[发明专利]液晶组成物、高分子/液晶复合材料及其制造方法

说明书

本发明可通过简单的方法来提供如下液晶元件，该液晶元件表现出高速响应特性、广视角性、或选择性反射波长下的布拉格反射等有用的光学性质，驱动温度范围广，且实现了低驱动电压化及低迟滞化。使用液晶组成物来制备高分子/液晶复合材料，该液晶组成物包含显现液晶性的液晶分子、实质上不具有旋光性且通过外部刺激而进行聚合的聚合性单体、具有旋光性且通过外部刺激而进行外消旋化的手性化合物。

技术领域

本说明书所公开的技术涉及一种液晶组成物、高分子/液晶复合材料及其制造方法、液晶元件以及液晶显示装置。

背景技术

液晶显示装置包括液晶显示面板(液晶元件的一例)作为显示图像等信息的显示部，液晶显示面板大致设为在一对玻璃基板之间封入有液晶层的结构。在基板上设置用以对液晶层施加电场的电极，通过控制该电场，液晶层中所含的液晶分子的取向发生变化，从而在显示部中显示图像。

通常，使用细长的有机分子即向列液晶作为液晶显示面板的液晶分子。向列液晶根据介电常数各向异性，分为介电常数在长轴方向上大且在与长轴垂直的方向上小(具有正介电常数各向异性)的正型液晶、及介电常数在长轴方向上小且在与长轴垂直的方向上大(具有负介电常数各向异性)的负型液晶。

一般用于液晶显示面板的液晶分子主要是仅依赖于温度而表现出液晶相的热致型液晶液晶。此种液晶根据秩序度或分子排列的差异而表现出向列相、近晶相等各种液晶相。在将具有旋光性的手性化合物导入至此种液晶相后，引发扭曲的力(Helical TwistPower。以下，有时称为HTP)起作用，从而表现出手性液晶相。

作为手性液晶相的一例，在将手性化合物导入至向列液晶后，表现出分子排列中具有螺旋构造的胆甾(手性向列)相。在胆甾相中，会看到依赖于分子排列中存在的螺距的特定波长(以下，有时称为选择性反射波长)的光强烈地被反射的所谓的布拉格反射。若对表现出此种布拉格反射的胆甾相施加电场，则能够使选择性反射波长发生变化或消失。

另外，若例如增加添加至向列液晶的手性化合物的量而增强液晶成分内的手性，则有时会在胆甾相与各向同性相之间的极小的温度范围内表现出蓝相。蓝相一般分为蓝相I、蓝相II、蓝相III，蓝相I与蓝相II是形成双螺旋构造的液晶呈柱状(双扭曲柱)，且具有规则地排列有该柱的三维周期构造的相。蓝相III设为非晶态。蓝相是光学各向同性相，因此，在未施加电场的状态下透明，无需取向处理，视角依赖性低。另外，对于电场的响应速度非常快，具有高速响应特性。

如上所述，手性液晶相表现出许多有用的光学性质，但在胆甾液晶的情况下，为了容易在去除电场后恢复至初始的分子排列，已知有在液晶相中形成高分子网络作为模板的高分子稳定化技术。另外，为了扩大蓝相的表现温度范围，已知有在液晶层中形成高分子网络的高分子稳定化技术。

一般使用含有聚合性单体、向列液晶分子及手性化合物的液晶组成物，使聚合性单体在胆甾相中聚合，由此，制备高分子稳定化胆甾型织构(Polymer StabilizedCholesteric Texture：以下，有时称为PSCT)。在PSCT中，液晶分子的分子排列因单体聚合所形成的高分子网络而变得稳定，但驱动电压高，且表现出大迟滞。

另外，在下述非专利文献1中公开了如下高分子稳定化蓝相(Polymer StabilizedBlue Phases：以下，有时称为PSBP)，使用含有聚合性单体、向列液晶分子及手性化合物的液晶组成物，使聚合性单体在蓝相中聚合，由此，制备该高分子稳定化蓝相。在PSBP中，因存在高分子网络，蓝相的表现温度范围扩大，但与PSCT同样地，驱动电压高，且表现出大迟滞。

而且，在下述非专利文献2中公开了如下技术，即，在液晶成分呈各向同性相的状态下开始单体聚合，在相转变温度随着聚合而上升并表现出了蓝相的状态下形成高分子网络，从而表现出被称为纳米结构手性液晶复合材料(Nanostructured Chiral Liquid-CrystalComposite)(以下，有时称为NCLC)的相。PSBP、NCLC均为光学各向同性相。