2種類以上含むものであってもよい。
<Other polymerizable monomers>
The liquid crystal composition of the present invention may contain a polymerizable monomer other than the trifunctional polymerizable monomer (A) and the bifunctional polymerizable monomer (B) of the present invention.
Examples of other polymerizable monomers that may be contained in the liquid crystal composition of the present invention include monofunctional (meth) acrylic monomers described in JP-A-9-90328, bifunctional (meth) acrylic monomers, and trifunctional or higher functional monomers. A polymerizable monomer such as a polyfunctional (meth) acrylic monomer, a polymerizable oligomer such as a (meth) acrylic oligomer, or the like can be used.
Examples of the vinyl monomer include styrene, chlorostyrene, α-methylstyrene, divinylbenzene and the like.
The liquid crystal composition of the present invention may contain only one of these other polymerizable monomers, or may contain two or more of these other polymerizable monomers.

[カイラルネマチック液晶成分]
本発明の液晶組成物は、誘電率異方性が正であり、かつカイラルピッチ長(p)が0.3μm以上2μm以下のものであり、従って、本発明の液晶組成物に用いるカイラルネマチック液晶成分としては、この条件を満たすことができるものが使用される。
[Chirarnematic liquid crystal component]
The liquid crystal composition of the present invention has a positive dielectric anisotropy and a chiral pitch length (p) of 0.3 μm or more and 2 μm or less. Therefore, the chiral nematic liquid crystal used in the liquid crystal composition of the present invention. As the component, one that can satisfy this condition is used.

<誘電率異方性・カイラルピッチ長(p)>
本発明の液晶組成物及び本発明の液晶組成物に用いるカイラルネマチック液晶成分は、誘電率異方性が正である。本発明のカイラルネマチック液晶成分の誘電率異方性が正であることで、リバースモード、ノーマルモード及びメモリモードの透過−散乱型素子として使用することができる。
<Dielectric constant anisotropy / chiral pitch length (p)>
The liquid crystal composition of the present invention and the chiral nematic liquid crystal component used in the liquid crystal composition of the present invention have a positive dielectric anisotropy. Since the dielectric anisotropy of the chiral nematic liquid crystal component of the present invention is positive, it can be used as a transmission-scattering element in reverse mode, normal mode, and memory mode.

本発明において、誘電率異方性の値(Δε)は正であれば特に限定されないが、5以上であることが好ましく、8以上であることが、液晶素子の駆動電圧低減のために好ましい。また、本発明の液晶組成物に後述の重合開始剤を使用する場合、カイラルネマチック液晶成分を構成する個々の分子が重合開始剤の吸収波長に重なる波長の吸収を持たないことが、重合性モノマーの重合時間を短くする点で好ましい。 In the present invention, the value of dielectric anisotropy (Δε) is not particularly limited as long as it is positive, but it is preferably 5 or more, and 8 or more is preferable for reducing the driving voltage of the liquid crystal element. Further, when the polymerization initiator described later is used in the liquid crystal composition of the present invention, it is a polymerizable monomer that each molecule constituting the chiral nematic liquid crystal component does not have absorption of a wavelength overlapping the absorption wavelength of the polymerization initiator. It is preferable in that the polymerization time of the above is shortened.

カイラルネマチック液晶成分としては、液晶自体がコレステリック相を示す液晶性化合物の集合体であってもよく、ネマチック液晶にカイラル剤を添加することでカイラルネマチック液晶としたものであってもよい。液晶組成物設計の観点では、目的に応じてネマチック液晶にカイラル剤を添加し、カイラルピッチ長(p)及び液晶−等方相転移温度(Tni)を制御することが好ましい。 The chiral nematic liquid crystal component may be an aggregate of liquid crystal compounds exhibiting a cholesteric phase in the liquid crystal itself, or may be a chiral nematic liquid crystal obtained by adding a chiral agent to the nematic liquid crystal. From the viewpoint of liquid crystal composition design, it is preferable to add a chiral agent to the nematic liquid crystal according to the purpose to control the chiral pitch length (p) and the liquid crystal-isotropic phase transition temperature (T ni).

例として、リバースモードのPSCT素子として使用する場合を説明する。
立ち上がりの応答時間τを短くするためには、液晶調光層の電極基板間へなるべく高い電圧を印加した方が有利である。ところが印加電圧が高すぎると、ホメオトロピック相へと相転移してしまい、十分な光散乱が得られなくなるというジレンマがある。この課題を解決するためには、カイラルネマチック液晶のカイラルピッチ長(p)と、対向して配置される一対の電極付き基板の基板間の距離(d)の関係d/pが1以上であることが好ましい。更に好ましくは2以上、特に好ましくは4以上である。また、20以下であることが好ましく、12以下であることが特に好ましい。
As an example, a case where it is used as a PSC T element in a reverse mode will be described.
In order to shorten the rising response time τ 1 , it is advantageous to apply as high a voltage as possible between the electrode substrates of the liquid crystal dimming layer. However, if the applied voltage is too high, the phase transitions to the homeotropic phase, and there is a dilemma that sufficient light scattering cannot be obtained. In order to solve this problem, the relationship d / p between the chiral pitch length (p) of the chiral nematic liquid crystal and the distance (d) between the substrates of the pair of electrode-attached substrates arranged to face each other is 1 or more. Is preferable. It is more preferably 2 or more, and particularly preferably 4 or more. Further, it is preferably 20 or less, and particularly preferably 12 or less.

d/pが大きいほど、駆動時の散乱が大きくなり、遮光特性が向上する。またd/pが大きいほど、フォーカルコニック構造からホメオトロピック構造への閾値電圧が高くなり、高電圧を印加しても光透過状態へ相転移せず、光散乱状態を維持することができる。そのため立ち上がりの応答時間τを短くすることができる。一方で液晶素子の駆動電圧(プレナー構造からフォーカルコニック構造への閾値電圧)も同時に増加するため、遮光特性と省エネや安全性の両立の観点から、上記の範囲内に収めることが好適である。 The larger the d / p, the larger the scattering during driving, and the better the light-shielding characteristic. Further, the larger the d / p, the higher the threshold voltage from the focal conic structure to the homeotropic structure, and even if a high voltage is applied, the phase transition to the light transmission state does not occur, and the light scattering state can be maintained. Therefore, the rising response time τ 1 can be shortened. On the other hand, since the driving voltage of the liquid crystal element (threshold voltage from the planar structure to the focal conic structure) also increases at the same time, it is preferable to keep it within the above range from the viewpoint of achieving both light-shielding characteristics, energy saving and safety.

本発明の液晶組成物及び本発明のカイラルネマチック液晶成分のカイラルピッチ長(p)は、0.3μm以上であり、0.8μm以上が好ましい。一方、2μm以下であり、1.5μm以下が好ましい。
pが上記下限値以上であることで、液晶素子の駆動電圧が低く抑えられる傾向があり、上記上限値以下であることで、コントラストが高くなる傾向となる。
一般にpはカイラル剤の濃度に反比例するので、必要なpの値から逆算してカイラル剤の濃度を決定すればよい。なお、p×n(nはカイラルネマチック液晶の屈折率)が可視光波長(380nm〜800nm)の範囲内にある場合、最終的に得られる液晶素子は電圧無印加時に有色となり、可視光範囲外にある場合は電圧無印加時に無色透明になるので、目的に応じてpを選択すればよい。
また、後述の本発明の、液晶素子の対向して配置される一対の電極付き基板の基板間の距離(d)は、使用するカイラルネマチック液晶のp以上である必要があり、2μm以上であり、3μm以上が好ましく、5μm以上がより好ましい。また、100μm以下であり、20μm以下が好ましい。
The chiral pitch length (p) of the liquid crystal composition of the present invention and the chiral nematic liquid crystal component of the present invention is 0.3 μm or more, preferably 0.8 μm or more. On the other hand, it is 2 μm or less, preferably 1.5 μm or less.
When p is at least the above lower limit value, the driving voltage of the liquid crystal element tends to be suppressed low, and when it is at least the above upper limit value, the contrast tends to be high.
In general, p is inversely proportional to the concentration of the chiral agent, so the concentration of the chiral agent may be determined by back calculation from the required value of p. When p × n (n is the refractive index of the chiral nematic liquid crystal) is within the visible light wavelength (380 nm to 800 nm), the finally obtained liquid crystal element becomes colored when no voltage is applied and is out of the visible light range. In the case of, it becomes colorless and transparent when no voltage is applied, so p may be selected according to the purpose.
Further, the distance (d) between the substrates of the pair of electrode-equipped substrates of the liquid crystal elements of the present invention, which will be described later, needs to be p or more of the chiral nematic liquid crystal to be used, and is 2 μm or more. It is preferably 3 μm or more, and more preferably 5 μm or more. Further, it is 100 μm or less, preferably 20 μm or less.

電圧を印加していない状態での液晶素子の光透過率は、dの増加に対して減少し、また、表示素子の応答時間も長くなる場合がある。一方で、dが小さすぎることで、駆動時の遮光特性が低減し、また大面積の液晶素子の場合、液晶素子が短絡してしまう場合がある。dが上記範囲であることで、これらの要求性能をバランスよく満足することができる。 The light transmittance of the liquid crystal element when no voltage is applied decreases with increasing d, and the response time of the display element may also increase. On the other hand, if d is too small, the light-shielding characteristic at the time of driving is reduced, and in the case of a large-area liquid crystal element, the liquid crystal element may be short-circuited. When d is in the above range, these required performances can be satisfied in a well-balanced manner.

カイラルネマチック液晶のTniは、液晶素子の動作可能な温度上限がカイラルネマチック液晶のTniにより決定されることから50℃以上が好ましく、70℃以上が更に好ましく、80℃以上が特に好ましい。一方、Tniが高くなると粘度が高くなる傾向があるので、200℃以下が好ましく、150℃以下が更に好ましい。 The T ni of the chiral nematic liquid crystal is preferably 50 ° C. or higher, more preferably 70 ° C. or higher, and particularly preferably 80 ° C. or higher, because the upper limit of the operable temperature of the liquid crystal element is determined by the T ni of the chiral nematic liquid crystal. On the other hand, as the T ni increases, the viscosity tends to increase, so 200 ° C. or lower is preferable, and 150 ° C. or lower is even more preferable.

なお、カイラルネマチック液晶の誘電率異方性の値(Δε)、液晶−等方相転移温度(Tni)、カイラルピッチ長(p)は後述の実施例の項に記載の方法に従って測定される。また、Δεは液晶組成物または液晶相に含まれる各構成分子それぞれの誘電率異方性から、加成則で算出することもできる。 The value of the dielectric anisotropy of the chiral nematic liquid crystal (Δε), the liquid crystal-isotropic phase transition temperature (T ni ), and the chiral pitch length (p) are measured according to the methods described in the section of Examples described later. .. Further, Δε can also be calculated by the addition rule from the dielectric anisotropy of each constituent molecule contained in the liquid crystal composition or the liquid crystal phase.

<カイラルネマチック液晶化合物>
カイラルネマチック液晶化合物としては、公知のいずれでもよく、構成分子の分子骨格、置換基、分子量に制限は特になく、合成品でも市販品でもよい。ネマチック液晶の誘電率異方性は正で大きいことが、液晶素子のカイラルネマチック液晶相及び液晶組成物のカイラルネマチック液晶の誘電率異方性を正とするために好ましい。また、前述の通り、重合開始剤を用いる場合、構成分子が構成する個々の分子が開始剤の吸収波長に重なる波長の吸収を持たないことが、重合性モノマーの重合時間を短くする点で好ましい。また、2色性色素等、液晶素子の光学・電気特性を妨害しない範囲で種々の添加物を含んでいてもよい。
<Chiral nematic liquid crystal compound>
The chiral nematic liquid crystal compound may be any known compound, and the molecular skeleton, substituents, and molecular weight of the constituent molecules are not particularly limited, and may be a synthetic product or a commercially available product. It is preferable that the dielectric anisotropy of the nematic liquid crystal is positive and large in order to make the dielectric anisotropy of the chiral nematic liquid crystal phase of the liquid crystal element and the chiral nematic liquid crystal of the liquid crystal composition positive. Further, as described above, when the polymerization initiator is used, it is preferable that the individual molecules composed of the constituent molecules do not absorb the wavelength that overlaps with the absorption wavelength of the initiator in terms of shortening the polymerization time of the polymerizable monomer. .. Further, various additives such as a dichroic dye may be contained within a range that does not interfere with the optical and electrical characteristics of the liquid crystal element.

公知の液晶性物質を用いる場合、具体的には日本学術振興会第142委員会編;「液晶デバイスハンドブック」日本工業新聞社(1989年)、第152頁〜第192頁及び液晶便覧編集委員会編;「液晶便覧」丸善株式会社(2000年)、第260頁〜第330頁に記載されているようなビフェニル系、フェニルシクロヘキサン系、シクロヘキシルシクロヘキサン系、ハロゲン化アルキル系、トラン系等の各種低分子系の化合物又は混合物を使用することができる。また、液晶便覧編集委員会編;「液晶便覧」丸善株式会社(2000年)、第365頁〜第415頁に記載されているような高分子系化合物又は混合物を使用することもできる。ネマチック液晶を構成する他の化合物としては例えば、以下の化合物等が挙げられる。なお、本発明において、液晶化合物とは、25℃、1気圧下で液晶状態をとる化合物を指す。また、本発明において液晶状態とは、化合物の集合体において、並進対称性が失われているが、配向規則性が保たれている状態を意味し、低分子で構成される液晶化合物であれば、一般に流動性と異方性を有する状態を意味する。液晶の定義に関しては、「液晶便覧」丸善株式会社(2000年)、第1頁〜第7頁に詳しく記載されている。 When using known liquid crystal substances, specifically, edited by the 142nd Committee of the Japan Society for the Promotion of Science; "Liquid Crystal Device Handbook", Nihon Kogyo Shimbun (1989), pp. 152-192 and the Liquid Crystal Handbook Editing Committee. Hen; "Liquid Crystal Handbook" Maruzen Co., Ltd. (2000), various lows such as biphenyl type, phenylcyclohexane type, cyclohexylcyclohexane type, alkyl halide type, and trans type as described on pages 260 to 330. Molecular compounds or mixtures can be used. In addition, polymer compounds or mixtures as described in "LCD Handbook" edited by LCD Handbook Editorial Committee; Maruzen Co., Ltd. (2000), pp. 365 to 415 can also be used. Examples of other compounds constituting the nematic liquid crystal include the following compounds. In the present invention, the liquid crystal compound refers to a compound that takes a liquid crystal state at 25 ° C. and 1 atm. Further, in the present invention, the liquid crystal state means a state in which translational symmetry is lost in the aggregate of compounds, but orientation regularity is maintained, and any liquid crystal compound composed of small molecules is used. , Generally means a state having fluidity and anisotropy. The definition of liquid crystal is described in detail in "Liquid Crystal Handbook" Maruzen Co., Ltd. (2000), pages 1 to 7.

Figure 0006965538
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また、本発明で用いるカイラルネマチック液晶化合物は、下記式(6)、(7)、又は(8)で表される化合物であってもよい。 Further, the chiral nematic liquid crystal compound used in the present invention may be a compound represented by the following formulas (6), (7) or (8).

Figure 0006965538
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[式(6)、(7)、(8)において、
〜Sは、それぞれ独立に、水素原子、或いは置換基を有していてもよい炭素数1以上、10以下のアルキル基又は置換基を有していてもよい炭素数1以上、10以下のアルコキシル基を表し、
〜Yは、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子、シアノ基のいずれかを表し、Y〜Yのいずれか一つはフッ素原子であり、Y〜Yのいずれか一つはフッ素原子であり、
〜Bは、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい、下記(9a)〜(9h)のいずれかの基を表し、
〜nは、それぞれ独立に、0又は1を表す。]
[In equations (6), (7), (8),
S a to S d have 1 or more and 10 or less alkyl groups having 1 or more carbon atoms or 10 or less carbon atoms which may independently have a hydrogen atom or a substituent, or 1 or more and 10 carbon atoms which may have a substituent. Represents the following alkoxyl groups
Y a to Y f each independently represent a hydrogen atom, a fluorine atom, or a cyano group, and any one of Y a to Y c is a fluorine atom, and any one of Y d to Y f. One is a fluorine atom,
B a .about.B e each independently may have a substituent group, or an group of formula (9a) ~ (9h),
n a to n c independently represent 0 or 1, respectively. ]

Figure 0006965538
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以下に式(6)、(7)又は(8)で表される化合物について説明する。 The compound represented by the formula (6), (7) or (8) will be described below.

(式(6)で表される化合物)
上記式(6)において、Sは水素原子、或いは置換基を有していてもよい炭素数1以上、10以下のアルキル基又は置換基を有していてもよい炭素数1以上、10以下のアルコキシル基であり、Sとしては特に炭素数2〜8のアルキル基、炭素数2〜8のアルコキシル基であることが、Δn、Δε、及びTniの値を高いものとし、さらに重合性モノマーの溶解性を良好なものとする観点から好ましく、とりわけ炭素数2〜6の直鎖アルキル基であることが好ましい。なお、Sが有していてもよい置換基としては、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のアルコキシル基、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、アミノ基、カルボキシ基、シアノ基が挙げられ、好ましくは炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のアルコキシル基、フッ素原子であるが、Δn、Δε、Tniのそれぞれを高い値とし、さらに重合性モノマーの溶解性を良好なものとする観点から、Sは置換基を有さないことが好ましい。
(Compound represented by formula (6))
In the above formula (6) , Sa may have a hydrogen atom or a substituent and may have an alkyl group having 1 or more and 10 or less carbon atoms or a substituent and may have 1 or more carbon atoms and 10 or less carbon atoms. The alkoxyl group of S a , particularly an alkyl group having 2 to 8 carbon atoms and an alkoxyl group having 2 to 8 carbon atoms, makes the values of Δn, Δε, and T ni high, and further polymerizable. From the viewpoint of improving the solubility of the monomer, it is preferable, and in particular, a linear alkyl group having 2 to 6 carbon atoms is preferable. As the S a substituent which may be possessed, like alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an alkoxyl group having 1 to 4 carbon atoms, halogen atom, hydroxy group, amino group, carboxy group, a cyano group These are preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an alkoxyl group having 1 to 4 carbon atoms, and a fluorine atom, but each of Δn, Δε, and T ni has a high value, and the solubility of the polymerizable monomer is good. From the viewpoint of the above, it is preferable that Sa does not have a substituent.

また、上記式(6)において、Y〜Yはそれぞれ独立に水素原子、フッ素原子、シアノ基のいずれかであり、Y〜Yのうちのいずれか一つはフッ素原子であるが、Y〜Yのうち、水素原子の数が0または1であることがΔnの値を大きく、Δεの値を高いものとし、また、良好な耐光性を得る観点から好ましく、特に、シアノ基の数が0または1であることが好ましい。 In the above formula (6), Y a ~Y c are each independently a hydrogen atom, a fluorine atom is any of a cyano group, but any one of Y a to Y c is a fluorine atom , Y a to Y c , when the number of hydrogen atoms is 0 or 1, the value of Δn is large, the value of Δε is high, and it is preferable from the viewpoint of obtaining good light resistance, particularly cyano. The number of groups is preferably 0 or 1.

(式(7)で表される化合物)
上記式(7)において、Sは水素原子、或いは置換基を有していてもよい炭素数1以上、10以下のアルキル基又は置換基を有していてもよい炭素数1以上、10以下のアルコキシル基であり、Sとしては特に炭素数2〜8のアルキル基、炭素数2〜8のアルコキシル基であることが、Δn、Δε、Tniのそれぞれを高い値とし、さらに重合性モノマーの溶解性を良好なものとする観点から好ましく、とりわけ炭素数2〜6の直鎖アルキル基であることが好ましい。なお、Sが有していてもよい置換基としては、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のアルコキシル基、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、アミノ基、カルボキシ基、シアノ基が挙げられ、好ましくは炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のアルコキシル基、フッ素原子であるが、Δn、Δε、及びTniのそれぞれを高い値とし、さらに重合性モノマーの溶解性を良好なものとする観点から、Sは置換基を有さないことが好ましい。
(Compound represented by formula (7))
In the above formula (7), S b may have a hydrogen atom or a substituent and may have an alkyl group having 1 or more and 10 or less carbon atoms or an alkyl group having 10 or less carbon atoms and having 1 or more carbon atoms and 10 or less carbon atoms. The alkoxyl group of S b , particularly an alkyl group having 2 to 8 carbon atoms and an alkoxyl group having 2 to 8 carbon atoms , set each of Δn, Δε, and T ni to high values, and further, a polymerizable monomer. It is preferable from the viewpoint of improving the solubility of the above, and in particular, a linear alkyl group having 2 to 6 carbon atoms is preferable. Examples of the substituent that S b may have include an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an alkoxyl group having 1 to 4 carbon atoms, a halogen atom, a hydroxy group, an amino group, a carboxy group and a cyano group. It is preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an alkoxyl group having 1 to 4 carbon atoms, and a fluorine atom, but each of Δn, Δε, and T ni is set to a high value, and the solubility of the polymerizable monomer is further improved. From the viewpoint of making it good, it is preferable that S b has no substituent.

また、上記式(7)において、Y〜Yはそれぞれ独立に水素原子、フッ素原子、シアノ基のいずれかであり、Y〜Yのうちのいずれか一つはフッ素原子であるが、Y〜Yのうち、水素原子の数が0または1であることがΔn及びΔεの値を大きなものとし、さらに耐光性を良好なものとする観点から好ましく、特に、シアノ基の数が0または1であることが好ましい。 Further, in the above formula (7), Y d to Y f are independently any of a hydrogen atom, a fluorine atom, and a cyano group, and any one of Y d to Y f is a fluorine atom. , Y d to Y f , when the number of hydrogen atoms is 0 or 1, it is preferable from the viewpoint of increasing the values of Δn and Δε and further improving the light resistance, and in particular, the number of cyano groups. Is preferably 0 or 1.

また、式(7)において、前記(9a)〜(9h)のいずれかの基のうち、Bは、(9a)、(9b)、(9g)、(9h)のいずれかであることが好ましく、特に(9b)、(9g)、(9h)のいずれかであることが液晶温度範囲の観点から好ましい。Bが有していてもよい置換基としては、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のアルコキシル基、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、アミノ基、カルボキシ基、シアノ基が挙げられ、好ましくは炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のアルコキシル基、フッ素原子であるが、Δn、Δεを高い値とし、耐光性を良好なものとする観点からBは置換基を有さない方が好ましい。
また、Bは、前記(9a)〜(9h)のいずれかの基のうち、(9a)、(9b)、(9c)、(9d)、(9e)、(9f)のいずれかであることがΔn、Δε、及びTniのそれぞれを高い値とし、さらに耐光性を良好なものとする観点から好ましく、特に(9c)、(9d)、(9e)、(9f)のいずれかであることが好ましい。Bが有していてもよい置換基としては、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のアルコキシル基、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、アミノ基、カルボキシ基、シアノ基が挙げられ、好ましくは炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のアルコキシル基、フッ素原子であるが、Δn、Δεを高い値とし、耐光性を良好なものとする観点からBは置換基を有さない方が好ましい。
また、Bは、前記(9a)〜(9h)のいずれかの基のうち、(9a)又は(9b)であることが好ましく、特に(9a)であることがΔn、Δε、Tni、のそれぞれを高い値とし、かつ良好な耐光性を得る観点からの観点から好ましい。Bが有していてもよい置換基としては、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のアルコキシル基、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、アミノ基、カルボキシ基、シアノ基が挙げられ、好ましくは炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のアルコキシル基、フッ素原子であるが、高Δn、高Δε、高耐光性の観点からBは置換基を有さない方が好ましい。
式(7)において、nは0又は1であるが、好ましくはn=0である。
Further, in the equation (7), of any of the groups of the (9a) ~ (9h), B a is, (9a), (9b), that is either (9 g), (9h) It is preferable, and it is particularly preferable that it is any one of (9b), (9g), and (9h) from the viewpoint of the liquid crystal temperature range. The B a substituent which may be possessed by the alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an alkoxyl group having 1 to 4 carbon atoms, halogen atom, hydroxy group, amino group, carboxy group, and a cyano group, preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an alkoxyl group having 1 to 4 carbon atoms, is a fluorine atom, [Delta] n, and a high value of [Delta] [epsilon], a B a substituent from the viewpoint of those light resistance good It is preferable not to have it.
Further, B b is any one of (9a), (9b), (9c), (9d), (9e), and (9f) among the groups (9a) to (9h). This is preferable from the viewpoint of setting each of Δn, Δε, and T ni to a high value and further improving the light resistance, and is particularly preferable to any one of (9c), (9d), (9e), and (9f). Is preferable. Examples of the substituent that B b may have include an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an alkoxyl group having 1 to 4 carbon atoms, a halogen atom, a hydroxy group, an amino group, a carboxy group and a cyano group. Preferred are an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an alkoxyl group having 1 to 4 carbon atoms, and a fluorine atom. However, from the viewpoint of setting Δn and Δε to high values and improving light resistance, B b is a substituent. It is preferable not to have it.
Also, B c, the (9a) ~ of any group of (9h), (9a) or is preferably (9b), [Delta] n to be particularly (9a), Δε, T ni , It is preferable from the viewpoint of obtaining a high value and good light resistance. Examples of the substituent that Bc may have include an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an alkoxyl group having 1 to 4 carbon atoms, a halogen atom, a hydroxy group, an amino group, a carboxy group and a cyano group. It is preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an alkoxyl group having 1 to 4 carbon atoms, and a fluorine atom, but it is preferable that B c has no substituent from the viewpoint of high Δn, high Δε, and high light resistance. ..
In formula (7), na is 0 or 1, but preferably n = 0.

(式(8)で表される化合物)
上記式(8)において、S,Sは、それぞれ独立に、水素原子、或いは置換基を有していてもよい炭素数1以上、10以下のアルキル基又は置換基を有していてもよい炭素数1以上、10以下のアルコキシル基であり、Sとしては特に炭素数2〜8のアルキル基、炭素数2〜8のアルコキシル基であることが、Δn、Δε、Tniのそれぞれを大きな値とし、さらに重合性モノマーの溶解性の観点から好ましく、とりわけ炭素数2〜6の直鎖アルキル基であることが好ましい。なお、Sが有していてもよい置換基としては、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のアルコキシル基、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、アミノ基、カルボキシ基、シアノ基が挙げられ、好ましくは炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のアルコキシル基、フッ素原子であるが、Δn、Δε、Tniのそれぞれを高い値とし、さらに重合性モノマーの溶解性の観点から、Sは置換基を有さないことが好ましい。また、Sとしては特に炭素数2〜8のアルキル基、又はアルコキシ基であることが、Δn、Δε、Tniを大きな値とし、さらに重合性モノマーの溶解性の観点から好ましく、とりわけ炭素数2〜6の直鎖アルキル基又はアルコキシ基であることが好ましい。なお、Sが有していてもよい置換基としては、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のアルコキシル基、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、アミノ基、カルボキシ基、シアノ基が挙げられ、好ましくは炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のアルコキシル基、フッ素原子であるが、Δn、Δε、Tniのそれぞれを高い値とし、さらに重合性モノマーの溶解性の観点から、Sは置換基を有さないことが好ましい。
(Compound represented by formula (8))
In the above formula (8), Sc and S d may independently have a hydrogen atom or a substituent, even if they have an alkyl group or a substituent having 1 or more and 10 or less carbon atoms. good carbon number of 1 or more, is 10 or less alkoxyl groups, especially alkyl groups of 2-8 carbon atoms as S c, be an alkoxyl group having 2 to 8 carbon atoms, [Delta] n, [Delta] [epsilon], each T ni The value is large, and is preferable from the viewpoint of solubility of the polymerizable monomer, and a linear alkyl group having 2 to 6 carbon atoms is particularly preferable. As the substituent which may be possessed by S C, Age alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, alkoxyl group having 1 to 4 carbon atoms, halogen atom, hydroxy group, amino group, carboxy group, a cyano group It is preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an alkoxyl group having 1 to 4 carbon atoms, and a fluorine atom, but each of Δn, Δε, and T ni is set to a high value, and further, from the viewpoint of solubility of the polymerizable monomer. from, S c preferably has no substituent. Further, the S d is particularly preferably an alkyl group having 2 to 8 carbon atoms or an alkoxy group, which has a large value of Δn, Δε, and T ni , and is more preferable from the viewpoint of solubility of the polymerizable monomer, and particularly preferably has a carbon number of carbons. It is preferably 2 to 6 linear alkyl groups or alkoxy groups. Examples of the substituent that S d may have include an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an alkoxyl group having 1 to 4 carbon atoms, a halogen atom, a hydroxy group, an amino group, a carboxy group and a cyano group. It is preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an alkoxyl group having 1 to 4 carbon atoms, and a fluorine atom, but each of Δn, Δε, and T ni is set to a high value, and further, from the viewpoint of solubility of the polymerizable monomer. Therefore, it is preferable that S d has no substituent.

また、式(8)において、Bは、前記(9a)〜(9h)のいずれかの基のうち(9a)又は(9b)であることが好ましく、特に(9b)であることが液晶温度範囲の観点から好ましい。Bが有していてもよい置換基としては、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のアルコキシル基、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、アミノ基、カルボキシ基、シアノ基が挙げられ、好ましくは炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のアルコキシル基、フッ素原子であるが、高Δn、高Δε、高耐光性の観点からBは置換基を有さない方が好ましい。
また、Bは、前記(9a)〜(9h)のいずれかの基のうち(9a)又は(9b)であることが好ましく、特に(9b)であることが液晶温度範囲の観点から好ましい。Bが有していてもよい置換基としては、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のアルコキシル基、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、アミノ基、カルボキシ基、シアノ基が挙げられ、好ましくは炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のアルコキシル基、フッ素原子であるが、Δn、Δεを高い値とし、耐光性を良好なものとする観点からBは置換基を有さない方が好ましい。
式(8)において、n,nは0又は1であるが、好ましくはn=0、n=0である。
Further, in the formula (8), B d is preferably (9a) or (9b) among the groups of any of the above (9a) to (9h), and the liquid crystal temperature is particularly preferably (9b). Preferred from a range standpoint. Examples of the substituent that B d may have include an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an alkoxyl group having 1 to 4 carbon atoms, a halogen atom, a hydroxy group, an amino group, a carboxy group and a cyano group. It is preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an alkoxyl group having 1 to 4 carbon atoms, or a fluorine atom, but it is preferable that B d has no substituent from the viewpoint of high Δn, high Δε, and high light resistance. ..
Mata, B e, the is preferably a (9a) ~ of any group of (9h) (9a) or (9b), it is preferable from the viewpoint of the liquid crystal temperature range is particularly (9b). Examples of the substituent that Be may have include an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an alkoxyl group having 1 to 4 carbon atoms, a halogen atom, a hydroxy group, an amino group, a carboxy group and a cyano group. preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an alkoxyl group having 1 to 4 carbon atoms, is a fluorine atom, [Delta] n, and a high value of [Delta] [epsilon], the B e are substituents from the viewpoint of those light resistance good It is preferable not to have it.
In the formula (8), n b and n c are 0 or 1, but preferably n b = 0 and n c = 0.

本発明の液晶組成物は、上記の液晶化合物の1種のみを含むものであってもよく、2種以上を含むものであってもよい。 The liquid crystal composition of the present invention may contain only one of the above liquid crystal compounds, or may contain two or more of the above liquid crystal compounds.

[カイラル剤]
カイラル剤としては、光学活性を示す化合物であればいずれでもよく、合成品でも市販品でよく、また、自身が液晶性を示すものでもよいし、更には重合性の官能基を有していてもよい。また、右旋性でも左旋性でもよく、右旋性のカイラル剤と左旋性のカイラル剤を併用してもよい。ただし、本発明に用いるカイラル剤としては上記液晶化合物に該当する化合物は除くものとする。
[Chirar agent]
The chiral agent may be any compound that exhibits optical activity, may be a synthetic product or a commercially available product, may be a liquid crystal substance itself, and has a polymerizable functional group. May be good. Further, it may be right-handed or left-handed, and a right-handed chiral agent and a left-handed chiral agent may be used in combination. However, the chiral agent used in the present invention excludes compounds corresponding to the above liquid crystal compounds.

また、カイラル剤としては、それ自身の誘電異方性が正に大きく、粘度の低いものが液晶素子の駆動電圧低減及び応答速度の観点から好ましく、カイラル剤が液晶をねじる力の指標とされるHelical Twisting Powerが大きいほうが好ましい。また、重合開始剤を用いる場合には、開始剤の吸収波長に重なる波長の吸収を持たないことが好ましい。 Further, as the chiral agent, one having a positively large dielectric anisotropy and a low viscosity is preferable from the viewpoint of reducing the driving voltage of the liquid crystal element and the response speed, and the chiral agent is used as an index of the force for twisting the liquid crystal. It is preferable that the helical twisting power is large. Further, when a polymerization initiator is used, it is preferable not to have absorption of a wavelength that overlaps with the absorption wavelength of the initiator.

カイラル剤の市販品としては、例えばCB15(商品名 メルク社製)、C15(商品名 メルク社製)、S−811(商品名 メルク社製)、R−811(商品名 メルク社製)、S−1011(商品名 メルク社製)、R−1011(商品名 メルク社製)等が挙げられる。 Commercially available products of chiral agents include, for example, CB15 (trade name: manufactured by Merck & Co., Ltd.), C15 (trade name: manufactured by Merck & Co., Ltd.), S-811 (trade name: manufactured by Merck & Co., Ltd.), R-811 (trade name: manufactured by Merck & Co., Ltd.), S. -1011 (trade name: manufactured by Merck & Co., Ltd.), R-1011 (trade name: manufactured by Merck & Co., Ltd.) and the like can be mentioned.

[重合開始剤]
本発明の重合性モノマーを重合させるために、本発明の液晶組成物は重合開始剤を含むことが好ましい。従って、重合開始剤は特に限定されないが、重合性モノマーとの重合反応性、化学構造、分子量、開始剤効率等を選択、調整することで、前記高分子樹脂相のピーク面積比を特定の範囲とし、本発明の効果を得ることができる。
重合開始剤には光や熱等の種々の物理的な要因で分子内開裂したり、他分子から水素を引き抜いてラジカルを発生したりするラジカル重合開始剤があるが、中でも熱をかけることなく液晶の相転移温度以下で重合させることができるラジカル系光重合開始剤が、液晶に対する熱影響が小さい点で好ましい。
[Polymerization initiator]
In order to polymerize the polymerizable monomer of the present invention, the liquid crystal composition of the present invention preferably contains a polymerization initiator. Therefore, the polymerization initiator is not particularly limited, but the peak area ratio of the polymer resin phase can be set within a specific range by selecting and adjusting the polymerization reactivity with the polymerizable monomer, the chemical structure, the molecular weight, the initiator efficiency, and the like. The effect of the present invention can be obtained.
Polymerization initiators include radical polymerization initiators that cleave in the molecule due to various physical factors such as light and heat, or extract hydrogen from other molecules to generate radicals, but among them, without applying heat. A radical-based photopolymerization initiator that can be polymerized at a temperature equal to or lower than the phase transition temperature of the liquid crystal is preferable because it has a small thermal effect on the liquid crystal.

<ラジカル系光重合開始剤>
ラジカル系光重合開始剤としては、分子構造には特に制限はないが、ホスト液晶であるカイラルネマチック液晶への溶解可能な化合物を選択するのが好ましい。また、本発明の液晶組成物を構成する分子は典型的に波長350nm以下の紫外光吸収を持つため、ラジカル系光重合開始剤自体は波長350nm以上の光でラジカル化するものを選択することが好ましい。
<Radical photopolymerization initiator>
The radical photopolymerization initiator is not particularly limited in its molecular structure, but it is preferable to select a compound that is soluble in a chiral nematic liquid crystal which is a host liquid crystal. Further, since the molecules constituting the liquid crystal composition of the present invention typically absorb ultraviolet light having a wavelength of 350 nm or less, it is possible to select a radical-based photopolymerization initiator itself that radicalizes with light having a wavelength of 350 nm or more. preferable.

ラジカル系光重合開始剤として、アシルホスフィンオキサイド系、アルキルフェノン系、チタノセン系、多ハロゲン化合物、シアニン色素のアルキルホウ素塩、トリアリールビイミダゾール等が挙げられ、中でも、アシルホスフィンオキサイド系、アルキルフェノン系のラジカル系光重合開始剤が好ましく、中でもアシルホスフィンオキサイド系のラジカル系光重合開始剤が重合効率の点から特に好ましい。 Examples of the radical-based photopolymerization initiator include acylphosphine oxide-based, alkylphenone-based, titanosen-based, polyhalogen compounds, cyanine dye alkylboron salts, triarylbiimidazole, and the like, among which acylphosphine oxide-based and alkylphenone-based. The radical-based photopolymerization initiator of the above is preferable, and among them, the acylphosphine oxide-based radical-based photopolymerization initiator is particularly preferable from the viewpoint of polymerization efficiency.

アシルホスフィンオキサイド系のラジカル系光重合開始剤としては、例えば、公知のモノアシルフォスフィンオキサイド誘導体、ビスアシルフォスフィンオキサイド誘導体、トリスアシルフォスフィンオキサイド誘導体等を用いることができる。市販品としては、Lucirin TPO(商品名、BASF社製)、IRGACURE 819(商品名、BASF社製)等のモノアシルフォスフィン誘導体が挙げられる。 As the acylphosphine oxide-based radical-based photopolymerization initiator, for example, known monoacylphosphine oxide derivatives, bisacylphosphine oxide derivatives, trisacylphosphine oxide derivatives and the like can be used. Examples of commercially available products include monoacylphosphine derivatives such as Lucirin TPO (trade name, manufactured by BASF) and IRGACURE 819 (trade name, manufactured by BASF).

[液晶組成物中の成分化合物の含有量]
本発明の液晶組成物中の重合性モノマー、即ち、本発明の3官能重合性モノマー(A)及び2官能重合性モノマー(B)と必要に応じて用いられる他の重合性モノマーの合計の含有割合は、好ましくは0.1重量%以上、10重量%以下であり、より好ましくは7重量%以下であり、特に好ましくは6.5重量%以下である。また、より好ましくは0.5重量%以上、特に好ましくは1重量%以上である。重合性モノマーの含有量が上記下限以上であることで十分量の高分子ネットワーク構造を形成することができるため電源OFF時のヘーズが下がり、上記上限以下であることで高分子樹脂相界面に数十〜数百nmの微細な凹凸構造を形成することができるために電源ON時のヘーズを高くすることができる。
[Content of component compounds in liquid crystal composition]
The content of the polymerizable monomer in the liquid crystal composition of the present invention, that is, the sum of the trifunctional polymerizable monomer (A) and the bifunctional polymerizable monomer (B) of the present invention and other polymerizable monomers used as needed. The ratio is preferably 0.1% by weight or more and 10% by weight or less, more preferably 7% by weight or less, and particularly preferably 6.5% by weight or less. Further, it is more preferably 0.5% by weight or more, and particularly preferably 1% by weight or more. When the content of the polymerizable monomer is at least the above lower limit, a sufficient amount of polymer network structure can be formed, so that the haze when the power is turned off is lowered, and when it is at least the above upper limit, the number is at the polymer resin phase interface. Since it is possible to form a fine uneven structure having a diameter of tens to several hundreds of nm, the haze when the power is turned on can be increased.

なお、本発明の液晶組成物は、本発明の3官能重合性モノマー(A)と2官能重合性モノマー(B)とを併用することによる効果をより一層有効に得る観点から、液晶組成物中の全重合性モノマー中に占める本発明の3官能重合性モノマー(A)及び2官能重合性モノマー(B)の割合は、30重量%以上であることが好ましく、この割合は、より好ましくは50〜100重量%、特に好ましくは70〜100重量%である。 The liquid crystal composition of the present invention is contained in the liquid crystal composition from the viewpoint of more effectively obtaining the effect of using the trifunctional polymerizable monomer (A) and the bifunctional polymerizable monomer (B) of the present invention in combination. The ratio of the trifunctional polymerizable monomer (A) and the bifunctional polymerizable monomer (B) of the present invention to the total polymerizable monomer of the above is preferably 30% by weight or more, and this ratio is more preferably 50. ~ 100% by weight, particularly preferably 70-100% by weight.

また、本発明の3官能重合性モノマー(A)による駆動電圧低減の効果と、本発明の2官能重合性モノマー(B)による高コントラストの効果を有効に得るために、本発明の液晶組成物は、本発明の3官能重合性モノマー(A)と本発明の2官能重合性モノマー(B)との合計100重量%中に3官能重合性モノマー(A)を1〜90重量%、2官能重合性モノマー(B)を99〜10重量%含むことが好ましく、3官能重合性モノマー(A)を2〜80重量%、2官能重合性モノマー(B)を98〜20重量%含むことがより好ましく、3官能重合性モノマー(A)を5〜70重量%、2官能重合性モノマー(B)を95〜30重量%含むことがさらに好ましく、3官能重合性モノマー(A)を10〜50重量%、2官能重合性モノマー(B)を90〜50重量%含むことが最も好ましい。3官能重合性モノマー(A)の含有量が上記下限以上で2官能重合性モノマー(B)の含有量が上記上限以下であると高分子樹脂相の架橋密度を大きくすることができるために駆動電圧がより低下する傾向があり、3官能重合性モノマー(A)の含有量が上記上限以下で2官能重合性モノマー(B)の含有量が上記下限以上であると高分子樹脂相の分子量が十分大きくなるため、高分子ネットワーク構造が形成されやすくなり高コントラスト化する傾向がある。 Further, in order to effectively obtain the effect of reducing the driving voltage by the trifunctional polymerizable monomer (A) of the present invention and the effect of high contrast by the bifunctional polymerizable monomer (B) of the present invention, the liquid crystal composition of the present invention. Contains 1 to 90% by weight of the trifunctional polymerizable monomer (A) in a total of 100% by weight of the trifunctional polymerizable monomer (A) of the present invention and the bifunctional polymerizable monomer (B) of the present invention. It is preferable to contain 99 to 10% by weight of the polymerizable monomer (B), and more preferably 2 to 80% by weight of the trifunctional polymerizable monomer (A) and 98 to 20% by weight of the bifunctional polymerizable monomer (B). It is preferable to contain 5 to 70% by weight of the trifunctional polymerizable monomer (A) and 95 to 30% by weight of the bifunctional polymerizable monomer (B), and more preferably 10 to 50% by weight of the trifunctional polymerizable monomer (A). Most preferably, it contains 90 to 50% by weight of the bifunctional polymerizable monomer (B). When the content of the trifunctional polymerizable monomer (A) is equal to or higher than the above lower limit and the content of the bifunctional polymerizable monomer (B) is equal to or lower than the above upper limit, the crosslink density of the polymer resin phase can be increased. The voltage tends to decrease further, and when the content of the trifunctional polymerizable monomer (A) is below the above upper limit and the content of the bifunctional polymerizable monomer (B) is above the above lower limit, the molecular weight of the polymer resin phase increases. Since it is sufficiently large, a polymer network structure is likely to be formed, and the contrast tends to be high.

また、本発明の液晶組成物中のカイラルネマチック液晶成分の含有割合は、液晶組成物中、通常好ましくは50重量%以上、より好ましくは70重量%以上、さらに好ましくは90重量%以上であり、一方、好ましくは99.5重量%以下、より好ましくは99.0重量%以下、さらに好ましくは98.0重量%以下である。カイラルネマチック液晶成分の含有割合が、この範囲であることで、液晶素子の透明性や光学応答特性のバランスが得られる傾向にある。 Further, the content ratio of the chiral nematic liquid crystal component in the liquid crystal composition of the present invention is usually preferably 50% by weight or more, more preferably 70% by weight or more, still more preferably 90% by weight or more in the liquid crystal composition. On the other hand, it is preferably 99.5% by weight or less, more preferably 99.0% by weight or less, still more preferably 98.0% by weight or less. When the content ratio of the chiral nematic liquid crystal component is within this range, the transparency and the optical response characteristics of the liquid crystal element tend to be balanced.

カイラル剤は、カイラルネマチック液晶成分の合計量に対して1〜50重量%程度用いることが好ましい。
なお、ここで、カイラルネマチック液晶成分とは、前述の液晶化合物と、カイラル剤との合計に該当する。
The chiral agent is preferably used in an amount of about 1 to 50% by weight based on the total amount of the chiral nematic liquid crystal components.
Here, the chiral nematic liquid crystal component corresponds to the total of the above-mentioned liquid crystal compound and the chiral agent.

本発明の液晶組成物が重合開始剤を含む場合、液晶組成物中の重合開始剤の含有割合は、液晶組成物中、通常0.01重量%以上、好ましくは0.05重量%以上であり、一方、通常5重量%以下、好ましくは、1重量%以下である。この範囲であることで、重合が十分に進行し、液晶組成物から得られる液晶素子の繰り返し使用に対する耐久性及び透明時のヘーズが良好となる傾向がある。 When the liquid crystal composition of the present invention contains a polymerization initiator, the content ratio of the polymerization initiator in the liquid crystal composition is usually 0.01% by weight or more, preferably 0.05% by weight or more in the liquid crystal composition. On the other hand, it is usually 5% by weight or less, preferably 1% by weight or less. Within this range, the polymerization tends to proceed sufficiently, and the durability of the liquid crystal element obtained from the liquid crystal composition against repeated use and the haze when transparent tend to be good.

[その他成分]
本発明の液晶組成物は、光安定剤、抗酸化剤、増粘剤、重合禁止剤、光増感剤、接着剤、消泡剤、界面活性剤等を含有していてもよい。
[Other ingredients]
The liquid crystal composition of the present invention may contain a light stabilizer, an antioxidant, a thickener, a polymerization inhibitor, a photosensitizer, an adhesive, an antifoaming agent, a surfactant and the like.

[液晶組成物の製造方法]
本発明の液晶組成物の製造方法は特に限定はないが、公知の攪拌機や振盪機等で液晶組成物の成分化合物を混合させることで製造することができる。混合の際には、加熱を行ってもよい。加熱する場合、加熱温度は、成分化合物が熱反応を起こさない温度であれば、特に制限はない。
[Manufacturing method of liquid crystal composition]
The method for producing the liquid crystal composition of the present invention is not particularly limited, but it can be produced by mixing the component compounds of the liquid crystal composition with a known stirrer, shaker or the like. When mixing, heating may be performed. When heating, the heating temperature is not particularly limited as long as the component compounds do not cause a thermal reaction.

[液晶組成物の物性]
<カイラルピッチ長(p)>
前述の通り、本発明の液晶組成物のカイラルピッチ長(p)は、0.3μm以上であり、0.8μm以上が好ましく、0.9μm以上がより好ましい。一方、2μm以下であり、1.5μm以下が好ましく、1.2μm以下がより好ましい。
pが上記下限値以上であることで、得られる液晶素子の駆動電圧が低く抑えられる傾向があり、上記上限値以下であることで、コントラストが高くなる傾向となる。
[Physical characteristics of liquid crystal composition]
<Chiral pitch length (p)>
As described above, the chiral pitch length (p) of the liquid crystal composition of the present invention is 0.3 μm or more, preferably 0.8 μm or more, and more preferably 0.9 μm or more. On the other hand, it is 2 μm or less, preferably 1.5 μm or less, and more preferably 1.2 μm or less.
When p is at least the above lower limit value, the drive voltage of the obtained liquid crystal element tends to be suppressed low, and when it is at least the above upper limit value, the contrast tends to be high.

<液晶−等方相転移温度(Tni)>
本発明の液晶組成物は室温(25℃)でコレステリック相を示すように設計され、その液晶−等方相転移温度(Tni)は40℃以上が好ましく、更に60℃以上が好ましく、特に80℃以上が好ましい。本発明の液晶組成物のTniが上記下限未満では、重合時の光源や反応熱に由来する温度上昇で、液晶構造が破壊される場合があることが懸念される。一方、Tniが高くなると粘度が高くなる傾向があるので、200℃以下が好ましく、150℃以下が更に好ましい。
<Liquid crystal-isotropic phase transition temperature (T ni )>
The liquid crystal composition of the present invention is designed to exhibit a cholesteric phase at room temperature (25 ° C.), and the liquid crystal-isotropic phase transition temperature (T ni ) thereof is preferably 40 ° C. or higher, more preferably 60 ° C. or higher, and particularly 80 ° C. ℃ or higher is preferable. If the T ni of the liquid crystal composition of the present invention is less than the above lower limit, there is a concern that the liquid crystal structure may be destroyed by the temperature rise due to the light source and the heat of reaction during polymerization. On the other hand, as the T ni increases, the viscosity tends to increase, so 200 ° C. or lower is preferable, and 150 ° C. or lower is even more preferable.

[液晶組成物の使用]
本発明の液晶組成物は、その硬化物を含む層を、後述の通り、液晶素子の対向配置された一対の基板間に存在させることで、液晶材料として使用される。
[Use of liquid crystal composition]
The liquid crystal composition of the present invention is used as a liquid crystal material by allowing a layer containing the cured product to exist between a pair of substrates arranged to face each other of the liquid crystal elements, as described later.

〔液晶素子〕
本発明の液晶素子は、光透過状態と光散乱状態とで切り替えが可能(透過−散乱型)である。光透過状態と光散乱状態の切り替えは、液晶素子に含まれる少なくとも一方が透明な基板であり、対向して配置される一対の電極付き基板を有し、前記基板間に、液晶相と高分子樹脂相を含む複合体を含む液晶調光層を電気駆動することで実現できる。液晶調光層としては、光透過状態と光散乱状態を電気駆動により切り替えることのできる透過−散乱型の液晶相と高分子樹脂相の複合体を使用することができる。
[Liquid crystal element]
The liquid crystal element of the present invention can be switched between a light transmitting state and a light scattering state (transmission-scattering type). To switch between the light transmission state and the light scattering state, at least one of the liquid crystal elements is a transparent substrate, the substrate has a pair of electrodes with electrodes arranged to face each other, and the liquid crystal phase and the polymer are sandwiched between the substrates. This can be achieved by electrically driving a liquid crystal dimming layer containing a composite containing a resin phase. As the liquid crystal dimming layer, a composite of a transmission-scattering type liquid crystal phase and a polymer resin phase that can switch between a light transmission state and a light scattering state by electric drive can be used.

高分子樹脂相が後述の式(4)で表される特定の構造(a)と式(5)で表される特定の構造(b)とを有することにより、電圧OFF時はヘーズが低く、ON時はヘーズが高くなり、かつその駆動電圧が低くなる。即ち、式(4)で表される構造(a)により、高分子樹脂相の架橋密度が大きくなり、駆動電圧が低下し、式(5)で表される構造(b)により、透明時のカイラルネマチック液晶のプレナー構造を転写した高分子ネットワーク構造を形成し、同時に高分子樹脂相界面に数十〜数百nmの微細な凹凸構造を形成するため電源OFF時のヘーズが低下し、電源ON時のヘーズが上昇する。 Since the polymer resin phase has a specific structure (a) represented by the formula (4) described later and a specific structure (b) represented by the formula (5), the haze is low when the voltage is off. When ON, the haze becomes high and the drive voltage becomes low. That is, the structure (a) represented by the formula (4) increases the crosslink density of the polymer resin phase and lowers the driving voltage, and the structure (b) represented by the formula (5) increases the crosslink density of the polymer resin phase when transparent. A polymer network structure is formed by transferring the planar structure of a chiral nematic liquid crystal, and at the same time, a fine uneven structure of several tens to several hundreds of nm is formed at the interface of the polymer resin phase, so that the haze when the power is turned off is reduced and the power is turned on. The haze of time rises.

本発明の液晶素子は、少なくとも一方が透明な基板であり、対向して配置される一対の電極付き基板を有し、前記基板間に、カイラルネマチック液晶相と高分子樹脂相を含む複合体を含む液晶調光層を有する液晶素子であって、該高分子樹脂相が、下記式(4)で表される構造(a)及び下記式(5)で表される構造(b)を含有し、該カイラルネマチック液晶相の誘電率異方性が正であり、該一対の電極付き基板間の距離(d)が、100μm以下、2μm以上であり、かつ該カイラルネマチック液晶相のカイラルピッチ長(p)と該距離(d)の比(d/p)が1以上であることを特徴とする。 The liquid crystal element of the present invention has at least one transparent substrate, has a pair of substrates with electrodes arranged to face each other, and has a composite containing a chiral nematic liquid crystal phase and a polymer resin phase between the substrates. A liquid crystal element having a liquid crystal dimming layer including the liquid crystal resin phase, which contains a structure (a) represented by the following formula (4) and a structure (b) represented by the following formula (5). The dielectric constant anisotropy of the chiral nematic liquid crystal phase is positive, the distance (d) between the pair of electrode-attached substrates is 100 μm or less and 2 μm or more, and the chiral pitch length of the chiral nematic liquid crystal phase ( The ratio (d / p) of p) to the distance (d) is 1 or more.

Figure 0006965538
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[式(4)において、S、S及び、Sは、それぞれ独立に、水素原子またはメチル基を表し、Aは、式(1)におけるAと同義であり、好ましいものも同じである。] [In the formula (4), S 1 , S 2 and S 3 independently represent a hydrogen atom or a methyl group, and A is synonymous with A in the formula (1), and the preferred ones are also the same. .. ]

Figure 0006965538
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[式(5)において、 及び、 は、それぞれ独立に、水素原子またはメチル基を表し、X、X、Y、Y、B、B、B、m、m、n及びnは、それぞれ、式(2)におけるX、X、Y、Y、B、B、B、m、m、n及びnと同義であり、好ましいものも同じである。] [In formula (5), S 4 and S 5 each independently represent a hydrogen atom or a methyl group, X 1 , X 2 , Y 1 , Y 2 , B 4 , B 5 , B 6 , m 1 , m 2, n 1 and n 2, respectively, X 1, X 2 in the formula (2), Y 1, Y 2, B 4, B 5, B 6, m 1, m 2, n 1 and n 2 Is synonymous with, and the preferred one is also the same. ]

[基板]
基板の材質としては、例えば、ガラスや石英等の無機透明物質、金属、金属酸化物、半導体、セラミック、プラスチック板、プラスチックフィルム等の無色透明或いは着色透明、又は不透明のものが挙げられる。
電極は、その基板の上に、例えば、金属酸化物、金属、半導体、有機導電物質等の薄膜を基板全面或いは部分的に、既知の塗布法や印刷法やスパッタ等の蒸着法等により形成される。また、導電性の薄膜形成後に部分的にエッチングしたものでもよい。特に大面積の液晶素子を得るためには、生産性及び加工性の面からPET等の透明高分子フィルム上にITO(酸化インジウムと酸化スズの混合物)電極をスパッタ等の蒸着法や印刷法等を用いて形成した電極基板を用いることが望ましい。なお、基板上に電極間或いは電極と外部を結ぶための配線が設けられていてもよい。例えば、セグメント駆動用電極基板やマトリックス駆動用電極基板、アクティブマトリックス駆動用電極基板等であってもよい。
[substrate]
Examples of the material of the substrate include colorless transparent, colored transparent, or opaque materials such as inorganic transparent substances such as glass and quartz, metals, metal oxides, semiconductors, ceramics, plastic plates, and plastic films.
The electrode is formed by forming, for example, a thin film of a metal oxide, a metal, a semiconductor, an organic conductive material, etc. on the entire surface or a part of the substrate by a known coating method, a printing method, a vapor deposition method such as sputtering, or the like. NS. Further, it may be partially etched after forming the conductive thin film. In particular, in order to obtain a large-area liquid crystal element, from the viewpoint of productivity and processability, an ITO (mixture of indium oxide and tin oxide) electrode is placed on a transparent polymer film such as PET by a vapor deposition method such as sputtering or a printing method. It is desirable to use an electrode substrate formed by using. In addition, wiring for connecting electrodes or between electrodes and the outside may be provided on the substrate. For example, a segment drive electrode substrate, a matrix drive electrode substrate, an active matrix drive electrode substrate, or the like may be used.

更に、基板上に設けられた電極面上が、ポリイミドやポリアミド、シリコン、シアン化合物等の有機化合物、SiO、TiO、ZrO等の無機化合物、又はこれらの混合物よりなる保護膜や配向膜で全面或いは一部が覆われていてもよい。なお、基板は、液晶を基板面に対して配向させるよう配向処理されていてもよく、配向処理されている場合、接触する液晶組成物がプレナー構造をとるならば、いずれの配向処理を用いても構わない。例えば、2枚の基板ともホモジニアス配向であってもよいし、一方がホモジニアス配向で、他方がホメオトロピック配向である、いわゆるハイブリッドであっても構わない。これらの配向処理には、電極表面を直接ラビングしてもよく、TN液晶、STN液晶等に用いられるポリイミド等の通常の配向膜を使用してもよい。 Further, the electrode surface provided on the substrate is a protective film or alignment film made of an organic compound such as polyimide, polyamide, silicon, or cyanide, an inorganic compound such as SiO 2 , TiO 2 , or ZrO 2, or a mixture thereof. The entire surface or a part may be covered with. The substrate may be oriented so as to orient the liquid crystal with respect to the surface of the substrate. In the case of the alignment treatment, if the liquid crystal composition to be in contact has a planar structure, any orientation treatment may be used. It doesn't matter. For example, both of the two substrates may be homogeneously oriented, or may be a so-called hybrid in which one is homogeneously oriented and the other is homeotropically oriented. For these alignment treatments, the electrode surface may be directly rubbed, or a normal alignment film such as polyimide used for TN liquid crystal display, STN liquid crystal display, or the like may be used.

また、配向膜の製造法に、基板上の有機薄膜に直線偏光等の異方性を有する光を照射して膜に異方性を与える、いわゆる光配向法を用いることもできる。なお、液晶素子の製造時に、未重合の液晶組成物の配向を基板面に対して制御できれば必ずしも基板の配向処理は必要としない。すなわち、後述の本発明の液晶組成物は光重合させる前に、液晶組成物を流動させたり、せん断応力をかけたりする等の方法により、液晶組成物が配向してプレナー構造をとらせることができる。 Further, as a method for producing an alignment film, a so-called photoalignment method in which an organic thin film on a substrate is irradiated with light having anisotropy such as linearly polarized light to give anisotropy to the film can also be used. When the liquid crystal element is manufactured, if the orientation of the unpolymerized liquid crystal composition can be controlled with respect to the substrate surface, the orientation treatment of the substrate is not always necessary. That is, in the liquid crystal composition of the present invention described later, the liquid crystal composition can be oriented to form a planar structure by a method such as flowing the liquid crystal composition or applying shear stress before photopolymerization. can.

対向する基板は、周辺部に適宜、基板を接着支持する樹脂体を含む接着層を有してもよい。
本発明における液晶素子の端面あるいは液晶組成物の注入口を、粘着テープ、熱圧着テープ、熱硬化性テープ等のテープ類、又は/及び、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂、湿気硬化型樹脂、室温硬化型接着剤、嫌気性接着剤、エポキシ系接着剤、シリコ−ン系接着剤、フッ素樹脂系接着剤、ポリエステル系接着剤、塩化ビニル系接着剤等の硬化性樹脂類や熱可塑性樹脂類等で封止することで、内部の液晶等の染み出しを防ぐことができる。また、この封止により、液晶素子の劣化を防ぐ効果が得られる場合もある。その際の端面の保護法としては、端面を全体に覆ってもよいし、端面から液晶素子内部に硬化性樹脂類や熱可塑性樹脂類を流し込み固化させてもよく、更にこの上をテープ類で覆ってもよい。
The facing substrate may appropriately have an adhesive layer containing a resin body that adhesively supports the substrate in the peripheral portion.
The end face of the liquid crystal element or the injection port of the liquid crystal composition in the present invention is a tape such as an adhesive tape, a thermosetting tape, a thermosetting tape, and / and a thermosetting resin, a thermosetting resin, and a moisture-curable resin. , Room temperature curable adhesives, anaerobic adhesives, epoxy adhesives, silicone adhesives, fluororesin adhesives, polyester adhesives, vinyl chloride adhesives and other curable resins and thermoplastic resins By sealing with a kind or the like, it is possible to prevent the liquid crystal inside from seeping out. In addition, this sealing may have the effect of preventing deterioration of the liquid crystal element. As a method for protecting the end face at that time, the end face may be covered as a whole, curable resins or thermoplastic resins may be poured from the end face into the liquid crystal element to be solidified, and tapes may be used on the end face. You may cover it.

対向配置される基板間には、球状又は筒状のガラス、プラスチック、セラミック、あるいはプラスチックフィルム等のスペーサーを存在させてもよい。スペーサーは、本発明の液晶組成物の成分として含有させることで、基板間の液晶調光層中に存在させてもよく、液晶素子組み立ての際に基板上に散布したり、接着剤と混合して接着層の中に存在させたりしてもよい。 Spacers such as spherical or cylindrical glass, plastic, ceramic, or plastic film may be present between the substrates arranged to face each other. The spacer may be present in the liquid crystal dimming layer between the substrates by containing it as a component of the liquid crystal composition of the present invention, and may be sprayed on the substrate or mixed with an adhesive when assembling the liquid crystal element. It may be present in the adhesive layer.

[液晶調光層]
本発明の液晶素子に含まれる液晶調光層(以下、「本発明の液晶調光層」と称す場合がある。)は、カイラルネマチック液晶相及び高分子樹脂相を含む複合体を含む、好ましくは高分子安定化液晶(連続的に広がった液晶相中に、前記重合性モノマーに由来するポリマーが網目状のネットワークが形成されているもの)である。
[Liquid crystal dimming layer]
The liquid crystal dimming layer contained in the liquid crystal element of the present invention (hereinafter, may be referred to as "liquid crystal dimming layer of the present invention") preferably contains a composite containing a chiral nematic liquid crystal phase and a polymer resin phase. Is a polymer-stabilized liquid crystal (a network in which a network of polymers derived from the polymerizable monomer is formed in a continuously spread liquid crystal phase).

本発明の液晶調光層は、閾値以上の実効値を持つ、直流電圧、交流電圧、パルス電圧又はそれらの組み合わせによって光透過状態と光散乱状態とを切り替えることができる。液晶調光層としては、電圧無印加時に光透過状態で電圧印加状態に光散乱状態になるリバースモードの駆動をするものでもよいし、電圧無印加時に光散乱状態で電圧印加状態に光透過状態になるノーマルモードの駆動をするものでもよい。また、光透過状態と光散乱状態の切り替え時のみ電圧印加を行うメモリモードの駆動をするものでもよい。 The liquid crystal dimming layer of the present invention can switch between a light transmission state and a light scattering state by a DC voltage, an AC voltage, a pulse voltage or a combination thereof having an effective value equal to or higher than a threshold value. The liquid crystal dimming layer may be driven in a reverse mode in which the light is transmitted in the light transmission state when no voltage is applied and the light is scattered in the voltage application state, or the light is transmitted in the light scattering state when the voltage is not applied. It may be the one that drives the normal mode. Further, the memory mode in which the voltage is applied only when the light transmission state and the light scattering state are switched may be driven.

このように本発明の液晶組成物はリバースモード、ノーマルモード及び、メモリモードのいずれの液晶素子にも適用することができる。リバースモードの液晶素子を製造する方法は、例えば特表平06−507505号等に開示されている。また、ノーマルモードの液晶素子を製造する方法は、例えば特表平06−507505号や特開平07−043690号等に開示されている。本発明の液晶組成物を用いてメモリモードの液晶素子を製造する方法は、例えば、特表平7−507083号等に開示されている。 As described above, the liquid crystal composition of the present invention can be applied to any of the liquid crystal elements in the reverse mode, the normal mode, and the memory mode. A method for manufacturing a reverse mode liquid crystal element is disclosed in, for example, Special Table No. 06-507505. Further, a method for manufacturing a liquid crystal element in a normal mode is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 06-507505 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 07-043690. A method for manufacturing a memory mode liquid crystal element using the liquid crystal composition of the present invention is disclosed in, for example, Japanese Patent Publication No. 7-507083.

液晶調光層として、PSCTを用い、リバースモードで使用する場合、液晶素子への電圧が無印加の時、液晶らせん軸がほぼ全て基板に対して垂直方向を向くプレナー構造となり、光透過状態をとる。一方、液晶調光層の電極基板間に電圧を印加することで、誘電異方性が正である液晶らせん軸が、ランダムな方向を向くフォーカルコニック構造へと相転移し、光散乱状態となる。この2つの相をスイッチングすることで、液晶素子のヘーズを制御することができる。 When PSCT is used as the liquid crystal dimming layer and it is used in the reverse mode, when no voltage is applied to the liquid crystal element, almost all the liquid crystal spiral axes have a planar structure that faces in the direction perpendicular to the substrate, and the light transmission state is exhibited. Take. On the other hand, by applying a voltage between the electrode substrates of the liquid crystal dimming layer, the liquid crystal spiral axis having a positive dielectric anisotropy undergoes a phase transition to a focal conic structure oriented in a random direction, resulting in a light scattering state. .. By switching between these two phases, the haze of the liquid crystal element can be controlled.

液晶調光層として、PDLCを用い、ノーマルモードで使用する場合、液晶素子への電圧が無印加の場合、高分子樹脂相に分散された液晶相の液晶らせん軸は、高分子樹脂相による強い束縛によりランダムな方向を向くフォーカルコニック構造となり、光散乱状態となる。一方、液晶調光層の電極基板間に電圧を印加することで、誘電異方性が負である液晶分子長軸が、基板と垂直な方向を向くホメオトロピック相となり、光透過状態となる。 When PDLC is used as the liquid crystal dimming layer and used in the normal mode, when no voltage is applied to the liquid crystal element, the liquid crystal spiral axis of the liquid crystal phase dispersed in the polymer resin phase is strong due to the polymer resin phase. Due to the binding, it becomes a focal conic structure that faces in a random direction and becomes a light scattering state. On the other hand, by applying a voltage between the electrode substrates of the liquid crystal dimming layer, the long axis of the liquid crystal molecule having a negative dielectric anisotropy becomes a homeotropic phase oriented in the direction perpendicular to the substrate, and is in a light transmitting state.

本発明の液晶調光層は、カイラルネマチック液晶相と特定の分子構造を持つ高分子樹脂相を含むものであれば、PSLC及びPDLC等の素子方式に制限は無く、これらを用いることで、高い電気信頼性、並びに電源OFF時の高透明性、電源ON時の高散乱性、高速応答等を達成することができる。 As long as the liquid crystal dimming layer of the present invention contains a chiral nematic liquid crystal phase and a polymer resin phase having a specific molecular structure, there is no limitation on the element methods such as PSLC and PDLC, and it is high by using these. It is possible to achieve electrical reliability, high transparency when the power is turned off, high scattering property when the power is turned on, high-speed response, and the like.

本発明の液晶調光層は、PSLCであることがより好ましい。PSLCの特徴としては、高分子樹脂相が網目状のポリマーネットワーク構造をしており、また、液晶相と高分子樹脂相の合計に対する高分子樹脂相の割合が10重量%以下であり、液晶調光層中で液晶相が連続的に繋がった構造であることが挙げられる。PSLCは液晶相と高分子樹脂相との界面での弾性相互作用が大きく、液晶素子の立ち下がりの応答速度が他方式に比べて速い利点がある。また、液晶素子への電圧無印加時の透明性と電圧印加時の散乱強度を十分に高めることができる。 The liquid crystal dimming layer of the present invention is more preferably PSLC. The characteristics of PSLC are that the polymer resin phase has a network-like polymer network structure, and the ratio of the polymer resin phase to the total of the liquid crystal phase and the polymer resin phase is 10% by weight or less, which is liquid crystal-like. The structure is such that the liquid crystal phases are continuously connected in the optical layer. PSLC has a large elastic interaction at the interface between the liquid crystal phase and the polymer resin phase, and has an advantage that the response speed of the falling edge of the liquid crystal element is faster than that of other methods. In addition, the transparency when no voltage is applied to the liquid crystal element and the scattering intensity when the voltage is applied can be sufficiently enhanced.

液晶調光層中の液晶相と高分子樹脂相の割合は、本発明の効果を損なわない範囲であれば特に限定されない。高分子樹脂相が液晶相と高分子樹脂相の合計に対し、10重量%以下であることが好ましく、7重量%以下であることが更に好ましい。また、0.1重量%以上であることが好ましく、1重量%以上であることが更に好ましい。液晶相と高分子樹脂相の合計に対する高分子樹脂相の割合が0.1重量%以上であることで、高分子樹脂相が機械的に強靭となり、液晶素子の繰り返し耐久性に優れる傾向となる。また、液晶分子が十分な界面相互作用を受けられるため、液晶素子の透過散乱のコントラスト及び応答速度が向上する場合がある。一方で、液晶相と高分子樹脂相の合計に対する高分子樹脂相の割合が10重量%以下であることで、駆動電圧の上昇が抑えられ、液晶素子の透明性が高くなる傾向にある。 The ratio of the liquid crystal phase to the polymer resin phase in the liquid crystal dimming layer is not particularly limited as long as the effect of the present invention is not impaired. The polymer resin phase is preferably 10% by weight or less, more preferably 7% by weight or less, based on the total of the liquid crystal phase and the polymer resin phase. Further, it is preferably 0.1% by weight or more, and more preferably 1% by weight or more. When the ratio of the polymer resin phase to the total of the liquid crystal phase and the polymer resin phase is 0.1% by weight or more, the polymer resin phase becomes mechanically tough and tends to have excellent repeatability of the liquid crystal element. .. In addition, since the liquid crystal molecules can undergo sufficient interfacial interaction, the contrast and response speed of transmission and scattering of the liquid crystal element may be improved. On the other hand, when the ratio of the polymer resin phase to the total of the liquid crystal phase and the polymer resin phase is 10% by weight or less, the increase in the driving voltage is suppressed and the transparency of the liquid crystal element tends to be high.

本発明の液晶調光層は、液晶相と高分子樹脂相以外にも他の成分を含んでもよい。例えば色素を含んでいてもよい。具体的には、液晶に2色性の色素を添加し溶解させた状態で用いることができる。
液晶に色素を添加した場合、色素の分子配向に基づく固有の吸収波長、すなわち、2色比に応じた特定波長の光の吸収、透過及び散乱の各特性を液晶分子の動きに応じて電気的に制御できる調光・光学素子部材として用いることが可能となる。具体的には、色素を有することで、特定波長の成分だけを強く吸収したり、散乱を強めたりすることが可能となることで、波長異方性を補完することができる。これにより、素子の応用先に応じて目的の演色効果を設計することが可能となる。
The liquid crystal dimming layer of the present invention may contain other components in addition to the liquid crystal phase and the polymer resin phase. For example, it may contain a dye. Specifically, it can be used in a state where a dichroic dye is added to and dissolved in a liquid crystal display.
When a dye is added to the liquid crystal, the unique absorption wavelength based on the molecular orientation of the dye, that is, the absorption, transmission, and scattering characteristics of light of a specific wavelength according to the two-color ratio are electrically obtained according to the movement of the liquid crystal molecule. It can be used as a dimming / optical element member that can be controlled. Specifically, by having a dye, it is possible to strongly absorb only a component having a specific wavelength or to strengthen scattering, so that wavelength anisotropy can be complemented. This makes it possible to design a desired color rendering effect according to the application destination of the device.

[高分子樹脂相]
本発明の液晶調光層に含まれる高分子樹脂相(以下、「本発明の高分子樹脂相」と称す場合がある。)は、前記式(4)で表される構造(a)(以下、単に「構造(a)」と称す。)と前記式(5)で表される構造(b)(以下、単に「構造(b)」と称す。)を含有するものであり、好ましくは前述の本発明の液晶組成物を用いて、3官能重合性モノマー(A)と2官能重合性モノマー(B)を重合させることにより構成される。
[Polymer resin phase]
The polymer resin phase contained in the liquid crystal dimming layer of the present invention (hereinafter, may be referred to as “polymer resin phase of the present invention”) has a structure (a) represented by the above formula (4) (hereinafter, referred to as “polymer resin phase”). , Simply referred to as “structure (a)”) and structure (b) represented by the above formula (5) (hereinafter, simply referred to as “structure (b)”), preferably described above. It is composed by polymerizing a trifunctional polymerizable monomer (A) and a bifunctional polymerizable monomer (B) using the liquid crystal composition of the present invention.

本発明の高分子樹脂相は、構造(a)と構造(b)による前述の効果をより有効に得る観点から、構造(a)と構造(b)の合計に対して、構造(a)を1〜90重量%、構造(b)を100〜99重量%含むことが好ましく、構造(a)を5〜70重量%、構造(b)を95〜30重量%含むことがより好ましく、構造(a)を10〜50重量%、構造(b)を90〜50重量%含むことがさらに好ましい。
構造(a)の含有量が上記下限以上で、構造(b)の含有量が上記上限以下であると高分子樹脂相の架橋密度を大きくすることができるために駆動電圧がより低下する傾向があり、構造(a)の含有量が上記上限以下で、構造(b)の含有量が上記下限以上であると高分子樹脂相の分子量が十分大きくなるため、高分子ネットワーク構造が形成されやすくなるため高コントラスト化する傾向がある。
The polymer resin phase of the present invention has a structure (a) with respect to the sum of the structures (a) and the structure (b) from the viewpoint of more effectively obtaining the above-mentioned effects of the structure (a) and the structure (b). It preferably contains 1 to 90% by weight and 100 to 99% by weight of the structure (b), more preferably 5 to 70% by weight of the structure (a) and 95 to 30% by weight of the structure (b). It is more preferable that a) is contained in an amount of 10 to 50% by weight and the structure (b) is contained in an amount of 90 to 50% by weight.
When the content of the structure (a) is equal to or higher than the above lower limit and the content of the structure (b) is equal to or lower than the above upper limit, the crosslink density of the polymer resin phase can be increased, so that the drive voltage tends to decrease further. If the content of the structure (a) is not more than the above upper limit and the content of the structure (b) is not more than the above lower limit, the molecular weight of the polymer resin phase becomes sufficiently large, so that a polymer network structure is likely to be formed. Therefore, the contrast tends to be high.

<他の成分>
本発明の高分子樹脂相は、前述の3官能重合性モノマー(A)と2官能重合性モノマー(B)を重合させた高分子樹脂を含むものであり、構造(a)及び(b)以外にも本発明の効果を損なわない範囲であれば、他の成分及び構造を含んでもよい。
本発明の高分子樹脂相が構造(a)及び(b)以外の他の構造を含む場合、本発明の高分子樹脂相に含まれる構造(a)及び(b)と他の構造の比率は、本発明の効果を損なわない範囲であれば特に限定されないが、構造(a)及び(b)が30重量%以上であるのが好ましく、更に好ましくは50重量%以上、最も好ましくは80重量%以上である。
本発明の高分子樹脂相中の構造(a)及び(b)の割合が適当な範囲であることで、短時間での液晶素子製造、高いコントラスト、低い駆動電圧等が十分に得られる傾向にある。本発明の高分子樹脂相中の構造(a)及び(b)の含有量の上限は、100重量%である。
<Other ingredients>
The polymer resin phase of the present invention contains a polymer resin obtained by polymerizing the above-mentioned trifunctional polymerizable monomer (A) and bifunctional polymerizable monomer (B), other than the structures (a) and (b). Also, other components and structures may be included as long as the effects of the present invention are not impaired.
When the polymer resin phase of the present invention contains a structure other than the structures (a) and (b), the ratio of the structures (a) and (b) contained in the polymer resin phase of the present invention to the other structure is The structure (a) and (b) is preferably 30% by weight or more, more preferably 50% by weight or more, and most preferably 80% by weight, although it is not particularly limited as long as the effect of the present invention is not impaired. That is all.
When the ratios of the structures (a) and (b) in the polymer resin phase of the present invention are in an appropriate range, liquid crystal element production in a short time, high contrast, low drive voltage, etc. tend to be sufficiently obtained. be. The upper limit of the contents of the structures (a) and (b) in the polymer resin phase of the present invention is 100% by weight.

本発明の高分子樹脂相が含んでいてもよい、構造(a)及び(b)以外の他の構造の具体例としては、下記式で表されるものが挙げられる。 Specific examples of structures other than the structures (a) and (b) that the polymer resin phase of the present invention may contain include those represented by the following formulas.

Figure 0006965538
Figure 0006965538

上記式において、R100〜R109は、それぞれ独立に、水素原子またはメチル基を表し、X100は、任意の1価の置換基を表し、X101は、任意の2価の連結基を表し、X102は、任意の3価の連結基を表し、
103は、任意の4価の連結基を表す。
In the above formula, R 100 to R 109 independently represent a hydrogen atom or a methyl group, X 100 represents an arbitrary monovalent substituent, and X 101 represents an arbitrary divalent linking group. , X 102 represent any trivalent linking group.
X 103 represents any tetravalent linking group.

100の例としては、水素原子、ヒドロキシ基、カルボキシ基、シアノ基、アミノ基、ニトロ基、ハロゲン原子、炭素数1〜20の置換基を有していてもよいアルキル基、炭素数1〜20の置換基を有していてもよいアルコキシ基、炭素数6〜20の置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基、炭素数5〜20の置換基を有していてもよい芳香族複素環基、炭素数3〜20の置換基を有していてもよい脂肪族炭化水素環等が挙げられる。X101の例としては、−O−、−S−、炭素数1〜20の置換基を有していてもよく、炭素原子が酸素原子または硫黄原子に置き換わってもよく、炭素−炭素単結合が炭素−炭素二重結合または炭素−炭素三重結合に置き換わってもよい2価のアルキレン基等が挙げられる。 Examples of X 100 include a hydrogen atom, a hydroxy group, a carboxy group, a cyano group, an amino group, a nitro group, a halogen atom, an alkyl group which may have a substituent having 1 to 20 carbon atoms, and 1 to 1 carbon atoms. It may have an alkoxy group which may have 20 substituents, an aromatic hydrocarbon group which may have a substituent of 6 to 20 carbon atoms, and a substituent which may have 5 to 20 carbon atoms. Examples thereof include an aromatic heterocyclic group and an aliphatic hydrocarbon ring which may have a substituent having 3 to 20 carbon atoms. As an example of X 101 , it may have a substituent of -O-, -S-, 1 to 20 carbon atoms, a carbon atom may be replaced with an oxygen atom or a sulfur atom, and a carbon-carbon single bond may be used. Examples thereof include a divalent alkylene group in which a carbon-carbon double bond or a carbon-carbon triple bond may be replaced.

102の例としては、下記式で表されるものが挙げられる。 Examples of X 102 include those represented by the following equations.

Figure 0006965538
Figure 0006965538

上記式において、Cは前記式(3)におけるCと同義であり、Dは炭素原子またはケイ素原子を表し、Eは窒素原子またはリン原子を表し、Z〜Zはそれぞれ独立に、酸素原子、硫黄原子、炭素数1〜20の置換基を有していてもよく、炭素原子が酸素原子または硫黄原子に置き換わってもよく、炭素−炭素単結合が炭素−炭素二重結合または炭素−炭素三重結合に置き換わってもよい2価のアルキレン基、前記式(3)におけるB〜B等が挙げられ、このうちZ〜Zの全てがB〜Bの場合を除く。 In the above formula, C is synonymous with C in the above formula (3), D represents a carbon atom or a silicon atom, E represents a nitrogen atom or a phosphorus atom, and Z 1 to Z 3 are independent oxygen atoms. , Sulfur atom, may have substituents of 1 to 20 carbon atoms, carbon atom may be replaced by oxygen atom or sulfur atom, and carbon-carbon single bond may be carbon-carbon double bond or carbon-carbon. Examples of the divalent alkylene group which may be replaced with a triple bond, B 1 to B 3 in the above formula (3), and the like, except for the case where all of Z 1 to Z 3 are B 1 to B 3.

103の例としては、下記式で表されるものが挙げられる。 Examples of X 103 include those represented by the following equations.

Figure 0006965538
Figure 0006965538

上記式において、Dは炭素原子またはケイ素原子を表し、Z〜Zはそれぞれ独立に、酸素原子、硫黄原子、炭素数1〜20の置換基を有していてもよく、炭素原子が酸素原子または硫黄原子に置き換わってもよく、炭素−炭素単結合が炭素−炭素二重結合または炭素−炭素三重結合に置き換わってもよい2価のアルキレン基、前記式(3)におけるB〜B等が挙げられる。 In the above formula, D represents a carbon atom or a silicon atom, and Z 1 to Z 4 may independently have an oxygen atom, a sulfur atom, and a substituent having 1 to 20 carbon atoms, and the carbon atom is oxygen. A divalent alkylene group which may be replaced with an atom or a sulfur atom, and a carbon-carbon single bond may be replaced with a carbon-carbon double bond or a carbon-carbon triple bond, B 1 to B 3 in the above formula (3). And so on.

なお、本発明の高分子樹脂相が有する高分子樹脂が共重合体である場合、交互共重合体、ブロック共重合体、ランダム共重合体、グラフト共重合体のいずれでもよい。 When the polymer resin contained in the polymer resin phase of the present invention is a copolymer, it may be any of an alternating copolymer, a block copolymer, a random copolymer, and a graft copolymer.

[カイラルネマチック液晶相]
本発明の液晶素子に含まれるカイラルネマチック液晶相は、本発明の液晶組成物のカイラルネマチック液晶成分の説明において記載したカイラルネマチック液晶成分と同義であり、具体例、好ましい範囲等も同義である。
[Chirarnematic liquid crystal phase]
The chiral nematic liquid crystal phase contained in the liquid crystal element of the present invention is synonymous with the chiral nematic liquid crystal component described in the description of the chiral nematic liquid crystal component of the liquid crystal composition of the present invention, and specific examples, preferable ranges, etc. are also synonymous.

本発明の液晶素子のカイラルネマチック液晶相は、誘電率異方性が正である。カイラルネマチック液晶相の誘電率異方性が正であることで、リバースモード、ノーマルモード及びメモリモードの透過−散乱型素子として使用することができる。 The chiral nematic liquid crystal phase of the liquid crystal element of the present invention has a positive dielectric anisotropy. Since the dielectric anisotropy of the chiral nematic liquid crystal phase is positive, it can be used as a transmission-scattering element in reverse mode, normal mode, and memory mode.

カイラルネマチック液晶相の誘電率異方性の値(Δε)は正であれば特に限定されないが、5以上であることが好ましく、8以上であることが、液晶素子の駆動電圧低減のために好ましい。 The value (Δε) of the dielectric anisotropy of the chiral nematic liquid crystal phase is not particularly limited as long as it is positive, but it is preferably 5 or more, and 8 or more is preferable for reducing the driving voltage of the liquid crystal element. ..

前述の通り、カイラルネマチック液晶相としては、液晶自体がコレステリック相を示す液晶性化合物の集合体であってもよく、ネマチック液晶にカイラル剤を添加することでカイラルネマチック液晶としたものであってもよい。液晶組成物設計の観点では、目的に応じてネマチック液晶にカイラル剤を添加し、カイラルピッチ長(p)及び液晶−等方相転移温度(Tni)を制御することが好ましい。 As described above, the chiral nematic liquid crystal phase may be an aggregate of liquid crystal compounds showing a cholesteric phase in the liquid crystal itself, or may be a chiral nematic liquid crystal by adding a chiral agent to the nematic liquid crystal. good. From the viewpoint of liquid crystal composition design, it is preferable to add a chiral agent to the nematic liquid crystal according to the purpose to control the chiral pitch length (p) and the liquid crystal-isotropic phase transition temperature (T ni).

また、カイラルネマチック液晶相のカイラルピッチ長(p)と、対向して配置される一対の電極付き基板の基板間の距離(d)の関係d/pが1以上であり、好ましくは2以上、より好ましくは4以上である。一方、d/pは20以下であることが好ましく、12以下であることが特に好ましい。 Further, the relationship d / p between the chiral pitch length (p) of the chiral nematic liquid crystal phase and the distance (d) between the substrates of the pair of electrode-attached substrates arranged to face each other is 1 or more, preferably 2 or more. More preferably, it is 4 or more. On the other hand, d / p is preferably 20 or less, and particularly preferably 12 or less.

d/pが大きいほど、駆動時の散乱が大きくなり、遮光特性が向上する。またd/pが大きいほど、フォーカルコニック構造からホメオトロピック構造への閾値電圧が高くなり、高電圧を印加しても光透過状態へ相転移せず、光散乱状態を維持することができる。そのため立ち上がりの応答時間τを短くすることができる。一方で液晶素子の駆動電圧(プレナー構造からフォーカルコニック構造への閾値電圧)も同時に増加するため、遮光特性と省エネや安全性の両立の観点から、上記の範囲内に収めることが好適である。 The larger the d / p, the larger the scattering during driving, and the better the light-shielding characteristic. Further, the larger the d / p, the higher the threshold voltage from the focal conic structure to the homeotropic structure, and even if a high voltage is applied, the phase transition to the light transmission state does not occur, and the light scattering state can be maintained. Therefore, the rising response time τ 1 can be shortened. On the other hand, since the driving voltage of the liquid crystal element (threshold voltage from the planar structure to the focal conic structure) also increases at the same time, it is preferable to keep it within the above range from the viewpoint of achieving both light-shielding characteristics, energy saving and safety.

カイラルネマチック液晶相のpは、0.3μm以上が好ましく、0.8μm以上が更に好ましい。一方、2μm以下が好ましく、1.5μm以下が更に好ましい。
pが上記下限値以上であることで、液晶素子の駆動電圧が低く抑えられる傾向があり、上記上限値以下であることで、コントラストが高くなる傾向となる。
一般にpはカイラル剤の濃度に反比例するので、必要なpの値から逆算してカイラル剤の濃度を決定すればよい。なお、p×n(nはカイラルネマチック液晶の屈折率)が可視光波長(380nm〜800nm)の範囲内にある場合、最終的に得られる液晶素子は電圧無印加時に有色となり、可視光範囲外にある場合は電圧無印加時に無色透明になるので、目的に応じてpを選択すればよい。
本発明の液晶素子の対向して配置される一対の電極付き基板の基板間の距離(d)は、使用するカイラルネマチック液晶のp以上である必要があり、2μm以上が好ましく、3μm以上が更に好ましく、5μm以上が特に好ましい。また、100μm以下が好ましく、20μm以下が更に好ましい。
The p of the chiral nematic liquid crystal phase is preferably 0.3 μm or more, more preferably 0.8 μm or more. On the other hand, 2 μm or less is preferable, and 1.5 μm or less is more preferable.
When p is at least the above lower limit value, the driving voltage of the liquid crystal element tends to be suppressed low, and when it is at least the above upper limit value, the contrast tends to be high.
In general, p is inversely proportional to the concentration of the chiral agent, so the concentration of the chiral agent may be determined by back calculation from the required value of p. When p × n (n is the refractive index of the chiral nematic liquid crystal) is within the visible light wavelength (380 nm to 800 nm), the finally obtained liquid crystal element becomes colored when no voltage is applied and is out of the visible light range. In the case of, it becomes colorless and transparent when no voltage is applied, so p may be selected according to the purpose.
The distance (d) between the substrates of the pair of electrodes with electrodes arranged so as to face each other of the liquid crystal elements of the present invention needs to be p or more of the chiral nematic liquid crystal to be used, preferably 2 μm or more, and further 3 μm or more. It is preferable, and 5 μm or more is particularly preferable. Further, 100 μm or less is preferable, and 20 μm or less is more preferable.

電圧を印加していない状態での液晶素子の光透過率は、dの増加に対して減少し、また、表示素子の応答時間も長くなる場合がある。一方で、dが小さすぎることで、駆動時の遮光特性が低減し、また大面積の液晶素子の場合、液晶素子が短絡してしまう場合がある。dが上記範囲であることで、これらの要求性能をバランスよく満足することができる。 The light transmittance of the liquid crystal element when no voltage is applied decreases with increasing d, and the response time of the display element may also increase. On the other hand, if d is too small, the light-shielding characteristic at the time of driving is reduced, and in the case of a large-area liquid crystal element, the liquid crystal element may be short-circuited. When d is in the above range, these required performances can be satisfied in a well-balanced manner.

カイラルネマチック液晶相のTniは、液晶素子の動作可能な温度上限がカイラルネマチック液晶のTniにより決定されることから50℃以上が好ましく、70℃以上が更に好ましく、80℃以上が特に好ましい。一方、Tniが高くなると粘度が高くなる傾向があるので、200℃以下が好ましく、150℃以下が更に好ましい。 The T ni of the chiral nematic liquid crystal phase is preferably 50 ° C. or higher, more preferably 70 ° C. or higher, and particularly preferably 80 ° C. or higher, because the upper limit of the operable temperature of the liquid crystal element is determined by the T ni of the chiral nematic liquid crystal. On the other hand, as the T ni increases, the viscosity tends to increase, so 200 ° C. or lower is preferable, and 150 ° C. or lower is even more preferable.

なお、カイラルネマチック液晶相の誘電率異方性の値(Δε)、液晶−等方相転移温度(Tni)、カイラルピッチ長(p)は、後述の実施例の項に記載の液晶組成物の誘電率異方性の値(Δε)、液晶−等方相転移温度(Tni)、カイラルピッチ長(p)の測定方法と同様に測定される。また、Δεは液晶組成物または液晶相に含まれる各構成分子それぞれの誘電率異方性から、加成則で算出することもできる。 The value of the dielectric anisotropy of the chiral nematic liquid crystal phase (Δε), the liquid crystal-isotropic phase transition temperature (T ni ), and the chiral pitch length (p) are the liquid crystal compositions described in the section of Examples described later. The value of the dielectric anisotropy (Δε), the liquid crystal-isotropic phase transition temperature (T ni ), and the chiral pitch length (p) are measured in the same manner as in the measurement method. Further, Δε can also be calculated by the addition rule from the dielectric anisotropy of each constituent molecule contained in the liquid crystal composition or the liquid crystal phase.

[液晶素子の製造方法]
本発明の液晶素子の液晶調光層は、例えば、スペーサーを介して対向配置される一対の電極付き基板周辺部を光硬化性接着剤等で接着層を形成して封止セルとし、あらかじめ1つ以上設けた接着層の切り欠きに常圧又は真空中で、前述の本発明の液晶組成物に浸して注入するか、或いは、一方の基板上にコーターを使用して前述の本発明の液晶組成物を塗布し、その上に他方の基板を重ねる等の公知の方法で挟持させた後、紫外光、可視光、電子線等の放射線によって重合・硬化することで形成することができる。
[Manufacturing method of liquid crystal element]
The liquid crystal dimming layer of the liquid crystal element of the present invention is formed in advance by forming an adhesive layer with a photocurable adhesive or the like around a pair of electrodes with electrodes arranged opposite to each other via a spacer to form a sealing cell. The liquid crystal composition of the present invention described above can be injected by immersing it in the liquid crystal composition of the present invention described above in a notch of one or more adhesive layers provided under normal pressure or vacuum, or by using a coater on one of the substrates. It can be formed by applying the composition, sandwiching it by a known method such as stacking the other substrate on it, and then polymerizing and curing it with radiation such as ultraviolet light, visible light, and electron beam.

プラスチックフィルム基板の場合、連続で供給される電極付き基板を2本のゴムロール等で挟み、その間に、スペーサーを含有分散させた本発明の液晶組成物を供給して挟み込み、その後連続で光硬化させることで、連続生産が可能であり、生産効率を高めることができる。 In the case of a plastic film substrate, a substrate with electrodes that is continuously supplied is sandwiched between two rubber rolls or the like, and the liquid crystal composition of the present invention containing and dispersed a spacer is supplied and sandwiched between the two rubber rolls, and then continuously photocured. As a result, continuous production is possible and production efficiency can be improved.

いずれの方法においても、基板に配向処理が施されていない場合は、未硬化の液晶組成物を光硬化させる前に液晶組成物を流動させたり、せん断応力をかけたりする等の方法により、液晶組成物が配向してプレナー構造をとらせる必要がある。具体的には、配向処理されていない封止セル中に本発明の液晶組成物を注入することで、液晶組成物にプレナー構造をとらせることができる。 In either method, if the substrate is not oriented, the liquid crystal composition may be flowed or shear stressed before the uncured liquid crystal composition is photocured. The composition needs to be oriented to form a planar structure. Specifically, by injecting the liquid crystal composition of the present invention into a sealing cell that has not been oriented, the liquid crystal composition can have a planar structure.

本発明の液晶組成物中の重合性モノマーを重合させる方法は光重合が好ましい。この中でも、紫外線による重合が特に好ましい。また、光重合の光源としては、用いるラジカル光重合開始剤の吸収波長にスペクトルを有するものならいずれでもよく、典型的には220nm以上450nm以下の波長の光を照射可能な光源ならばいずれでもよい。例としては高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ、ハロゲンランプ、メタルハライドランプ、UV−LED、青色LED、白色LED等が挙げられる。そのほか、熱線カットフィルタ、紫外線カットフィルタ、可視光カットフィルタ等を併用してもよい。光は液晶素子の透明基板上から少なとも一面に照射すればよく、液晶組成物を挟持する基板が両方とも透明である場合には、両面とも光照射してもよい。光照射は一度に行ってもよいし、数回に分割して行ってもよい。光の放射照度を液晶素子の厚み方向に分布を持たせ、高分子樹脂相の密度を連続的に変化させた、いわゆるPSCOF(Phase Separated Composite Organic Film)(V. Vorflusevand S. Kumar, Science 283, 1903 (1999))としてもよい。 Photopolymerization is preferable as the method for polymerizing the polymerizable monomer in the liquid crystal composition of the present invention. Of these, polymerization by ultraviolet rays is particularly preferable. Further, the light source for photopolymerization may be any light source having a spectrum in the absorption wavelength of the radical photopolymerization initiator used, and typically any light source capable of irradiating light having a wavelength of 220 nm or more and 450 nm or less. .. Examples include high pressure mercury lamps, ultrahigh pressure mercury lamps, halogen lamps, metal halide lamps, UV-LEDs, blue LEDs, white LEDs and the like. In addition, a heat ray cut filter, an ultraviolet ray cut filter, a visible light cut filter, and the like may be used in combination. Light may be irradiated from above the transparent substrate of the liquid crystal element to at least one surface, and when both substrates sandwiching the liquid crystal composition are transparent, both sides may be irradiated with light. The light irradiation may be performed at one time or may be divided into several times. The so-called PSCOF (Phase Separated Composite Organic Film) (V. Vorflusevand S. Kumar, Science 283,) in which the irradiance of light is distributed in the thickness direction of the liquid crystal element and the density of the polymer resin phase is continuously changed. It may be 1903 (1999)).

光重合の場合に、基板間の液晶組成物に照射される光の放射照度は、通常0.01mW/cm以上、好ましくは1mW/cm以上、さらに好ましくは10mW/cm以上、特に好ましくは30mW/cm以上である。放射照度が小さすぎると重合が十分進行しない傾向となる。また、液晶組成物の光重合には、通常、2J/cm以上、好ましくは3J/cm以上の積算照射量を与えればよい。 In the case of photopolymerization, irradiance of the light irradiated to the liquid crystal composition between the substrates is usually 0.01 mW / cm 2 or more, preferably 1 mW / cm 2 or more, more preferably 10 mW / cm 2 or more, particularly preferably Is 30 mW / cm 2 or more. If the irradiance is too small, the polymerization tends not to proceed sufficiently. Further, the photopolymerizable liquid crystal composition, usually, 2J / cm 2 or more, preferably may be applied to 3J / cm 2 or more integrated irradiation dose.

光照射時間は光源の放射強度に応じて決定すればよいが、生産性を高める観点から通常200sec以内、好ましくは60sec以内に光照射を完了するのがよく、一方、10sec以上光照射するのが好ましい。光照射時間が短すぎると液晶素子の繰り返し耐久性が劣る場合がある。プラスチックフィルム基板を用いて大面積のシート状液晶素子を製造する場合は、光源又はシートを移動させながら連続で光照射する方法をとることもでき、光源の放射照度に応じてその移動速度を調節すればよい。 The light irradiation time may be determined according to the radiation intensity of the light source, but from the viewpoint of increasing productivity, it is usually preferable to complete the light irradiation within 200 sec, preferably within 60 sec, while it is preferable to irradiate the light for 10 sec or more. preferable. If the light irradiation time is too short, the repeatability of the liquid crystal element may be inferior. When manufacturing a large-area sheet-shaped liquid crystal element using a plastic film substrate, it is possible to take a method of continuously irradiating light while moving the light source or the sheet, and the moving speed is adjusted according to the irradiance of the light source. do it.

液晶組成物を重合させる際の温度は、通常0℃以上、40℃以下であることが好ましい。温度が上記下限以上であると、重合反応が進みやすくなる傾向にある。一方、温度が上記上限以下であると、重合反応に伴って蓄積した熱による素子の温度上昇を抑制することができ、液晶の相転移温度以下で重合することが可能となる。従って、液晶配向に局所的に乱れを生じさせず、液晶素子の光学特性や駆動耐久性等に影響を与えにくくなる。 The temperature at which the liquid crystal composition is polymerized is usually preferably 0 ° C. or higher and 40 ° C. or lower. When the temperature is equal to or higher than the above lower limit, the polymerization reaction tends to proceed easily. On the other hand, when the temperature is not more than the above upper limit, the temperature rise of the element due to the heat accumulated in the polymerization reaction can be suppressed, and the polymerization can be performed at the phase transition temperature or less of the liquid crystal. Therefore, the liquid crystal orientation is not locally disturbed, and the optical characteristics and drive durability of the liquid crystal element are less likely to be affected.

上記のようにして形成される液晶調光層は、薄膜状の透明高分子中にカイラルネマチック液晶が粒子状に分散又は連続層を形成しているが、最も良好なコントラストを示すのは連続層を形成している場合である。 In the liquid crystal dimming layer formed as described above, the chiral nematic liquid crystal is dispersed or a continuous layer is formed in the form of particles in the thin transparent polymer, and the continuous layer shows the best contrast. Is formed.

[液晶素子の駆動]
本発明の液晶素子は、電圧を印加するか、又は、電圧印加状態から電圧無印加状態に戻すことで、透明状態から散乱状態(不透明状態)へスイッチングすることができる。本発明の液晶素子は、リバースモードで使用可能な液晶素子であるため、電圧印加時の可視光透過率が電圧無印加時の可視光透過率よりも低下する領域が存在する。
また、本発明の液晶素子は、光学変調を光散乱のスイッチングで行うため、偏光板を用いずに表示を行うことができる。従って、本発明の液晶素子は透過率が50%を上回ることができ、光の利用効率が高いものである。
なお、ここでの電圧は、交流及び/又は直流の電圧を指す。
[Drive of liquid crystal element]
The liquid crystal element of the present invention can switch from a transparent state to a scattered state (opaque state) by applying a voltage or returning from a voltage applied state to a voltage-free state. Since the liquid crystal element of the present invention is a liquid crystal element that can be used in the reverse mode, there is a region where the visible light transmittance when a voltage is applied is lower than the visible light transmittance when no voltage is applied.
Further, since the liquid crystal element of the present invention performs optical modulation by switching light scattering, display can be performed without using a polarizing plate. Therefore, the liquid crystal element of the present invention can have a transmittance of more than 50% and has high light utilization efficiency.
The voltage here refers to an alternating current and / or a direct current voltage.

本発明の実施形態の1つとして、透明体として光透過状態と光散乱状態を切り替え可能な液晶素子を用いたスクリーンを使用し、スクリーンが光散乱状態の時にプロジェクター等で投影した映像を結像させ、視認可能にするシースルー表示をすることが挙げられる。具体的には、スクリーンが光散乱状態である時又は光透過状態から光散乱状態となる間に、プロジェクター等が液スクリーンの一部又は全体に対して画像を投影し、前記スクリーン子が光透過状態の時に、プロジェクター等による画像の投影を行わないように、スクリーンと画像投影機の同期を行なうものである。 As one of the embodiments of the present invention, a screen using a liquid crystal element capable of switching between a light transmitting state and a light scattering state is used as a transparent body, and an image projected by a projector or the like is imaged when the screen is in the light scattering state. It is possible to make a see-through display so that the light can be seen. Specifically, when the screen is in a light-scattering state or while the light-transmitting state is changed to a light-scattering state, a projector or the like projects an image onto a part or the whole of the liquid screen, and the screen element transmits light. The screen and the image projector are synchronized so that the image is not projected by the projector or the like in the state.

この同期切り替えを、人間の目では追随できない速度で繰り返すことによって、スクリーンに画像が投影された時に、画像が浮き出て見えるのである。これらの用途において、液晶素子には高応答性、高コントラスト、特定のヘーズ値が求められ、本発明の液晶素子は好適に用いることができる。 By repeating this synchronization switching at a speed that cannot be followed by the human eye, the image appears to stand out when the image is projected on the screen. In these applications, the liquid crystal element is required to have high responsiveness, high contrast, and a specific haze value, and the liquid crystal element of the present invention can be preferably used.

本発明のリバースモードの液晶素子を透明状態から散乱状態へスイッチングするには、カイラルネマチック液晶相がプレナー構造からフォーカルコニック構造へ相転移するだけの電圧を電極間に印加すればよい。印加波形は直流、交流、パルス、あるいはそれらの合成波等、特に制限はない。直流電圧の場合、好ましくは0.5msec以上、交流電圧の場合、正弦波、矩形波、三角波、又はそれらの合成波のいずれでもよく、好ましくは100kHz以下の周波数で0.5msec以上、パルス波の場合、好ましくはパルス幅0.5msec以上を印加することでスイッチングできる。 In order to switch the reverse mode liquid crystal element of the present invention from the transparent state to the scattered state, a voltage sufficient for the chiral nematic liquid crystal phase to undergo a phase transition from the planar structure to the focal conic structure may be applied between the electrodes. The applied waveform is not particularly limited, such as direct current, alternating current, pulse, or a combined wave thereof. In the case of a DC voltage, it may be preferably 0.5 msec or more, and in the case of an AC voltage, it may be a sine wave, a square wave, a triangular wave, or a composite wave thereof, preferably 0.5 msec or more at a frequency of 100 kHz or less, and a pulse wave. In this case, switching can be preferably performed by applying a pulse width of 0.5 msec or more.

なお、液晶素子の駆動電圧は、直流電圧では通常、60V以下、好ましくは30V以下であり、交流電圧では通常、120Vp−p以下、好ましくは90Vp−p以下、パルス電圧では最大値が60V以下、好ましくは最大値が30V以下である。 The drive voltage of the liquid crystal element is usually 60 V or less, preferably 30 V or less for a DC voltage, 120 Vp-p or less, preferably 90 Vp-p or less for an AC voltage, and a maximum value of 60 V or less for a pulse voltage. The maximum value is preferably 30 V or less.

本発明の液晶素子の動作温度上限はカイラルネマチック液晶相のTniであるが、低温では応答時間が長くなる傾向があるため、動作温度範囲としては、好ましくは−10℃以上、更に好ましくは0℃以上である。また、好ましくは60℃以下であり、更に好ましくは40℃以下である。 The upper limit of the operating temperature of the liquid crystal element of the present invention is T ni of the chiral nematic liquid crystal phase, but since the response time tends to be long at a low temperature, the operating temperature range is preferably −10 ° C. or higher, more preferably 0. It is above ℃. Further, it is preferably 60 ° C. or lower, and more preferably 40 ° C. or lower.

[液晶素子の調光性能]
<液晶素子のヘーズ・平行光線透過率>
本発明の液晶素子のヘーズは、直流電圧及び/又は交流電圧無印加時(電源OFF時)に15%以下であるのが好ましく、直流電圧及び/又は交流電圧印加時(電源ON時)に70%以上であることが好ましい。特に電源OFF時10%以下で電源ON時90%以上であるのが特に好ましい。室内、蛍光灯のもとでは、ヘーズが15%を超えると曇りが目立ち、70%未満では液晶素子向こう側のシルエットが見えてくる傾向がある。
[Dimming performance of liquid crystal element]
<Haze and parallel light transmittance of liquid crystal element>
The haze of the liquid crystal element of the present invention is preferably 15% or less when no DC voltage and / or AC voltage is applied (when the power is turned off), and 70 when the DC voltage and / or AC voltage is applied (when the power is turned on). % Or more is preferable. In particular, it is particularly preferable that it is 10% or less when the power is turned off and 90% or more when the power is turned on. Indoors, under fluorescent lighting, cloudiness tends to be noticeable when the haze exceeds 15%, and the silhouette on the other side of the liquid crystal element tends to be visible when the haze exceeds 70%.

また、本発明の液晶素子の平行光線透過率は、好ましくは電源OFF時75%以上、電源ON時15%以下が好ましく、電源OFF時80%以上、電源ON時10%以下が特に好ましい。室内、蛍光灯のもとでは75%未満では薄暗く、15%を超えると正面にある物体が見えてしまう傾向がある。 The parallel light transmittance of the liquid crystal element of the present invention is preferably 75% or more when the power is turned off and 15% or less when the power is turned on, and particularly preferably 80% or more when the power is turned off and 10% or less when the power is turned on. Indoors, under fluorescent lighting, less than 75% is dim, and above 15%, objects in front tend to be visible.

なお、本発明において、液晶素子のヘーズの測定及び平行光線透過率の測定は、JIS K7136(2000年)に従って測定される。 In the present invention, the haze measurement of the liquid crystal element and the measurement of the parallel light transmittance are measured according to JIS K7136 (2000).

<液晶素子の駆動電圧>
本発明の液晶素子の駆動電圧は、後述の実施例の項に記載の方法で測定される駆動電圧として、100Vp−p以下であることが好ましく、70Vp−p以下であることが好ましい。駆動電圧の下限については特に制限はないが、通常10Vp−p以上である。
<Drive voltage of liquid crystal element>
The drive voltage of the liquid crystal element of the present invention is preferably 100 Vp-p or less, and preferably 70 Vp-p or less, as the drive voltage measured by the method described in the section of Examples described later. The lower limit of the drive voltage is not particularly limited, but is usually 10 Vp-p or more.

[液晶素子の用途]
本発明の液晶組成物及び液晶素子は、液晶素子及びディスプレイ等に用いることができる。例えば、建物の窓、パーテーション及びショーウインドウ等の視野遮断のための液晶素子や、高速応答性を以って電気的に表示を切り替えることによって、公告板等のディスプレイやプロジェクションのパネルとして利用することができる。
[Use of liquid crystal elements]
The liquid crystal composition and liquid crystal element of the present invention can be used for liquid crystal elements, displays and the like. For example, it can be used as a liquid crystal element for blocking the field of view of a building window, partition, show window, etc., or as a display such as a public notice board or a projection panel by electrically switching the display with high-speed response. Can be done.

プロジェクションのシステムは、フロントプロジェクション、リアプロジェクション等が挙げられ、特に限定されない。例えば、特開平6−82748号公報又は国際公開WO2009/150579号で示されているリアプロジェクションシステムや、特開2010−217291号公報で示されているコヒーレント光を光源とするプロジェクションシステムを挙げることができる。 The projection system includes front projection, rear projection, and the like, and is not particularly limited. For example, a rear projection system shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-82748 or WO2009 / 150579, and a projection system using coherent light as a light source shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-217291 can be mentioned. can.

以下、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明は、その要旨を超えない限り、以下の実施例により限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to the following Examples as long as the gist thereof is not exceeded.

<液晶組成物の液晶−等方相転移温度(Tni)の測定方法>
液晶組成物を一旦相溶させ、温度上昇による相転移を、偏光顕微鏡によって観察することにより得た。
<Method for measuring the liquid crystal-isotropic phase transition temperature (T ni) of the liquid crystal composition>
The liquid crystal composition was once compatible with each other, and the phase transition due to an increase in temperature was obtained by observing with a polarizing microscope.

<液晶組成物の誘電率異方性(Δε)の測定方法>
液晶の誘電率異方性(Δε)は、Δε=ε−εで求めた。εは、液晶分子の長軸方向の誘電率であり、εは、液晶分子の単軸方向の誘電率である。
誘電率ε(ε及びε)は、ε=Cd/S(Cは液晶の静電容量を表す。dは液晶相の厚さを表す。Sは2枚の電極基板の電極の重なり部分の面積を表す。)により求めた。
<Measurement method of dielectric anisotropy (Δε) of liquid crystal composition>
The permittivity anisotropy (Δε) of the liquid crystal was determined by Δε = ε 1 −ε 2 . ε 1 is the permittivity of the liquid crystal molecule in the long axis direction, and ε 2 is the permittivity of the liquid crystal molecule in the uniaxial direction.
The permittivity ε (ε 1 and ε 2 ) is ε = Cd / S (C represents the capacitance of the liquid crystal. D represents the thickness of the liquid crystal phase. S is the overlapping portion of the electrodes of the two electrode substrates. Represents the area of.).

<液晶組成物のピッチ長(p)の測定方法>
液晶組成物をホモジニアス配向処理された電極層付き透明ガラス基板から成るギャップ12μmの空セルに注入し、分光光度計で測定される選択反射波長λからp=λ/n(ただし、nは液晶組成物の屈折率)により求めた。
<Measuring method of pitch length (p) of liquid crystal composition>
The liquid crystal composition is injected into an empty cell having a gap of 12 μm composed of a transparent glass substrate with an electrode layer homogenically oriented, and p = λ / n from the selective reflection wavelength λ measured by a spectrophotometer (where n is the liquid crystal composition). It was determined by the refractive index of the object).

<液晶素子の駆動電圧の測定方法>
液晶セルに100Hzの矩形波を印加し、ヘーズが飽和値まで上昇した電圧を駆動電圧と定義した。ヘーズの測定法は下記<液晶素子のヘーズの測定方法>と同様である。
<Measurement method of drive voltage of liquid crystal element>
A voltage at which a 100 Hz square wave was applied to the liquid crystal cell and the haze rose to a saturation value was defined as a drive voltage. The haze measuring method is the same as the following <Haze measuring method of the liquid crystal element>.

<液晶素子のヘーズの測定方法>
液晶素子のヘーズは、JIS K7136に従い、室温(25℃)で、ヘーズメータ NDH5000SP(日本電色社製)により測定した。液晶の駆動は100Hzの矩形波を印加し、測定電圧は各例毎に後述の値として測定を行った。
<Measuring method of haze of liquid crystal element>
The haze of the liquid crystal element was measured by a haze meter NDH5000SP (manufactured by Nippon Denshoku Co., Ltd.) at room temperature (25 ° C.) according to JIS K7136. A 100 Hz square wave was applied to drive the liquid crystal display, and the measured voltage was measured as a value described later for each example.

[実施例1]
表−1に示す液晶組成物L1を調製した。液晶組成物L1はΔε=10.1、p=1.2μm、Tni=88℃であった。
この液晶組成物L1を、2枚のホモジニアス配向処理された電極層付き透明ガラス基板がギャップ12.0μm隔て(d/p=10)、それぞれの電極が内向きに対向するように配置したセルに注入法で挟み込み、接着剤で封口した。25℃で12時間静置した後、25℃で、波長365nmのUV露光を照射量2400mJ/cm行い、液晶素子E1−Iとした。液晶素子E1のカイラルネマチック液晶相は、Tni=94℃、Δε=10.7、p=1.2μmであった。
液晶素子E1は駆動電圧が55Vp−p、OFF時のヘーズが2.5%、ON時(60Vp−p印加)のヘーズが97.4%であった。
[Example 1]
The liquid crystal composition L1 shown in Table 1 was prepared. The liquid crystal composition L1 had Δε = 10.1, p = 1.2 μm, and T ni = 88 ° C.
This liquid crystal composition L1 is placed in a cell in which two transparent glass substrates with electrode layers that have been subjected to homogenic orientation treatment are arranged so as to face each other inward with a gap of 12.0 μm (d / p = 10). It was sandwiched by the injection method and sealed with an adhesive. After allowing to stand at 25 ° C. for 12 hours, UV exposure at 25 ° C. with a wavelength of 365 nm was performed at an irradiation amount of 2400 mJ / cm 2 to obtain a liquid crystal element E1-I. The chiral nematic liquid crystal phase of the liquid crystal element E1 was T ni = 94 ° C., Δε = 10.7, and p = 1.2 μm.
The liquid crystal element E1 had a drive voltage of 55 Vp-p, a haze when OFF was 2.5%, and a haze when ON (60 Vp-p was applied) was 97.4%.

Figure 0006965538
Figure 0006965538

[実施例2]
表−2に示す液晶組成物L2を調製した。液晶組成物L2はΔε=10.1、p=1.2μm、Tni=88℃であった。
この液晶組成物L2を用い、実施例1と同様の方法で液晶素子E−2を作成した。液晶素子E−2のカイラルネマチック液晶相は、Tni=94℃、Δε=10.7、p=1.2μmであった。
液晶素子E−2は駆動電圧が60Vp−p、OFF時のヘーズが3.8%、ON時(70Vp−p印加)のヘーズが97.6%であった。
[Example 2]
The liquid crystal composition L2 shown in Table 2 was prepared. The liquid crystal composition L2 had Δε = 10.1, p = 1.2 μm, and T ni = 88 ° C.
Using this liquid crystal composition L2, a liquid crystal element E-2 was prepared in the same manner as in Example 1. The chiral nematic liquid crystal phase of the liquid crystal element E-2 was T ni = 94 ° C., Δε = 10.7, and p = 1.2 μm.
The liquid crystal element E-2 had a drive voltage of 60 Vp-p, a haze when OFF was 3.8%, and a haze when ON (70 Vp-p was applied) was 97.6%.

Figure 0006965538
Figure 0006965538

[比較例1]
表−3に示す液晶組成物L3を調製した。液晶組成物L3はΔε=10.1、p=1.2μm、Tni=89℃であった。
この液晶組成物L3を用い、実施例1と同様の方法で液晶素子E−2を作成した。液晶素子E−2のカイラルネマチック液晶相は、Tni=94℃、Δε=10.7、p=1.2μmであった。
液晶素子E−2は駆動電圧が70Vp−p、OFF時のヘーズが3.1%、ON時(80Vp−p印加)のヘーズが97.7%であった。
[Comparative Example 1]
The liquid crystal composition L3 shown in Table 3 was prepared. The liquid crystal composition L3 had Δε = 10.1, p = 1.2 μm, and T ni = 89 ° C.
Using this liquid crystal composition L3, a liquid crystal element E-2 was prepared in the same manner as in Example 1. The chiral nematic liquid crystal phase of the liquid crystal element E-2 was T ni = 94 ° C., Δε = 10.7, and p = 1.2 μm.
The liquid crystal element E-2 had a drive voltage of 70 Vp-p, a haze when OFF was 3.1%, and a haze when ON (80 Vp-p was applied) was 97.7%.

Figure 0006965538
Figure 0006965538

[実施例3]
表−4に示す液晶組成物L4を調製した。液晶組成物L4はΔε=10.1、p=1.2μm、Tni=90℃であった。
この液晶組成物L4を用い、実施例1と同様の方法で液晶素子E−4を作成した。液晶素子E−4のカイラルネマチック液晶相は、Tni=94℃、Δε=10.7、p=1.2μmであった。
液晶素子E−4は駆動電圧が70Vp−p、OFF時のヘーズが1.2%、ON時(80Vp−p印加)のヘーズが97.6%であった。
[Example 3]
The liquid crystal composition L4 shown in Table 4 was prepared. The liquid crystal composition L4 had Δε = 10.1, p = 1.2 μm, and T ni = 90 ° C.
Using this liquid crystal composition L4, a liquid crystal element E-4 was prepared in the same manner as in Example 1. The chiral nematic liquid crystal phase of the liquid crystal element E-4 was T ni = 94 ° C., Δε = 10.7, and p = 1.2 μm.
The liquid crystal element E-4 had a drive voltage of 70 Vp-p, a haze when OFF was 1.2%, and a haze when ON (80 Vp-p was applied) was 97.6%.

Figure 0006965538
Figure 0006965538

[比較例2]
表−5に示す液晶組成物L5を調製した。液晶組成物L5はΔε=10.1、p=1.2μm、Tni=92℃であった。
この液晶組成物L5を用い、実施例1と同様の方法で液晶素子E−5を作成した。液晶素子E−5のカイラルネマチック液晶相は、Tni=94℃、Δε=10.7、p=1.2μmであった。
液晶素子E−5は駆動電圧が80Vp−p、OFF時のヘーズが1.6%、ON時(90Vp−p印加)のヘーズが96.1%であった。
[Comparative Example 2]
The liquid crystal composition L5 shown in Table 5 was prepared. The liquid crystal composition L5 had Δε = 10.1, p = 1.2 μm, and T ni = 92 ° C.
Using this liquid crystal composition L5, a liquid crystal element E-5 was prepared in the same manner as in Example 1. The chiral nematic liquid crystal phase of the liquid crystal element E-5 was T ni = 94 ° C., Δε = 10.7, and p = 1.2 μm.
The liquid crystal element E-5 had a drive voltage of 80 Vp-p, a haze when OFF was 1.6%, and a haze when ON (90 Vp-p was applied) was 96.1%.

Figure 0006965538
Figure 0006965538

上記の実施例1,2,3及び比較例1,2の結果を表−6にまとめて示す。 The results of Examples 1, 2 and 3 and Comparative Examples 1 and 2 above are summarized in Table-6.

Figure 0006965538
Figure 0006965538

表−6より、本発明の液晶組成物を用いて作成した液晶素子は、駆動電圧が低く、電圧OFF時のヘーズが低く、一方で、電圧ON時のヘーズが高く、調光素子としての性能に優れたものであることが分かる。 From Table-6, the liquid crystal element produced by using the liquid crystal composition of the present invention has a low drive voltage and a low haze when the voltage is OFF, while it has a high haze when the voltage is ON, and its performance as a dimming element. It turns out that it is excellent.

Claims (13)

下記式(1)で表される重合性化合物(A)、下記式(2)で表される重合性化合物(B)及びカイラルネマチック液晶成分を含み、誘電率異方性が正であり、かつカイラルピッチ長(p)が0.3μm以上2μm以下である液晶組成物。
Figure 0006965538
[式(1)において、R、R及びRは、それぞれ独立に、不飽和アシル基を表し、Aは、下記(A−1)、(A−2)、(A−3)、(A−4)及び(A−5)から選ばれる基を表す。
(A−1) 置換基を有していてもよい3価の芳香族炭化水素基
(A−2) 置換基を有していてもよい3価の芳香族複素環基
(A−3) 置換基を有していてもよい3価の脂肪族炭化水素環基
(A−4) 置換基を有していてもよい芳香族炭化水素環、芳香族複素環及び脂肪族炭化水素環のうちのいずれか1種以上で構成される3価の縮合環基
(A−5) 下記式(3)で表される3価の基
Figure 0006965538
[式(3)において、B、B及びBは、それぞれ独立に、下記(B−1)、(B−2)、(B−3)、(B−4)及び(B−5)から選ばれる基を表し、Cは水素原子又は任意の置換基を示す。
(B−1) 置換基を有していてもよい2価の芳香族炭化水素基
(B−2) 置換基を有していてもよい2価の芳香族複素環基
(B−3) 置換基を有していてもよい2価の脂肪族炭化水素環基
(B−4) 置換基を有していてもよい芳香族炭化水素環、芳香族複素環及び脂肪族炭化水素環のうちのいずれか1種以上で構成される2価の縮合環基
(B−5) 上記(B−1)〜(B−4)のうちのいずれか2以上の基を単結合で連結してなる2価の基]]
Figure 0006965538
[式(2)において、R及びRは、それぞれ独立に、不飽和アシル基を表し、
及びXは、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキレン基を表し、
及びYは、それぞれ独立に、直接結合、或いは、それぞれ水素原子が置換されていてもよい、−CH−、−C−、−CH=CH−、−CH−CH=CH−、−CH=CH−CH−、−C≡C−、−CO−、−COO−、−OCO−、−O−、−OCH−、−CHO−、−S−、−SCH−、又は−CHS−を表し、
、B及びBは、それぞれ独立に、下記(B−1)〜(B−4)から選ばれる基を表し、
及びmは、それぞれ独立に、0以上、6以下の整数を表し、
及びnは、それぞれ独立に、0以上、4以下の整数を表す。
(B−1) 置換基を有していてもよい2価の芳香族炭化水素基
(B−2) 置換基を有していてもよい2価の芳香族複素環基
(B−3) 置換基を有していてもよい2価の脂肪族炭化水素環基
(B−4) 置換基を有していてもよい芳香族炭化水素環、芳香族複素環及び脂肪族炭化水素環のうちのいずれか1種以上で構成される2価の縮合環基]
It contains a polymerizable compound (A) represented by the following formula (1), a polymerizable compound (B) represented by the following formula (2), and a chiral nematic liquid crystal component, and has a positive dielectric anisotropy. A liquid crystal composition having a chiral pitch length (p) of 0.3 μm or more and 2 μm or less.
Figure 0006965538
[In the formula (1), R 1 , R 2 and R 3 each independently represent an unsaturated acyl group, and A is the following (A-1), (A-2), (A-3), Represents a group selected from (A-4) and (A-5).
(A-1) Trivalent aromatic hydrocarbon group which may have a substituent (A-2) Substitution of a trivalent aromatic heterocyclic group which may have a substituent (A-3) Trivalent aliphatic hydrocarbon ring group which may have a group (A-4) Of aromatic hydrocarbon rings, aromatic heterocycles and aliphatic hydrocarbon rings which may have a substituent. Trivalent fused ring group composed of any one or more (A-5) A trivalent group represented by the following formula (3).
Figure 0006965538
[In equation (3), B 1 , B 2 and B 3 are independently the following (B-1), (B-2), (B-3), (B-4) and (B-5). ), Where C represents a hydrogen atom or any substituent.
(B-1) Divalent aromatic hydrocarbon group which may have a substituent (B-2) Substitution of a divalent aromatic heterocyclic group which may have a substituent (B-3) Divalent aliphatic hydrocarbon ring group which may have a group (B-4) Of aromatic hydrocarbon rings, aromatic heterocycles and aliphatic hydrocarbon rings which may have a substituent. Divalent fused ring group composed of any one or more (B-5) Any two or more groups of the above (B-1) to (B-4) are linked by a single bond 2 Value group]]
Figure 0006965538
[In formula (2), R 4 and R 5 each independently represent an unsaturated acyl group.
X 1 and X 2 each independently represent an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms which may have a substituent.
Y 1 and Y 2 are each independently a direct bond, or a hydrogen atom may be substituted respectively, -CH 2 -, - C 2 H 4 -, - CH = CH -, - CH 2 -CH = CH-, -CH = CH-CH 2- , -C≡C-, -CO-, -COO-, -OCO- , -O-, -OCH 2- , -CH 2 O-, -S-, Represents −SCH 2 − or −CH 2 S−
B 4 , B 5 and B 6 each independently represent a group selected from the following (B-1) to (B-4).
m 1 and m 2 independently represent integers of 0 or more and 6 or less, respectively.
n 1 and n 2 independently represent integers of 0 or more and 4 or less.
(B-1) Divalent aromatic hydrocarbon group which may have a substituent (B-2) Substitution of a divalent aromatic heterocyclic group which may have a substituent (B-3) Divalent aliphatic hydrocarbon ring group which may have a group (B-4) Of aromatic hydrocarbon rings, aromatic heterocycles and aliphatic hydrocarbon rings which may have a substituent. Divalent fused ring group composed of any one or more]
重合性化合物(A)と重合性化合物(B)の合計量に対し、重合性化合物(A)を1〜90重量%含む、請求項1に記載の液晶組成物。 The liquid crystal composition according to claim 1, which contains 1 to 90% by weight of the polymerizable compound (A) with respect to the total amount of the polymerizable compound (A) and the polymerizable compound (B). 液晶組成物全体に対し、カイラルネマチック液晶成分を50〜99.5重量%含む、請求項1又は2に記載の液晶組成物。 The liquid crystal composition according to claim 1 or 2, which contains 50 to 99.5% by weight of a chiral nematic liquid crystal component with respect to the entire liquid crystal composition. 少なくとも一方が透明な基板であり、対向して配置される一対の電極付き基板を有し、前記基板間に、カイラルネマチック液晶相と高分子樹脂相を含む複合体を含む液晶調光層を有する液晶素子であって、
該高分子樹脂相が、下記式(4)で表される構造(a)及び下記式(5)で表される構造(b)を含有し、
該カイラルネマチック液晶相の誘電率異方性が正であり、
該一対の電極付き基板間の距離(d)が、100μm以下、2μm以上であり、かつ
該カイラルネマチック液晶相のカイラルピッチ長(p)と該距離(d)の比(d/p)が1以上である液晶素子。
Figure 0006965538
[式(4)において、S、S及び、Sは、それぞれ独立に、水素原子またはメチル基を表し、Aは、下記(A−1)、(A−2)、(A−3)、(A−4)及び(A−5)から選ばれる基を表す。
(A−1) 置換基を有していてもよい3価の芳香族炭化水素基
(A−2) 置換基を有していてもよい3価の芳香族複素環基
(A−3) 置換基を有していてもよい3価の脂肪族炭化水素環基
(A−4) 置換基を有していてもよい芳香族炭化水素環、芳香族複素環及び脂肪族炭化水素環のうちのいずれか1種以上で構成される3価の縮合環基
(A−5) 下記式(3)で表される3価の基
Figure 0006965538
[式(3)において、B、B及びBは、それぞれ独立に、下記(B−1)、(B−2)、(B−3)、(B−4)及び(B−5)から選ばれる基を表し、Cは水素原子又は任意の置換基を示す。
(B−1) 置換基を有していてもよい2価の芳香族炭化水素基
(B−2) 置換基を有していてもよい2価の芳香族複素環基
(B−3) 置換基を有していてもよい2価の脂肪族炭化水素環基
(B−4) 置換基を有していてもよい芳香族炭化水素環、芳香族複素環及び脂肪族炭化水素環のうちのいずれか1種以上で構成される2価の縮合環基
(B−5) 上記(B−1)〜(B−4)のうちのいずれか2以上の基を単結合で連結してなる2価の基]]
Figure 0006965538
[式(5)において、 及び、 は、それぞれ独立に、水素原子またはメチル基を表し、
及びXは、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキレン基を表し、
及びYは、それぞれ独立に、直接結合、或いは、それぞれ水素原子が置換されていてもよい、−CH−、−C−、−CH=CH−、−CH−CH=CH−、−CH=CH−CH−、−C≡C−、−CO−、−COO−、−OCO−、−O−、−OCH−、−CHO−、−S−、−SCH−、又は−CHS−を表し、
、B及びBは、それぞれ独立に、下記(B−1)〜(B−4)から選ばれる基を表し、
及びmは、それぞれ独立に、0以上、6以下の整数を表し、
及びnは、それぞれ独立に、0以上、4以下の整数を表す。
(B−1) 置換基を有していてもよい2価の芳香族炭化水素基
(B−2) 置換基を有していてもよい2価の芳香族複素環基
(B−3) 置換基を有していてもよい2価の脂肪族炭化水素環基
(B−4) 置換基を有していてもよい芳香族炭化水素環、芳香族複素環及び脂肪族炭化水素環のうちのいずれか1種以上で構成される2価の縮合環基]
At least one is a transparent substrate, the substrate has a pair of electrodes with electrodes arranged to face each other, and a liquid crystal dimming layer containing a composite containing a chiral nematic liquid crystal phase and a polymer resin phase is provided between the substrates. It is a liquid crystal element
The polymer resin phase contains a structure (a) represented by the following formula (4) and a structure (b) represented by the following formula (5).
The dielectric anisotropy of the chiral nematic liquid crystal phase is positive,
The distance (d) between the pair of electrode-attached substrates is 100 μm or less and 2 μm or more, and the ratio (d / p) of the chiral pitch length (p) of the chiral nematic liquid crystal phase to the distance (d) is 1. The liquid crystal element described above.
Figure 0006965538
[In the formula (4), S 1 , S 2 and S 3 independently represent a hydrogen atom or a methyl group, and A is the following (A-1), (A-2), (A-3). ), (A-4) and (A-5).
(A-1) Trivalent aromatic hydrocarbon group which may have a substituent (A-2) Substitution of a trivalent aromatic heterocyclic group which may have a substituent (A-3) Trivalent aliphatic hydrocarbon ring group which may have a group (A-4) Of aromatic hydrocarbon rings, aromatic heterocycles and aliphatic hydrocarbon rings which may have a substituent. Trivalent fused ring group composed of any one or more (A-5) A trivalent group represented by the following formula (3).
Figure 0006965538
[In equation (3), B 1 , B 2 and B 3 are independently the following (B-1), (B-2), (B-3), (B-4) and (B-5). ), Where C represents a hydrogen atom or any substituent.
(B-1) Divalent aromatic hydrocarbon group which may have a substituent (B-2) Substitution of a divalent aromatic heterocyclic group which may have a substituent (B-3) Divalent aliphatic hydrocarbon ring group which may have a group (B-4) Of aromatic hydrocarbon rings, aromatic heterocycles and aliphatic hydrocarbon rings which may have a substituent. Divalent fused ring group composed of any one or more (B-5) Any two or more groups of the above (B-1) to (B-4) are linked by a single bond 2 Value group]]
Figure 0006965538
[In formula (5), S 4 and S 5 independently represent a hydrogen atom or a methyl group, respectively.
X 1 and X 2 each independently represent an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms which may have a substituent.
Y 1 and Y 2 are each independently a direct bond, or a hydrogen atom may be substituted respectively, -CH 2 -, - C 2 H 4 -, - CH = CH -, - CH 2 -CH = CH-, -CH = CH-CH 2- , -C≡C-, -CO-, -COO-, -OCO- , -O-, -OCH 2- , -CH 2 O-, -S-, Represents −SCH 2 − or −CH 2 S−
B 4 , B 5 and B 6 each independently represent a group selected from the following (B-1) to (B-4).
m 1 and m 2 independently represent integers of 0 or more and 6 or less, respectively.
n 1 and n 2 independently represent integers of 0 or more and 4 or less.
(B-1) Divalent aromatic hydrocarbon group which may have a substituent (B-2) Substitution of a divalent aromatic heterocyclic group which may have a substituent (B-3) Divalent aliphatic hydrocarbon ring group which may have a group (B-4) Of aromatic hydrocarbon rings, aromatic heterocycles and aliphatic hydrocarbon rings which may have a substituent. Divalent fused ring group composed of any one or more]
前記カイラルネマチック液晶の液晶−等方相転移温度が80℃以上である、請求項4に記載の液晶素子。 The liquid crystal element according to claim 4, wherein the liquid crystal-isotropic phase transition temperature of the chiral nematic liquid crystal is 80 ° C. or higher. 前記液晶調光層が高分子安定化液晶である、請求項4又は5に記載の液晶素子。 The liquid crystal element according to claim 4 or 5, wherein the liquid crystal dimming layer is a polymer-stabilized liquid crystal. 透過−散乱型素子である、請求項4乃至6のいずれか1項に記載の液晶素子。 The liquid crystal element according to any one of claims 4 to 6, which is a transmission-scattering type element. 液晶素子が、偏光板を用いないものである、請求項4乃至7のいずれか1項に記載の液晶素子。 The liquid crystal element according to any one of claims 4 to 7, wherein the liquid crystal element does not use a polarizing plate. 前記液晶素子において、直流電圧及び/又は交流電圧印加時の可視光透過率が、電圧無印加時の可視光透過率よりも低下する領域が存在する、請求項4乃至8のいずれか1項に記載の液晶素子。 According to any one of claims 4 to 8, there is a region in the liquid crystal element in which the visible light transmittance when a DC voltage and / or an AC voltage is applied is lower than the visible light transmittance when no voltage is applied. The liquid crystal element described. 直流電圧及び/又は交流電圧印加時のヘーズが70%以上であり、電圧無印加時のヘーズが15%以下である、請求項4乃至9のいずれか1項に記載の液晶素子。 The liquid crystal element according to any one of claims 4 to 9, wherein the haze when a DC voltage and / or an AC voltage is applied is 70% or more, and the haze when no voltage is applied is 15% or less. 請求項4乃至10のいずれか1項に記載の液晶素子を用いたスクリーン。 A screen using the liquid crystal element according to any one of claims 4 to 10. 請求項4乃至10のいずれか1項に記載の液晶素子を用いたディスプレイ。 A display using the liquid crystal element according to any one of claims 4 to 10. 請求項4乃至10のいずれか1項に記載の液晶素子を用いた窓。 A window using the liquid crystal element according to any one of claims 4 to 10.
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