芳香族テトラカルボン酸ビスベンゾイミダゾール誘導体に基づくリオトロピック液晶系およびその製造方法
芳香族テトラカルボキシルビスベンゾイミダゾールから誘導される化合物を開示する。これらの化合物は、望ましい光学的性質を持つ光学等方性または異方性フィルムを作ることができる液晶系を形成する能力を有する。式（Ｉ）もしくは（ＩＩ）、またはその塩（式中、ｙは０〜約４の範囲内の整数である）。
【化1】
【化1】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本願は、２００９年２月２７日に出願された米国仮特許出願第６１／１５５，９７０号および２００９年７月２９日に出願された米国仮特許出願第６１／２２９，４７０号に基づく優先権を主張し、これらの仮特許出願はどちらも、参照によりその全てが本明細書に組み込まれる。
【背景技術】
【０００２】
（発明の分野）
本発明は概して有機化学および光学異方性コーティングの分野に関する。より具体的には、本発明は、リオトロピック発色団化合物、１つまたはそれ以上のリオトロピック発色団化合物を含むリオトロピック液晶系、および光学等方性または光学異方性フィルムに関する。
【０００３】
（関連技術の説明）
光学素子は、精密に制御することが可能な特殊な性質を有する新しい材料に基づくものが増えつつある。多くの最新視覚表示システムにおける重要な素子は、ある特定デバイスの要件に適合するように調節することが可能な光学特性および他の特性の組合せを有する光学異方性フィルムである。というのも、各デバイスはそれぞれ独自に一組の要件を持つことが多いからである。
【０００４】
液晶表示装置（ＬＣＤ）の人気の高まりが、さまざまな液晶（ＬＣ）化合物を研究する動機になってきた。初期の研究者らは、機械的力によって異方性フィルムへと配向させることができるサーモトロピックＬＣ化合物に焦点を合わせた。しかし、サーモトロピックＬＣフィルムにおける分子の強制的配向は、力が中断されると消失しがちであるだろう。これに対して、リオトロピック液晶（ＬＬＣ）フィルムは、機械的力が取り除かれた後も、その二色性配向を保持する能力を持つ。適切な材料には、異方性フィルムを形成するように配向させることができるＬＣ中間相を形成する能力を持つものが含まれる。
【０００５】
光学異方性フィルムの製造にはさまざまなポリマー材料が使用されてきた。そのような材料に基づくフィルムは、一軸伸長と有機色素またはヨウ素による改質とによって、異方性の光学的性質を獲得することができる。多くの応用では、ベースポリマーがポリビニルアルコール（ＰＶＡ）である。そのようなフィルムは、モノグラフ、Ｂ．Ｂａｈａｄｕｒ編「Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌｓ：Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ａｎｄ Ｕｓｅｓ」（Ｗｏｒｌｄ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ、シンガポール−ニューヨーク（１９９０））第１巻の１０１ページに、さらに詳しく記載されている。しかし、ＰＶＡ系フィルムの低い熱安定性が、その応用を制限する場合がある。したがって、改良された特徴を有する光学異方性フィルムを合成するための新しい材料と方法の開発は、極めて有益である。特に、高い耐熱性、簡便な合成、および均一性などの性質を持つフィルムは、非常に望ましい。
【０００６】
高い光学異方性を有するフィルムであって、さまざまな波長域における改良された選択性をも特徴とするフィルムの需要が、近年増加しつつある。赤外（ＩＲ）から紫外（ＵＶ）に至る広いスペクトル範囲において異なる場所に吸収極大を持つフィルムは、非常に望ましい。有機二色性分子は、一般に円柱状の外形を持つ超分子複合体にパッキングされることが知られている。これらの円柱は中間相の基本構造単位を形成し、その中間相を、強い二色性を持つ異方性フィルムが形成されるように、配向させることができる。例えば米国特許第５，７３９，２９６号および同第６，１７４，３９４号ならびに欧州特許ＥＰ０９６１１３８では、水溶性有機色素に基づいて、異方性材料が合成されている。これらの材料は可視スペクトル領域において高い吸光度を示す。これらは多くの応用にとって有益でありうるが、これらの化合物の吸光度プロファイルは、透明複屈折フィルムの形成におけるその応用を制限する。
【０００７】
そのうえ、現在利用できるフィルム応用技術では、通例、例えば色素濃度、フィルム形成温度などの工程パラメータを入念に選択し、フィルムの形成中はそれらを厳密に守ることが要求される。しかし、たとえフィルム形成の条件が全て精密に制御されたとしても、誤配向（ｍｉｓｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ）ゾーンおよび／または微小欠陥の形成ゆえに、コーティングレジームのランダムな局所的ばらつきは、依然として起こり得る。これは、ＬＬＣ系（例えばＬＬＣ溶液）を基材表面に適用した後の溶媒除去の過程における不均一な微細結晶化および巨視的結晶化プロセスの結果でありうる。また、現在利用することができる色素を使うと厚さが不均一なコーティングが形成される可能性が高く、それが結果として、目標とするフィルムパラメータの再現性を低下させる。
【０００８】
異なる波長域において選択的である異方性フィルムが、ますます数を増やしつつある新しい応用によって必要とされている。したがって、要求される性質を伴うＬＬＣ相およびフィルムを形成する能力を持つ、新しいさまざまな化合物を開発することが望ましい。赤外から紫外に至る広いスペクトル範囲において異なる吸光度極大位置を持つフィルムも望ましい。しかし、現在利用できる色素でリオトロピック中間相の形成に役立つものは、わずかしかない。そこで今、新しいＬＣ色素が注目を集めている。
【０００９】
光学異方性フィルムは、ガラス、プラスチックまたは他の基板材料上に形成させることができる。高品質な光学特性を示すフィルムは、Ｂｏｂｒｏｖら「Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ａｎｄ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｔｅｓｔｉｎｇ ｏｆ Ｏｐｔｉｖａ Ｔｈｉｎ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｆｉｌｍ（登録商標）Ｐｏｌａｒｉｚｅｒｓ」、第１０回ＳＩＤシンポジウム講演要旨集「Ａｄｖａｎｃｅｄ ｄｉｓｐｌａｙ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ」（ベラルーシ共和国ミンスク、２００１年９月１８〜２１日）の２３〜３０ページに記載されている偏光子として使用することができる。そのようなフィルム（高い結晶化度を持つものを含む）を製造するための方法は、ＰＣＴ公開番号ＷＯ０２／０６３，６６０に記載されている。上述のＰＴＣＡ誘導体はＬＬＣ相を形成する能力を持ち、そのＬＬＣ系を使って得られる異方性フィルムは、優れた光学特性を有し、偏光子として良好な性能を示す。
【００１０】
ナフタレン−およびペリレン−テトラカルボキシルビスベンゾイミダゾールジスルホ誘導体は、光学異方性フィルムの製造にも役立つＬＬＣ系を形成する能力を持つ、二色性色素である。ナフタレン−およびペリレン−テトラカルボキシルビスベンゾイミダゾールはどちらも水に不溶であるが、スルホン化工程によって水溶性型に変換することができる。ジスルホ誘導体を製造するには、有効量のナフタレン−またはペリレン−テトラカルボキシルビスベンゾイミダゾールを、所定の条件下で発煙硫酸に加える。
【００１１】
既述の水溶性ナフタレン−およびペリレン−テトラカルボキシルビスベンゾイミダゾールジスルホ誘導体の主な欠点の一つは、基材表面上に均一な性質を持つ異方性フィルムを作製することの複雑さである。この複雑さは、その相不安定性、液晶を基材表面にコーティングした後の溶媒除去中に無配向（ｄｉｓｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ）ゾーンを形成する可能性、ならびに微細結晶化および巨視的結晶化の可能性に起因する。これらの短所が、高度な光学特性を持つフィルムを形成させる工程を複雑にした。再現性の低さゆえに、コーティングから乾燥までの各フィルム形成段階において固定された技術的条件の正確な調節と厳密な制御とが必要になり、それがフィルム製造費用を劇的に増加させうる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
芳香族テトラカルボン酸ビスベンゾイミダゾール誘導体に基づく新しい改良されたＬＬＣ系が、広く必要とされている。本明細書には、安定なＬＬＣ中間相および信頼できる透明光学フィルムを形成する能力を持つ、いくつかのテトラカルボン酸ビスベンゾイミダゾール化合物を含む新規化学化合物のファミリーを記載する。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
ある実施形態は、一般構造式（Ｉ）または（ＩＩ）によって表されるリオトロピック発色団化合物またはその塩を提供する：
【化１】
［式中、ｙは０〜約４の範囲内の整数であり、各Ｒ１およびＲ２は、−Ｈ、−ＯＨ、−ＮＨ２、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−Ｉ、−ＮＯ２、−Ｆ、−ＣＦ３、−ＣＮ、−ＣＯＯＨ、−ＣＯＮＨ２、置換されていてもよいＣ１〜Ｃ６アルキル、置換されていてもよいＣ２〜Ｃ６アセチル、置換されていてもよいＣ６〜Ｃ１０アリール、置換されていてもよいＣ２〜Ｃ６アルキニル、置換されていてもよいＣ２〜Ｃ６アルケニル、置換されていてもよいＣ１〜Ｃ６アルコキシル、置換されていてもよいＣ１〜Ｃ６アルキルアミノ、−Ｌ１−（Ｍ１）ｒ、−Ｌ２−（Ｍ２）ｓ、ならびに以下の式（ＩＩＩ）、（ＩＶ）、および（Ｖ）：
【化２】
からなる群より独立して選択される］。
【００１４】
ある実施形態では、Ｌ１およびＬ２がそれぞれ独立して親水性リンカーを表し；各Ｍ１およびＭ２は独立して、酸性基、塩基性基、またはその塩を表し；各ｒは独立して１または２であり；各ｓは独立して１または２であり；Ｒ３は、−ＮＨ−、−ＣＯＮＨ−、−Ｏ−および−ＣＯＯ−からなる群より独立して選択され；Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、およびＲ７は、水素、置換されていてもよいＣ１〜Ｃ６アルキル基、置換されていてもよいＣ２〜Ｃ６アルケニル基、置換されていてもよいＣ２〜Ｃ６アルキニル基、置換されていてもよいＣ１〜Ｃ６アルキル基であって少なくとも１つのヒドロキシル基で置換されているもの、置換されていてもよいＣ３〜Ｃ８シクロアルキル基、置換されていてもよいＣ６〜Ｃ１０アリール基、および置換されていてもよいＣ７〜Ｃ１６アラルキル基からなる群より、それぞれ独立して選択され；ｚは０〜約４の範囲内の整数である。
【００１５】
ある実施形態では、リオトロピック発色団化合物が、一般構造式（ＶＩ）または（ＶＩＩ）によって表される：
【化３】
［式中、Ｌ１およびＬ２はそれぞれ独立して親水性リンカーを表し；各Ｍ１およびＭ２は独立して酸性基、塩基性基、またはその塩を表し；各ｒは独立して１または２であり；各ｓは独立して１または２であり；ｙは０〜約４の範囲内の整数である］。
【００１６】
ある実施形態では、リオトロピック発色団化合物が一般構造式（ＸＩＶ）または（ＸＶ）によって表されるか、またはその塩である：
【化４】
［式中、各Ｒ１およびＲ２は、−Ｈ、−ＯＨ、−ＮＨ２、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−Ｉ、−ＮＯ２、−Ｆ、−ＣＦ３、−ＣＮ、−ＣＯＯＨ、−ＣＯＮＨ２、置換されていてもよいＣ１〜Ｃ６アルキル、置換されていてもよいＣ２〜Ｃ６アセチル、置換されていてもよいＣ６〜Ｃ１０アリール、置換されていてもよいＣ２〜Ｃ６アルキニル、置換されていてもよいＣ２〜Ｃ６アルケニル、置換されていてもよいＣ１〜Ｃ６アルコキシル、置換されていてもよいＣ１〜Ｃ６アルキルアミノ、ならびに上述した式（ＩＩＩ）、（ＩＶ）、および（Ｖ）のいずれかからなる群より独立して選択される］。
【００１７】
本明細書に記載するリオトロピック発色団化合物は、光学デバイスに使用することができ、そのようなデバイスを製造するために使用されるシステムにも使用することができる。ある実施形態は、少なくとも１つの上記リオトロピック発色団化合物を含むリオトロピック液晶系を提供する。ある実施形態では、リオトロピック液晶系が、溶媒、例えば水または有機溶媒と混合された水を含む。本明細書に記載する化合物は、異方性または等方性光学フィルムの製造に使用することができる。もう一つの実施形態は、少なくとも１つの本明細書記載のリオトロピック発色団化合物を含む光学異方性フィルムを提供する。フィルムは、本明細書に記載するリオトロピック液晶系を基材上に適用することによって形成させることができる。本明細書に記載するフィルムは、液晶表示デバイスの製造に使用することができる。
【００１８】
いくつかの実施形態では、一般構造式（Ｉ）によって表されるリオトロピック発色団化合物が、一般構造式（ＶＩ）を持つ化合物である。いくつかの実施形態では、一般構造式（Ｉ）によって表されるリオトロピック発色団化合物が、一般構造式（ＸＩＶ）を持つ化合物である。いくつかの実施形態では、一般構造式（ＩＩ）によって表されるリオトロピック発色団化合物が、一般構造式（ＶＩＩ）を持つ化合物である。いくつかの実施形態では、一般構造式（ＩＩ）によって表されるリオトロピック発色団化合物が、一般構造式（ＸＶ）を持つ化合物である。したがって、式（ＶＩ）および（ＸＶＩ）の化合物は、式（Ｉ）に関するどの議論にも包含され、式（ＶＩＩ）および（ＸＶ）の化合物は、式（ＩＩ）に関するどの議論にも包含される。
【００１９】
これらの実施形態および他の実施形態を以下にさらに詳しく説明する。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本明細書には、安定な液晶を形成する能力を持つリオトロピック発色団化合物と、そのような化合物を合成する方法とを記載する。本明細書に記載するリオトロピック発色団化合物は一般に発色団と呼ぶことができる。溶媒と、１つまたはそれ以上の本明細書に記載するリオトロピック発色団化合物とを含む、ＬＬＣ系も提供される。また、これらの系および化合物に基づく等方性、異方性、または少なくとも部分的に結晶性のフィルム、ならびにそのようなフィルムを製造するための方法も提供される。本明細書に記載するフィルムの実施形態は、優れた光学的性質および作業特性を有する。
【００２１】
ＬＬＣ系を形成する能力を持つ二色性色素を使うと、高度な光学異方性を有するフィルムを得ることができる。光学異方性フィルムは、ガラス、プラスチック、または他の基板材料上に形成させることができる。高い二色比を持つフィルムは偏光子として使用することができる。そのようなフィルムは、超分子複合体の光吸収の特異性に関係するＥ型偏光子の性質を示し、吸収がわずかであるスペクトル領域において、遅延子（ｒｅｔａｒｄｅｒ）（すなわち位相シフトデバイス）として挙動する。これらの異方性フィルムの位相遅延性は、その複屈折、すなわち基材上へのＬＬＣ系の適用の方向に測定した屈折率と垂直方向に測定した屈折率との相違に関係する。強い（好ましくは耐光性の）色素分子に基づくＬＬＣ系から形成される好ましいＬＬＣフィルムは、高い熱安定性および良好な耐退色性を特徴とする。
【００２２】
本明細書に記載する実施形態は、水溶性芳香族テトラカルボキシルビスベンゾイミダゾール誘導体と、それらの化合物に基づく薄い異方性フィルムおよび光学素子を製造するための方法とを提供する。ある実施形態では、化合物の芳香族性が、ナフタレンに基づくか、ペリレンに基づく。ある実施形態では、安定なＬＬＣ中間相を形成させるために、本明細書に記載する化合物を使用することができる。これらの化合物に基づく異方性および少なくとも部分的に結晶性のフィルムを製造するための方法も提供する。これらのフィルムは高度に望ましい光学的性質および作業特性を持つ。
【００２３】
本明細書に記載する実施形態のこれらの利点および他の利点は、上述の一般構造式（Ｉ）または（ＩＩ）を持つリオトロピック発色団化合物を使って達成することができる。
【００２４】
式（Ｉ）および（ＩＩ）における各Ｒ１およびＲ２は、独立して選択することができる。Ｒ１およびＲ２は同じであるか、異なることができる。好ましくは、Ｒ１およびＲ２の少なくとも１つが、−Ｌ１−（Ｍ１）ｒ−、−Ｌ２−（Ｍ２）ｓ、ならびに上述の式（ＩＩＩ）、（ＩＶ）、および（Ｖ）からなる群より選択される。
【００２５】
式（Ｉ）、（ＩＩ）、（ＶＩ）、および（ＶＩＩ）における親水性連結基Ｌ１およびＬ２のそれぞれは、独立して選択することができる。Ｌ１およびＬ２は同じであるか、異なることができる。本明細書にいう「親水性リンカー」は、それらが取り付けられた化合物を、その化合物が水などの適切な溶媒中で対イオンと反応することができるように、十分可溶にするのに有効な長さおよび組成を持つ連結基である。ただし親水性リンカーは、対イオンの添加前に、化合物を、選択した溶媒に完全に可溶にする必要はない。しかし、対イオンとの塩がひとたび形成されたら、親水性リンカーは、化合物をその溶媒に可溶にするべきである。ある実施形態では、化合物が水に少なくとも部分的に可溶である。ある実施形態では、化合物が水に可溶である。好ましくは、式（Ｉ）、（ＩＩ）、（ＶＩ）、および（ＶＩＩ）におけるＬ１およびＬ２が、ポリエチレングリコール基を含んでも含まなくてもよい一般式（ＶＩＩＩ）を持つリンカー、ポリプロピレングリコール基を含んでも含まなくてもよい一般式（ＩＸ）を持つリンカー、およびポリエチレンイミン基を含んでも含まなくてもよい一般式（Ｘ）を持つリンカー：
【化５】
から、それぞれ独立して選択される。
【００２６】
式（ＶＩＩＩ）、（ＩＸ）、および（Ｘ）における各Ａは、独立して結合を表すことができるか、あるいは
【化６】
および
【化７】
からなる群より選択される。
【００２７】
式（ＶＩＩＩ）、（ＩＸ）、および（Ｘ）における各ｎは、０〜約９の範囲内の整数から、独立して選択することができる。連結基の親水性は、より大きな数をｎに使用することによって増加させることができる。ある実施形態では、式（ＶＩＩＩ）、（ＩＸ）、および（Ｘ）における各ｎを、約１〜約８の範囲内の整数から、独立して選択することができる。ある実施形態では、式（ＶＩＩＩ）、（ＩＸ）、および（Ｘ）における各ｎを、約２〜約７の範囲内の整数から、独立して選択することができる。ある実施形態では、式（ＶＩＩＩ）、（ＩＸ）、および（Ｘ）における各ｎを、０〜約３の範囲内の整数から、独立して選択することができる。ある実施形態では、式（ＶＩＩＩ）、（ＩＸ）、および（Ｘ）における各ｎを、約３〜約６の範囲内の整数から、独立して選択することができる。ある実施形態では、式（ＶＩＩＩ）、（ＩＸ）、および（Ｘ）における各ｎを、約６〜約９の範囲内の整数から、独立して選択することができる。式（ＶＩＩＩ）、（ＩＸ）、および（Ｘ）における各ｍは、０〜約６の範囲内の整数から、独立して選択することができる。式（ＶＩＩＩ）、（ＩＸ）、および（Ｘ）におけるｍは、親水性リンカーの親水性部分と酸性基、塩基性基、またはその塩との間の距離を制御するために選択される。ある実施形態では、ｍが０〜約６の範囲内の整数になるように選択される。ある実施形態では、ｍが１〜３の範囲内の整数になるように選択される。ある実施形態では、式（ＶＩＩＩ）、（ＩＸ）、および（Ｘ）における各ｍを、０〜約２の範囲内の整数から、独立して選択することができる。ある実施形態では、式（ＶＩＩＩ）、（ＩＸ）、および（Ｘ）における各ｍを、約２〜約４の範囲内の整数から、独立して選択することができる。好ましくは、ｎまたはｍの少なくとも１つが、少なくとも１である。
【００２８】
親水性リンカーは直鎖状または分枝鎖状であることができる。ある実施形態では、Ｌ１および／またはＬ２が、一般式（ＸＩ）を含むリンカー、一般式（ＸＩＩ）を含むリンカー、および一般式（ＸＩＩＩ）を含むリンカー：
【化８】
から、独立して選択される。
【００２９】
ある実施形態では、式（ＸＩ）、（ＸＩＩ）、および（ＸＩＩＩ）における各Ｘが、独立して、ＮまたはＰを表す。ある実施形態では、Ｘが窒素である。ある実施形態では、Ｌ１および／またはＬ２が一般式（ＸＩ）、（ＸＩＩ）、または（ＸＩＩＩ）を持つリンカーを含む場合に、式（Ｉ）、（ＩＩ）、（ＶＩ）または（ＶＩＩ）におけるｒが、２に等しい。ある実施形態では、式（ＸＩ）、（ＸＩＩ）、および（ＸＩＩＩ）における各Ａが、独立して、結合を表すか、または
【化９】
および
【化１０】
からなる群より選択される。
【００３０】
式（ＸＩ）、（ＸＩＩ）、および（ＸＩＩＩ）における各ｎは、０〜約９の範囲内の整数から、独立して選択することができる。ある実施形態では、式（ＸＩ）、（ＸＩＩ）、および（ＸＩＩＩ）における各ｎを、１〜約８の範囲内の整数から、独立して選択することができる。ある実施形態では、式（ＸＩ）、（ＸＩＩ）、および（ＸＩＩＩ）における各ｎを、２〜約７の範囲内の整数から、独立して選択することができる。ある実施形態では、式（ＸＩ）、（ＸＩＩ）、および（ＸＩＩＩ）における各ｎを、０〜約３の範囲内の整数から、独立して選択することができる。ある実施形態では、式（ＸＩ）、（ＸＩＩ）、および（ＸＩＩＩ）における各ｎを、約３〜約６の範囲内の整数から、独立して選択することができる。ある実施形態では、式（ＸＩ）、（ＸＩＩ）、および（ＸＩＩＩ）における各ｎを、約６〜約９の範囲内の整数から、独立して選択することができる。式（ＸＩ）、（ＸＩＩ）、および（ＸＩＩＩ）における各ｍ、ｍ１、およびｍ２は、０〜約６の範囲内の整数から、独立して選択することができる。ある実施形態では、式（ＸＩ）、（ＸＩＩ）、および（ＸＩＩＩ）における各ｍ、ｍ１、およびｍ２を、０〜約２の範囲内の整数から、独立して選択することができる。ある実施形態では、式（ＸＩ）、（ＸＩＩ）、および（ＸＩＩＩ）における各ｍ、ｍ１、およびｍ２を、約２〜約４の範囲内の整数から、独立して選択することができる。好ましくは、ｎまたはｍの少なくとも１つが、少なくとも１である。
【００３１】
式（Ｉ）、（ＩＩ）、（ＶＩ）、および（ＶＩＩ）における各Ｍ１およびＭ２は、独立して、酸性基、塩基性基、またはその塩を表すことができる。Ｍ１およびＭ２は同じであるか、異なることができる。発色団化合物のＭ１および／またはＭ２が酸性基を含む実施形態では、発色団化合物を適切な塩基と混合することにより、その酸性基を塩に変換することができる。発色団化合物のＭ１および／またはＭ２が塩基性基を含む実施形態では、発色団化合物を適切な酸と混合することにより、その塩基性基を塩に変換することができる。当業者は、本明細書の開示を参考にして、例えば酸または塩基との反応によって形成される対イオンの選択を決定することができる。各Ｍ１およびＭ２は、水またはもう一つの有機溶媒と混合された水に可溶である化合物を構成する塩になるように、選択することができる。例えば、酸性基または塩基性基を塩に変換すると、化合物の溶解度が増加しうる。したがって、化合物の溶解度は、親水性リンカーの選択、例えば親水性リンカーの親水性部分の長さの選択、ならびにＭ１および／またはＭ２の塩原子団の選択によって、制御することができる。
【００３２】
ある実施形態では、各Ｍ１およびＭ２が、独立して、−ＣＯＮＨ２、−ＣＯＯＨ、−ＳＯ３Ｈ、−ＳＨ、−ＮＲ８Ｒ９、−ＰＯ（ＯＨ）２、−ＰＯ（ＯＲ’）（ＯＨ）、−ＰＯ（ＯＲ’）２、−ＯＨ、および以下の構造：
【化１１】
から選択される酸性基または塩基性基を含み、この場合、上記の構造におけるＲ’、Ｒ８、およびＲ９は、水素、置換されていてもよいＣ１〜Ｃ６アルキル基、置換されていてもよいＣ２〜Ｃ６アルケニル基、置換されていてもよいＣ２〜Ｃ６アルキニル基、置換されていてもよいＣ３〜Ｃ８シクロアルキル基、置換されていてもよいＣ６〜Ｃ１０アリール基、または置換されていてもよいＣ７〜Ｃ１６アラルキル基からそれぞれ独立して選択される。
【００３３】
ある実施形態では、Ｍ１およびＭ２が、−ＰＯ３２−、−ＰＯ（ＯＲ’）Ｏ−、−ＳＯ３−、および−ＣＯ２−から独立して選択される陰イオン部分を含むように、それぞれ独立して選択され、この場合、Ｒ’は、水素、置換されていてもよいＣ１〜Ｃ６アルキル基、置換されていてもよいＣ２〜Ｃ６アルケニル基、置換されていてもよいＣ２〜Ｃ６アルキニル基、置換されていてもよいＣ３〜Ｃ８シクロアルキル基、置換されていてもよいＣ６〜Ｃ１０アリール基、または置換されていてもよいＣ７〜Ｃ１６アラルキル基から選択される。化合物に共有結合されているＭ１およびＭ２の陰イオン部分は、１つまたはそれ以上の対イオンにイオン結合することができる。ある実施形態では、各Ｍ１およびＭ２がさらに１つまたはそれ以上の対イオンを含む。ある実施形態では、対イオンが、Ｈ＋、ＮＨ４＋、Ｋ＋、Ｌｉ＋、Ｎａ＋、Ｃｓ＋、Ｃａ＋＋、Ｓｒ＋＋、Ｍｇ＋＋、Ｂａ＋＋、Ｃｏ＋＋、Ｍｎ＋＋、Ｚｎ＋＋、Ｃｕ＋＋、Ｐｂ＋＋、Ｆｅ＋＋、Ｎｉ＋＋、Ａｌ３＋、Ｃｅ３＋、Ｌａ３＋、もしくはプロトン化有機アミン、または類似の対イオンから独立して選択される。適切なプロトン化有機アミンの例には、ＮＨ（Ｅｔ）３＋、ＮＨ２（Ｅｔ）２＋、ＮＨ３（Ｅｔ）＋、ＮＨ（Ｍｅ）３＋、ＮＨ２（Ｍｅ）２＋、ＮＨ３（Ｍｅ）＋、Ｈ３ＮＣＨ２ＣＨ２ＯＨ＋、およびＨ２ＮＣＨ２（ＣＨ２ＯＣＨ２ＣＨ２ＯＨ）＋などがある。ある実施形態では、対イオンがＮＨ４＋およびＮＨ（Ｅｔ）３＋から独立して選択される。対イオンの数はさまざまであることができ、１つまたは複数の対イオンが１分子より多くの分子と会合する場合には、分数になることもある。ある実施形態では、１つまたはそれ以上の対イオンが少なくとも２つの分子によって共有される。
【００３４】
ある実施形態では、Ｍ１およびＭ２が、
【化１２】
および
【化１３】
［式中、Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０、およびＲ１１は、水素、置換されていてもよいＣ１〜Ｃ６アルキル基、置換されていてもよいＣ２〜Ｃ６アルケニル基、置換されていてもよいＣ２〜Ｃ６アルキニル基、置換されていてもよいＣ３〜Ｃ８シクロアルキル基、置換されていてもよいＣ６〜Ｃ１０アリール基、または置換されていてもよいＣ７〜Ｃ１６アラルキル基から、それぞれ独立して選択される］
から独立して選択される陽イオン部分を含むように、それぞれ独立して選択される。ある実施形態では、Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０、およびＲ１１が、水素、メチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、イソブチル、ｓｅｃ−ブチル、ｔｅｒｔ−ブチル、およびシクロヘキシルから、それぞれ独立して選択される。適当な対イオンを選択することができる。ある実施形態では、対イオンが、ＣＯ２ＣＦ３−、ＣＨ３ＳＯ３−、Ｃｌ−、Ｂｒ−、およびＩ−から独立して選択される。ある実施形態では、対イオンがＣＨ３ＳＯ３−である。対イオンの数はさまざまであることができ、１つまたは複数の対イオンが１分子より多くの分子に属する場合には、分数になることもある。ある実施形態では、１つまたはそれ以上の対イオンが少なくとも２つの分子によって共有される。
【００３５】
ある実施形態では、式（Ｉ）、（ＩＩ）、（ＶＩ）、および（ＶＩＩ）における各ｙが、０〜４の範囲内の整数になるように選択される。ｙが増加するにつれて、化合物の芳香族性も増加する。芳香族性を増加させると、化合物の溶解度が減少しうる。ＵＶ−Ｖｉｓスペクトルにおいて吸光が起こるピークは、ｙを増減することによって調節することができる。芳香族的挙動が高いと、一般に、高い波長でピーク吸収が起こり、芳香族性が低いと、一般に、低い波長でピーク吸収が起こる。ある実施形態では、ｙが、０〜約２の範囲内の整数になるように選択される。
【００３６】
ある実施形態では、ｙが０である。一般構造式（ＸＩＶ）または（ＸＶ）によって表される化合物は、ｙが０である非限定的実施形態である。ある実施形態では、式（ＸＩＶ）および（ＸＶ）における各Ｒ１およびＲ２を独立して選択することができる。Ｒ１およびＲ２は同じであるか、異なることができる。各Ｒ１およびＲ２は、−Ｈ、−ＯＨ、−ＮＨ２、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−Ｉ、−ＮＯ２、−Ｆ、−ＣＦ３、−ＣＮ、−ＣＯＯＨ、−ＣＯＮＨ２、置換されていてもよいＣ１〜Ｃ６アルキル、置換されていてもよいＣ２〜Ｃ６アセチル、置換されていてもよいＣ６〜Ｃ１０アリール、置換されていてもよいＣ２〜Ｃ６アルキニル、置換されていてもよいＣ２〜Ｃ６アルケニル、置換されていてもよいＣ１〜Ｃ６アルコキシル、置換されていてもよいＣ１〜Ｃ６アルキルアミノ、ならびに以下の式（ＩＩＩ）、（ＩＶ）、および（Ｖ）：
【化１４】
［式中、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、およびｚは、それぞれ上に定義したとおりである］
からなる群より選択される。ｚが１より大きい実施形態では、Ｒ４およびＲ５がどちらも２回以上存在することになる。ｚが１より大きい実施形態における各Ｒ４およびＲ５は、独立して選択することができる。いくつかの具体的実施形態では、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、およびＲ７が、水素、メチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、イソブチル、ｓｅｃ−ブチル、ｔｅｒｔ−ブチル、ヒドロキシメチル、およびシクロアルキルからなる群より、それぞれ独立して選択される。
【００３７】
ある実施形態では、一般構造式（ＸＩＶ）および（ＸＶ）のリオトロピック発色団化合物の塩が提供される。ある実施形態では、Ｒ１およびＲ２の少なくとも１つが窒素塩と対イオンＸ−とを含み、Ｘ−が、Ｆ−、Ｃｌ−、Ｂｒ−、Ｉ−、ＣＨ３ＳＯ３−、およびＲ１２ＣＯＯ−からなる群より選択される、一般構造式（ＸＩＶ）および（ＸＶ）の化合物の塩が提供される（この場合、Ｒ１２は、水素、置換されていてもよいＣ１〜Ｃ４アルキル基、置換されていてもよいＣ２〜Ｃ４アルケニル基、置換されていてもよいＣ２〜Ｃ４アルキニル基、置換されていてもよいＣ１〜Ｃ４アルキル基であって少なくとも１つのハロゲンで置換されているもの、置換されていてもよいＣ１〜Ｃ４アルキル基であって少なくとも１つのヒドロキシル基で置換されているもの、置換されていてもよいＣ３〜Ｃ８シクロアルキル基、置換されていてもよいＣ６〜Ｃ１０アリール基、および置換されていてもよいＣ７〜Ｃ１６アラルキル基からなる群より選択される）。ある実施形態では、一般構造式（ＸＩＶ）または（ＸＶ）の化合物の塩が、構造式（ＸＩＶ）または（ＸＶ）内の（例えば式（ＩＩＩ）、（ＩＶ）、または（Ｖ）の置換基中の）アミンのプロトン化によって提供される。ある実施形態では、一般構造式（ＸＩＶ）または（ＸＶ）の化合物の塩が、構造式（ＸＩＶ）または（ＸＶ）内の（例えば式（ＩＩＩ）、（ＩＶ）、または（Ｖ）の置換基中の）アミンのアルキル化によって提供される。
【００３８】
化合物を塩型に変換することも、化合物の溶解度を調節するために使用することができる。例えば、構造式（ＸＩＶ）または（ＸＶ）内のアミンのアルキル化により、化合物をある程度水溶性にするか、完全に水溶性にすることができる。水における溶解度は適当な対イオンの選択によってさらに制御することができる。
【００３９】
本明細書において「置換されていてもよい」と記載されるアルキル、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、アリール、またはアラルキル基のそれぞれは、無置換であるか、１つまたはそれ以上の置換基で置換されることができる。置換される場合、置換基は、アルキル、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、シクロアルケニル、シクロアルキニル、アリール、ヘテロアリール、ヘテロアリシクリル（ｈｅｔｅｒｏａｌｉｃｙｃｌｙｌ）、アラルキル、ヘテロアラルキル、（ヘテロアリシクリル）アルキル、ヒドロキシ、保護ヒドロキシル、アルコキシ、アリールオキシ、アシル、エステル、メルカプト、アルキルチオ、アリールチオ、シアノ、ハロゲン、カルボニル、チオカルボニル、Ｏ−カルバミル、Ｎ−カルバミル、Ｏ−チオカルバミル、Ｎ−チオカルバミル、Ｃ−アミド、Ｎ−アミド、Ｓ−スルホンアミド、Ｎ−スルホンアミド、Ｃ−カルボキシ、保護Ｃ−カルボキシ、Ｏ−カルボキシ、イソシアナト、チオシアナト、イソチオシアナト、ニトロ、シリル、スルフェニル、スルフィニル、スルホニル、ハロアルキル、ハロアルコキシ、トリハロメタンスルホニル、トリハロメタンスルホンアミド、およびアミノ（一置換および二置換アミノ基、ならびにその保護誘導体を含む）から個別に独立して選択される１つまたはそれ以上の基である。置換基の非限定的な例には、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、イソプロピル、メトキシド、エトキシド、プロポキシド、イソプロポキシド、ブトキシド、ペントキシドおよびフェニルなどがある。
【００４０】
アルキル、アルケニル、およびアルキニル基は、直鎖基または分枝鎖基であることができる。アルキル基の例には、メチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、イソブチル、ｓｅｃ−ブチル、およびｔｅｒｔ−ブチルなどがある。また、置換基はシクロアルキル基を含むこともできる。例えば、シクロアルキル基には、シクロペンチル、シクロヘキシル、またはシクロヘプチルを含めることができる。有用なアリール基の例には、フェニル、トリル、ナフチル、フェナントリル、およびアントラセニルなどがある。有用なアラルキル基の例には、ベンジル、フェネチル、ナフチルメチル、フェナンチルメチル（ｐｈｅｎａｎｔｈｙｌｍｅｔｈｙｌ）、およびアントラニルメチル（ａｎｔｈｒａｎｙｌｍｅｔｈｙｌ）などがある。好ましくは、Ｒ’、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０、およびＲ１１が、水素、メチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ブチル、ｔ−ブチル、およびシクロヘキシルから、独立して選択される。
【００４１】
いくつかの実施形態では、以下の一般構造式（ＸＶ）−Ａの化合物が提供される：
【化１５】
［式中、ｚ、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、およびＲ７は上に定義したとおりであり、化合物の末端アミンはプロトン化されている］。会合する対イオンＸ−は、Ｆ−、Ｃｌ−、Ｂｒ−、Ｉ−、ＣＨ３ＳＯ３−、およびＲ１２ＣＯＯ−からなる群より独立して選択され、この場合、Ｒ１２は、水素、置換されていてもよいＣ１〜Ｃ４アルキル基、置換されていてもよいＣ２〜Ｃ４アルケニル基、置換されていてもよいＣ２〜Ｃ４アルキニル基、置換されていてもよいハロゲン含有Ｃ１〜Ｃ４アルキル基、置換されていてもよいヒドロキシル含有Ｃ１〜Ｃ４アルキル基、置換されていてもよいＣ３〜Ｃ８シクロアルキル基、置換されていてもよいＣ６〜Ｃ１０アリール基、および置換されていてもよいＣ７〜Ｃ１６アラルキル基からなる群より独立して選択される。いくつかの実施形態では、化合物の末端アミンがアルキル化されて、対イオンＸ−が会合したアンモニウム塩を形成する。アンモニウム塩を形成するアルキル基は、メチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、イソブチル、ｓｅｃ−ブチル、およびｔｅｒｔ−ブチルからなる群より独立して選択され、Ｘ−は、Ｆ−、Ｃｌ−、Ｂｒ−、Ｉ−、ＣＨ３ＳＯ３−、およびＲ１２ＣＯＯ−からなる群より独立して選択される（この場合、Ｒ１２は、水素、置換されていてもよいＣ１〜Ｃ４アルキル基、置換されていてもよいＣ２〜Ｃ４アルケニル基、置換されていてもよいＣ２〜Ｃ４アルキニル基、置換されていてもよいハロゲン含有Ｃ１〜Ｃ４アルキル基、置換されていてもよいヒドロキシル含有Ｃ１〜Ｃ４アルキル基、置換されていてもよいＣ３〜Ｃ８シクロアルキル基、置換されていてもよいＣ６〜Ｃ１０アリール基、および置換されていてもよいＣ７〜Ｃ１６アラルキル基からなる群より独立して選択される）。一般構造式（ＸＶ）−Ａの化合物はトランス化合物であるが、当業者は、本明細書の開示を参考にして、シス化合物を製造することもできる。
【００４２】
いくつかの実施形態では、Ｒ１およびＲ２の少なくとも１つが、独立して、一般式（ＩＩＩ）、（ＩＶ）または（Ｖ）によって表される、式（ＸＩＶ）または（ＸＶ）の化合物が提供される。いくつかの実施形態では、式（ＸＩＶ）または（ＸＶ）の化合物がアンモニウム塩を含む。ある実施形態では、本明細書に記載する化合物が、幅広い可視スペクトル域において透明であり、サーモトロピック液晶よりも増加した安定性を持つＬＬＣ相を形成する能力を持つ。ある実施形態では、化合物が約４００ｎｍ〜約７００ｎｍの可視スペクトル域において透明である。ある実施形態では、化合物が、約４００ｎｍ〜約６００ｎｍの可視スペクトル域において透明である。ある実施形態では、化合物が、約５００ｎｍ〜約７００ｎｍの可視スペクトル域において透明である。
【００４３】
当業者は、本明細書の開示を参考にして、類似するリオトロピック有機構造物を合成するために使用される常用の技法により、本明細書に記載する化合物を合成することができる。ある実施形態は、芳香族テトラカルボキシルビスベンゾイミダゾールカルボキシルアミド誘導体を合成するための手法を提供する。例えば、制御された量のナフタレン−またはペリレン−テトラカルボン酸ビス無水物を、３，４−ジアミノ−安息香酸カルボキシルアミドと、約１２０℃〜約１８０℃の温度範囲で、アルゴン下に、酢酸またはフェノールを溶媒として使用して、約１５時間反応させることができる。得られた生成物を限外濾過によって精製して、最終的な水溶性ナフタレン−およびペリレン−テトラカルボキシルビスベンゾイミダゾールカルボキシルアミド誘導体を製造することができる。もう一つの実施形態では、制御された量の１，２−ジアミノベンゼンまたはその誘導体を、ナフタレン−またはペリレン−テトラカルボン酸ビス無水物と、約１５０℃で、アルゴン下に、Ｚｎ（ＯＡｃ）２およびＤＭＦを溶媒として使用して、約１５時間反応させる。得られた生成物を、場合によっては、プロトン化またはアルキル化して、水可溶化基を持つ最終的な水溶性テトラカルボキシルビスベンゾイミダゾールを製造する。
【００４４】
本明細書に記載する「ＬＬＣ系」は、溶媒と本明細書に記載する１つまたはそれ以上のリオトロピック発色団化合物とを含む溶液である。ある実施形態では、ＬＬＣ系がＬＬＣ中間相を含む。ＬＬＣ中間相は、ＬＬＣ系におけるリオトロピック発色団化合物の濃度が、系内での液晶の形成に関して臨界濃度になるかそれを上回った場合に形成される。本明細書に記載する化合物は、可視スペクトル域の光を吸収するように構成させることができ、サーモトロピック液晶よりも増加した安定性を持つＬＬＣ系を形成するように構成させることもできる。これらの安定なＬＬＣ系は、再現性の高い最適な光学特性を持つ異方性、等方性、および／または少なくとも部分的に結晶性のフィルムの形成に使用することができる。溶媒除去後の均一性が高く微小欠陥が少ないフィルム形成も、本明細書に記載するリオトロピック発色団化合物を含むＬＬＣ系の実施形態を使って達成することができる。
【００４５】
本明細書に記載する化合物を使って形成されるＬＬＣ系の実施形態はさらに、広範な濃度、温度、およびｐＨ域にわたって、増加した安定性を有する。したがって、この系および化合物は異方性フィルム形成の工程を単純化し、フィルム層の作製にさまざまな技法を使用することを可能にする。再現性の高いパラメータ（二色比を含む）を持つフィルムの製造が容易になる。本明細書に記載する有機化合物の実施形態は、改良された水溶解度を示す。本発色団化合物を含むフィルムの実施形態が示す増加した光学異方性は非常に望ましい。理論に束縛されるわけではないが、一定の実施形態が示す高度の光学異方性は、２つまたはそれ以上の分子の間の非共有結合、例えば水素結合および陽イオン−陰イオン相互作用に由来するものであると、本発明者らは考えている。
【００４６】
ＬＬＣ系は広いｐＨ範囲にわたって形成させることができる。例えば、式（ＩＩＩ）、（ＩＶ）、および（Ｖ）の窒素含有置換基は、上述のように、プロトン化して、塩を形成させることができる。また当業者は、さまざまなｐＨ溶液における溶解度に影響を及ぼすために、Ｍ１およびＭ２の酸特性、塩基特性、または塩特性を調節することができる。ある実施形態では、Ｍ１および／またはＭ２が酸性基を含み、その化合物は、化合物の濃度に依存して、溶液中で約１〜約６の範囲内のｐＨを持つ。ある実施形態では、Ｍ１および／またはＭ２が塩基性基を含み、その化合物は、化合物の濃度に依存して、溶液中で約８〜約１２の範囲内のｐＨを持つ。
【００４７】
酸性基または塩基性基をその塩型に変換することも、化合物の溶解度を調節するために使用することができる。例えば、適当な対イオンの選択によって、水における溶解度をさらに制御することができる。また、一定の対イオン、例えばとりわけＬｉ＋は、化合物の二色比を改良することができる。
【００４８】
一般構造式（Ｉ）または（ＩＩ）を持つ化合物は、個別でも、混合物でも、安定なＬＬＣ系を形成することができる。ＬＬＣ系およびＬＬＣフィルムの製造には、式（Ｉ）および（ＩＩ）の化合物のさまざまな組合せを使用することができる。ある実施形態において、本明細書に記載するＬＬＣ系は、式（Ｉ）または（ＩＩ）の化合物であって一般式（Ｉ）または（ＩＩ）におけるＲ１およびＲ２の少なくとも１つが一般式（ＩＩＩ）、（ＩＶ）または（Ｖ）によって表されるものを、少なくとも１つは含む。ある実施形態では、ＬＬＣ系が２つまたはそれ以上の化合物を含み、ここで、少なくとも１つの化合物は、Ｒ１およびＲ２の少なくとも１つが一般式（ＩＩＩ）によって表され、少なくとも１つの化合物は、Ｒ１およびＲ２の少なくとも１つが一般式（ＩＶ）によって表される。ある実施形態では、ＬＬＣ系が、共通の一般構造、Ｒ１、およびＲ２を共有するが、Ｒ３〜Ｒ７の少なくとも１つが異なる点で相違する、２つまたはそれ以上の化合物を含む。ある実施形態では、ＬＬＣ系が、一般式（Ｉ）または（ＩＩ）によって表される第１化合物（ここに、一般式（Ｉ）または（ＩＩ）におけるＲ１およびＲ２の少なくとも１つは、それぞれ独立して、一般式（ＩＩＩ）によって表され、第１化合物はリオトロピック液晶系の約５〜約５０重量％の範囲内の濃度を持つ）；一般式（Ｉ）または（ＩＩ）によって表される第２化合物（ここに、一般式（Ｉ）または（ＩＩ）におけるＲ１およびＲ２の少なくとも１つは、それぞれ独立して、一般式（ＩＶ）によって表され、第２化合物はリオトロピック液晶系の約５〜約５０重量％の範囲内の濃度を持つ）；および一般式（Ｉ）または（ＩＩ）によって表される第３化合物（ここに、一般式（Ｉ）または（ＩＩ）におけるＲ１およびＲ２の少なくとも１つは、それぞれ独立して、一般式（Ｖ）によって表され、第３化合物はリオトロピック液晶系の約５〜約５０重量％の範囲内の濃度を持つ）を含む。ある実施形態では、本明細書に開示するＬＬＣ系が、一般式（ＸＶ）−Ａによって表される少なくとも１つの化合物を含む。
【００４９】
さらにまた、これらの化合物のそれぞれは、他の既知リオトロピック化合物と混合することができる。ある実施形態では、一般構造式（Ｉ）および／または（ＩＩ）を持つ化合物を、ＬＬＣ相を形成する能力を持つ他の二色性色素と組み合わせて、ＬＬＣ系を形成させる。ある実施形態では、一般構造式（Ｉ）および／または（ＩＩ）を持つ化合物を、可視領域では概して非吸収性（無色）であるか、弱く吸収し、ＬＬＣ系を形成する能力を持つ他の物質と組み合わせる。ＬＬＣ系は、例えば化合物を水などの溶媒と混合することによって形成させることができる。溶媒の除去後に、このＬＬＣ系は、再現性よく高い光学特性を持つ異方性、等方性および／または少なくとも部分的に結晶性のフィルムを形成することができる。安定なＬＬＣ系とその結果得られる異方性、等方性および／または少なくとも部分的に結晶性の光学フィルムを形成させるための方法およびシステムは、米国特許第６，５６３，６４０号に、より詳しく説明されており、その開示は、特に光学フィルムとその作製方法の説明を目的として、参照により本明細書に組み込まれる。
【００５０】
本明細書に記載する水溶液中のリオトロピック発色団化合物は、典型的には、約４００ｎｍ〜約７８０ｎｍの波長区間に極大光吸収を示す。ある実施形態では、水溶液中の発色団化合物が約４５０ｎｍ〜約７００ｎｍの波長区間に極大光吸収を示す。本明細書に記載する化合物を使用すれば、ＬＬＣ系内に形成される分子集合体の親水性−疎水性バランスを制御することができる。例えば、式（Ｉ）および（ＩＩ）（式（ＶＩ）および（ＶＩＩ）も同様）中の発色団ナフタレンまたはペリレン核構造は、疎水性が増加するようにｙを変化させる（テトラペリレン（ｔｅｔｒａ ｐｅｒｙｌｅｎｅ）またはより高次の構造にする）ことによって、調節することができる。さらにまた、親水性を調節するために、一般式（ＶＩＩＩ）、（ＩＸ）、（Ｘ）、（ＸＩ）、（ＸＩＩ）、または（ＸＩＩＩ）を持つリンカーの長さを増加させることができる。これらのパラメータのどちらかまたは両方を変化させることにより、当業者は、化合物の溶解度および溶媒と混合したときの溶液粘度を変化させることができる。また当業者は、吸収波長を調節し、フルカラー波長スペクトルの全部または一部をカバーする発色団化合物を作り出すことができる。
【００５１】
本明細書に記載するリオトロピック発色団化合物の実施形態は、安定なリオトロピック液晶系を形成させるために使用することができる。当業者は、本明細書の開示を参考にして、一般構造式（Ｉ）または（ＩＩ）を持つ個々の化合物およびそのような化合物の混合物のＬＬＣ系を調製することができる。
【００５２】
本明細書に記載する化合物の１つまたはそれ以上を溶媒と混合してＬＬＣ系を形成させ、次にそれを基材表面に適用し、任意の既知の方法によって、例えばＰＣＴ公開番号ＷＯ９４／２８０７３およびＷＯ００／２５１５５（それらの開示内容は参照により本明細書に組み込まれる）に記載されている方法などによって、配向させることができる。光学異方性フィルムの作製に適した基材のタイプとして、例えば透明／半透明な基材、例えばガラス、プラスチック、カラーフィルタ、および透明／半透明ポリマーシート、ならびに半導体などを挙げることができる。いくつかの実施形態では、ＬＬＣ系が、噴霧、流し込み、印刷、コーティング、浸漬、またはスプーン、スパチュラ、ロッド、もしくは液晶系を移送する能力を持つ任意の物体による移送を使って、基材に適用される。所望する液晶の配向は、例えばずれ応力、重力、または電磁場を適用することなどによって与えることができる。いくつかの実施形態では、ＬＬＣ系を配向または配列させるために、アプリケーターロッドまたは適切なツールを使って、表面に圧力を加えることができる。液晶中間相を配向させるために、約２５ｍｍ／秒〜約１ｍ／秒の範囲内の線速度をフィルム表面に適用することができる。フィルム形成工程は室温で行うことができる。いくつかの実施形態において、配向中の相対湿度は約５５％〜約８５％の範囲内にあることができる。いくつかの実施形態において、本明細書に記載するジイミドは、ガラス棒を使って基材に最低限の機械で「塗布（ｓｐｒｅａｄｉｎｇ）」するだけでＬＬＣ系を配向させることができるので、簡単な方法の一つで分子を整列させることができる。ある実施形態では、ＬＬＣ系がＬＬＣ中間相を含む。ある実施形態では、ＬＬＣ系を一方向に塗布することによって、ＬＬＣ系を配向させる。
【００５３】
次に、配向した液晶溶液からの溶媒の除去を行って、約０．１μｍ〜約２μｍの範囲内の厚さを持つ光学異方性フィルムを形成させることができる。ある実施形態では、フィルムが約０．２μｍ〜約１μｍの範囲内の厚さを持つ。ある実施形態では、フィルムが約０．２μｍ〜約０．６μｍの範囲内の厚さを持つ。ある実施形態では、フィルムが約０．２μｍ〜約０．３μｍの範囲内の厚さを持つ。ある実施形態では、フィルムが約０．３μｍ〜約０．５μｍの範囲内の厚さを持つ。いくつかの実施形態では、異方性フィルムが多結晶フィルムであってもよい。
【００５４】
基材濡れを改良し、液晶系のレオロジー的性質を最適化するために、例えば可塑化水溶性ポリマーおよび／または陰イオン性もしくは非イオン性界面活性剤を添加することなどによって、溶液を改質することができる。ＬＬＣ系は１つまたはそれ以上の水溶性低分子量添加剤をさらに含んでもよい。添加剤のそれぞれは、液晶系の配列性を破壊しないように有利に選択することができる。水溶性低分子量添加剤の例には、ＰＶＡおよびポリエチレングリコールなどの可塑化ポリマー、ならびに陰イオン性または非イオン性界面活性剤、例えば親水性ポリエチレンオキシド基と炭化水素親油性または疎水性基とを持つ非イオン性界面活性剤であってＴＲＩＴＯＮという商標で入手できるものなどがあるが、これらに限定されるわけではない。これらの添加剤は、基材濡れを改良し、ＬＬＣ系のレオロジー的性質を最適化することができる。添加剤は、なるべくＬＬＣ系の配列性を破壊しないように選択される。
【００５５】
本明細書に記載するＬＬＣ系から形成されるフィルムの実施形態は、一般に、他のフィルムと比較して、約１０％またはそれ以上の性能優位性、例えばバッチ間、同じバッチ中の異なるフィルム間、および１枚のフィルムの表面における、１つまたはそれ以上の性能パラメータの再現性の増加によって特徴づけることができる。
【００５６】
本明細書に記載する化合物は、等方性フィルムを得るために使用することもできる。例えば、一般構造式（Ｉ）または（ＩＩ）を持つ化合物と溶媒とを含むＬＬＣ系を、基材上に適用して、何の外部配向処理にも供さないことができる。これは、噴霧、オフセット印刷、シルクスクリーン印刷などの方法でＬＬＣを適用することによって達成することができる。溶媒を除去すると、等方性の光学的性質を有する全体的ドメイン構造を持つ多結晶性フィルムで覆われた基材が残る。
【００５７】
本リオトロピック発色団化合物は、少なくとも部分的に結晶性のフィルムおよび／または偏光フィルムおよび／または復屈折フィルムを形成させるために使用することができる。これらのリオトロピック発色団化合物は、光学等方性または異方性、偏光フィルムおよび／または位相遅延フィルムおよび／または複屈折フィルムの製造に使用することができる。ある実施形態では、光学等方性または異方性フィルムを形成させるために使用するＬＬＣ系が、一般構造式（Ｉ）および（ＩＩ）から選択される少なくとも２つの化合物を含む。いくつかの実施形態では、ＬＬＣ系が水性液晶溶液を包含し、これを「水性インク組成物」と呼ぶことができる。
【００５８】
ある実施形態では、ＬＬＣ系が水性である。例えばＬＬＣ系は、一般構造式（Ｉ）および／または（ＩＩ）を持つ本明細書記載のリオトロピック発色団の１つまたはそれ以上の化合物と水とを含むことができる。他の溶媒も使用することができる。ある実施形態では、ＬＬＣ系が、水と、水と混和できる有機溶媒との混合物を含む。ある実施形態では、ＬＬＣ系が、水と、水と任意の比率で混和できる有機溶媒または水との限られた混和性を特徴とする有機溶媒との混合物を含む。有用な有機溶媒には、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、アルコール（例えばメタノールまたはエタノール）およびＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）などの極性溶媒が含まれる。
【００５９】
当業者に知られている他の材料も含めることができる。ある実施形態では、ＬＬＣ系が１つまたはそれ以上の界面活性剤をさらに含む。ある実施形態では、界面活性剤がＬＬＣ系の約５重量％までの量で存在する。ある実施形態では、界面活性剤がＬＬＣ系の約０．０１〜約３重量％の範囲内の量で存在する。ある実施形態では、界面活性剤がＬＬＣ系の約０．１〜約１重量％の範囲内の量で存在する。ある実施形態では、ＬＬＣ系が１つまたはそれ以上の可塑剤をさらに含む。ある実施形態では、可塑剤がＬＬＣ系の約５重量％までの量で存在する。ある実施形態では、可塑剤がＬＬＣ系の約０．０１〜約３重量％の範囲内の量で存在する。ある実施形態では、可塑剤がＬＬＣ系の約０．１〜約１重量％の範囲内の量で存在する。
【００６０】
本明細書に記載するＬＬＣ系におけるリオトロピック発色団化合物またはリオトロピック発色団化合物の混合物の濃度はさまざまであることができる。ある実施形態では、ＬＬＣ系におけるリオトロピック発色団化合物またはリオトロピック発色団化合物の混合物の濃度が、ＬＬＣ系の約１〜約７０重量％の範囲内にある。ある実施形態では、ＬＬＣ系におけるリオトロピック発色団化合物またはリオトロピック発色団化合物の混合物の濃度が、ＬＬＣ系の約３〜約６０重量％である。ある実施形態では、ＬＬＣ系におけるリオトロピック発色団化合物またはリオトロピック発色団化合物の混合物の濃度が、ＬＬＣ系の約５〜約５０重量％の範囲内にある。ある実施形態では、ＬＬＣ系におけるリオトロピック発色団化合物またはリオトロピック発色団化合物の混合物の濃度が、ＬＬＣ系の約８〜約４０重量％の範囲内にある。ある実施形態では、ＬＬＣ系におけるリオトロピック発色団化合物またはリオトロピック発色団化合物の混合物の濃度が、ＬＬＣ系の約１０〜約３０重量％の範囲内にある。ある実施形態では、ＬＬＣ系におけるリオトロピック発色団化合物またはリオトロピック発色団化合物の混合物の濃度が、ＬＬＣ系の約７〜約３０重量％の範囲内にある。
【００６１】
ＬＬＣ系における個々のリオトロピック発色団化合物の濃度も、以下に述べるように、要求されるフィルムの性質に依存して、さまざまであることができる。ある実施形態では、ＬＬＣ系が２つまたはそれ以上の一般構造式（Ｉ）および／または（ＩＩ）の化合物の組合せを含み、式（Ｉ）の化合物の量は発色団化合物の総量に基づいて約０〜約９９重量％の範囲内にあり、式（ＩＩ）の化合物の量は発色団化合物の総量に基づいて約０〜約９９重量％の範囲内にある。場合により、式（Ｉ）および／または（ＩＩ）の化合物の総量は、発色団化合物の総重量の少なくとも５０％を占めることができる。場合により、式（Ｉ）および／または（ＩＩ）の化合物の総量は、発色団化合物の総重量の少なくとも７５％を占めることができる。場合により、式（Ｉ）および／または（ＩＩ）の化合物の総量は、発色団化合物の総重量の少なくとも９０％を占めることができる。場合により、式（Ｉ）および／または（ＩＩ）の化合物の総量は、発色団化合物の総重量の約１００％を占めることができる。
【００６２】
ある実施形態では、ＬＬＣ系における式（Ｉ）の化合物の量が、発色団化合物の総量に基づいて約１〜約１００重量％の範囲内にある。ある実施形態では、ＬＬＣ系における式（Ｉ）の化合物の量が、発色団化合物の総量に基づいて約５〜約９５重量％の範囲内にある。ある実施形態では、ＬＬＣ系における式（Ｉ）の化合物の量が、発色団化合物の総量に基づいて約１０〜約９０重量％の範囲内にある。ある実施形態では、ＬＬＣ系における式（Ｉ）の化合物の量が、発色団化合物の総量に基づいて約２０〜約８０重量％の範囲内にある。ある実施形態では、ＬＬＣ系における式（Ｉ）の化合物の量が、発色団化合物の総量に基づいて約１〜約５０重量％の範囲内にある。ある実施形態では、ＬＬＣ系における式（Ｉ）の化合物の量が、発色団化合物の総量に基づいて約５０〜約９９重量％の範囲内にある。
【００６３】
ある実施形態では、ＬＬＣ系における式（ＩＩ）の化合物の量が、発色団化合物の総量に基づいて約１〜約１００重量％の範囲内にある。ある実施形態では、ＬＬＣ系における式（ＩＩ）の化合物の量が、発色団化合物の総量に基づいて約５〜約９５重量％の範囲内にある。ある実施形態では、ＬＬＣ系における式（ＩＩ）の化合物の量が、発色団化合物の総量に基づいて約１０〜約９０重量％の範囲内にある。ある実施形態では、ＬＬＣ系における式（ＩＩ）の化合物の量が、発色団化合物の総量に基づいて約２０〜約８０重量％の範囲内にある。ある実施形態では、ＬＬＣ系における式（ＩＩ）の化合物の量が、発色団化合物の総量に基づいて約１〜約５０重量％の範囲内にある。ある実施形態では、ＬＬＣ系における式（ＩＩ）の化合物の量が、発色団化合物の総量に基づいて約５０〜約９９重量％の範囲内にある。
【００６４】
ある実施形態では、リオトロピック液晶系が、約０〜約５０質量％の濃度を持つ式（Ｉ）または（ＩＩ）の第１化合物と、約０〜約５０質量％の濃度を持つ、第１化合物とは異なる式（Ｉ）または（ＩＩ）の第２化合物とを含み、第１化合物と第２化合物の総量はＬＬＣ系の総量に基づいて約５０質量％までである。
【００６５】
系テクスチャーの偏光顕微鏡分析によれば、色素濃度がＬＬＣ系の約５〜約５０重量％、約５〜約４０重量％、約５〜約３０重量％、または約７〜約３０重量％である場合は、安定なリオトロピック中間相がほぼ室温で形成されうることがわかる。いくつかの実施形態では、安定なリオトロピック中間相を、約１０℃〜約４０℃、約１５℃〜約３０℃、または約２０℃〜約２８℃の範囲内の温度で形成させることができる。したがって、十分に広い範囲にわたる色素濃度および温度で、ネマチック相が観察される。等方性相およびそれらの境界ならびに二相遷移領域の存在が、この系内に検出された。
【００６６】
いくつかの実施形態では、本明細書に記載するＬＬＣ系が、所望の光吸収性を与えることのできる少なくとも１つの有機色素または実質上無色の化合物をさらに含む。ある実施形態では、有機色素または実質上無色の有機化合物が、液晶系の形成に関与するように構成される。ある実施形態では、ＬＬＣ系が、少なくとも１つの水溶性有機色素または少なくとも１つの実質上無色の有機化合物をさらに含む。その結果得られるフィルムも、有機色素または他の有機化合物を含むことができる。いくつかの実施形態では、適切な有機色素または実質上無色の化合物が、ブリリアントブラックＢＮまたはナフトールブルーブラックを含む。
【００６７】
本発明の光学異方性フィルムは、本明細書に記載するＬＬＣ系を基材上に適用した後、場合によっては配向処理を行い、次に乾燥させることによって得ることができる。リオトロピック発色団化合物の合成、それらの化合物を含むＬＬＣ系の形成、そしてそのＬＬＣ系を使った有機フィルムの形成を説明する実例を、以下に詳しく述べる。
【００６８】
ある実施形態では、少なくとも１つのリオトロピック発色団化合物を含むＬＬＣ系を基材上に沈着させることによって、光学異方性フィルムが形成される。ある実施形態では、フィルムが少なくとも部分的に結晶性である。ある実施形態では、フィルムが少なくとも１つの水溶性有機色素をさらに含む。ある実施形態では、フィルムが偏光フィルムである。ある実施形態では、フィルムが位相遅延フィルムである。
【００６９】
もう一つの実施形態は、少なくとも１つのＥ型偏光子を含む液晶表示装置を提供する。ある実施形態では、前記少なくとも１つのＥ型偏光子が、少なくとも１つの本明細書に記載する光学異方性フィルムと基材とを含む。ある実施形態は、基材と少なくとも１つの本明細書に記載するＬＬＣフィルムとを含む二色性光偏光素子を提供する。いくつかの実施形態では、二色性光偏光素子がＥ型偏光子である。ある実施形態は、少なくとも１つのＥ型偏光子フィルムを含み、そのＥ型偏光子フィルムが少なくとも１つの本明細書に記載するＬＬＣフィルムを含む、液晶アクティブ表示装置を提供する。従来のＬＣ表示装置にはＯ型フィルムが使用されることが多く、ＬＣ表示装置を斜め方向から見ると、コントラスト比が著しく低下しうる。逆に、少なくとも１つのＥ型偏光子フィルムを含むＬＣ表示装置は、コントラスト比の実質的な低下を伴わずに広い視野角を与えることができる。さらにまた、好ましい実施形態では、本明細書に記載するＬＬＣフィルムを含むＥ型偏光子を作製する工程は、Ｏ型偏光子を作製するための従来の工程と比較して、より容易に実行することができる。これは簡略化された低コストのＬＣデバイスにもつながりうる。Ｅ型偏光子を含むＬＣ表示装置の設計と構成要素は、米国特許第７，０１５，９９０号により詳しく記載されており、この特許は、参照によりそのまま、とりわけそのような設計と構成要素の説明を目的として、本明細書に組み込まれる。
【００７０】
もう一つの実施形態は、光学異方性フィルムを形成させる方法を提供する。ある実施形態において、光学異方性フィルムを形成させる方法は、複数のＬＬＣ中間相を含む本明細書に記載するＬＬＣ系を、基材上に適用すること、および前記複数のＬＬＣ中間相を配向させることを含む。ある実施形態において、本方法はさらに、少なくとも１つの本明細書に記載する発色団化合物を水または水および有機溶媒の混合物と混合することによって、ＬＬＣ系を形成させることを含む。ある実施形態において、本方法は、基材上でＬＬＣ系を乾燥させることを含む。ある実施形態では、複数のＬＬＣ中間相を配向させることが、ＬＬＣ中間相を一方向に塗布することを含む。
【００７１】
いくつかの実施形態では、本明細書に記載するフィルムが高い光学異方性を示す。例えば、式（Ｉ）および／または式（ＩＩ）の化合物から形成される偏光子フィルムは、典型的には、主要吸収バンド極大に対応する波長で、ある二色比を持つ。そのような偏光子フィルムの二色比は、さまざまな波長にわたって約９〜約２３の範囲内にあり、これは、発色団コア上に直接取り付けられたスルホン酸基を持つ色素（例えば表１の比較例参照）と比較して、著しく改良されている。増加した二色比は、ＬＣＤ表示装置応用に、より良いコントラスト比を提供する。また、本明細書に記載する化合物は改良された水溶性を示し、その結果得られるフィルムも表面全体にわたって高い再現性を有する。
【００７２】
いくつかの実施形態では、光学異方性フィルムを複屈折フィルムとしてさまざまな応用に使用することもできる。
（表１：ＬＬＣ発色団の二色比）
【表１】
【実施例】
【００７３】
〔実施例１：合成〕
（式（Ｉ）および（ＶＩ）の化合物の合成）
以下の一般合成スキーム（スキーム１）に、式（Ｉ）および（ＶＩ）の化合物を製造することができる合成工程を図解する。ただし、類似の合成を使って式（ＩＩ）および（ＶＩＩ）のトランス化合物を製造できることは、本明細書の開示を参考にすれば、当業者には理解されるであろう。
【化１６】
【００７４】
スキーム１におけるＲは、以下に説明する化合物の合成において、さまざまであることができる。例えば化合物１において、Ｒは−ＣＨ２ＣＨ２ＯＣＨ２ＣＨ２ＯＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＳＯ３Ｈである。
【化１７】
化合物１の合成：
ペリレン−３，４，９，１０−テトラカルボン酸二無水物、Ｒが−ＣＨ２ＣＨ２ＯＣＨ２ＣＨ２ＯＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＳＯ３Ｈであるｏ−フェニルジアミン誘導体、およびピペラジンの混合物を、撹拌したフェノールの融解物に約７０℃〜約８０℃で加えた。ペリレン−３，４，９，１０−テトラカルボン酸二無水物対ｏ−フェニルジアミン誘導体対ピペラジン対フェノールのモル比は約１：２．３：３：５０とした。混合物を約１７０℃から約１８０℃までの範囲内の温度に加熱し、その温度を一晩保った。生成した反応水をフェノールとの共沸混合物として留去した。１３０℃まで冷却した後、メタノール（反応混合物と等体積）を混合物にゆっくり加えた。混合物を６０℃で１時間撹拌した。次に反応生成物を濾別し、透明な濾液が生じるまで、メタノールで洗浄した。乾燥後に、黒色固形物を得た（収率７０％）。黒色固形生成物の０．４％水溶液のｐＨ値を、水酸化アンモニウムを使って５．５〜６．５に調節してから、脱塩し、１０％水溶液に濃縮した。ＬＣＭＳ（ＥＳＩ）Ｍ−Ｈ計算値（Ｃ５２Ｈ４６Ｎ６Ｏ１４Ｓ２として）：１０４２；実測値：１０４２。
【化１８】
【００７５】
化合物２の合成：
ｏ−フェニルジアミン誘導体中のＲを、Ｒが−ＣＨ２ＣＨ２ＯＣＨ２ＣＨ２ＳＯ３Ｈであるｏ−フェニルジアミン誘導体とした点以外は、化合物１と同様の方法で、化合物２を製造した。ＬＣＭＳ（ＥＳＩ）Ｍ−Ｈ計算値（Ｃ４６Ｈ３４Ｎ６Ｏ１２Ｓ２として）：９２６；実測値：９２６。
【化１９】
【００７６】
化合物３の合成：
ｏ−フェニルジアミン誘導体中のＲを、Ｒが−ＣＨ２ＣＨ２Ｎ（ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＳＯ３Ｈ）２であるｏ−フェニルジアミン誘導体とした点以外は、化合物１と同様の方法で、化合物３を製造した。タイプＣについてＬＣＭＳ（ＥＳＩ）Ｍ−Ｈ計算値（Ｃ５４Ｈ５２Ｎ８Ｏ１６Ｓ４として）：１１９６；実測値：１１９６。
【化２０】
【００７７】
化合物４の合成：
融解したフェノールの溶液に、ＣＨ２ＣＨ２ＯＣＨ２ＣＨ２ＯＣＨ２ＣＨ２Ｎ（ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＳＯ３Ｈ）２によって表されるＲを持つｏ−フェニルジアミン誘導体（１．４３ｇ、２．５ｍｍｏｌ）、二無水物（０．４１ｇ、１．０５ｍｍｏｌ）、およびピペラジン（０．２７ｇ、３．１ｍｍｏｌ）を加えた。得られた溶液を１７０℃で一晩加熱撹拌した。フェノールの大半がフラスコの口に結晶化していて、それを反応混合物から分離した。反応混合物を水で抽出し、固形物を除去するために濾過し、残存するフェノールおよびピペラジンを除去するために、濾液を酢酸エチルで洗浄した。ピペラジンと未反応のジアミンを除去するために、残った水溶液を逆浸透（ＲＯ）膜で「脱塩」した。得られた水溶液を１０重量％まで濃縮することにより、１．３ｇの生成物（収率９７％）を得た。ＬＣ−ＭＳ（Ｍ−２Ｈ；計算値（Ｃ６２Ｈ６４Ｎ１０Ｏ２０Ｓ４−−として）＝１３７０．３；実測値：６８５、Ｍ−３Ｈ＝４５７）。
【化２１】
【００７８】
化合物５の合成：
ｏ−フェニルジアミン誘導体が−ＣＨ２ＣＨ２ＯＣＨ２ＣＨ２ＯＣＨ２ＣＨ２ＯＣＨ２ＣＨ２Ｐ（ＯＣＨ２ＣＨ３）Ｏ２Ｈで表されるＲを持つ点以外は、化合物４と同様の方法で、化合物５を製造した。最終生成物を、トリエチルアンモニウム酢酸緩衝液を使ってＣ−１８での分取ＨＰＬＣによって精製することにより、トリエチルアンモニウム塩を得た。ＬＣＭＳ（Ｍ−２Ｈの計算値（Ｃ５８Ｈ５８Ｎ６Ｏ１６Ｐ２２−として）＝１１５６．３；実測値：５７８）。
【００７９】
（式（ＩＩ）および（ＶＩＩ）の化合物の合成）
以下の一般合成スキーム（スキーム２）に、式（ＩＩ）および（ＶＩＩ）の化合物を製造することができる合成工程を図解する。ただし、類似の合成を使って式（Ｉ）および（ＶＩ）のトランス化合物を製造できることは、本明細書の開示を参考にすれば、当業者には理解されるであろう。
【化２２】
【００８０】
化合物６（ビス酸クロライド）の合成：
ナフタレン−１，２，５，６−テトラカルボン酸無水物（２０．０ｇ、７４．６ｍｍｏｌ）および３，４−ジアミノ安息香酸（３４．０ｇ、２２．４ｍｍｏｌ）の混合物を６００ｍＬの酢酸に懸濁し、３日間、加熱還流した。反応混合物を室温まで冷却し、固形物を濾過によって集め、水で洗浄した。固形物を水に懸濁し、それを２００ｍｍｏｌの水酸化ナトリウムで塩基性にした。残存固形物を遠心分離によって除去した。その暗色溶液を濃塩酸でｐＨ３．７にした。得られた固形物を遠心分離によって集め、１：１メタノール／水ですすいだ。固形物を減圧下で乾燥して３２．４ｇ（８７％）の二酸を得た。ＵＶ−ｍａｘ（４５６）。ＦＴ−ＩＲ（固体）は、酸の強いＣ＝Ｏ伸縮を１６８２ｃｍ−１に示す。ＬＣ−ＭＳ（Ｍ−Ｈ）＝４９９．１ＨＮＭＲ（ＣＦ３ＣＯ２Ｄ，４００ＭＨｚ）１０．１８（ｂｓ，１Ｈ），９．９３（ｂｓ，２Ｈ），９．７８（ｂｓ，２Ｈ），９．５５―９．６３（ｍ，１Ｈ），９．３８―９．４５（ｍ，１Ｈ），９．１６―９．２７（ｍ，２Ｈ），８．７８―８．８６（ｍ，１Ｈ）．
【００８１】
上記の二酸を塩化チオニルに懸濁し、３日間、加熱還流した。その混合物を冷却し、過剰の塩化チオニルを減圧下で除去した。固形物をキシレン類に懸濁し、残存塩化チオニルを除去するためにロータリーエバポレーターで乾燥（３回）した。酸クロライドの生成は、高周波数側（１６９１ｃｍ−１）へのＣ＝Ｏバンドのシフトと、ブロードなＯ−Ｈ伸縮（１７００〜３７００ｃｍ−１）の消失とによって裏付けられた。
【化２３】
【００８２】
化合物７の合成：
２−アミノエタンスルホン酸（９．５ｍｍｏｌ、１．７ｇ）および水酸化カリウム（９．５ｍｍｏｌ、０．５３ｇ）を１００ｍＬの水に溶解することによって溶液を調製した。溶液の初期ｐＨを測定したところ９．６だった。その混合物にビス酸クロライド（化合物６、３．１ｍｍｏｌ、１．７ｇ）を加え、得られた混合物を撹拌する。約９０〜１８０分撹拌した後、混合物のｐＨを１Ｍ水酸化カリウムで９．５に調節する。次に、得られた混合物を３日間撹拌しておいた。混合物を水で１９０ｍＬに希釈し、固形沈殿物を遠心分離によって除去した。濾液を膜上で脱塩し、減圧下で濃縮して、水中に８ｗ／ｗ％とした。収量（１．４ｇ、５８％）。ＬＣ−ＭＳ分析（Ｍ−２Ｈ＝３５６）。
【化２４】
【００８３】
化合物８の合成：
３−アミノ−１−プロパンスルホン酸（３６．９ｍｍｏｌ、５．１４ｇ）を１００ｍＬの水に溶解した。その溶液を１８ｍＬの１Ｍ ＬｉＯＨでｐＨ９．９にした。その溶液にビス酸クロライド（化合物６）を加え、その混合物を３時間撹拌した。７ｍＬの１Ｍ ＬｉＯＨを追加してｐＨを８．８から９．４まで上昇させ、その混合物を室温で終夜撹拌した。ｐＨは一晩で１．６まで低下した。１８ｍＬの１Ｍ ＬｉＯＨを追加して、ｐＨを９．３まで上昇させ、その混合物をさらに２時間撹拌した。１Ｍ ＨＣｌでｐＨを２．５に調節し、固形物を濾過によって除去した。過剰の塩をＲＯ膜で除去し、その溶液を減圧下で７．５ｗｔ％まで濃縮した。収量（固形物として４．９ｇ、７０％）。ＬＣＭＳ（Ｍ−Ｈ＝７４１）。
【化２５】
【００８４】
化合物９の合成：
ビス二酸クロライド化合物６（１０．４ｇ、１８．４ｍｍｏｌ）を少しずつ、ニートのＮ，Ｎ−ジメチルエチレンジアミン（１００ｇ、１．１３モル）に撹拌しながら加えた。得られた暗色混合物を終夜撹拌した。過剰のアミンを減圧下に８０℃で除去した。残渣を２リットルの水にとり、濃塩酸で酸性（ｐＨ＜１）にした。セライトで濾過することによって固形物を除去した。過剰の塩をＲＯ膜で除去した。その溶液を１０．２ｗｔ％まで濃縮した。生成物の収量（ＨＣｌ塩として）は１１．５グラム（理論値の８８％）だった。まず最初に減圧下で水を除去し、次に固形残渣をトリフルオロ酢酸に溶解してロータリーエバポレーターで乾燥する操作を繰り返すことにより、塩酸塩の一部をトリフルオロ酢酸塩に変換した。最終的なトリフルオロ酢酸塩は、Ａｇ（Ｉ）と混合しても沈殿を示さなかった。ＬＣＭＳ（Ｍ−Ｈ＝６４１）。
【化２６】
【００８５】
化合物１０の合成：
９−アミノ−４，７−ジオキサノナンスルホン酸（４．１ｍｍｏｌ、１．１７ｇ）を１５ｍＬのＤＭＦに６０℃で懸濁した。その混合物にトリエチルアミン（１．８ｍＬ、１３．１ｍｍｏｌ）を撹拌しながら加えた。ビス酸クロライド化合物６（１．０ｇ、１．８６ｍｍｏｌ）を少しずつ加えてから、終夜撹拌した。ＤＭＦの大半を減圧下で除去し、残渣を水にとった。不溶物を濾過によって除去した。濾液を減圧下で濃縮し、Ｅｔ３ＮＨ＋Ｃｌ−緩衝液を用いるＣ−１８カラムでの分取ＨＰＬＣによって精製した後、残留移動相緩衝液を除去するためにＲＯ膜による最終的脱塩工程を行った。ＬＣＭＳ（Ｍ−２Ｈ＝４５８）。
【００８６】
（式（Ｉ）および（ＩＩ）の化合物の合成）
以下の一般合成スキーム（スキーム３）に、式（ＩＩ）および（ＸＶ）の化合物を製造することができる合成工程を図解する。ただし、類似の合成を使って式（Ｉ）および（ＸＩＶ）のシス化合物を製造できることは、本明細書の開示を参考にすれば、当業者には理解されるであろう。
【化２７】
【００８７】
スキーム３における各Ｒ”は、その関連するＲ’に従って決定することができる。例えば、化合物１４ａにおいてＲ’が−ＣＨ２ＣＨ２Ｎ（Ｍｅ）２である場合、化合物１５ａおよび１６ａにおけるＲ”は−ＣＨ３である。各化合物における２つのＲ”が環を形成することもできる（１４ｄ〜１６ｄおよび１４ｅ〜１６ｅ参照）。
【００８８】
化合物１１の合成：
１，４，５，８−ナフタレン−テトラカルボン酸二無水物（２．６８ｇ、１０ｍｍｏｌ）、３，４−ジアミノ安息香酸（３．０５ｇ、２０ｍｍｏｌ）、酢酸亜鉛（１８３ｍｇ、１．０ｍｍｏｌ）、および２０ｍＬのＤＭＦを、マイクロ波加熱器で、１４５℃で２時間加熱するか、あるいは１２５〜１４０℃においてＤＭＦ中で５時間、またはＮ−メチルピロリジノン中で終夜加熱した。冷却後に、混合物を２００ｍＬのＤＩ水で希釈し、さらに１０分間撹拌した。帯褐赤色の懸濁液を濾過によって分離してから、ＤＭＦを完全に除去するために水でよく洗浄（１０回）した。減圧下、６０℃で２時間乾燥することにより、ＮＭＲで純度＞９０％の固形物４．９ｇ（９０％）を得た。１ＨＮＭＲ（４００ＭＨｚ，Ｄ２ＳＯ４）：δ１０．２（ｄ，２Ｈ），９．９５（ｄｄ，２Ｈ）９．８（ｄｄ，２Ｈ），９．２３（ｍ，２Ｈ），８．８１（ｍ，２Ｈ）。
【００８９】
化合物１２の合成：
）カルボン酸誘導体１１（２．０ｇ、４．０ｍｍｏｌ）をニートの塩化チオニル（２０ｍＬ）中で５時間加熱還流した。過剰のＳＯＣｌ２を留去することで、酸クロライド１２を明るい帯赤色粉末として得て、その粉末をそれ以上精製せずに使用した。
【００９０】
化合物１４ａ〜ｅの合成（一般手法）：
４．０ｍｍｏｌの酸クロライド１２を２０ｍＬのＤＭＦ、１０ｍｌ（７２ｍｍｏｌ）のトリエチルアミン、およびＮ，Ｎ−ジメチルエチレンジアミン（１３ａ）（２．６５ｍＬ、２４ｍｍｏｌ）に加えた。その反応混合物を１００℃で５時間加熱した後、溶媒と過剰の試薬を減圧下で除去した。残渣に１ＬのＤＩ水を加え、その溶液を、透過物の伝導度が３０〜３５μＳに達するまで、タンジェンシャルフロー濾過（５ｋＤａフィルターを使用）に供した。水を減圧下で除去して１．８ｇ（７０％）の化合物１４ａを得た。ＭＳ（ＥＳＩ）：ｍ／ｚ＝６４１［Ｍ＋Ｈ］＋（１００％）（Ｃ３６Ｈ３２Ｎ８Ｏ４として）。化合物１４ｂ。ＭＳ（ＥＳＩ）：ｍ／ｚ＝６９７ Ｍ＋（１００％）（Ｃ４０Ｈ４０Ｎ８Ｏ４として）。化合物１４ｃ（５６％）。ＭＳ（ＥＳＩ）：ｍ／ｚ＝７５３ Ｍ＋（１００％）（Ｃ４４Ｈ４８Ｎ８Ｏ４として）。化合物１４ｄ（６６％）。ＭＳ（ＥＳＩ）：ｍ／ｚ＝６９３ Ｍ＋（１００％）（Ｃ４０Ｈ３６Ｎ８Ｏ４として）。化合物１４ｅ（６０％）。ＭＳ（ＥＳＩ）：ｍ／ｚ＝６５２ Ｍ＋（１００％）（Ｃ３８Ｈ２０Ｎ８Ｏ４として）。反応時に化合物１３ａを化合物１３ｂ〜１３ｅで置き換えることにより、それぞれ化合物１４ｂ〜１４ｅが生成した。
【００９１】
化合物１５ａ〜ｅの合成（一般手法）：
１ｇのジアミン１４ａにギ酸（５０ｍＬ）を加え、次に超音波処理とわずかな加熱を行った。過剰のギ酸を減圧下で除去し、この工程を２〜３回繰り返したところ、プロトン化された１５ａが光沢のある黒色残渣として定量的収率で生じた。その残渣に１ＬのＤＩ水を加え、その溶液を、透過物の伝導度が３０〜３５μＳに達するまで、タンジェンシャルフロー濾過（５ｋＤａフィルターを使用）に供した。水を減圧下で除去して８００ｍｇ（７０％）の化合物１５ａを得た。ＭＳ（ＥＳＩ）：ｍ／ｚ＝６４３［Ｍ］＋（１００％）（Ｃ３６Ｈ３４Ｎ８Ｏ４として）。反応時に化合物１４ａを化合物１４ｂ〜１４ｅで置き換えることにより、それぞれ化合物１５ｂ〜１５ｅが生成した。
【００９２】
化合物１６ａ〜ｅの合成（一般手法）：
１ｇのジアミン１４ａに１０当量のメトキシメシレートを加え、その溶液を１５分間還流した。次に反応を冷却し、１ＬのＤＩ水を加え、その溶液を、透過物の伝導度が３０〜３５μＳに達するまで、タンジェンシャルフロー濾過（５ｋＤａフィルターを使用）に供した。水を減圧下で除去して９００ｍｇ（６７％）の化合物１６ａを得た。ＭＳ（ＥＳＩ）：ｍ／ｚ＝６７１［Ｍ］＋（１００％）（Ｃ３８Ｈ３８Ｎ８Ｏ４として）。反応時に化合物１４ａを化合物１４ｂ〜１４ｅで置き換えることにより、それぞれ化合物１６ｂ〜１６ｅが生成した。
【００９３】
〔実施例２：二色比の測定〕
１５０ｍｇの化合物１を１０ｍＬの脱イオン水に溶解し、５％トリエチルアミン溶液でｐＨ＝７まで滴定し、ロータリーエバポレーターを使って１２ｗｔ％まで濃縮することにより、サンプル１を調製した。得られた溶液を、標準スライドガラス（２インチ×３インチ×１ｍｍ、前もって、超音波タンク中、１％アルコール溶液で２０分間洗浄した後、脱イオン水、イソプロピルアルコールですすぎ、室温で乾燥しておいたもの）に、アプリケーターロッド（直径３／８インチ、ワイヤサイズ＃２−１／２、Ｐａｕｌ Ｎ．Ｇａｒｄｎｅｒ Ｃｏ．Ｉｎｃ．）を使って、２５ｍｍ／ｓの線速度でコーティングした。得られたフィルム厚は約０．２μｍだった。この工程を、室温（約２０℃）および相対湿度６５％において、フィルムを同じ条件下で乾燥させた後に行った。
【００９４】
フィルム適用の方向（Ａｐａｒ）およびそれに対して垂直な方向（Ａｐｅｒ）に沿って偏光した光ビームを使用し、３８０〜８００ｎｍの波長域においてＰｅｒｋｉｎ Ｅｌｍｅｒ Ｌａｍｄａ Ｂｉｏ ４０ ＵＶ／Ｖｉｓ Ｓｐｅｃｔｒｕｍ分光測光器で測定される吸光スペクトルによって、フィルムを特徴づけた。二色比Ｋｄ＝ｌｏｇ（Ａｐａｒ）／ｌｏｇ（Ａｐｅｒ）は、約５００ｎｍにおいて約２３に相当した。
【００９５】
１５０ｍｇの化合物２を１０ｍＬの脱イオン水に溶解し、５％ＬｉＯＨ溶液でｐＨ＝７まで滴定し、ロータリーエバポレーターを使って８ｗｔ％まで濃縮することにより、サンプル２を調製した。この溶液を、サンプル１について説明した技法と同じ技法で、標準スライドガラス上にコーティングした。得られたフィルム厚は約０．２μｍだった。
【００９６】
フィルム適用の方向（Ａｐａｒ）およびそれに対して垂直な方向（Ａｐｅｒ）に沿って偏光した光ビームを使用し、３８０〜８００ｎｍの波長域において分光測光器で測定される吸光スペクトルによって、フィルムを特徴づけた。二色比（Ｋｄ）は約５００ｎｍにおいて約１１に相当した。
【００９７】
１５０ｍｇの化合物３を１０ｍＬの脱イオン水に溶解し、５％ＬｉＯＨ溶液でｐＨ＝７まで滴定し、ロータリーエバポレーターを使って１５ｗｔ％まで濃縮することにより、サンプル３を調製した。この溶液を、サンプル１について説明した技法と同じ技法で、標準スライドガラス上にコーティングした。得られたフィルム厚は約０．２μｍだった。
【００９８】
フィルム適用の方向（Ａｐａｒ）およびそれに対して垂直な方向（Ａｐｅｒ）に沿って偏光した光ビームを使用し、３８０〜８００ｎｍの波長域において分光測光器で測定される吸光スペクトルによって、フィルムを特徴づけた。二色比（Ｋｄ）は約５００ｎｍにおいて約１７に相当した。
【００９９】
１５０ｍｇの化合物４を１０ｍＬの脱イオン水に溶解し、５％ＮａＯＨ溶液でｐＨ＝７まで滴定し、ロータリーエバポレーターを使って１５ｗｔ％まで濃縮することにより、サンプル４を調製した。この溶液を、サンプル１について説明した技法と同じ技法で、標準スライドガラス上にコーティングした。得られたフィルム厚は約０．２μｍだった。
【０１００】
フィルム適用の方向（Ａｐａｒ）およびそれに対して垂直な方向（Ａｐｅｒ）に沿って偏光した光ビームを使用し、３８０〜８００ｎｍの波長域において分光測光器で測定される吸光スペクトルによって、フィルムを特徴づけた。二色比（Ｋｄ）は約５００ｎｍにおいて約１７に相当した。
【０１０１】
１５０ｍｇの化合物５を１０ｍＬの脱イオン水に溶解し、５％ＮａＯＨ溶液でｐＨ＝７まで滴定し、ロータリーエバポレーターを使って１２ｗｔ％まで濃縮することにより、サンプル５を調製した。この溶液を、サンプル１について説明した技法と同じ技法で、標準スライドガラス上にコーティングした。得られたフィルム厚は約０．２μｍだった。
【０１０２】
フィルム適用の方向（Ａｐａｒ）およびそれに対して垂直な方向（Ａｐｅｒ）に沿って偏光した光ビームを使用し、３８０〜８００ｎｍの波長域において分光測光器で測定される吸光スペクトルによって、フィルムを特徴づけた。二色比（Ｋｄ）は約５００ｎｍにおいて約１７に相当した。
【０１０３】
１５０ｍｇの化合物７を１０ｍＬの脱イオン水に溶解し、５％ＫＯＨ溶液でｐＨ＝７まで滴定し、ロータリーエバポレーターを使って８ｗｔ％まで濃縮することにより、サンプル６を調製した。この溶液を、サンプル１について説明した技法と同じ技法で、標準スライドガラス上にコーティングした。得られたフィルム厚は約０．２μｍだった。
【０１０４】
フィルム適用の方向（Ａｐａｒ）およびそれに対して垂直な方向（Ａｐｅｒ）に沿って偏光した光ビームを使用し、３８０〜８００ｎｍの波長域において分光測光器で測定される吸光スペクトルによって、フィルムを特徴づけた。二色比（Ｋｄ）は約４５０ｎｍにおいて約８に相当した。
【０１０５】
１５０ｍｇの化合物８を１０ｍＬの脱イオン水に溶解し、５％ＬｉＯＨ溶液でｐＨ＝７まで滴定し、ロータリーエバポレーターを使って８ｗｔ％まで濃縮することにより、サンプル７を調製した。この溶液を、サンプル１について説明した技法と同じ技法で、標準スライドガラス上にコーティングした。得られたフィルム厚は約０．２μｍだった。
【０１０６】
フィルム適用の方向（Ａｐａｒ）およびそれに対して垂直な方向（Ａｐｅｒ）に沿って偏光した光ビームを使用し、３８０〜８００ｎｍの波長域において分光測光器で測定される吸光スペクトルによって、フィルムを特徴づけた。二色比（Ｋｄ）は約４５０ｎｍにおいて約１０に相当した。
【０１０７】
１５０ｍｇの化合物９を１０ｍＬの脱イオン水に溶解し、次にロータリーエバポレーターを使って８ｗｔ％まで濃縮することにより、サンプル８を調製した。この溶液を、サンプル１について説明した技法と同じ技法で、標準スライドガラス上にコーティングした。得られたフィルム厚は約０．２μｍだった。
【０１０８】
フィルム適用の方向（Ａｐａｒ）およびそれに対して垂直な方向（Ａｐｅｒ）に沿って偏光した光ビームを使用し、３８０〜８００ｎｍの波長域において分光測光器で測定される吸光スペクトルによって、フィルムを特徴づけた。二色比（Ｋｄ）は約４５０ｎｍにおいて約１３に相当した。
【０１０９】
１５０ｍｇの化合物１０を１０ｍＬの脱イオン水に溶解し、次にロータリーエバポレーターを使って８ｗｔ％まで濃縮することにより、サンプル９を調製した。この溶液を、サンプル１について説明した技法と同じ技法で、標準スライドガラス上にコーティングした。得られたフィルム厚は約０．２μｍだった。
【０１１０】
フィルム適用の方向（Ａｐａｒ）およびそれに対して垂直な方向（Ａｐｅｒ）に沿って偏光した光ビームを使用し、３８０〜８００ｎｍの波長域において分光測光器で測定される吸光スペクトルによって、フィルムを特徴づけた。二色比（Ｋｄ）は約４５０ｎｍにおいて約９に相当した。
【０１１１】
１５０ｍｇの化合物１５ａを２ｍＬの脱イオン水に溶解し、次にロータリーエバポレーターを使って１７ｗｔ％まで濃縮することにより、サンプル１０を調製した。得られた溶液を、標準スライドガラス（２インチ×３インチ×１ｍｍ、前もって、超音波タンク中、１％アルコール溶液で６０分間洗浄した後、脱イオン水、イソプロピルアルコールですすぎ、室温で乾燥しておいたもの）に、アプリケーターロッド（直径３／８インチ、ワイヤサイズ＃１−１／２、Ｐａｕｌ Ｎ．Ｇａｒｄｎｅｒ Ｃｏ．Ｉｎｃ．）を使って、２５ｍｍ／ｓの線速度でコーティングした。得られたフィルム厚は約２００ｎｍだった。この工程を、室温（約２０℃）および相対湿度６５％において、フィルムを同じ条件下で乾燥させた後に行った。
【０１１２】
フィルム適用の方向（Ａｐａｒ）およびそれに対して垂直な方向（Ａｐｅｒ）に沿って偏光した光ビームを使用し、３８０〜７８０ｎｍの波長域において分光測光器で測定される吸光スペクトルによって、フィルムを特徴づけた。二色比（Ｋｄ）は約４５４ｎｍにおいて約１２に相当した。
【化２８】
【０１１３】
ギ酸の代わりにグリコール酸を使ってアンモニウム塩を形成させた点以外は上記化合物１５ｄと同じ方法で、化合物１７ｄを製造した。１５０ｍｇの化合物１７ｄを２ｍＬの脱イオン水に溶解し、次にロータリーエバポレーターを使って２５ｗｔ％まで濃縮することにより、サンプル１１を調製した。この溶液を、サンプル１０について説明した技法と同じ技法で、標準スライドガラス上にコーティングした。得られたフィルム厚は約２００ｎｍだった。
【０１１４】
フィルム適用の方向（Ａｐａｒ）およびそれに対して垂直な方向（Ａｐｅｒ）に沿って偏光した光ビームを使用し、３８０〜７８０ｎｍの波長域において分光測光器で測定される吸光スペクトルによって、フィルムを特徴づけた。二色比（Ｋｄ）は約４７０ｎｍにおいて約４に相当した。
【０１１５】
１５０ｍｇの化合物１６ｅを５ｍＬの脱イオン水に溶解し、ロータリーエバポレーターを使って１８ｗｔ％まで濃縮することにより、サンプル１２を調製した。この溶液を、サンプル１０について説明した技法と同じ技法で、標準スライドガラス上にコーティングした。得られたフィルム厚は約２００ｎｍだった。
【０１１６】
フィルム適用の方向（Ａｐａｒ）およびそれに対して垂直な方向（Ａｐｅｒ）に沿って偏光した光ビームを使用し、３８０〜７８０ｎｍの波長域において分光測光器で測定される吸光スペクトルによって、フィルムを特徴づけた。二色比（Ｋｄ）は約４６０ｎｍにおいて約３に相当した。
【０１１７】
上記の説明では好ましい実施形態の方法および材料をいくつか開示した。本発明では、これらの方法および材料に変更を加える余地があり、作製方法および装置に改変を加える余地もある。そのような変更は、この開示の検討または本明細書に開示した発明の実施から、当業者には明白になるであろう。したがって、本発明は本明細書に開示した具体的実施形態に限定されるものではなく、本願特許請求の範囲に体現される本発明の真の範囲および要旨に含まれる変更および代替実施形態は、いずれも本発明に包含されるものとする。
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本願は、２００９年２月２７日に出願された米国仮特許出願第６１／１５５，９７０号および２００９年７月２９日に出願された米国仮特許出願第６１／２２９，４７０号に基づく優先権を主張し、これらの仮特許出願はどちらも、参照によりその全てが本明細書に組み込まれる。
【背景技術】
【０００２】
（発明の分野）
本発明は概して有機化学および光学異方性コーティングの分野に関する。より具体的には、本発明は、リオトロピック発色団化合物、１つまたはそれ以上のリオトロピック発色団化合物を含むリオトロピック液晶系、および光学等方性または光学異方性フィルムに関する。
【０００３】
（関連技術の説明）
光学素子は、精密に制御することが可能な特殊な性質を有する新しい材料に基づくものが増えつつある。多くの最新視覚表示システムにおける重要な素子は、ある特定デバイスの要件に適合するように調節することが可能な光学特性および他の特性の組合せを有する光学異方性フィルムである。というのも、各デバイスはそれぞれ独自に一組の要件を持つことが多いからである。
【０００４】
液晶表示装置（ＬＣＤ）の人気の高まりが、さまざまな液晶（ＬＣ）化合物を研究する動機になってきた。初期の研究者らは、機械的力によって異方性フィルムへと配向させることができるサーモトロピックＬＣ化合物に焦点を合わせた。しかし、サーモトロピックＬＣフィルムにおける分子の強制的配向は、力が中断されると消失しがちであるだろう。これに対して、リオトロピック液晶（ＬＬＣ）フィルムは、機械的力が取り除かれた後も、その二色性配向を保持する能力を持つ。適切な材料には、異方性フィルムを形成するように配向させることができるＬＣ中間相を形成する能力を持つものが含まれる。
【０００５】
光学異方性フィルムの製造にはさまざまなポリマー材料が使用されてきた。そのような材料に基づくフィルムは、一軸伸長と有機色素またはヨウ素による改質とによって、異方性の光学的性質を獲得することができる。多くの応用では、ベースポリマーがポリビニルアルコール（ＰＶＡ）である。そのようなフィルムは、モノグラフ、Ｂ．Ｂａｈａｄｕｒ編「Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌｓ：Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ａｎｄ Ｕｓｅｓ」（Ｗｏｒｌｄ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ、シンガポール−ニューヨーク（１９９０））第１巻の１０１ページに、さらに詳しく記載されている。しかし、ＰＶＡ系フィルムの低い熱安定性が、その応用を制限する場合がある。したがって、改良された特徴を有する光学異方性フィルムを合成するための新しい材料と方法の開発は、極めて有益である。特に、高い耐熱性、簡便な合成、および均一性などの性質を持つフィルムは、非常に望ましい。
【０００６】
高い光学異方性を有するフィルムであって、さまざまな波長域における改良された選択性をも特徴とするフィルムの需要が、近年増加しつつある。赤外（ＩＲ）から紫外（ＵＶ）に至る広いスペクトル範囲において異なる場所に吸収極大を持つフィルムは、非常に望ましい。有機二色性分子は、一般に円柱状の外形を持つ超分子複合体にパッキングされることが知られている。これらの円柱は中間相の基本構造単位を形成し、その中間相を、強い二色性を持つ異方性フィルムが形成されるように、配向させることができる。例えば米国特許第５，７３９，２９６号および同第６，１７４，３９４号ならびに欧州特許ＥＰ０９６１１３８では、水溶性有機色素に基づいて、異方性材料が合成されている。これらの材料は可視スペクトル領域において高い吸光度を示す。これらは多くの応用にとって有益でありうるが、これらの化合物の吸光度プロファイルは、透明複屈折フィルムの形成におけるその応用を制限する。
【０００７】
そのうえ、現在利用できるフィルム応用技術では、通例、例えば色素濃度、フィルム形成温度などの工程パラメータを入念に選択し、フィルムの形成中はそれらを厳密に守ることが要求される。しかし、たとえフィルム形成の条件が全て精密に制御されたとしても、誤配向（ｍｉｓｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ）ゾーンおよび／または微小欠陥の形成ゆえに、コーティングレジームのランダムな局所的ばらつきは、依然として起こり得る。これは、ＬＬＣ系（例えばＬＬＣ溶液）を基材表面に適用した後の溶媒除去の過程における不均一な微細結晶化および巨視的結晶化プロセスの結果でありうる。また、現在利用することができる色素を使うと厚さが不均一なコーティングが形成される可能性が高く、それが結果として、目標とするフィルムパラメータの再現性を低下させる。
【０００８】
異なる波長域において選択的である異方性フィルムが、ますます数を増やしつつある新しい応用によって必要とされている。したがって、要求される性質を伴うＬＬＣ相およびフィルムを形成する能力を持つ、新しいさまざまな化合物を開発することが望ましい。赤外から紫外に至る広いスペクトル範囲において異なる吸光度極大位置を持つフィルムも望ましい。しかし、現在利用できる色素でリオトロピック中間相の形成に役立つものは、わずかしかない。そこで今、新しいＬＣ色素が注目を集めている。
【０００９】
光学異方性フィルムは、ガラス、プラスチックまたは他の基板材料上に形成させることができる。高品質な光学特性を示すフィルムは、Ｂｏｂｒｏｖら「Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ａｎｄ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｔｅｓｔｉｎｇ ｏｆ Ｏｐｔｉｖａ Ｔｈｉｎ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｆｉｌｍ（登録商標）Ｐｏｌａｒｉｚｅｒｓ」、第１０回ＳＩＤシンポジウム講演要旨集「Ａｄｖａｎｃｅｄ ｄｉｓｐｌａｙ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ」（ベラルーシ共和国ミンスク、２００１年９月１８〜２１日）の２３〜３０ページに記載されている偏光子として使用することができる。そのようなフィルム（高い結晶化度を持つものを含む）を製造するための方法は、ＰＣＴ公開番号ＷＯ０２／０６３，６６０に記載されている。上述のＰＴＣＡ誘導体はＬＬＣ相を形成する能力を持ち、そのＬＬＣ系を使って得られる異方性フィルムは、優れた光学特性を有し、偏光子として良好な性能を示す。
【００１０】
ナフタレン−およびペリレン−テトラカルボキシルビスベンゾイミダゾールジスルホ誘導体は、光学異方性フィルムの製造にも役立つＬＬＣ系を形成する能力を持つ、二色性色素である。ナフタレン−およびペリレン−テトラカルボキシルビスベンゾイミダゾールはどちらも水に不溶であるが、スルホン化工程によって水溶性型に変換することができる。ジスルホ誘導体を製造するには、有効量のナフタレン−またはペリレン−テトラカルボキシルビスベンゾイミダゾールを、所定の条件下で発煙硫酸に加える。
【００１１】
既述の水溶性ナフタレン−およびペリレン−テトラカルボキシルビスベンゾイミダゾールジスルホ誘導体の主な欠点の一つは、基材表面上に均一な性質を持つ異方性フィルムを作製することの複雑さである。この複雑さは、その相不安定性、液晶を基材表面にコーティングした後の溶媒除去中に無配向（ｄｉｓｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ）ゾーンを形成する可能性、ならびに微細結晶化および巨視的結晶化の可能性に起因する。これらの短所が、高度な光学特性を持つフィルムを形成させる工程を複雑にした。再現性の低さゆえに、コーティングから乾燥までの各フィルム形成段階において固定された技術的条件の正確な調節と厳密な制御とが必要になり、それがフィルム製造費用を劇的に増加させうる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
芳香族テトラカルボン酸ビスベンゾイミダゾール誘導体に基づく新しい改良されたＬＬＣ系が、広く必要とされている。本明細書には、安定なＬＬＣ中間相および信頼できる透明光学フィルムを形成する能力を持つ、いくつかのテトラカルボン酸ビスベンゾイミダゾール化合物を含む新規化学化合物のファミリーを記載する。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
ある実施形態は、一般構造式（Ｉ）または（ＩＩ）によって表されるリオトロピック発色団化合物またはその塩を提供する：
【化１】
［式中、ｙは０〜約４の範囲内の整数であり、各Ｒ１およびＲ２は、−Ｈ、−ＯＨ、−ＮＨ２、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−Ｉ、−ＮＯ２、−Ｆ、−ＣＦ３、−ＣＮ、−ＣＯＯＨ、−ＣＯＮＨ２、置換されていてもよいＣ１〜Ｃ６アルキル、置換されていてもよいＣ２〜Ｃ６アセチル、置換されていてもよいＣ６〜Ｃ１０アリール、置換されていてもよいＣ２〜Ｃ６アルキニル、置換されていてもよいＣ２〜Ｃ６アルケニル、置換されていてもよいＣ１〜Ｃ６アルコキシル、置換されていてもよいＣ１〜Ｃ６アルキルアミノ、−Ｌ１−（Ｍ１）ｒ、−Ｌ２−（Ｍ２）ｓ、ならびに以下の式（ＩＩＩ）、（ＩＶ）、および（Ｖ）：
【化２】
からなる群より独立して選択される］。
【００１４】
ある実施形態では、Ｌ１およびＬ２がそれぞれ独立して親水性リンカーを表し；各Ｍ１およびＭ２は独立して、酸性基、塩基性基、またはその塩を表し；各ｒは独立して１または２であり；各ｓは独立して１または２であり；Ｒ３は、−ＮＨ−、−ＣＯＮＨ−、−Ｏ−および−ＣＯＯ−からなる群より独立して選択され；Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、およびＲ７は、水素、置換されていてもよいＣ１〜Ｃ６アルキル基、置換されていてもよいＣ２〜Ｃ６アルケニル基、置換されていてもよいＣ２〜Ｃ６アルキニル基、置換されていてもよいＣ１〜Ｃ６アルキル基であって少なくとも１つのヒドロキシル基で置換されているもの、置換されていてもよいＣ３〜Ｃ８シクロアルキル基、置換されていてもよいＣ６〜Ｃ１０アリール基、および置換されていてもよいＣ７〜Ｃ１６アラルキル基からなる群より、それぞれ独立して選択され；ｚは０〜約４の範囲内の整数である。
【００１５】
ある実施形態では、リオトロピック発色団化合物が、一般構造式（ＶＩ）または（ＶＩＩ）によって表される：
【化３】
［式中、Ｌ１およびＬ２はそれぞれ独立して親水性リンカーを表し；各Ｍ１およびＭ２は独立して酸性基、塩基性基、またはその塩を表し；各ｒは独立して１または２であり；各ｓは独立して１または２であり；ｙは０〜約４の範囲内の整数である］。
【００１６】
ある実施形態では、リオトロピック発色団化合物が一般構造式（ＸＩＶ）または（ＸＶ）によって表されるか、またはその塩である：
【化４】
［式中、各Ｒ１およびＲ２は、−Ｈ、−ＯＨ、−ＮＨ２、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−Ｉ、−ＮＯ２、−Ｆ、−ＣＦ３、−ＣＮ、−ＣＯＯＨ、−ＣＯＮＨ２、置換されていてもよいＣ１〜Ｃ６アルキル、置換されていてもよいＣ２〜Ｃ６アセチル、置換されていてもよいＣ６〜Ｃ１０アリール、置換されていてもよいＣ２〜Ｃ６アルキニル、置換されていてもよいＣ２〜Ｃ６アルケニル、置換されていてもよいＣ１〜Ｃ６アルコキシル、置換されていてもよいＣ１〜Ｃ６アルキルアミノ、ならびに上述した式（ＩＩＩ）、（ＩＶ）、および（Ｖ）のいずれかからなる群より独立して選択される］。
【００１７】
本明細書に記載するリオトロピック発色団化合物は、光学デバイスに使用することができ、そのようなデバイスを製造するために使用されるシステムにも使用することができる。ある実施形態は、少なくとも１つの上記リオトロピック発色団化合物を含むリオトロピック液晶系を提供する。ある実施形態では、リオトロピック液晶系が、溶媒、例えば水または有機溶媒と混合された水を含む。本明細書に記載する化合物は、異方性または等方性光学フィルムの製造に使用することができる。もう一つの実施形態は、少なくとも１つの本明細書記載のリオトロピック発色団化合物を含む光学異方性フィルムを提供する。フィルムは、本明細書に記載するリオトロピック液晶系を基材上に適用することによって形成させることができる。本明細書に記載するフィルムは、液晶表示デバイスの製造に使用することができる。
【００１８】
いくつかの実施形態では、一般構造式（Ｉ）によって表されるリオトロピック発色団化合物が、一般構造式（ＶＩ）を持つ化合物である。いくつかの実施形態では、一般構造式（Ｉ）によって表されるリオトロピック発色団化合物が、一般構造式（ＸＩＶ）を持つ化合物である。いくつかの実施形態では、一般構造式（ＩＩ）によって表されるリオトロピック発色団化合物が、一般構造式（ＶＩＩ）を持つ化合物である。いくつかの実施形態では、一般構造式（ＩＩ）によって表されるリオトロピック発色団化合物が、一般構造式（ＸＶ）を持つ化合物である。したがって、式（ＶＩ）および（ＸＶＩ）の化合物は、式（Ｉ）に関するどの議論にも包含され、式（ＶＩＩ）および（ＸＶ）の化合物は、式（ＩＩ）に関するどの議論にも包含される。
【００１９】
これらの実施形態および他の実施形態を以下にさらに詳しく説明する。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本明細書には、安定な液晶を形成する能力を持つリオトロピック発色団化合物と、そのような化合物を合成する方法とを記載する。本明細書に記載するリオトロピック発色団化合物は一般に発色団と呼ぶことができる。溶媒と、１つまたはそれ以上の本明細書に記載するリオトロピック発色団化合物とを含む、ＬＬＣ系も提供される。また、これらの系および化合物に基づく等方性、異方性、または少なくとも部分的に結晶性のフィルム、ならびにそのようなフィルムを製造するための方法も提供される。本明細書に記載するフィルムの実施形態は、優れた光学的性質および作業特性を有する。
【００２１】
ＬＬＣ系を形成する能力を持つ二色性色素を使うと、高度な光学異方性を有するフィルムを得ることができる。光学異方性フィルムは、ガラス、プラスチック、または他の基板材料上に形成させることができる。高い二色比を持つフィルムは偏光子として使用することができる。そのようなフィルムは、超分子複合体の光吸収の特異性に関係するＥ型偏光子の性質を示し、吸収がわずかであるスペクトル領域において、遅延子（ｒｅｔａｒｄｅｒ）（すなわち位相シフトデバイス）として挙動する。これらの異方性フィルムの位相遅延性は、その複屈折、すなわち基材上へのＬＬＣ系の適用の方向に測定した屈折率と垂直方向に測定した屈折率との相違に関係する。強い（好ましくは耐光性の）色素分子に基づくＬＬＣ系から形成される好ましいＬＬＣフィルムは、高い熱安定性および良好な耐退色性を特徴とする。
【００２２】
本明細書に記載する実施形態は、水溶性芳香族テトラカルボキシルビスベンゾイミダゾール誘導体と、それらの化合物に基づく薄い異方性フィルムおよび光学素子を製造するための方法とを提供する。ある実施形態では、化合物の芳香族性が、ナフタレンに基づくか、ペリレンに基づく。ある実施形態では、安定なＬＬＣ中間相を形成させるために、本明細書に記載する化合物を使用することができる。これらの化合物に基づく異方性および少なくとも部分的に結晶性のフィルムを製造するための方法も提供する。これらのフィルムは高度に望ましい光学的性質および作業特性を持つ。
【００２３】
本明細書に記載する実施形態のこれらの利点および他の利点は、上述の一般構造式（Ｉ）または（ＩＩ）を持つリオトロピック発色団化合物を使って達成することができる。
【００２４】
式（Ｉ）および（ＩＩ）における各Ｒ１およびＲ２は、独立して選択することができる。Ｒ１およびＲ２は同じであるか、異なることができる。好ましくは、Ｒ１およびＲ２の少なくとも１つが、−Ｌ１−（Ｍ１）ｒ−、−Ｌ２−（Ｍ２）ｓ、ならびに上述の式（ＩＩＩ）、（ＩＶ）、および（Ｖ）からなる群より選択される。
【００２５】
式（Ｉ）、（ＩＩ）、（ＶＩ）、および（ＶＩＩ）における親水性連結基Ｌ１およびＬ２のそれぞれは、独立して選択することができる。Ｌ１およびＬ２は同じであるか、異なることができる。本明細書にいう「親水性リンカー」は、それらが取り付けられた化合物を、その化合物が水などの適切な溶媒中で対イオンと反応することができるように、十分可溶にするのに有効な長さおよび組成を持つ連結基である。ただし親水性リンカーは、対イオンの添加前に、化合物を、選択した溶媒に完全に可溶にする必要はない。しかし、対イオンとの塩がひとたび形成されたら、親水性リンカーは、化合物をその溶媒に可溶にするべきである。ある実施形態では、化合物が水に少なくとも部分的に可溶である。ある実施形態では、化合物が水に可溶である。好ましくは、式（Ｉ）、（ＩＩ）、（ＶＩ）、および（ＶＩＩ）におけるＬ１およびＬ２が、ポリエチレングリコール基を含んでも含まなくてもよい一般式（ＶＩＩＩ）を持つリンカー、ポリプロピレングリコール基を含んでも含まなくてもよい一般式（ＩＸ）を持つリンカー、およびポリエチレンイミン基を含んでも含まなくてもよい一般式（Ｘ）を持つリンカー：
【化５】
から、それぞれ独立して選択される。
【００２６】
式（ＶＩＩＩ）、（ＩＸ）、および（Ｘ）における各Ａは、独立して結合を表すことができるか、あるいは
【化６】
および
【化７】
からなる群より選択される。
【００２７】
式（ＶＩＩＩ）、（ＩＸ）、および（Ｘ）における各ｎは、０〜約９の範囲内の整数から、独立して選択することができる。連結基の親水性は、より大きな数をｎに使用することによって増加させることができる。ある実施形態では、式（ＶＩＩＩ）、（ＩＸ）、および（Ｘ）における各ｎを、約１〜約８の範囲内の整数から、独立して選択することができる。ある実施形態では、式（ＶＩＩＩ）、（ＩＸ）、および（Ｘ）における各ｎを、約２〜約７の範囲内の整数から、独立して選択することができる。ある実施形態では、式（ＶＩＩＩ）、（ＩＸ）、および（Ｘ）における各ｎを、０〜約３の範囲内の整数から、独立して選択することができる。ある実施形態では、式（ＶＩＩＩ）、（ＩＸ）、および（Ｘ）における各ｎを、約３〜約６の範囲内の整数から、独立して選択することができる。ある実施形態では、式（ＶＩＩＩ）、（ＩＸ）、および（Ｘ）における各ｎを、約６〜約９の範囲内の整数から、独立して選択することができる。式（ＶＩＩＩ）、（ＩＸ）、および（Ｘ）における各ｍは、０〜約６の範囲内の整数から、独立して選択することができる。式（ＶＩＩＩ）、（ＩＸ）、および（Ｘ）におけるｍは、親水性リンカーの親水性部分と酸性基、塩基性基、またはその塩との間の距離を制御するために選択される。ある実施形態では、ｍが０〜約６の範囲内の整数になるように選択される。ある実施形態では、ｍが１〜３の範囲内の整数になるように選択される。ある実施形態では、式（ＶＩＩＩ）、（ＩＸ）、および（Ｘ）における各ｍを、０〜約２の範囲内の整数から、独立して選択することができる。ある実施形態では、式（ＶＩＩＩ）、（ＩＸ）、および（Ｘ）における各ｍを、約２〜約４の範囲内の整数から、独立して選択することができる。好ましくは、ｎまたはｍの少なくとも１つが、少なくとも１である。
【００２８】
親水性リンカーは直鎖状または分枝鎖状であることができる。ある実施形態では、Ｌ１および／またはＬ２が、一般式（ＸＩ）を含むリンカー、一般式（ＸＩＩ）を含むリンカー、および一般式（ＸＩＩＩ）を含むリンカー：
【化８】
から、独立して選択される。
【００２９】
ある実施形態では、式（ＸＩ）、（ＸＩＩ）、および（ＸＩＩＩ）における各Ｘが、独立して、ＮまたはＰを表す。ある実施形態では、Ｘが窒素である。ある実施形態では、Ｌ１および／またはＬ２が一般式（ＸＩ）、（ＸＩＩ）、または（ＸＩＩＩ）を持つリンカーを含む場合に、式（Ｉ）、（ＩＩ）、（ＶＩ）または（ＶＩＩ）におけるｒが、２に等しい。ある実施形態では、式（ＸＩ）、（ＸＩＩ）、および（ＸＩＩＩ）における各Ａが、独立して、結合を表すか、または
【化９】
および
【化１０】
からなる群より選択される。
【００３０】
式（ＸＩ）、（ＸＩＩ）、および（ＸＩＩＩ）における各ｎは、０〜約９の範囲内の整数から、独立して選択することができる。ある実施形態では、式（ＸＩ）、（ＸＩＩ）、および（ＸＩＩＩ）における各ｎを、１〜約８の範囲内の整数から、独立して選択することができる。ある実施形態では、式（ＸＩ）、（ＸＩＩ）、および（ＸＩＩＩ）における各ｎを、２〜約７の範囲内の整数から、独立して選択することができる。ある実施形態では、式（ＸＩ）、（ＸＩＩ）、および（ＸＩＩＩ）における各ｎを、０〜約３の範囲内の整数から、独立して選択することができる。ある実施形態では、式（ＸＩ）、（ＸＩＩ）、および（ＸＩＩＩ）における各ｎを、約３〜約６の範囲内の整数から、独立して選択することができる。ある実施形態では、式（ＸＩ）、（ＸＩＩ）、および（ＸＩＩＩ）における各ｎを、約６〜約９の範囲内の整数から、独立して選択することができる。式（ＸＩ）、（ＸＩＩ）、および（ＸＩＩＩ）における各ｍ、ｍ１、およびｍ２は、０〜約６の範囲内の整数から、独立して選択することができる。ある実施形態では、式（ＸＩ）、（ＸＩＩ）、および（ＸＩＩＩ）における各ｍ、ｍ１、およびｍ２を、０〜約２の範囲内の整数から、独立して選択することができる。ある実施形態では、式（ＸＩ）、（ＸＩＩ）、および（ＸＩＩＩ）における各ｍ、ｍ１、およびｍ２を、約２〜約４の範囲内の整数から、独立して選択することができる。好ましくは、ｎまたはｍの少なくとも１つが、少なくとも１である。
【００３１】
式（Ｉ）、（ＩＩ）、（ＶＩ）、および（ＶＩＩ）における各Ｍ１およびＭ２は、独立して、酸性基、塩基性基、またはその塩を表すことができる。Ｍ１およびＭ２は同じであるか、異なることができる。発色団化合物のＭ１および／またはＭ２が酸性基を含む実施形態では、発色団化合物を適切な塩基と混合することにより、その酸性基を塩に変換することができる。発色団化合物のＭ１および／またはＭ２が塩基性基を含む実施形態では、発色団化合物を適切な酸と混合することにより、その塩基性基を塩に変換することができる。当業者は、本明細書の開示を参考にして、例えば酸または塩基との反応によって形成される対イオンの選択を決定することができる。各Ｍ１およびＭ２は、水またはもう一つの有機溶媒と混合された水に可溶である化合物を構成する塩になるように、選択することができる。例えば、酸性基または塩基性基を塩に変換すると、化合物の溶解度が増加しうる。したがって、化合物の溶解度は、親水性リンカーの選択、例えば親水性リンカーの親水性部分の長さの選択、ならびにＭ１および／またはＭ２の塩原子団の選択によって、制御することができる。
【００３２】
ある実施形態では、各Ｍ１およびＭ２が、独立して、−ＣＯＮＨ２、−ＣＯＯＨ、−ＳＯ３Ｈ、−ＳＨ、−ＮＲ８Ｒ９、−ＰＯ（ＯＨ）２、−ＰＯ（ＯＲ’）（ＯＨ）、−ＰＯ（ＯＲ’）２、−ＯＨ、および以下の構造：
【化１１】
から選択される酸性基または塩基性基を含み、この場合、上記の構造におけるＲ’、Ｒ８、およびＲ９は、水素、置換されていてもよいＣ１〜Ｃ６アルキル基、置換されていてもよいＣ２〜Ｃ６アルケニル基、置換されていてもよいＣ２〜Ｃ６アルキニル基、置換されていてもよいＣ３〜Ｃ８シクロアルキル基、置換されていてもよいＣ６〜Ｃ１０アリール基、または置換されていてもよいＣ７〜Ｃ１６アラルキル基からそれぞれ独立して選択される。
【００３３】
ある実施形態では、Ｍ１およびＭ２が、−ＰＯ３２−、−ＰＯ（ＯＲ’）Ｏ−、−ＳＯ３−、および−ＣＯ２−から独立して選択される陰イオン部分を含むように、それぞれ独立して選択され、この場合、Ｒ’は、水素、置換されていてもよいＣ１〜Ｃ６アルキル基、置換されていてもよいＣ２〜Ｃ６アルケニル基、置換されていてもよいＣ２〜Ｃ６アルキニル基、置換されていてもよいＣ３〜Ｃ８シクロアルキル基、置換されていてもよいＣ６〜Ｃ１０アリール基、または置換されていてもよいＣ７〜Ｃ１６アラルキル基から選択される。化合物に共有結合されているＭ１およびＭ２の陰イオン部分は、１つまたはそれ以上の対イオンにイオン結合することができる。ある実施形態では、各Ｍ１およびＭ２がさらに１つまたはそれ以上の対イオンを含む。ある実施形態では、対イオンが、Ｈ＋、ＮＨ４＋、Ｋ＋、Ｌｉ＋、Ｎａ＋、Ｃｓ＋、Ｃａ＋＋、Ｓｒ＋＋、Ｍｇ＋＋、Ｂａ＋＋、Ｃｏ＋＋、Ｍｎ＋＋、Ｚｎ＋＋、Ｃｕ＋＋、Ｐｂ＋＋、Ｆｅ＋＋、Ｎｉ＋＋、Ａｌ３＋、Ｃｅ３＋、Ｌａ３＋、もしくはプロトン化有機アミン、または類似の対イオンから独立して選択される。適切なプロトン化有機アミンの例には、ＮＨ（Ｅｔ）３＋、ＮＨ２（Ｅｔ）２＋、ＮＨ３（Ｅｔ）＋、ＮＨ（Ｍｅ）３＋、ＮＨ２（Ｍｅ）２＋、ＮＨ３（Ｍｅ）＋、Ｈ３ＮＣＨ２ＣＨ２ＯＨ＋、およびＨ２ＮＣＨ２（ＣＨ２ＯＣＨ２ＣＨ２ＯＨ）＋などがある。ある実施形態では、対イオンがＮＨ４＋およびＮＨ（Ｅｔ）３＋から独立して選択される。対イオンの数はさまざまであることができ、１つまたは複数の対イオンが１分子より多くの分子と会合する場合には、分数になることもある。ある実施形態では、１つまたはそれ以上の対イオンが少なくとも２つの分子によって共有される。
【００３４】
ある実施形態では、Ｍ１およびＭ２が、
【化１２】
および
【化１３】
［式中、Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０、およびＲ１１は、水素、置換されていてもよいＣ１〜Ｃ６アルキル基、置換されていてもよいＣ２〜Ｃ６アルケニル基、置換されていてもよいＣ２〜Ｃ６アルキニル基、置換されていてもよいＣ３〜Ｃ８シクロアルキル基、置換されていてもよいＣ６〜Ｃ１０アリール基、または置換されていてもよいＣ７〜Ｃ１６アラルキル基から、それぞれ独立して選択される］
から独立して選択される陽イオン部分を含むように、それぞれ独立して選択される。ある実施形態では、Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０、およびＲ１１が、水素、メチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、イソブチル、ｓｅｃ−ブチル、ｔｅｒｔ−ブチル、およびシクロヘキシルから、それぞれ独立して選択される。適当な対イオンを選択することができる。ある実施形態では、対イオンが、ＣＯ２ＣＦ３−、ＣＨ３ＳＯ３−、Ｃｌ−、Ｂｒ−、およびＩ−から独立して選択される。ある実施形態では、対イオンがＣＨ３ＳＯ３−である。対イオンの数はさまざまであることができ、１つまたは複数の対イオンが１分子より多くの分子に属する場合には、分数になることもある。ある実施形態では、１つまたはそれ以上の対イオンが少なくとも２つの分子によって共有される。
【００３５】
ある実施形態では、式（Ｉ）、（ＩＩ）、（ＶＩ）、および（ＶＩＩ）における各ｙが、０〜４の範囲内の整数になるように選択される。ｙが増加するにつれて、化合物の芳香族性も増加する。芳香族性を増加させると、化合物の溶解度が減少しうる。ＵＶ−Ｖｉｓスペクトルにおいて吸光が起こるピークは、ｙを増減することによって調節することができる。芳香族的挙動が高いと、一般に、高い波長でピーク吸収が起こり、芳香族性が低いと、一般に、低い波長でピーク吸収が起こる。ある実施形態では、ｙが、０〜約２の範囲内の整数になるように選択される。
【００３６】
ある実施形態では、ｙが０である。一般構造式（ＸＩＶ）または（ＸＶ）によって表される化合物は、ｙが０である非限定的実施形態である。ある実施形態では、式（ＸＩＶ）および（ＸＶ）における各Ｒ１およびＲ２を独立して選択することができる。Ｒ１およびＲ２は同じであるか、異なることができる。各Ｒ１およびＲ２は、−Ｈ、−ＯＨ、−ＮＨ２、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−Ｉ、−ＮＯ２、−Ｆ、−ＣＦ３、−ＣＮ、−ＣＯＯＨ、−ＣＯＮＨ２、置換されていてもよいＣ１〜Ｃ６アルキル、置換されていてもよいＣ２〜Ｃ６アセチル、置換されていてもよいＣ６〜Ｃ１０アリール、置換されていてもよいＣ２〜Ｃ６アルキニル、置換されていてもよいＣ２〜Ｃ６アルケニル、置換されていてもよいＣ１〜Ｃ６アルコキシル、置換されていてもよいＣ１〜Ｃ６アルキルアミノ、ならびに以下の式（ＩＩＩ）、（ＩＶ）、および（Ｖ）：
【化１４】
［式中、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、およびｚは、それぞれ上に定義したとおりである］
からなる群より選択される。ｚが１より大きい実施形態では、Ｒ４およびＲ５がどちらも２回以上存在することになる。ｚが１より大きい実施形態における各Ｒ４およびＲ５は、独立して選択することができる。いくつかの具体的実施形態では、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、およびＲ７が、水素、メチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、イソブチル、ｓｅｃ−ブチル、ｔｅｒｔ−ブチル、ヒドロキシメチル、およびシクロアルキルからなる群より、それぞれ独立して選択される。
【００３７】
ある実施形態では、一般構造式（ＸＩＶ）および（ＸＶ）のリオトロピック発色団化合物の塩が提供される。ある実施形態では、Ｒ１およびＲ２の少なくとも１つが窒素塩と対イオンＸ−とを含み、Ｘ−が、Ｆ−、Ｃｌ−、Ｂｒ−、Ｉ−、ＣＨ３ＳＯ３−、およびＲ１２ＣＯＯ−からなる群より選択される、一般構造式（ＸＩＶ）および（ＸＶ）の化合物の塩が提供される（この場合、Ｒ１２は、水素、置換されていてもよいＣ１〜Ｃ４アルキル基、置換されていてもよいＣ２〜Ｃ４アルケニル基、置換されていてもよいＣ２〜Ｃ４アルキニル基、置換されていてもよいＣ１〜Ｃ４アルキル基であって少なくとも１つのハロゲンで置換されているもの、置換されていてもよいＣ１〜Ｃ４アルキル基であって少なくとも１つのヒドロキシル基で置換されているもの、置換されていてもよいＣ３〜Ｃ８シクロアルキル基、置換されていてもよいＣ６〜Ｃ１０アリール基、および置換されていてもよいＣ７〜Ｃ１６アラルキル基からなる群より選択される）。ある実施形態では、一般構造式（ＸＩＶ）または（ＸＶ）の化合物の塩が、構造式（ＸＩＶ）または（ＸＶ）内の（例えば式（ＩＩＩ）、（ＩＶ）、または（Ｖ）の置換基中の）アミンのプロトン化によって提供される。ある実施形態では、一般構造式（ＸＩＶ）または（ＸＶ）の化合物の塩が、構造式（ＸＩＶ）または（ＸＶ）内の（例えば式（ＩＩＩ）、（ＩＶ）、または（Ｖ）の置換基中の）アミンのアルキル化によって提供される。
【００３８】
化合物を塩型に変換することも、化合物の溶解度を調節するために使用することができる。例えば、構造式（ＸＩＶ）または（ＸＶ）内のアミンのアルキル化により、化合物をある程度水溶性にするか、完全に水溶性にすることができる。水における溶解度は適当な対イオンの選択によってさらに制御することができる。
【００３９】
本明細書において「置換されていてもよい」と記載されるアルキル、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、アリール、またはアラルキル基のそれぞれは、無置換であるか、１つまたはそれ以上の置換基で置換されることができる。置換される場合、置換基は、アルキル、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、シクロアルケニル、シクロアルキニル、アリール、ヘテロアリール、ヘテロアリシクリル（ｈｅｔｅｒｏａｌｉｃｙｃｌｙｌ）、アラルキル、ヘテロアラルキル、（ヘテロアリシクリル）アルキル、ヒドロキシ、保護ヒドロキシル、アルコキシ、アリールオキシ、アシル、エステル、メルカプト、アルキルチオ、アリールチオ、シアノ、ハロゲン、カルボニル、チオカルボニル、Ｏ−カルバミル、Ｎ−カルバミル、Ｏ−チオカルバミル、Ｎ−チオカルバミル、Ｃ−アミド、Ｎ−アミド、Ｓ−スルホンアミド、Ｎ−スルホンアミド、Ｃ−カルボキシ、保護Ｃ−カルボキシ、Ｏ−カルボキシ、イソシアナト、チオシアナト、イソチオシアナト、ニトロ、シリル、スルフェニル、スルフィニル、スルホニル、ハロアルキル、ハロアルコキシ、トリハロメタンスルホニル、トリハロメタンスルホンアミド、およびアミノ（一置換および二置換アミノ基、ならびにその保護誘導体を含む）から個別に独立して選択される１つまたはそれ以上の基である。置換基の非限定的な例には、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、イソプロピル、メトキシド、エトキシド、プロポキシド、イソプロポキシド、ブトキシド、ペントキシドおよびフェニルなどがある。
【００４０】
アルキル、アルケニル、およびアルキニル基は、直鎖基または分枝鎖基であることができる。アルキル基の例には、メチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、イソブチル、ｓｅｃ−ブチル、およびｔｅｒｔ−ブチルなどがある。また、置換基はシクロアルキル基を含むこともできる。例えば、シクロアルキル基には、シクロペンチル、シクロヘキシル、またはシクロヘプチルを含めることができる。有用なアリール基の例には、フェニル、トリル、ナフチル、フェナントリル、およびアントラセニルなどがある。有用なアラルキル基の例には、ベンジル、フェネチル、ナフチルメチル、フェナンチルメチル（ｐｈｅｎａｎｔｈｙｌｍｅｔｈｙｌ）、およびアントラニルメチル（ａｎｔｈｒａｎｙｌｍｅｔｈｙｌ）などがある。好ましくは、Ｒ’、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０、およびＲ１１が、水素、メチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ブチル、ｔ−ブチル、およびシクロヘキシルから、独立して選択される。
【００４１】
いくつかの実施形態では、以下の一般構造式（ＸＶ）−Ａの化合物が提供される：
【化１５】
［式中、ｚ、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、およびＲ７は上に定義したとおりであり、化合物の末端アミンはプロトン化されている］。会合する対イオンＸ−は、Ｆ−、Ｃｌ−、Ｂｒ−、Ｉ−、ＣＨ３ＳＯ３−、およびＲ１２ＣＯＯ−からなる群より独立して選択され、この場合、Ｒ１２は、水素、置換されていてもよいＣ１〜Ｃ４アルキル基、置換されていてもよいＣ２〜Ｃ４アルケニル基、置換されていてもよいＣ２〜Ｃ４アルキニル基、置換されていてもよいハロゲン含有Ｃ１〜Ｃ４アルキル基、置換されていてもよいヒドロキシル含有Ｃ１〜Ｃ４アルキル基、置換されていてもよいＣ３〜Ｃ８シクロアルキル基、置換されていてもよいＣ６〜Ｃ１０アリール基、および置換されていてもよいＣ７〜Ｃ１６アラルキル基からなる群より独立して選択される。いくつかの実施形態では、化合物の末端アミンがアルキル化されて、対イオンＸ−が会合したアンモニウム塩を形成する。アンモニウム塩を形成するアルキル基は、メチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、イソブチル、ｓｅｃ−ブチル、およびｔｅｒｔ−ブチルからなる群より独立して選択され、Ｘ−は、Ｆ−、Ｃｌ−、Ｂｒ−、Ｉ−、ＣＨ３ＳＯ３−、およびＲ１２ＣＯＯ−からなる群より独立して選択される（この場合、Ｒ１２は、水素、置換されていてもよいＣ１〜Ｃ４アルキル基、置換されていてもよいＣ２〜Ｃ４アルケニル基、置換されていてもよいＣ２〜Ｃ４アルキニル基、置換されていてもよいハロゲン含有Ｃ１〜Ｃ４アルキル基、置換されていてもよいヒドロキシル含有Ｃ１〜Ｃ４アルキル基、置換されていてもよいＣ３〜Ｃ８シクロアルキル基、置換されていてもよいＣ６〜Ｃ１０アリール基、および置換されていてもよいＣ７〜Ｃ１６アラルキル基からなる群より独立して選択される）。一般構造式（ＸＶ）−Ａの化合物はトランス化合物であるが、当業者は、本明細書の開示を参考にして、シス化合物を製造することもできる。
【００４２】
いくつかの実施形態では、Ｒ１およびＲ２の少なくとも１つが、独立して、一般式（ＩＩＩ）、（ＩＶ）または（Ｖ）によって表される、式（ＸＩＶ）または（ＸＶ）の化合物が提供される。いくつかの実施形態では、式（ＸＩＶ）または（ＸＶ）の化合物がアンモニウム塩を含む。ある実施形態では、本明細書に記載する化合物が、幅広い可視スペクトル域において透明であり、サーモトロピック液晶よりも増加した安定性を持つＬＬＣ相を形成する能力を持つ。ある実施形態では、化合物が約４００ｎｍ〜約７００ｎｍの可視スペクトル域において透明である。ある実施形態では、化合物が、約４００ｎｍ〜約６００ｎｍの可視スペクトル域において透明である。ある実施形態では、化合物が、約５００ｎｍ〜約７００ｎｍの可視スペクトル域において透明である。
【００４３】
当業者は、本明細書の開示を参考にして、類似するリオトロピック有機構造物を合成するために使用される常用の技法により、本明細書に記載する化合物を合成することができる。ある実施形態は、芳香族テトラカルボキシルビスベンゾイミダゾールカルボキシルアミド誘導体を合成するための手法を提供する。例えば、制御された量のナフタレン−またはペリレン−テトラカルボン酸ビス無水物を、３，４−ジアミノ−安息香酸カルボキシルアミドと、約１２０℃〜約１８０℃の温度範囲で、アルゴン下に、酢酸またはフェノールを溶媒として使用して、約１５時間反応させることができる。得られた生成物を限外濾過によって精製して、最終的な水溶性ナフタレン−およびペリレン−テトラカルボキシルビスベンゾイミダゾールカルボキシルアミド誘導体を製造することができる。もう一つの実施形態では、制御された量の１，２−ジアミノベンゼンまたはその誘導体を、ナフタレン−またはペリレン−テトラカルボン酸ビス無水物と、約１５０℃で、アルゴン下に、Ｚｎ（ＯＡｃ）２およびＤＭＦを溶媒として使用して、約１５時間反応させる。得られた生成物を、場合によっては、プロトン化またはアルキル化して、水可溶化基を持つ最終的な水溶性テトラカルボキシルビスベンゾイミダゾールを製造する。
【００４４】
本明細書に記載する「ＬＬＣ系」は、溶媒と本明細書に記載する１つまたはそれ以上のリオトロピック発色団化合物とを含む溶液である。ある実施形態では、ＬＬＣ系がＬＬＣ中間相を含む。ＬＬＣ中間相は、ＬＬＣ系におけるリオトロピック発色団化合物の濃度が、系内での液晶の形成に関して臨界濃度になるかそれを上回った場合に形成される。本明細書に記載する化合物は、可視スペクトル域の光を吸収するように構成させることができ、サーモトロピック液晶よりも増加した安定性を持つＬＬＣ系を形成するように構成させることもできる。これらの安定なＬＬＣ系は、再現性の高い最適な光学特性を持つ異方性、等方性、および／または少なくとも部分的に結晶性のフィルムの形成に使用することができる。溶媒除去後の均一性が高く微小欠陥が少ないフィルム形成も、本明細書に記載するリオトロピック発色団化合物を含むＬＬＣ系の実施形態を使って達成することができる。
【００４５】
本明細書に記載する化合物を使って形成されるＬＬＣ系の実施形態はさらに、広範な濃度、温度、およびｐＨ域にわたって、増加した安定性を有する。したがって、この系および化合物は異方性フィルム形成の工程を単純化し、フィルム層の作製にさまざまな技法を使用することを可能にする。再現性の高いパラメータ（二色比を含む）を持つフィルムの製造が容易になる。本明細書に記載する有機化合物の実施形態は、改良された水溶解度を示す。本発色団化合物を含むフィルムの実施形態が示す増加した光学異方性は非常に望ましい。理論に束縛されるわけではないが、一定の実施形態が示す高度の光学異方性は、２つまたはそれ以上の分子の間の非共有結合、例えば水素結合および陽イオン−陰イオン相互作用に由来するものであると、本発明者らは考えている。
【００４６】
ＬＬＣ系は広いｐＨ範囲にわたって形成させることができる。例えば、式（ＩＩＩ）、（ＩＶ）、および（Ｖ）の窒素含有置換基は、上述のように、プロトン化して、塩を形成させることができる。また当業者は、さまざまなｐＨ溶液における溶解度に影響を及ぼすために、Ｍ１およびＭ２の酸特性、塩基特性、または塩特性を調節することができる。ある実施形態では、Ｍ１および／またはＭ２が酸性基を含み、その化合物は、化合物の濃度に依存して、溶液中で約１〜約６の範囲内のｐＨを持つ。ある実施形態では、Ｍ１および／またはＭ２が塩基性基を含み、その化合物は、化合物の濃度に依存して、溶液中で約８〜約１２の範囲内のｐＨを持つ。
【００４７】
酸性基または塩基性基をその塩型に変換することも、化合物の溶解度を調節するために使用することができる。例えば、適当な対イオンの選択によって、水における溶解度をさらに制御することができる。また、一定の対イオン、例えばとりわけＬｉ＋は、化合物の二色比を改良することができる。
【００４８】
一般構造式（Ｉ）または（ＩＩ）を持つ化合物は、個別でも、混合物でも、安定なＬＬＣ系を形成することができる。ＬＬＣ系およびＬＬＣフィルムの製造には、式（Ｉ）および（ＩＩ）の化合物のさまざまな組合せを使用することができる。ある実施形態において、本明細書に記載するＬＬＣ系は、式（Ｉ）または（ＩＩ）の化合物であって一般式（Ｉ）または（ＩＩ）におけるＲ１およびＲ２の少なくとも１つが一般式（ＩＩＩ）、（ＩＶ）または（Ｖ）によって表されるものを、少なくとも１つは含む。ある実施形態では、ＬＬＣ系が２つまたはそれ以上の化合物を含み、ここで、少なくとも１つの化合物は、Ｒ１およびＲ２の少なくとも１つが一般式（ＩＩＩ）によって表され、少なくとも１つの化合物は、Ｒ１およびＲ２の少なくとも１つが一般式（ＩＶ）によって表される。ある実施形態では、ＬＬＣ系が、共通の一般構造、Ｒ１、およびＲ２を共有するが、Ｒ３〜Ｒ７の少なくとも１つが異なる点で相違する、２つまたはそれ以上の化合物を含む。ある実施形態では、ＬＬＣ系が、一般式（Ｉ）または（ＩＩ）によって表される第１化合物（ここに、一般式（Ｉ）または（ＩＩ）におけるＲ１およびＲ２の少なくとも１つは、それぞれ独立して、一般式（ＩＩＩ）によって表され、第１化合物はリオトロピック液晶系の約５〜約５０重量％の範囲内の濃度を持つ）；一般式（Ｉ）または（ＩＩ）によって表される第２化合物（ここに、一般式（Ｉ）または（ＩＩ）におけるＲ１およびＲ２の少なくとも１つは、それぞれ独立して、一般式（ＩＶ）によって表され、第２化合物はリオトロピック液晶系の約５〜約５０重量％の範囲内の濃度を持つ）；および一般式（Ｉ）または（ＩＩ）によって表される第３化合物（ここに、一般式（Ｉ）または（ＩＩ）におけるＲ１およびＲ２の少なくとも１つは、それぞれ独立して、一般式（Ｖ）によって表され、第３化合物はリオトロピック液晶系の約５〜約５０重量％の範囲内の濃度を持つ）を含む。ある実施形態では、本明細書に開示するＬＬＣ系が、一般式（ＸＶ）−Ａによって表される少なくとも１つの化合物を含む。
【００４９】
さらにまた、これらの化合物のそれぞれは、他の既知リオトロピック化合物と混合することができる。ある実施形態では、一般構造式（Ｉ）および／または（ＩＩ）を持つ化合物を、ＬＬＣ相を形成する能力を持つ他の二色性色素と組み合わせて、ＬＬＣ系を形成させる。ある実施形態では、一般構造式（Ｉ）および／または（ＩＩ）を持つ化合物を、可視領域では概して非吸収性（無色）であるか、弱く吸収し、ＬＬＣ系を形成する能力を持つ他の物質と組み合わせる。ＬＬＣ系は、例えば化合物を水などの溶媒と混合することによって形成させることができる。溶媒の除去後に、このＬＬＣ系は、再現性よく高い光学特性を持つ異方性、等方性および／または少なくとも部分的に結晶性のフィルムを形成することができる。安定なＬＬＣ系とその結果得られる異方性、等方性および／または少なくとも部分的に結晶性の光学フィルムを形成させるための方法およびシステムは、米国特許第６，５６３，６４０号に、より詳しく説明されており、その開示は、特に光学フィルムとその作製方法の説明を目的として、参照により本明細書に組み込まれる。
【００５０】
本明細書に記載する水溶液中のリオトロピック発色団化合物は、典型的には、約４００ｎｍ〜約７８０ｎｍの波長区間に極大光吸収を示す。ある実施形態では、水溶液中の発色団化合物が約４５０ｎｍ〜約７００ｎｍの波長区間に極大光吸収を示す。本明細書に記載する化合物を使用すれば、ＬＬＣ系内に形成される分子集合体の親水性−疎水性バランスを制御することができる。例えば、式（Ｉ）および（ＩＩ）（式（ＶＩ）および（ＶＩＩ）も同様）中の発色団ナフタレンまたはペリレン核構造は、疎水性が増加するようにｙを変化させる（テトラペリレン（ｔｅｔｒａ ｐｅｒｙｌｅｎｅ）またはより高次の構造にする）ことによって、調節することができる。さらにまた、親水性を調節するために、一般式（ＶＩＩＩ）、（ＩＸ）、（Ｘ）、（ＸＩ）、（ＸＩＩ）、または（ＸＩＩＩ）を持つリンカーの長さを増加させることができる。これらのパラメータのどちらかまたは両方を変化させることにより、当業者は、化合物の溶解度および溶媒と混合したときの溶液粘度を変化させることができる。また当業者は、吸収波長を調節し、フルカラー波長スペクトルの全部または一部をカバーする発色団化合物を作り出すことができる。
【００５１】
本明細書に記載するリオトロピック発色団化合物の実施形態は、安定なリオトロピック液晶系を形成させるために使用することができる。当業者は、本明細書の開示を参考にして、一般構造式（Ｉ）または（ＩＩ）を持つ個々の化合物およびそのような化合物の混合物のＬＬＣ系を調製することができる。
【００５２】
本明細書に記載する化合物の１つまたはそれ以上を溶媒と混合してＬＬＣ系を形成させ、次にそれを基材表面に適用し、任意の既知の方法によって、例えばＰＣＴ公開番号ＷＯ９４／２８０７３およびＷＯ００／２５１５５（それらの開示内容は参照により本明細書に組み込まれる）に記載されている方法などによって、配向させることができる。光学異方性フィルムの作製に適した基材のタイプとして、例えば透明／半透明な基材、例えばガラス、プラスチック、カラーフィルタ、および透明／半透明ポリマーシート、ならびに半導体などを挙げることができる。いくつかの実施形態では、ＬＬＣ系が、噴霧、流し込み、印刷、コーティング、浸漬、またはスプーン、スパチュラ、ロッド、もしくは液晶系を移送する能力を持つ任意の物体による移送を使って、基材に適用される。所望する液晶の配向は、例えばずれ応力、重力、または電磁場を適用することなどによって与えることができる。いくつかの実施形態では、ＬＬＣ系を配向または配列させるために、アプリケーターロッドまたは適切なツールを使って、表面に圧力を加えることができる。液晶中間相を配向させるために、約２５ｍｍ／秒〜約１ｍ／秒の範囲内の線速度をフィルム表面に適用することができる。フィルム形成工程は室温で行うことができる。いくつかの実施形態において、配向中の相対湿度は約５５％〜約８５％の範囲内にあることができる。いくつかの実施形態において、本明細書に記載するジイミドは、ガラス棒を使って基材に最低限の機械で「塗布（ｓｐｒｅａｄｉｎｇ）」するだけでＬＬＣ系を配向させることができるので、簡単な方法の一つで分子を整列させることができる。ある実施形態では、ＬＬＣ系がＬＬＣ中間相を含む。ある実施形態では、ＬＬＣ系を一方向に塗布することによって、ＬＬＣ系を配向させる。
【００５３】
次に、配向した液晶溶液からの溶媒の除去を行って、約０．１μｍ〜約２μｍの範囲内の厚さを持つ光学異方性フィルムを形成させることができる。ある実施形態では、フィルムが約０．２μｍ〜約１μｍの範囲内の厚さを持つ。ある実施形態では、フィルムが約０．２μｍ〜約０．６μｍの範囲内の厚さを持つ。ある実施形態では、フィルムが約０．２μｍ〜約０．３μｍの範囲内の厚さを持つ。ある実施形態では、フィルムが約０．３μｍ〜約０．５μｍの範囲内の厚さを持つ。いくつかの実施形態では、異方性フィルムが多結晶フィルムであってもよい。
【００５４】
基材濡れを改良し、液晶系のレオロジー的性質を最適化するために、例えば可塑化水溶性ポリマーおよび／または陰イオン性もしくは非イオン性界面活性剤を添加することなどによって、溶液を改質することができる。ＬＬＣ系は１つまたはそれ以上の水溶性低分子量添加剤をさらに含んでもよい。添加剤のそれぞれは、液晶系の配列性を破壊しないように有利に選択することができる。水溶性低分子量添加剤の例には、ＰＶＡおよびポリエチレングリコールなどの可塑化ポリマー、ならびに陰イオン性または非イオン性界面活性剤、例えば親水性ポリエチレンオキシド基と炭化水素親油性または疎水性基とを持つ非イオン性界面活性剤であってＴＲＩＴＯＮという商標で入手できるものなどがあるが、これらに限定されるわけではない。これらの添加剤は、基材濡れを改良し、ＬＬＣ系のレオロジー的性質を最適化することができる。添加剤は、なるべくＬＬＣ系の配列性を破壊しないように選択される。
【００５５】
本明細書に記載するＬＬＣ系から形成されるフィルムの実施形態は、一般に、他のフィルムと比較して、約１０％またはそれ以上の性能優位性、例えばバッチ間、同じバッチ中の異なるフィルム間、および１枚のフィルムの表面における、１つまたはそれ以上の性能パラメータの再現性の増加によって特徴づけることができる。
【００５６】
本明細書に記載する化合物は、等方性フィルムを得るために使用することもできる。例えば、一般構造式（Ｉ）または（ＩＩ）を持つ化合物と溶媒とを含むＬＬＣ系を、基材上に適用して、何の外部配向処理にも供さないことができる。これは、噴霧、オフセット印刷、シルクスクリーン印刷などの方法でＬＬＣを適用することによって達成することができる。溶媒を除去すると、等方性の光学的性質を有する全体的ドメイン構造を持つ多結晶性フィルムで覆われた基材が残る。
【００５７】
本リオトロピック発色団化合物は、少なくとも部分的に結晶性のフィルムおよび／または偏光フィルムおよび／または復屈折フィルムを形成させるために使用することができる。これらのリオトロピック発色団化合物は、光学等方性または異方性、偏光フィルムおよび／または位相遅延フィルムおよび／または複屈折フィルムの製造に使用することができる。ある実施形態では、光学等方性または異方性フィルムを形成させるために使用するＬＬＣ系が、一般構造式（Ｉ）および（ＩＩ）から選択される少なくとも２つの化合物を含む。いくつかの実施形態では、ＬＬＣ系が水性液晶溶液を包含し、これを「水性インク組成物」と呼ぶことができる。
【００５８】
ある実施形態では、ＬＬＣ系が水性である。例えばＬＬＣ系は、一般構造式（Ｉ）および／または（ＩＩ）を持つ本明細書記載のリオトロピック発色団の１つまたはそれ以上の化合物と水とを含むことができる。他の溶媒も使用することができる。ある実施形態では、ＬＬＣ系が、水と、水と混和できる有機溶媒との混合物を含む。ある実施形態では、ＬＬＣ系が、水と、水と任意の比率で混和できる有機溶媒または水との限られた混和性を特徴とする有機溶媒との混合物を含む。有用な有機溶媒には、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、アルコール（例えばメタノールまたはエタノール）およびＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）などの極性溶媒が含まれる。
【００５９】
当業者に知られている他の材料も含めることができる。ある実施形態では、ＬＬＣ系が１つまたはそれ以上の界面活性剤をさらに含む。ある実施形態では、界面活性剤がＬＬＣ系の約５重量％までの量で存在する。ある実施形態では、界面活性剤がＬＬＣ系の約０．０１〜約３重量％の範囲内の量で存在する。ある実施形態では、界面活性剤がＬＬＣ系の約０．１〜約１重量％の範囲内の量で存在する。ある実施形態では、ＬＬＣ系が１つまたはそれ以上の可塑剤をさらに含む。ある実施形態では、可塑剤がＬＬＣ系の約５重量％までの量で存在する。ある実施形態では、可塑剤がＬＬＣ系の約０．０１〜約３重量％の範囲内の量で存在する。ある実施形態では、可塑剤がＬＬＣ系の約０．１〜約１重量％の範囲内の量で存在する。
【００６０】
本明細書に記載するＬＬＣ系におけるリオトロピック発色団化合物またはリオトロピック発色団化合物の混合物の濃度はさまざまであることができる。ある実施形態では、ＬＬＣ系におけるリオトロピック発色団化合物またはリオトロピック発色団化合物の混合物の濃度が、ＬＬＣ系の約１〜約７０重量％の範囲内にある。ある実施形態では、ＬＬＣ系におけるリオトロピック発色団化合物またはリオトロピック発色団化合物の混合物の濃度が、ＬＬＣ系の約３〜約６０重量％である。ある実施形態では、ＬＬＣ系におけるリオトロピック発色団化合物またはリオトロピック発色団化合物の混合物の濃度が、ＬＬＣ系の約５〜約５０重量％の範囲内にある。ある実施形態では、ＬＬＣ系におけるリオトロピック発色団化合物またはリオトロピック発色団化合物の混合物の濃度が、ＬＬＣ系の約８〜約４０重量％の範囲内にある。ある実施形態では、ＬＬＣ系におけるリオトロピック発色団化合物またはリオトロピック発色団化合物の混合物の濃度が、ＬＬＣ系の約１０〜約３０重量％の範囲内にある。ある実施形態では、ＬＬＣ系におけるリオトロピック発色団化合物またはリオトロピック発色団化合物の混合物の濃度が、ＬＬＣ系の約７〜約３０重量％の範囲内にある。
【００６１】
ＬＬＣ系における個々のリオトロピック発色団化合物の濃度も、以下に述べるように、要求されるフィルムの性質に依存して、さまざまであることができる。ある実施形態では、ＬＬＣ系が２つまたはそれ以上の一般構造式（Ｉ）および／または（ＩＩ）の化合物の組合せを含み、式（Ｉ）の化合物の量は発色団化合物の総量に基づいて約０〜約９９重量％の範囲内にあり、式（ＩＩ）の化合物の量は発色団化合物の総量に基づいて約０〜約９９重量％の範囲内にある。場合により、式（Ｉ）および／または（ＩＩ）の化合物の総量は、発色団化合物の総重量の少なくとも５０％を占めることができる。場合により、式（Ｉ）および／または（ＩＩ）の化合物の総量は、発色団化合物の総重量の少なくとも７５％を占めることができる。場合により、式（Ｉ）および／または（ＩＩ）の化合物の総量は、発色団化合物の総重量の少なくとも９０％を占めることができる。場合により、式（Ｉ）および／または（ＩＩ）の化合物の総量は、発色団化合物の総重量の約１００％を占めることができる。
【００６２】
ある実施形態では、ＬＬＣ系における式（Ｉ）の化合物の量が、発色団化合物の総量に基づいて約１〜約１００重量％の範囲内にある。ある実施形態では、ＬＬＣ系における式（Ｉ）の化合物の量が、発色団化合物の総量に基づいて約５〜約９５重量％の範囲内にある。ある実施形態では、ＬＬＣ系における式（Ｉ）の化合物の量が、発色団化合物の総量に基づいて約１０〜約９０重量％の範囲内にある。ある実施形態では、ＬＬＣ系における式（Ｉ）の化合物の量が、発色団化合物の総量に基づいて約２０〜約８０重量％の範囲内にある。ある実施形態では、ＬＬＣ系における式（Ｉ）の化合物の量が、発色団化合物の総量に基づいて約１〜約５０重量％の範囲内にある。ある実施形態では、ＬＬＣ系における式（Ｉ）の化合物の量が、発色団化合物の総量に基づいて約５０〜約９９重量％の範囲内にある。
【００６３】
ある実施形態では、ＬＬＣ系における式（ＩＩ）の化合物の量が、発色団化合物の総量に基づいて約１〜約１００重量％の範囲内にある。ある実施形態では、ＬＬＣ系における式（ＩＩ）の化合物の量が、発色団化合物の総量に基づいて約５〜約９５重量％の範囲内にある。ある実施形態では、ＬＬＣ系における式（ＩＩ）の化合物の量が、発色団化合物の総量に基づいて約１０〜約９０重量％の範囲内にある。ある実施形態では、ＬＬＣ系における式（ＩＩ）の化合物の量が、発色団化合物の総量に基づいて約２０〜約８０重量％の範囲内にある。ある実施形態では、ＬＬＣ系における式（ＩＩ）の化合物の量が、発色団化合物の総量に基づいて約１〜約５０重量％の範囲内にある。ある実施形態では、ＬＬＣ系における式（ＩＩ）の化合物の量が、発色団化合物の総量に基づいて約５０〜約９９重量％の範囲内にある。
【００６４】
ある実施形態では、リオトロピック液晶系が、約０〜約５０質量％の濃度を持つ式（Ｉ）または（ＩＩ）の第１化合物と、約０〜約５０質量％の濃度を持つ、第１化合物とは異なる式（Ｉ）または（ＩＩ）の第２化合物とを含み、第１化合物と第２化合物の総量はＬＬＣ系の総量に基づいて約５０質量％までである。
【００６５】
系テクスチャーの偏光顕微鏡分析によれば、色素濃度がＬＬＣ系の約５〜約５０重量％、約５〜約４０重量％、約５〜約３０重量％、または約７〜約３０重量％である場合は、安定なリオトロピック中間相がほぼ室温で形成されうることがわかる。いくつかの実施形態では、安定なリオトロピック中間相を、約１０℃〜約４０℃、約１５℃〜約３０℃、または約２０℃〜約２８℃の範囲内の温度で形成させることができる。したがって、十分に広い範囲にわたる色素濃度および温度で、ネマチック相が観察される。等方性相およびそれらの境界ならびに二相遷移領域の存在が、この系内に検出された。
【００６６】
いくつかの実施形態では、本明細書に記載するＬＬＣ系が、所望の光吸収性を与えることのできる少なくとも１つの有機色素または実質上無色の化合物をさらに含む。ある実施形態では、有機色素または実質上無色の有機化合物が、液晶系の形成に関与するように構成される。ある実施形態では、ＬＬＣ系が、少なくとも１つの水溶性有機色素または少なくとも１つの実質上無色の有機化合物をさらに含む。その結果得られるフィルムも、有機色素または他の有機化合物を含むことができる。いくつかの実施形態では、適切な有機色素または実質上無色の化合物が、ブリリアントブラックＢＮまたはナフトールブルーブラックを含む。
【００６７】
本発明の光学異方性フィルムは、本明細書に記載するＬＬＣ系を基材上に適用した後、場合によっては配向処理を行い、次に乾燥させることによって得ることができる。リオトロピック発色団化合物の合成、それらの化合物を含むＬＬＣ系の形成、そしてそのＬＬＣ系を使った有機フィルムの形成を説明する実例を、以下に詳しく述べる。
【００６８】
ある実施形態では、少なくとも１つのリオトロピック発色団化合物を含むＬＬＣ系を基材上に沈着させることによって、光学異方性フィルムが形成される。ある実施形態では、フィルムが少なくとも部分的に結晶性である。ある実施形態では、フィルムが少なくとも１つの水溶性有機色素をさらに含む。ある実施形態では、フィルムが偏光フィルムである。ある実施形態では、フィルムが位相遅延フィルムである。
【００６９】
もう一つの実施形態は、少なくとも１つのＥ型偏光子を含む液晶表示装置を提供する。ある実施形態では、前記少なくとも１つのＥ型偏光子が、少なくとも１つの本明細書に記載する光学異方性フィルムと基材とを含む。ある実施形態は、基材と少なくとも１つの本明細書に記載するＬＬＣフィルムとを含む二色性光偏光素子を提供する。いくつかの実施形態では、二色性光偏光素子がＥ型偏光子である。ある実施形態は、少なくとも１つのＥ型偏光子フィルムを含み、そのＥ型偏光子フィルムが少なくとも１つの本明細書に記載するＬＬＣフィルムを含む、液晶アクティブ表示装置を提供する。従来のＬＣ表示装置にはＯ型フィルムが使用されることが多く、ＬＣ表示装置を斜め方向から見ると、コントラスト比が著しく低下しうる。逆に、少なくとも１つのＥ型偏光子フィルムを含むＬＣ表示装置は、コントラスト比の実質的な低下を伴わずに広い視野角を与えることができる。さらにまた、好ましい実施形態では、本明細書に記載するＬＬＣフィルムを含むＥ型偏光子を作製する工程は、Ｏ型偏光子を作製するための従来の工程と比較して、より容易に実行することができる。これは簡略化された低コストのＬＣデバイスにもつながりうる。Ｅ型偏光子を含むＬＣ表示装置の設計と構成要素は、米国特許第７，０１５，９９０号により詳しく記載されており、この特許は、参照によりそのまま、とりわけそのような設計と構成要素の説明を目的として、本明細書に組み込まれる。
【００７０】
もう一つの実施形態は、光学異方性フィルムを形成させる方法を提供する。ある実施形態において、光学異方性フィルムを形成させる方法は、複数のＬＬＣ中間相を含む本明細書に記載するＬＬＣ系を、基材上に適用すること、および前記複数のＬＬＣ中間相を配向させることを含む。ある実施形態において、本方法はさらに、少なくとも１つの本明細書に記載する発色団化合物を水または水および有機溶媒の混合物と混合することによって、ＬＬＣ系を形成させることを含む。ある実施形態において、本方法は、基材上でＬＬＣ系を乾燥させることを含む。ある実施形態では、複数のＬＬＣ中間相を配向させることが、ＬＬＣ中間相を一方向に塗布することを含む。
【００７１】
いくつかの実施形態では、本明細書に記載するフィルムが高い光学異方性を示す。例えば、式（Ｉ）および／または式（ＩＩ）の化合物から形成される偏光子フィルムは、典型的には、主要吸収バンド極大に対応する波長で、ある二色比を持つ。そのような偏光子フィルムの二色比は、さまざまな波長にわたって約９〜約２３の範囲内にあり、これは、発色団コア上に直接取り付けられたスルホン酸基を持つ色素（例えば表１の比較例参照）と比較して、著しく改良されている。増加した二色比は、ＬＣＤ表示装置応用に、より良いコントラスト比を提供する。また、本明細書に記載する化合物は改良された水溶性を示し、その結果得られるフィルムも表面全体にわたって高い再現性を有する。
【００７２】
いくつかの実施形態では、光学異方性フィルムを複屈折フィルムとしてさまざまな応用に使用することもできる。
（表１：ＬＬＣ発色団の二色比）
【表１】
【実施例】
【００７３】
〔実施例１：合成〕
（式（Ｉ）および（ＶＩ）の化合物の合成）
以下の一般合成スキーム（スキーム１）に、式（Ｉ）および（ＶＩ）の化合物を製造することができる合成工程を図解する。ただし、類似の合成を使って式（ＩＩ）および（ＶＩＩ）のトランス化合物を製造できることは、本明細書の開示を参考にすれば、当業者には理解されるであろう。
【化１６】
【００７４】
スキーム１におけるＲは、以下に説明する化合物の合成において、さまざまであることができる。例えば化合物１において、Ｒは−ＣＨ２ＣＨ２ＯＣＨ２ＣＨ２ＯＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＳＯ３Ｈである。
【化１７】
化合物１の合成：
ペリレン−３，４，９，１０−テトラカルボン酸二無水物、Ｒが−ＣＨ２ＣＨ２ＯＣＨ２ＣＨ２ＯＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＳＯ３Ｈであるｏ−フェニルジアミン誘導体、およびピペラジンの混合物を、撹拌したフェノールの融解物に約７０℃〜約８０℃で加えた。ペリレン−３，４，９，１０−テトラカルボン酸二無水物対ｏ−フェニルジアミン誘導体対ピペラジン対フェノールのモル比は約１：２．３：３：５０とした。混合物を約１７０℃から約１８０℃までの範囲内の温度に加熱し、その温度を一晩保った。生成した反応水をフェノールとの共沸混合物として留去した。１３０℃まで冷却した後、メタノール（反応混合物と等体積）を混合物にゆっくり加えた。混合物を６０℃で１時間撹拌した。次に反応生成物を濾別し、透明な濾液が生じるまで、メタノールで洗浄した。乾燥後に、黒色固形物を得た（収率７０％）。黒色固形生成物の０．４％水溶液のｐＨ値を、水酸化アンモニウムを使って５．５〜６．５に調節してから、脱塩し、１０％水溶液に濃縮した。ＬＣＭＳ（ＥＳＩ）Ｍ−Ｈ計算値（Ｃ５２Ｈ４６Ｎ６Ｏ１４Ｓ２として）：１０４２；実測値：１０４２。
【化１８】
【００７５】
化合物２の合成：
ｏ−フェニルジアミン誘導体中のＲを、Ｒが−ＣＨ２ＣＨ２ＯＣＨ２ＣＨ２ＳＯ３Ｈであるｏ−フェニルジアミン誘導体とした点以外は、化合物１と同様の方法で、化合物２を製造した。ＬＣＭＳ（ＥＳＩ）Ｍ−Ｈ計算値（Ｃ４６Ｈ３４Ｎ６Ｏ１２Ｓ２として）：９２６；実測値：９２６。
【化１９】
【００７６】
化合物３の合成：
ｏ−フェニルジアミン誘導体中のＲを、Ｒが−ＣＨ２ＣＨ２Ｎ（ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＳＯ３Ｈ）２であるｏ−フェニルジアミン誘導体とした点以外は、化合物１と同様の方法で、化合物３を製造した。タイプＣについてＬＣＭＳ（ＥＳＩ）Ｍ−Ｈ計算値（Ｃ５４Ｈ５２Ｎ８Ｏ１６Ｓ４として）：１１９６；実測値：１１９６。
【化２０】
【００７７】
化合物４の合成：
融解したフェノールの溶液に、ＣＨ２ＣＨ２ＯＣＨ２ＣＨ２ＯＣＨ２ＣＨ２Ｎ（ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＳＯ３Ｈ）２によって表されるＲを持つｏ−フェニルジアミン誘導体（１．４３ｇ、２．５ｍｍｏｌ）、二無水物（０．４１ｇ、１．０５ｍｍｏｌ）、およびピペラジン（０．２７ｇ、３．１ｍｍｏｌ）を加えた。得られた溶液を１７０℃で一晩加熱撹拌した。フェノールの大半がフラスコの口に結晶化していて、それを反応混合物から分離した。反応混合物を水で抽出し、固形物を除去するために濾過し、残存するフェノールおよびピペラジンを除去するために、濾液を酢酸エチルで洗浄した。ピペラジンと未反応のジアミンを除去するために、残った水溶液を逆浸透（ＲＯ）膜で「脱塩」した。得られた水溶液を１０重量％まで濃縮することにより、１．３ｇの生成物（収率９７％）を得た。ＬＣ−ＭＳ（Ｍ−２Ｈ；計算値（Ｃ６２Ｈ６４Ｎ１０Ｏ２０Ｓ４−−として）＝１３７０．３；実測値：６８５、Ｍ−３Ｈ＝４５７）。
【化２１】
【００７８】
化合物５の合成：
ｏ−フェニルジアミン誘導体が−ＣＨ２ＣＨ２ＯＣＨ２ＣＨ２ＯＣＨ２ＣＨ２ＯＣＨ２ＣＨ２Ｐ（ＯＣＨ２ＣＨ３）Ｏ２Ｈで表されるＲを持つ点以外は、化合物４と同様の方法で、化合物５を製造した。最終生成物を、トリエチルアンモニウム酢酸緩衝液を使ってＣ−１８での分取ＨＰＬＣによって精製することにより、トリエチルアンモニウム塩を得た。ＬＣＭＳ（Ｍ−２Ｈの計算値（Ｃ５８Ｈ５８Ｎ６Ｏ１６Ｐ２２−として）＝１１５６．３；実測値：５７８）。
【００７９】
（式（ＩＩ）および（ＶＩＩ）の化合物の合成）
以下の一般合成スキーム（スキーム２）に、式（ＩＩ）および（ＶＩＩ）の化合物を製造することができる合成工程を図解する。ただし、類似の合成を使って式（Ｉ）および（ＶＩ）のトランス化合物を製造できることは、本明細書の開示を参考にすれば、当業者には理解されるであろう。
【化２２】
【００８０】
化合物６（ビス酸クロライド）の合成：
ナフタレン−１，２，５，６−テトラカルボン酸無水物（２０．０ｇ、７４．６ｍｍｏｌ）および３，４−ジアミノ安息香酸（３４．０ｇ、２２．４ｍｍｏｌ）の混合物を６００ｍＬの酢酸に懸濁し、３日間、加熱還流した。反応混合物を室温まで冷却し、固形物を濾過によって集め、水で洗浄した。固形物を水に懸濁し、それを２００ｍｍｏｌの水酸化ナトリウムで塩基性にした。残存固形物を遠心分離によって除去した。その暗色溶液を濃塩酸でｐＨ３．７にした。得られた固形物を遠心分離によって集め、１：１メタノール／水ですすいだ。固形物を減圧下で乾燥して３２．４ｇ（８７％）の二酸を得た。ＵＶ−ｍａｘ（４５６）。ＦＴ−ＩＲ（固体）は、酸の強いＣ＝Ｏ伸縮を１６８２ｃｍ−１に示す。ＬＣ−ＭＳ（Ｍ−Ｈ）＝４９９．１ＨＮＭＲ（ＣＦ３ＣＯ２Ｄ，４００ＭＨｚ）１０．１８（ｂｓ，１Ｈ），９．９３（ｂｓ，２Ｈ），９．７８（ｂｓ，２Ｈ），９．５５―９．６３（ｍ，１Ｈ），９．３８―９．４５（ｍ，１Ｈ），９．１６―９．２７（ｍ，２Ｈ），８．７８―８．８６（ｍ，１Ｈ）．
【００８１】
上記の二酸を塩化チオニルに懸濁し、３日間、加熱還流した。その混合物を冷却し、過剰の塩化チオニルを減圧下で除去した。固形物をキシレン類に懸濁し、残存塩化チオニルを除去するためにロータリーエバポレーターで乾燥（３回）した。酸クロライドの生成は、高周波数側（１６９１ｃｍ−１）へのＣ＝Ｏバンドのシフトと、ブロードなＯ−Ｈ伸縮（１７００〜３７００ｃｍ−１）の消失とによって裏付けられた。
【化２３】
【００８２】
化合物７の合成：
２−アミノエタンスルホン酸（９．５ｍｍｏｌ、１．７ｇ）および水酸化カリウム（９．５ｍｍｏｌ、０．５３ｇ）を１００ｍＬの水に溶解することによって溶液を調製した。溶液の初期ｐＨを測定したところ９．６だった。その混合物にビス酸クロライド（化合物６、３．１ｍｍｏｌ、１．７ｇ）を加え、得られた混合物を撹拌する。約９０〜１８０分撹拌した後、混合物のｐＨを１Ｍ水酸化カリウムで９．５に調節する。次に、得られた混合物を３日間撹拌しておいた。混合物を水で１９０ｍＬに希釈し、固形沈殿物を遠心分離によって除去した。濾液を膜上で脱塩し、減圧下で濃縮して、水中に８ｗ／ｗ％とした。収量（１．４ｇ、５８％）。ＬＣ−ＭＳ分析（Ｍ−２Ｈ＝３５６）。
【化２４】
【００８３】
化合物８の合成：
３−アミノ−１−プロパンスルホン酸（３６．９ｍｍｏｌ、５．１４ｇ）を１００ｍＬの水に溶解した。その溶液を１８ｍＬの１Ｍ ＬｉＯＨでｐＨ９．９にした。その溶液にビス酸クロライド（化合物６）を加え、その混合物を３時間撹拌した。７ｍＬの１Ｍ ＬｉＯＨを追加してｐＨを８．８から９．４まで上昇させ、その混合物を室温で終夜撹拌した。ｐＨは一晩で１．６まで低下した。１８ｍＬの１Ｍ ＬｉＯＨを追加して、ｐＨを９．３まで上昇させ、その混合物をさらに２時間撹拌した。１Ｍ ＨＣｌでｐＨを２．５に調節し、固形物を濾過によって除去した。過剰の塩をＲＯ膜で除去し、その溶液を減圧下で７．５ｗｔ％まで濃縮した。収量（固形物として４．９ｇ、７０％）。ＬＣＭＳ（Ｍ−Ｈ＝７４１）。
【化２５】
【００８４】
化合物９の合成：
ビス二酸クロライド化合物６（１０．４ｇ、１８．４ｍｍｏｌ）を少しずつ、ニートのＮ，Ｎ−ジメチルエチレンジアミン（１００ｇ、１．１３モル）に撹拌しながら加えた。得られた暗色混合物を終夜撹拌した。過剰のアミンを減圧下に８０℃で除去した。残渣を２リットルの水にとり、濃塩酸で酸性（ｐＨ＜１）にした。セライトで濾過することによって固形物を除去した。過剰の塩をＲＯ膜で除去した。その溶液を１０．２ｗｔ％まで濃縮した。生成物の収量（ＨＣｌ塩として）は１１．５グラム（理論値の８８％）だった。まず最初に減圧下で水を除去し、次に固形残渣をトリフルオロ酢酸に溶解してロータリーエバポレーターで乾燥する操作を繰り返すことにより、塩酸塩の一部をトリフルオロ酢酸塩に変換した。最終的なトリフルオロ酢酸塩は、Ａｇ（Ｉ）と混合しても沈殿を示さなかった。ＬＣＭＳ（Ｍ−Ｈ＝６４１）。
【化２６】
【００８５】
化合物１０の合成：
９−アミノ−４，７−ジオキサノナンスルホン酸（４．１ｍｍｏｌ、１．１７ｇ）を１５ｍＬのＤＭＦに６０℃で懸濁した。その混合物にトリエチルアミン（１．８ｍＬ、１３．１ｍｍｏｌ）を撹拌しながら加えた。ビス酸クロライド化合物６（１．０ｇ、１．８６ｍｍｏｌ）を少しずつ加えてから、終夜撹拌した。ＤＭＦの大半を減圧下で除去し、残渣を水にとった。不溶物を濾過によって除去した。濾液を減圧下で濃縮し、Ｅｔ３ＮＨ＋Ｃｌ−緩衝液を用いるＣ−１８カラムでの分取ＨＰＬＣによって精製した後、残留移動相緩衝液を除去するためにＲＯ膜による最終的脱塩工程を行った。ＬＣＭＳ（Ｍ−２Ｈ＝４５８）。
【００８６】
（式（Ｉ）および（ＩＩ）の化合物の合成）
以下の一般合成スキーム（スキーム３）に、式（ＩＩ）および（ＸＶ）の化合物を製造することができる合成工程を図解する。ただし、類似の合成を使って式（Ｉ）および（ＸＩＶ）のシス化合物を製造できることは、本明細書の開示を参考にすれば、当業者には理解されるであろう。
【化２７】
【００８７】
スキーム３における各Ｒ”は、その関連するＲ’に従って決定することができる。例えば、化合物１４ａにおいてＲ’が−ＣＨ２ＣＨ２Ｎ（Ｍｅ）２である場合、化合物１５ａおよび１６ａにおけるＲ”は−ＣＨ３である。各化合物における２つのＲ”が環を形成することもできる（１４ｄ〜１６ｄおよび１４ｅ〜１６ｅ参照）。
【００８８】
化合物１１の合成：
１，４，５，８−ナフタレン−テトラカルボン酸二無水物（２．６８ｇ、１０ｍｍｏｌ）、３，４−ジアミノ安息香酸（３．０５ｇ、２０ｍｍｏｌ）、酢酸亜鉛（１８３ｍｇ、１．０ｍｍｏｌ）、および２０ｍＬのＤＭＦを、マイクロ波加熱器で、１４５℃で２時間加熱するか、あるいは１２５〜１４０℃においてＤＭＦ中で５時間、またはＮ−メチルピロリジノン中で終夜加熱した。冷却後に、混合物を２００ｍＬのＤＩ水で希釈し、さらに１０分間撹拌した。帯褐赤色の懸濁液を濾過によって分離してから、ＤＭＦを完全に除去するために水でよく洗浄（１０回）した。減圧下、６０℃で２時間乾燥することにより、ＮＭＲで純度＞９０％の固形物４．９ｇ（９０％）を得た。１ＨＮＭＲ（４００ＭＨｚ，Ｄ２ＳＯ４）：δ１０．２（ｄ，２Ｈ），９．９５（ｄｄ，２Ｈ）９．８（ｄｄ，２Ｈ），９．２３（ｍ，２Ｈ），８．８１（ｍ，２Ｈ）。
【００８９】
化合物１２の合成：
）カルボン酸誘導体１１（２．０ｇ、４．０ｍｍｏｌ）をニートの塩化チオニル（２０ｍＬ）中で５時間加熱還流した。過剰のＳＯＣｌ２を留去することで、酸クロライド１２を明るい帯赤色粉末として得て、その粉末をそれ以上精製せずに使用した。
【００９０】
化合物１４ａ〜ｅの合成（一般手法）：
４．０ｍｍｏｌの酸クロライド１２を２０ｍＬのＤＭＦ、１０ｍｌ（７２ｍｍｏｌ）のトリエチルアミン、およびＮ，Ｎ−ジメチルエチレンジアミン（１３ａ）（２．６５ｍＬ、２４ｍｍｏｌ）に加えた。その反応混合物を１００℃で５時間加熱した後、溶媒と過剰の試薬を減圧下で除去した。残渣に１ＬのＤＩ水を加え、その溶液を、透過物の伝導度が３０〜３５μＳに達するまで、タンジェンシャルフロー濾過（５ｋＤａフィルターを使用）に供した。水を減圧下で除去して１．８ｇ（７０％）の化合物１４ａを得た。ＭＳ（ＥＳＩ）：ｍ／ｚ＝６４１［Ｍ＋Ｈ］＋（１００％）（Ｃ３６Ｈ３２Ｎ８Ｏ４として）。化合物１４ｂ。ＭＳ（ＥＳＩ）：ｍ／ｚ＝６９７ Ｍ＋（１００％）（Ｃ４０Ｈ４０Ｎ８Ｏ４として）。化合物１４ｃ（５６％）。ＭＳ（ＥＳＩ）：ｍ／ｚ＝７５３ Ｍ＋（１００％）（Ｃ４４Ｈ４８Ｎ８Ｏ４として）。化合物１４ｄ（６６％）。ＭＳ（ＥＳＩ）：ｍ／ｚ＝６９３ Ｍ＋（１００％）（Ｃ４０Ｈ３６Ｎ８Ｏ４として）。化合物１４ｅ（６０％）。ＭＳ（ＥＳＩ）：ｍ／ｚ＝６５２ Ｍ＋（１００％）（Ｃ３８Ｈ２０Ｎ８Ｏ４として）。反応時に化合物１３ａを化合物１３ｂ〜１３ｅで置き換えることにより、それぞれ化合物１４ｂ〜１４ｅが生成した。
【００９１】
化合物１５ａ〜ｅの合成（一般手法）：
１ｇのジアミン１４ａにギ酸（５０ｍＬ）を加え、次に超音波処理とわずかな加熱を行った。過剰のギ酸を減圧下で除去し、この工程を２〜３回繰り返したところ、プロトン化された１５ａが光沢のある黒色残渣として定量的収率で生じた。その残渣に１ＬのＤＩ水を加え、その溶液を、透過物の伝導度が３０〜３５μＳに達するまで、タンジェンシャルフロー濾過（５ｋＤａフィルターを使用）に供した。水を減圧下で除去して８００ｍｇ（７０％）の化合物１５ａを得た。ＭＳ（ＥＳＩ）：ｍ／ｚ＝６４３［Ｍ］＋（１００％）（Ｃ３６Ｈ３４Ｎ８Ｏ４として）。反応時に化合物１４ａを化合物１４ｂ〜１４ｅで置き換えることにより、それぞれ化合物１５ｂ〜１５ｅが生成した。
【００９２】
化合物１６ａ〜ｅの合成（一般手法）：
１ｇのジアミン１４ａに１０当量のメトキシメシレートを加え、その溶液を１５分間還流した。次に反応を冷却し、１ＬのＤＩ水を加え、その溶液を、透過物の伝導度が３０〜３５μＳに達するまで、タンジェンシャルフロー濾過（５ｋＤａフィルターを使用）に供した。水を減圧下で除去して９００ｍｇ（６７％）の化合物１６ａを得た。ＭＳ（ＥＳＩ）：ｍ／ｚ＝６７１［Ｍ］＋（１００％）（Ｃ３８Ｈ３８Ｎ８Ｏ４として）。反応時に化合物１４ａを化合物１４ｂ〜１４ｅで置き換えることにより、それぞれ化合物１６ｂ〜１６ｅが生成した。
【００９３】
〔実施例２：二色比の測定〕
１５０ｍｇの化合物１を１０ｍＬの脱イオン水に溶解し、５％トリエチルアミン溶液でｐＨ＝７まで滴定し、ロータリーエバポレーターを使って１２ｗｔ％まで濃縮することにより、サンプル１を調製した。得られた溶液を、標準スライドガラス（２インチ×３インチ×１ｍｍ、前もって、超音波タンク中、１％アルコール溶液で２０分間洗浄した後、脱イオン水、イソプロピルアルコールですすぎ、室温で乾燥しておいたもの）に、アプリケーターロッド（直径３／８インチ、ワイヤサイズ＃２−１／２、Ｐａｕｌ Ｎ．Ｇａｒｄｎｅｒ Ｃｏ．Ｉｎｃ．）を使って、２５ｍｍ／ｓの線速度でコーティングした。得られたフィルム厚は約０．２μｍだった。この工程を、室温（約２０℃）および相対湿度６５％において、フィルムを同じ条件下で乾燥させた後に行った。
【００９４】
フィルム適用の方向（Ａｐａｒ）およびそれに対して垂直な方向（Ａｐｅｒ）に沿って偏光した光ビームを使用し、３８０〜８００ｎｍの波長域においてＰｅｒｋｉｎ Ｅｌｍｅｒ Ｌａｍｄａ Ｂｉｏ ４０ ＵＶ／Ｖｉｓ Ｓｐｅｃｔｒｕｍ分光測光器で測定される吸光スペクトルによって、フィルムを特徴づけた。二色比Ｋｄ＝ｌｏｇ（Ａｐａｒ）／ｌｏｇ（Ａｐｅｒ）は、約５００ｎｍにおいて約２３に相当した。
【００９５】
１５０ｍｇの化合物２を１０ｍＬの脱イオン水に溶解し、５％ＬｉＯＨ溶液でｐＨ＝７まで滴定し、ロータリーエバポレーターを使って８ｗｔ％まで濃縮することにより、サンプル２を調製した。この溶液を、サンプル１について説明した技法と同じ技法で、標準スライドガラス上にコーティングした。得られたフィルム厚は約０．２μｍだった。
【００９６】
フィルム適用の方向（Ａｐａｒ）およびそれに対して垂直な方向（Ａｐｅｒ）に沿って偏光した光ビームを使用し、３８０〜８００ｎｍの波長域において分光測光器で測定される吸光スペクトルによって、フィルムを特徴づけた。二色比（Ｋｄ）は約５００ｎｍにおいて約１１に相当した。
【００９７】
１５０ｍｇの化合物３を１０ｍＬの脱イオン水に溶解し、５％ＬｉＯＨ溶液でｐＨ＝７まで滴定し、ロータリーエバポレーターを使って１５ｗｔ％まで濃縮することにより、サンプル３を調製した。この溶液を、サンプル１について説明した技法と同じ技法で、標準スライドガラス上にコーティングした。得られたフィルム厚は約０．２μｍだった。
【００９８】
フィルム適用の方向（Ａｐａｒ）およびそれに対して垂直な方向（Ａｐｅｒ）に沿って偏光した光ビームを使用し、３８０〜８００ｎｍの波長域において分光測光器で測定される吸光スペクトルによって、フィルムを特徴づけた。二色比（Ｋｄ）は約５００ｎｍにおいて約１７に相当した。
【００９９】
１５０ｍｇの化合物４を１０ｍＬの脱イオン水に溶解し、５％ＮａＯＨ溶液でｐＨ＝７まで滴定し、ロータリーエバポレーターを使って１５ｗｔ％まで濃縮することにより、サンプル４を調製した。この溶液を、サンプル１について説明した技法と同じ技法で、標準スライドガラス上にコーティングした。得られたフィルム厚は約０．２μｍだった。
【０１００】
フィルム適用の方向（Ａｐａｒ）およびそれに対して垂直な方向（Ａｐｅｒ）に沿って偏光した光ビームを使用し、３８０〜８００ｎｍの波長域において分光測光器で測定される吸光スペクトルによって、フィルムを特徴づけた。二色比（Ｋｄ）は約５００ｎｍにおいて約１７に相当した。
【０１０１】
１５０ｍｇの化合物５を１０ｍＬの脱イオン水に溶解し、５％ＮａＯＨ溶液でｐＨ＝７まで滴定し、ロータリーエバポレーターを使って１２ｗｔ％まで濃縮することにより、サンプル５を調製した。この溶液を、サンプル１について説明した技法と同じ技法で、標準スライドガラス上にコーティングした。得られたフィルム厚は約０．２μｍだった。
【０１０２】
フィルム適用の方向（Ａｐａｒ）およびそれに対して垂直な方向（Ａｐｅｒ）に沿って偏光した光ビームを使用し、３８０〜８００ｎｍの波長域において分光測光器で測定される吸光スペクトルによって、フィルムを特徴づけた。二色比（Ｋｄ）は約５００ｎｍにおいて約１７に相当した。
【０１０３】
１５０ｍｇの化合物７を１０ｍＬの脱イオン水に溶解し、５％ＫＯＨ溶液でｐＨ＝７まで滴定し、ロータリーエバポレーターを使って８ｗｔ％まで濃縮することにより、サンプル６を調製した。この溶液を、サンプル１について説明した技法と同じ技法で、標準スライドガラス上にコーティングした。得られたフィルム厚は約０．２μｍだった。
【０１０４】
フィルム適用の方向（Ａｐａｒ）およびそれに対して垂直な方向（Ａｐｅｒ）に沿って偏光した光ビームを使用し、３８０〜８００ｎｍの波長域において分光測光器で測定される吸光スペクトルによって、フィルムを特徴づけた。二色比（Ｋｄ）は約４５０ｎｍにおいて約８に相当した。
【０１０５】
１５０ｍｇの化合物８を１０ｍＬの脱イオン水に溶解し、５％ＬｉＯＨ溶液でｐＨ＝７まで滴定し、ロータリーエバポレーターを使って８ｗｔ％まで濃縮することにより、サンプル７を調製した。この溶液を、サンプル１について説明した技法と同じ技法で、標準スライドガラス上にコーティングした。得られたフィルム厚は約０．２μｍだった。
【０１０６】
フィルム適用の方向（Ａｐａｒ）およびそれに対して垂直な方向（Ａｐｅｒ）に沿って偏光した光ビームを使用し、３８０〜８００ｎｍの波長域において分光測光器で測定される吸光スペクトルによって、フィルムを特徴づけた。二色比（Ｋｄ）は約４５０ｎｍにおいて約１０に相当した。
【０１０７】
１５０ｍｇの化合物９を１０ｍＬの脱イオン水に溶解し、次にロータリーエバポレーターを使って８ｗｔ％まで濃縮することにより、サンプル８を調製した。この溶液を、サンプル１について説明した技法と同じ技法で、標準スライドガラス上にコーティングした。得られたフィルム厚は約０．２μｍだった。
【０１０８】
フィルム適用の方向（Ａｐａｒ）およびそれに対して垂直な方向（Ａｐｅｒ）に沿って偏光した光ビームを使用し、３８０〜８００ｎｍの波長域において分光測光器で測定される吸光スペクトルによって、フィルムを特徴づけた。二色比（Ｋｄ）は約４５０ｎｍにおいて約１３に相当した。
【０１０９】
１５０ｍｇの化合物１０を１０ｍＬの脱イオン水に溶解し、次にロータリーエバポレーターを使って８ｗｔ％まで濃縮することにより、サンプル９を調製した。この溶液を、サンプル１について説明した技法と同じ技法で、標準スライドガラス上にコーティングした。得られたフィルム厚は約０．２μｍだった。
【０１１０】
フィルム適用の方向（Ａｐａｒ）およびそれに対して垂直な方向（Ａｐｅｒ）に沿って偏光した光ビームを使用し、３８０〜８００ｎｍの波長域において分光測光器で測定される吸光スペクトルによって、フィルムを特徴づけた。二色比（Ｋｄ）は約４５０ｎｍにおいて約９に相当した。
【０１１１】
１５０ｍｇの化合物１５ａを２ｍＬの脱イオン水に溶解し、次にロータリーエバポレーターを使って１７ｗｔ％まで濃縮することにより、サンプル１０を調製した。得られた溶液を、標準スライドガラス（２インチ×３インチ×１ｍｍ、前もって、超音波タンク中、１％アルコール溶液で６０分間洗浄した後、脱イオン水、イソプロピルアルコールですすぎ、室温で乾燥しておいたもの）に、アプリケーターロッド（直径３／８インチ、ワイヤサイズ＃１−１／２、Ｐａｕｌ Ｎ．Ｇａｒｄｎｅｒ Ｃｏ．Ｉｎｃ．）を使って、２５ｍｍ／ｓの線速度でコーティングした。得られたフィルム厚は約２００ｎｍだった。この工程を、室温（約２０℃）および相対湿度６５％において、フィルムを同じ条件下で乾燥させた後に行った。
【０１１２】
フィルム適用の方向（Ａｐａｒ）およびそれに対して垂直な方向（Ａｐｅｒ）に沿って偏光した光ビームを使用し、３８０〜７８０ｎｍの波長域において分光測光器で測定される吸光スペクトルによって、フィルムを特徴づけた。二色比（Ｋｄ）は約４５４ｎｍにおいて約１２に相当した。
【化２８】
【０１１３】
ギ酸の代わりにグリコール酸を使ってアンモニウム塩を形成させた点以外は上記化合物１５ｄと同じ方法で、化合物１７ｄを製造した。１５０ｍｇの化合物１７ｄを２ｍＬの脱イオン水に溶解し、次にロータリーエバポレーターを使って２５ｗｔ％まで濃縮することにより、サンプル１１を調製した。この溶液を、サンプル１０について説明した技法と同じ技法で、標準スライドガラス上にコーティングした。得られたフィルム厚は約２００ｎｍだった。
【０１１４】
フィルム適用の方向（Ａｐａｒ）およびそれに対して垂直な方向（Ａｐｅｒ）に沿って偏光した光ビームを使用し、３８０〜７８０ｎｍの波長域において分光測光器で測定される吸光スペクトルによって、フィルムを特徴づけた。二色比（Ｋｄ）は約４７０ｎｍにおいて約４に相当した。
【０１１５】
１５０ｍｇの化合物１６ｅを５ｍＬの脱イオン水に溶解し、ロータリーエバポレーターを使って１８ｗｔ％まで濃縮することにより、サンプル１２を調製した。この溶液を、サンプル１０について説明した技法と同じ技法で、標準スライドガラス上にコーティングした。得られたフィルム厚は約２００ｎｍだった。
【０１１６】
フィルム適用の方向（Ａｐａｒ）およびそれに対して垂直な方向（Ａｐｅｒ）に沿って偏光した光ビームを使用し、３８０〜７８０ｎｍの波長域において分光測光器で測定される吸光スペクトルによって、フィルムを特徴づけた。二色比（Ｋｄ）は約４６０ｎｍにおいて約３に相当した。
【０１１７】
上記の説明では好ましい実施形態の方法および材料をいくつか開示した。本発明では、これらの方法および材料に変更を加える余地があり、作製方法および装置に改変を加える余地もある。そのような変更は、この開示の検討または本明細書に開示した発明の実施から、当業者には明白になるであろう。したがって、本発明は本明細書に開示した具体的実施形態に限定されるものではなく、本願特許請求の範囲に体現される本発明の真の範囲および要旨に含まれる変更および代替実施形態は、いずれも本発明に包含されるものとする。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下の一般構造式（Ｉ）または（ＩＩ）によって表されるリオトロピック発色団化合物またはその塩：
【化１】
［式中、ｙは０〜約４の範囲内の整数であり、各Ｒ１およびＲ２は、−Ｈ、−ＯＨ、−ＮＨ２、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−Ｉ、−ＮＯ２、−Ｆ、−ＣＦ３、−ＣＮ、−ＣＯＯＨ、−ＣＯＮＨ２、置換されていてもよいＣ１〜Ｃ６アルキル、置換されていてもよいＣ２〜Ｃ６アセチル、置換されていてもよいＣ６〜Ｃ１０アリール、置換されていてもよいＣ２〜Ｃ６アルキニル、置換されていてもよいＣ２〜Ｃ６アルケニル、置換されていてもよいＣ１〜Ｃ６アルコキシル、置換されていてもよいＣ１〜Ｃ６アルキルアミノ、−Ｌ１−（Ｍ１）ｒ、−Ｌ２−（Ｍ２）ｓ、ならびに以下の式（ＩＩＩ）、（ＩＶ）、および（Ｖ）：
【化２】
からなる群より独立して選択され；
Ｌ１およびＬ２はそれぞれ独立して親水性リンカーを表し；各Ｍ１およびＭ２は独立して、酸性基、塩基性基、またはその塩を表し；各ｒは独立して１または２であり；各ｓは独立して１または２であり；Ｒ３は、独立して、−ＮＨ−、−ＣＯＮＨ−、−Ｏ−または−ＣＯＯ−によって表され；Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、およびＲ７は、水素、置換されていてもよいＣ１〜Ｃ６アルキル基、置換されていてもよいＣ２〜Ｃ６アルケニル基、置換されていてもよいＣ２〜Ｃ６アルキニル基、置換されていてもよいＣ１〜Ｃ６アルキル基であって少なくとも１つのヒドロキシル基で置換されているもの、置換されていてもよいＣ３〜Ｃ８シクロアルキル基、置換されていてもよいＣ６〜Ｃ１０アリール基、および置換されていてもよいＣ７〜Ｃ１６アラルキル基からなる群より、それぞれ独立して選択され；かつ、ｚは０〜約４の範囲内の整数である］。
【請求項２】
構造式（ＶＩ）または（ＶＩＩ）：
【化３】
によって表される、請求項１に記載の化合物。
【請求項３】
Ｌ１およびＬ２の一方または両方が、一般構造式（ＶＩＩＩ）を含むリンカー、一般構造式（ＩＸ）を含むリンカー、および一般構造式（Ｘ）を含むリンカー：
【化４】
［式中、各Ａは独立して結合を表すか、または
【化５】
および
【化６】
からなる群より選択され；
各ｎは、独立して、０〜約９の範囲内の整数であり；各ｍは、独立して、０〜約６の範囲内の整数である；ただし、ｎまたはｍの少なくとも１つは、少なくとも１である］
から独立して選択される、請求項１〜２のいずれか一項に記載の化合物。
【請求項４】
Ｌ１およびＬ２の一方または両方が、一般構造式（ＸＩ）を含むリンカー、一般構造式（ＸＩＩ）を含むリンカー、および一般構造式（ＸＩＩＩ）を含むリンカー：
【化７】
［式中、各Ｘは独立してＮまたはＰを表し、各Ａは独立して結合を表すか、
【化８】
および
【化９】
からなる群より選択され；
各ｎは独立して０〜約９の範囲内の整数であり；各ｍ、ｍ１、およびｍ２は独立して０〜約６の範囲内の整数である；ただし、ｎまたはｍの少なくとも１つは、少なくとも１である］
から独立して選択される、請求項１〜２のいずれか一項に記載の化合物。
【請求項５】
各Ｍ１およびＭ２が、独立して、−ＣＯＮＨ２、−ＣＯＯＨ、−ＳＯ３Ｈ、−ＳＨ、−ＮＲ８Ｒ９、−ＰＯ（ＯＨ）２、−ＰＯ（ＯＲ’）（ＯＨ）、−ＰＯ（ＯＲ’）２、−ＯＨ、および以下の構造：
【化１０】
から選択される部分を含み、
Ｒ’、Ｒ８、およびＲ９が、水素、置換されていてもよいＣ１〜Ｃ６アルキル基、置換されていてもよいＣ２〜Ｃ６アルケニル基、置換されていてもよいＣ２〜Ｃ６アルキニル基、置換されていてもよいＣ３〜Ｃ８シクロアルキル基、置換されていてもよいＣ６〜Ｃ１０アリール基、および置換されていてもよいＣ７〜Ｃ１６アラルキル基から、それぞれ独立して選択される、請求項１〜４のいずれか一項に記載の化合物。
【請求項６】
各Ｍ１およびＭ２が、−ＰＯ３２−、−ＰＯ（ＯＲ’）Ｏ−、−ＳＯ３−、および−ＣＯ２−（式中、Ｒ’は、水素、置換されていてもよいＣ１〜Ｃ６アルキル基、置換されていてもよいＣ２〜Ｃ６アルケニル基、置換されていてもよいＣ２〜Ｃ６アルキニル基、置換されていてもよいＣ３〜Ｃ８シクロアルキル基、置換されていてもよいＣ６〜Ｃ１０アリール基、および置換されていてもよいＣ７〜Ｃ１６アラルキル基から選択される）から独立して選択される陰イオン部分を含むように独立して選択される、請求項１〜４のいずれか一項に記載の化合物。
【請求項７】
各Ｍ１およびＭ２が、
【化１１】
および
【化１２】
［式中、Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０、およびＲ１１は、水素、置換されていてもよいＣ１〜Ｃ６アルキル基、置換されていてもよいＣ２〜Ｃ６アルケニル基、置換されていてもよいＣ２〜Ｃ６アルキニル基、置換されていてもよいＣ３〜Ｃ８シクロアルキル基、置換されていてもよいＣ６〜Ｃ１０アリール基、および置換されていてもよいＣ７〜Ｃ１６アラルキル基から、それぞれ独立して選択される］
から選択される陽イオン部分を含むように独立して選択される、請求項１〜４のいずれか一項に記載の化合物。
【請求項８】
Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０、およびＲ１１が、水素、メチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、イソブチル、ｓｅｃ−ブチル、ｔｅｒｔ−ブチル、およびシクロヘキシルからそれぞれ独立して選択される、請求項７に記載の化合物。
【請求項９】
各Ｍ１およびＭ２がさらに対イオンを含む、請求項１〜８のいずれか一項に記載の化合物。
【請求項１０】
対イオンが、Ｈ＋、ＮＨ４＋、ＮＨ（Ｅｔ）３＋、Ｋ＋、Ｌｉ＋、Ｎａ＋、Ｃｓ＋、Ｃａ＋＋、Ｓｒ＋＋、Ｍｇ＋＋、Ｂａ＋＋、Ｃｏ＋＋、Ｍｎ＋＋、Ｚｎ＋＋、Ｃｕ＋＋、Ｐｂ＋＋、Ｆｅ＋＋、Ｎｉ＋＋、Ａｌ３＋、Ｃｅ３＋、およびＬａ３＋から独立して選択される、請求項９に記載の化合物。
【請求項１１】
対イオンが、ＣＯ２ＣＦ３−、ＣＨ３ＳＯ３−、Ｃｌ−、Ｂｒ−、およびＩ−から独立して選択される、請求項９に記載の化合物。
【請求項１２】
１つまたはそれ以上の対イオンが少なくとも２つの分子によって共有されている、請求項９〜１１のいずれか一項に記載の化合物。
【請求項１３】
ｙが０である、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の化合物。
【請求項１４】
以下の一般構造式（ＸＩＶ）もしくは（ＸＶ）、またはその塩によって表される、請求項１３に記載の化合物：
【化１３】
［式中、各Ｒ１およびＲ２は、−Ｈ、−ＯＨ、−ＮＨ２、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−Ｉ、−ＮＯ２、−Ｆ、−ＣＦ３、−ＣＮ、−ＣＯＯＨ、−ＣＯＮＨ２、置換されていてもよいＣ１〜Ｃ６アルキル、置換されていてもよいＣ２〜Ｃ６アセチル、置換されていてもよいＣ６〜Ｃ１０アリール、置換されていてもよいＣ２〜Ｃ６アルキニル、置換されていてもよいＣ２〜Ｃ６アルケニル、置換されていてもよいＣ１〜Ｃ６アルコキシル、置換されていてもよいＣ１〜Ｃ６アルキルアミノ、および以下の式（ＩＩＩ）、（ＩＶ）、および（Ｖ）：
【化１４】
［式中、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、およびｚは、それぞれ請求項１において定義したとおりである］
からなる群より独立して選択される］。
【請求項１５】
Ｒ１およびＲ２の少なくとも１つが、独立して、式（ＩＩＩ）、（ＩＶ）または（Ｖ）によって表される、請求項１４に記載の化合物。
【請求項１６】
Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、およびＲ７が、水素、メチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、イソブチル、ｓｅｃ−ブチル、ｔｅｒｔ−ブチル、ヒドロキシメチル、およびシクロアルキルからなる群より、それぞれ独立して選択される、請求項１４〜１５のいずれか一項に記載の化合物。
【請求項１７】
Ｒ１およびＲ２の少なくとも１つが窒素塩と対イオンＸ−とを含み、Ｘ−が、Ｆ−、Ｃｌ−、Ｂｒ−、Ｉ−、ＣＨ３ＳＯ３−、およびＲ１２ＣＯＯ−からなる群より選択され、Ｒ１２が、水素、置換されていてもよいＣ１〜Ｃ４アルキル基、置換されていてもよいＣ２〜Ｃ４アルケニル基、置換されていてもよいＣ２〜Ｃ４アルキニル基、置換されていてもよいＣ１〜Ｃ４アルキル基であって少なくとも１つのハロゲンで置換されているもの、置換されていてもよいＣ１〜Ｃ４アルキル基であって少なくとも１つのヒドロキシル基で置換されているもの、置換されていてもよいＣ３〜Ｃ８シクロアルキル基、置換されていてもよいＣ６〜Ｃ１０アリール基、および置換されていてもよいＣ７〜Ｃ１６アラルキル基からなる群より選択される、請求項１４〜１６のいずれか一項に記載の化合物。
【請求項１８】
少なくとも１つの請求項１〜１７のいずれか一項に記載のリオトロピック発色団化合物を含むリオトロピック液晶系。
【請求項１９】
リオトロピック液晶系が水性である、請求項１８に記載のリオトロピック液晶系。
【請求項２０】
リオトロピック液晶系が、水と、水と混和できる有機溶媒との混合物を含む、請求項１８に記載のリオトロピック液晶系。
【請求項２１】
リオトロピック液晶系におけるリオトロピック発色団化合物の濃度がリオトロピック液晶系の約５〜約５０重量％の範囲内にある、請求項１８〜２０のいずれか一項に記載のリオトロピック液晶系。
【請求項２２】
リオトロピック液晶系の約５重量％までの量の１つまたはそれ以上の界面活性剤をさらに含む、請求項１８〜２１のいずれか一項に記載のリオトロピック液晶系。
【請求項２３】
リオトロピック液晶系の約５重量％までの量の１つまたはそれ以上の可塑剤をさらに含む、請求項１８〜２２のいずれか一項に記載のリオトロピック液晶系。
【請求項２４】
２つまたはそれ以上の、式（Ｉ）および／または（ＩＩ）のリオトロピック発色団化合物の組合せを含み、式（Ｉ）の化合物の量が発色団化合物の総量に基づいて約０〜約９９重量％の範囲内にあり、式（ＩＩ）の化合物の量が発色団化合物の総量に基づいて約０〜約９９重量％の範囲内にある（ただし、式（Ｉ）および／または（ＩＩ）の化合物の総量はリオトロピック液晶系中の全ての発色団化合物の総重量の少なくとも５０％を占めるものとする）、請求項１８〜２３のいずれか一項に記載のリオトロピック液晶系。
【請求項２５】
２つまたはそれ以上の、式（ＶＩ）および／または（ＶＩＩ）のリオトロピック発色団化合物の組合せを含み、式（ＶＩ）の化合物の量が発色団化合物の総量に基づいて約０〜約９９重量％の範囲内にあり、式（ＶＩＩ）の化合物の量が発色団化合物の総量に基づいて約０〜約９９重量％の範囲内にある（ただし、式（ＶＩ）および／または（ＶＩＩ）の化合物の総量はリオトロピック液晶系中の全ての発色団化合物の総重量の少なくとも５０％を占めるものとする）、請求項１８〜２３のいずれか一項に記載のリオトロピック液晶系。
【請求項２６】
一般式（Ｉ）または（ＩＩ）によって表される第１化合物（ここに、一般式（Ｉ）または（ＩＩ）におけるＲ１およびＲ２の少なくとも１つは、それぞれ独立して、一般式（ＩＩＩ）によって表され、第１化合物はリオトロピック液晶系の約５〜約５０重量％の範囲内の濃度を持つ）；
一般式（Ｉ）または（ＩＩ）によって表される第２化合物（ここに、一般式（Ｉ）または（ＩＩ）におけるＲ１およびＲ２の少なくとも１つは、それぞれ独立して、一般式（ＩＶ）によって表され、第２化合物はリオトロピック液晶系の約５〜約５０重量％の範囲内の濃度を持つ）；および
一般式（Ｉ）または（ＩＩ）によって表される第３化合物（ここに、一般式（Ｉ）または（ＩＩ）におけるＲ１およびＲ２の少なくとも１つは、それぞれ独立して、一般式（Ｖ）によって表され、第３化合物はリオトロピック液晶系の約５〜約５０重量％の範囲内の濃度を持つ）、
をさらに含む、請求項１８〜２３のいずれか一項に記載のリオトロピック液晶系。
【請求項２７】
液晶の形成に関与するように構成された少なくとも１つの水溶性有機色素または有機化合物をさらに含む、請求項１８〜２５のいずれか一項に記載のリオトロピック液晶系。
【請求項２８】
少なくとも１つの請求項１〜１７のいずれか一項に記載のリオトロピック発色団化合物を含む、光学異方性フィルム。
【請求項２９】
少なくとも１つのリオトロピック発色団化合物を含むリオトロピック液晶系を基材上に沈着させることによって形成される、請求項２８の光学異方性フィルム。
【請求項３０】
少なくとも部分的に結晶性である、請求項２８〜２９のいずれか一項に記載の光学異方性フィルム。
【請求項３１】
少なくとも１つの水溶性有機色素をさらに含む、請求項２８〜３０のいずれか一項に記載の光学異方性フィルム。
【請求項３２】
偏光フィルムである、請求項２８〜３１のいずれか一項に記載の光学異方性フィルム。
【請求項３３】
位相遅延フィルムである、請求項２８〜３２のいずれか一項に記載の光学異方性フィルム。
【請求項３４】
少なくとも１つのＥ型偏光子を含み、該少なくとも１つのＥ型偏光子が、基材と、少なくとも１つの請求項２８〜３３のいずれか一項に記載の光学異方性フィルムとを含む、液晶表示装置。
【請求項３５】
少なくとも１つの請求項１〜１７のいずれか一項に記載の化合物を含み、かつ複数の液晶中間相を含むリオトロピック液晶系を、基材上に適用すること；および
該複数の液晶中間相を配向させること
を含む、光学異方性フィルムを形成させる方法。
【請求項３６】
複数の液晶中間相を配向させることが、リオトロピック液晶系を一方向に塗布することを含む、請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
基材上のリオトロピック液晶系を乾燥させることをさらに含む、請求項３５〜３６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３８】
一般構造式（Ｉ）および（ＩＩ）から選択される少なくとも１つの化合物を水または水と有機溶媒との混合物中で混合することによってリオトロピック液晶系を形成させることをさらに含む、請求項３５〜３７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１】
以下の一般構造式（Ｉ）または（ＩＩ）によって表されるリオトロピック発色団化合物またはその塩：
【化１】
［式中、ｙは０〜約４の範囲内の整数であり、各Ｒ１およびＲ２は、−Ｈ、−ＯＨ、−ＮＨ２、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−Ｉ、−ＮＯ２、−Ｆ、−ＣＦ３、−ＣＮ、−ＣＯＯＨ、−ＣＯＮＨ２、置換されていてもよいＣ１〜Ｃ６アルキル、置換されていてもよいＣ２〜Ｃ６アセチル、置換されていてもよいＣ６〜Ｃ１０アリール、置換されていてもよいＣ２〜Ｃ６アルキニル、置換されていてもよいＣ２〜Ｃ６アルケニル、置換されていてもよいＣ１〜Ｃ６アルコキシル、置換されていてもよいＣ１〜Ｃ６アルキルアミノ、−Ｌ１−（Ｍ１）ｒ、−Ｌ２−（Ｍ２）ｓ、ならびに以下の式（ＩＩＩ）、（ＩＶ）、および（Ｖ）：
【化２】
からなる群より独立して選択され；
Ｌ１およびＬ２はそれぞれ独立して親水性リンカーを表し；各Ｍ１およびＭ２は独立して、酸性基、塩基性基、またはその塩を表し；各ｒは独立して１または２であり；各ｓは独立して１または２であり；Ｒ３は、独立して、−ＮＨ−、−ＣＯＮＨ−、−Ｏ−または−ＣＯＯ−によって表され；Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、およびＲ７は、水素、置換されていてもよいＣ１〜Ｃ６アルキル基、置換されていてもよいＣ２〜Ｃ６アルケニル基、置換されていてもよいＣ２〜Ｃ６アルキニル基、置換されていてもよいＣ１〜Ｃ６アルキル基であって少なくとも１つのヒドロキシル基で置換されているもの、置換されていてもよいＣ３〜Ｃ８シクロアルキル基、置換されていてもよいＣ６〜Ｃ１０アリール基、および置換されていてもよいＣ７〜Ｃ１６アラルキル基からなる群より、それぞれ独立して選択され；かつ、ｚは０〜約４の範囲内の整数である］。
【請求項２】
構造式（ＶＩ）または（ＶＩＩ）：
【化３】
によって表される、請求項１に記載の化合物。
【請求項３】
Ｌ１およびＬ２の一方または両方が、一般構造式（ＶＩＩＩ）を含むリンカー、一般構造式（ＩＸ）を含むリンカー、および一般構造式（Ｘ）を含むリンカー：
【化４】
［式中、各Ａは独立して結合を表すか、または
【化５】
および
【化６】
からなる群より選択され；
各ｎは、独立して、０〜約９の範囲内の整数であり；各ｍは、独立して、０〜約６の範囲内の整数である；ただし、ｎまたはｍの少なくとも１つは、少なくとも１である］
から独立して選択される、請求項１〜２のいずれか一項に記載の化合物。
【請求項４】
Ｌ１およびＬ２の一方または両方が、一般構造式（ＸＩ）を含むリンカー、一般構造式（ＸＩＩ）を含むリンカー、および一般構造式（ＸＩＩＩ）を含むリンカー：
【化７】
［式中、各Ｘは独立してＮまたはＰを表し、各Ａは独立して結合を表すか、
【化８】
および
【化９】
からなる群より選択され；
各ｎは独立して０〜約９の範囲内の整数であり；各ｍ、ｍ１、およびｍ２は独立して０〜約６の範囲内の整数である；ただし、ｎまたはｍの少なくとも１つは、少なくとも１である］
から独立して選択される、請求項１〜２のいずれか一項に記載の化合物。
【請求項５】
各Ｍ１およびＭ２が、独立して、−ＣＯＮＨ２、−ＣＯＯＨ、−ＳＯ３Ｈ、−ＳＨ、−ＮＲ８Ｒ９、−ＰＯ（ＯＨ）２、−ＰＯ（ＯＲ’）（ＯＨ）、−ＰＯ（ＯＲ’）２、−ＯＨ、および以下の構造：
【化１０】
から選択される部分を含み、
Ｒ’、Ｒ８、およびＲ９が、水素、置換されていてもよいＣ１〜Ｃ６アルキル基、置換されていてもよいＣ２〜Ｃ６アルケニル基、置換されていてもよいＣ２〜Ｃ６アルキニル基、置換されていてもよいＣ３〜Ｃ８シクロアルキル基、置換されていてもよいＣ６〜Ｃ１０アリール基、および置換されていてもよいＣ７〜Ｃ１６アラルキル基から、それぞれ独立して選択される、請求項１〜４のいずれか一項に記載の化合物。
【請求項６】
各Ｍ１およびＭ２が、−ＰＯ３２−、−ＰＯ（ＯＲ’）Ｏ−、−ＳＯ３−、および−ＣＯ２−（式中、Ｒ’は、水素、置換されていてもよいＣ１〜Ｃ６アルキル基、置換されていてもよいＣ２〜Ｃ６アルケニル基、置換されていてもよいＣ２〜Ｃ６アルキニル基、置換されていてもよいＣ３〜Ｃ８シクロアルキル基、置換されていてもよいＣ６〜Ｃ１０アリール基、および置換されていてもよいＣ７〜Ｃ１６アラルキル基から選択される）から独立して選択される陰イオン部分を含むように独立して選択される、請求項１〜４のいずれか一項に記載の化合物。
【請求項７】
各Ｍ１およびＭ２が、
【化１１】
および
【化１２】
［式中、Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０、およびＲ１１は、水素、置換されていてもよいＣ１〜Ｃ６アルキル基、置換されていてもよいＣ２〜Ｃ６アルケニル基、置換されていてもよいＣ２〜Ｃ６アルキニル基、置換されていてもよいＣ３〜Ｃ８シクロアルキル基、置換されていてもよいＣ６〜Ｃ１０アリール基、および置換されていてもよいＣ７〜Ｃ１６アラルキル基から、それぞれ独立して選択される］
から選択される陽イオン部分を含むように独立して選択される、請求項１〜４のいずれか一項に記載の化合物。
【請求項８】
Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０、およびＲ１１が、水素、メチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、イソブチル、ｓｅｃ−ブチル、ｔｅｒｔ−ブチル、およびシクロヘキシルからそれぞれ独立して選択される、請求項７に記載の化合物。
【請求項９】
各Ｍ１およびＭ２がさらに対イオンを含む、請求項１〜８のいずれか一項に記載の化合物。
【請求項１０】
対イオンが、Ｈ＋、ＮＨ４＋、ＮＨ（Ｅｔ）３＋、Ｋ＋、Ｌｉ＋、Ｎａ＋、Ｃｓ＋、Ｃａ＋＋、Ｓｒ＋＋、Ｍｇ＋＋、Ｂａ＋＋、Ｃｏ＋＋、Ｍｎ＋＋、Ｚｎ＋＋、Ｃｕ＋＋、Ｐｂ＋＋、Ｆｅ＋＋、Ｎｉ＋＋、Ａｌ３＋、Ｃｅ３＋、およびＬａ３＋から独立して選択される、請求項９に記載の化合物。
【請求項１１】
対イオンが、ＣＯ２ＣＦ３−、ＣＨ３ＳＯ３−、Ｃｌ−、Ｂｒ−、およびＩ−から独立して選択される、請求項９に記載の化合物。
【請求項１２】
１つまたはそれ以上の対イオンが少なくとも２つの分子によって共有されている、請求項９〜１１のいずれか一項に記載の化合物。
【請求項１３】
ｙが０である、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の化合物。
【請求項１４】
以下の一般構造式（ＸＩＶ）もしくは（ＸＶ）、またはその塩によって表される、請求項１３に記載の化合物：
【化１３】
［式中、各Ｒ１およびＲ２は、−Ｈ、−ＯＨ、−ＮＨ２、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−Ｉ、−ＮＯ２、−Ｆ、−ＣＦ３、−ＣＮ、−ＣＯＯＨ、−ＣＯＮＨ２、置換されていてもよいＣ１〜Ｃ６アルキル、置換されていてもよいＣ２〜Ｃ６アセチル、置換されていてもよいＣ６〜Ｃ１０アリール、置換されていてもよいＣ２〜Ｃ６アルキニル、置換されていてもよいＣ２〜Ｃ６アルケニル、置換されていてもよいＣ１〜Ｃ６アルコキシル、置換されていてもよいＣ１〜Ｃ６アルキルアミノ、および以下の式（ＩＩＩ）、（ＩＶ）、および（Ｖ）：
【化１４】
［式中、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、およびｚは、それぞれ請求項１において定義したとおりである］
からなる群より独立して選択される］。
【請求項１５】
Ｒ１およびＲ２の少なくとも１つが、独立して、式（ＩＩＩ）、（ＩＶ）または（Ｖ）によって表される、請求項１４に記載の化合物。
【請求項１６】
Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、およびＲ７が、水素、メチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、イソブチル、ｓｅｃ−ブチル、ｔｅｒｔ−ブチル、ヒドロキシメチル、およびシクロアルキルからなる群より、それぞれ独立して選択される、請求項１４〜１５のいずれか一項に記載の化合物。
【請求項１７】
Ｒ１およびＲ２の少なくとも１つが窒素塩と対イオンＸ−とを含み、Ｘ−が、Ｆ−、Ｃｌ−、Ｂｒ−、Ｉ−、ＣＨ３ＳＯ３−、およびＲ１２ＣＯＯ−からなる群より選択され、Ｒ１２が、水素、置換されていてもよいＣ１〜Ｃ４アルキル基、置換されていてもよいＣ２〜Ｃ４アルケニル基、置換されていてもよいＣ２〜Ｃ４アルキニル基、置換されていてもよいＣ１〜Ｃ４アルキル基であって少なくとも１つのハロゲンで置換されているもの、置換されていてもよいＣ１〜Ｃ４アルキル基であって少なくとも１つのヒドロキシル基で置換されているもの、置換されていてもよいＣ３〜Ｃ８シクロアルキル基、置換されていてもよいＣ６〜Ｃ１０アリール基、および置換されていてもよいＣ７〜Ｃ１６アラルキル基からなる群より選択される、請求項１４〜１６のいずれか一項に記載の化合物。
【請求項１８】
少なくとも１つの請求項１〜１７のいずれか一項に記載のリオトロピック発色団化合物を含むリオトロピック液晶系。
【請求項１９】
リオトロピック液晶系が水性である、請求項１８に記載のリオトロピック液晶系。
【請求項２０】
リオトロピック液晶系が、水と、水と混和できる有機溶媒との混合物を含む、請求項１８に記載のリオトロピック液晶系。
【請求項２１】
リオトロピック液晶系におけるリオトロピック発色団化合物の濃度がリオトロピック液晶系の約５〜約５０重量％の範囲内にある、請求項１８〜２０のいずれか一項に記載のリオトロピック液晶系。
【請求項２２】
リオトロピック液晶系の約５重量％までの量の１つまたはそれ以上の界面活性剤をさらに含む、請求項１８〜２１のいずれか一項に記載のリオトロピック液晶系。
【請求項２３】
リオトロピック液晶系の約５重量％までの量の１つまたはそれ以上の可塑剤をさらに含む、請求項１８〜２２のいずれか一項に記載のリオトロピック液晶系。
【請求項２４】
２つまたはそれ以上の、式（Ｉ）および／または（ＩＩ）のリオトロピック発色団化合物の組合せを含み、式（Ｉ）の化合物の量が発色団化合物の総量に基づいて約０〜約９９重量％の範囲内にあり、式（ＩＩ）の化合物の量が発色団化合物の総量に基づいて約０〜約９９重量％の範囲内にある（ただし、式（Ｉ）および／または（ＩＩ）の化合物の総量はリオトロピック液晶系中の全ての発色団化合物の総重量の少なくとも５０％を占めるものとする）、請求項１８〜２３のいずれか一項に記載のリオトロピック液晶系。
【請求項２５】
２つまたはそれ以上の、式（ＶＩ）および／または（ＶＩＩ）のリオトロピック発色団化合物の組合せを含み、式（ＶＩ）の化合物の量が発色団化合物の総量に基づいて約０〜約９９重量％の範囲内にあり、式（ＶＩＩ）の化合物の量が発色団化合物の総量に基づいて約０〜約９９重量％の範囲内にある（ただし、式（ＶＩ）および／または（ＶＩＩ）の化合物の総量はリオトロピック液晶系中の全ての発色団化合物の総重量の少なくとも５０％を占めるものとする）、請求項１８〜２３のいずれか一項に記載のリオトロピック液晶系。
【請求項２６】
一般式（Ｉ）または（ＩＩ）によって表される第１化合物（ここに、一般式（Ｉ）または（ＩＩ）におけるＲ１およびＲ２の少なくとも１つは、それぞれ独立して、一般式（ＩＩＩ）によって表され、第１化合物はリオトロピック液晶系の約５〜約５０重量％の範囲内の濃度を持つ）；
一般式（Ｉ）または（ＩＩ）によって表される第２化合物（ここに、一般式（Ｉ）または（ＩＩ）におけるＲ１およびＲ２の少なくとも１つは、それぞれ独立して、一般式（ＩＶ）によって表され、第２化合物はリオトロピック液晶系の約５〜約５０重量％の範囲内の濃度を持つ）；および
一般式（Ｉ）または（ＩＩ）によって表される第３化合物（ここに、一般式（Ｉ）または（ＩＩ）におけるＲ１およびＲ２の少なくとも１つは、それぞれ独立して、一般式（Ｖ）によって表され、第３化合物はリオトロピック液晶系の約５〜約５０重量％の範囲内の濃度を持つ）、
をさらに含む、請求項１８〜２３のいずれか一項に記載のリオトロピック液晶系。
【請求項２７】
液晶の形成に関与するように構成された少なくとも１つの水溶性有機色素または有機化合物をさらに含む、請求項１８〜２５のいずれか一項に記載のリオトロピック液晶系。
【請求項２８】
少なくとも１つの請求項１〜１７のいずれか一項に記載のリオトロピック発色団化合物を含む、光学異方性フィルム。
【請求項２９】
少なくとも１つのリオトロピック発色団化合物を含むリオトロピック液晶系を基材上に沈着させることによって形成される、請求項２８の光学異方性フィルム。
【請求項３０】
少なくとも部分的に結晶性である、請求項２８〜２９のいずれか一項に記載の光学異方性フィルム。
【請求項３１】
少なくとも１つの水溶性有機色素をさらに含む、請求項２８〜３０のいずれか一項に記載の光学異方性フィルム。
【請求項３２】
偏光フィルムである、請求項２８〜３１のいずれか一項に記載の光学異方性フィルム。
【請求項３３】
位相遅延フィルムである、請求項２８〜３２のいずれか一項に記載の光学異方性フィルム。
【請求項３４】
少なくとも１つのＥ型偏光子を含み、該少なくとも１つのＥ型偏光子が、基材と、少なくとも１つの請求項２８〜３３のいずれか一項に記載の光学異方性フィルムとを含む、液晶表示装置。
【請求項３５】
少なくとも１つの請求項１〜１７のいずれか一項に記載の化合物を含み、かつ複数の液晶中間相を含むリオトロピック液晶系を、基材上に適用すること；および
該複数の液晶中間相を配向させること
を含む、光学異方性フィルムを形成させる方法。
【請求項３６】
複数の液晶中間相を配向させることが、リオトロピック液晶系を一方向に塗布することを含む、請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
基材上のリオトロピック液晶系を乾燥させることをさらに含む、請求項３５〜３６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３８】
一般構造式（Ｉ）および（ＩＩ）から選択される少なくとも１つの化合物を水または水と有機溶媒との混合物中で混合することによってリオトロピック液晶系を形成させることをさらに含む、請求項３５〜３７のいずれか一項に記載の方法。
【公表番号】特表２０１２−５１９３０３（Ｐ２０１２−５１９３０３Ａ）
【公表日】平成２４年８月２３日（２０１２．８．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５５２１３３（Ｐ２０１１−５５２１３３）
【出願日】平成２２年２月２４日（２０１０．２．２４）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０２５２６４
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／０９９２２３
【国際公開日】平成２２年９月２日（２０１０．９．２）
【出願人】（０００００３９６４）日東電工株式会社 (5,557)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２４年８月２３日（２０１２．８．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月２４日（２０１０．２．２４）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０２５２６４
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／０９９２２３
【国際公開日】平成２２年９月２日（２０１０．９．２）
【出願人】（０００００３９６４）日東電工株式会社 (5,557)
【Ｆターム（参考）】
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