透明絶縁性組成物
【課題】 ガラスの屈折率に近い１．５程度の屈折率、高い絶縁性及び高い安定性有する透明絶縁性液体を提供し、併せて当該透明絶縁性組成物を構成部材とする透過率の高いタッチパネルを提供する。
【解決手段】 一般式（I）
【化１】
表されるシクロヘキサン環を有する液晶化合物を少なくとも一種含有し、液晶相上限温度が０℃以下であるか又は液晶相を発現しないことを特徴とする透明絶縁性組成物及び当該組成物を構成部材とするタッチパネル並びにタッチパネルを具備した表示素子を提供する。
【解決手段】 一般式（I）
【化１】
表されるシクロヘキサン環を有する液晶化合物を少なくとも一種含有し、液晶相上限温度が０℃以下であるか又は液晶相を発現しないことを特徴とする透明絶縁性組成物及び当該組成物を構成部材とするタッチパネル並びにタッチパネルを具備した表示素子を提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、光学素子の構成部材として有用な透明絶縁性組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
透明絶縁性組成物は、光学的に透明であり、比較的高い比抵抗を有し、かつ、流動性を有する物質と定義され、その光学特性を生かして種々の光学素子の構成部材として用いられる。例えば、光学補償のため２枚のＳＴＮ（超ねじれネマチック型）表示素子を貼り合わせた構造を有する液晶表示素子の場合に有効に用いることができる。すなわち、二つの表示素子間に空隙が生じると、空気の屈折率（約１．０）と表示素子表面のガラスの屈折率（１．５前後）に差があるため、光学特性が悪化する。この空隙に屈折率が比較的ガラスに近い透明絶縁性組成物を注入することにより、光学特性の悪化を抑えることができる。又、一般に携帯電話の表示部は内部の表示素子を保護するために、カバーとして強化ガラスやアクリル板で覆い、液晶表示素子とカバーの間にすきま（エアギャップ）を持つことで、外からの衝撃によりカバーが割れた場合等においても、液晶表示素子を保護する構造（エアギャップ構造）をとっている。この場合においても、エアギャップにおける屈折率の差により光学特性の悪化を抑える用途に用いることができる。更に、近年情報端末に幅広く応用されているタッチパネルは、入力装置としてポインティングデバイスを、表示装置として液晶表示素子等を同時に有する構造を取り、この場合においても表示素子とポインティングデバイス間における同様の問題を解決する手段として用いることができる。
【０００３】
一方、タッチパネルには、幾つかの方式が存在し、マトリクススイッチ型、抵抗型等のペン等の圧力により対抗配置した二枚の基板が接触することを検知する方式においては、対抗配置した二枚の基板間に空隙を配置した構造を有する（図１参照）。この場合においても、タッチパネル中の空隙の影響により表示特性の劣化が発生する。すなわち、電極基板間に空隙が介在する構造を有している場合には、電極基板として用いられるガラスの屈折率と空気の屈折率との屈折率の差により、光の透過率が低下し表示装置の特性が劣化し、更に、ペン等による入力時において干渉縞が生じることによる表示品位が悪化する問題があった。
【０００４】
光学素子中に存在する空隙に屈折率がガラス等に近い液体を封入することにより、光学特性を改善する試みが報告されている。例えば、抵抗型のタッチパネルの電極間の空隙にシリコーンオイルを封入することにより上記問題の解決を図ったもの（特許文献１参照）。空隙にヨウ化メチレンを封入したもの（特許文献２参照）、空隙に含フッ素炭化水素を封入したもの（特許文献３参照）が報告されている。しかし、シリコーンオイルは屈折率が１．４とガラスに較べて低いため十分な効果を得ることができず、ヨウ化メチレンは光学特性の改善効果は高いものの、ヨウ化メチレンは安定性が悪く短時間で劣化する上に、毒性も高くタッチパネルが破損した場合を想定した場合などを想定すると到底実用的な材料とは言えないものであった。又、含フッ素炭化水素においては安定性の点では優れるものの、屈折率が１．３以下と更に低い問題を有していた。
【０００５】
更に、タッチパネルの空隙に用いる場合には、抵抗の差による検出精度を損なわないために、封入する液体には高い絶縁性も求められている。しかし、前述のヨウ化メチレンを用いた態様においては、絶縁性が不十分であるという問題も有していた。
以上のような種々の用途において、諸特性を満足するような、透明絶縁性組成物は存在せず、その開発が望まれていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−１７３３９４号公報（実施例１）
【特許文献２】特開平９−１８５４５７号公報（実施例）
【特許文献３】特開平１０−１３３８１９号公報（請求項、実施例）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の課題は、ガラスの屈折率に近い１．５程度の屈折率、高い絶縁性及び高い安定性を有する透明絶縁性液体を提供し、併せて当該透明絶縁性組成物を構成部材とする透過率の高いタッチパネルを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本願発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、特定の液晶化合物を含有し、かつ、一般的な使用温度域で液晶相を発現しないことを特徴とする透明絶縁性組成物の有用性を見出し本願発明の完成に至った。
本願発明は、一般式（I）
【０００９】
【化１】
【００１０】
（式中、Ｒ１及びＲ２はそれぞれ独立して、水素原子、炭素数1〜15のアルキル基、少なくとも一つのハロゲンにより置換された炭素数1〜15のアルキル基、炭素数2〜15のアルケニル基又は少なくとも一つのハロゲンにより置換された炭素数2〜15のアルケニル基、シアノ基、フッ素原子、塩素原子、トリフルオロメチル基、トリフルオロメトキシ基、ジフルオロメトキシ基、又はジフルオロメチル基を表し、該アルキル基又はアルケニル基中に存在する1個又は2個以上のCH2基はそれぞれ独立してO原子が相互に直接結合しないものとして -O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-又は-OCO-O-により置き換えられても良く、
Ａ１、及びＡ２はそれぞれ独立的に
(a) トランス-1,4-シクロへキシレン基(この基中に存在する1個のCH2基又は隣接していない2個以上のCH2基は -O- 及び又は -S- に置き換えられてもよい)
(b) 1,4-フェニレン基(この基中に存在する1個のCH2基又は隣接していない2個以上のCH2基は -N- に置き換えられてもよい)
(c) 1,4-シクロヘキセニレン、1,4-ビシクロ(2.2.2)オクチレン、ピペリジン-1,4-ジイル、ナフタレン-2,6-ジイル、デカヒドロナフタレン-2,6-ジイル及び1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン-2,6-ジイル
からなる群より選ばれる基であり、上記の基(a)、基(b)、基(c)はメチル基、エチル基、CN又はハロゲンで置換されていても良く、
Ｌ１は単結合、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-又は-C≡C-を表す。）表される液晶化合物を少なくとも一種含有し、液晶相上限温度が０℃以下であるか又は液晶相を発現しないことを特徴とする透明絶縁性組成物及び当該組成物を構成部材とするタッチパネル並びにタッチパネルを具備した表示素子を提供する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の透明絶縁性組成物は、ガラスの屈折率に近い１．５程度の屈折率、高い絶縁性及び高い安定性を有することから、マトリクススイッチ型、抵抗型等タッチパネルに使用することにより透過率を改善することができ、タッチパネル以外にも高い屈折率と絶縁性を必要とする種々の用途に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】従来のタッチパネルの断面図である。
【図２】本願発明のタッチパネルの断面図である。
【符号の説明】
【００１３】
１ 上側のガラス基板（タッチする側）
２ 下側のガラス基板
３ 透明導電性膜
４ 空隙
５ シール材料
６ 透明絶縁性組成物層
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本願発明の透明絶縁性組成物は、一般式（I）で表される液晶化合物を含有し、この場合において液晶化合物とは液晶相を有する化合物及び液晶相を発現するような骨格を有する化合物の両方を含むものとする。しかし、本願発明の透明絶縁性組成物そのものは、液晶相上限温度が０℃以下であるか又は液晶相を発現しないことを特徴とし、広い温度範囲で等方性液体であることが好ましい。更に、具体的には、液晶相上限温度が−１０℃以下であるか又は液晶相を発現しないことが好ましく、液晶相上限温度が−２０℃以下であるか又は液晶相を発現しないことがより好ましく、液晶相を発現しないことが特に好ましい。液晶相を発現すると、光散乱が発生し透過率は大幅に低下する。
【００１５】
透明絶縁性組成物は目的の物性値を有するためには、その質量平均分子量が１００以上５００以下が好ましく、１００以上４００以下がより好ましく、１５０以上３５０以下である
透明絶縁性組成物はタッチパネルとして用いる場合には、粘性が低いことが好ましい、具体的は、５０Pa・ｓ以下が好ましく、４０Pa・ｓ以下がより好ましく、３０Pa・ｓ以下が特に好ましい。
透明絶縁性組成物の比抵抗は、１×１０１０以上が好ましく、１×１０１１以上がより好ましく、３×１０１１以上が特に好ましい。
【００１６】
（使用する液晶化合物）
本願発明の透明絶縁性組成物は、一般式（I）で表される液晶化合物を含有するものであるが、一般式（I）で表される化合物を２種以上含有することが好ましく、２種から２０種含有することが好ましく、２種から１０種含有することが更に好ましい。
【００１７】
本願発明の組成物は、一般式（I）で表される化合物を少なくとも５質量％以上含有することが好ましく、１５質量％以上がより好ましく、２５％以上が更に好ましく、６０％以上が特に好ましく、上限は１００％で構成することもできるが、９０％以下が好ましく、８０％以下が好ましい。
【００１８】
一般式（I）に種々の置換基を有する化合物を含むものであるが、具体的には次に記載する態様が好ましい。
一般式（I）で表される化合物において、Ａ１、又はＡ２としては次の式（２−１）から式（２−９）で表される環構造が好ましい。
【００１９】
【化２】
【００２０】
これらの環構造において、式（２−６）及び式（２−７）を除き、式中の水素原子はフッ素原子で置換されていても良い。
この中でも、式（２−１）、式（２−３）、式（２−６）又は式（２−７）がより好ましく、式（２−１）、式（２−３）又は式（２−６）がより好ましく、式（２−１）又は式（２−６）が特に好ましい。
又、Ａ１及びＡ２の何れか一つはトランス-1,4-シクロへキシレン基を表すことが好ましい。
【００２１】
Ｒ１及びＲ２は、液晶化合物の側鎖基を表すものであるが、これらの置換基が同一である場合より、異なった置換基を表す場合が結晶の析出を避ける観点から望ましい。特に、Ｒ１及びＲ２において、側鎖長が短い場合には、これらの側鎖が同一の場合より異なっていることが好ましい。具体的には、Ｒ１及びＲ２が水素原子を表す場合、又は、炭素数１〜３のアルキル基若しくは炭素数１〜３のアルコキシ基を表す場合において、これらが異なっていることが好ましく、Ｒ１及びＲ２が水素原子を表す場合、又は、炭素数１〜２のアルキル基若しくは炭素数１〜２のアルコキシ基を表す場合において、これらが異なっていることがより好ましく、Ｒ１及びＲ２が水素原子を表す場合、又は、炭素数１のアルキル基、若しくは炭素数１のアルコキシ基を表す場合において、これらが異なっていることが特に好ましい。Ｒ１は前記の条件の下、炭素数１〜１５のアルキル基、炭素数２〜１５のアルケニル基又は炭素数１〜１５のアルコキシ基が好ましく、炭素数１〜１５のアルキル基がより好ましい。
【００２２】
Ｒ２は前記の条件の下、炭素数１〜１５のアルキル基、炭素数２〜１５のアルケニル基、炭素数１〜１５のアルコキシ基、シアノ基、フッ素原子、塩素原子、トリフルオロメチル基、トリフルオロメトキシ基、ジフルオロメトキシ基、ジフルオロメチル基又は水素原子を表すことが好ましく、フッ素原子、トリフルオロメチル基、トリフルオロメトキシ基、ジフルオロメトキシ基又はジフルオロメチル基を表すことがより好ましく、フッ素原子が特に好ましい。
【００２３】
前記より、Ｒ１及びＲ２の組み合わせとしては、Ｒ１が炭素数１〜１５のアルキル基、炭素数２〜１５のアルケニル基又は炭素数１〜１５のアルコキシ基を表し、Ｒ２がフッ素原子、トリフルオロメチル基、トリフルオロメトキシ基、ジフルオロメトキシ基又はジフルオロメチル基を表すことが好ましく、Ｒ１が炭素数１〜１５のアルキル基を表し、Ｒ２がフッ素原子を表すことが特に好ましい。
【００２４】
Ｌ１は単結合、-CH2CH2-、-COO-又は-OCO-が好ましい。
このような観点から、一般式（I）の化合物のより具体的な好ましい形態として、下記の一般式（I-1）〜（I-11）で表される化合物群が好ましい。
【００２５】
【化３】
【００２６】
【化４】
【００２７】
【化５】
【００２８】
（式中、Ｒ１は炭素数１〜１５のアルキル基、炭素数２〜１５のアルケニル基又は炭素数１〜１５のアルコキシ基を表し、Ｒ２は炭素数１〜１５のアルキル基、炭素数２〜１５のアルケニル基又は炭素数１〜１５のアルコキシ基、フッ素原子、トリフルオロメチル基、トリフルオロメトキシ基、ジフルオロメトキシ基又はジフルオロメチル基を表し、Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｘ4、Ｘ５、Ｘ６、Ｘ７及びＸ８はそれぞれ独立的に、水素原子、メチル基又はフッ素原子を表す。）
中でも、一般式（I-1）〜（I-8）が好ましく、一般式（I-1）〜（I-5）がより好ましい。
（使用することが可能な単環化合物）
本願発明の透明絶縁性組成物は一般式（I）で表される化合物以外に一つのみの環構造を有する一般式（II）
【００２９】
【化６】
【００３０】
（式中Ｒ３及びＲ４はそれぞれ独立して、水素原子、炭素数1〜15のアルキル基、少なくとも一つのハロゲンにより置換された炭素数1〜15のアルキル基、炭素数2〜15のアルケニル基又は少なくとも一つのハロゲンにより置換された炭素数2〜15のアルケニル基、シアノ基、フッ素原子、塩素原子、トリフルオロメチル基、トリフルオロメトキシ基、ジフルオロメトキシ基、又はジフルオロメチル基を表し、該アルキル基又はアルケニル基中に存在する1個又は2個以上のCH2基はそれぞれ独立してO原子が相互に直接結合しないものとして -O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-又は-OCO-O-により置き換えられても良く、
Ｂは、
(a) トランス-1,4-シクロへキシレン基(この基中に存在する1個のCH2基又は隣接していない2個以上のCH2基は -O- 及び又は -S- に置き換えられてもよい)
(b) 1,4-フェニレン基(この基中に存在する1個のCH2基又は隣接していない2個以上のCH2基は -N- に置き換えられてもよい)
(c) 1,4-シクロヘキセニレン、1,4-ビシクロ(2.2.2)オクチレン、ピペリジン-1,4-ジイル、ナフタレン-2,6-ジイル、デカヒドロナフタレン-2,6-ジイル及び1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン-2,6-ジイル
からなる群より選ばれる基であり、上記の基(a)、基(b)、基(c)はメチル基、エチル基、CN又はハロゲンで置換されていても良い。。）で表される化合物を更に含有することができる。
【００３１】
一般式（II）においてＲ３及びＲ４は、それぞれ独立して炭素数１〜１５のアルキル基、炭素数２〜１５のアルケニル基又は炭素数１〜１５のアルコキシ基が好ましく、炭素数１〜１５のアルキル基がより好ましい。Ｒ３及びＲ４は同一であっても異なっていても良いが、異なっていることがより好ましい。
環Ｂは、次の式（２−１）から式（２−９）で表される環構造が好ましい。
【００３２】
【化７】
【００３３】
この中でも、式（２−１）、式（２−３）、式（２−６）又は式（２−７）がより好ましく、式（２−１）、式（２−３）又は式（２−６）がより好ましく、式（２−１）が特に好ましい。
【００３４】
一般式（II）で表される化合物を含有する場合、その含有量は５０％以下が好ましく、３０％以下がより好ましく、２０％以下が特に好ましい。含有する場合の下限値は５％以上が好ましく、１０％以上がより好ましい。
含有する一般式（II）で表される化合物の数は、二種以下が好ましく、二種がより好ましい。
【００３５】
（一般式（I）以外に使用することが可能な液晶化合物）
本願発明の透明絶縁性組成物は、前述した一般式（I）で表される化合物の必要な含有率を除くその他の成分として、三つの環を有する液晶化合物を添加することができる。
液晶化合物として具体的には、一般式（III）
【００３６】
【化８】
【００３７】
（式中Ｒ１及びＲ２はそれぞれ独立して、水素原子、炭素数1〜15のアルキル基、少なくとも一つのハロゲンにより置換された炭素数1〜15のアルキル基、炭素数2〜15のアルケニル基又は少なくとも一つのハロゲンにより置換された炭素数2〜15のアルケニル基、シアノ基、フッ素原子、塩素原子、トリフルオロメチル基、トリフルオロメトキシ基、ジフルオロメトキシ基、又はジフルオロメチル基を表し、該アルキル基又はアルケニル基中に存在する1個又は2個以上のCH2基はそれぞれ独立してO原子が相互に直接結合しないものとして -O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-又は-OCO-O-により置き換えられても良く、Ｒ２は、シアノ基、フッ素原子、塩素原子、トリフルオロメチル基、トリフルオロメトキシ基、ジフルオロメトキシ基、ジフルオロメチル基又は水素原子を表し、
Ａ１、Ａ２及びＡ３はそれぞれ独立的に
(a) トランス-1,4-シクロへキシレン基(この基中に存在する1個のCH2基又は隣接していない2個以上のCH2基は -O- 及び又は -S- に置き換えられてもよい)
(b) 1,4-フェニレン基(この基中に存在する1個のCH2基又は隣接していない2個以上のCH2基は -N- に置き換えられてもよい)
(c) 1,4-シクロヘキセニレン、1,4-ビシクロ(2.2.2)オクチレン、ピペリジン-1,4-ジイル、ナフタレン-2,6-ジイル、デカヒドロナフタレン-2,6-ジイル及び1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン-2,6-ジイル
からなる群より選ばれる基であり、上記の基(a)、基(b)、基(c)はメチル基、CN又はハロゲンで置換されていても良く、
Ｌ１及びＬ２はそれぞれ独立的に単結合、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-又は-C≡C-を表す。）で表される化合物が好ましい。
【００３８】
一般式（III）において、Ａ１、Ａ２及びＡ３としては次の式（２−１）から式（２−９）で表される環構造が好ましい。
【００３９】
【化９】
【００４０】
この中でも、式（２−１）、式（２−３）、式（２−６）又は式（２−７）がより好ましく、式（２−１）、式（２−３）又は式（２−６）がより好ましく、式（２−１）又は式（２−６）が特に好ましい。
【００４１】
Ｒ１及びＲ２は、液晶化合物の側鎖基を表すものであるが、Ｒ２は、シアノ基、フッ素原子、塩素原子、トリフルオロメチル基、トリフルオロメトキシ基、ジフルオロメトキシ基、ジフルオロメチル基又は水素原子を表すことが好ましい。
【００４２】
Ｒ１及びＲ２は、それぞれ独立して、炭素数１〜１５のアルキル基、炭素数２〜１５のアルケニル基又は炭素数１〜１５のアルコキシ基が好ましく、炭素数１〜１５のアルキル基がより好ましい。
Ｒ１が炭素数１〜１５のアルキル基を表し、Ｒ２がフッ素原子を表すことが特に好ましい。
【００４３】
Ｌ１及びＬ２はそれぞれ独立的に単結合、-CH2CH2-、-COO-又は-OCO-が好ましく、ｎが１を表す場合はＬ１及びＬ２の何れかは単結合であることが好ましい。
このような観点から、一般式（1）の化合物のより具体的な好ましい形態として、下記の一般式（III-1）〜（III-5）で表される化合物が好ましい。
【００４４】
【化１０】
【００４５】
【化１１】
【００４６】
（式中、Ｒ１は炭素数１〜１５のアルキル基を表し、Ｒ２は炭素数１〜１５のアルキル基、フッ素原子、トリフルオロメチル基、トリフルオロメトキシ基、ジフルオロメトキシ基又はジフルオロメチル基を表し、Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｘ4、Ｘ５、Ｘ６、Ｘ７及びＸ８はそれぞれ独立的に、水素原子、メチル基又はフッ素原子を表す。）
一般式（III）で表される化合物を含有す場合、その含有量は３０％以下が好ましく、２０％以下がより好ましく、１０％以下が特に好ましい。
【００４７】
又、本願発明の透明絶縁性組成物には、その保存安定性を向上させるために安定剤を添加することもできる。使用できる安定剤としては、例えば、ヒドロキノン、ヒドロキノンモノアルキルエーテル類、第三ブチルカテコール類、ピロガロール類、チオフェノール類、ニトロ化合物類、β-ナフチルアミン類、β-ナフトール類、ニトロソ化合物等が挙げられる。安定剤を使用する場合の添加量は、組成物全量に対して0.005〜1％の範囲が好ましく、0.02〜0.5％がさらに好ましい。
又、帯電を防止するための帯電防止剤や粘度を調節するための重合体又は重合性化合物を更に添加することもできる。
【００４８】
本願発明の透明絶縁性組成物は透明性と絶縁性を必要とする種々の用途に使用できる、例えば、光学補償のため２枚のＳＴＮ表示素子を貼り合わせた構造を有する液晶表示素子の二つの表示素子間の空隙の充填、又、表示素子の保護カバーと液晶表示素子に設けられたエアギャップへの充填、タッチパネル等があるが、タッチパネルとして使用することが好ましい。タッチパネルとしては、幾つかの方式が存在し、何れの方式にも使用可能であるが、マトリクススイッチ型、抵抗型等のペン等の圧力により対抗配置した二枚の基板が接触することを検知する方式における空隙の充填に特に好ましく使用できる。
【００４９】
タッチパネルとして構成した場合の透過率は、高いことが好ましいが、現実的な値としては９０％以上であることが好ましい。
本願発明の透明絶縁性組成物を構成部材とするタッチパネルは、種々の表示素子の構成部材として、表示素子にタッチセンサーとしての機能を付与することができる。
【００５０】
更に、本願発明の透明絶縁性組成物は絶縁性液体としての性質を備えているため、車両用トランスやコンデンサーの絶縁油、OF(Oil Filled)ケーブルの絶縁油、トランジスターなどの電子部品の封入絶縁油、ファンカップリングオイルやビスカスカップリングオイルなどの液体継手のカップリングオイル、サーキットブレイカー、ディーゼルエンジン、ドアチェッカー、電子ばかりや車両及び航空機計器などのダンパー油、カメラなどの光学機械、ミシン、編機などの精密機械用潤滑油、燒結合金やプラスチック製の無給油軸受の含浸油、化学プラントや化学実験室などの油浴、ゴム・プラスチック成形時の離型、シェルモールドの鋳型の製造、ダイカスト成形時の離型剤、PPC複写機のトナー付着防止オイル等の目的に使用することができる。
【実施例】
【００５１】
以下、例を挙げて本願発明を更に詳述するが、本願発明はこれらによって限定されるものではない。また、「％」は「質量％」を意味する。
TN-I ：ネマチック相-等方性液体相転移温度(℃)を液晶相上限温度とする
ｎ ：25℃における屈折率
η ：20℃における粘性（Pa・ｓ）
Ｒ ：25℃における比抵抗（Ωcm）
安定性試験：
試験対象となる透明絶縁性組成物を、150℃1時間放置、又は耐光性試験器で３０分間照射試験を行った後、組成物を構成する化合物の分解が認められる、透過率の低下又は、比抵抗の低下が認められる場合を×とし、いずれの試験においても問題のないものに○とした。
【００５２】
絶縁性：図２の構成を有するタッチパネルに、試験対象となる透明絶縁性組成物を注入した後、その比抵抗を測定し、１×１０１１Ωcm以上の場合には○とし、１×１０１１Ωcm未満の場合には×とした
（実施例１）
二つの液晶化合物からなる透明絶縁性組成物（Ｍ−１）を作製した。
【００５３】
【化１２】
【００５４】
この組成物は、液晶相下限温度が−２７℃と低く、その屈折率も１．４８３とガラスの屈折率に近いものであった。又、粘性も１４．３Pa・ｓと低く、比抵抗も3×1012Ωcmと高かった。
【００５５】
尚、実施例１の透明絶縁性組成物の質量平均分子量は２９０である。
（実施例２）
二つの液晶化合物からなる透明絶縁性組成物（Ｍ−２）を作製した。
【００５６】
【化１３】
【００５７】
この組成物は、液晶相下限温度が−５５℃と低く、その屈折率も１．５２１とガラスの屈折率に近いものであった。又、粘性も２０．４Pa・ｓと低く、比抵抗も9×1011Ωcmと高かった。
尚、実施例１の透明絶縁性組成物の質量平均分子量は２８２である。
【００５８】
（実施例３及び４）
図２に示す構成を有するタッチパネルを作製し、透明絶縁性組成物として実施例１又は２で作製した（Ｍ−１）又は（Ｍ−２）を使用して各種特性の測定を行いその結果を表１に示す。
【００５９】
（比較例１）
図１に示すタッチパネルを作製し、各種特性の測定を行いその結果を表１に示す。尚、比較例１においては、空隙に空気が存在する条件で測定を行った。
（比較例２）
実施例３と同様に、図２に示す構成を有するタッチパネルを作製し、透明絶縁性組成物に替えてヨウ化メチレンを用い各種特性の測定を行いその結果を表１に示す。
（比較例３）
実施例３と同様に、図２に示す構成を有するタッチパネルを作製し、透明絶縁性組成物に替えてシリコーンオイルを用い各種特性の測定を行いその結果を表１に示す。
（比較例４）
実施例３と同様に、図２に示す構成を有するタッチパネルを作製し、透明絶縁性組成物に替えてフッ化炭化水素であるＰＦ−５０８０（住友スリーエム（株）の商品名、Ｃ8Ｆ18を９０％以上含有）を用い各種特性の測定を行いその結果を表２に示す。
【００６０】
【表１】
【００６１】
表１の測定結果から、ヨウ化メチレンを透明絶縁性物質に替えて用いた比較例２のタッチパネルにおいては、ヨウ化メチレンの屈折率が比較的大きいにも関わらす、安定性が悪いことから、着色に起因する透過率の低下が大きく、その絶縁性も低いものであった。
シリコーンオイル又はフッ化炭化水素を用いた比較例３及び４のタッチパネルは、安定性には問題がないものの、屈折率が低いため、パネルの透過率が十分に高くならない問題を有している。
【００６２】
これらと比較して、本願発明のタッチパネルである実施例３及び４のタッチパネルは、屈折率が基板として用いられているガラスに近いため、透過率が高く、安定性などの特性にも優れることが明らかである。
（実施例５から６）
以下の化合物を用い、実施例１と同様にして透明絶縁性組成物（Ｍ−３）から（Ｍ−４）を作製した。
【００６３】
【化１４】
【００６４】
【化１５】
【００６５】
【化１６】
【００６６】
これらの組成物の組成及び物性値を以下の表２から表４に示す。
【００６７】
【表２】
【００６８】
これらの透明絶縁性組成物もまた、液晶相下限温度が低く、その屈折率もガラスの屈折率に近い１．５程度の屈折率を有し、又、粘性も低く、９×１０１１Ωcm又は８×１０１１Ωcmと高い比抵抗を有しているものであった。 これらの透明絶縁性組成物を用いたタッチパネルも屈折率がガラスと近いことから、透過率が高く、安定性も優れたものであった。
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、光学素子の構成部材として有用な透明絶縁性組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
透明絶縁性組成物は、光学的に透明であり、比較的高い比抵抗を有し、かつ、流動性を有する物質と定義され、その光学特性を生かして種々の光学素子の構成部材として用いられる。例えば、光学補償のため２枚のＳＴＮ（超ねじれネマチック型）表示素子を貼り合わせた構造を有する液晶表示素子の場合に有効に用いることができる。すなわち、二つの表示素子間に空隙が生じると、空気の屈折率（約１．０）と表示素子表面のガラスの屈折率（１．５前後）に差があるため、光学特性が悪化する。この空隙に屈折率が比較的ガラスに近い透明絶縁性組成物を注入することにより、光学特性の悪化を抑えることができる。又、一般に携帯電話の表示部は内部の表示素子を保護するために、カバーとして強化ガラスやアクリル板で覆い、液晶表示素子とカバーの間にすきま（エアギャップ）を持つことで、外からの衝撃によりカバーが割れた場合等においても、液晶表示素子を保護する構造（エアギャップ構造）をとっている。この場合においても、エアギャップにおける屈折率の差により光学特性の悪化を抑える用途に用いることができる。更に、近年情報端末に幅広く応用されているタッチパネルは、入力装置としてポインティングデバイスを、表示装置として液晶表示素子等を同時に有する構造を取り、この場合においても表示素子とポインティングデバイス間における同様の問題を解決する手段として用いることができる。
【０００３】
一方、タッチパネルには、幾つかの方式が存在し、マトリクススイッチ型、抵抗型等のペン等の圧力により対抗配置した二枚の基板が接触することを検知する方式においては、対抗配置した二枚の基板間に空隙を配置した構造を有する（図１参照）。この場合においても、タッチパネル中の空隙の影響により表示特性の劣化が発生する。すなわち、電極基板間に空隙が介在する構造を有している場合には、電極基板として用いられるガラスの屈折率と空気の屈折率との屈折率の差により、光の透過率が低下し表示装置の特性が劣化し、更に、ペン等による入力時において干渉縞が生じることによる表示品位が悪化する問題があった。
【０００４】
光学素子中に存在する空隙に屈折率がガラス等に近い液体を封入することにより、光学特性を改善する試みが報告されている。例えば、抵抗型のタッチパネルの電極間の空隙にシリコーンオイルを封入することにより上記問題の解決を図ったもの（特許文献１参照）。空隙にヨウ化メチレンを封入したもの（特許文献２参照）、空隙に含フッ素炭化水素を封入したもの（特許文献３参照）が報告されている。しかし、シリコーンオイルは屈折率が１．４とガラスに較べて低いため十分な効果を得ることができず、ヨウ化メチレンは光学特性の改善効果は高いものの、ヨウ化メチレンは安定性が悪く短時間で劣化する上に、毒性も高くタッチパネルが破損した場合を想定した場合などを想定すると到底実用的な材料とは言えないものであった。又、含フッ素炭化水素においては安定性の点では優れるものの、屈折率が１．３以下と更に低い問題を有していた。
【０００５】
更に、タッチパネルの空隙に用いる場合には、抵抗の差による検出精度を損なわないために、封入する液体には高い絶縁性も求められている。しかし、前述のヨウ化メチレンを用いた態様においては、絶縁性が不十分であるという問題も有していた。
以上のような種々の用途において、諸特性を満足するような、透明絶縁性組成物は存在せず、その開発が望まれていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−１７３３９４号公報（実施例１）
【特許文献２】特開平９−１８５４５７号公報（実施例）
【特許文献３】特開平１０−１３３８１９号公報（請求項、実施例）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の課題は、ガラスの屈折率に近い１．５程度の屈折率、高い絶縁性及び高い安定性を有する透明絶縁性液体を提供し、併せて当該透明絶縁性組成物を構成部材とする透過率の高いタッチパネルを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本願発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、特定の液晶化合物を含有し、かつ、一般的な使用温度域で液晶相を発現しないことを特徴とする透明絶縁性組成物の有用性を見出し本願発明の完成に至った。
本願発明は、一般式（I）
【０００９】
【化１】
【００１０】
（式中、Ｒ１及びＲ２はそれぞれ独立して、水素原子、炭素数1〜15のアルキル基、少なくとも一つのハロゲンにより置換された炭素数1〜15のアルキル基、炭素数2〜15のアルケニル基又は少なくとも一つのハロゲンにより置換された炭素数2〜15のアルケニル基、シアノ基、フッ素原子、塩素原子、トリフルオロメチル基、トリフルオロメトキシ基、ジフルオロメトキシ基、又はジフルオロメチル基を表し、該アルキル基又はアルケニル基中に存在する1個又は2個以上のCH2基はそれぞれ独立してO原子が相互に直接結合しないものとして -O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-又は-OCO-O-により置き換えられても良く、
Ａ１、及びＡ２はそれぞれ独立的に
(a) トランス-1,4-シクロへキシレン基(この基中に存在する1個のCH2基又は隣接していない2個以上のCH2基は -O- 及び又は -S- に置き換えられてもよい)
(b) 1,4-フェニレン基(この基中に存在する1個のCH2基又は隣接していない2個以上のCH2基は -N- に置き換えられてもよい)
(c) 1,4-シクロヘキセニレン、1,4-ビシクロ(2.2.2)オクチレン、ピペリジン-1,4-ジイル、ナフタレン-2,6-ジイル、デカヒドロナフタレン-2,6-ジイル及び1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン-2,6-ジイル
からなる群より選ばれる基であり、上記の基(a)、基(b)、基(c)はメチル基、エチル基、CN又はハロゲンで置換されていても良く、
Ｌ１は単結合、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-又は-C≡C-を表す。）表される液晶化合物を少なくとも一種含有し、液晶相上限温度が０℃以下であるか又は液晶相を発現しないことを特徴とする透明絶縁性組成物及び当該組成物を構成部材とするタッチパネル並びにタッチパネルを具備した表示素子を提供する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の透明絶縁性組成物は、ガラスの屈折率に近い１．５程度の屈折率、高い絶縁性及び高い安定性を有することから、マトリクススイッチ型、抵抗型等タッチパネルに使用することにより透過率を改善することができ、タッチパネル以外にも高い屈折率と絶縁性を必要とする種々の用途に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】従来のタッチパネルの断面図である。
【図２】本願発明のタッチパネルの断面図である。
【符号の説明】
【００１３】
１ 上側のガラス基板（タッチする側）
２ 下側のガラス基板
３ 透明導電性膜
４ 空隙
５ シール材料
６ 透明絶縁性組成物層
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本願発明の透明絶縁性組成物は、一般式（I）で表される液晶化合物を含有し、この場合において液晶化合物とは液晶相を有する化合物及び液晶相を発現するような骨格を有する化合物の両方を含むものとする。しかし、本願発明の透明絶縁性組成物そのものは、液晶相上限温度が０℃以下であるか又は液晶相を発現しないことを特徴とし、広い温度範囲で等方性液体であることが好ましい。更に、具体的には、液晶相上限温度が−１０℃以下であるか又は液晶相を発現しないことが好ましく、液晶相上限温度が−２０℃以下であるか又は液晶相を発現しないことがより好ましく、液晶相を発現しないことが特に好ましい。液晶相を発現すると、光散乱が発生し透過率は大幅に低下する。
【００１５】
透明絶縁性組成物は目的の物性値を有するためには、その質量平均分子量が１００以上５００以下が好ましく、１００以上４００以下がより好ましく、１５０以上３５０以下である
透明絶縁性組成物はタッチパネルとして用いる場合には、粘性が低いことが好ましい、具体的は、５０Pa・ｓ以下が好ましく、４０Pa・ｓ以下がより好ましく、３０Pa・ｓ以下が特に好ましい。
透明絶縁性組成物の比抵抗は、１×１０１０以上が好ましく、１×１０１１以上がより好ましく、３×１０１１以上が特に好ましい。
【００１６】
（使用する液晶化合物）
本願発明の透明絶縁性組成物は、一般式（I）で表される液晶化合物を含有するものであるが、一般式（I）で表される化合物を２種以上含有することが好ましく、２種から２０種含有することが好ましく、２種から１０種含有することが更に好ましい。
【００１７】
本願発明の組成物は、一般式（I）で表される化合物を少なくとも５質量％以上含有することが好ましく、１５質量％以上がより好ましく、２５％以上が更に好ましく、６０％以上が特に好ましく、上限は１００％で構成することもできるが、９０％以下が好ましく、８０％以下が好ましい。
【００１８】
一般式（I）に種々の置換基を有する化合物を含むものであるが、具体的には次に記載する態様が好ましい。
一般式（I）で表される化合物において、Ａ１、又はＡ２としては次の式（２−１）から式（２−９）で表される環構造が好ましい。
【００１９】
【化２】
【００２０】
これらの環構造において、式（２−６）及び式（２−７）を除き、式中の水素原子はフッ素原子で置換されていても良い。
この中でも、式（２−１）、式（２−３）、式（２−６）又は式（２−７）がより好ましく、式（２−１）、式（２−３）又は式（２−６）がより好ましく、式（２−１）又は式（２−６）が特に好ましい。
又、Ａ１及びＡ２の何れか一つはトランス-1,4-シクロへキシレン基を表すことが好ましい。
【００２１】
Ｒ１及びＲ２は、液晶化合物の側鎖基を表すものであるが、これらの置換基が同一である場合より、異なった置換基を表す場合が結晶の析出を避ける観点から望ましい。特に、Ｒ１及びＲ２において、側鎖長が短い場合には、これらの側鎖が同一の場合より異なっていることが好ましい。具体的には、Ｒ１及びＲ２が水素原子を表す場合、又は、炭素数１〜３のアルキル基若しくは炭素数１〜３のアルコキシ基を表す場合において、これらが異なっていることが好ましく、Ｒ１及びＲ２が水素原子を表す場合、又は、炭素数１〜２のアルキル基若しくは炭素数１〜２のアルコキシ基を表す場合において、これらが異なっていることがより好ましく、Ｒ１及びＲ２が水素原子を表す場合、又は、炭素数１のアルキル基、若しくは炭素数１のアルコキシ基を表す場合において、これらが異なっていることが特に好ましい。Ｒ１は前記の条件の下、炭素数１〜１５のアルキル基、炭素数２〜１５のアルケニル基又は炭素数１〜１５のアルコキシ基が好ましく、炭素数１〜１５のアルキル基がより好ましい。
【００２２】
Ｒ２は前記の条件の下、炭素数１〜１５のアルキル基、炭素数２〜１５のアルケニル基、炭素数１〜１５のアルコキシ基、シアノ基、フッ素原子、塩素原子、トリフルオロメチル基、トリフルオロメトキシ基、ジフルオロメトキシ基、ジフルオロメチル基又は水素原子を表すことが好ましく、フッ素原子、トリフルオロメチル基、トリフルオロメトキシ基、ジフルオロメトキシ基又はジフルオロメチル基を表すことがより好ましく、フッ素原子が特に好ましい。
【００２３】
前記より、Ｒ１及びＲ２の組み合わせとしては、Ｒ１が炭素数１〜１５のアルキル基、炭素数２〜１５のアルケニル基又は炭素数１〜１５のアルコキシ基を表し、Ｒ２がフッ素原子、トリフルオロメチル基、トリフルオロメトキシ基、ジフルオロメトキシ基又はジフルオロメチル基を表すことが好ましく、Ｒ１が炭素数１〜１５のアルキル基を表し、Ｒ２がフッ素原子を表すことが特に好ましい。
【００２４】
Ｌ１は単結合、-CH2CH2-、-COO-又は-OCO-が好ましい。
このような観点から、一般式（I）の化合物のより具体的な好ましい形態として、下記の一般式（I-1）〜（I-11）で表される化合物群が好ましい。
【００２５】
【化３】
【００２６】
【化４】
【００２７】
【化５】
【００２８】
（式中、Ｒ１は炭素数１〜１５のアルキル基、炭素数２〜１５のアルケニル基又は炭素数１〜１５のアルコキシ基を表し、Ｒ２は炭素数１〜１５のアルキル基、炭素数２〜１５のアルケニル基又は炭素数１〜１５のアルコキシ基、フッ素原子、トリフルオロメチル基、トリフルオロメトキシ基、ジフルオロメトキシ基又はジフルオロメチル基を表し、Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｘ4、Ｘ５、Ｘ６、Ｘ７及びＸ８はそれぞれ独立的に、水素原子、メチル基又はフッ素原子を表す。）
中でも、一般式（I-1）〜（I-8）が好ましく、一般式（I-1）〜（I-5）がより好ましい。
（使用することが可能な単環化合物）
本願発明の透明絶縁性組成物は一般式（I）で表される化合物以外に一つのみの環構造を有する一般式（II）
【００２９】
【化６】
【００３０】
（式中Ｒ３及びＲ４はそれぞれ独立して、水素原子、炭素数1〜15のアルキル基、少なくとも一つのハロゲンにより置換された炭素数1〜15のアルキル基、炭素数2〜15のアルケニル基又は少なくとも一つのハロゲンにより置換された炭素数2〜15のアルケニル基、シアノ基、フッ素原子、塩素原子、トリフルオロメチル基、トリフルオロメトキシ基、ジフルオロメトキシ基、又はジフルオロメチル基を表し、該アルキル基又はアルケニル基中に存在する1個又は2個以上のCH2基はそれぞれ独立してO原子が相互に直接結合しないものとして -O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-又は-OCO-O-により置き換えられても良く、
Ｂは、
(a) トランス-1,4-シクロへキシレン基(この基中に存在する1個のCH2基又は隣接していない2個以上のCH2基は -O- 及び又は -S- に置き換えられてもよい)
(b) 1,4-フェニレン基(この基中に存在する1個のCH2基又は隣接していない2個以上のCH2基は -N- に置き換えられてもよい)
(c) 1,4-シクロヘキセニレン、1,4-ビシクロ(2.2.2)オクチレン、ピペリジン-1,4-ジイル、ナフタレン-2,6-ジイル、デカヒドロナフタレン-2,6-ジイル及び1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン-2,6-ジイル
からなる群より選ばれる基であり、上記の基(a)、基(b)、基(c)はメチル基、エチル基、CN又はハロゲンで置換されていても良い。。）で表される化合物を更に含有することができる。
【００３１】
一般式（II）においてＲ３及びＲ４は、それぞれ独立して炭素数１〜１５のアルキル基、炭素数２〜１５のアルケニル基又は炭素数１〜１５のアルコキシ基が好ましく、炭素数１〜１５のアルキル基がより好ましい。Ｒ３及びＲ４は同一であっても異なっていても良いが、異なっていることがより好ましい。
環Ｂは、次の式（２−１）から式（２−９）で表される環構造が好ましい。
【００３２】
【化７】
【００３３】
この中でも、式（２−１）、式（２−３）、式（２−６）又は式（２−７）がより好ましく、式（２−１）、式（２−３）又は式（２−６）がより好ましく、式（２−１）が特に好ましい。
【００３４】
一般式（II）で表される化合物を含有する場合、その含有量は５０％以下が好ましく、３０％以下がより好ましく、２０％以下が特に好ましい。含有する場合の下限値は５％以上が好ましく、１０％以上がより好ましい。
含有する一般式（II）で表される化合物の数は、二種以下が好ましく、二種がより好ましい。
【００３５】
（一般式（I）以外に使用することが可能な液晶化合物）
本願発明の透明絶縁性組成物は、前述した一般式（I）で表される化合物の必要な含有率を除くその他の成分として、三つの環を有する液晶化合物を添加することができる。
液晶化合物として具体的には、一般式（III）
【００３６】
【化８】
【００３７】
（式中Ｒ１及びＲ２はそれぞれ独立して、水素原子、炭素数1〜15のアルキル基、少なくとも一つのハロゲンにより置換された炭素数1〜15のアルキル基、炭素数2〜15のアルケニル基又は少なくとも一つのハロゲンにより置換された炭素数2〜15のアルケニル基、シアノ基、フッ素原子、塩素原子、トリフルオロメチル基、トリフルオロメトキシ基、ジフルオロメトキシ基、又はジフルオロメチル基を表し、該アルキル基又はアルケニル基中に存在する1個又は2個以上のCH2基はそれぞれ独立してO原子が相互に直接結合しないものとして -O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-又は-OCO-O-により置き換えられても良く、Ｒ２は、シアノ基、フッ素原子、塩素原子、トリフルオロメチル基、トリフルオロメトキシ基、ジフルオロメトキシ基、ジフルオロメチル基又は水素原子を表し、
Ａ１、Ａ２及びＡ３はそれぞれ独立的に
(a) トランス-1,4-シクロへキシレン基(この基中に存在する1個のCH2基又は隣接していない2個以上のCH2基は -O- 及び又は -S- に置き換えられてもよい)
(b) 1,4-フェニレン基(この基中に存在する1個のCH2基又は隣接していない2個以上のCH2基は -N- に置き換えられてもよい)
(c) 1,4-シクロヘキセニレン、1,4-ビシクロ(2.2.2)オクチレン、ピペリジン-1,4-ジイル、ナフタレン-2,6-ジイル、デカヒドロナフタレン-2,6-ジイル及び1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン-2,6-ジイル
からなる群より選ばれる基であり、上記の基(a)、基(b)、基(c)はメチル基、CN又はハロゲンで置換されていても良く、
Ｌ１及びＬ２はそれぞれ独立的に単結合、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-又は-C≡C-を表す。）で表される化合物が好ましい。
【００３８】
一般式（III）において、Ａ１、Ａ２及びＡ３としては次の式（２−１）から式（２−９）で表される環構造が好ましい。
【００３９】
【化９】
【００４０】
この中でも、式（２−１）、式（２−３）、式（２−６）又は式（２−７）がより好ましく、式（２−１）、式（２−３）又は式（２−６）がより好ましく、式（２−１）又は式（２−６）が特に好ましい。
【００４１】
Ｒ１及びＲ２は、液晶化合物の側鎖基を表すものであるが、Ｒ２は、シアノ基、フッ素原子、塩素原子、トリフルオロメチル基、トリフルオロメトキシ基、ジフルオロメトキシ基、ジフルオロメチル基又は水素原子を表すことが好ましい。
【００４２】
Ｒ１及びＲ２は、それぞれ独立して、炭素数１〜１５のアルキル基、炭素数２〜１５のアルケニル基又は炭素数１〜１５のアルコキシ基が好ましく、炭素数１〜１５のアルキル基がより好ましい。
Ｒ１が炭素数１〜１５のアルキル基を表し、Ｒ２がフッ素原子を表すことが特に好ましい。
【００４３】
Ｌ１及びＬ２はそれぞれ独立的に単結合、-CH2CH2-、-COO-又は-OCO-が好ましく、ｎが１を表す場合はＬ１及びＬ２の何れかは単結合であることが好ましい。
このような観点から、一般式（1）の化合物のより具体的な好ましい形態として、下記の一般式（III-1）〜（III-5）で表される化合物が好ましい。
【００４４】
【化１０】
【００４５】
【化１１】
【００４６】
（式中、Ｒ１は炭素数１〜１５のアルキル基を表し、Ｒ２は炭素数１〜１５のアルキル基、フッ素原子、トリフルオロメチル基、トリフルオロメトキシ基、ジフルオロメトキシ基又はジフルオロメチル基を表し、Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｘ4、Ｘ５、Ｘ６、Ｘ７及びＸ８はそれぞれ独立的に、水素原子、メチル基又はフッ素原子を表す。）
一般式（III）で表される化合物を含有す場合、その含有量は３０％以下が好ましく、２０％以下がより好ましく、１０％以下が特に好ましい。
【００４７】
又、本願発明の透明絶縁性組成物には、その保存安定性を向上させるために安定剤を添加することもできる。使用できる安定剤としては、例えば、ヒドロキノン、ヒドロキノンモノアルキルエーテル類、第三ブチルカテコール類、ピロガロール類、チオフェノール類、ニトロ化合物類、β-ナフチルアミン類、β-ナフトール類、ニトロソ化合物等が挙げられる。安定剤を使用する場合の添加量は、組成物全量に対して0.005〜1％の範囲が好ましく、0.02〜0.5％がさらに好ましい。
又、帯電を防止するための帯電防止剤や粘度を調節するための重合体又は重合性化合物を更に添加することもできる。
【００４８】
本願発明の透明絶縁性組成物は透明性と絶縁性を必要とする種々の用途に使用できる、例えば、光学補償のため２枚のＳＴＮ表示素子を貼り合わせた構造を有する液晶表示素子の二つの表示素子間の空隙の充填、又、表示素子の保護カバーと液晶表示素子に設けられたエアギャップへの充填、タッチパネル等があるが、タッチパネルとして使用することが好ましい。タッチパネルとしては、幾つかの方式が存在し、何れの方式にも使用可能であるが、マトリクススイッチ型、抵抗型等のペン等の圧力により対抗配置した二枚の基板が接触することを検知する方式における空隙の充填に特に好ましく使用できる。
【００４９】
タッチパネルとして構成した場合の透過率は、高いことが好ましいが、現実的な値としては９０％以上であることが好ましい。
本願発明の透明絶縁性組成物を構成部材とするタッチパネルは、種々の表示素子の構成部材として、表示素子にタッチセンサーとしての機能を付与することができる。
【００５０】
更に、本願発明の透明絶縁性組成物は絶縁性液体としての性質を備えているため、車両用トランスやコンデンサーの絶縁油、OF(Oil Filled)ケーブルの絶縁油、トランジスターなどの電子部品の封入絶縁油、ファンカップリングオイルやビスカスカップリングオイルなどの液体継手のカップリングオイル、サーキットブレイカー、ディーゼルエンジン、ドアチェッカー、電子ばかりや車両及び航空機計器などのダンパー油、カメラなどの光学機械、ミシン、編機などの精密機械用潤滑油、燒結合金やプラスチック製の無給油軸受の含浸油、化学プラントや化学実験室などの油浴、ゴム・プラスチック成形時の離型、シェルモールドの鋳型の製造、ダイカスト成形時の離型剤、PPC複写機のトナー付着防止オイル等の目的に使用することができる。
【実施例】
【００５１】
以下、例を挙げて本願発明を更に詳述するが、本願発明はこれらによって限定されるものではない。また、「％」は「質量％」を意味する。
TN-I ：ネマチック相-等方性液体相転移温度(℃)を液晶相上限温度とする
ｎ ：25℃における屈折率
η ：20℃における粘性（Pa・ｓ）
Ｒ ：25℃における比抵抗（Ωcm）
安定性試験：
試験対象となる透明絶縁性組成物を、150℃1時間放置、又は耐光性試験器で３０分間照射試験を行った後、組成物を構成する化合物の分解が認められる、透過率の低下又は、比抵抗の低下が認められる場合を×とし、いずれの試験においても問題のないものに○とした。
【００５２】
絶縁性：図２の構成を有するタッチパネルに、試験対象となる透明絶縁性組成物を注入した後、その比抵抗を測定し、１×１０１１Ωcm以上の場合には○とし、１×１０１１Ωcm未満の場合には×とした
（実施例１）
二つの液晶化合物からなる透明絶縁性組成物（Ｍ−１）を作製した。
【００５３】
【化１２】
【００５４】
この組成物は、液晶相下限温度が−２７℃と低く、その屈折率も１．４８３とガラスの屈折率に近いものであった。又、粘性も１４．３Pa・ｓと低く、比抵抗も3×1012Ωcmと高かった。
【００５５】
尚、実施例１の透明絶縁性組成物の質量平均分子量は２９０である。
（実施例２）
二つの液晶化合物からなる透明絶縁性組成物（Ｍ−２）を作製した。
【００５６】
【化１３】
【００５７】
この組成物は、液晶相下限温度が−５５℃と低く、その屈折率も１．５２１とガラスの屈折率に近いものであった。又、粘性も２０．４Pa・ｓと低く、比抵抗も9×1011Ωcmと高かった。
尚、実施例１の透明絶縁性組成物の質量平均分子量は２８２である。
【００５８】
（実施例３及び４）
図２に示す構成を有するタッチパネルを作製し、透明絶縁性組成物として実施例１又は２で作製した（Ｍ−１）又は（Ｍ−２）を使用して各種特性の測定を行いその結果を表１に示す。
【００５９】
（比較例１）
図１に示すタッチパネルを作製し、各種特性の測定を行いその結果を表１に示す。尚、比較例１においては、空隙に空気が存在する条件で測定を行った。
（比較例２）
実施例３と同様に、図２に示す構成を有するタッチパネルを作製し、透明絶縁性組成物に替えてヨウ化メチレンを用い各種特性の測定を行いその結果を表１に示す。
（比較例３）
実施例３と同様に、図２に示す構成を有するタッチパネルを作製し、透明絶縁性組成物に替えてシリコーンオイルを用い各種特性の測定を行いその結果を表１に示す。
（比較例４）
実施例３と同様に、図２に示す構成を有するタッチパネルを作製し、透明絶縁性組成物に替えてフッ化炭化水素であるＰＦ−５０８０（住友スリーエム（株）の商品名、Ｃ8Ｆ18を９０％以上含有）を用い各種特性の測定を行いその結果を表２に示す。
【００６０】
【表１】
【００６１】
表１の測定結果から、ヨウ化メチレンを透明絶縁性物質に替えて用いた比較例２のタッチパネルにおいては、ヨウ化メチレンの屈折率が比較的大きいにも関わらす、安定性が悪いことから、着色に起因する透過率の低下が大きく、その絶縁性も低いものであった。
シリコーンオイル又はフッ化炭化水素を用いた比較例３及び４のタッチパネルは、安定性には問題がないものの、屈折率が低いため、パネルの透過率が十分に高くならない問題を有している。
【００６２】
これらと比較して、本願発明のタッチパネルである実施例３及び４のタッチパネルは、屈折率が基板として用いられているガラスに近いため、透過率が高く、安定性などの特性にも優れることが明らかである。
（実施例５から６）
以下の化合物を用い、実施例１と同様にして透明絶縁性組成物（Ｍ−３）から（Ｍ−４）を作製した。
【００６３】
【化１４】
【００６４】
【化１５】
【００６５】
【化１６】
【００６６】
これらの組成物の組成及び物性値を以下の表２から表４に示す。
【００６７】
【表２】
【００６８】
これらの透明絶縁性組成物もまた、液晶相下限温度が低く、その屈折率もガラスの屈折率に近い１．５程度の屈折率を有し、又、粘性も低く、９×１０１１Ωcm又は８×１０１１Ωcmと高い比抵抗を有しているものであった。 これらの透明絶縁性組成物を用いたタッチパネルも屈折率がガラスと近いことから、透過率が高く、安定性も優れたものであった。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一般式（I）
【化１】
（式中、Ｒ１及びＲ２はそれぞれ独立して、水素原子、炭素数1〜15のアルキル基、少なくとも一つのハロゲンにより置換された炭素数1〜15のアルキル基、炭素数2〜15のアルケニル基又は少なくとも一つのハロゲンにより置換された炭素数2〜15のアルケニル基、シアノ基、フッ素原子、塩素原子、トリフルオロメチル基、トリフルオロメトキシ基、ジフルオロメトキシ基、又はジフルオロメチル基を表し、該アルキル基又はアルケニル基中に存在する1個又は2個以上のCH2基はそれぞれ独立してO原子が相互に直接結合しないものとして -O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-又は-OCO-O-により置き換えられても良く、
Ａ１、及びＡ２はそれぞれ独立的に
(a) トランス-1,4-シクロへキシレン基(この基中に存在する1個のCH2基又は隣接していない2個以上のCH2基は -O- 及び又は -S- に置き換えられてもよい)
(b) 1,4-フェニレン基(この基中に存在する1個のCH2基又は隣接していない2個以上のCH2基は -N- に置き換えられてもよい)
(c) 1,4-シクロヘキセニレン、1,4-ビシクロ(2.2.2)オクチレン、ピペリジン-1,4-ジイル、ナフタレン-2,6-ジイル、デカヒドロナフタレン-2,6-ジイル及び1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン-2,6-ジイル
からなる群より選ばれる基であり、上記の基(a)、基(b)、基(c)はメチル基、エチル基、CN又はハロゲンで置換されていても良く、
Ｌ１は単結合、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-又は-C≡C-を表す。）表される液晶化合物を少なくとも一種含有し、液晶相上限温度が０℃以下であるか又は液晶相を発現しないことを特徴とする透明絶縁性組成物。
【請求項２】
一般式（I）においてＲ１が炭素数１〜１５のアルキル基、炭素数２〜１５のアルケニル基又は炭素数１〜１５のアルコキシ基を表し、Ｒ２がフッ素原子、トリフルオロメチル基、トリフルオロメトキシ基、ジフルオロメトキシ基又はジフルオロメチル基を表す、請求項２記載の透明絶縁性組成物。
【請求項３】
一般式（I）で表される化合物を少なくとも５％以上含有する請求項２記載の透明絶縁性組成物。
【請求項４】
一般式（II）
【化２】
（式中Ｒ３及びＲ４はそれぞれ独立して、水素原子、炭素数1〜15のアルキル基、少なくとも一つのハロゲンにより置換された炭素数1〜15のアルキル基、炭素数2〜15のアルケニル基又は少なくとも一つのハロゲンにより置換された炭素数2〜15のアルケニル基、シアノ基、フッ素原子、塩素原子、トリフルオロメチル基、トリフルオロメトキシ基、ジフルオロメトキシ基、又はジフルオロメチル基を表し、該アルキル基又はアルケニル基中に存在する1個又は2個以上のCH2基はそれぞれ独立してO原子が相互に直接結合しないものとして -O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-又は-OCO-O-により置き換えられても良く、Ｒ４は、シアノ基、フッ素原子、塩素原子、トリフルオロメチル基、トリフルオロメトキシ基、ジフルオロメトキシ基、ジフルオロメチル基又は水素原子を表し、
Ｂは、
(a) トランス-1,4-シクロへキシレン基(この基中に存在する1個のCH2基又は隣接していない2個以上のCH2基は -O- 及び又は -S- に置き換えられてもよい)
(b) 1,4-フェニレン基(この基中に存在する1個のCH2基又は隣接していない2個以上のCH2基は -N- に置き換えられてもよい)
(c) 1,4-シクロヘキセニレン、1,4-ビシクロ(2.2.2)オクチレン、ピペリジン-1,4-ジイル、ナフタレン-2,6-ジイル、デカヒドロナフタレン-2,6-ジイル及び1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン-2,6-ジイル
からなる群より選ばれる基であり、上記の基(a)、基(b)、基(c)はメチル基、エチル基、CN又はハロゲンで置換されていても良い。）で表される化合物を更に含有する請求項１記載の透明絶縁性組成物。
【請求項５】
一般式（II）においてＲ３及びＲ４が異なった置換基を表す、請求項４記載の透明絶縁性組成物。
【請求項６】
透明絶縁性組成物の質量平均分子量が１５０以上３５０以下である請求項１から５の何れかに記載の透明絶縁性組成物。
【請求項７】
一般式（I）で表される化合物の含有量が４０％以上である請求項１から５の何れかに記載の透明絶縁性組成物。
【請求項８】
透明絶縁性組成物の粘性が４０Pa・ｓ以下であり、比抵抗が１×１０１０Ωcm以上である請求項１から５の何れかに記載の透明絶縁性組成物。
【請求項９】
請求項１から８の何れかに記載の透明絶縁性組成物を構成部材とするタッチパネル。
【請求項１０】
透過率が９０％である請求項９記載のタッチパネル。
【請求項１１】
請求項１から８の何れかに記載の透明絶縁性組成物を構成部材とするタッチパネルを具備した表示素子。
【請求項１】
一般式（I）
【化１】
（式中、Ｒ１及びＲ２はそれぞれ独立して、水素原子、炭素数1〜15のアルキル基、少なくとも一つのハロゲンにより置換された炭素数1〜15のアルキル基、炭素数2〜15のアルケニル基又は少なくとも一つのハロゲンにより置換された炭素数2〜15のアルケニル基、シアノ基、フッ素原子、塩素原子、トリフルオロメチル基、トリフルオロメトキシ基、ジフルオロメトキシ基、又はジフルオロメチル基を表し、該アルキル基又はアルケニル基中に存在する1個又は2個以上のCH2基はそれぞれ独立してO原子が相互に直接結合しないものとして -O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-又は-OCO-O-により置き換えられても良く、
Ａ１、及びＡ２はそれぞれ独立的に
(a) トランス-1,4-シクロへキシレン基(この基中に存在する1個のCH2基又は隣接していない2個以上のCH2基は -O- 及び又は -S- に置き換えられてもよい)
(b) 1,4-フェニレン基(この基中に存在する1個のCH2基又は隣接していない2個以上のCH2基は -N- に置き換えられてもよい)
(c) 1,4-シクロヘキセニレン、1,4-ビシクロ(2.2.2)オクチレン、ピペリジン-1,4-ジイル、ナフタレン-2,6-ジイル、デカヒドロナフタレン-2,6-ジイル及び1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン-2,6-ジイル
からなる群より選ばれる基であり、上記の基(a)、基(b)、基(c)はメチル基、エチル基、CN又はハロゲンで置換されていても良く、
Ｌ１は単結合、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-OCH2-、-CH2O-、-COO-、-OCO-又は-C≡C-を表す。）表される液晶化合物を少なくとも一種含有し、液晶相上限温度が０℃以下であるか又は液晶相を発現しないことを特徴とする透明絶縁性組成物。
【請求項２】
一般式（I）においてＲ１が炭素数１〜１５のアルキル基、炭素数２〜１５のアルケニル基又は炭素数１〜１５のアルコキシ基を表し、Ｒ２がフッ素原子、トリフルオロメチル基、トリフルオロメトキシ基、ジフルオロメトキシ基又はジフルオロメチル基を表す、請求項２記載の透明絶縁性組成物。
【請求項３】
一般式（I）で表される化合物を少なくとも５％以上含有する請求項２記載の透明絶縁性組成物。
【請求項４】
一般式（II）
【化２】
（式中Ｒ３及びＲ４はそれぞれ独立して、水素原子、炭素数1〜15のアルキル基、少なくとも一つのハロゲンにより置換された炭素数1〜15のアルキル基、炭素数2〜15のアルケニル基又は少なくとも一つのハロゲンにより置換された炭素数2〜15のアルケニル基、シアノ基、フッ素原子、塩素原子、トリフルオロメチル基、トリフルオロメトキシ基、ジフルオロメトキシ基、又はジフルオロメチル基を表し、該アルキル基又はアルケニル基中に存在する1個又は2個以上のCH2基はそれぞれ独立してO原子が相互に直接結合しないものとして -O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-又は-OCO-O-により置き換えられても良く、Ｒ４は、シアノ基、フッ素原子、塩素原子、トリフルオロメチル基、トリフルオロメトキシ基、ジフルオロメトキシ基、ジフルオロメチル基又は水素原子を表し、
Ｂは、
(a) トランス-1,4-シクロへキシレン基(この基中に存在する1個のCH2基又は隣接していない2個以上のCH2基は -O- 及び又は -S- に置き換えられてもよい)
(b) 1,4-フェニレン基(この基中に存在する1個のCH2基又は隣接していない2個以上のCH2基は -N- に置き換えられてもよい)
(c) 1,4-シクロヘキセニレン、1,4-ビシクロ(2.2.2)オクチレン、ピペリジン-1,4-ジイル、ナフタレン-2,6-ジイル、デカヒドロナフタレン-2,6-ジイル及び1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン-2,6-ジイル
からなる群より選ばれる基であり、上記の基(a)、基(b)、基(c)はメチル基、エチル基、CN又はハロゲンで置換されていても良い。）で表される化合物を更に含有する請求項１記載の透明絶縁性組成物。
【請求項５】
一般式（II）においてＲ３及びＲ４が異なった置換基を表す、請求項４記載の透明絶縁性組成物。
【請求項６】
透明絶縁性組成物の質量平均分子量が１５０以上３５０以下である請求項１から５の何れかに記載の透明絶縁性組成物。
【請求項７】
一般式（I）で表される化合物の含有量が４０％以上である請求項１から５の何れかに記載の透明絶縁性組成物。
【請求項８】
透明絶縁性組成物の粘性が４０Pa・ｓ以下であり、比抵抗が１×１０１０Ωcm以上である請求項１から５の何れかに記載の透明絶縁性組成物。
【請求項９】
請求項１から８の何れかに記載の透明絶縁性組成物を構成部材とするタッチパネル。
【請求項１０】
透過率が９０％である請求項９記載のタッチパネル。
【請求項１１】
請求項１から８の何れかに記載の透明絶縁性組成物を構成部材とするタッチパネルを具備した表示素子。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１１−２０７７８３（Ｐ２０１１−２０７７８３Ａ）
【公開日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−７４８９０（Ｐ２０１０−７４８９０）
【出願日】平成２２年３月２９日（２０１０．３．２９）
【出願人】（０００００２８８６）ＤＩＣ株式会社 (2,597)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月２９日（２０１０．３．２９）
【出願人】（０００００２８８６）ＤＩＣ株式会社 (2,597)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]