[发明专利]单体与液晶的混合物、高分子与液晶的复合材料及液晶元件

说明书

技术领域

本发明涉及一种含有单官能性的单环单体的单体与液晶的混合物、高分子与液晶的复合材料、及液晶元件。

背景技术

与向列液晶材料中的等向性相(以下有时称为“非液晶等向性相”)同样地，在作为光学等向性的液晶相的一种的蓝相中，也观测到电双折射值(对等向性媒体施加了电场时所引起的双折射值)Δn_E与电场E的平方成比例的现象，即克尔效应[Δn_E＝KλE²(K：克尔系数(克尔常数)，λ：波长)]。

近年来，在蓝相及高分子稳定化蓝相等光学等向性的液晶相中施加电场，而使电双折射显现的模式也得到积极研究(专利文献1～专利文献11、非专利文献1～非专利文献3)。进而，提出有不仅将该模式应用于显示元件，而且将该模式应用于利用电双折射的波长可变滤光片、波面控制元件、液晶透镜、像差修正元件、开口控制元件、光学头(optical head)装置等(专利文献6、专利文献10、专利文献11)。

包含非手性(achiral)的液晶成分与手性(chiral)化合物的光学等向性的液晶组成物含有大量氟系化合物，并具有大的介电常数异向性、大的折射率异向性、低熔点，且在宽广的温度范围内具有液晶相。

然而，该光学等向性的液晶组成物虽然显示短的响应时间等良好的电特性，但在包含低温的宽广的温度范围内具有液晶相的例子少，而难以直接用作液晶元件。

光学等向性的高分子与液晶的复合材料可通过如下方式而获得：在显示蓝相或等向性相的温度下，使向光学等向性的液晶组成物中添加单体而成的单体与液晶的混合物进行聚合。该高分子与液晶的复合材料以在包含低温的宽广的温度范围内具有液晶相为特征，作为液晶显示面板用的液晶元件极其有用。

以使蓝相高分子稳定化为目的而使用的单体可使用低分子量的单体、大分子单体、或低聚物等。另外所获得的高分子与液晶的复合材料优选具有三维交联结构，因此优选使用具有2个以上聚合性官能基的多官能性单体。但是，该单体与液晶的组成物在宽广的温度范围内不显现均一的蓝相的情况多，以不均一的蓝相进行聚合而成的高分子与液晶的复合材料不均一且产生浓度不均，其结果，产生液晶显示面板中的显示不均，且成为对比度下降等的主要原因。

为了单体与液晶的混合物在比较宽广的温度范围内显现均一的蓝相，有效的是并用多官能性单体与单官能性单体。并用了多官能性单体与单官能性单体的单体与液晶的混合物在比较宽广的温度范围内显现均一的蓝相。作为此处所使用的单官能性单体，已知有丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸烷基酯等。但是，此种单官能性单体与液晶组成物的相容性并不充分，使利用此种单官能性单体所获得的单体与液晶的混合物进行聚合而获得的高分子与液晶的复合材料不均一且产生浓度不均、或者用以获得浓度不均得到改善的高分子与液晶的复合材料的聚合温度范围狭小。另外，存在高分子稳定化所需的单体含量也多这一缺点。

尤其，最近为了将液晶注入至单元中，而采用被称为滴注填充(One DropFilling，ODF)方式的注入法。该方式是将液晶滴加至基板上，并在真空下贴合对向基板的方式。在该ODF方式中，要求液晶滴在面内均一。当将光学等向性的高分子与液晶的复合材料应用于ODF方式时，将单体与液晶的混合物滴加至基板上，在贴合后照射紫外光等而使单体聚合。此时，优选在单体与液晶的混合物的N^*-BP转变温度附近进行聚合的情况多，但在该温度附近进行聚合所获得的高分子与液晶的复合材料中有时会观测到浓度不均。

[现有技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]日本专利特开2003-327966

[专利文献2]国际公开2005/90520

[专利文献3]日本专利特开2005-336477

[专利文献4]日本专利特开2006-89622

[专利文献5]日本专利特开2006-299084

[专利文献6]国际公开2005/080529

[专利文献7]日本专利特表2005-537520

[专利文献8]日本专利特表2006-506477

[专利文献9]日本专利特表2007-503487

[专利文献10]日本专利特开2005-157109

[专利文献11]日本专利特开2006-127707

[专利文献12]日本专利特开2010-510256

[非专利文献]