液晶组合物、液晶层和调光元件的制作方法

本发明涉及液晶组合物、液晶层和调光元件。

背景技术：

1、液晶材料不仅被用于tv、智能手机所代表的显示文字、图像、影像的各种显示元件，而且对于作为调节光的透射的调光元件的应用，也在进行实用化。其中，含有二色性色素的液晶材料不再需要偏光板，能够以低成本获得透射率高的调光元件，因而期待其作为用于调光元件的材料。

2、很久以来就对含有二色性色素的液晶材料进行了研究，进行了开发具有规定性能(例如液晶组合物与色素化合物的高溶解性)的液晶材料的尝试(例如专利文献1)。

3、近年来，在建材、运输领域中，为了提高空间舒适性和便利性，作为调节外部光透射程度的智能窗/智能玻璃用途的调光元件，所谓的高分子分散型(聚合物网络型)液晶元件备受瞩目。高分子分散型液晶元件具有液晶材料介于(或分散于)聚合物网络中的结构的液晶层(调光层)，可以通过施加电压来调整液晶层中光的透射/散射程度。

4、现有技术文献

5、专利文献

6、专利文献1：日本特表2017－513975号公报

7、专利文献2：国际公开第2022/138418号

8、专利文献3：中国专利申请公开第106748833号说明书

9、专利文献4：日本特开平7－156564号公报

10、专利文献5：日本特开昭59－4651号公报

11、专利文献6：日本特开2006－193742号公报

12、非专利文献

13、非专利文献1：journal of chemical and engineering data(化学与工程数据杂志),1984,29(4),482－483

14、非专利文献2：liquid crystals(液晶)(2011),38(11－12),1683－1698

技术实现思路

1、发明所要解决的课题

2、智能窗等调光元件中使用的液晶层要求有高耐光性，但在液晶层含有二色性色素时，有时无法获得充分高的耐光性。

3、本发明的一个课题在于，提供一种即使含有二色性色素、耐光性也优异的液晶层。此外，本发明的一个课题在于，提供用于形成上述液晶层的液晶组合物。此外，本发明的一个课题还在于，提供使用上述液晶组合物的调光元件。

4、用于解决课题的方法

5、本发明的一些方面提供下述[1]～[12]所述的液晶组合物、液晶层和调光元件。

6、[1]

7、一种液晶组合物，其含有：

8、选自由下述式(1)所表示的化合物和下述式(2)所表示的化合物组成的组中的至少一种二色性色素、

9、聚合性化合物和聚合引发剂、以及

10、下述式(3)所表示的液晶化合物。

11、[化1]

12、

13、[式(1)中，

14、a1和a2各自独立地表示选自由

15、(a1)1,4－亚环己基(存在于该基团中的1个－ch2－或不相邻的2个以上－ch2－各自独立地可被－o－或－s－取代，存在于该基团中的－ch＝可被－n＝取代。)、

16、(b1)1,4－亚苯基(存在于该基团中的1个－ch＝或不相邻的2个以上－ch＝可被－n＝取代。)、

17、(c1)1,4－亚环己烯基、二环[2.2.2]辛烷－1,4－二基、萘－2,6－二基、萘－1,4－二基、1,2,3,4－四氢化萘－2,6－二基、5,6,7,8－四氢化萘－1,4－二基、十氢化萘－2,6－二基、蒽－2,6－二基、蒽－1,4－二基、蒽－9,10－二基或菲－2,7－二基(存在于萘－2,6－二基、萘－1,4－二基、1,2,3,4－四氢化萘－2,6－二基、5,6,7,8－四氢化萘－1,4－二基、蒽－2,6－二基、蒽－1,4－二基、蒽－9,10－二基和菲－2,7－二基中的1个－ch＝或不相邻的2个以上－ch＝可被－n＝取代。)以及

18、(d1)噻吩－2,5－二基、噻吩－2,4－二基、苯并噻吩－2,5－二基、苯并噻吩－2,6－二基、二苯并噻吩－3,7－二基、二苯并噻吩－2,6－二基或噻吩并[3,2－b]噻吩－2,5－二基(存在于这些基团中的1个－ch＝或不相邻的2个以上－ch＝可被－n＝取代。)

19、组成的组中的基团，存在于上述基团(a1)、基团(b1)、基团(c1)和基团(d1)中的氢原子各自独立地可被甲基、氟原子或氯原子取代，

20、z1和z2各自独立地表示－ch2o－、－och2－、－cf2o－、－ocf2－、－ch2ch2－、－cf2cf2－、－ch＝ch－、－cf＝cf－、－n＝ch－、－ch＝n－、－n＝n－、－c≡c－或单键，

21、r1和r2各自独立地表示氢原子、碳原子数1～30的烷基(存在于该基团中的氢原子可被氟原子取代，存在于该基团中的1个－ch2－或不相邻的2个以上－ch2－各自独立地可被－nr3－、－o－、－s－、－ch＝ch－、－cf＝cf－或－c≡c－取代。)，

22、r3表示氢原子、碳原子数1～10的烷基或碳原子数2～20的烯基(存在于这些基团中的1个－ch2－或不相邻的2个以上－ch2－各自独立地可被－o－、－s－、－coo－、－oco－或－co－取代，存在于这些基团中的氢原子可被氟原子取代。)，

23、l1表示氧原子或硫原子，

24、r3存在有多个时，多个r3彼此可以相同也可以不同。但式(1)中氧原子与氧原子不直接结合。]

25、[化2]

26、

27、[式(2)中，

28、aa和ab各自独立地表示选自由

29、(a2)1,4－亚环己基(存在于该基团中的1个－ch2－或不相邻的2个以上－ch2－各自独立地可被－o－或－s－取代，存在于该基团中的－ch＝可被－n＝取代。)、

30、(b2)1,4－亚苯基(存在于该基团中的1个－ch＝或不相邻的2个以上－ch＝可被－n＝取代。)、

31、(c2)1,4－亚环己烯基、二环[2.2.2]辛烷－1,4－二基、萘－2,6－二基、萘－1,4－二基、1,2,3,4－四氢化萘－2,6－二基、5,6,7,8－四氢化萘－1,4－二基、十氢化萘－2,6－二基、蒽－2,6－二基、蒽－1,4－二基、蒽－9,10－二基或菲－2,7－二基(存在于萘－2,6－二基、萘－1,4－二基、1,2,3,4－四氢化萘－2,6－二基、5,6,7,8－四氢化萘－1,4－二基、蒽－2,6－二基、蒽－1,4－二基、蒽－9,10－二基和菲－2,7－二基中的1个－ch＝或不相邻的2个以上－ch＝可被－n＝取代。)和

32、(d2)噻吩－2,5－二基、噻吩－2,4－二基、苯并噻吩－2,5－二基、苯并噻吩－2,6－二基、二苯并噻吩－3,7－二基、二苯并噻吩－2,6－二基或噻吩并[3,2－b]噻吩－2,5－二基(存在于这些基团中的1个－ch＝或不相邻的2个以上－ch＝可被－n＝取代。)

33、组成的组中的基团，存在于上述基团(a2)、基团(b2)、基团(c2)和基团(d2)中的氢原子各自独立地可被甲基、氟原子或氯原子取代，

34、za和zb各自独立地表示－ch2o－、－och2－、－cf2o－、－ocf2－、－coo－、－oco－、－ch2ch2－、－cf2cf2－、－ch＝ch－、－cf＝cf－、－n＝ch－、－ch＝n－、－n＝n－、－c≡c－或单键，

35、ra和rb各自独立地表示氢原子、碳原子数1～30的烷基(存在于该基团中的氢原子可被氟原子取代，存在于该基团中的1个－ch2－或不相邻的2个以上－ch2－各自独立地可被－nrc－、－o－、－s－、－co－、－cs－、－coo－、－oco－、－co－s－、－s－co－、－o－co－o－、－co－nh－、－nh－co－、－ch＝ch－、－cf＝cf－或－c≡c－取代。)，

36、rc表示氢原子、碳原子数1～10的烷基或碳原子数2～20的烯基(存在于这些基团中的1个－ch2－或不相邻的2个以上－ch2－各自独立地可被－o－、－s－、－coo－、－oco－或－co－取代，存在于这些基团中的氢原子可被氟原子取代。)，

37、n和m各自独立地表示1～3的整数，

38、aa和za存在有多个时，多个aa彼此可以相同也可以不同，多个za彼此可以相同也可以不同，

39、ab和zb存在有多个时，多个ab彼此可以相同也可以不同，多个zb彼此可以相同也可以不同，

40、rc存在有多个时，多个rc彼此可以相同也可以不同。但式(2)中氧原子与氧原子不直接结合。]

41、[化3]

42、

43、[式(3)中，

44、r11表示碳原子数1～10的烷基(存在于该基团中的氢原子可被氟原子取代，存在于该基团中的1个－ch2－或不相邻的2个以上－ch2－各自独立地可被－ch＝ch－、－c≡c－、－o－、－co－、－coo－或－oco－取代。)，

45、r12表示卤原子、氰基、异硫氰酸酯基或碳原子数1～10的烷基(存在于该烷基中的氢原子可被氟原子取代，存在于该烷基中的1个－ch2－或不相邻的2个以上－ch2－各自独立地可被－ch＝ch－、－c≡c－、－o－、－co－、－coo－或－oco－取代。)，

46、a11、a12和a13各自独立地表示选自由

47、(a3)1,4－亚环己基(存在于该基团中的1个－ch2－或不相邻的2个以上－ch2－可被－o－取代。)、

48、(b3)1,4－亚苯基(存在于该基团中的1个－ch＝或不相邻的2个以上－ch＝可被－n＝取代。)和

49、(c3)1,4－亚环己烯基、四氢吡喃－2,5－二基、1,3－二噁烷－2,5－二基、十氢化萘－2,6－二基、吡啶－2,5－二基、嘧啶－2,5－二基、吡嗪－2,5－二基、萘－2,6－二基、1,2,3,4－四氢化萘－2,6－二基(存在于萘－2,6－二基和1,2,3,4－四氢化萘－2,6－二基中的1个－ch＝或不相邻的2个以上－ch＝可被－n＝取代。)

50、组成的组中的基团，存在于上述基团(a3)、基团(b3)和基团(c3)中的氢原子各自独立地可被氰基、甲基、三氟甲基、三氟甲基氧基、氟原子或氯原子取代，

51、z11和z12各自独立地表示单键、－ch2ch2－、－(ch2)4－、－och2－、－ch2o－、－coo－、－oco－、－ocf2－、－cf2o－、－ch＝n－n＝ch－、－ch＝ch－、－cf＝cf－或－c≡c－，

52、n11表示0～3的整数，

53、a11和z11存在有多个时，多个a11彼此可以相同也可以不同，多个z11彼此可以相同也可以不同。]

54、[2]

55、根据[1]所述的液晶组合物，含有上述式(1)所表示的化合物。

56、[3]

57、根据[2]所述的液晶组合物，上述式(1)中的上述a1和上述a2各自独立地为选自由上述基团(a1)和上述基团(b1)组成的组中的基团。

58、[4]

59、根据[2]或[3]所述的液晶组合物，上述式(1)中的上述z1和上述z2各自独立地为－och2－或单键。

60、[5]

61、根据[1]～[4]中任一项所述的液晶组合物，含有上述式(2)所表示的化合物。

62、[6]

63、根据[5]所述的液晶组合物，上述式(2)中的上述aa和上述ab各自独立地为选自由上述基团(a2)和上述基团(b2)组成的组中的基团。

64、[7]

65、根据[5]或[6]所述的液晶组合物，上述式(2)中的上述za和上述zb各自独立地为－och2－或单键。

66、[8]

67、根据[1]～[7]中任一项所述的液晶组合物，含有上述式(1)所表示的化合物和上述式(2)所表示的化合物。

68、[9]

69、根据[1]～[8]中任一项所述的液晶组合物，含有下述式(3t)所表示的化合物作为上述式(3)所表示的化合物。

70、[化4]

71、

72、[式(3t)中，

73、rt1和rt2各自独立地表示碳原子数1～10的烷基(存在于该基团中的1个－ch2－或不相邻的2个以上－ch2－可被－ch＝ch－、－c≡c－、－o－、－co－、－coo－或－oco－取代。)，

74、at1、at2和at3各自独立地表示1,4－亚苯基(存在于该基团中的1个－ch＝或不相邻的2个以上－ch＝可被－n＝取代，该基团中的氢原子可被甲基、氰基、氟原子或氯原子取代。)。]

75、[10]

76、根据[1]～[9]中任一项所述的液晶组合物，作为上述聚合引发剂，含有酰基氧化膦系光自由基聚合引发剂。

77、[11]

78、一种液晶层，由[1]～[10]中任一项所述的液晶组合物形成，含有上述二色性色素、来自上述聚合性化合物的聚合物网络和上述液晶化合物。

79、[12]

80、一种调光元件，具有一对透明电极基板和配置在上述一对透明电极基板之间的[11]所述的液晶层。

81、发明效果

82、根据本发明，能够提供即使含有二色性色素、耐光性也优异的液晶层。此外，根据本发明，能够提供用于形成上述液晶层的液晶组合物。此外，根据本发明，还能够提供使用上述液晶组合物的调光元件。