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JP2016110148A - Liquid crystal element, liquid crystal composition, screen and display using liquid crystal element - Google Patents

Liquid crystal element, liquid crystal composition, screen and display using liquid crystal element Download PDF

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JP2016110148A
JP2016110148A JP2015236698A JP2015236698A JP2016110148A JP 2016110148 A JP2016110148 A JP 2016110148A JP 2015236698 A JP2015236698 A JP 2015236698A JP 2015236698 A JP2015236698 A JP 2015236698A JP 2016110148 A JP2016110148 A JP 2016110148A
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智子 門脇
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智子 門脇
紀行 木田
Noriyuki Kida
紀行 木田
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Abstract

【課題】重合性モノマーのホスト液晶溶解性に優れた液晶組成物、電源OFF時の高透明性、電源ON時の高散乱性、高速応答及び電気信頼性に優れた液晶素子、並びに該液晶素子を有するスクリーン及びディスプレイを提供することを目的とするものである。【解決手段】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、前記高分子樹脂相が、下記一般式(1)で表される構造を含有し、前記カイラルネマチック液晶相の誘電率異方性が正である、液晶素子を用いる。【選択図】なしLiquid crystal composition excellent in solubility of polymerizable monomer in host liquid crystal, high transparency when power is turned off, high scattering property when power is turned on, liquid crystal element excellent in high-speed response and electric reliability, and the liquid crystal element It is an object to provide a screen and a display having At least one is a transparent substrate, and has a pair of substrates with electrodes arranged opposite to each other, and a liquid crystal adjustment including a composite including a chiral nematic liquid crystal phase and a polymer resin phase between the substrates. A liquid crystal element having an optical layer, wherein the polymer resin phase contains a structure represented by the following general formula (1), and the dielectric anisotropy of the chiral nematic liquid crystal phase is positive: Is used. [Selection figure] None

Description

本発明は、液晶素子、液晶組成物、液晶素子を用いたスクリーン及びディスプレイに関する。更に詳しくは、偏光板を使用せず、光透過状態と光散乱状態の切り替えができる液晶素子、液晶素子を用いたスクリーン及びディスプレイに関する。   The present invention relates to a liquid crystal element, a liquid crystal composition, a screen and a display using the liquid crystal element. More specifically, the present invention relates to a liquid crystal element capable of switching between a light transmission state and a light scattering state without using a polarizing plate, and a screen and a display 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 transmission-scattering type liquid crystal element using a difference in refractive index between a polymer and a liquid crystal or a liquid crystal domain by combining a liquid crystal and a transparent polymer resin does not require a polarizing plate. It is attracting attention because of its high visible light utilization efficiency.
Transmission-scattering liquid crystal elements include polymer-stabilized liquid crystals (PSLC) and polymer-dispersed liquid crystals (PDLC).
) Is widely known. In the former, a trace amount of polymer of about 5% by weight is connected as a network network in a liquid crystal phase that is continuously spread. 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 are put into practical use as dimming shutters for the purpose of protecting design and privacy in windows, doors, partitions and the like of vehicles such as trains and cars, business buildings and hospitals. It is also used as a display device for displaying characters and figures.
In such a device, since the use time in the transparent state is generally overwhelmingly long, from the viewpoint of power saving, it is transparent when no voltage is applied, and operates in a reverse mode electro-optic effect that operates in a scattering state when a voltage is applied. It is desirable 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としては誘電異方性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 transmission-scattering type liquid crystal element, generally, a liquid crystal composition to which a polymerizable monomer is added is photocured while maintaining a transparent state such as homogeneous, planar, homeotropic, etc. And a method of forming a polymer resin composite is known. As such liquid crystal elements, PSCT (Polymer Stabilized Cholesteric Texture) using visible light transmission scattering due to phase change of chiral nematic liquid crystal with positive dielectric anisotropy as PSLC and negative dielectric anisotropy as PDLC. A method of using liquid crystal is known. The latter has problems such as a large temperature dependency of light transmittance, a large viewing angle dependency, or an expensive liquid crystal. On the other hand, the former has the advantages that the temperature dependence of the light transmittance is small and the viewing angle dependence of the light transmittance is small, and that the response speed of the element is fast, and is 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 transmission-scattering liquid crystal elements that exhibit high transparency when the power is turned off, high scattering when the power is turned on, and high-speed response by applying a specific polymerizable monomer. . In general, in both PSLC and PDLC, when the liquid crystal composition is stored for a long period of time, or when composition separation such as precipitation of solids occurs when the liquid crystal element is produced, the appearance / uniformity of the liquid crystal element is impaired. 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 alignment maintenance (PSA: Polymer Sustained Alignment) is known. In the PSA technique, 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, thereby stabilizing the liquid crystal alignment. It is known that a 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 element that exhibits a high-speed response by applying a specific polymerizable monomer. Patent Document 5 discloses a liquid crystal element that exhibits high host liquid crystal solubility, high-speed response, and high electrical reliability of a polymerizable monomer by applying a specific polymerizable monomer.

国際公開WO2012/133445International Publication WO2012 / 133445 特開2014−81630号公報JP 2014-81630 A 国際公開WO2014/051002International Publication WO2014 / 051002 国際公開WO2004/033584International Publication WO2004 / 033584 国際公開WO2011/092973International Publication WO2011 / 092973

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

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 solubility of the host liquid crystal of the polymerizable monomer. In addition, the transmission-scattering type liquid crystal element has high transparency when no DC voltage and / or AC voltage is applied (sometimes referred to as when the power is OFF), and when DC voltage and / or AC voltage is applied (when the power is ON). 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 these properties in a balanced manner has not been shown.
When the transmission-scattering type liquid crystal element used in Patent Documents 1 to 3 is energized for a long time, the liquid crystal alignment is not restored even after the energization is stopped, and the transparency of the liquid crystal element is impaired. There was a problem of 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 Document 4 and Patent Document 5 are optimized for the PSA technology, cannot be switched to the scattering mode, and require a member 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 transmission-scattering type liquid crystal elements, high solubility of the polymerizable monomer in the host liquid crystal, high transparency of the liquid crystal elements when the power is turned off, high scattering properties when the power is turned on, high-speed response and high electrical reliability Any of these or both were insufficient.

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、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を提供することを目的とするものである。また、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を目的とするものである。また、該液晶素子を有するスクリーン及びディスプレイを提供することを目的とするものである。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a liquid crystal composition excellent in solubility of a polymerizable monomer in a host liquid crystal. Another object of the present invention is to provide a liquid crystal element that is excellent in electrical reliability, and at the same time has high transparency when the power is turned off, high scattering when the power is turned on, and excellent high-speed response. It is another object of the present invention to provide a screen and a display having the liquid crystal element.

本発明者等は上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、特定の液晶及び重合性モノマーを用いた液晶組成物、並びに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ることで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。
[1] 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、前記高分子樹脂相が、下記一般式(1)で表される構造を含有し、前記カイラルネマチック液晶相の誘電率異方性が正である、液晶素子。
As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have used 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 light control layer. As a result, the present invention was reached. That is, the gist of the present invention is as follows.
[1] Liquid crystal dimming comprising at least one transparent substrate, having a pair of substrates with electrodes arranged opposite to each other, and comprising a composite including 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 represented by the following general formula (1), and the dielectric anisotropy of the chiral nematic liquid crystal phase is positive.

Figure 2016110148
Figure 2016110148

[一般式(1)において、
1及びRは、それぞれ独立に、水素原子又は置換基を有していてもよい炭素数1以上、6以下のアルキル基を表し、
及びXは、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい2価の基を表し、
は、直接結合又は置換基を有していてもよい2価の基を表し、
及びAは、それぞれ独立に、2価の、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基、置換基を有していても良い芳香族複素環基又は置換基を有していても良い環状の脂肪族炭化水素基を表し、A及びAの少なくとも1方は、環状の脂肪族炭化水素基を含む基であり、
及びmは、それぞれ独立に、0以上、6以下の整数を表し、
は、0以上、4以下の整数を表す。]
[2]前記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が、2μm以上、1
00μm以下であり、前記カイラルネマチック液晶のカイラルピッチ長pとdの関係が、
d/p≧1である、[1]に記載の液晶素子。
[3]前記液晶調光層が高分子安定化液晶である、[1]又は[2]に記載の液晶素子。
[4]透過−散乱型素子である、[1]乃至[3]のいずれか1に記載の液晶素子。
[5]液晶素子が、偏光板を用いないものである、[1]乃至[4]のいずれか1に記載の液晶素子。
[6]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、[1]乃至[5]のいずれか1に記載の液晶素子。
[7]直流電圧及び/又は交流電圧印加時のヘイズが70%以上であり、電圧無印加時のヘイズが15%以下である、[1]乃至[6]のいずれか1に記載の液晶素子。
[8]−10℃以上の温度範囲で、液晶素子の直流電圧及び/又は交流電圧の無印加時の可視光透過率を100%、直流電圧及び/又は交流電圧の印加時の可視光透過率を0%と規格化したとき、直流電圧及び/又は交流電圧を印加した時から可視光透過率が10%となるまでの時間及び、直流電圧及び/又は交流電圧を無印加とした時から可視光透過率が90%となるまでの時間が、それぞれ8ms以下である、[1]乃至[7]のいずれか1に記載の液晶素子。
[9][1]乃至[8]のいずれか1に記載の液晶素子を用いたスクリーン。
[10][1]乃至[8]のいずれか1に記載の液晶素子を用いたディスプレイ。
[11] 誘電率異方性が正であるカイラルネマチック液晶及び下記一般式(3)で表される重合性モノマーを、0.5質量%以上、10質量%以下含有することを特徴とする液晶組成物。
[In general formula (1),
R 1 and R 2 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms which may have a substituent,
X 1 and X 3 each independently represent a divalent group which may have a substituent,
X 2 represents a divalent group which may have a direct bond or a substituent,
A 1 and A 2 each independently have a divalent aromatic hydrocarbon group which may have a substituent, an aromatic heterocyclic group which may have a substituent, or a substituent. An optionally substituted cyclic aliphatic hydrocarbon group, wherein at least one of A 1 and A 2 is a group containing a cyclic aliphatic hydrocarbon group;
m 1 and m 3 each independently represent an integer of 0 or more and 6 or less,
m 2 represents an integer of 0 or more and 4 or less. ]
[2] The distance d between the pair of substrates with electrodes arranged opposite to each other is 2 μm or more, 1
00 μm or less, and the relationship between the chiral pitch length p and d of the chiral nematic liquid crystal is
The liquid crystal element according to [1], wherein d / p ≧ 1.
[3] The liquid crystal element according to [1] or [2], wherein the liquid crystal light control layer is a polymer-stabilized liquid crystal.
[4] The liquid crystal element according to any one of [1] to [3], which is a transmission-scattering element.
[5] The liquid crystal element according to any one of [1] to [4], wherein the liquid crystal element does not use a polarizing plate.
[6] The liquid crystal element according to any one of [1] to [5], wherein 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. The liquid crystal element according to any one of the above.
[7] The liquid crystal element according to any one of [1] to [6], wherein a haze when a DC voltage and / or an AC voltage is applied is 70% or more, and a haze when no voltage is applied is 15% or less. .
[8] In a temperature range of −10 ° C. or higher, the visible light transmittance of the liquid crystal element when no DC voltage and / or AC voltage is applied is 100%, and the visible light transmittance when a DC voltage and / or AC voltage is applied. Is normalized to 0%, the time from when the DC voltage and / or AC voltage is applied until the visible light transmittance reaches 10%, and when the DC voltage and / or AC voltage is not applied is visible. The liquid crystal element according to any one of [1] to [7], wherein the time until the light transmittance reaches 90% is 8 ms or less.
[9] A screen using the liquid crystal element according to any one of [1] to [8].
[10] A display using the liquid crystal element according to any one of [1] to [8].
[11] A liquid crystal comprising 0.5% by mass or more and 10% by mass or less of a chiral nematic liquid crystal having a positive dielectric anisotropy and a polymerizable monomer represented by the following general formula (3): Composition.

Figure 2016110148
Figure 2016110148

[一般式(3)において、
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2価の基を表し、
は、直接結合又は置換基を有していてもよい2価の基を表し、
及びAは、それぞれ独立に、2価の、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基、置換基を有していても良い芳香族複素環基又は置換基を有していても良い環状の脂肪族炭化水素基を表し、A及びAの少なくとも1方は、環状の脂肪族炭化水素基を含む基であり、
及びnは、それぞれ独立に、0以上、6以下の整数を表し、
は、0以上、4以下の整数を表す。]
[12]前記カイラルネマチック液晶のカイラルピッチ長pが、0.3μm以上、3μm以下である、[11]に記載の液晶組成物。
[13]液晶組成物の液晶-等方相転移温度が40℃以上である、[11]又は[12]
に記載の液晶組成物。
[14][11]乃至[13]のいずれか1に記載の液晶組成物を用いて形成された、液晶素子。
[In general formula (3),
R 3 and R 4 each independently represents an unsaturated acyl group,
X 4 and X 6 each independently represent a divalent group that may have a substituent,
X 5 represents a divalent group which may have a direct bond or a substituent,
A 3 and A 4 each independently have a divalent aromatic hydrocarbon group which may have a substituent, an aromatic heterocyclic group which may have a substituent, or a substituent. An optionally substituted cyclic aliphatic hydrocarbon group, wherein at least one of A 3 and A 4 is a group containing a cyclic aliphatic hydrocarbon group;
n 1 and n 3 each independently represents an integer of 0 or more and 6 or less,
n 2 is 0 or an integer of 4 or less. ]
[12] The liquid crystal composition according to [11], wherein a chiral pitch length p of the chiral nematic liquid crystal is 0.3 μm or more and 3 μm or less.
[13] The liquid crystal-isotropic phase transition temperature of the liquid crystal composition is 40 ° C. or higher, [11] or [12]
The liquid crystal composition described in 1.
[14] A liquid crystal element formed using the liquid crystal composition according to any one of [11] to [13].

本発明の液晶組成物は、含まれる重合性モノマーの溶解性が高いため、液晶組成物の保存性に優れ、液晶素子製造時の重合性モノマー等の固形分の析出が抑制され、高い製造性が得られる。
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構造を有することで、液晶素子は、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るものである。本発明の液晶素子は、上記の特性から、スクリーン、ディスプレイ等に用いることが有用である。例えば、建物の窓、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。
Since the liquid crystal composition of the present invention has high solubility of the polymerizable monomer contained therein, it has excellent storage stability of the liquid crystal composition, and precipitation of a solid content such as a polymerizable monomer during production of a liquid crystal element is suppressed, and high productivity. Is obtained.
In the liquid crystal element of the present invention, at least one of the substrates is a transparent substrate, and a pair of substrates with electrodes arranged opposite to each other, and a liquid crystal light control layer composed of a composite of a liquid crystal phase and a polymer resin phase between the substrates are provided. Hold it. Since the polymer resin phase has a specific structure, the liquid crystal element is excellent in electrical reliability, and at the same time, has high transparency when the power is turned off, high scattering properties when the power is turned on, and high-speed response. The liquid crystal element of the present invention is useful for use in screens, displays and the like because of the above characteristics. For example, it can be used as a visual field blocking element in a building window, a partition, or the like. It can also be used as a display for notice boards, show windows, computer terminals, projections, and the like.

以下に記載する構成要件の説明は、本発明の実施態様の一例(代表例)であり、これらの内容に特定されない。
[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。
The description of the constituent requirements described below is an example (representative example) of an embodiment of the present invention, and is not specified by these contents.
[Liquid crystal element]
The liquid crystal element of the present invention can be switched between a light transmission state and a light scattering state (transmission-scattering type). The switching between the light transmission state and the light scattering state is performed by at least one of the liquid crystal elements being a transparent substrate, having a pair of substrates with electrodes arranged facing each other, and a liquid crystal phase and a polymer between the substrates. This can be realized by electrically driving a liquid crystal light control layer including a composite including a resin phase. As the liquid crystal light control layer, a composite of a transmission-scattering liquid crystal phase and a polymer resin phase that can be switched between a light transmission state and a light scattering state by electric drive can be used.

一般に、液晶性物質を複数混合させた混合物は、紫外光を吸収することで一部の分子が光反応を起こし、イオン性不純物を発生させることが知られている。また、重合性化合物においても、紫外光を吸収した場合に、すべての分子が重合反応に寄与するわけではなく、一部の分子は副反応としてイオン性不純物を発生させる。そのため、液晶及び重合性化合物を含む液晶組成物を2枚の電極基板間に挟持し、紫外光の露光により重合性化合物を重合させる露光工程は、上記イオン性不純物を発生させ、液晶素子の電気信頼性を低下させる原因になる。   In general, it is known that a mixture in which a plurality of liquid crystalline substances are mixed absorbs ultraviolet light to cause some molecules to undergo a photoreaction and generate ionic impurities. Also, in the polymerizable compound, not all molecules contribute to the polymerization reaction when absorbing ultraviolet light, and some molecules generate ionic impurities as a side reaction. Therefore, an exposure process in which a liquid crystal composition containing a liquid crystal and a polymerizable compound is sandwiched between two electrode substrates and the polymerizable compound is polymerized by exposure to ultraviolet light generates the ionic impurities, and the liquid crystal element has an electrical property. It causes a decrease in reliability.

本発明の液晶素子は、液晶組成物が、特定の構造を持つ重合性化合物を有することによ
り、紫外光の露光工程により液晶相に発生するイオン性不純物を低減することができ、液晶素子の電気信頼性を向上できることを見出したものである。
本発明の液晶素子が、液晶相に発生するイオン性不純物を低減でき、液晶素子の電気信頼性に優れる理由は、液晶の混合物や重合性化合物が紫外光を吸収して発生させる活性ラジカルを、特定の構造を持つ重合性化合物が、効率よくトラップし、且つ、効率よく重合反応へと転化させているためであると推測される。また、重合性化合物の分子構造において、π電子共役を縮小または分断する位置に脂肪族炭化水素基の環状構造を組みこむことで、重合性化合物の紫外光吸収を抑制し、イオン性不純物等の分解物の発生が低減されたためと推測される。
In the liquid crystal element of the present invention, since the liquid crystal composition has a polymerizable compound having a specific structure, ionic impurities generated in the liquid crystal phase by the ultraviolet light exposure process can be reduced, and the liquid crystal element has an electrical property. It has been found that reliability can be improved.
The reason why the liquid crystal element of the present invention can reduce ionic impurities generated in the liquid crystal phase and is excellent in the electrical reliability of the liquid crystal element is that the active radicals generated by the mixture of the liquid crystal and the polymerizable compound absorbing ultraviolet light are generated, This is presumably because the polymerizable compound having a specific structure is efficiently trapped and converted into a polymerization reaction efficiently. In addition, by incorporating a cyclic structure of an aliphatic hydrocarbon group at a position where the π-electron conjugation is reduced or broken in the molecular structure of the polymerizable compound, the ultraviolet absorption of the polymerizable compound is suppressed, and ionic impurities, etc. It is estimated that the generation of decomposition products was reduced.

液晶相内のイオン性不純物は、液晶素子に対する繰り返しの電源ON/OFFスイッチングや長時間の連続駆動によって、閾値異常をきたす「焼き付き」現象を生じさせる一因となる。透過−散乱型の液晶素子で焼き付きが起きると、電源OFF時のヘイズが上昇し、透明性が悪化する。本発明の液晶素子は、液晶相に発生するイオン性不純物を低減できることから、焼き付きを抑制することができ、電源OFF時の透明性が高くなる。   The ionic impurities in the liquid crystal phase cause a “burn-in” phenomenon that causes threshold abnormality due to repeated power ON / OFF switching to the liquid crystal element and continuous driving for a long time. When image sticking occurs in the transmission-scattering type liquid crystal element, haze at the time of turning off the power is increased, and transparency is deteriorated. Since the liquid crystal element of the present invention can reduce ionic impurities generated in the liquid crystal phase, it can suppress burn-in and increase transparency when the power is turned off.

また、本発明の液晶素子では、液晶相のイオン性不純物が低減できることから、液晶素子の電気駆動にも有利であり、液晶素子の電源ON時の高散乱性及び高速応答にも優れる。
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。
Further, the liquid crystal element of the present invention can reduce ionic impurities in the liquid crystal phase, which is advantageous for electric driving of the liquid crystal element, and is excellent in high scattering property and high-speed response when the liquid crystal element is turned on.
In addition, 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 exceeding 50% and has high light utilization efficiency.

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及び高分子樹脂相を含む複合体を含む液晶調光層を挟持するものである。高分子樹脂相は、一般式(1)で表される構造を高分子体に含有し、前記カイラルネマチック液晶相の誘電率異方性が正であれば特に限定されないが、以下に代表的な構成を説明する。   The liquid crystal element of the present invention is a liquid crystal light control layer comprising at least one transparent substrate, a pair of substrates with electrodes arranged opposite to each other, and a composite containing a chiral nematic liquid crystal phase and a polymer resin phase between the substrates Is sandwiched between them. The polymer resin phase is not particularly limited as long as it contains the structure represented by the general formula (1) in the polymer and the dielectric anisotropy of the chiral nematic liquid crystal phase is positive. The configuration will be described.

<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、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たものである。又、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。尚、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。
<Board>
Examples of the material of the substrate include colorless transparent or colored transparent or opaque materials such as inorganic transparent materials such as glass and quartz, metals, metal oxides, semiconductors, ceramics, plastic plates, and plastic films. On the substrate, for example, a thin film of metal oxide, metal, semiconductor, organic conductive material or the like is formed on the entire surface of the substrate or partially by a known coating method, printing method, vapor deposition method such as sputtering, or the like. is there. Alternatively, it may be partially etched after forming a conductive thin film. In particular, in order to obtain a large-area liquid crystal device, from the viewpoint of productivity and workability, an ITO (mixture of indium oxide and tin oxide) electrode on a transparent polymer film such as PET is deposited by sputtering or printing. It is desirable to use an electrode substrate formed using A wiring for connecting the electrodes or connecting the electrodes and the outside may be provided on the substrate. For example, a segment driving electrode substrate, a matrix driving electrode substrate, an active matrix driving 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。尚、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良く、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良いし、一方がホモジニアス配向で、もう一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。
Furthermore, the electrode surface provided on the substrate is a protective film or alignment film made of an organic compound such as polyimide, polyamide, silicon, and cyanide, an inorganic compound such as SiO 2 , TiO 2 , and ZrO 2 , or a mixture thereof. The entire surface or a part thereof may be covered. The substrate may be aligned so that the liquid crystal is aligned with respect to the surface of the substrate. When the alignment is processed, any alignment processing can be used as long as the liquid crystal composition in contact has a planar structure. It doesn't matter. For example, the two substrates may be in a homogeneous orientation, or may be a so-called hybrid in which one is homogeneous orientation and the other is homeotropic orientation. For these alignment treatments, the electrode surface may be directly rubbed, or a normal alignment film such as polyimide used for TN liquid crystal, STN liquid crystal 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ても構わない。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、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。   In addition, as a method for producing the alignment film, a so-called photo-alignment method may be used in which the organic thin film on the substrate is irradiated with light having anisotropy such as linearly polarized light to give the film anisotropy. Note that, when the liquid crystal element is manufactured, the alignment treatment of the substrate is not necessarily required if the alignment of the unpolymerized liquid crystal composition can be controlled with respect to the substrate surface. That is, before the liquid crystal composition of the present invention is photopolymerized, the liquid crystal composition can be aligned to take a planar structure by a method such as flowing the liquid crystal composition or applying a shear stress.

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。尚、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、弗素樹脂系接着剤、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、この封止は同時に液晶素子の劣化を防ぎ働きがあってもよい。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ることによりなしてもよく、更にこの上をテープ類で覆ってもよい。   The opposing substrate may have an adhesive layer including a resin body that adheres and supports the substrate as appropriate at the peripheral part. In addition, 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 thermocompression bonding tape, a thermosetting tape, and / or a thermosetting resin, a photocurable resin, or a moisture curing. Resin, room temperature curable adhesive, anaerobic adhesive, epoxy adhesive, silicone adhesive, fluororesin adhesive, polyester adhesive, vinyl chloride adhesive, etc. By sealing with a plastic resin or the like, it is possible to prevent exudation of the internal liquid crystal and the like. In addition, this sealing may work to prevent deterioration of the liquid crystal element at the same time. In this case, the end face may be protected by covering the entire end face, or by pouring a curable resin or thermoplastic resin from the end face into the liquid crystal element and solidifying it. It may be covered with tapes.

対向配置される基板間には、球状または筒状のガラス、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 as a component of the liquid crystal composition of the present invention so that it may be present in the liquid crystal light control layer between the substrates. The spacer is dispersed on the substrate during the assembly of the liquid crystal element or mixed with an adhesive. Or 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。本発明に用いる液晶調光層は、閾値以上の実効値を持つ、直流電圧、交流電圧、パルス電圧また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の切り替えができる。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良いし、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良い。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良い。
<Liquid crystal light control layer>
The liquid crystal light control layer included in the liquid crystal element of the present invention includes a composite including a chiral nematic liquid crystal phase and a polymer resin phase. The liquid crystal light control layer used in the present invention can be switched 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 greater than a threshold value. The liquid crystal light control layer may be driven in a reverse mode in which a light transmission state is applied when no voltage is applied and the light application state is a light scattering state, or a light transmission state is applied when the voltage is not applied. It may be one that drives in the normal mode. Alternatively, a memory mode drive in which voltage is applied only when switching between the light transmission state and the light scattering state may be used.

本発明の液晶組成物を用いて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。本発明の液晶組成物を用いて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。   A method for producing a reverse mode liquid crystal element using the liquid crystal composition of the present invention is disclosed in, for example, JP-T-06-507505. A method for producing a normal mode liquid crystal device using the liquid crystal composition of the present invention is disclosed in, for example, JP-A-06-507505 and JP-A-07-043690. A method for producing a memory mode liquid crystal element using the liquid crystal composition of the present invention is disclosed in, for example, JP-T-7-507083.

次に、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を説明する。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相となり、光透過状態を取る。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相へと相転移し、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、液晶素子のヘイズを制御することができる。   Next, the case where PSCT is used as the liquid crystal light control layer and used in the reverse mode will be described. When no voltage is applied to the liquid crystal element, almost all of the liquid crystal helical axes are in a planar phase that is perpendicular to the substrate, and a light transmission state is obtained. By applying a voltage between the electrode substrates of the liquid crystal light control layer, the liquid crystal helical axis having a positive dielectric anisotropy is phase-shifted into a focal conic phase facing a random direction, and enters a light scattering state. By switching between these two phases, the haze of the liquid crystal element can be controlled.

一方、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を説明する
。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相となり、光散乱状態となる。一方で、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。
On the other hand, the case where PDLC is used as the liquid crystal light control layer and used in the normal mode will be described. When no voltage is applied to the liquid crystal element, the liquid crystal helical axis of the liquid crystal phase dispersed in the polymer resin phase becomes a focal conic phase in a random direction due to strong binding by the polymer resin phase, resulting in a light scattering state. . On the other hand, when a voltage is applied between the electrode substrates of the liquid crystal light control layer, the major axis of the liquid crystal molecule having negative dielectric anisotropy becomes a homeotropic phase that faces in a direction perpendicular to the substrate, and enters a light transmission 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、高速応答等を得ることができる。
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、液晶相に対する高分子樹脂相の割合が10質量%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。
As long as the liquid crystal light control layer of the present invention includes a chiral nematic liquid crystal phase and a polymer resin phase having a specific molecular structure, there is no limitation on the element system such as PSLC and PDLC. Electrical reliability, high transparency when the power is turned off, high scattering when the power is turned on, high-speed response, and the like can be obtained.
The liquid crystal light control layer of the present invention is more preferably PSLC. The characteristics of PSLC are that the polymer resin phase has a network polymer network structure, and the ratio of the polymer resin phase to the liquid crystal phase is 10% by mass or less, and the liquid crystal phase is in the liquid crystal light control layer. It is mentioned that it is the structure connected continuously. PSLC has the advantage that the elastic interaction at the interface between the liquid crystal phase and the polymer resin phase is large, and the response speed of falling of the liquid crystal element is faster than other systems. In addition, transparency when no voltage is applied to the liquid crystal element and scattering intensity when a voltage is applied can be sufficiently increased.

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に対し、10質量%以下であることが好ましく、7質量%以下であることが更に好ましい。また、0.1質量%以上であることが好ましく、1質量%以上であることが更に好ましい。高分子樹脂相の割合が0.1質量%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、高分子樹脂相の割合が10質量%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 and the polymer resin phase in the liquid crystal light control layer is not particularly limited as long as the effects of the present invention are not impaired. The polymer resin phase is preferably 10% by mass or less, and more preferably 7% by mass or less, with respect to the liquid crystal phase. Moreover, it is preferable that it is 0.1 mass% or more, and it is still more preferable that it is 1 mass% or more. When the ratio of the polymer resin phase is 0.1% by mass or more, the polymer resin phase becomes mechanically tough and tends to be excellent in repeated durability of the liquid crystal element. In addition, since liquid crystal molecules can receive sufficient interface interaction, the contrast and response speed of transmission scattering of the liquid crystal element may be improved. On the other hand, when the ratio of the polymer resin phase is 10% by mass or less, an increase in driving voltage is suppressed, and the transparency of the liquid crystal element tends to increase.

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良い。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 light control layer of the present invention may contain other components in addition to the liquid crystal phase and the polymer resin phase. For example, a pigment may be included. Specifically, it can be used in a state where a dichroic dye is added and dissolved in the liquid crystal.
When a dye is added to the liquid crystal, the intrinsic 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 dichroic ratio are electrically controlled according to the movement of the liquid crystal molecules. It can be used as a dimming / optical element member that can be controlled to a high degree. Specifically, by having a pigment, it is possible to strongly absorb only a component of a specific wavelength or to enhance scattering, thereby complementing wavelength anisotropy. This makes it possible to design a desired color rendering effect according to the application destination of the element.

<高分子樹脂相>
本発明の高分子樹脂相は、下記一般式(1)で表される構造を含有する。
<Polymer resin phase>
The polymer resin phase of the present invention contains a structure represented by the following general formula (1).

Figure 2016110148
Figure 2016110148

[一般式(1)において、
1及びRは、それぞれ独立に、水素原子又は置換基を有していてもよい炭素数1以上、
6以下のアルキル基を表し、
及びXは、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい2価の基を表し、Xは、直接結合又は置換基を有していてもよい2価の基を表し、
及びAは、それぞれ独立に、2価の、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基、置換基を有していても良い芳香族複素環基又は置換基を有していても良い環状の脂肪族炭化水素基を表し、A及びAの少なくとも1方は、環状の脂肪族炭化水素基を含む基であり、
及びmは、それぞれ独立に、0以上、6以下の整数を表し、
は、0以上、4以下の整数を表す。]
[In general formula (1),
R 1 and R 2 each independently represent a hydrogen atom or a substituent having 1 or more carbon atoms,
Represents 6 or less alkyl groups,
X 1 and X 3 each independently represent a divalent group that may have a substituent, X 2 represents a divalent group that may have a direct bond or a substituent,
A 1 and A 2 each independently have a divalent aromatic hydrocarbon group which may have a substituent, an aromatic heterocyclic group which may have a substituent, or a substituent. An optionally substituted cyclic aliphatic hydrocarbon group, wherein at least one of A 1 and A 2 is a group containing a cyclic aliphatic hydrocarbon group;
m 1 and m 3 each independently represent an integer of 0 or more and 6 or less,
m 2 represents an integer of 0 or more and 4 or less. ]

(X、X及びX
及びXは、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい2価の基を表し、Xは、直接結合又は置換基を有していてもよい2価の基を表す。
の2価の基としては、特に限定はないが、例えば、エーテル結合、エステル結合、脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素基、芳香族複素環基等が挙げられる。これらの中でも、液晶への高溶解性の観点から、脂肪族炭化水素基又はエーテル結合が好ましい。
また、X及びXの2価の基としては、特に限定はないが、例えば、脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素基、芳香族複素環基等が挙げられる。これらの中でも、液晶への高溶解性の観点から、脂肪族炭化水素基が好ましい。
(X 1 , X 2 and X 3 )
X 1 and X 3 each independently represent a divalent group that may have a substituent, and X 2 represents a divalent group that may have a direct bond or a substituent.
The divalent group for X 2 is not particularly limited, and examples thereof include an ether bond, an ester bond, an aliphatic hydrocarbon group, an aromatic hydrocarbon group, and an aromatic heterocyclic group. Among these, an aliphatic hydrocarbon group or an ether bond is preferable from the viewpoint of high solubility in liquid crystals.
In addition, the divalent group of X 1 and X 3 is not particularly limited, and examples thereof include an aliphatic hydrocarbon group, an aromatic hydrocarbon group, and an aromatic heterocyclic group. Among these, an aliphatic hydrocarbon group is preferable from the viewpoint of high solubility in liquid crystals.

、X及びXの組合せは特に限定されず、同一でも、一部又は全て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。
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、アルキルカルボキシル基等が挙げられる。これらの中でも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 , X 2 and X 3 is not particularly limited, and may be the same or partly or entirely different, but is preferably the same from the viewpoint of the ease of the production method.
Examples of the substituent which may have include an alkyl group, an alkoxy group, and an alkyl carboxyl group. Among these, an alkyl group and an alkoxy group are preferable from the viewpoint of solubility in liquid crystals.

(2価の脂肪族炭化水素基)
脂肪族炭化水素基としては、直鎖、分岐及び環状である2価の脂肪族炭化水素基が挙げられる。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。
また、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。これら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。
(Divalent aliphatic hydrocarbon group)
Examples of the aliphatic hydrocarbon group include divalent aliphatic hydrocarbon groups that are linear, branched and cyclic. For example, methylene group, ethylene group, propylene group, 1,2-cyclobutanediyl group, 1,3-cyclobutanediyl group, 1,2-cyclopentanediyl group, 1,3-cyclopentanediyl group, 1,4-cyclo Pentanediyl group, 1,1-cyclohexanediyl group,
1,2-cyclohexanediyl group, 1,3-cyclohexanediyl group, 1,4-cyclohexanediyl group, 1,1-cycloheptanediyl group, 1,2-cycloheptanediyl group, 1,3-cycloheptanediyl group 1,4-cycloheptanediyl group, etc., preferably methylene group, 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-cycloheptanediyl group, 1,4-cycloheptanediyl group.
The number of carbon atoms is preferably 4 or more, more preferably 5 or more, more preferably 8 or less, and even more preferably 7 or less. It exists in the tendency which does not inhibit the alignment with a liquid crystal by being in these ranges.

(2価の芳香族炭化水素基)
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。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2個除いて得られる2価の基である。
(Divalent aromatic hydrocarbon group)
The aromatic hydrocarbon group is not particularly limited as long as it does not impair the effects of the present invention. It is a divalent group obtained by removing two hydrogen atoms from a single ring or a condensed ring formed by condensing 2 to 4 thereof.

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以下が更に好ましく、18以下であることが好ましい。これら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。
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、フルオレン環等の基が挙げられる。これらの中でも、液晶への溶解性向上の点から、ベンゼン環又はナフタレン環であることが好ましい。
The aromatic hydrocarbon group preferably has 6 or more carbon atoms, while the carbon number is preferably 30 or less, more preferably 26 or less, and preferably 18 or less. By being in these ranges, the reactivity during polymerization tends to be improved.
Specific examples of the aromatic hydrocarbon group include a benzene ring, naphthalene ring, anthracene ring, phenanthrene ring, perylene ring, tetracene ring, pyrene ring, benzpyrene ring, chrysene ring, triphenylene ring, acenaphthene ring, fluoranthene ring, fluorene ring, etc. The group of is mentioned. Among these, a benzene ring or a naphthalene ring is preferable from the viewpoint of improving the solubility in liquid crystal.

(2価の芳香族複素環基)
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。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2個除いて得られる2価の基である。
芳香族複素環基の炭素数は、6以上であることが好ましい。一方、炭素数は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。これら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。
(Divalent aromatic heterocyclic group)
The aromatic heterocyclic group is not particularly limited as long as it does not impair the effects of the present invention. It is a divalent group obtained by removing two hydrogen atoms from a single ring or a condensed ring formed by condensing 2 to 4 thereof.
The aromatic heterocyclic group preferably has 6 or more carbon atoms. On the other hand, the number of carbon atoms is preferably 30 or less, more preferably 26 or less, and particularly preferably 18 or less. By being in these ranges, the reactivity during polymerization tends to be improved.

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、アズレン環等の基が挙げられる。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、ピロール環又はオキサジアゾール環が好ましい。   Specific examples of the aromatic heterocyclic group include furan ring, benzofuran ring, thiophene ring, benzothiophene ring, pyrrole ring, pyrazole ring, imidazole ring, oxadiazole ring, indole ring, carbazole ring, pyrroloimidazole ring, pyrrolopyrazole. Ring, pyrrolopyrrole ring, thienopyrrole ring, thienothiophene ring, furopyrrole ring, furofuran ring, thienofuran ring, benzisoxazole ring, benzoisothiazole ring, benzimidazole ring, pyridine ring, pyrazine ring, pyridazine ring, pyrimidine ring, triazine ring , Quinoline ring, isoquinoline ring, sinoline ring, quinoxaline ring, phenanthridine ring, benzimidazole ring, perimidine ring, quinazoline ring, quinazolinone ring, azulene ring and the like. Among these, a furan ring, a benzofuran ring, a thiophene ring, a benzothiophene ring, a pyrrole ring or an oxadiazole ring is preferable from the viewpoint of solubility in liquid crystals.

(A及びA
及びAはそれぞれ独立に、2価の、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基、置換基を有していても良い芳香族複素環基又は置換基を有していても良い環状の脂肪族炭化水素基を表す。
また、A及びAの少なくとも1方は、環状の脂肪族炭化水素基を含む。A及びAの少なくとも1方は、環状の脂肪族炭化水素基を含むことで、重合性化合物の紫外光吸収を抑制し、分解物の発生が低減され、液晶素子の電気信頼性が向上する。なお、環状の脂肪族炭化水素基を含むとは、それ自身が脂肪族炭化水素基であっても良いし、脂肪族炭化水素基と他の基が単結合により連結されていても良く、脂肪族炭化水素基と他の環構造が縮環した構造であっても良い。
(A 1 and A 2)
A 1 and A 2 each independently have a divalent aromatic hydrocarbon group which may have a substituent, an aromatic heterocyclic group which may have a substituent, or a substituent. A cyclic aliphatic hydrocarbon group which may be substituted.
In addition, at least one of A 1 and A 2 includes a cyclic aliphatic hydrocarbon group. Since at least one of A 1 and A 2 contains a cyclic aliphatic hydrocarbon group, the ultraviolet absorption of the polymerizable compound is suppressed, the generation of decomposition products is reduced, and the electrical reliability of the liquid crystal element is improved. To do. Note that including a cyclic aliphatic hydrocarbon group may be an aliphatic hydrocarbon group itself, or an aliphatic hydrocarbon group and another group may be linked by a single bond. A structure in which a group hydrocarbon group and another ring structure are condensed may be used.

及びAの少なくとも1方が、環状の脂肪族炭化水素基を含めばよく、両方が有していてもよい。製造容易性の点からは、A及びAの1方が有していることが好ましい。
置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基、置換基を有していても良い芳香族複素環基としては、X、X及びXで示したものが挙げられる。
At least one of A 1 and A 2 may contain a cyclic aliphatic hydrocarbon group, and both may have them. From the viewpoint of ease of production, it is preferable that one of A 1 and A 2 has.
Examples of the aromatic hydrocarbon group which may have a substituent and the aromatic heterocyclic group which may have a substituent include those represented by X 1 , X 2 and X 3 .

(2価の環状の脂肪族炭化水素基)
環状の脂肪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。例えば、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。
(Divalent cyclic aliphatic hydrocarbon group)
The cyclic aliphatic hydrocarbon group is not particularly limited as long as it does not impair the effects of the present invention. For example, 1,2-cyclobutanediyl group, 1,3-cyclobutanediyl group, 1,2
-Cyclopentanediyl group, 1,3-cyclopentanediyl group, 1,4-cyclopentanediyl group, 1,1-cyclohexanediyl group, 1,2-cyclohexanediyl group, 1,3-
And cyclohexanediyl group, 1,4-cyclohexanediyl group, 1,1-cycloheptanediyl group, 1,2-cycloheptanediyl group, 1,3-cycloheptanediyl group, 1,4-cycloheptanediyl group, and the like. Preferably methylene group, ethylene group, propylene group, 1,3-cyclobutanediyl group, 1,3-cyclopentanediyl group, 1,4-cyclopentanediyl group, 1,4-cyclohexanediyl group, 1,3 A cyclohexanediyl group,
1,3-cycloheptanediyl group and 1,4-cycloheptanediyl group.

(2価の、脂肪族炭化水素基と他の基が単結合により連結されている基)
脂肪族炭化水素基と他の基が単結合により連結されている基としては、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が、以下の基が挙げられる。
(A divalent group in which an aliphatic hydrocarbon group and another group are linked by a single bond)
The group in which the aliphatic hydrocarbon group and another group are linked by a single bond is not particularly limited as long as the effect of the present invention is not impaired, and examples thereof include the following groups.

Figure 2016110148
Figure 2016110148

上記の中でも、以下の基が好ましい。   Among the above, the following groups are preferable.

Figure 2016110148
Figure 2016110148

(2価の、脂肪族炭化水素基と他の環構造が縮環した基)
脂肪族炭化水素基と他の環構造が縮環した基としては、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が、以下の基が挙げられる。
(A divalent aliphatic hydrocarbon group and a group condensed with another ring structure)
The group in which the aliphatic hydrocarbon group and other ring structure are condensed is not particularly limited as long as it does not impair the effects of the present invention, and includes the following groups.

Figure 2016110148
Figure 2016110148

上記の中でも、以下の基が好ましい。   Among the above, the following groups are preferable.

Figure 2016110148
Figure 2016110148

また、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。これらの範囲であることで、液晶素子形成時の重合時の反応性が向上し、液晶素子の電気信頼性が向上する傾向にある。
及びAは置換基を有していても良い。例えば、アルキル基、アルコキシ基、アルキルカルボキシル基等が挙げられる。これらの中でも、アルキル基又はアルコキシ基が、液晶への溶解性の観点から好ましい。
The number of carbon atoms is preferably 4 or more, more preferably 5 or more, more preferably 8 or less, and even more preferably 7 or less. By being in these ranges, the reactivity at the time of polymerization at the time of liquid crystal element formation is improved, and the electrical reliability of the liquid crystal element tends to be improved.
A 1 and A 2 may have a substituent. For example, an alkyl group, an alkoxy group, an alkyl carboxyl group, etc. are mentioned. Among these, an alkyl group or an alkoxy group is preferable from the viewpoint of solubility in liquid crystals.

(R及びR
及びRはそれぞれ独立に、水素原子又は置換基を有していてもよい炭素数1以上
、6以下のアルキル基を表す。炭素数1以上、6以下のアルキル基は、直鎖又は分岐して
いてもよい。これらの中でも、重合時の反応性向上の点から、水素原子又は炭素数1以上、4以下のアルキル基が好ましく、水素原子又は炭素数1又は2のアルキル基が更に好ましい。
(R 3 and R 4 )
R 3 and R 4 each independently represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms which may have a substituent. The alkyl group having 1 to 6 carbon atoms may be linear or branched. Among these, from the viewpoint of improving the reactivity during polymerization, a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms is preferable, and a hydrogen atom or an alkyl group having 1 or 2 carbon atoms is more preferable.

炭素数1以上、6以下のアルキル基が有していてもよい置換基は、特に限定されないが
、エーテル結合、エステル結合、ハロゲン原子、シアノ基等が挙げられる。これらの中でも、液晶への溶解性の観点から、エーテル結合、ハロゲン原子又はシアノ基が好ましい。
The substituent that the alkyl group having 1 to 6 carbon atoms may have is not particularly limited, and examples thereof include an ether bond, an ester bond, a halogen atom, and a cyano group. Among these, an ether bond, a halogen atom, or a cyano group is preferable from the viewpoint of solubility in liquid crystals.

(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が好ましい。
(M 1 and m 3 )
m 1 and m 3 each independently represents an integer of 0 or more and 6 or less. Among these, 0, 1 or 2 is preferable from the viewpoint of improving the solubility in liquid crystal.

(m
は、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、0、1又は2が好ましい。
一般式(1)の中でも、下記一般式(2)で表される構造であることが、重合時の反応性が向上する傾向となるため、特に好ましい。
(M 2 )
m 2 represents an integer of 0 or more and 4 or less. Among these, 0, 1 or 2 is preferable from the viewpoint of improving the solubility in liquid crystal.
Among the general formula (1), a structure represented by the following general formula (2) is particularly preferable because reactivity during polymerization tends to be improved.

Figure 2016110148
Figure 2016110148

一般式(2)中のR、R、X、A、A及びmは、一般式(1)中のR、R、X、A、A及びmとそれぞれ同義であり、有していてもよい置換基、好ましい範囲も同義である。
一般式(1)で表される構造の具体例を以下に挙げるが、本発明はその要旨を超えない限りこれらに限定されるものではない。
R 1, R 2, X 2 , A 1, A 2 and m 2 in general formula (2) is, R 1 in the formula (1), R 2, X 2, A 1, A 2 and m 2 And the substituents and preferred ranges that may be present are also synonymous.
Although the specific example of the structure represented by General formula (1) is given below, this invention is not limited to these, unless the summary is exceeded.

Figure 2016110148
Figure 2016110148

<他の成分>
本発明の高分子樹脂相は、後述する重合性モノマーを重合させた高分子樹脂を含むものである。一般式(1)で表される構造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。
本発明の液晶素子が有する一般式(1)で表される構造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、一般式(1)で表される構造が30質量%以上であるのが好ましく、更に好ましくは50質量%以上、最も好ましくは80質量%以上である。
<Other ingredients>
The polymer resin phase of the present invention includes a polymer resin obtained by polymerizing a polymerizable monomer described later. In addition to the structure represented by the general formula (1), other components and structures may be included as long as the effects of the present invention are not impaired.
The ratio between the structure represented by the general formula (1) and the other structure of the liquid crystal element of the present invention is not particularly limited as long as the effect of the present invention is not impaired, but is represented by the general formula (1). The structure is preferably 30% by mass or more, more preferably 50% by mass or more, and most preferably 80% by mass or more.

上記式(1)で表される構造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、短い応答時間等が十分に得られる傾向にある。また、上記式(1)で表される構造の上限は、100質量%である。
他の構造の具体例としては、例えば、以下が挙げられる。
When the ratio of the structure represented by the above formula (1) is in an appropriate range, liquid crystal element production in a short time, high contrast, short response time and the like tend to be sufficiently obtained. Moreover, the upper limit of the structure represented by the above formula (1) is 100% by mass.
Specific examples of other structures include the following.

Figure 2016110148
Figure 2016110148

Figure 2016110148
Figure 2016110148

Figure 2016110148
Figure 2016110148

また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良い。   Moreover, when the polymer resin which the polymer resin phase of this invention has is a copolymer, any of an alternating copolymer, a block copolymer, a random copolymer, and a graft copolymer may be sufficient.

<カイラルネマチック液晶相>
本発明のカイラルネマチック液晶相に用いる液晶はカイラルネマチック液晶相の誘電率異方性が正であれば特に限定されず、求める液晶素子の特性に応じて選択することができる。
<Chiral nematic liquid crystal phase>
The liquid crystal used for the chiral nematic liquid crystal phase of the present invention is not particularly limited as long as the dielectric anisotropy of the chiral nematic liquid crystal phase is positive, and can be selected according to the desired characteristics of the liquid crystal element.

<カイラルネマチック液晶>
本発明の液晶相及び下記に説明する液晶組成物に用いるカイラルネマチック液晶は特に限定されないが、誘電率異方性が正である。また、本発明のカイラルネマチック液晶の該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。
<Chiral Nematic Liquid Crystal>
The chiral nematic liquid crystal used in the liquid crystal phase of the present invention and the liquid crystal composition described below is not particularly limited, but has a positive dielectric anisotropy. Further, since the dielectric anisotropy of the chiral nematic liquid crystal of the present invention is positive, it can be used as a transmission-scattering type element in the reverse mode, normal mode, and memory mode.

カイラルネマチック液晶の誘電率異方性値(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、重合開始剤を使用する場合、カイラルネマチック液晶を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。
The dielectric anisotropy value (Δε) of the chiral nematic liquid crystal is not particularly limited as long as it is positive.
The number is preferably 5 or more, and more preferably 8 or more for reducing the driving voltage of the liquid crystal element. Moreover, when using a polymerization initiator, it is preferable from the point which shortens the polymerization time of a polymerizable monomer that each molecule | numerator which comprises a chiral nematic liquid crystal does not have absorption of the wavelength which overlaps with the absorption wavelength of an initiator.

カイラルネマチック液晶としては、液晶自身がコレステリック相を示す液晶性化合物の集合でもよく、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 the chiral nematic liquid crystal, the liquid crystal itself may be an assembly of liquid crystalline compounds exhibiting a cholesteric phase, or a chiral nematic liquid crystal may be formed by adding a chiral agent to the nematic liquid crystal. From the viewpoint of designing the liquid crystal composition, it is preferable to add a chiral agent to the nematic liquid crystal according to the purpose and control the chiral pitch length (p) and the liquid crystal-isotropic phase transition temperature (Tni).

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 of using as a reverse mode PSCT element 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 light control layer. However, if the applied voltage is too high, there is a dilemma that the phase transitions to the homeotropic phase and sufficient light scattering cannot be obtained. In order to solve this problem, it is preferable that the relationship d / p between the chiral pitch length p of the chiral nematic liquid crystal and the distance d between the pair of substrates with electrodes arranged opposite to each other is 1 or more. More preferably, it is 2 or more, particularly preferably 4 or more. Moreover, it is preferable that it is 20 or less, and it is especially preferable that it is 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相からホメオトロピック相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(プレナー相からフォーカルコニック相への閾値電圧)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。 As d / p increases, scattering during driving increases, and the light shielding characteristics are improved. Further, as d / p is increased, the threshold voltage from the focal conic phase to the homeotropic phase is increased, and even when a high voltage is applied, the light transmission state is not changed 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 (threshold voltage from the planar phase to the focal conic phase) of the liquid crystal element also increases at the same time, it is preferable that the driving voltage is within the above range from the viewpoint of achieving both light shielding characteristics and energy saving and safety.

カイラルネマチック液晶のpは、0.3μm以上が好ましく、0.8μm以上が更に好ましい。一方、3μm以下が好ましく、更に2μm以下が更に好ましい。
pが小さ過ぎないことで、液晶素子の駆動電圧が低く抑えられる傾向があり、大き過ぎないことで、コントラス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良い。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を選択すれば良い。
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 is preferably 0.3 μm or more, and more preferably 0.8 μm or more. On the other hand, it is preferably 3 μm or less, more preferably 2 μm or less.
If p is not too small, the driving voltage of the liquid crystal element tends to be kept low, and if it is not too large, the contrast tends to be high.
In general, since p is inversely proportional to the concentration of the chiral agent, the concentration of the chiral agent may be determined by calculating backward from the necessary value of p. When p × n (n is the refractive index of chiral nematic liquid crystal) is in the visible light wavelength range (380 nm to 800 nm), the finally obtained liquid crystal element is colored when no voltage is applied, and is out of the visible light range. In this case, since it becomes colorless and transparent when no voltage is applied, p may be selected according to the purpose.
The distance d between the pair of substrates with electrodes arranged opposite to each other in the liquid crystal element of the present invention needs to be not less than p of the chiral nematic liquid crystal to be used, preferably 2 μm or more, more preferably 3 μm or more, 5 μm or more is particularly preferable. Moreover, 100 micrometers or less are preferable and 20 micrometers or less are still 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。上記範囲であることで、これらの要求をバランスよく満足することができる。
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 light transmittance of the liquid crystal element in a state where no voltage is applied decreases with an increase in d, and the response time of the display element may become longer. On the other hand, if d is too small, the light shielding characteristics during driving are reduced, and in the case of a large-area liquid crystal element, the liquid crystal element may be short-circuited. By being in the above range, these requirements can be satisfied in a balanced manner.
Tni of the chiral nematic liquid crystal is preferably 50 ° C. or higher and more preferably 70 ° C. or higher because the upper limit temperature at which the liquid crystal element can operate is determined by Tni of the chiral nematic liquid crystal. On the other hand, as Tni increases, the viscosity tends to increase, so that it is preferably 200 ° C. or lower, and more preferably 150 ° C. or lower.

ネマチック液晶としては、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、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色性色素や液晶素子の光学・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。   The nematic liquid crystal may be any known one, and the molecular skeleton, substituent, and molecular weight of the constituent molecules are not particularly limited, and may be a synthetic product or a commercial 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. In addition, when a polymerization initiator is used, it is preferable from the viewpoint of shortening the polymerization time of the polymerizable monomer that each molecule constituting the constituent molecule does not have absorption at a wavelength that overlaps the absorption wavelength of the initiator. In addition, various additives may be included as long as the optical and electrical characteristics of the dichroic dye and the liquid crystal element are not disturbed.

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また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また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化合物としては例えば、以下の化合物等が挙げられる。   When using a known liquid crystalline substance, specifically, the Japan Society for the Promotion of Science 142nd edition; “Liquid Crystal Device Handbook”, Nihon Kogyo Shimbun (1989), pages 152 to 192 and the Liquid Crystal Handbook Editorial Committee Edition: “Liquid Crystal Handbook” Maruzen Co., Ltd. (2000), pages 260 to 330, biphenyl series, phenylcyclohexane series, cyclohexylcyclohexane series, alkyl halide series, tolan series, etc. Molecular compounds or mixtures can be used. In addition, a high molecular weight compound or a mixture described in “Liquid Crystal Handbook” Maruzen Co., Ltd. (2000), pages 365 to 415, edited by the Liquid Crystal Handbook Editorial Committee, can also be used. Examples of the compound constituting the nematic liquid crystal include the following compounds.

Figure 2016110148
Figure 2016110148

コレステリック液晶及びネマチック液晶としては粘度が低く、誘電率異方性の高いものが、液晶素子の高速応答性や製造性の点で好ましい。
カイラル剤としては、ホスト液晶へ相溶するカイラル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、自身が液晶性を示すものでもよいし、重合性の官能基を有していても良い。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。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。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。
As the cholesteric liquid crystal and nematic liquid crystal, those having a low viscosity and a high dielectric anisotropy are preferable in terms of high-speed response and manufacturability of the liquid crystal element.
The chiral agent may be any chiral compound that is compatible with the host liquid crystal, may be a synthetic product or a commercial product, may exhibit liquid crystal properties, or may have a polymerizable functional group. good. Further, dextrorotatory or levorotatory may be used, and a dextrorotatory chiral agent and a levorotatory chiral agent may be used in combination. Moreover, as a chiral agent, its own dielectric anisotropy is positively large,
A material having a low viscosity is preferable from the viewpoint of a reduction in driving voltage and response speed of the liquid crystal element, and a larger helical twisting power, which is an index of the force with which the chiral agent twists the liquid crystal, is preferable. When a polymerization initiator is used, it is preferable that the polymerization initiator does not have absorption at a wavelength that overlaps the absorption wavelength of the initiator.

カイラル剤としては、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。
[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または真空中で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される。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液晶と未硬化の硬化性化合物との混合物を供給し、挟み込み、その後連続で光硬化させることができるので生産性が高い。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。
Examples of the chiral agent include CB15 (trade name, manufactured by Merck), C15 (trade name, manufactured by Merck), S-811 (trade name, manufactured by Merck), R-811 (trade name, manufactured by Merck), S-1011 ( Trade name, manufactured by Merck), R-1011 (trade name, manufactured by Merck), and the like.
[Method of manufacturing liquid crystal element]
The liquid crystal light control layer of the liquid crystal element of the present invention is, for example, formed as a sealed cell by forming an adhesive layer with a photocurable adhesive or the like at a peripheral portion of a pair of substrates with electrodes arranged opposite to each other via a spacer. Two or more adhesive layer cutouts are immersed and injected into the liquid crystal composition of the present invention under normal pressure or vacuum, or a liquid crystal composition is applied onto one substrate using a coater, and After being sandwiched by a known method such as stacking the other substrate on the substrate, it is formed by polymerization and curing with radiation such as ultraviolet light, visible light, or electron beam. In the case of a plastic film substrate, a substrate with electrodes that is continuously supplied is sandwiched between two rubber rolls, and a mixture of a liquid crystal containing a spacer and dispersed therein and an uncured curable compound is interposed between the substrates, and then sandwiched. Productivity is high because it can be photocured continuously. In any of the methods, if the substrate is not subjected to alignment treatment, the liquid crystal composition is flowed before the uncured liquid crystal composition is photocured, or a liquid crystal composition is subjected to shear stress. It is necessary that the composition is oriented to assume a planar structure. Specifically, the liquid crystal composition can have a planar structure by injecting the liquid crystal composition of the present invention into a sealed cell that has not been subjected to alignment treatment.

本発明において液晶組成物を重合す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。又、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面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))としても良い。   In the present invention, the method for polymerizing the liquid crystal composition is preferably photopolymerization. Among these, polymerization by ultraviolet rays is particularly preferable. The light source for photopolymerization may be any light source having a spectrum at the absorption wavelength of the radical photopolymerization initiator used, and typically any light source capable of irradiating light with a wavelength of 220 nm to 450 nm. . Examples include a high pressure mercury lamp, an ultra high pressure mercury lamp, a halogen lamp, a metal halide lamp, a UV-LED, a blue LED, a white LED, and the like. In addition, a heat ray cut filter, an ultraviolet ray cut filter, a visible light cut filter, or the like may be used in combination. Light may be applied to at least one surface from the transparent substrate of the liquid crystal element, and both surfaces may be irradiated when both surfaces of the substrate sandwiching the liquid crystal composition are transparent. Light irradiation may be performed at one time or may be performed by dividing into several times. 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. 1903 (1999)).

光重合の場合に、液晶素子に照射される光の放射照度は、通常0.01mW/cm
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。又、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良い。
In the case of photopolymerization, irradiance of light irradiated to the liquid crystal element is generally 0.01 mW / cm 2 or more, preferably 1 mW / cm 2 or more, more preferably 10 mW / cm 2 or more, particularly preferably 30 mW / cm 2 or more. If the irradiance is too small, the polymerization does not proceed sufficiently. In addition, for the photopolymerization of the liquid crystal composition, an integrated dose of 2 J / cm 2 or more, preferably 3 J / cm 2 or more is usually given.

光照射時間は光源の放射強度に応じて決定すれば良いが、生産性を高める観点から通常200秒以内、好ましくは60秒以内に光照射を完了するのがよく、一方、10秒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、光源また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. From the viewpoint of improving productivity, the light irradiation is usually completed within 200 seconds, preferably within 60 seconds. On the other hand, the light irradiation is performed for 10 seconds or more. It is preferable to do this. If the light irradiation time is too short, the repetition durability of the liquid crystal element may be inferior. When manufacturing a sheet-like liquid crystal device with a large area using a plastic film substrate, it is possible to use a method of irradiating light continuously while moving the light source or sheet, and adjusting the moving speed according to the irradiance of the light source do it.

上記のようにして得られた液晶調光層は、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また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。
本発明において液晶組成物を重合する際の温度は、通常0℃以上、40℃以下であることが好ましい。温度が適当な範囲にあることで、重合反応が進みやすくなる傾向にある。また、重合反応に伴い蓄積した熱が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できる。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。
In the liquid crystal light control layer obtained as described above, the chiral nematic liquid crystal is dispersed or formed into a continuous layer in a thin transparent polymer, but the continuous layer exhibits the best contrast. Is formed.
In the present invention, the temperature at which the liquid crystal composition is polymerized is preferably usually 0 ° C. or higher and 40 ° C. or lower. When the temperature is in an appropriate range, the polymerization reaction tends to proceed easily. Further, the heat accumulated with the polymerization reaction can suppress the temperature rise of the device, and the polymerization can be performed at a temperature lower than the phase transition temperature of the liquid crystal. Accordingly, the liquid crystal alignment is not locally disturbed, and the optical characteristics and driving durability of the liquid crystal element are hardly affected.

本発明の液晶素子は、無色であり、透明性に優れる。これは、公知の液晶素子に用いられる高分子樹脂と比較し、本発明の高分子樹脂相に含まれる一般式(1)で表される構造は、π電子共役を縮小または分断する位置に脂肪族の環状構造を組みこむことで、可視光波長での光吸収を抑制しているためと推定される。また本発明の重合性化合物は、液晶素子の露光工程における液晶組成物の副反応による不純物発生を抑制させる傾向にあり、着色原因物質を低減させると推測される。   The liquid crystal element of the present invention is colorless and excellent in transparency. This is because the structure represented by the general formula (1) contained in the polymer resin phase of the present invention has a fat at a position where the π-electron conjugation is reduced or divided as compared with a polymer resin used in a known liquid crystal element. It is presumed that the light absorption at the visible light wavelength is suppressed by incorporating the ring structure of the group. In addition, the polymerizable compound of the present invention tends to suppress the generation of impurities due to side reactions of the liquid crystal composition in the exposure process of the liquid crystal element, and is presumed to reduce the color-causing substances.

[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。なお、ここでの電圧は、交流及び/又は直流の電圧を指す。
[Driving liquid crystal element]
The liquid crystal element of the present invention can be switched from a transparent state to a scattering state (opaque state) by applying a voltage or returning from a voltage application state to a voltage non-application 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. Note that the voltage here refers to an AC and / or DC 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また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 embodiment of the present invention, a screen using a liquid crystal element capable of switching between a light transmission state and a light scattering state is used as a transparent body, and an image projected by a projector or the like is formed when the screen is in a light scattering state. And see-through display that enables visual recognition. Specifically, when the screen is in a light scattering state or while the light transmission state is changed to the light scattering state, a projector or the like projects an image on a part or the whole of the liquid screen, and the screen element transmits light. In this state, the screen and the image projector are synchronized so that the image is not projected by the projector or the like.

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、特定のヘイズ値が求められ、本発明の液晶素子は好適に用いることができる。
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状態からフォーカルコニック状態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、またはそれらの合成波のいずれでも良く、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。
By repeating this synchronization switching at a speed that cannot be followed by the human eye, when the image is projected onto the screen, the image appears to be raised. 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 suitably used.
In order to switch the liquid crystal element of the reverse mode of the present invention from the transparent state to the scattering state, a voltage sufficient to cause the chiral nematic liquid crystal phase to transition from the planar state to the focal conic state may be applied between the electrodes. The applied waveform is not particularly limited, such as direct current, alternating current, pulse, or a synthesized wave thereof. In the case of a DC voltage, preferably 0.5 msec or more, and in the case of an AC voltage, any of a sine wave, a rectangular wave, a triangular wave, or a composite wave thereof may be used, preferably a pulse wave of 0.5 msec or more at a frequency of 100 kHz or less. In this case, preferably, switching can be performed by applying a pulse width of 0.5 msec or more.

尚、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。
又、本発明の液晶素子のヘイズは、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、ヘイズが15%を超えると曇り
が目立ち、70%未満だと液晶素子向こうのシルエットが見えてくる傾向がある。
The driving 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. Preferably, the maximum value is 30V or less.
Further, the haze of the liquid crystal element of the present invention is that when no DC voltage and / or AC voltage is applied (the power is
15% or less at the time), and preferably 70% or more when the DC voltage and / or AC voltage is applied (when the power is turned on). In particular, it is particularly preferable that the power is 10% or less when the power is off and 90% or more when the power is on. Indoors and under fluorescent lamps, when haze exceeds 15%, cloudiness is conspicuous, and when it is less than 70%, there is a tendency that a silhouette beyond the liquid crystal element can be seen.

又、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%を越えると正面にある物体が見えてしまう傾向がある。
尚、本発明において、液晶素子のヘイ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。
Further, the parallel light transmittance of the liquid crystal element of the present invention is preferably 75% or more when the power is turned off, 15% or less when the power is turned on, particularly preferably 80% or more when the power is turned off and 10% or less when the power is turned on. If it is less than 75% indoors or under a fluorescent lamp, it is dim, and if it exceeds 15%, an object in front tends to be seen.
In the present invention, the haze and parallel light transmittance of the liquid crystal element are measured according to JIS K7136 (2000).

<液晶素子の応答時間>
本明細書中に記載の応答時間とは、液晶素子が電圧無印加時の可視光(380〜800nm)透過率を100%、電圧印加により減少し飽和した時の可視光透過率を0%と規格化したとき、試験波形(本実施例中では100Hzの矩形波)を印加したときに可視光透過率が10%となるまでの時間(立ち上がり応答時間)、試験波形を無印加としたときに可視光透過率が90%となるまでの時間(立ち下がりの応答時間)と定義する。応答時間の測定方法は、実施例に記載の方法により測定される。
<Response time of liquid crystal element>
The response time described in this specification means that the liquid crystal element has a visible light (380 to 800 nm) transmittance of 100% when no voltage is applied, and a visible light transmittance of 0% when the liquid crystal element is saturated by application of voltage. When normalized, when a test waveform (100 Hz rectangular wave in this embodiment) is applied, the time until the visible light transmittance reaches 10% (rise response time), when no test waveform is applied It is defined as the time until the visible light transmittance reaches 90% (falling response time). The method for measuring the response time is measured by the method described in the examples.

本発明の液晶素子の応答時間は、−10℃以上の温度において、立ち上がりの応答時間と立ち下がりの応答時間ともにそれぞれ8msec以下であることが好ましく、5msec以下であるとさらに好ましく、3msec以下であると特に好ましい。また液晶素子として使用するには、立ち上がりの応答時間と立ち下がりの応答時間が同じである方が好ましい。   The response time of the liquid crystal element of the present invention is preferably 8 msec or less, more preferably 5 msec or less, and more preferably 3 msec or less, at a temperature of −10 ° C. or higher. And particularly preferred. For use as a liquid crystal element, it is preferable that the rise response time is the same as the fall response time.

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 Tni of the chiral nematic liquid crystal phase. However, since the response time tends to be longer at low temperatures, the operating temperature range is preferably −10 ° C. or higher, more preferably 0 ° C. That's it. Moreover, it is preferably 60 ° C. or lower, and more preferably 40 ° C. or lower.

[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。
[Applications of liquid crystal elements]
The liquid crystal composition and the liquid crystal element of the present invention can be used for a liquid crystal element and a display. For example, it can be used as a display panel or projection panel such as a liquid crystal element for blocking the field of view such as building windows, partitions and show windows, or by electrically switching the display with high-speed response. Can do.

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、日本国特開平6−82748号公報又は国際公開第2009/150579号で示されているリアプロジェクションシステムや、日本国特開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 disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 6-82748 or International Publication No. 2009/150579, or a projection using coherent light as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2010-217291 is used. Name the system.

[液晶組成物]
本発明の液晶組成物は、誘電率異方性が正であるカイラルネマチック液晶及び下記一般式(3)で表される重合性モノマーを、0.5質量%以上、10質量%以下含有するものである。
[Liquid crystal composition]
The liquid crystal composition of the present invention contains 0.5 to 10% by mass of a chiral nematic liquid crystal having a positive dielectric anisotropy and a polymerizable monomer represented by the following general formula (3). It is.

Figure 2016110148
Figure 2016110148

[一般式(3)において、
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2価の基を表し、
は、直接結合又は置換基を有していてもよい2価の基を表し、
及びAは、それぞれ独立に、2価の、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基、置換基を有していても良い芳香族複素環基又は置換基を有していても良い環状の脂肪族炭化水素基を表し、A及びAの少なくとも1方は、環状の脂肪族炭化水素基を含む基であり、
及びnは、それぞれ独立に、0以上、6以下の整数を表し、
は、0以上、4以下の整数を表す。]
[In general formula (3),
R 3 and R 4 each independently represents an unsaturated acyl group,
X 4 and X 6 each independently represent a divalent group that may have a substituent,
X 5 represents a divalent group which may have a direct bond or a substituent,
A 3 and A 4 each independently have a divalent aromatic hydrocarbon group which may have a substituent, an aromatic heterocyclic group which may have a substituent, or a substituent. An optionally substituted cyclic aliphatic hydrocarbon group, wherein at least one of A 3 and A 4 is a group containing a cyclic aliphatic hydrocarbon group;
n 1 and n 3 each independently represents an integer of 0 or more and 6 or less,
n 2 is 0 or an integer of 4 or less. ]

一般に、液晶と高分子樹脂の複合体では、液晶調光層での液晶相と高分子樹脂相との界面における弾性相互作用を、分子間のπ―π相互作用によって強化する設計がなされている。これらには、分子全体にπ電子系が分布する分子構造の重合性モノマーが使用されていた。しかし、このような重合性モノマーは、液晶組成物中で重合性モノマー同士がπ―π相互作用によりスタッキングし、液晶への溶解度が下がる不具合があった。   In general, composites of liquid crystal and polymer resin are designed to enhance the elastic interaction at the interface between the liquid crystal phase and the polymer resin phase in the liquid crystal light control layer by the π-π interaction between molecules. . For these, a polymerizable monomer having a molecular structure in which a π-electron system is distributed throughout the molecule was used. However, such a polymerizable monomer has a problem that the polymerizable monomers are stacked in a liquid crystal composition due to π-π interaction, and the solubility in the liquid crystal is lowered.

本発明の液晶組成物では、重合性モノマー同志のπ―πスタッキングの面積を減少させる位置に芳香族炭化水素環を導入した重合性モノマーを使用することで、液晶への溶解度を向上させている。また驚くべきことに、π―πスタッキングの面積を減少させる位置に芳香族炭化水素環を導入した重合性モノマーを使用しても、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が得られることを見出したものである。   In the liquid crystal composition of the present invention, the solubility in the liquid crystal is improved by using a polymerizable monomer having an aromatic hydrocarbon ring introduced at a position where the area of π-π stacking between the polymerizable monomers is reduced. . Surprisingly, even when a polymerizable monomer into which an aromatic hydrocarbon ring is introduced at a position that reduces the area of π-π stacking is used, high transparency when power is turned off, high scattering when power is turned on, and It has been found that a liquid crystal element excellent in high-speed response can be obtained.

一般式(3)で表される重合性モノマーは、液晶組成物として一般的に用いられている重合性モノマーが有する、フェニル基又はナフチル基等の複数のベンゼン環を有する基のうち、1つのベンゼン環を、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基としている。これにより、重合性モノマー同志のπ―πスタッキングの面積を減少させることで、重合性モノマー同志の凝集を抑制することで、液晶への溶解性の向上に寄与し、液晶組成物の保存や、液晶素子加工時の固形分析出がなく、高い製造性が得られるものである。   The polymerizable monomer represented by the general formula (3) is one of groups having a plurality of benzene rings such as a phenyl group or a naphthyl group, which a polymerizable monomer generally used as a liquid crystal composition has. The benzene ring is a cycloalkyl group such as a cyclohexyl group. As a result, by reducing the area of π-π stacking of polymerizable monomers, by suppressing aggregation of polymerizable monomers, it contributes to improving the solubility in liquid crystals, preserving the liquid crystal composition, There is no solid analysis at the time of processing a liquid crystal element, and high manufacturability is obtained.

(R及び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。これら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。
(R 3 and R 4 )
R 3 and R 4 each independently represents an unsaturated acyl group. The number of types of unsaturated bonds that the unsaturated acyl group has is not particularly limited. Moreover, although carbon number is not specifically limited, 3 or more are preferable, 10 or less are preferable and 5 or less are still more preferable. By being in these ranges, the reactivity during polymerization tends to be improved.

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 include acryloyl group, propioyl group, methacryloyl group, crotonoyl group, cinnamoyl group and the like.
Among these, an acryloyl group or a methacryloyl group is preferable from the viewpoint of improving the reactivity during polymerization.

(X、X及びX
及びXは、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい2価の基を表し、Xは、直接結合又は置換基を有していてもよい2価の基を表す。2価の基としては、特に限定はないが、上記の一般式(1)のX、X及びX3で挙げた2価の基と同じものが挙げ
られる。
(X 4 , X 5 and X 6 )
X 4 and X 6 each independently represent a divalent group that may have a substituent, and X 5 represents a divalent group that may have a direct bond or a substituent. Although it does not specifically limit as a bivalent group, The same thing as the bivalent group quoted by X < 1 >, X < 2 > and X < 3 > of said General formula (1) is mentioned.

これらの中でも、液晶への溶解性向上の点から、エーテル結合又はアルキレン基が好ま
しい。
、X及びXが有していてもよい置換基は、上記の一般式(1)のX、X及びX3の2価の基が有していてもよい置換基と同じものが挙げられ、好ましい置換基も同
義である。
、X及びXの組合せは特に限定されず、同一でも、一部又は全て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。
Among these, an ether bond or an alkylene group is preferable from the viewpoint of improving the solubility in liquid crystal.
The substituent that X 4 , X 5, and X 6 may have is the substituent that the divalent group of X 1 , X 2, and X 3 in the general formula (1) may have The same thing is mentioned, A preferable substituent is also synonymous.
The combination of X 4 , X 5 and X 6 is not particularly limited, and may be the same or partially or completely different, but is preferably the same from the viewpoint of the ease of the production method.

(A及びA
及びAは、一般式(1)のA及びAとそれぞれ同義であり、有していてもよい置換基、好ましい範囲等も同義である。
(A 3 and A 4)
A 3 and A 4 have the same meanings as A 1 and A 2 in the general formula (1), respectively, and the substituents, preferred ranges, and the like that may be included are also the same.

(n、n及びn
、n及びnは、一般式(1)のm、m及びmとそれぞれ同義であり、有していてもよい置換基、好ましい範囲等も同義である。
一般式(3)で表される重合性モノマーのなかでも、さらに一般式(4)で表される重合性モノマーであることが、液晶との配向規則性が優れる傾向となり、好ましい。
(N 1 , n 2 and n 3 )
n 1, n 2 and n 3 have the general formula (1) m 1, and m 2 and m 3 of have the same meanings have optionally may substituents, preferred ranges etc. are also the same.
Among the polymerizable monomers represented by the general formula (3), the polymerizable monomer represented by the general formula (4) is preferable because the orientation regularity with the liquid crystal tends to be excellent.

Figure 2016110148
Figure 2016110148

[一般式(4)において、
及びRはそれぞれ独立に、不飽和アシル基を表し、
は、直接結合又は置換基を有していてもよい2価の基を表し、
及びAはそれぞれ独立に、2価の、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基、置換基を有していても良い芳香族複素環基又は置換基を有していても良い環状の脂肪族炭化水素基を表し、A及びAの少なくとも1方は、環状の脂肪族炭化水素基―を含む基であり、
は、0以上、2以下の整数を表す。]
[In general formula (4),
R 3 and R 4 each independently represents an unsaturated acyl group,
X 5 represents a divalent group which may have a direct bond or a substituent,
A 3 and A 4 each independently have a divalent aromatic hydrocarbon group which may have a substituent, an aromatic heterocyclic group which may have a substituent, or a substituent. An at least one of A 1 and A 2 is a group containing a cyclic aliphatic hydrocarbon group;
n 2 is 0 or represents 2 an integer. ]

一般式(4)中のR、R、X、A、A及びnは、一般式(3)中のR、R、X、A、A及びnとそれぞれ同義であり、有していてもよい置換基、好ましい範囲も同義である。
一般式(3)で表される重合性モノマーの具体例を以下に例示する。本発明はその要旨を超えない限りこれらに限定されるものではない。
Formula (4) in R 3, R 4, X 5 , A 3, A 4 and n 2, R 3 in the general formula (3) in, R 4, X 5, A 3, A 4 and n 2 And the substituents and preferred ranges that may be present are also synonymous.
Specific examples of the polymerizable monomer represented by the general formula (3) are shown below. This invention is not limited to these unless it exceeds the gist.

Figure 2016110148
Figure 2016110148

本発明の液晶組成物に用いる重合性モノマーは、上記一般式(3)で表される重合性モノマー1種類だけを用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。具体的には、(メタ)アクリル系又はビニル系等の、1つ又は2つ以上のエチレン性不飽和二重結合を有する他の重合性モノマー、及び、1つのエチレン性不飽和二重結合を有する重合性のオリゴマー等を含み、重合反応により上記式(3)で表される重合性モノマーと共重合させてもよい
As the polymerizable monomer used in the liquid crystal composition of the present invention, only one type of polymerizable monomer represented by the general formula (3) may be used, or two or more types may be used in combination. Specifically, other polymerizable monomers having one or more ethylenically unsaturated double bonds, such as (meth) acrylic or vinyl, and one ethylenically unsaturated double bond It may be copolymerized with a polymerizable monomer represented by the above formula (3) by a polymerization reaction.

例えば、日本国特開平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。
For example, polymerizable monomers such as monofunctional (meth) acrylic monomers, bifunctional (meth) acrylic monomers, trifunctional or higher polyfunctional (meth) acrylic monomers described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-90328, (meth) Polymerizable oligomers such as acrylic oligomers can be used.
Examples of vinyl monomers include styrene, chlorostyrene, α-methylstyrene, divinylbenzene and the like.

高分子樹脂相形成に用いる重合性モノマーにおいて、1分子中に重合反応性基を複数有する重合性モノマーの割合は上記の通りであり、また、一般式(3)で表される重合性モノマーと他の重合性モノマーの比率は、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。この中でも、一般式(3)で表される重合性モノマーが30質量%以上であるのが好ましく、更に好ましくは50質量%以上、最も好ましくは80質量%以上である。   In the polymerizable monomer used for forming the polymer resin phase, the ratio of the polymerizable monomer having a plurality of polymerization reactive groups in one molecule is as described above, and the polymerizable monomer represented by the general formula (3) The ratio of the other polymerizable monomer is not particularly limited as long as it does not impair the effects of the present invention. Among these, the polymerizable monomer represented by the general formula (3) is preferably 30% by mass or more, more preferably 50% by mass or more, and most preferably 80% by mass or more.

上記一般式(3)で表される重合性モノマーの割合が適当な範囲であることで、短時間での液晶素子の製造が可能となり、高応答性、高透明性、高散乱性、低着色、高耐久性、及び耐経時劣化に優れた液晶素子が得られる傾向にある。また、上記一般式(3)で表される重合性モノマーの上限は、100質量%である。
また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良い。
When the ratio of the polymerizable monomer represented by the general formula (3) is within an appropriate range, a liquid crystal device can be produced in a short time, and has high responsiveness, high transparency, high scattering properties, and low coloration. In addition, a liquid crystal element excellent in durability and deterioration with time tends to be obtained. Moreover, the upper limit of the polymerizable monomer represented by the general formula (3) is 100% by mass.
Moreover, when the polymer resin which the polymer resin phase of this invention has is a copolymer, any of an alternating copolymer, a block copolymer, a random copolymer, and a graft copolymer may be sufficient.

<カイラルネマチック液晶>
本発明の液晶組成物に含まれるカイラルネマチック液晶は、液晶素子のカイラルネマチック液晶相で記載したカイラルネマチック液晶と同義であり、具体例、好ましい範囲等も同義である。
<Chiral Nematic Liquid Crystal>
The chiral nematic liquid crystal contained in the liquid crystal composition of the present invention is synonymous with the chiral nematic liquid crystal described in the chiral nematic liquid crystal phase of the liquid crystal element, and specific examples, preferred ranges, and the like are also synonymous.

<配合比>
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℃以上が好ましい。
本発明の液晶組成物のTniが上記の範囲外では、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。
<Combination ratio>
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 (Tni) is preferably 40 ° C. or higher, more preferably 60 ° C. or higher.
If Tni of the liquid crystal composition of the present invention is outside the above range, there is a concern that the liquid crystal structure may be destroyed due to a temperature rise derived from a light source or reaction heat during polymerization.

液晶組成物中の重合性モノマーの割合は、0.5質量%以上、10質量%以下である。
好ましくは7質量%以下であり、特に好ましくは6.5質量%以下である。また、好ましくは0.1質量%以上、特に好ましくは1質量%以上である。
また、複数の重合性モノマー及び/又は非重合性モノマーを併用する場合、液晶組成物に対する重合性モノマー及び非重合性モノマーの合計の割合は、通常、0.2質量%以上、好ましくは1.2質量%以上であり、一方、通常、10質量%以下、好ましくは7質量%以下である。この割合が適当な範囲であることで、液晶素子の繰り返し耐久性が低下しない傾向にあり、また、透明時のヘイズが大きくなりすぎず、不透明時のヘイズが低下しない場合がある。
The ratio of the polymerizable monomer in the liquid crystal composition is 0.5% by mass or more and 10% by mass or less.
Preferably it is 7 mass% or less, Most preferably, it is 6.5 mass% or less. Moreover, it is preferably 0.1% by mass or more, particularly preferably 1% by mass or more.
When a plurality of polymerizable monomers and / or non-polymerizable monomers are used in combination, the total ratio of the polymerizable monomer and the non-polymerizable monomer to the liquid crystal composition is usually 0.2% by mass or more, preferably 1. On the other hand, it is usually 10% by mass or less, preferably 7% by mass or less. When this ratio is in an appropriate range, the repeated durability of the liquid crystal element tends not to decrease, and the haze at the time of transparency does not increase excessively, and the haze at the time of opaqueness may not decrease.

<重合開始剤>
本発明の重合性モノマーを重合させる際には、重合開始剤を用いることが好ましい。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>
When polymerizing the polymerizable monomer of the present invention, it is preferable to use a polymerization initiator. Although the polymerization initiator is not particularly limited, by selecting and adjusting the polymerization reactivity with the polymerizable monomer, chemical structure, molecular weight, initiator efficiency, etc., the peak area ratio of the polymer resin phase is set to a specific range, The effects of the present invention can be obtained.
Polymerization initiators include radical polymerization initiators that undergo intramolecular cleavage due to various physical factors such as light and heat, or generate hydrogen by extracting hydrogen from other molecules, but without applying heat. A radical photopolymerization initiator that can be polymerized at a temperature equal to or lower than the phase transition temperature of the liquid crystal is preferable in that the thermal effect on the liquid crystal is small.

(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、ラジカル重合開始剤自身は波長350nm以上の光でラジカル化するものを選択するのが好ましい。
(Radical photopolymerization initiator)
The radical photopolymerization initiator is not particularly limited in molecular structure, but it is preferable to select a compound that can be dissolved in the chiral nematic liquid crystal that is the host liquid crystal. In addition, since the molecules constituting the liquid crystal composition of the present invention typically have ultraviolet light absorption of a wavelength of 350 nm or less, it is preferable to select a radical polymerization initiator that is radicalized by light having a wavelength of 350 nm or more.

ラジカル重合開始剤として、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重合開始剤が重合効率の点から特に好ましい。   Examples of radical polymerization initiators include acylphosphine oxides, alkylphenones, titanocenes, polyhalogen compounds, alkyl boron salts of cyanine dyes, and triarylbiimidazoles. Among them, acylphosphine oxides and alkylphenones are radicals. A polymerization initiator is preferable, and an acylphosphine oxide radical polymerization 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。   Examples of the acylphosphine oxide radical polymerization initiator include known monoacylphosphine oxide derivatives, bisacylphosphine oxide derivatives, and trisacylphosphine oxide derivatives. 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).

液晶組成物中の重合開始剤の含有割合は、液晶組成物中、通常、0.01質量%以上、好ましくは0.05質量%以上であり、一方、通常、5質量%以下、好ましくは、1質量%以下である。この範囲であることで、重合が十分し、液晶組成物から得られる液晶素子の繰り返し耐久性及び透明時のヘイズが向上する傾向がある。
液晶組成物中の液晶の含有割合は、液晶組成物中、通常、90質量%以上、好ましくは91質量%以上であり、一方、通常、99質量%以下、好ましくは、98質量%以下である。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。
The content of the polymerization initiator in the liquid crystal composition is usually 0.01% by mass or more, preferably 0.05% by mass or more in the liquid crystal composition, and usually 5% by mass or less, preferably 1% by mass or less. By being in this range, the polymerization is sufficient, and the repetition durability of the liquid crystal element obtained from the liquid crystal composition and the haze at the time of transparency tend to be improved.
The content ratio of the liquid crystal in the liquid crystal composition is usually 90% by mass or more, preferably 91% by mass or more in the liquid crystal composition, and is usually 99% by mass or less, preferably 98% by mass or less. . By being in this range, the balance of the transparency and optical response characteristics of the liquid crystal element tends to be obtained.

<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良い。又、スペーサーを含むことで、後述の方法で光硬化して形成される液晶相の基板間ギャップを形成することもできる。
<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. Further, by including a spacer, it is possible to form a gap between substrates of a liquid crystal phase formed by photocuring by a method described later.

<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、加熱しても良い。加熱する場合は、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。
<Method for producing liquid crystal composition>
Although the manufacturing method of the liquid-crystal composition of this invention does not have limitation in particular, it can manufacture by mixing a component compound with a well-known stirrer, a shaker, etc. You may heat at the time of mixing. In the case of heating, there is no particular limitation as long as the component compound does not cause a thermal reaction.

<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、後述の液晶材料の対向配置された一対の基板間に存在されることで、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, which will be described later.

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。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited by a following example, unless the summary is exceeded.

<カイラルネマチック液晶及び液晶組成物の液晶-等方相転移温度(Tni)の測定方
法>
カイラルネマチック液晶(液晶単独、又はこれとカイラル剤の混合物)または液晶組成物を一旦相溶させ、温度上昇による相転移または相分離を、偏光顕微鏡によって観察することにより得た。
<Measurement Method of Chiral Nematic Liquid Crystal and Liquid Crystal-Isotropic Phase Transition Temperature (Tni) of Liquid Crystal Composition>
A chiral nematic liquid crystal (liquid crystal alone or a mixture of this and a chiral agent) or a liquid crystal composition was once dissolved, and phase transition or phase separation due to temperature increase was obtained by observing with a polarizing microscope.

<モノマー溶解度の測定方法>
カイラルネマチック液晶へ重合性モノマーを添加、撹拌し、4℃で12時間静置して析出するかを確認した。析出しない最大濃度をその重合性モノマーの溶解度とした。
<Method for measuring monomer solubility>
A polymerizable monomer was added to the chiral nematic liquid crystal, stirred, and allowed to stand at 4 ° C. for 12 hours to confirm whether it precipitated. The maximum concentration at which precipitation did not occur was defined as the solubility of the polymerizable monomer.

<液晶の誘電率異方性(Δε)の測定方法>
液晶の誘電率異方性(Δε)は、Δε=ε1−ε2で求めた。ε1は、液晶分子の長軸方向の誘電率であり、ε2は、液晶分子の単軸方向の誘電率である。
<Method for Measuring Dielectric Anisotropy (Δε) of Liquid Crystal>
The dielectric anisotropy (Δε) of the liquid crystal was determined by Δε = ε1-ε2. ε1 is the dielectric constant in the major axis direction of the liquid crystal molecules, and ε2 is the dielectric constant in the uniaxial direction of the liquid crystal molecules.

誘電率ε(ε1及びε2)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。
<カイラルネマチック液晶及び液晶組成物のピッチ長(p)の測定方法>
カイラルネマチック液晶または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10μm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はカイラルネマチック液晶または液晶組成物
の屈折率)により求めた。
The dielectric constant ε (ε1 and ε2) is ε = Cd / S (C represents the capacitance of the liquid crystal. D represents the thickness of the liquid crystal phase. S represents the area of the overlapping portion of the electrodes of the two electrode substrates. It represents.
<Measurement method of pitch length (p) of chiral nematic liquid crystal and liquid crystal composition>
A chiral nematic liquid crystal or a liquid crystal composition is injected into an empty cell having a gap of 10 μm composed of a transparent glass substrate with an electrode layer that has been subjected to a homogeneous alignment treatment, and from a selective reflection wavelength λ measured by a spectrophotometer, p = λ / n (where n was determined from the refractive index of chiral nematic liquid crystal or liquid crystal composition.

<電圧保持率(VHR)の測定方法>
VHR測定は液晶物性評価装置6254型(東陽テクニカ社製)で行った。VHR評価素子に、電圧を5Vで、60Hz、フレーム時間1667msの条件で印加し、測定を行った。
<Measurement method of voltage holding ratio (VHR)>
VHR measurement was performed with a liquid crystal physical property evaluation apparatus 6254 type (manufactured by Toyo Technica). A voltage was applied to the VHR evaluation element at 5 V, 60 Hz, and a frame time of 1667 ms, and measurement was performed.

<液晶素子のヘイズの測定方法>
本発明の液晶素子のヘイズ、平行光線透過率及び応答速度は、室温25℃において、測定を行った。また、液晶の駆動は100Hzの矩形波を印加し、測定電圧は100Vp−pを用いて測定を行った。
ヘイズは、ヘイズメータ NDH5000SP (日本電色社製)により測定した。
<Measurement method of haze of liquid crystal element>
The haze, parallel light transmittance and response speed of the liquid crystal element of the present invention were measured at room temperature of 25 ° C. Further, the liquid crystal was driven by applying a rectangular wave of 100 Hz, and the measurement voltage was measured using 100 Vp-p.
Haze was measured with a haze meter NDH5000SP (manufactured by Nippon Denshoku).

<液晶素子の応答時間の測定方法>
発明の液晶素子の応答速度は、室温25℃において測定を行った。また、液晶の駆動は100Hzの矩形波を印加し、測定電圧は100Vp−pを用いて測定を行った。
光源にハロゲンランプを用い、検出器にフォトダイオードを用いた。液晶素子に光を垂直に入射しながら試験波形を印加したときの立ち上がり応答時間と、立ち下がり応答時間を測定した。
<Measurement method of response time of liquid crystal element>
The response speed of the liquid crystal element of the invention was measured at room temperature of 25 ° C. Further, the liquid crystal was driven by applying a rectangular wave of 100 Hz, and the measurement voltage was measured using 100 Vp-p.
A halogen lamp was used as the light source and a photodiode was used as the detector. The rise response time and the fall response time when a test waveform was applied while light was vertically incident on the liquid crystal element were measured.

[実施例1]
<VHR評価>
Tni=98℃、Δε=11.8であるシアノ系ネマチック液晶(PDLC−005、Hebei Luquan New Type Electronic Materials Co. Ltd社製)95.0wt%に、下記構造式で表される重合性モノマー(I)を5.0wt%添加し、撹拌、ろ過を行ってVHR評価液を調整した。
[Example 1]
<VHR evaluation>
A polymerizable monomer represented by the following structural formula (PDLC-005, Hebei Luquan New Type Electronic Materials Co. Ltd.) 95.0 wt% with Tni = 98 ° C. and Δε = 11.8 I) was added at 5.0 wt%, and stirring and filtration were performed to prepare a VHR evaluation solution.

このVHR評価液を、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から成るギャップ12.0μm 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、30℃で、365nmのUV露光を2400mJ/cm行い、VHR評価素子(A―I)とした。
参照用として、重合性モノマーを添加していない上記シアノ系ネマチック液晶でも、同
様の方法で素子を作製し、VHR評価素子(A)とした。
This VHR evaluation liquid was sandwiched by an injection method into a gap of 12.0 μm consisting of two transparent glass substrates with electrode layers subjected to homogeneous orientation treatment, and sealed with an adhesive. After leaving still for 12 hours at 25 ° C., UV exposure at 365 nm was performed at 2400 mJ / cm 2 at 30 ° C. to obtain a VHR evaluation element (AI).
For reference, an element was prepared by the same method using the cyano nematic liquid crystal to which no polymerizable monomer was added, and was designated as a VHR evaluation element (A).

Figure 2016110148
Figure 2016110148

VHR評価素子(A)のVHRは39%であったのに対し、(A−I)のVHRは45%と高かった。重合性モノマー(I)を添加することで、シアノ系ネマチック液晶の光劣化を抑制したと考えられる。
[実施例2]
重合性モノマーを下記構造式(II)に変更した以外は、実施例1と同様の方法でVHR評価素子(A―II)を作製した。
The VHR of the VHR evaluation element (A) was 39%, whereas the VHR of (AI) was as high as 45%. It is considered that the photodegradation of the cyano nematic liquid crystal was suppressed by adding the polymerizable monomer (I).
[Example 2]
A VHR evaluation element (A-II) was produced in the same manner as in Example 1 except that the polymerizable monomer was changed to the following structural formula (II).

Figure 2016110148
Figure 2016110148

VHR評価素子(A―II)のVHRは56%であった。重合性モノマー(II)を添加することで、シアノ系ネマチック液晶の光劣化を抑制したと考えられる。
[実施例3]
重合性モノマーを下記構造式(III)に変更した以外は、実施例1と同様の方法でVHR評価素子(A―III)を作製した。
VHR of the VHR evaluation element (A-II) was 56%. It is considered that the photodegradation of the cyano nematic liquid crystal was suppressed by adding the polymerizable monomer (II).
[Example 3]
A VHR evaluation element (A-III) was produced in the same manner as in Example 1 except that the polymerizable monomer was changed to the following structural formula (III).

Figure 2016110148
Figure 2016110148

VHR評価素子(A―III)のVHRは45%であった。重合性モノマー(III)を添加することで、シアノ系ネマチック液晶の光劣化を抑制したと考えられる。
[実施例4]
Tni=70℃、Δε=15.6であるシアノ系ネマチック液晶(E−8、メルク社製)95.0wt%に、下記構造式で表される重合性モノマー(IV)を5.0wt%添加し、撹拌、ろ過を行ってVHR評価液を調整した。
このVHR評価液を用い、実施例1と同様の方法でVHR評価素子(B−IV)を作成した。
参照用として、重合性モノマーを添加していない上記シアノ系ネマチック液晶でも、同様の方法で素子を作製し、VHR評価素子(B)とした。
VHR of the VHR evaluation element (A-III) was 45%. It is considered that the photodegradation of the cyano nematic liquid crystal was suppressed by adding the polymerizable monomer (III).
[Example 4]
Addition of 5.0 wt% of polymerizable monomer (IV) represented by the following structural formula to 95.0 wt% of cyano nematic liquid crystal (E-8, manufactured by Merck & Co.) having Tni = 70 ° C. and Δε = 15.6 Then, stirring and filtration were performed to prepare a VHR evaluation solution.
Using this VHR evaluation solution, a VHR evaluation element (B-IV) was prepared in the same manner as in Example 1.
For reference, an element was prepared by the same method using the above cyano nematic liquid crystal to which no polymerizable monomer was added, and was used as a VHR evaluation element (B).

Figure 2016110148
Figure 2016110148

VHR評価素子(B)のVHRは34%であったのに対し、(B−IV)のVHRは52%と高かった。重合性モノマー(IV)を添加することで、シアノ系ネマチック液晶の光劣化を抑制したと考えられる。
[実施例5]
重合性モノマーを下記構造式(V)に変更した以外は、実施例4と同様の方法でVHR評価素子(B―V)を作製した。
The VHR of the VHR evaluation element (B) was 34%, whereas the VHR of (B-IV) was as high as 52%. It is thought that the photodegradation of the cyano nematic liquid crystal was suppressed by adding the polymerizable monomer (IV).
[Example 5]
A VHR evaluation element (BV) was produced in the same manner as in Example 4 except that the polymerizable monomer was changed to the following structural formula (V).

Figure 2016110148
Figure 2016110148

VHR評価素子(B―V)のVHRは56%であった。重合性モノマー(V)を添加することで、シアノ系ネマチック液晶の光劣化を抑制したと考えられる。
[比較例1]
重合性モノマーを下記構造式(VI)に変更した以外は、実施例1と同様の方法でVHR評価素子(A―VI)を作製した。
The VHR of the VHR evaluation element (BV) was 56%. It is thought that the photodegradation of the cyano nematic liquid crystal was suppressed by adding the polymerizable monomer (V).
[Comparative Example 1]
A VHR evaluation element (A-VI) was produced in the same manner as in Example 1 except that the polymerizable monomer was changed to the following structural formula (VI).

Figure 2016110148
Figure 2016110148

VHR評価素子(A―VI)のVHRは31%であった。
[比較例2]
重合性モノマーを下記構造式(VII)に変更した以外は、実施例1と同様の方法でVHR評価素子(A―VII)を作製した。
VHR of the VHR evaluation element (A-VI) was 31%.
[Comparative Example 2]
A VHR evaluation element (A-VII) was produced in the same manner as in Example 1 except that the polymerizable monomer was changed to the following structural formula (VII).

Figure 2016110148
Figure 2016110148

VHR評価素子(A―VII)のVHRは20%であった。
[比較例3]
重合性モノマーを下記構造式(VIII)に変更した以外は、実施例1と同様の方法で
VHR評価素子(A―VIII)を作製した。
VHR of the VHR evaluation element (A-VII) was 20%.
[Comparative Example 3]
A VHR evaluation element (A-VIII) was produced in the same manner as in Example 1 except that the polymerizable monomer was changed to the following structural formula (VIII).

Figure 2016110148
Figure 2016110148

VHR評価素子(A―VIII)のVHRは6%であった。
[比較例4]
重合性モノマーを前記構造式(VII)に変更した以外は、実施例4と同様の方法でVHR評価素子(B―VII)を作製した。
VHR評価素子(B―VII)のVHRは26%であった。
VHR of the VHR evaluation element (A-VIII) was 6%.
[Comparative Example 4]
A VHR evaluation element (B-VII) was produced in the same manner as in Example 4 except that the polymerizable monomer was changed to the structural formula (VII).
VHR of the VHR evaluation element (B-VII) was 26%.

<カイラルネマチック液晶の調整>
Tni=98℃、Δε=11.8であるシアノ系ネマチック液晶(PDLC−005、Hebei Luquan New Type Electronic Materials Co. Ltd社製)88.0wt%に、下記構造式(IX)で表されるカイラル剤(CB−15、メルクジャパン製)を12.0wt%混合し、Tni=93.7℃のカイラルネマチック液晶(CN1)を調製した。このカイラルネマチック液晶(CN1)は、ピッチ長p=1.2±0.1μmであった。
<Adjustment of chiral nematic liquid crystal>
A chiral nematic liquid crystal (PDLC-005, manufactured by Hebei Luquan New Type Electronic Materials Co. Ltd.) 88.0 wt% with Tni = 98 ° C. and Δε = 11.8 is represented by the following structural formula (IX) 12.0 wt% of an agent (CB-15, manufactured by Merck Japan) was mixed to prepare a chiral nematic liquid crystal (CN1) having Tni = 93.7 ° C. The chiral nematic liquid crystal (CN1) had a pitch length p = 1.2 ± 0.1 μm.

Tni=70℃、Δε=15.6であるシアノ系ネマチック液晶(E−8、メルク社製)88.0wt%に、下記構造式(X)で表されるカイラル剤(CB−15、メルクジャパン製)を12.0wt%混合し、Tni=68.1℃のカイラルネマチック液晶(CN2)を調製した。このカイラルネマチック液晶(CN2)は、ピッチ長p=1.1±0.1μmであった。   A chiral agent represented by the following structural formula (X) (CB-15, Merck Japan) is added to 88.0 wt% of a cyano nematic liquid crystal (E-8, manufactured by Merck & Co.) having Tni = 70 ° C. and Δε = 15.6. 12.0 wt% was prepared to prepare a chiral nematic liquid crystal (CN2) with Tni = 68.1 ° C. The chiral nematic liquid crystal (CN2) had a pitch length p = 1.1 ± 0.1 μm.

Figure 2016110148
Figure 2016110148

[比較例5〜7]
上記カイラルネマチック液晶(CN1)に対し、上記重合性モノマー(VI)〜(VIII)の溶解度はそれぞれ表1のようになった。
[実施例6〜8]
上記カイラルネマチック液晶(CN1)に対し、上記重合性モノマー(I)〜(III)の溶解度はそれぞれ表1のようになった。上記重合性モノマー(I)〜(III)いずれも、上記重合性モノマー(VI)〜(VIII)より高溶解性を示した。
[Comparative Examples 5 to 7]
Table 1 shows the solubility of the polymerizable monomers (VI) to (VIII) in the chiral nematic liquid crystal (CN1).
[Examples 6 to 8]
Table 1 shows the solubility of the polymerizable monomers (I) to (III) in the chiral nematic liquid crystal (CN1). Any of the polymerizable monomers (I) to (III) showed higher solubility than the polymerizable monomers (VI) to (VIII).

Figure 2016110148
Figure 2016110148

[比較例8〜9]
上記カイラルネマチック液晶(CN2)に対し、上記重合性モノマー(VII)〜(VIII)の溶解度はそれぞれ表2のようになった。
[実施例9〜10]
上記カイラルネマチック液晶(CN2)に対し、上記重合性モノマー(IV)〜(V)の溶解度はそれぞれ表2のようになった。上記重合性モノマー(IV)〜(V)いずれも、上記重合性モノマー(VII)〜(VIII)より高溶解性を示した。
[Comparative Examples 8-9]
Table 2 shows the solubility of the polymerizable monomers (VII) to (VIII) with respect to the chiral nematic liquid crystal (CN2).
[Examples 9 to 10]
Table 2 shows the solubility of the polymerizable monomers (IV) to (V) with respect to the chiral nematic liquid crystal (CN2). All of the polymerizable monomers (IV) to (V) showed higher solubility than the polymerizable monomers (VII) to (VIII).

Figure 2016110148
Figure 2016110148

[実施例11]
上記カイラルネマチック液晶(CN1)95.0重量部に、前記構造式(I)で表される重合性モノマーを5.0重量部、下記構造式(X)で表される重合開始剤(Irgacure 819,BASF JAPAN 製)0.03重量部を添加し、撹拌、ろ過を行ってTni=92.4℃の液晶組成物(LC−I)を調整した。
[Example 11]
95.0 parts by weight of the chiral nematic liquid crystal (CN1), 5.0 parts by weight of the polymerizable monomer represented by the structural formula (I), and a polymerization initiator (Irgacure 819) represented by the following structural formula (X) , Manufactured by BASF JAPAN), 0.03 part by weight, and stirring and filtration were performed to prepare a liquid crystal composition (LC-I) having Tni = 92.4 ° C.

Figure 2016110148
Figure 2016110148

上記液晶組成物(LC−I)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から成るギャップ12.0μm に注入法で挟み込み、接着剤で封口した後、30℃で、365nmのUV露光を2600mJ/cm行い、液晶素子(C−I)を作製し
た。
液晶素子(C−I)は電源OFF時のヘイズが3.3%、電源ON時のヘイズが96.1%、立ち上がりの応答時間が1.8ms、立ち下がりの応答時間が2.1msであった
The liquid crystal composition (LC-I) was sandwiched by an injection method in a gap of 12.0 μm consisting of two transparent glass substrates with electrode layers subjected to homogeneous alignment treatment, sealed with an adhesive, and then at 30 ° C. with a thickness of 365 nm. UV exposure was performed at 2600 mJ / cm 2 to produce a liquid crystal element (C-I).
The liquid crystal element (CI) had a haze of 3.3% when the power was turned off, a haze of 96.1% when the power was turned on, a rise response time of 1.8 ms, and a fall response time of 2.1 ms. It was.

[実施例12]
重合性モノマーを(II)に変更した以外は、実施例11と同様の方法で、Tni=83.0℃の液晶組成物(LC−II)を調整した。この液晶組成物(LC−II)を用いた以外は、実施例11と同様な方法で液晶素子(C−II)を作製した。
液晶素子(C−II)は電源OFF時のヘイズが3.9%、電源ON時のヘイズが89.9%、立ち上がりの応答時間が1.6ms、立ち下がりの応答時間が1.7msであった。
[Example 12]
A liquid crystal composition (LC-II) having Tni = 83.0 ° C. was prepared in the same manner as in Example 11 except that the polymerizable monomer was changed to (II). A liquid crystal element (C-II) was produced in the same manner as in Example 11 except that this liquid crystal composition (LC-II) was used.
The liquid crystal element (C-II) had a haze of 3.9% when the power was turned off, a haze of 89.9% when the power was turned on, a rise response time of 1.6 ms, and a fall response time of 1.7 ms. It was.

[実施例13]
上記カイラルネマチック液晶(CN2)95.0重量部に、前記構造式(V)で表される重合性モノマーを5.0重量部、下記構造式(XI)で表される重合開始剤(Irgacure 184,BASF JAPAN 製)0.45重量部を添加し、撹拌、ろ過を行ってTni=64.8℃の液晶組成物(LC−III)を調整した。
[Example 13]
In 95.0 parts by weight of the chiral nematic liquid crystal (CN2), 5.0 parts by weight of the polymerizable monomer represented by the structural formula (V) and a polymerization initiator (Irgacure 184) represented by the following structural formula (XI) , Manufactured by BASF JAPAN), 0.45 parts by weight, and stirring and filtration were performed to prepare a liquid crystal composition (LC-III) having Tni = 64.8 ° C.

Figure 2016110148
Figure 2016110148

上記液晶組成物(LC−III)を用い、実施例11と同様の方法で液晶素子(C−III)を作製した。
液晶素子(C−III)は電源OFF時のヘイズが5.3%、電源ON時のヘイズが79.4%、立ち上がりの応答時間が1.8ms、立ち下がりの応答時間が2.3msであった。
A liquid crystal element (C-III) was produced in the same manner as in Example 11 using the liquid crystal composition (LC-III).
The liquid crystal element (C-III) had a haze of 5.3% when the power was turned off, a haze of 79.4% when the power was turned on, a rise response time of 1.8 ms, and a fall response time of 2.3 ms. It was.

実施例11〜13より、本発明の液晶素子は、例えば、国際公開WO2012/133445、国際公開WO2014/051002に記載の公知の液晶素子と比較して、電源OFF時のヘイズ、電源ON時のヘイズ、立ち上がりの応答時間、立ち下がりの応答時間に優れていることが示された。   From Examples 11 to 13, the liquid crystal element of the present invention has a haze when the power is turned off and a haze when the power is turned on, as compared with known liquid crystal elements described in, for example, International Publication WO2012 / 133445 and International Publication WO2014 / 051002. It was shown that the response time of the rise and the response time of the fall are excellent.

Claims (14)

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、前記高分子樹脂相が、下記一般式(1)で表される構造を含有し、前記カイラルネマチック液晶相の誘電率異方性が正である、液晶素子。
Figure 2016110148
[一般式(1)において、
1及びRは、それぞれ独立に、水素原子又は置換基を有していてもよい炭素数1以上、6以下のアルキル基を表し、
及びXは、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい2価の基を表し、
は、直接結合又は置換基を有していてもよい2価の基を表し、
及びAは、それぞれ独立に、2価の、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基、置換基を有していても良い芳香族複素環基又は置換基を有していても良い環状の脂肪族炭化水素基を表し、A及びAの少なくとも1方は、環状の脂肪族炭化水素基を含む基であり、
及びmは、それぞれ独立に、0以上、6以下の整数を表し、
は、0以上、4以下の整数を表す。]
At least one is a transparent substrate, has a pair of substrates with electrodes arranged opposite to each other, and has a liquid crystal light control layer including a composite including a chiral nematic liquid crystal phase and a polymer resin phase between the substrates A liquid crystal element, wherein the polymer resin phase includes a structure represented by the following general formula (1), and the chiral nematic liquid crystal phase has a positive dielectric anisotropy.
Figure 2016110148
[In general formula (1),
R 1 and R 2 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms which may have a substituent,
X 1 and X 3 each independently represent a divalent group which may have a substituent,
X 2 represents a divalent group which may have a direct bond or a substituent,
A 1 and A 2 each independently have a divalent aromatic hydrocarbon group which may have a substituent, an aromatic heterocyclic group which may have a substituent, or a substituent. An optionally substituted cyclic aliphatic hydrocarbon group, wherein at least one of A 1 and A 2 is a group containing a cyclic aliphatic hydrocarbon group;
m 1 and m 3 each independently represent an integer of 0 or more and 6 or less,
m 2 represents an integer of 0 or more and 4 or less. ]
前記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が、2μm以上、100
μm以下であり、前記カイラルネマチック液晶のカイラルピッチ長pとdの関係が、d/p≧1である、請求項1に記載の液晶素子。
The distance d between the pair of substrates with electrodes arranged opposite to each other is 2 μm or more, 100
2. The liquid crystal device according to claim 1, wherein the relationship is equal to or less than μm, and the relationship between the chiral pitch lengths p and d of the chiral nematic liquid crystal is d / p ≧ 1.
前記液晶調光層が高分子安定化液晶である、請求項1又は2に記載の液晶素子。   The liquid crystal element according to claim 1, wherein the liquid crystal light control layer is a polymer-stabilized liquid crystal. 透過−散乱型素子である、請求項1乃至3のいずれか1項に記載の液晶素子。   The liquid crystal element according to claim 1, which is a transmission-scattering element. 液晶素子が、偏光板を用いないものである、請求項1乃至4のいずれか1項に記載の液晶素子。   The liquid crystal element according to claim 1, 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1乃至5のいずれか1項に記載の液晶素子。   6. The liquid crystal device according to claim 1, wherein 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. The liquid crystal element as described. 直流電圧及び/又は交流電圧印加時のヘイズが70%以上であり、電圧無印加時のヘイズが15%以下である、請求項1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 1 to 6, wherein a haze when a DC voltage and / or an AC voltage is applied is 70% or more, and a haze when no voltage is applied is 15% or less. −10℃以上の温度範囲で、液晶素子の直流電圧及び/又は交流電圧の無印加時の可視光透過率を100%、直流電圧及び/又は交流電圧の印加時の可視光透過率を0%と規格化したとき、直流電圧及び/又は交流電圧を印加した時から可視光透過率が10%となるまでの時間及び、直流電圧及び/又は交流電圧を無印加とした時から可視光透過率が90%となるまでの時間が、それぞれ8ms以下である、請求項1乃至7のいずれか1項に記載の液晶素子。   In the temperature range of −10 ° C. or higher, the visible light transmittance of the liquid crystal element when no DC voltage and / or AC voltage is applied is 100%, and the visible light transmittance when the DC voltage and / or AC voltage is applied is 0%. When the DC voltage and / or AC voltage is applied, the time from when the DC voltage and / or AC voltage is applied until the visible light transmittance reaches 10%, and the visible light transmittance from when the DC voltage and / or AC voltage is not applied. 8. The liquid crystal element according to claim 1, wherein the time until the value reaches 90% is 8 ms or less. 請求項1乃至8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 claim 1. 請求項1乃至8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 claim 1. 誘電率異方性が正であるカイラルネマチック液晶及び下記一般式(3)で表される重合性モノマーを、0.5質量%以上、10質量%以下含有することを特徴とする液晶組成物。
Figure 2016110148
[一般式(3)において、
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2価の基を表し、
は、直接結合又は置換基を有していてもよい2価の基を表し、
及びAは、それぞれ独立に、2価の、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基、置換基を有していても良い芳香族複素環基又は置換基を有していても良い環状の脂肪族炭化水素基を表し、A及びAの少なくとも1方は、環状の脂肪族炭化水素基を含む基であり、
及びnは、それぞれ独立に、0以上、6以下の整数を表し、
は、0以上、4以下の整数を表す。]
A liquid crystal composition comprising 0.5% by mass or more and 10% by mass or less of a chiral nematic liquid crystal having a positive dielectric anisotropy and a polymerizable monomer represented by the following general formula (3).
Figure 2016110148
[In general formula (3),
R 3 and R 4 each independently represents an unsaturated acyl group,
X 4 and X 6 each independently represent a divalent group that may have a substituent,
X 5 represents a divalent group which may have a direct bond or a substituent,
A 3 and A 4 each independently have a divalent aromatic hydrocarbon group which may have a substituent, an aromatic heterocyclic group which may have a substituent, or a substituent. An optionally substituted cyclic aliphatic hydrocarbon group, wherein at least one of A 3 and A 4 is a group containing a cyclic aliphatic hydrocarbon group;
n 1 and n 3 each independently represents an integer of 0 or more and 6 or less,
n 2 is 0 or an integer of 4 or less. ]
前記カイラルネマチック液晶のカイラルピッチ長pが、0.3μm以上、3μm以下である、請求項11に記載の液晶組成物。   The liquid crystal composition according to claim 11, wherein a chiral pitch length p of the chiral nematic liquid crystal is 0.3 μm or more and 3 μm or less. 液晶組成物の液晶-等方相転移温度が40℃以上である、請求項11又は12に記載の
液晶組成物。
The liquid crystal composition according to claim 11 or 12, wherein the liquid crystal-isotropic phase transition temperature of the liquid crystal composition is 40 ° C or higher.
請求項11乃至13のいずれか1項に記載の液晶組成物を用いて形成された、液晶素子。   A liquid crystal element formed using the liquid crystal composition according to claim 11.
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