(57)【要約】【課題】光学的に等方性を示すように粒径が可視光の波長域の下限よりも小さい液晶カプセルにおいて、低電圧で大きな光学変化を示す液晶カプセル、及びその製造方法が求められている。【解決手段】液晶組成物に界面活性剤を混合することにより、低電圧で大きな光学変化を示す液晶カプセル、およびその製造方法を提供する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶組成物と界面活性剤を混合した液晶組成物−界面活性剤混合物を、メラミン樹脂を含むカプセル壁で覆った、平均粒子径が１０ｎｍ〜３８０ｎｍである、液晶カプセル。
【請求項２】
界面活性剤が液晶組成物にほとんど溶解しないことを特徴とする、請求項１に記載の液晶カプセル。
【請求項３】
界面活性剤がフッ素系界面活性剤またはシリコーン系界面活性剤である、請求項１または２に記載の液晶カプセル。
【請求項４】
界面活性剤の含有量は、液晶組成物−界面活性剤混合物の全体量に対して、１〜３０重量％である、請求項１から３のいずれか１項に記載の液晶カプセル。
【請求項５】
液晶組成物が、液晶化合物１として式（１）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの化合物、および液晶化合物２として式（２）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの化合物を含有し、シアノを有する化合物の割合が液晶組成物全体に対して３重量％未満である、請求項１から４のいずれか１項に記載の液晶カプセル。
2020052176.tif 000030
式（１）および式（２）において、Ｒ１、Ｒ２およびＲ３は独立して、炭素数１から１２のアルキル、炭素数１から１２のアルコキシ、または炭素数２から１２のアルケニルであり；環Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４およびＡ５は独立して、１，４−シクロへキシレン、１，４−フェニレン、２−フルオロ−１，４−フェニレン、２，５−ジフルオロ−１，４−フェニレン、２，６−ジフルオロ−１，４−フェニレン、ピリジン−２，５−ジイル、ピリミジン−２，５−ジイル、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、またはテトラヒドロピラン−２，５−ジイルであり；Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３、Ｚ４およびＺ５は独立して、単結合、エチレン、ビニレン、メチレンオキシ、カルボニルオキシ、ジフルオロメチレンオキシ、エチニレン、またはテトラフルオロエチレンであるが、Ｚ１およびＺ２のうち、少なくとも１つはエチニレンであり；Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｘ４、Ｘ５およびＸ６は独立して、水素またはフッ素であるが、Ｘ１およびＸ２が同時にフッ素であることはなく、Ｘ４およびＸ５が同時にフッ素であることはなく；Ｙ１はフッ素、塩素、少なくとも１つの水素がハロゲンで置き換えられた炭素数１から１２のアルキル、少なくとも１つの水素がハロゲンで置き換えられた炭素数１から１２のアルコキシ、または少なくとも１つの水素がハロゲンで置き換えられた炭素数２から１２のアルケニルであり；ｌは、１または２であり、ｍは、０，１または２であり、ｌおよびｍが２である場合、複数存在する環Ａ２、環Ａ４、Ｚ２およびＺ４は、それぞれ同じであっても、異なっていてもよい。
【請求項６】
液晶組成物が、液晶化合物３として式（３）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの化合物をさらに含有する、請求項５に記載の液晶カプセル。
2020052176.tif 000031
式（３）において、Ｒ４およびＲ５は独立して、炭素数１から１２のアルキル、炭素数１から１２のアルコキシ、または炭素数２から１２のアルケニルであり；環Ａ６または環Ａ７は独立して、１，４−シクロへキシレン、１，４−フェニレン、２−フルオロ−１，４−フェニレン、２，５−ジフルオロ−１，４−フェニレン、または２，６−ジフルオロ−１，４−フェニレンであり；Ｚ６は、単結合、エチレン、ビニレン、メチレンオキシ、カルボニルオキシ、ジフルオロメチレンオキシ、エチニレン、またはテトラフルオロエチレンであり；Ｚ７は、単結合、エチレン、ビニレン、メチレンオキシ、カルボニルオキシ、ジフルオロメチレンオキシ、またはテトラフルオロエチレンであり；ｎは、０、１または２であり、ｎが２である場合、複数存在する環Ａ７およびＺ７は、それぞれ同じであっても、異なっていてもよく、ｎが１または２である場合、Ｚ６がエチニレンであることはない。
【請求項７】
液晶組成物が、液晶化合物４として式（４）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの化合物を含有する、請求項１から６のいずれか１項に記載の液晶カプセル。
2020052176.tif 000032
式（４）において、Ｒ６およびＲ７は独立して、炭素数１から１２のアルキル、炭素数１から１２のアルコキシ、炭素数２から１２のアルケニル、炭素数２から１２のアルケニルオキシ、または少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数１から１２のアルキルであり；環Ａ８およびＡ１０は独立して、１，４−シクロへキシレン、１，４−シクロへキセニレン、テトラヒドロピラン−２，５−ジイル、１，４−フェニレン、少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた１，４−フェニレン、ナフタレン−２，６−ジイル、少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられたナフタレン−２，６−ジイル、クロマン−２，６−ジイル、または少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられたクロマン−２，６−ジイルであり；環Ａ９は、２，３−ジフルオロ−１，４−フェニレン、２−クロロ−３−フルオロ−１，４−フェニレン、２，３−ジフルオロ−５−メチル−１，４−フェニレン、３，４，５−トリフルオロナフタレン−２，６−ジイル、または７，８−ジフルオロクロマン−２，６−ジイルであり；Ｚ８およびＺ９は独立して、単結合、エチレン、カルボニルオキシ、またはメチレンオキシであり；ｏは、１、２、または３であり；ｐは、０または１であり；ｏとｐとの和は３以下である。ｏが２である場合、複数存在する環Ａ８およびＺ８は、それぞれ同じであっても、異なっていてもよい。
【請求項８】
液晶組成物の波長５８９ｎｍにおける光学異方性（２５℃で測定）が０．２０〜０．３５の範囲であり、周波数１ｋＨｚにおける誘電率異方性（２５℃で測定）が８〜４０の範囲である、請求項１から７のいずれか１項に記載の液晶カプセル。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか１項に記載の液晶カプセルの製造方法。
【請求項１０】
液晶組成物および乳化剤を混合して得られた混合材料からマイクロエマルションを調製する工程Ａ、前記マイクロエマルションからナノエマルションを調製する工程Ｂ、および前記ナノエマルションにメラミンプレポリマーを混合して液晶カプセルを製造する工程Ｃを含む、請求項９に記載の液晶カプセルの製造方法。
【請求項１１】
工程Ｂに高圧式の微粒化装置を使用する、請求項９または１０に記載の液晶カプセルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶カプセルおよびその製造方法に関する。特に、光学的に等方性を示すように粒径が可視光の波長域の下限よりも小さい液晶カプセルにおいて、液晶組成物に界面活性剤を混合することにより、低電圧で大きな光学変化を示す液晶カプセル、及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
カプセルの中空部分に液晶組成物が内包された構造を有する液晶カプセルは、液晶表示素子として利用されており、特にフレキシブルディスプレイでの利用が期待されている（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３および非特許文献１）。
具体的には、液晶カプセルとバインダーを含む混合物を、バーコーター等を利用して、櫛歯型（横電界）基板に塗布し、片側基板のみで駆動する液晶表示素子が知られている。このような液晶表示素子は、カー効果を用いて駆動させるものである。
【０００３】
このような片側基板のみで駆動する液晶表示素子に液晶カプセルを用いる場合、必要とされる光学変化を達成するために印加する電圧が高すぎると、消費電力が高くなる、または汎用のドライバーＩＣが使用できないことによるコストアップなどの問題がある。
【０００４】
本明細書中、本発明の目的を達成するために液晶組成物に混合される「界面活性剤」と区別するために、液晶カプセルを作製する工程でエマルションを調製するために使用される界面活性剤を「乳化剤」と記載する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−６７８７８
【特許文献２】特開２０１０−２１１１８２
【特許文献３】韓国公開２０１４−５３０７７
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Optics EXPRESS Vol. 21, No. 13 P15719-15727(1 July 2013)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記の状況の下、光学的に等方性を示すように粒径が可視光の波長域の下限よりも小さい液晶カプセルにおいて、低電圧で大きな光学変化を示す液晶カプセル、及びその製造方法が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者等は、液晶組成物（１つまたは２つ以上の液晶化合物からなる組成物）に界面活性剤を混合して液晶カプセルを製造することで、低電圧で大きな光学変化を示す液晶カプセル、およびその製造方法を発明するに至った。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、光学的に等方性を示すように、粒径が可視光の波長域の下限（約３８０ｎｍ)よりも小さい液晶カプセルにおいて、液晶組成物に界面活性剤を混合することにより、低電圧で大きな光学変化を示す液晶カプセルを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施例で用いた櫛型電極基板を示す。
【図２】実施例で用いた光学系を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明は、例えば以下の態様の発明を含む。
液晶組成物に界面活性剤を混合することにより、低電圧で大きな光学変化を示す液晶カプセル、およびその製造方法を提供する。
【００１２】
本発明は、下記の項などである。
項１．液晶組成物と界面活性剤を混合した液晶組成物−界面活性剤混合物を、メラミン樹脂を含むカプセル壁で覆った、平均粒子径が１０ｎｍ〜３８０ｎｍである、液晶カプセル。
【００１３】
項２．界面活性剤が液晶組成物にほとんど溶解しないことを特徴とする、項１に記載の液晶カプセル。
【００１４】
項３．界面活性剤がフッ素系界面活性剤またはシリコーン系界面活性剤である、項１または２に記載の液晶カプセル。
【００１５】
項４．界面活性剤の含有量は、液晶組成物−界面活性剤混合物の全体量に対して、１〜３０重量％である、項１から３のいずれか１項に記載の液晶カプセル。
【００１６】
項５．液晶組成物が、液晶化合物１として式（１）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの化合物、および液晶化合物２として式（２）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの化合物を含有し、シアノを有する化合物の割合が液晶組成物全体に対して３重量％未満である、項１から４のいずれか１項に記載の液晶カプセル。
2020052176.tif 000002
式（１）および式（２）において、Ｒ１、Ｒ２およびＲ３は独立して、炭素数１から１２のアルキル、炭素数１から１２のアルコキシ、または炭素数２から１２のアルケニルであり；環Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４およびＡ５は独立して、１，４−シクロへキシレン、１，４−フェニレン、２−フルオロ−１，４−フェニレン、２，５−ジフルオロ−１，４−フェニレン、２，６−ジフルオロ−１，４−フェニレン、ピリジン−２，５−ジイル、ピリミジン−２，５−ジイル、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、またはテトラヒドロピラン−２，５−ジイルであり；Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３、Ｚ４およびＺ５は独立して、単結合、エチレン、ビニレン、メチレンオキシ、カルボニルオキシ、ジフルオロメチレンオキシ、エチニレン、またはテトラフルオロエチレンであるが、Ｚ１およびＺ２のうち、少なくとも１つはエチニレンであり；Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｘ４、Ｘ５およびＸ６は独立して、水素またはフッ素であるが、Ｘ１およびＸ２が同時にフッ素であることはなく、Ｘ４およびＸ５が同時にフッ素であることはなく；Ｙ１はフッ素、塩素、少なくとも１つの水素がハロゲンで置き換えられた炭素数１から１２のアルキル、少なくとも１つの水素がハロゲンで置き換えられた炭素数１から１２のアルコキシ、または少なくとも１つの水素がハロゲンで置き換えられた炭素数２から１２のアルケニルであり；ｌは、１または２であり、ｍは、０，１または２であり、ｌおよびｍが２である場合、複数存在する環Ａ２、環Ａ４、Ｚ２およびＺ４は、それぞれ同じであっても、異なっていてもよい。
【００１７】
項６．液晶組成物が、液晶化合物３として式（３）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの化合物をさらに含有する、項５に記載の液晶カプセル。
2020052176.tif 000003
式（３）において、Ｒ４およびＲ５は独立して、炭素数１から１２のアルキル、炭素数１から１２のアルコキシ、または炭素数２から１２のアルケニルであり；環Ａ６または環Ａ７は独立して、１，４−シクロへキシレン、１，４−フェニレン、２−フルオロ−１，４−フェニレン、２，５−ジフルオロ−１，４−フェニレン、または２，６−ジフルオロ−１，４−フェニレンであり；Ｚ６は、単結合、エチレン、ビニレン、メチレンオキシ、カルボニルオキシ、ジフルオロメチレンオキシ、エチニレン、またはテトラフルオロエチレンであり；Ｚ７は、単結合、エチレン、ビニレン、メチレンオキシ、カルボニルオキシ、ジフルオロメチレンオキシ、またはテトラフルオロエチレンであり；ｎは、０、１または２であり、ｎが２である場合、複数存在する環Ａ７およびＺ７は、それぞれ同じであっても、異なっていてもよく、ｎが１または２である場合、Ｚ６がエチニレンであることはない。
【００１８】
項７．液晶組成物が、液晶化合物４として式（４）で表される化合物の群から選択された少なくとも１つの化合物を含有する、項１から６のいずれか１項に記載の液晶カプセル。
2020052176.tif 000004
式（４）において、Ｒ６およびＲ７は独立して、炭素数１から１２のアルキル、炭素数１から１２のアルコキシ、炭素数２から１２のアルケニル、炭素数２から１２のアルケニルオキシ、または少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数１から１２のアルキルであり；環Ａ８およびＡ１０は独立して、１，４−シクロへキシレン、１，４−シクロへキセニレン、テトラヒドロピラン−２，５−ジイル、１，４−フェニレン、少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた１，４−フェニレン、ナフタレン−２，６−ジイル、少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられたナフタレン−２，６−ジイル、クロマン−２，６−ジイル、または少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられたクロマン−２，６−ジイルであり；環Ａ９は、２，３−ジフルオロ−１，４−フェニレン、２−クロロ−３−フルオロ−１，４−フェニレン、２，３−ジフルオロ−５−メチル−１，４−フェニレン、３，４，５−トリフルオロナフタレン−２，６−ジイル、または７，８−ジフルオロクロマン−２，６−ジイルであり；Ｚ８およびＺ９は独立して、単結合、エチレン、カルボニルオキシ、またはメチレンオキシであり；ｏは、１、２、または３であり；ｐは、０または１であり；ｏとｐとの和は３以下である。ｏが２である場合、複数存在する環Ａ８およびＺ８は、それぞれ同じであっても、異なっていてもよい。
【００１９】
項８．液晶組成物の波長５８９ｎｍにおける光学異方性（２５℃で測定）が０．２０〜０．３５の範囲であり、周波数１ｋＨｚにおける誘電率異方性（２５℃で測定）が８〜４０の範囲である、項１から７のいずれか１項に記載の液晶カプセル。
【００２０】
項９．項１から８のいずれか１項に記載の液晶カプセルの製造方法。
【００２１】
項１０．液晶組成物および乳化剤を混合して得られた混合材料からマイクロエマルションを調製する工程Ａ、前記マイクロエマルションからナノエマルションを調製する工程Ｂ、および前記ナノエマルションにメラミンプレポリマーを混合して液晶カプセルを製造する工程Ｃを含む、項９に記載の液晶カプセルの製造方法。
【００２２】
項１１．工程Ｂに高圧式の微粒化装置を使用する、請求項９または１０に記載の液晶カプセルの製造方法。
【００２３】
１．液晶カプセル
本発明の液晶カプセルは、液晶化合物を含有する液晶組成物、液晶組成物に混合される界面活性剤、液晶カプセルを形成するために使用される乳化剤およびカプセル壁を含む。液晶組成物および乳化剤を混合して得られた混合材料からマイクロエマルションを調製する工程Ａで界面活性剤と液晶組成物は乳化剤に内包される。それからカプセル壁は乳化剤と酸アミド結合してその外側を囲むように配置される。界面活性剤は液晶組成物にほとんど溶解しないため、液晶組成物の外側に配置されることが好ましい。具体的には、カプセル壁は閉曲面状であり、カプセル壁の内側には乳化剤の疎水性基が配置され、乳化剤の親水性基は、界面活性剤の親水性基と相対して配置される。界面活性剤の疎水性基は、液晶組成物の外側に配置される。
閉曲面状の具体例としては、球面、楕円球面等が挙げられる。カプセル壁の組成は特に限定されないが、重合体が好ましく、メラミンポリマーがさらに好ましい。
液晶組成物は１つまたは２つ以上の液晶化合物を含む材料である。
また、界面活性剤および乳化剤はそれぞれ１つの化合物であっても、複数の化合物からなってもよい。
【００２４】
液晶カプセルの平均粒子径は１０〜３８０ｎｍが好ましい。表示品位の観点から、液晶カプセルの平均粒子径は３０〜２５０ｎｍがより好ましく、３０〜２００ｎｍがさらに好ましい。なお、本明細書中、「平均粒子径」とは２５℃において光散乱法により５０回測定した粒子径の個数基準の平均値である。
【００２５】
１−１．液晶組成物に混合される界面活性剤
本発明の液晶組成物に混合される界面活性剤は、液晶カプセルの形成を阻害しないことを前提として、液晶組成物および水に難溶性であり、液晶組成物と乳化剤の間または液晶組成物とカプセル壁の間に存在することが好ましい。
界面活性剤が液晶組成物に溶解すると、液晶組成物の電気光学特性が変化する可能性があるため好ましくない。界面活性剤は液晶組成物に溶解しないか、溶解しても液晶組成物の電気光学特性をほとんど変化させないものが好ましい。また、界面活性剤が水に溶解すると、界面活性剤が水相に漏洩してしまい、液晶カプセル内に存在させることができなくなるため好ましくない。なお本明細書では、液晶組成物に界面活性剤を混合したものを「液晶組成物-界面活性剤混合物」と記載する。
界面活性剤は、乳化剤またはカプセル壁から液晶組成物へのアンカリングの影響を弱めるために、界面活性剤自体が液晶組成物へのアンカリングが弱いことが好ましく、乳化剤またはカプセル壁から液晶組成物へのアンカリングを阻害し弱めるものが好ましい。
【００２６】
本発明に好ましく使用できる界面活性剤としては、フッ素系界面活性剤またはシリコーン系界面活性剤が好ましい。フッ素系界面活性剤とは、化学構造中の疎水性部位にフッ素原子を１つまたは複数有する化合物であり、シリコーン系界面活性剤とは、化学構造中の疎水性部位にシロキサン結合を１つまたは複数有する化合物である。
具体的には、Ｓｕｒｆｙｎｏｌ  ＤＦ−５８（信越化学工業社製）、ＢＹＫ−ＵＶ３５３０、ＢＹＫ−３４８、（以上BYK Additives & Instruments社製）、Ｆ−４７７、Ｆ５５３、Ｆ５５６（以上ＤＩＣ社製）、シルフェイスＳＪＭ００２、およびシルフェイスＳＪＭ００３（以上日信化学工業社製）が好ましく、Ｓｕｒｆｙｎｏｌ  ＤＦ−５８、およびＢＹＫ−３４８が特に好ましい。
【００２７】
界面活性剤の含有量は、液晶組成物−界面活性剤混合物の全体量に対して、１〜３０重量％が好ましく、１〜２０重量％がさらに好ましい。
【００２８】
１−２．乳化剤
本発明の液晶カプセルの製造方法で用いられる乳化剤は、乳化能力を有していれば特に限定されないが、液晶組成物とカプセル壁の表面の両方に親和することが好ましい。
【００２９】
液晶組成物及びカプセル壁の表面の両方に親和する乳化剤としては、疎水性と親水性を共有する化合物であり、例えば、グリセリン、エチレングリコール、ジエチレングリコール、モノエチルエーテル、ブタンジオール、プロピレングリコール、プロピオン酸ペンタジオール等が挙げられ、本発明の液晶カプセルの製造方法で用いられる乳化剤としては、ラジカル重合における電子供与性モノマーと無水マレイン酸の共重合体の加水分解物を用いることが好ましく、置換基を有していてもよいスチレンと無水マレイン酸の共重合体の加水分解物、アルケニル基を有する化合物と無水マレイン酸の共重合体の加水分解物、およびエーテル結合基を有する化合物と無水マレイン酸の共重合体の加水分解物を用いることがより好ましく、
スチレン−無水マレイン酸共重合体の加水分解物、１−オクタデセン−無水マレイン酸共重合体の加水分解物、および２−エチルヘキシルビニルエーテル−無水マレイン酸共重合体の加水分解物を用いることが特に好ましい。
【００３０】
水への溶解性と、粘度の上昇を抑えて混合しやすくする観点から、本発明の乳化剤の重量平均分子量は１，０００〜５００，０００が好ましく、５，０００〜５０，０００が特に好ましい。
【００３１】
乳化剤の含有量は、液晶組成物１００重量部に対して１〜５０重量部であることが好ましく、５〜４０重量部がさらに好ましい。
【００３２】
１−３．カプセル壁
本発明の液晶カプセルの製造で用いられるモノマーおよび／またはプレポリマーは、液晶カプセルのカプセル壁の材料となる。すなわち、ｉｎ−ｓｉｔｕ重合法によって、モノマーおよび／またはプレポリマーが液晶組成物を包み込むように重合して、閉曲面状のカプセル壁を形成する。本発明のモノマーおよび／またはプレポリマーは重合基を有すれば特に限定されない。
【００３３】
本発明の液晶カプセルの製造でカプセル壁に用いられるモノマーおよび／またはプレポリマーとして、例えば、ゼラチン、アミド樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、メラミン・フェノール樹脂、ポリエステル樹脂、ジアリルフタレート樹脂またはエポキシ樹脂が挙げられる。本発明の液晶カプセルの製造で用いられるカプセル壁としては、メラミン樹脂または尿素−ホルマリン樹脂を用いることが好ましい。より好ましいカプセル壁は、メラミン樹脂である。
【００３４】
カプセル壁の含有量は、液晶組成物１００重量部に対して１〜６０重量部であることが好ましく、５〜４５重量部がさらに好ましい。
【００３５】
１−４．液晶組成物
液晶組成物は、ネマチック相を有する組成物としての使用、光学活性化合物を添加することによって光学活性な組成物としての使用が可能である。
液晶組成物は液晶化合物を含み、任意に、光学活性化合物、酸化防止剤、紫外線吸収剤、二色性色素等の添加剤をさらに含んでもよい。
正の誘電率異方性を有する液晶組成物は、約−１０℃以下のネマチック相の下限温度、約７０℃以上の上限温度、約０．２０から約０．３５の範囲の光学異方性、そして約８から約４０の範囲の誘電率異方性を有する。液晶組成物を含有する素子は大きな電圧保持率を有する。
負の誘電率異方性を有する液晶組成物は、約−１０℃以下のネマチック相の下限温度、約７０℃以上の上限温度、約０．０８から約０．３５の範囲の光学異方性、そして約−２から約−２０の範囲の誘電率異方性を有する。液晶組成物を含有する素子は大きな電圧保持率を有する。これらの液晶組成物はＡＭ素子に適し、透過型のＡＭ素子に特に適する。
【００３６】
１−４−１．液晶組成物に含まれる液晶化合物
混合材料に用いられる液晶組成物に含まれる液晶化合物は、モノマーとの相溶性がよく、水に難溶性であれば、特に限定されない。また、液晶化合物を含む液晶組成物は、例えば、ネマチック液晶、スメクチック液晶、コレステリック液晶、キラルネマチック液晶等が挙げられる。これらの中でも、ネマチック液晶が好ましい。
【００３７】
液晶組成物は、異なる特性の液晶化合物を含むことが好ましい。具体的には、ネマチック相の上限温度、粘度、光学異方性、誘電率異方性、比抵抗等について所定の特性を有することが好ましい。本発明で使用される液晶組成物には、式（１）で表される液晶化合物１、必要に応じて式（３）で表される液晶化合物３を用いる。正の誘電率異方性を有する液晶組成物は、式（２）で表される液晶化合物２、負の誘電率異方性を有する液晶組成物は、後述する式（４）で表される液晶化合物４を用いる。表１に液晶化合物１〜４の特性をまとめておく。
なお、比抵抗や電圧保持率の観点から、シアノを有する化合物の割合が液晶組成物全体に対して３重量％未満であることが好ましい。
2020052176.tif 000005
表１中、Ｌは大きいまたは高い、Ｍは中程度の、Ｓは小さいまたは低い、を意味する。記号Ｌ、Ｍ、Ｓは、成分化合物のあいだの定性的な比較に基づいた分類であり、０（ゼロ）は、値がほぼゼロであることを意味する。液晶化合物２の誘電率異方性は正であり、液晶化合物４の誘電率異方性は負であり、表中の記号は、それぞれ誘電率異方性の絶対値の大小を示す。
【００３８】
液晶化合物１を用いると、液晶組成物の光学異方性が上昇する傾向を示し、液晶化合物２を用いると、液晶組成物の誘電率異方性が正に上昇する（長軸方向における誘電率が大きくなる）傾向を示し、液晶化合物３を用いると、液晶組成物の光学異方性が上昇する傾向、ネマチック相の上限温度が上昇する傾向、または、ネマチック相の下限温度が下降する傾向を示す。液晶化合物４を用いると、液晶組成物の誘電率異方性が負に上昇する（短軸方向における誘電率が大きくなる）傾向を示す。液晶化合物４は、液晶組成物の弾性定数を調整し、素子の電圧−透過率曲線を調整する目的で添加される。
【００３９】
正の誘電率異方性を有する液晶組成物は、液晶化合物１および液晶化合物２を含むことが好ましく、液晶化合物１、液晶化合物２および液晶化合物３を含むことがさらに好ましい。負の誘電率異方性を有する液晶組成物は、液晶化合物１および液晶化合物４を含むことが好ましく、液晶化合物１、液晶化合物３および液晶化合物４を含むことがさらに好ましい。なお、液晶化合物１〜４はそれぞれ複数の化合物から構成されていることが好ましい。
【００４０】
液晶組成物において、良好な光学異方性および良好なネマチック相の上限温度を得るためには、液晶組成物の総量に基づいて、液晶化合物１の好ましい割合は２０〜７０重量％が好ましく、２５〜７０重量％がさらに好ましく、３０〜６５重量％が特に好ましい。
【００４１】
液晶組成物において、良好な光学異方性および良好な正の誘電率異方性を得るためには、液晶組成物の総量に基づいて、液晶化合物２の好ましい割合は２５〜７５重量％が好ましく、３０〜７５重量％がさらに好ましく、３５〜７０重量％が特に好ましい。
【００４２】
液晶組成物において、良好な光学異方性および良好なネマチック相の下限温度を得るためには、液晶組成物の総量に基づいて、液晶化合物３の好ましい割合は１０〜５５重量％が好ましく、１０〜５０重量％がさらに好ましく、１０〜４５重量％が特に好ましい。
【００４３】
液晶組成物において、良好な光学異方性および良好な負の誘電異方性を得るためには、液晶組成物の総量に基づいて、液晶化合物４の好ましい割合は１０〜８０重量％が好ましく、１５〜７０重量％がさらに好ましい。
【００４４】
液晶化合物１としては、下記式（１）で表される化合物が挙げられる。
2020052176.tif 000006
（式（１）において、Ｒ１およびＲ２は独立して、炭素数１から１２のアルキル、炭素数１から１２のアルコキシ、または炭素数２から１２のアルケニルであり；環Ａ１、Ａ２は独立して、１，４−シクロへキシレン、１，４−フェニレン、２−フルオロ−１，４−フェニレン、２，５−ジフルオロ−１，４−フェニレン、２，６−ジフルオロ−１，４−フェニレン、ピリジン−２，５−ジイル、ピリミジン−２，５−ジイル、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、またはテトラヒドロピラン−２，５−ジイルであり；Ｚ１およびＺ２は独立して、単結合、エチレン、ビニレン、メチレンオキシ、カルボニルオキシ、ジフルオロメチレンオキシ、エチニレン、またはテトラフルオロエチレンであるが、Ｚ１およびＺ２のうち、少なくとも１つはエチニレンであり；Ｘ１、Ｘ２およびＸ３は独立して、水素またはフッ素であるが、Ｘ１およびＸ２が同時にフッ素であることはなく；ｌは、１または２であり、ｌが２を表す場合、複数存在する環Ａ２およびＺ２は、それぞれ同じであっても、異なっていてもよい。）
【００４５】
テトラヒドロピラン−２，５−ジイルは、
2020052176.tif 000007
であり、好ましくは
2020052176.tif 000008
である。
【００４６】
液晶化合物１としては、式（１）で表される化合物の中でも、下記式（１−１）で表される化合物が好ましい。式（１−１）で表される化合物の中でも、式（１−１−１）〜（１−１−１３）で表される化合物が好ましい。
2020052176.tif 000009
【００４７】
（式（１−１）および式（１−１−１）〜（１−１−１３）において、Ｒ１１およびＲ２１は独立して、炭素数１から１２のアルキル、炭素数１から１２のアルコキシ、または炭素数２から１２のアルケニルであり；環Ａ１１は、１，４−シクロへキシレン、１，４−フェニレン、２−フルオロ−１，４−フェニレン、２，５−ジフルオロ−１，４−フェニレン、または２，６−ジフルオロ−１，４−フェニレンであり；Ｚ１１は、単結合、エチレン、ビニレン、メチレンオキシ、カルボニルオキシ、ジフルオロメチレンオキシ、エチニレン、またはテトラフルオロエチレンであり；Ｘ１１は、水素またはフッ素である。）
【００４８】
式（１−１）において、化合物の光学異方性を上げるために好ましい環Ａ１１は、１，４−フェニレン、または２−フルオロ−１，４−フェニレンである。１，４−シクロヘキシレンに関する立体配置は、上限温度を上げるためにシスよりもトランスが好ましい。
化合物の光学異方性を上げるために好ましいＺ１１は、単結合またはエチニレンである。
化合物の誘電率異方性を上げるために好ましいＸ１１はフッ素である。
【００４９】
液晶化合物１の少なくとも１つが、式（１−１−３）で表される化合物、式（１−１−４）で表される化合物、または式（１−１−５）で表される化合物であることが好ましい。また、液晶化合物１の少なくとも２つが、式（１−１−３）で表される化合物および式（１−１−５）で表される化合物、または式（１−１−４）で表される化合物および式（１−１−５）で表される化合物の組み合わせであることが好ましい。
【００５０】
液晶化合物２としては、下記式（２）で表される化合物が挙げられる。
2020052176.tif 000010
（式（２）において、Ｒ３は、炭素数１から１２のアルキル、炭素数１から１２のアルコキシ、または炭素数２から１２のアルケニルであり；環Ａ３、Ａ４およびＡ５は独立して、１，４−シクロへキシレン、１，４−フェニレン、２−フルオロ−１，４−フェニレン、２，５−ジフルオロ−１，４−フェニレン、２，６−ジフルオロ−１，４−フェニレン、ピリジン−２，５−ジイル、ピリミジン−２，５−ジイル、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、またはテトラヒドロピラン−２，５−ジイルであり；Ｚ３、Ｚ４およびＺ５は独立して、単結合、エチレン、ビニレン、メチレンオキシ、カルボニルオキシ、ジフルオロメチレンオキシ、エチニレン、またはテトラフルオロエチレンであり；Ｘ４、Ｘ５およびＸ６は独立して、水素またはフッ素であるが、Ｘ４およびＸ５が同時にフッ素であることはなく；Ｙ１はフッ素、塩素、少なくとも１つの水素がハロゲンで置き換えられた炭素数１から１２のアルキル、少なくとも１つの水素がハロゲンで置き換えられた炭素数１から１２のアルコキシ、または少なくとも１つの水素がハロゲンで置き換えられた炭素数２から１２のアルケニルであり；ｍは、０，１または２であり、ｍが２を表す場合、複数存在する環Ａ４およびＺ４は、それぞれ同じであっても、異なっていてもよい。）
【００５１】
１．４−シクロヘキシレンに関する立体配置は、上限温度を上げるためにシスよりもトランスが好ましい。
【００５２】
液晶化合物２としては、式（２）で表される化合物の中でも、下記式（２−１）および（２−２）で表される化合物が挙げられる。
2020052176.tif 000011
式（２−１）において、Ｒ３１は、炭素数１から１２のアルキル、炭素数１から１２のアルコキシ、または炭素数２から１２のアルケニルであり；環Ａ３１は、１，４−フェニレン、２−フルオロ−１，４−フェニレン、２，６−ジフルオロ−１，４−フェニレン、ピリジン−２，５−ジイル、ピリミジン−２，５−ジイル、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、またはテトラヒドロピラン−２，５−ジイルであり；環Ａ４１および環Ａ５１は独立して、１，４−フェニレン、２−フルオロ−１，４−フェニレン、または２，６−ジフルオロ−１，４−フェニレンであり；Ｚ３１、Ｚ４１およびＺ５１は独立して、単結合、エチレン、ビニレン、メチレンオキシ、カルボニルオキシ、ジフルオロメチレンオキシ、エチニレン、またはテトラフルオロエチレンであるが、Ｚ３１、Ｚ４１およびＺ５１の少なくとも１つはジフルオロメチレンオキシであり；Ｘ５１およびＸ６１は独立して、水素またはフッ素であり；Ｙ１１はフッ素、塩素、少なくとも１つの水素がハロゲンで置き換えられた炭素数１から１２のアルキル、少なくとも１つの水素がハロゲンで置き換えられた炭素数１から１２のアルコキシ、または少なくとも１つの水素がハロゲンで置き換えられた炭素数２から１２のアルケニルであり；ｍ１は、０、１または２であり、ｍ１が２を表す場合、複数存在する環Ａ４１およびＺ４１は、それぞれ同じであっても、異なっていてもよい。
【００５３】
2020052176.tif 000012
式（２−２）において、Ｒ３２は、炭素数１から１２のアルキル、炭素数１から１２のアルコキシ、または炭素数２から１２のアルケニルであり；環Ａ３２は、１，４−フェニレン、２−フルオロ−１，４−フェニレン、２，６−ジフルオロ−１，４−フェニレン、ピリジン−２，５−ジイル、ピリミジン−２，５−ジイル、１，３−ジオキサン−２，５−ジイル、またはテトラヒドロピラン−２，５−ジイルであり；環Ａ４２および環Ａ５２は独立して、１，４−フェニレン、２−フルオロ−１，４−フェニレン、または２，６−ジフルオロ−１，４−フェニレンであり；Ｚ３２、Ｚ４２およびＺ５２は独立して、単結合、エチレン、ビニレン、メチレンオキシ、カルボニルオキシ、エチニレン、またはテトラフルオロエチレンであり；Ｘ４２、Ｘ５２およびＸ６２独立して、水素またはフッ素であるが、Ｘ４２およびＸ５２が同時にフッ素であることはなく；Ｙ１２はフッ素、塩素、少なくとも１つの水素がハロゲンで置き換えられた炭素数１から１２のアルキル、少なくとも１つの水素がハロゲンで置き換えらた炭素数１から１２のアルコキシ、または少なくとも１つの水素がハロゲンで置き換えられた炭素数２から１２のアルケニルであり；ｍ２は、０、１または２であり、ｍ２が２を表す場合、複数存在する環Ａ４２およびＺ４２は、それぞれ同じであっても、異なっていてもよい。
【００５４】
式（２−１）で表される化合物の中でも、下記式（２−１−１）〜（２−１−１３）で表される化合物が好ましい。
2020052176.tif 000013
【００５５】
式（２−１−１）〜（２−１−１３）において、Ｒ３１は、炭素数１から１２のアルキル、炭素数１から１２のアルコキシ、または炭素数２から１２のアルケニルである。
【００５６】
式（２−１）において、化合物の光学異方性を上げるために好ましい環Ａ３１は、１，４−フェニレン、２−フルオロ−１，４−フェニレン、または２，６−ジフルオロ−１，４−フェニレンであり、好ましい環Ａ４１または環Ａ５１は、１，４−フェニレン、または２−フルオロ−１，４−フェニレンである。テトラヒドロピラン−２，５−ジイルは、
2020052176.tif 000014
であり、好ましくは
2020052176.tif 000015
である。
化合物の誘電率異方性を上げるために好ましいＺ３１、Ｚ４１またはＺ５１は、ジフルオロメチレンオキシであり、化合物の比抵抗を上げるために好ましいＺ３１、Ｚ４１またはＺ５１は、単結合である。
化合物の誘電率異方性を上げるためまたはネマチック相の上限温度をあげるために好ましいｍ１は、１である。化合物の誘電率異方性を上げるために好ましいＸ５１またはＸ６１は、フッ素である。化合物のネマチック相の下限温度を下げるために好ましいＹ１１は、フッ素である。
【００５７】
液晶化合物２のうち式（２−１）で表される化合物の少なくとも１つが、式（２−１−２）で表される化合物、式（２−１−５）で表される化合物、式（２−１−６）で表される化合物、または式（２−１−１０）で表される化合物であることが好ましい。また、液晶化合物２のうち式（２−１）で表される化合物の少なくとも２つが、式（２−１−２）で表される化合物および式（２−１−６）で表される化合物、式（２−１−５）で表される化合物および式（２−１−６）で表される化合物、または式（２−１−６）で表される化合物および式（２−１−１０）で表される化合物の組み合わせであることが好ましい。
【００５８】
また、式（２−２）で表される化合物の中でも、下記式（２−２−１）〜（２−２−１２）で表される化合物が好ましい。
2020052176.tif 000016
【００５９】
（式（２−２−１）〜（２−２−１２）において、Ｒ３２は、炭素数１から１２のアルキル、炭素数１から１２のアルコキシ、または炭素数２から１２のアルケニルである。
【００６０】
式（２−２）において、化合物の光学異方性を上げるために好ましい環Ａ３２は、１，４−フェニレン、２−フルオロ−１，４−フェニレンまたは２，６−ジフルオロ−１，４−フェニレンであり、好ましい環Ａ４２または環Ａ５２は、１，４−フェニレン、または２−フルオロ−１，４−フェニレンである。テトラヒドロピラン−２，５−ジイルは、
2020052176.tif 000017
であり、好ましくは
2020052176.tif 000018
である。
化合物の比抵抗を上げるために好ましいＺ３２、Ｚ４２またはＺ５２は、単結合である。
化合物の誘電率異方性を上げるため、または、ネマチック相の下限温度を下げるために好ましいｍ２は、０である。
化合物の誘電率異方性を上げるために好ましいＸ４２、Ｘ５２またはＸ６２は、フッ素である。
化合物のネマチック相の下限温度を下げるために好ましいＹ１２は、フッ素である。
【００６１】
液晶化合物２のうち式（２−２）で表される化合物の少なくとも１つが、式（２−２−４）で表される化合物、または式（２−２−５）で表される化合物であることが好ましい。また、液晶化合物２のうち式（２−２）で表される化合物の少なくとも２つが、式（２−２−４）で表される化合物および式（２−２−５）で表される化合物の組み合わせであることが好ましい。
【００６２】
液晶化合物３としては、下記式（３）で表される化合物が挙げられる。
2020052176.tif 000019
（式（３）において、Ｒ４およびＲ５は独立して、炭素数１から１２のアルキル、炭素数１から１２のアルコキシ、または炭素数２から１２のアルケニルであり；環Ａ６または環Ａ７は独立して、１，４−シクロへキシレン、１，４−フェニレン、２−フルオロ−１，４−フェニレン、２，５−ジフルオロ−１，４−フェニレン、または２，６−ジフルオロ−１，４−フェニレンであり；Ｚ６は、単結合、エチレン、ビニレン、メチレンオキシ、カルボニルオキシ、ジフルオロメチレンオキシ、エチニレン、またはテトラフルオロエチレンであり；Ｚ７は、単結合、エチレン、ビニレン、メチレンオキシ、カルボニルオキシ、ジフルオロメチレンオキシ、またはテトラフルオロエチレンであり；ｎは、０、１または２であり、ｎが２を表す場合、複数存在する環Ａ７およびＺ７は、それぞれ同じであっても、異なっていてもよく；ただし、式（１−１）で表される化合物は除く。）
【００６３】
式（３）において、化合物の光学異方性を上げるために好ましい環Ａ６および環Ａ７は、１，４−フェニレン、または２−フルオロ−１，４−フェニレンである。
化合物の光学異方性を上げるために好ましいＺ６は、単結合またはエチニレンであり、化合物の光学異方性を上げるために好ましいＺ７は、単結合である。
化合物のネマチック相の下限温度を下げるために好ましいｎは、０である。
【００６４】
液晶化合物３としては、式（３）で表される化合物の中でも、下記式（３−１）〜（３−１２）で表される化合物が好ましい。
2020052176.tif 000020
（式（３−１）〜（３−１２）において、Ｒ４およびＲ５は独立して、炭素数１から１２のアルキル、炭素数１から１２のアルコキシ、または炭素数２から１２のアルケニルである。）
【００６５】
液晶化合物３のうち式（３）で表される化合物の少なくとも１つが、式（３−２）で表される化合物、式（３−３）で表される化合物、式（３−８）で表される化合物、式（３−９）で表される化合物、または式（３−１２）で表される化合物であることが好ましい。また、液晶化合物３のうち式（３）で表される化合物の少なくとも２つが、式（３−３）で表される化合物および式（３−８）で表される化合物、または、式（３−３）で表される化合物および式（３−１２）で表される化合物の組み合わせであることが好ましい。
【００６６】
液晶化合物４としては、下記式（４）で表される化合物が挙げられる。
2020052176.tif 000021
（式（４）において、Ｒ６およびＲ７は独立して、炭素数１から１２のアルキル、炭素数１から１２のアルコキシ、炭素数２から１２のアルケニル、炭素数２から１２のアルケニルオキシ、または少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数１から１２のアルキルであり；環Ａ８およびＡ１０は独立して、１，４−シクロへキシレン、１，４−シクロへキセニレン、テトラヒドロピラン−２，５−ジイル、１，４−フェニレン、少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた１，４−フェニレン、ナフタレン−２，６−ジイル、少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられたナフタレン−２，６−ジイル、クロマン−２，６−ジイル、または少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられたクロマン−２，６−ジイルであり；環Ａ９は、２，３−ジフルオロ−１，４−フェニレン、２−クロロ−３−フルオロ−１，４−フェニレン、２，３−ジフルオロ−５−メチル−１，４−フェニレン、３，４，５−トリフルオロナフタレン−２，６−ジイル、または７，８−ジフルオロクロマン−２，６−ジイルであり；Ｚ８およびＺ９は独立して、単結合、エチレン、カルボニルオキシ、またはメチレンオキシであり；ｏは、１、２、または３であり；ｐは、０または１であり；ｏとｐとの和は３以下である。ｏが２を表す場合、複数存在する環Ａ８およびＺ８は、それぞれ同じであっても、異なっていてもよい。）
【００６７】
液晶化合物４としては、式（４）で表される化合物の中でも、下記式（４−１）から式（４−２２）で表される化合物が好ましい。
2020052176.tif 000022
2020052176.tif 000023
【００６８】
（式（４−１）から式（４−２２）において、Ｒ６１およびＲ７１は独立して、炭素数１から１２のアルキル、炭素数１から１２のアルコキシ、炭素数２から１２のアルケニル、炭素数２から１２のアルケニルオキシ、または少なくとも１つの水素がフッ素または塩素で置き換えられた炭素数１から１２のアルキルである。）
【００６９】
液晶化合物４のうち式（４）で表される化合物の少なくとも１つが、式（４−１）で表される化合物、式（４−４）で表される化合物、式（４−６）で表される化合物、式（４−８）で表される化合物、式（４−９）で表される化合物、または式（４−１０）で表される化合物であることが好ましい。また、液晶化合物４のうち式（４）で表される化合物の少なくとも２つが、式（４−１）で表される化合物および式（４−６）で表される化合物、式（４−１）で表される化合物および式（４−８）で表される化合物、式（４−４）で表される化合物および式（４−９）、または、式（４−４）で表される化合物および式（４−１０）で表される化合物の組み合わせであることが好ましい。
【００７０】
本明細書中、好ましいアルキルは、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、またはオクチルである。さらに好ましいアルキルは、粘度を下げるためにエチル、プロピル、ブチル、ペンチル、またはヘプチルである。
【００７１】
本明細書中、好ましいアルコキシは、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ、ペンチルオキシ、ヘキシルオキシ、またはヘプチルオキシである。粘度を下げるために、さらに好ましいアルコキシは、メトキシまたはエトキシである。
【００７２】
本明細書中、好ましいアルケニルは、ビニル、１−プロペニル、２−プロペニル、１−ブテニル、２−ブテニル、３−ブテニル、１−ペンテニル、２−ペンテニル、３−ペンテニル、４−ペンテニル、１−ヘキセニル、２−ヘキセニル、３−ヘキセニル、４−ヘキセニル、または５−ヘキセニルである。さらに好ましいアルケニルは、粘度を下げるために、ビニル、１−プロペニル、３−ブテニル、または３−ペンテニルである。これらのアルケニルにおける−ＣＨ＝ＣＨ−の好ましい立体配置は、二重結合の位置に依存する。粘度を下げるためなどから１−プロペニル、１−ブテニル、１−ペンテニル、１−ヘキセニル、３−ペンテニル、３−ヘキセニルのようなアルケニルにおいてはトランスが好ましい。２−ブテニル、２−ペンテニル、２−ヘキセニルのようなアルケニルにおいてはシスが好ましい。これらのアルケニルにおいては、分岐よりも直鎖のアルケニルが好ましい。
【００７３】
本発明の液晶カプセルにおける液晶組成物の含有量は、液晶カプセルの全体量に対して５０〜９０重量％が好ましく、５５〜８０重量％がより好ましい。上記の内包量の範囲であれば、十分な液晶性能が得られるとともに、カプセル壁の相対厚みが十分になり破壊され難いものとなる。
【００７４】
１−４−２．光学活性化合物
液晶のらせん構造を誘起してねじれ角を与える目的で液晶組成物は光学活性化合物を含んでもよい。このような光学活性化合物の例として、式（５−１）〜（５−５）で表される化合物が挙げられる。
2020052176.tif 000024
【００７５】
これらの光学活性化合物は、1つの化合物でも、２つ以上の化合物の組み合わせでもよい。また、液晶組成物の全重量に対して、光学活性化合物が約５重量％以下含まれていることが好ましく、約０．０１重量％〜約２重量％含まれることがさらに好ましい。
【００７６】
１−４−３．酸化防止剤
大気中での加熱による液晶組成物の比抵抗の低下を防止するために、または素子を長時間使用したあと、室温だけではなくネマチック相の上限温度に近い温度でも大きな電圧保持率を維持するために、液晶組成物は酸化防止剤を含んでもよい。酸化防止剤の好ましい例は、下記式（６）で表される化合物が挙げられる（式中、ｔは１〜９の整数である化合物）。
2020052176.tif 000025
【００７７】
式（６）における好ましいｔは、１、３、５、７、または９である。さらに好ましいｔは７である。ｔが７である式（６）で表される化合物は、揮発性が小さいので、素子を長時間使用したあと、室温だけではなく、ネマチック相の上限温度に近い温度でも大きな電圧保持率を維持するのに有効である。
液晶組成物における酸化防止剤の好ましい割合は、その効果を得るために約５０ｐｐｍ以上であり、ネマチック相の上限温度を下げないように、または、ネマチック相の下限温度を上げないように約６００ｐｐｍ以下である。さらに好ましい割合は、約１００ｐｐｍから約３００ｐｐｍの範囲である。
【００７８】
１−４−４．紫外線吸収剤
液晶組成物は紫外線吸収剤を含んでもよい。紫外線吸収剤の好ましい例は、ベンゾフェノン誘導体、ベンゾエート誘導体、トリアゾール誘導体などである。立体障害のあるアミンのような光安定剤もまた好ましい。これらの吸収剤や安定剤における好ましい割合は、その効果を得るために約５０ｐｐｍ以上であり、ネマチック相の上限温度を下げないように、または、ネマチック相の下限温度を上げないために約１００００ｐｐｍ以下である。さらに好ましい割合は約１００ｐｐｍから約１００００ｐｐｍの範囲である。
【００７９】
１−４−５．二色性色素
液晶組成物は、たとえばＧＨ（guest host）モードの素子に適合させるために、アゾ系色素、アントラキノン系色素などのような二色性色素（dichroic dye）を含んでもよい。液晶組成物に含まれる二色性色素の好ましい割合は、約０．０１重量％から約１０重量％の範囲である。
また、液晶組成物の泡立ちを防ぐために、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイルなどの消泡剤が液晶組成物にさらに添加されてもよい。消泡剤の好ましい割合は、その効果を得るために約１ｐｐｍ以上であり、表示不良を防ぐために約１０００ｐｐｍ以下である。さらに好ましい割合は、約１ｐｐｍから約５００ｐｐｍの範囲である。
【００８０】
２．液晶カプセルの製造方法
本発明の液晶カプセルの製造方法は、液晶組成物と界面活性剤を混合した液晶組成物-界面活性剤混合物および乳化剤を混合して得られた混合材料に乳化装置を使用してマイクロエマルションを調製する工程Ａ、続いてナノエマルションを調製する工程Ｂ、および前記ナノエマルションにメラミンプレポリマーを混合して液晶カプセルを製造する工程Ｃを含む。さらに工程Ｃを詳細に説明すると、当該ナノエマルションにモノマーを混合して、ｉｎ−ｓｉｔｕ重合法によってカプセル壁を構築するものである。
ここで、マイクロエマルションとは、数平均粒子径が数マイクロメートルから数百マイクロメートルの液滴からなるエマルション、ナノエマルションとは、数平均粒子径が数ナノメートルから数百ナノメートルの液滴からなるエマルションを示す。
【００８１】
２−１  マイクロエマルションの調製工程（工程Ａ）
乳化剤溶液をホモジナイザー等で攪拌しながら、液晶組成物を少しずつ投入すると、マイクロサイズの水中油滴エマルション（Ｏ／Ｗエマルション）が形成される。
【００８２】
２−２．ナノエマルションの調製工程（工程Ｂ）
当該マイクロエマルションをスターバースト等の装置に投入（圧力１５０ＭＰａ、例えば３回通過）して、ナノサイズのエマルション（ナノエマルション）が形成される。
【００８３】
乳化装置として、マイクロエマルションの調製には、攪拌式のホモジナイザー等の装置が使用され、ナノエマルションの調製には、高圧式の微粒化装置である、ナノヴェイタ、スターバーストやマイクロフルイダイザー等が使用される。
ホモジナイザーには超音波でキャビテーションを起こし粒子を微粒子化する超音波式、攪拌して微粒子化する攪拌式、圧力をかけて粒子を微粒子化する高圧式がある。超音波式は、液体中に超音波振動を与えることでキャビテーションを起こし粒子を微粒子化するので、乳化能力は高いが、処理量は少ない。攪拌式は、高速回転で攪拌して微粒化するので、比較的精度の必要のない加工に適する。本格的な乳化の前の段階で使用されることが多い。高圧式は、圧力をかけて微粒子化するので、他の装置と比べて、処理量も多く、微細化が可能である。高圧式には、ノズル式とバルブ式があり、ノズル式は高圧下で粒子を細孔(ノズル)に通過させることにより微細化する。ノズルが詰まってしまうデメリットがある。バルブ式は、高圧力をかけて、ホモバルブを通過させることで、液体中の粒子を微細化する。この方式は詰まる可能性がある高粘度製品の処理も可能である。
高圧式のホモジナイザーを使用する際のパス回数は、エマルションのサイズ分布を均一にするため、および液晶の漏れを回避するために３から１０回が好ましく、３から６回がより好ましい。  
【００８４】
２−３．ｉｎ−ｓｉｔｕ重合法を用いたカプセル壁の構築工程（工程Ｃ）
工程Ｂで得られたＯ／Ｗ型ナノエマルションを含む混合物に、カプセル壁の原料であるモノマーおよび／またはプレポリマーを投入することで、液晶組成物および乳化剤を囲むようにモノマーおよび／またはプレポリマーが配置され、当該モノマーおよび／またはプレポリマーが重合することによりカプセル壁が構築される。
モノマーおよび／またはプレポリマーを重合するために、反応混合物の温度はモノマーおよび／またはプレポリマーの重合温度より高い温度に保持することが好ましい。例えば、本発明において、ナノカプセルスラリーの作製に使用するメラミンプレポリマーの場合は、カプセル壁を構築する温度は８０℃が好ましい。
【００８５】
３．コート液
ここで、液晶カプセルを含む素子を作成するにあたり、用いられるコート液について説明する。
一般的に、得られた液晶カプセルは、水に分散した状態であるが、素子の作成には、バインダー材料等を加えた溶液状態のコート液として用いられる。コート液は、バインダー材料の他に、光開始剤、基板への塗布性を改善するために表面調整剤あるいは増粘剤を含んでもよい。この液晶カプセルを含むコート液を、例えば、ガラスセルに注入し、ＵＶ露光することで重合反応を行い、機能膜を作成する。この機能膜は電圧の印加により、透過率が変化する。
ここで、バインダー材料は、基板への密着性、液晶カプセルの分散性、機能性膜の高温高湿耐性および液晶組成物からの耐汚染性を有する限り、１つまたは２つ以上の混合物であってもよい。バインダー材料としては、ＰＶＡ(ポリビニルアルコール)やカプセル壁として使用できるメラミン樹脂系等の水溶性化合物を用いることができる。また、水に分散された塩化ビニル系、酢酸ビニル系、アクリル系、シリコーン系、フッ素系、ウレタン系およびそれらの複合系のエマルションを使用することもできる。液晶カプセル内の内容物が漏れない状態であれば、分散液である水の溶媒置換を行うことができ、置換を行った溶媒に溶ける化合物をバインダー材料として使用することもできる。さらに、バインダー材料はその後の工程で反応させることも可能である。
【実施例】
【００８６】
実施例により本発明をさらに詳しく説明する。本発明はこれらの実施例によっては制限されない。本発明は、実施例の組成物の少なくとも２つを混合した混合物をも含む。合成した化合物は、ＮＭＲ分析などの方法により同定した。化合物、組成物及び加工物の特性は、下記に記載した方法により測定した。
【００８７】
ＮＭＲ分析：測定には、ブルカーバイオスピン社製のＤＲＸ−５００を用いた。１Ｈ−ＮＭＲの測定では、試料をＣＤＣｌ３などの重水素化溶媒に溶解させ、測定は、室温で、５００ＭＨｚ、積算回数１６回の条件で行った。テトラメチルシランを内部標準として用いた。１９Ｆ−ＮＭＲの測定では、ＣＦＣｌ３を内部標準として用い、積算回数２４回で行った。核磁気共鳴スペクトルの説明において、ｓはシングレット、ｄはダブレット、ｔはトリプレット、ｑはカルテット、ｑｕｉｎはクインテット、ｓｅｘはセクステット、ｍはマルチプレット、ｂｒはブロードであることを意味する。
【００８８】
ガスクロマト分析：測定には島津製作所製のＧＣ−１４Ｂ型ガスクロマトグラフを用いた。キャリアーガスはヘリウム（２ｍＬ／分）である。試料気化室を２８０℃に、検出器（ＦＩＤ）を３００℃に設定した。成分化合物の分離には、Agilent Technologies Inc.製のキャピラリカラムＤＢ−１（長さ３０ｍ、内径０．３２ｍｍ、膜厚０．２５μｍ；固定液相はジメチルポリシロキサン；無極性）を用いた。このカラムは、２００℃で２分間保持したあと、５℃／分の速度で２８０℃まで昇温した。試料はアセトン溶液（０．１重量％）に調製したあと、その１μＬを試料気化室に注入した。記録計は島津製作所製のＣ−Ｒ５Ａ型Chromatopac、またはその同等品である。得られたガスクロマトグラムは、成分化合物に対応するピークの保持時間およびピークの面積を示した。
【００８９】
試料を希釈するための溶媒は、クロロホルム、ヘキサンなどを用いてもよい。成分化合物を分離するために、次のキャピラリカラムを用いてもよい。Agilent Technologies Inc.製のＨＰ−１（長さ３０ｍ、内径０．３２ｍｍ、膜厚０．２５μｍ）、Restek Corporation製のＲｔｘ−１（長さ３０ｍ、内径０．３２ｍｍ、膜厚０．２５μｍ）、SGE International Pty. Ltd製のＢＰ−１（長さ３０ｍ、内径０．３２ｍｍ、膜厚０．２５μｍ）。化合物ピークの重なりを防ぐ目的で島津製作所製のキャピラリカラムＣＢＰ１−Ｍ５０−０２５（長さ５０ｍ、内径０．２５ｍｍ、膜厚０．２５μｍ）を用いてもよい。
【００９０】
組成物に含有される液晶性化合物の割合は、次のような方法で算出してよい。液晶性化合物の混合物をガスクロマトグラフ（ＦＩＤ）で検出する。ガスクロマトグラムにおけるピークの面積比は液晶性化合物の割合（重量比）に相当する。上に記載したキャピラリカラムを用いたときは、各々の液晶性化合物の補正係数を１とみなしてよい。したがって、液晶性化合物の割合（重量％）は、ピークの面積比から算出することができる。
【００９１】
測定試料：組成物の特性を測定するときは、組成物をそのまま試料として用いた。化合物の特性を測定するときは、この化合物（１５重量％）を母液晶（８５重量％）に混合することによって測定用の試料を調製した。測定によって得られた値から外挿法によって化合物の特性値を算出した。（外挿値）＝｛（試料の測定値）−０．８５×（母液晶の測定値）｝／０．１５。この割合でスメクチック相（または結晶）が２５℃で析出するときは、化合物と母液晶の割合を１０重量％：９０重量％、５重量％：９５重量％、１重量％：９９重量％の順に変更した。この外挿法によって化合物に関する上限温度、光学異方性、粘度、および誘電率異方性の値を求めた。
【００９２】
下記の母液晶を用いた。成分化合物の割合は重量％で示した。
2020052176.tif 000026
【００９３】
測定方法：特性の測定は下記の方法で行った。これらの多くは、社団法人電子情報技術産業協会（Japan Electronics and Information Technology Industries Association；以下ＪＥＩＴＡという）で審議制定されるＪＥＩＴＡ規格（ＪＥＩＴＡ・ＥＤ−２５２１Ｂ）に記載された方法、またはこれを修飾した方法であった。測定に用いたＴＮ素子には、薄膜トランジスター（ＴＦＴ）を取り付けなかった。
【００９４】
（１）ネマチック相の上限温度（ＮＩ；℃）：偏光顕微鏡を備えた融点測定装置のホットプレートに試料を置き、１℃／分の速度で加熱した。試料の一部がネマチック相から等方性液体に変化したときの温度を測定した。
【００９５】
（２）ネマチック相の下限温度（ＴＣ；℃）：ネマチック相を有する試料をガラス瓶に入れ、０℃、−１０℃、−２０℃、−３０℃、および−４０℃のフリーザー中に１０日間保管したあと、液晶相を観察した。例えば、試料が−２０℃ではネマチック相のままであり、−３０℃では結晶またはスメクチック相に変化したとき、ＴＣ＜−２０℃と記載した。
【００９６】
（３）粘度（バルク粘度；η；２０℃で測定；ｍＰａ・ｓ）：測定には東京計器株式会社製のＥ型回転粘度計を用いた。
【００９７】
（４）粘度（回転粘度；γ１；２０℃で測定；ｍＰａ・ｓ）：測定は、M. Imai et al., Molecular Crystals and Liquid Crystals, Vol. 259, 37 (1995)に記載された方法に従った。ツイスト角が０°であり、そして２枚のガラス基板の間隔（セルギャップ）が５μｍであるＴＮ素子に試料を入れた。この素子に１６Ｖから１９．５Ｖの範囲で０．５Ｖ毎に段階的に印加した。０．２秒の無印加のあと、ただ１つの矩形波（矩形パルス；０．２秒）と無印加（２秒）の条件で印加を繰り返した。この印加によって発生した過渡電流（transient current）のピーク電流（peak current）とピーク時間（peak time）を測定した。これらの測定値とM. Imaiらの論文中の４０頁記載の計算式（８）とから回転粘度の値を得た。この計算で必要な誘電率異方性の値は、この回転粘度を測定した素子を用い、下に記載した方法で求めた。
【００９８】
（５）光学異方性（屈折率異方性；Δｎ；２５℃で測定）：測定は、波長５８９ｎｍの光を用い、接眼鏡に偏光板を取り付けたアッベ屈折計により行なった。主プリズムの表面を一方向にラビングしたあと、試料を主プリズムに滴下した。屈折率ｎ‖は偏光の方向がラビングの方向と平行であるときに測定した。屈折率ｎ⊥は偏光の方向がラビングの方向と垂直であるときに測定した。光学異方性の値は、Δｎ＝ｎ‖−ｎ⊥、の式から計算した。  カー効果による光学変化を利用するモードにおいては、光学異方性と誘電率異方性の積が大きい方が望ましいため、光学異方性はできる限り大きい方が好ましい。光学異方性は好ましくは０．２０〜０．３５の範囲であり、さらに好ましくは０．２３〜０．３２の範囲である。
【００９９】
（６）誘電率異方性（Δε；２５℃で測定）：２枚のガラス基板の間隔（セルギャップ）が９μｍであり、そしてツイスト角が８０度であるＴＮ素子に試料を入れた。この素子にサイン波（１０Ｖ、１ｋＨｚ）を印加し、２秒後に液晶分子の長軸方向における誘電率（ε‖）を測定した。この素子にサイン波（０．５Ｖ、１ｋＨｚ）を印加し、２秒後に液晶分子の短軸方向における誘電率（ε⊥）を測定した。誘電率異方性の値は、Δε＝ε‖−ε⊥、の式から計算した。
誘電率異方性は駆動電圧を低減するために大きい方が望ましい。特に、高分子安定化あるいはカプセル化などにより液晶組成物にかかる電界が制限されるモードにおいては、駆動電圧が高くなる傾向があるため、誘電率異方性はできる限り大きい方が好ましい。また、カー効果による光学変化を利用するモードにおいては、光学異方性と誘電率異方性の積が大きい方が望ましいため、誘電率異方性はできる限り大きい方が好ましい。誘電率異方性は好ましくは８〜４０の範囲であり、さらに好ましくは１０〜３０の範囲である。
【０１００】
（７）しきい値電圧（Ｖｔｈ；２５℃で測定；Ｖ）：測定には大塚電子株式会社製のＬＣＤ５１００型輝度計を用いた。光源はハロゲンランプであった。２枚のガラス基板の間隔（セルギャップ）が０．４５／Δｎ（μｍ）であり、ツイスト角が８０度であるノーマリーホワイトモード（normally white mode）のＴＮ素子に試料を入れた。この素子に印加する電圧（３２Ｈｚ、矩形波）は０Ｖから１０Ｖまで０．０２Ｖずつ段階的に増加させた。この際に、素子に垂直方向から光を照射し、素子を透過した光量を測定した。この光量が最大になったときが透過率１００％であり、この光量が最小であったときが透過率０％である電圧−透過率曲線を作成した。しきい値電圧は透過率が９０％になったときの電圧で表した。
【０１０１】
（８）弾性定数（Ｋ；２５℃で測定；ｐＮ）：測定には横河・ヒューレットパッカード株式会社製のＨＰ４２８４Ａ型ＬＣＲメータを用いた。２枚のガラス基板の間隔（セルギャップ）が２０μｍである水平配向素子に試料を入れた。この素子に０ボルトから２０ボルト電荷を印加し、静電容量および印加電圧を測定した。測定した静電容量（Ｃ）と印加電圧（Ｖ）の値を「液晶デバイスハンドブック」（日刊工業新聞社）、７５頁にある式（２．９８）、式（２．１０１）を用いてフィッティングし、式（２．９９）からＫ１１およびＫ３３の値を得た。次に同１７１頁にある式（３．１８）に、先ほど求めたＫ１１およびＫ３３の値を用いてＫ２２を算出した。弾性定数は、このようにして求めたＫ１１、Ｋ２２、およびＫ３３の平均値で表した。
【０１０２】
（９）比抵抗（ρ；２５℃で測定；Ωｃｍ）：電極を備えた容器に試料１．０ｍＬを注入した。この容器に直流電圧（１０Ｖ）を印加し、１０秒後の直流電流を測定した。比抵抗は次の式から算出した。（比抵抗）＝｛（電圧）×（容器の電気容量）｝／｛（直流電流）×（真空の誘電率）｝。
【０１０３】
（１０）ＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）観察：上質中性紙またはガラスの上にダイコーター、スピンコーターまたはバーコーターを使用してカプセルスラリーを塗工し、ホットプレートまたはドライヤーを使用してカプセルスラリー中の水分を蒸発させて試料を作製した。試料をＳＥＭ観察用試料台に導電テープで固定し、スパッタ装置（株式会社日立ハイテクノロジーズ製：Ｅ−１０４５）を使用し白金を蒸着した。この試料台をＳＥＭ（株式会社日立ハイテクノロジーズ製：ＳＵ−７０）に取り付けた。加速電圧(０．５〜１．０ｋＶ)、倍率（１ｋ〜５０ｋ）などを変更しながら、試料を観察した。
【０１０４】
（１１）カプセルの平均粒子径測定：測定には、日機装製の動的光散乱式粒度分析計（ナノトラックＵＰＡ）を用いた。カプセルスラリーを超純水で適切な濃度に希釈したサンプルを調製し、２５℃にて平均粒子径を測定した。
【０１０５】
（１２）膜厚測定（単位：μｍ）
機能性膜を形成した櫛歯電極有するガラス基板の一部から機能性膜を削りだし、その段差を微細形状測定装置（ＫＬＡ  ＴＥＮＣＯＲ（株）製アルファステップＩＱ）で測定して膜厚を決定した。
【０１０６】
（１３）透過率の設定
光学系は図２に示したように、偏光顕微鏡（ニコン製  エクリプスＬＶ１００ＰＯＬ）に付属するＬＥＤ光源（３）（ケイエイブイ製  Ｂ１８０−５６００Ｋ）、Ｐｏｌａｒｉｚｅｒ（４）、Ａｎａｌｙｚｅｒ（６）、櫛歯電極有するガラス基板（５）および光測定器（７）により構成し、ガラス基板（５）は、図１に示した櫛型電極の線方向がそれぞれの偏光板に対して４５°となるように、また、光源（３）の入射角度が垂直となるようにセットした。透過光は、光測定器（７）（ＹＯＫＯＧＡＷＡ製  ３２９８Ｆ）を使用して測定し、クロスニコルで測定した透過光を透過率０％、パラニコルで測定した透過光を透過率１００％と設定した。
【０１０７】
（１４）Ｖ9０の測定
機能性膜を形成した図１に示した櫛歯電極有するガラス基板に、任意波形発生器（Ａｇｉｌｅｍｔ製  ３３２２０Ａ）およびバイポーラ電源（ＮＦ製  ＨＳＡ４０５１）により電圧（矩形波（６０Ｈｚ））を０Ｖから１５０Ｖまで印加した。この際に、素子に垂直方向から光を照射し、素子を透過した光量を測定した。この光量が最大になったときを１００％、この光量が最小であったときを０％と仮定したとき、光量が９０％になる時の電圧をＶ９０で表した。
【０１０８】
実施例における化合物は、下記の表２の定義に基づいて記号により表した。表２において、１，４−シクロヘキシレンに関する立体配置はトランスである。記号の後にあるかっこ内の番号は化合物の番号に対応する。（−）の記号はその他の液晶性化合物を意味する。液晶性化合物の割合（百分率）は、液晶組成物の重量に基づいた重量百分率（重量％）である。最後に、組成物の特性値をまとめた。
【０１０９】
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【０１１０】
１．液晶組成物の構成
実施例または比較例で用いた液晶組成物ａの組成および物性値は以下の通りである。
［液晶組成物ａ］
３−ＨＢ（Ｆ）ＴＢ−２                      （１−１−３）      ５％
３−ＨＢ（Ｆ）ＴＢ−３                      （１−１−３）      ５％
３−ＨＢ（Ｆ）ＴＢ−４                      （１−１−３）      ５％
３−Ｈ２ＢＴＢ−２                          （１−１−５）      ３％
３−Ｈ２ＢＴＢ−３                          （１−１−５）      ３％
３−Ｈ２ＢＴＢ−４                          （１−１−５）      ３％  
３−ＢＢ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ        （２−１−２）      ９％
３−ＢＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ）−Ｆ    （２−１−５）      ３％
３−ＢＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ
（２−１−６）      ２％
４−ＢＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ
（２−１−６）      ７％
５−ＢＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ
（２−１−６）      ７％
３−ＢＢ（Ｆ，Ｆ）ＸＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ
（２−１−１０）    ６％
３−ＢＢ（Ｆ）Ｂ（Ｆ，Ｆ）−Ｆ              （２−２−４）      ３％
２−ＢＴＢ−Ｏ１                            （３−３）      ７．８％
３−ＢＴＢ−Ｏ１                            （３−３）      ７．８％
４−ＢＴＢ−Ｏ１                            （３−３）      ７．８％
４−ＢＴＢ−Ｏ２                            （３−３）      ７．８％
５−ＢＴＢ−Ｏ１                            （３−３）      ７．８％
ＮＩ＝９０．０℃；Ｔｃ＜−２０℃；Δｎ＝０．２４６；Δε＝９．４；Ｖｔｈ＝１．８８Ｖ；η＝４２．７ｍＰａ・ｓ．
【０１１１】
２．液晶カプセルの調製
［比較例１］
（工程Ａ）１４．６ｗｔ％のスチレン−無水マレイン酸共重合体（分子量約５，５００）水溶液（１１５．１ｇ）と超純水（２２０．３ｇ）をステンレスビーカーに入れて、ホモジナイザー（ＩＫＡＴ２５）で攪拌した。そこへ、液晶組成物ａ（６７．１ｇ）を少しずつ投入した後、３分環攪拌して乳化した。（工程Ｂ）この乳化物（１８０ｇ）をスターバースト（株式会社スギノマシン：ＨＪＰ−２５００１）に投入し、押し出し圧力１５０ＭＰａで３回通過させた。（工程Ｃ）その後、７０℃に加熱し、攪拌機（ＨＥＩＤＯＮ製：ハイパワー汎用攪拌機ＢＬｈ１２００）で攪拌しながらメラミンプレポリマー（１２．０g）を投入し、１５分間攪拌した後、８０℃に昇温し１０５分間攪拌した。反応混合物を室温に戻した後、１０ｗｔ％水酸化ナトリウム水溶液でｐＨ７に調整し、ナノカプセルスラリーを得た。
ナノカプセルスラリーを超純水で適切な濃度に希釈したサンプルを調製し、日機装製の動的散乱式粒度分析計（ナノトラックＵＰＡ）で観察したところ、平均粒子径約１３６ｎｍのナノカプセルが確認された。
【０１１２】
［実施例１］
（工程Ａ）１４．７１ｗｔ％のスチレン−無水マレイン酸共重合体（分子量約５，５００）水溶液（４０．７９ｇ）と超純水（７９．２１ｇ）をステンレスビーカーに入れて、ホモジナイザー（ＩＫＡＴ２５）で攪拌した。そこへ、液晶組成物ａにＳｕｒｆｙｎｏｌ  ＤＦ−５８（０．８６ｇ）をあらかじめ混合した液晶組成物−界面活性剤混合物ａ１（１７．１４ｇ）を少しずつ投入した後、３分間攪拌して乳化した。（工程Ｂ）この乳化物（１１９．４３ｇ）をスターバースト（株式会社スギノマシン：ＨＪＰ−２５００１）に投入し、押し出し圧力１５０ＭＰａで３回通過させた。（工程Ｃ）その後、７０℃に加熱し、攪拌機（ＨＥＩＤＯＮ製：ハイパワー汎用攪拌機ＢＬｈ１２００）で攪拌しながらメラミンプレポリマー（６．２３g）を投入し、１５分間攪拌した後、８０℃に昇温し１０５分間攪拌し、ナノカプセルスラリーを得た。
ナノカプセルスラリーを超純水で適切な濃度に希釈したサンプルを調製し、日機装製の動的散乱式粒度分析計（ナノトラックＵＰＡ）で観察したところ、平均粒子径約１２７ｎｍのナノカプセルが確認された。
【０１１３】
［実施例２］
（工程Ａ）１４．７１ｗｔ％のスチレン−無水マレイン酸共重合体（分子量約５，５００）水溶液（４０．７９ｇ）と超純水（７９．２１ｇ）をステンレスビーカーに入れて、ホモジナイザー（ＩＫＡＴ２５）で攪拌した。そこへ、液晶組成物ａにＳｕｒｆｙｎｏｌ  ＤＦ−５８（１．６４ｇ）をあらかじめ混合した液晶組成物−界面活性剤混合物ａ２（１６．３６ｇ）を少しずつ投入した後、３分間攪拌して乳化した。（工程Ｂ）この乳化物（１２７．３９ｇ）をスターバースト（株式会社スギノマシン：ＨＪＰ−２５００１）に投入し、押し出し圧力１５０ＭＰａで３回通過させた。（工程Ｃ）その後、７０℃に加熱し、攪拌機（ＨＥＩＤＯＮ製：ハイパワー汎用攪拌機ＢＬｈ１２００）で攪拌しながらメラミンプレポリマー（６．６５g）を投入し、１５分間攪拌した後、８０℃に昇温し１０５分間攪拌し、ナノカプセルスラリーを得た。
ナノカプセルスラリーを超純水で適切な濃度に希釈したサンプルを調製し、日機装製の動的散乱式粒度分析計（ナノトラックＵＰＡ）で観察したところ、平均粒子径約１１９ｎｍのナノカプセルが確認された。
【０１１４】
［実施例３］
（工程Ａ）１４．７１ｗｔ％のスチレン−無水マレイン酸共重合体（分子量約５，５００）水溶液（４０．７９ｇ）と超純水（７９．２１ｇ）をステンレスビーカーに入れて、ホモジナイザー（ＩＫＡＴ２５）で攪拌した。そこへ、液晶組成物ａにＳｕｒｆｙｎｏｌ  ＤＦ−５８（３．００ｇ）をあらかじめ混合した液晶組成物−界面活性剤混合物ａ３（１５．００ｇ）を少しずつ投入した後、３分間攪拌して乳化した。（工程Ｂ）この乳化物（１１９．２２ｇ）をスターバースト（株式会社スギノマシン：ＨＪＰ−２５００１）に投入し、押し出し圧力１５０ＭＰａで３回通過させた。（工程Ｃ）その後、７０℃に加熱し、攪拌機（ＨＥＩＤＯＮ製：ハイパワー汎用攪拌機ＢＬｈ１２００）で攪拌しながらメラミンプレポリマー（６．２２g）を投入し、１５分間攪拌した後、８０℃に昇温し１０５分間攪拌し、ナノカプセルスラリーを得た。
ナノカプセルスラリーを超純水で適切な濃度に希釈したサンプルを調製し、日機装製の動的散乱式粒度分析計（ナノトラックＵＰＡ）で観察したところ、平均粒子径約１０２ｎｍのナノカプセルが確認された。
【０１１５】
［実施例４］
（工程Ａ）１４．７１ｗｔ％のスチレン−無水マレイン酸共重合体（分子量約５，５００）水溶液（４０．７９ｇ）と超純水（７９．２１ｇ）をステンレスビーカーに入れて、ホモジナイザー（ＩＫＡＴ２５）で攪拌した。そこへ、液晶組成物ａにＢＹＫ−３４８（０．８６ｇ）をあらかじめ混合した液晶組成物-界面活性剤混合物ａ４（１７．１６ｇ）を少しずつ投入した後、３分間攪拌して乳化した。（工程Ｂ）この乳化物（１１９．８２ｇ）をスターバースト（株式会社スギノマシン：ＨＪＰ−２５００１）に投入し、押し出し圧力１５０ＭＰａで３回通過させた。（工程Ｃ）その後、７０℃に加熱し、攪拌機（ＨＥＩＤＯＮ製：ハイパワー汎用攪拌機ＢＬｈ１２００）で攪拌しながらメラミンプレポリマー（６．２５g）を投入し、１５分間攪拌した後、８０℃に昇温し１０５分間攪拌し、ナノカプセルスラリーを得た。
ナノカプセルスラリーを超純水で適切な濃度に希釈したサンプルを調製し、日機装製の動的散乱式粒度分析計（ナノトラックＵＰＡ）で観察したところ、平均粒子径約１５５ｎｍのナノカプセルが確認された。
【０１１６】
３．コート液の調製
［比較例２］
コート液は、多官能アクリルアミドモノマー  ＦＡＭ−４０１（富士フィルム社製）／６０ｗｔ％および２−ヒドロキシエチルアクリルアミド（ＨＥＡＡ；東京化成工業社製）／４０ｗｔ％から構成されるバインダー水溶液（または水分散液）を調製し、比較例１で調製したナノカプセルスラリーがバインダー水溶液に均一に分散するようにマグネチックスターラー等で攪拌しながら混合した。
バインダーと液晶カプセルの固形分の重量比率は７：３となるように調製した。さらに、光開始剤として、Ｉｒｇａｃｕｒｅ２９５９をバインダーの固形分濃度に対して３．５重量部、表面調整剤としてＢＹＫ−ＵＶ３５３０をコート液の水分に対して０．５重量部を添加した。この混合液は、気泡または水中の気体を除去する目的で減圧処理された（例えば、減圧度：１ｋＰａ、減圧時間：３０分）。
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【０１１７】
［実施例５〜８］
比較例２と同様にして、それぞれ実施例１〜４で調製した液晶カプセルからコート液を調製した。
【０１１８】
４．機能性膜の形成
［比較例３］
オートコーター（ＲＫ社製：Ｋコントロールコーター）および所定の膜厚になるように選定したワイヤーバーを用いて、比較例２で調製したコート液を櫛歯電極有するガラスセルに塗膜した。ホットプレート（設定温度は６０℃）３０分加熱し水分を除去した。このガラスセルに、窒素雰囲気下、３５０ｎｍ以下カットフィルターを用いてＵＶ露光（３６５ｎｍでの積算基光量３０００ｍＪ）することで重合反応を行い、機能性膜を形成した。
【０１１９】
［実施例９〜１２］
比較例３と同様にして、それぞれ実施例５〜８で調製したコート液から機能性膜を形成した。
【０１２０】
７．機能性膜の物性評価
表３に比較例３および実施例９〜１２で形成した機能製膜の評価結果を示す。界面活性剤の含有量は、液晶組成物−界面活性剤混合物の全体量に対する重量％で示した。
表３  機能製膜の評価結果
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【０１２１】
液晶組成物に界面活性剤を混合することにより、光学的に等方性を示すように粒径が可視光の波長域の下限よりも小さい液晶カプセルの調製を維持しながら、この液晶カプセルを含む機能性膜が、低電圧で大きな光学変化を示す結果が得られた。
【産業上の利用可能性】
【０１２２】
この液晶カプセルは光学的に等方性を示し、光学的に等方性を示す液晶層で駆動される液晶表示素子に利用できる。さらには、ＩＰＳまたはＦＦＳのモードの素子に用いることができる。その素子は良好な光学特性を有する。
【符号の説明】
【０１２３】
１・・・電極１
２・・・電極２
３・・・光源
４・・・偏光子（偏光板）（Polarizer）
５・・・櫛型電極セル
６・・・検光子（偏光板）（Analyzer）
７・・・受光器（Photodetector）
【図１】
2020052176.tif 000033
【図２】
2020052176.tif 000034