説明

重合性液晶化合物、組成物およびその重合体

【課題】液晶性および良好な相溶性(miscibility)を有する化合物、ならびに、この化合物を含有し、適切な光学異方性や良好な塗布性等を有する重合性液晶組成物を提供すること。
【解決手段】式(1)で表される化合物。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、1,4−ジメチレンシクロヘキサン骨格を有する化合物、この化合物を含む重合性液晶組成物、この重合性液晶組成物から得られるポリマーフィルム、異方性ポリマーおよびそれらの用途に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、重合性を持つ液晶性化合物が、反射型偏光板、位相差板などの光学異方性(複屈折)を示す成形体に活用されている。この化合物は液晶状態で光学異方性を示し、重合することでその配向が固定される。
この重合体の固定された配向状態としては、ホモジニアス(水平配向)、チルト(傾斜配向)、ホメオトロピック(垂直配向)およびツイスト(ねじれ配向)等を挙げることができる。
【0003】
ホモジニアス配向を有する重合体は、例えば、1/2波長板、1/4波長板、または他の光学機能を有するフィルムと組み合わせることで、複合位相差板、円偏光板として使用することができる(特許文献1参照)。
【0004】
ホメオトロピック配向を有する重合体は、光軸の方向がnz方向にあり、光軸方向の屈折率がその直交する方向の屈折率より大きいため、屈折率楕円体では、ポジティブC−プレートに分類される。このポジティブC−プレートは、他の光学機能を有するフィルムと組み合わせることによって、水平配向した液晶モードいわゆるIPS(In-Plane Switching)モード等の光学補償、例えば偏光板の視野角特性の改善に応用できる(非特許文献1〜3、特許文献2〜3を参照)。
【0005】
このような重合体の機能を改良するために、種々の重合性化合物が開発されている。しかし、1つの重合性化合物では充分な機能を満たさないことが多い。そこで、幾つかの重合性化合物を混合することで組成物を調製し、この組成物を重合させるという試みがなされている(特許文献4〜5参照)。
【0006】
光学異方性を示す成形体を製造する場合、重合前の液晶組成物は、通常室温で行われる重合工程中で液晶状態を保たねばならない。そのため、液晶組成物に使用する重合性化合物は、他の液晶性化合物と良好な相溶性を持たねばならない。しかしながら、一般に、重合性基を持つ化合物は、重合性基の嵩高さのために、液晶温度範囲が狭く、他の液晶性化合物との相溶性が低い。
【0007】
また、液晶性化合物の光学異方性値(Δn)は、透過光の波長に対して一定の値を示さず(波長分散)、短波長側でより大きな値を示す。成形体を反射型偏光板、位相差板などの光学補償板に利用する際、この特性は好ましくない。
【0008】
そのため、光学異方性が小さく、更に液晶温度範囲が広く、他の液晶性化合物との相溶性がよく、重合速度、重合度、重合体の透明性、機械的強度、塗布性、溶解度、結晶化度、収縮性、透水度、吸水性、ガス透過性、融点、ガラス転移点、透明点、耐熱性、耐薬品性などを満足する化合物が望まれている。
【0009】
これまでに本発明者らは、室温下でも液晶相を安定して維持でき、均一な配向性を示す重合性液晶組成物を見出している(特許文献6参照)。しかしながら、これらの組成物では、光学特性、特に光学異方性を小さくする必要がある場合に、組成比を変更していくと、液晶相を維持できなくなる場合があった。また、光学異方性を制御するために、メソゲンの短軸方向に芳香環を持つ化合物(トリプチセン環を有する化合物)を用いることが提案されていたが、組成物中に該化合物を多量に添加した場合に結晶化が進行してしまうことがあり、光学異方性の制御に課題があった(特許文献7参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0010】
【特許文献1】特開2002−372623号公報
【特許文献2】WO05/38517A1パンフレット
【特許文献3】US2006/182900号公報
【特許文献4】特開2006−307150号公報
【特許文献5】特開2004−231638号公報
【特許文献6】特開2007−16213号公報
【特許文献7】特開2006−111571号公報
【非特許文献】
【0011】
【非特許文献1】M.S.Park et al, IDW '04 FMC8-4
【非特許文献2】M.Nakata et al, SID '06 P-58
【非特許文献3】K.J.Kim et al, SID '06 Digest p.1158-1161
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0012】
本発明は、液晶性を有するとともに、他の液晶性化合物および有機溶媒に対する良好な相溶性(miscibility)を有する化合物、ならびに、この化合物を含有し、適切な光学異方性や良好な塗布性等を有する重合性液晶組成物を提供することを課題とする。また、重合性液晶組成物の重合によって、光学異方性、透明性、化学的安定性、耐熱性、硬度、寸法安定性、接着性、密着性および機械的強度等に優れる重合体およびその特性を利用した用途を提供することも課題とする。更に、この重合体を含む位相差フィルム、光学補償フィルム、反射フィルムを提供し、これらのフィルムを含む液晶表示装置を提供することも課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0013】
本発明者らは、1,4−ジメチレンシクロヘキサン骨格を有する重合性の液晶化合物が、室温を中心とした広範囲な液晶相発現温度領域を有し、他の重合性液晶化合物との優れた相溶性を示し、有機溶媒に対する溶解性が良く、さらに重合性液晶組成物の成分として用いるとき、光学異方体の配向均一性が確保でき、光学異方性の制御にも有効であり、特に、液晶性を維持しながら、光学異方性を任意に調整することが可能であり、この重合性液晶組成物から得られる重合体は、ラビング等の機械的な表面処理、光配向処理、または化学的な表面処理を行った支持基板上へ塗布した場合に均一に配向が制御された異方性ポリマーを形成することができることを見出し本発明に至った。
【0014】
本発明の化合物は次の[1]に示される。
[1] 式(1)で表される化合物。
【0015】
【化1】

【0016】
(式(1)中、R1は式(2−1)〜(2−6)のいずれかで表わされる重合性の基、水素、塩素、フッ素、−CN、炭素数1〜10のアルキル、炭素数1〜10のアルコキシ、−CF3または−OCF3であり;
1は独立して1,4−シクロヘキシレン、1,4−シクロヘキセニレン、1,4−フェニレン、ナフタレン−2,6−ジイル、テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル、フルオレン−2,7−ジイルまたはビシクロ[2.2.2]オクタン−1,4−ジイルであり、1,4−シクロヘキシレンにおける1つまたは隣接しない2つの−CH2−は−O−で置き換えられてもよく、1,4−フェニレンにおける1つまたは2つの−CH=は−N=で置き換えられてもよく、1,4−フェニレンにおける任意の水素はハロゲン、−CN、炭素数1〜5のアルキル、炭素数1〜5のアルコキシまたは炭素数1〜5のハロゲン化アルキルで置き換えられてもよく;
1は−CO−、−COCH2−、−CO(CH22−または−COCH=CH−であり;
2は独立して単結合または炭素数1〜20のアルキレンであり、このアルキレンにおける任意の−CH2−は−O−、−CO−、−COO−、−OCO−、−CH=CH−、−CF=CF−または−C≡C−で置き換えられてもよく、任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく;
1は単結合または炭素数1〜20のアルキレンであり、このアルキレンにおける任意の−CH2−は−O−、−CO−、−COO−、−OCO−、−OCOO−または−CH=CH−で置き換えられてもよく、任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく;
mは1〜5の整数であり;
aは水素、ハロゲン、炭素数1〜5のアルキルまたは炭素数1〜5のハロゲン化アルキルである。)
【化2】

[式(2−1)〜(2−6)中、Raは独立して水素、ハロゲン、炭素数1〜5のアルキルまたは炭素数1〜5のハロゲン化アルキルである。]
【発明の効果】
【0017】
本発明の化合物は、重合性基と1,4−ジメチレンシクロヘキサン骨格とを有し、液晶相を有するとともに、他の液晶性化合物および有機溶媒に対する良好な相溶性(miscibility)を有する。また、本発明の化合物を含有する重合性液晶組成物は光学異方性の制御が容易で適切な光学異方性値を有し、良好な塗布性等をも有する。本発明の組成物の重合によって得られる異方性ポリマーおよびポリマーフィルムは、光学異方性、透明性、化学的安定性、耐熱性、硬度、寸法安定性、接着性、密着性および機械的強度等の特性に優れる。従って、本発明の重合体は、位相差膜、偏光素子、円偏光素子、楕円偏光素子、反射防止膜、選択反射膜、色補償膜、視野角補償膜および液晶配向膜等の用途に適している。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【図1】実施例5の異方性ポリマーのレタデーション測定結果
【図2】実施例6の異方性ポリマーのレタデーション測定結果
【発明を実施するための形態】
【0019】
以下、本発明に係る重合性液晶化合物、この化合物を含有する重合性液晶組成物、この組成物から得られる重合体およびその用途について、詳細に説明する。なお、本明細書における用語の使い方は、以下のとおりである。
【0020】
「液晶性化合物」は、ネマチック相、スメクチック相等の液晶相を有する化合物および液晶相を有さないが液晶組成物の成分として有用な化合物の総称である。なお、ネマチック相、スメクチック相等の液晶相を有する化合物のことを特に「液晶性を有する化合物」と言い、液晶相を有しない化合物のことを「液晶性を有しない化合物」と言う。
【0021】
「化合物(1)」は、式(1)で表わされる化合物を意味する。また、式(1)で表わされる化合物の少なくとも1つを意味することもある。「組成物(1)」は少なくとも1つの化合物(1)を含有する組成物を意味する。「重合体(1)」は、化合物(1)または組成物(1)を重合させることによって得られる重合体を意味する。
【0022】
化学構造式を説明する際に用いる用語「任意の」は、位置だけでなく個数についても任意であることを意味する。そして、例えば、「任意のAはB、CまたはDで置き換えられてもよい」という表現は、任意のAがBで置き換えられる場合、任意のAがCで置き換えられる場合および任意のAがDで置き換えられる場合に加えて、任意のAがB〜Dの少なくとも2つで置き換えられる場合をも含むことを意味する。但し、連続する複数の−CH2−が同じ基で置き換えられることを含まない。
【0023】
本発明は上記の[1]と下記の[2]〜[31]とで構成される。
[2] [1]に記載の式(1)において、mが1〜3の整数である、[1]に記載の化合物。
[3] [1]に記載の式(1)において、A1が独立して1,4−シクロヘキシレン、1,4−フェニレンまたは1,3−ジオキサン−2,5−ジイルであり、1,4−フェニレンにおける任意の水素は塩素、フッ素、−CN、炭素数1〜3のアルキル、炭素数1〜3のアルコキシまたは炭素数1〜3のフルオロアルキルで置き換えられてもよい、[1]または[2]に記載の化合物。
【0024】
[4] [1]に記載の式(1)において、A1が独立して1,4−シクロヘキシレンまたは1,4−フェニレンであり、1,4−フェニレンにおける任意の水素は塩素、フッ素、−CN、−CH3、−OCH3または−CF3で置き換えられてもよい、[1]〜[3]のいずれか1項に記載の化合物。
【0025】
[5] [1]に記載の式(1)において、Z2が独立して単結合、−CH2O−、−OCH2−、−COO−、−OCO−、−COOCH2−、−CH2COOCH2−、−CH=CH−、−(CH22COO−、−OCO(CH22−、−CH=CH−COO−、−OCO−CH=CH−または−C≡C−である、[1]〜[4]のいずれか1項に記載の化合物。
【0026】
[6] [1]に記載の式(1)において、Z2が独立して単結合、−COO−、−OCO−、−COOCH2−または−CH2COOCH2−である、[1]〜[5]のいずれか1項に記載の化合物。
【0027】
[7] [1]に記載の式(1)において、R1が式(2−1)〜(2−6)のいずれかで表わされる重合性の基であり;Q1が炭素数1〜10のアルキレンであり、このアルキレンにおける任意の−CH2−は−O−、−COO−、−OCO−または−OCOO−で置き換えられてもよい、[1]〜[6]のいずれか1項に記載の化合物。
【0028】
[8] [1]に記載の式(1)において、R1が式(2−1)で表される重合性の基である、[1]〜[7]のいずれか1項に記載の化合物。
[9] [1]に記載の式(1)において、R1が水素、塩素、フッ素、−CN、炭素数1〜10のアルキル、炭素数1〜10のアルコキシ、−CF3または−OCF3であり;Q1が単結合である、[1]〜[6]のいずれか1項に記載の化合物。
【0029】
[10] [1]に記載の式(1)において、mが2である、[1]〜[9]のいずれか1項に記載の化合物。
[11] [1]〜[10]のいずれか1項に記載の化合物の少なくとも1つを含有する重合性液晶組成物。
【0030】
[12] 式(1)で表される化合物の少なくとも1つと、式(M1)および(M2)で表される化合物の群から選択される少なくとも1つの重合性化合物とを含有する重合性液晶組成物。
【0031】
【化3】

(式(1)中、R1は式(2−1)で表される重合性の基、水素、塩素、フッ素、−CN、炭素数1〜10のアルキル、炭素数1〜10のアルコキシ、−CF3または−OCF3であり;
1は独立して1,4−シクロヘキシレン、1,4−シクロヘキセニレン、1,4−フェニレン、ナフタレン−2,6−ジイル、テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル、フルオレン−2,7−ジイルまたはビシクロ[2.2.2]オクタン−1,4−ジイルであり、1,4−シクロヘキシレンにおける1つまたは隣接しない2つの−CH2−は−O−で置き換えられてもよく、1,4−フェニレンにおける1つまたは2つの−CH=は−N=で置き換えられてもよく、1,4−フェニレンにおける任意の水素はハロゲン、−CN、炭素数1〜5のアルキル、炭素数1〜5のアルコキシまたは炭素数1〜5のハロゲン化アルキルで置き換えられてもよく;
1は−CO−、−COCH2−、−CO(CH22−または−COCH=CH−であり;
2は独立して単結合または炭素数1〜20のアルキレンであり、このアルキレンにおける任意の−CH2−は−O−、−CO−、−COO−、−OCO−、−CH=CH−、−CF=CF−または−C≡C−で置き換えられてもよく、任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく;
1は単結合または炭素数1〜20のアルキレンであり、このアルキレンにおける任意の−CH2−は−O−、−CO−、−COO−、−OCO−、−OCOO−または−CH=CH−で置き換えられてもよく、任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく;
mは1〜5の整数であり;
aは水素、ハロゲン、炭素数1〜5のアルキルまたは炭素数1〜5のハロゲン化アルキルである。)
【0032】
【化4】

(式(2−1)中、Raは水素、ハロゲン、炭素数1〜5のアルキルまたは炭素数1〜5のハロゲン化アルキルである。)
【0033】
【化5】

(式(M1)および(M2)中、R2は独立して式(2−1)〜(2−6)のいずれかで表される重合性の基であり;
3は独立して式(2−1)〜(2−6)のいずれかで表される重合性の基、炭素数1〜10のアルキル、炭素数1〜10のアルコキシ、水素、塩素、フッ素、−CN、−CF3または−OCF3であり;
2は独立して1,4−シクロヘキシレン、1,4−フェニレン、ナフタレン−2,6−ジイル、テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル、フルオレン−2,7−ジイル、ビシクロ[2.2.2]オクタン−1,4−ジイル、トリプチセン−1,4−ジイルまたは1,4−フェニレンノルボルネンであり、この1,4−フェニレンおよびフルオレン−2,7−ジイルにおける任意の水素はハロゲン、−CN、炭素数1〜5のアルキル、炭素数1〜5のアルコキシまたは炭素数1〜5のハロゲン化アルキルで置き換えられてもよく;
3は独立して単結合、−CH2O−、−OCH2−、−COO−、−OCO−、−C≡C−、−CH=CHCOO−、−OCOCH=CH−、−(CH22COO−、−OCO(CH22−、−COO(CH22−、−(CH22OCO−、−(CH22−または−O(CH22O−であり;
2は独立して単結合または炭素数1〜20のアルキレンであり、このアルキレンにおける任意の−CH2−は−O−、−CO−、−COO−、−OCO−、−OCOO−または−CH=CH−で置き換えられてもよく、任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく;
nは1〜5の整数であり;
xは0または1である。)
【0034】
【化6】

(式(2−1)〜(2−6)中、Raは独立して水素、ハロゲン、炭素数1〜5のアルキルまたは炭素数1〜5のハロゲン化アルキルである。)
【0035】
[13] [12]に記載の式(1)において、A1が独立して1,4−シクロヘキシレン、1,4−フェニレンまたは1,3−ジオキサン−2,5−ジイルであり、1,4−フェニレンにおける任意の水素は塩素、フッ素、−CN、炭素数1〜3のアルキル、炭素数1〜3のアルコキシまたは炭素数1〜3のフルオロアルキルで置き換えられてもよく;
2が独立して単結合、−CH2O−、−OCH2−、−COO−、−OCO−、−COOCH2−、−CH2COOCH2−、−CH=CH−、−(CH22COO−、−OCO(CH22−、−CH=CH−COO−、−OCO−CH=CH−または−C≡C−であり;
1が単結合または炭素数1〜10のアルキレンであり、このアルキレンにおける任意の−CH2−は−O−、−COO−、−OCO−または−OCOO−で置き換えられてもよく;
mが1〜3であり、
[12]に記載の式(M1)および(M2)において、
3が独立して式(2−1)で表される重合性の基、炭素数1〜8のアルキル、炭素数1〜8のアルコキシ、塩素、フッ素、−CN、−CF3または−OCF3であり;
2が独立して1,4−シクロヘキシレン、1,4−フェニレンまたは1,4−フェニレンノルボルネンであり、この1,4−フェニレンにおける任意の水素は塩素、フッ素、−CN、炭素数1〜3のアルキル、炭素数1〜3のアルコキシまたは炭素数1〜3のハロゲン化アルキルで置き換えられてもよく;
3が独立して単結合、−CH2O−、−OCH2−、−COO−、−OCO−、−C≡C−、−CH=CHCOO−、−OCOCH=CH−、−(CH22COO−または−OCO(CH22−であり;
2が独立して単結合または炭素数1〜10のアルキレンであり、このアルキレンにおける任意の−CH2−は−O−、−COO−、−OCO−または−OCOO−で置き換えられてもよく;
nが2または3の整数である、
[12]に記載の重合性液晶組成物。
【0036】
[14] [12]に記載の式(1)において、
1が独立して1,4−シクロヘキシレンまたは1,4−フェニレンであり、1,4−フェニレンにおける任意の水素は塩素、フッ素、−CH3、−OCH3または−CF3で置き換えられてもよく;
2が独立して単結合、−COO−、−OCO−、−COOCH2−または−CH2COOCH2−であり;
1が独立して炭素数1〜10のアルキレンであり、このアルキレンにおける環に最も近い−CH2−は−O−、−COO−、−OCO−または−OCOO−で置き換えられてもよく;
mが2であり、
[12]に記載の式(M1)および(M2)において、
3は独立して独立して式(2−1)で表される重合性の基、炭素数1〜5のアルキル、炭素数1〜5のアルコキシ、−CN、フッ素または−OCF3であり;
2が独立して1,4−シクロヘキシレン、1,4−フェニレン、モノフルオロ−1,4−フェニレンまたはジフルオロ−1,4−フェニレンであり;
3が独立して単結合、−COO−、−OCO−、−CH=CHCOO−、−OCOCH=CH−、−(CH22COO−または−OCO(CH22−であり;
2が独立して単結合または炭素数1〜10のアルキレンであり、このアルキレンにおける環に最も近い−CH2−は−O−、−COO−、−OCO−または−OCOO−で置き換えられてもよく;
nが2または3である、
[12]または[13]に記載の重合性液晶組成物。
【0037】
[15] [12]に記載の式(1)で表わされる化合物と、[12]に記載の式(M1)および(M2)で表される化合物の群から選択される重合性化合物との合計量100重量%に対し、[12]に記載の式(1)で表される化合物の含有量が1〜90重量%であり、
[12]に記載の式(M1)および式(M2)で表される化合物の群から選択される重合性化合物の含有量が10〜99重量%である、[12]〜[14]のいずれか1項に記載の重合性液晶組成物。
【0038】
[16] [12]に記載の式(1)で表わされる化合物と、[12]に記載の式(M1)および(M2)で表される化合物の群から選択される重合性化合物との合計量100重量%に対し、[12]に記載の式(1)で表される化合物の含有量が3〜85重量%であり、
[12]に記載の式(M1)および式(M2)で表される化合物の群から選択される重合性化合物の含有量が15〜97重量%である、[12]〜[14]のいずれか1項に記載の重合性液晶組成物。
【0039】
[17] [12]に記載の式(1)で表される化合物以外の液晶性を有しない重合性化合物をさらに含有する、[11]〜[16]のいずれか1項に記載の重合性液晶組成物。
[18] 非重合性の液晶性化合物をさらに含有する、[11]〜[17]のいずれか1項に記載の重合性液晶組成物。
【0040】
[19] 重合性の光学活性化合物をさらに含有する、[11]〜[18]のいずれか1項に記載の重合性液晶組成物。
[20] 非重合性の光学活性化合物をさらに含有する、[11]〜[19]のいずれか1項に記載の重合性液晶組成物。
【0041】
[21] [11]〜[20]のいずれか1項に記載の重合性液晶組成物を重合することによって得られるポリマーフィルム。
[22] [11]〜[20]のいずれか1項に記載の重合性液晶組成物を重合することによって得られる異方性ポリマー。
【0042】
[23] 重合性液晶組成物の配向形態がホモジニアス配向、チルト配向、ツイスト配向、ホメオトロピック配向のいずれか1つである、[22]に記載の異方性ポリマー。
[24] 重合性液晶組成物の配向形態をラビング処理、光配向処理、イオンビーム処理、コロナ処理、プラズマ処理のいずれか1つの方法により制御する、[22]または[23]に記載の異方性ポリマー。
【0043】
[25] ガラス基板またはプラスチック基板からなる支持基材と、[22]〜[24]のいずれか1項に記載の異方性ポリマーとを有する積層体。
[26] [22]〜[24]のいずれか1項に記載の異方性ポリマーおよび/または[25]に記載の積層体を有する光学補償フィルム。
【0044】
[27] [22]〜[24]のいずれか1項に記載の異方性ポリマーおよび/または[25]に記載の積層体を有する反射フィルム。
[28] [26]に記載の光学補償フィルムを有する液晶表示素子。
[29] [27]に記載の反射フィルムを有する液晶表示素子。
[30] [26]に記載の光学補償フィルムを有する液晶表示装置。
[31] [27]に記載の反射フィルムを有する液晶表示素装置。
【0045】
≪化合物(1)≫
上記化合物(1)は重合性の液晶性化合物である。
【0046】
上記式(1)におけるR1は、上記式(2−1)〜(2−6)のいずれかで表わされる重合性の基、水素、塩素、フッ素、−CN、炭素数1〜10のアルキル、炭素数1〜10のアルコキシ、−CF3または−OCF3である。
上記R1は、上記式(2−1)で表わされる重合性の基であることが好ましい。
【0047】
上記式(2−1)〜(2−6)におけるRaは独立して水素、ハロゲン、炭素数1〜5のアルキルまたは炭素数1〜5のハロゲン化アルキルであり、水素が好ましい。
【0048】
上記式(1)におけるA1は、独立して1,4−シクロヘキシレン、1,4−シクロヘキセニレン、1,4−フェニレン、ナフタレン−2,6−ジイル、テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル、フルオレン−2,7−ジイルまたはビシクロ[2.2.2]オクタン−1,4−ジイルである。この1,4−シクロヘキシレンにおける1つまたは隣接しない2つの−CH2−は−O−で置き換えられてもよく、1,4−フェニレンにおける1つまたは2つの−CH=は−N=で置き換えられてもよく、そして1,4−フェニレンにおける任意の水素はハロゲン、−CN、炭素数1〜5のアルキル、炭素数1〜5のアルコキシまたは炭素数1〜5のハロゲン化アルキルで置き換えられてもよい。
【0049】
1の好ましい例は、1,4−シクロヘキシレン、1,4−フェニレンまたは1,3−ジオキサン−2,5−ジイルであり、この1,4−フェニレンにおける任意の水素は塩素、フッ素、−CN、炭素数1〜3のアルキル、炭素数1〜3のアルコキシまたは炭素数1〜3のフルオロアルキルで置き換えられてもよい。そして、A1のより好ましい例は1,4−シクロヘキシレン、および任意の水素が塩素、フッ素、−CN、−CH3、−OCH3または−CF3で置き換えられてもよい1,4−フェニレンである。
【0050】
上記式(1)におけるZ1は、−CO−、−COCH2−、−CO(CH22−または−COCH=CH−である。Z1の好ましい例は−CO−または−COCH2−である。
【0051】
上記式(1)におけるZ2は、独立して単結合または炭素数1〜20のアルキレンである。そして、このアルキレンにおける任意の−CH2−は−O−、−CO−、−COO−、−OCO−、−CH=CH−、−CF=CF−または−C≡C−で置き換えられてもよく、任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよい。Z2の好ましい例は単結合、−CH2O−、−OCH2−、−COO−、−OCO−、−COOCH2−、−CH2COOCH2−、−CH=CH−、−(CH22COO−、−OCO(CH22−、−CH=CH−COO−、−OCO−CH=CH−および−C≡C−であり、より好ましい例は単結合、−COO−、−OCO−、−COOCH2−および−CH2COOCH2−である。
【0052】
上記式(1)におけるQ1は、独立して単結合または炭素数1〜20のアルキレンである。このアルキレンにおける任意の−CH2−は−O−、−CO−、−COO−、−OCO−、−OCOO−または−CH=CH−で置き換えられてもよく、そして任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよい。Q1の好ましい例は、上記R1が重合性の基である場合には、任意の−CH2−が−O−、−COO−、−OCO−または−OCOO−で置き換えられてもよい、炭素数1〜10のアルキレンであり、上記R1が水素、塩素、フッ素、−CN、炭素数1〜10のアルキル、炭素数1〜10のアルコキシ、−CF3または−OCF3である場合には、単結合である。
【0053】
上記式(1)におけるmは独立して1〜5の整数である。mは1〜3の整数であることが好ましく、mは2であることがより好ましい。
【0054】
本発明の化合物(1)は、高い重合反応性を有する。化合物(1)は、1,4−ジメチレンシクロヘキサン骨格を有することから、光学異方性が小さく、溶解性に優れた化合物となる傾向がある。化合物(1)は、液晶骨格を有するので、他の液晶性化合物や重合性化合物等と容易に相溶して均一になりやすく、液晶相を維持しやすい。なお、化合物(1)は、不斉炭素を有する場合には光学活性を有することになる。
【0055】
化合物(1)の末端基、環および結合基を適宜選択することによって、光学異方性や、溶剤等への溶解性等の物性を任意に調整することが可能である。末端基R1、環A1ならびに結合基Z1およびZ2の種類が、化合物(1)の物性に与える効果を以下に説明する。
【0056】
末端基R1が炭素数1〜10のアルキルまたは炭素数1〜10のアルコキシである場合は、融点や溶剤への溶解性に影響があり、塩素、フッ素、−CN、−CF3または−OCF3である場合には、融点や溶剤への溶解性、他の化合物との相溶性等の特性にも影響を与えるようである。
【0057】
環A1が、1,4−フェニレン、任意の水素がフッ素で置き換えられた1,4−フェニレン、ピリジン−2,5−ジイル、ピリミジン−2,5−ジイルまたはピリダジン−3,6−ジイルである場合、光学異方性が大きい化合物となる傾向がある。環A1が、1,4−シクロヘキシレン、1,4−シクロヘキセニレンまたは1,3−ジオキサン−2,5−ジイルである場合、光学異方性が小さい化合物となる傾向がある。複数の環A1のうち少なくとも2つの環が1,4−シクロヘキシレンである場合、透明点が高く、光学異方性が小さく、粘度が小さい化合物となる傾向がある。少なくとも1つの環が1,4−フェニレンである場合、光学異方性が比較的大きく、配向秩序パラメーター(orientational order parameter)が大きい化合物となる傾向がある。少なくとも2つの環が1,4−フェニレンである場合、光学異方性が大きく、液晶相の温度範囲が広く、透明点が高い化合物となる傾向がある。
【0058】
結合基Z1が、−CO−である場合、透明点が低い化合物となる傾向がある。結合基Z1が、−COCH2−である場合、光学異方性が小さく、液晶相の温度範囲が広くなる傾向がある。
【0059】
結合基Z2が、−CH2O−、−OCH2−、または−CF=CF−である場合、粘度が小さい化合物となる傾向がある。結合基Z2が、単結合、−(CH22−、−OCF2−、−CF2O−、−CH=CH−または−(CH24−の場合、粘度がより小さい化合物となる傾向がある。結合基Z2が、−CH=CH−または−CF=CF−の場合、液晶相の温度範囲が広く、弾性定数比が大きい化合物となる傾向がある。結合基Z2が−C≡C−の場合、光学異方性が大きい化合物となる傾向がある。
【0060】
mが2以下の場合、粘度が低い化合物となる傾向があり、mが2以上の場合、透明点が高い化合物となる傾向がある。
【0061】
化合物(1)は、光学活性であってもよいし、光学的に不活性でもよい。光学活性な場合における不斉炭素の立体配置はRでもSでもよい。不斉炭素を有する場合は相溶性がよい化合物となる傾向がある。
【0062】
以上のように、末端基、環および結合基の種類や、環の数を適宜選択することにより目的の物性を有する化合物を得ることができる。
【0063】
化合物(1)は、有機合成化学の手法を組み合わせることにより合成できる。出発物質に目的の末端基、環および結合基を導入する方法は、ホーベン−ワイル(Houben-Wyle, Methods of Organic Chemistry, Georg Thieme Verlag, Stuttgart)、オーガニック・シンセシーズ(Organic Syntheses, John Wily & Sons, Inc.)、オーガニック・リアクションズ(Organic Reactions, John Wily & Sons Inc.)、コンプリヘンシブ・オーガニック・シンセシス(Comprehensive Organic Synthesis, Pergamon Press)、および、新実験化学講座(丸善)等の成書に記載されている。
【0064】
化合物(1)の合成方法の一例について、結合基Z2の合成方法別に分けて、下記スキーム1〜14で説明する。さらに、化合物(1)の合成方法の一例について、結合基Z1の合成方法別に分けて、下記スキーム15で説明する。これらのスキームにおいて、MSG1は少なくとも1つの環を有する1価の有機基であり、MSG2は1価の有機基である。複数のMSG1(またはMSG2)は同一でも異なってもよい。化合物(1A)〜(1P)および(1a)〜(1d)は、本発明の化合物(1)に相当する。これらの方法は、光学活性な化合物(1)および光学的に不活性な化合物(1)に適用できる。また、これらの方法はQ1を合成する際にも応用することができる。
なお、下記スキーム中、Halとは、ハロゲン原子を示す。
【0065】
<スキーム1> Z2が単結合である化合物
下記に示すように、化合物(S1)と公知の方法で合成される化合物(S2)とを、炭酸塩水溶液中、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウムなどの触媒の存在下で反応させることにより化合物(1A)を合成できる。この化合物(1A)は、公知の方法で合成される化合物(S3)とn−ブチルリチウムとを反応させ、次いで塩化亜鉛を反応させた後、ジクロロビス(トリフェニルホスフィン)パラジウムなどの触媒の存在下で、化合物(S2)とさらに反応させることによっても合成できる。
【0066】
【化7】

【0067】
<スキーム2> Z2が−CH=CH−である化合物
下記に示すように、公知の方法で合成されるホスホニウム塩(S5)にカリウムt−ブトキシドなどの塩基を添加して合成したリンイリドと、アルデヒド(S4)とを反応させることにより化合物(1B)を合成できる。反応条件や基質によってはシス体が生成するので、必要に応じて公知の方法によりシス体をトランス体に異性化する。
【0068】
【化8】

【0069】
<スキーム3> Z2が−(CH22−である化合物
下記に示すように、化合物(1B)をパラジウム炭素などの触媒の存在下で水素化することにより、化合物(1C)を合成できる。
【0070】
【化9】

【0071】
<スキーム4> Z2が−(CF22−である化合物
下記に示すように、J. Am. Chem. Soc., 2001, 123, 5414 に記載された方法に従い、四フッ化硫黄などのフッ素化触媒の存在下でジケトン(S6)をフッ素化することにより、−(CF22−を有する化合物(1D)を合成できる。
【0072】
【化10】

【0073】
<スキーム5> Z2が−(CH24−である化合物
下記に示すように、スキーム2の方法に従って、ホスホニウム塩(S5)の代わりにホスホニウム塩(S7)を用いて−(CH22−CH=CH−を有する化合物を合成し、これを接触水素化することにより化合物(1E)を合成できる。
【0074】
【化11】

【0075】
<スキーム6> Z2が−CH2O−または−OCH2−である化合物
下記に示すように、まず、化合物(S4)を水素化ホウ素ナトリウム等の還元剤で還元して化合物(S8)を得る。これを臭化水素酸等でハロゲン化して化合物(S9)を得る。次いで、炭酸カリウム等の存在下で、化合物(S9)を化合物(S10)と反応させることにより化合物(1F)を合成できる。この方法によって−CH2O−を有する化合物も合成できる。
【0076】
【化12】

【0077】
<スキーム7> Z2が−COO−または−OCO−である化合物
下記に示すように、化合物(S3)とn−ブチルリチウムとを反応させ、次いで二酸化炭素を反応させてカルボン酸(S11)を得る。化合物(S11)と化合物(S10)とをDCC(1,3−ジシクロヘキシルカルボジイミド)およびDMAP(4−ジメチルアミノピリジン)の存在下で脱水させることにより、−COO−を有する化合物(1G)を合成できる。この方法によって−OCO−を有する化合物も合成できる。
また、(S11)に塩化チオニルまたはオキザリルクロリドなどを作用させ、酸クロリド化合物を得た後、ピリジンまたはトリエチルアミンなどの塩基存在下で、化合物(S10)と反応させることにより化合物(1G)を合成することもできる。
【0078】
【化13】

【0079】
<スキーム8> Z2が−CF=CF−である化合物
下記に示すように、まず、化合物(S3)とn−ブチルリチウムとを反応させた後、テトラフルオロエチレンを反応させて化合物(S12)を得る。次いで、化合物(S2)とn−ブチルリチウムとを反応させた後、得られた化合物と化合物(S12)とを反応させることにより化合物(1H)を合成できる。合成条件を選択することで、シス体の化合物(1H)を合成することもできる。
【0080】
【化14】

【0081】
<スキーム9> Z2が−C≡C−である化合物
下記に示すように、ジクロロパラジウムおよびハロゲン化銅の触媒存在下で、化合物(S13)を化合物(S2)と反応させることにより、化合物(1J)を合成できる。
【0082】
【化15】

【0083】
<スキーム10> Z2が−C≡C−COO−である化合物
下記に示すように、まず、化合物(S13)をn−ブチルリチウムでリチオ化した後、二酸化炭素を作用させてカルボン酸(S14)を得る。次いで、カルボン酸(S14)と化合物(S10)とを、DCCおよびDMAPの存在下で脱水させることにより、−C≡C−COO−を有する化合物(1K)を合成できる。この方法によって−OCO−C≡C−を有する化合物も合成できる。
また、スキーム7において(S11)から(1G)を合成したように、まず、酸クロリド化合物を合成し、さらに該酸クロリド化合物から化合物(1K)を合成することもできる。
【0084】
【化16】

【0085】
<スキーム11> Z2が−C≡C−CH=CH−または−CH=CH−C≡C−である化合物
下記に示すように、化合物(S13)とビニルブロミド(S15)とのクロスカップリング反応により、−C≡C−CH=CH−を有する化合物(1L)を合成できる。シス体の化合物(S15)を使用すれば、シス体の(1L)を製造できる。この方法によって、−CH=CH−C≡C−を有する化合物も合成できる。
【0086】
【化17】

【0087】
<スキーム12> Z2が−CF2O−または−OCF2−である化合物
下記に示すように、まず、化合物(1G)をローソン試薬などの硫黄化剤で処理して化合物(S16)を得る。次いで、フッ化水素ピリジン錯体およびNBS(N−ブロモスクシンイミド)を用いて化合物(S16)をフッ素化することにより、−CF2O−を有する化合物(1M)を合成できる。また、化合物(S16)を(ジエチルアミノ)サルファートリフルオリド(DAST)でフッ素化することによっても化合物(1M)を合成できる。この方法によって−OCF2−を有する化合物も合成できる。P. Kirsch et al., Angew. Chem. Int. Ed. 2001, 40, 1480.に記載の方法によって、これらの結合基を有する化合物を合成することも可能である。
【0088】
【化18】

【0089】
<スキーム13> Z2が−CH=CHCOO−または−OCOCH=CH−である化合物
下記に示すように、まず、化合物(S4)をウイティッヒ反応により化合物(S17)へ合成する。次いで、化合物(S17)と化合物(S10)とをDCC(1,3−ジシクロヘキシルカルボジイミド)およびDMAP(4−ジメチルアミノピリジン)の存在下で脱水させることにより、−CH=CHCOO−を有する化合物(1N)を合成できる。この方法によって−OCOCH=CH−を有する化合物も合成できる。
【0090】
【化19】

【0091】
<スキーム14> Z2が−(CH22COO−または−OCO(CH22−である化合物
下記に示すように、化合物(1N)をパラジウム炭素などの触媒の存在下で水素化することにより、−(CH22COO−を有する化合物(1P)を合成できる。この方法によって−OCO(CH22−を有する化合物も合成できる。
【0092】
【化20】

【0093】
<スキーム15>
下記に示すように、1,4−シクロヘキサンジメタノールモノアクリレートと化合物(S11)とをDCC(1,3−ジシクロヘキシルカルボジイミド)およびDMAP(4−ジメチルアミノピリジン)の存在下で脱水させることにより、Z1が−CO−である化合物(1a)を合成できる。
【0094】
また、スキーム7において(S11)から(1G)を合成したように、まず、酸クロリド化合物を合成し、さらに該酸クロリド化合物から化合物(1a)を合成することもできる。
【0095】
また、1,4−シクロヘキサンジメタノールモノアクリレートと化合物(S18)、化合物(S17)または化合物(S19)とを、それぞれDCCおよびDMAPの存在下で脱水させることにより、Z1が−COCH2−である化合物(1b)、−COCH=CH−である化合物(1c)または−CO(CH22−を有する化合物(1d)をそれぞれ合成できる。
【0096】
【化21】

【0097】
上記の方法を適宜組み合わせることにより、本発明の化合物(1)を合成することができるが、上記の方法に必ずしも制限されない。上記のような方法で合成される化合物の例を以下に示す。なお、上記のように合成された化合物の構造は、例えば、プロトンNMRスペクトルにより確認することができる。
【0098】
【化22】

【0099】
【化23】

【0100】
【化24】

【0101】
【化25】

【0102】
【化26】

【0103】
≪重合性液晶組成物≫
本発明の重合性液晶組成物には、以下の第1〜3の態様がある。
本発明の重合性液晶組成物の第1の態様は、1つの重合性の液晶性を有する化合物(1)を含有する。第2の態様は、少なくとも2つの化合物(1)を含有する。第3の態様は、上記化合物(1)以外の重合性化合物(以下、その他の重合性化合物ともいう。)、非重合性の液晶性化合物、および/または、光学活性化合物と、少なくとも1つの化合物(1)とを含有する。これら3つの態様の重合性液晶組成物を合わせて組成物(1)とも言う。つまり、組成物(1)は、少なくとも1つの化合物(1)を含有する。本発明の重合性液晶組成物は良好な塗布性等の特性を有する。
【0104】
また、本発明の組成物(1)は、重合開始剤、溶剤、界面活性剤、有機ケイ素化合物、連鎖移動剤およびその他の添加剤などを本発明の効果を損なわない範囲でさらに含有してもよい。
【0105】
その他の重合性化合物としては、組成物(1)の被膜形成性および組成物(1)から得られる重合体の機械的強度を低下させない化合物が好ましい。この化合物は液晶性を有する化合物と液晶性を有しない化合物とに分類される。
【0106】
光学異方性の制御が容易で、良好な塗布性を有する重合性液晶組成物を得、かつ、上記のような本発明の重合体の効果を顕著に発現させるために、組成物(1)中の液晶性を有するその他の重合性化合物の含有量は、上記化合物(1)とその他の重合性化合物との合計量100重量%に対し、好ましくは10〜99重量%、より好ましくは15〜97重量%である。液晶性を有するその他の重合性化合物、および液晶性を有しないその他の重合性化合物の量比は、それらの合計量が前記範囲内であれば自由に変更することができ、また、どちらか一方だけを含有していてもよい。
【0107】
(液晶性を有するその他の重合性化合物)
液晶性を有するその他の重合性化合物は、組成物の液晶相の温度範囲、光学異方性、塗布性等を調整することができる。このような化合物の例として、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基、フマロイルオキシ基、マレイミジル基、オキシラン環およびオキセタン環を有する液晶性を有する化合物であって、上記化合物(1)以外の化合物を挙げることができる。液晶性を有するその他の重合性化合物は、光学活性であっても光学活性でなくてもよい。
【0108】
液晶性を有するその他の重合性化合物として好ましい例は、上記式(M1)および式(M2)で表される化合物である。
【0109】
重合性液晶組成物において、上記化合物(1)と、液晶性を有する重合性化合物との合計量100重量%に対し、上記式(1)で表される化合物の含有量は、好ましくは1〜90重量%であり、さらに好ましくは3〜85重量%であり、上記式(M1)および式(M2)で表される化合物の群から選択される重合性化合物の含有量が、好ましくは10〜99重量%であり、さらに好ましくは15〜97重量%である。重合性液晶組成物中の上記各成分の含有量が上記範囲にあると、光学異方性を容易に制御でき、良好な塗布性を有する重合性液晶組成物を得ることができ、かつ、上記のような本発明の重合体の効果を顕著に発現させることができる。
【0110】
上記式(M1)および(M2)において、R2は独立して上記式(2−1)〜(2−6)のいずれかで表される重合性の基である。
【0111】
上記式(2−1)〜(2−6)における、Raは独立して水素、ハロゲン、炭素数1〜5のアルキルまたは炭素数1〜5のハロゲン化アルキルである。Raの好ましい例は水素、メチルおよびエチルである。
【0112】
上記式(M1)および(M2)におけるR3は、独立して上記式(2−1)〜(2−6)のいずれかで表される重合性の基、炭素数1〜10のアルキル、炭素数1〜10のアルコキシ、水素、塩素、フッ素、−CN、−CF3または−OCF3である。R3の好ましい例は式(2−1)で表される重合性の基、炭素数1〜8のアルキル、炭素数1〜8のアルコキシ、塩素、フッ素、−CN、−CF3および−OCF3である。
【0113】
上記式(M1)および(M2)におけるA2は、独立して1,4−シクロヘキシレン、1,4−フェニレン、ナフタレン−2,6−ジイル、テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル、フルオレン−2,7−ジイル、ビシクロ[2.2.2]オクタン−1,4−ジイル、トリプチセン−1,4−ジイルまたは1,4−フェニレンノルボルネンであり、この1,4−フェニレンおよびフルオレン−2,7−ジイルにおける任意の水素はハロゲン、−CN、炭素数1〜5のアルキル、炭素数1〜5のアルコキシまたは炭素数1〜5のハロゲン化アルキルで置き換えられてもよい。A2の好ましい例は1,4−シクロヘキシレンおよび1,4−フェニレンであり、この1,4−フェニレンにおける任意の水素は塩素、フッ素、−CN、炭素数1〜3のアルキル、炭素数1〜3のアルコキシまたは炭素数1〜3のハロゲン化アルキルで置き換えられてもよい。
【0114】
上記式(M1)および(M2)におけるZ3は、独立して単結合、−CH2O−、−OCH2−、−COO−、−OCO−、−C≡C−、−CH=CHCOO−、−OCOCH=CH−、−(CH22COO−、−OCO(CH22−、−COO(CH22−、−(CH22OCO−、−(CH22−または−O(CH22O−である。Z3の好ましい例は単結合、−CH2O−、−OCH2−、−COO−、−OCO−、−C≡C−、−CH=CHCOO−、−OCOCH=CH−、−(CH22COO−および−OCO(CH22−である。そして、Z3のより好ましい例は単結合、−COO−、−OCO−、−CH=CHCOO−、−OCOCH=CH−、−(CH22COO−および−OCO(CH22−である。
【0115】
上記式(M1)および(M2)におけるQ2は、独立して単結合または炭素数1〜20のアルキレンであり、このアルキレンにおける任意の−CH2−は−O−、−CO−、−COO−、−OCO−、−OCOO−または−CH=CH−で置き換えられてもよい。Q2の好ましい例は単結合または炭素数1〜10のアルキレンであり、このアルキレンにおける任意の−CH2−は−O−、−COO−、−OCO−または−OCOO−で置き換えられてもよい。そして、Q2のより好ましい例は単結合または炭素数1〜10のアルキレンであり、このアルキレンにおいて環に最も近い−CH2−は−O−、−COO−、−OCO−または−OCOO−で置き換えられてもよい。
【0116】
上記式(M1)および(M2)において、nは1〜5の整数である。nは2または3の整数であることが好ましい。
上記式(M1)および(M2)において、xは0または1である。
【0117】
化合物(M1)および化合物(M2)は、広い温度範囲の液晶相を示す。
3が重合性基である場合は、化合物(M1)および(M2)は、構造中に2つ以上の重合性基を有するため、この化合物を含有する重合性液晶組成物を重合してなる重合体は、3次元網目構造を形成することができ、高い機械的強度を有する重合体の形成が可能となる。化合物(M1)においてR3が重合性基でない場合は単官能化合物となり、分子長軸方向において、重合性基の反対側に極性基などの置換基を導入することができるため、液晶状態での配向制御の調整が可能となる。化合物(M1)および化合物(M2)のいずれにおいても、環構造A2が1,4−フェニレンの場合は光学異方性値(Δn)の大きい組成物を得ることができ、1,4−シクロヘキシレンの場合は低いΔnを有する組成物を得ることができる。
【0118】
また、本発明の組成物(1)は、上記式(1)において、A1は独立して1,4−シクロヘキシレン、1,4−フェニレンまたは1,3−ジオキサン−2,5−ジイルであり、1,4−フェニレンにおける任意の水素は塩素、フッ素、−CN、炭素数1〜3のアルキル、炭素数1〜3のアルコキシまたは炭素数1〜3のフルオロアルキルで置き換えられてもよく;Z2は独立して単結合、−CH2O−、−OCH2−、−COO−、−OCO−、−COOCH2−、−CH2COOCH2−、−CH=CH−、−(CH22COO−、−OCO(CH22−、−CH=CH−COO−、−OCO−CH=CH−または−C≡C−であり;Q1は単結合または炭素数1〜10のアルキレンであり、このアルキレンにおける任意の−CH2−は−O−、−COO−、−OCO−または−OCOO−で置き換えられてもよく;mは1〜3である、化合物(1)と、
上記式(M1)および(M2)において、R3は独立して上記式(2−1)で表される重合性の基、炭素数1〜8のアルキル、炭素数1〜8のアルコキシ、塩素、フッ素、−CN、−CF3または−OCF3であり;A2は独立して1,4−シクロヘキシレン、1,4−フェニレンまたは1,4−フェニレンノルボルネンであり、この1,4−フェニレンにおける任意の水素は塩素、フッ素、−CN、炭素数1〜3のアルキル、炭素数1〜3のアルコキシまたは炭素数1〜3のハロゲン化アルキルで置き換えられてもよく;Z3は独立して単結合、−CH2O−、−OCH2−、−COO−、−OCO−、−C≡C−、−CH=CHCOO−、−OCOCH=CH−、−(CH22COO−または−OCO(CH22−であり;Q2は独立して単結合または炭素数1〜10のアルキレンであり、このアルキレンにおける任意の−CH2−は−O−、−COO−、−OCO−または−OCOO−で置き換えられてもよく;nは2または3の整数である、化合物(M1)および/または(M2)とを含有することが好ましい。
この重合性液晶組成物は、光学異方性の制御が容易であり、他の液晶性化合物および有機溶媒に対する良好な溶解性、液晶性および塗布性を有する傾向にある。
【0119】
さらに、本発明の組成物(1)は、上記式(1)において、A1は独立して1,4−シクロヘキシレンまたは1,4−フェニレンであり、1,4−フェニレンにおける任意の水素は塩素、フッ素、−CH3、−OCH3または−CF3で置き換えられてもよく;Z2は独立して単結合、−COO−、−OCO−、−COOCH2−または−CH2COOCH2−であり;Q1は独立して炭素数1〜10のアルキレンであり、このアルキレンにおける環に最も近い−CH2−は−O−、−COO−、−OCO−または−OCOO−で置き換えられてもよく;mは2である、化合物(1)と、
上記式(M1)および(M2)において、R3は独立して独立して上記式(2−1)で表される重合性の基、炭素数1〜5のアルキル、炭素数1〜5のアルコキシ、−CN、フッ素または−OCF3であり;A2は独立して1,4−シクロヘキシレン、1,4−フェニレン、モノフルオロ−1,4−フェニレンまたはジフルオロ−1,4−フェニレンであり;Z3は独立して単結合、−COO−、−OCO−、−CH=CHCOO−、−OCOCH=CH−、−(CH22COO−または−OCO(CH22−であり;Q2は独立して単結合または炭素数1〜10のアルキレンであり、このアルキレンにおける環に最も近い−CH2−は−O−、−COO−、−OCO−または−OCOO−で置き換えられてもよく;nは2または3である、化合物(M1)および/または化合物(M2)とを含有することが好ましい。
この重合性液晶組成物は、上記組成物(1)に比べ、さらに、光学異方性の制御が容易であり、他の液晶性化合物および有機溶媒に対する良好な溶解性、液晶性および塗布性を有する傾向にある。
【0120】
なお、上記モノフルオロ−1,4−フェニレンおよびジフルオロ−1,4−フェニレンにおけるフッ素のフェニレン環への結合位置は、いずれでもよい。
【0121】
化合物(M1)および化合物(M2)の好ましい例として、それぞれ以下に示す化合物(M1−1−1)〜(M1−2−40)および化合物(M2−1−1)〜(M2−2−7)が挙げられる。
【0122】
以下の化合物において、Q2は上記式(M1)および(M2)におけるQ2と同義であり、R2は独立して次に示す式(2−1−1)、式(2−2)、式(2−3−1)、式(2−4)、式(2−5−1)、式(2−6−1)または式(2−6−2)で表される基である。
【0123】
【化27】

【0124】
【化28】

【0125】
【化29】

【0126】
【化30】

【0127】
【化31】

【0128】
【化32】

【0129】
【化33】

【0130】
【化34】

【0131】
【化35】

【0132】
【化36】

【0133】
【化37】

【0134】
上記の化合物(M1)および化合物(M2)のそれぞれの好ましい例において、R2が式(2−1−1)で示される基であって、Q2が炭素数3〜6のアルキルまたはアルコキシである化合物が好ましい。
【0135】
(液晶性を有しないその他の重合性化合物)
液晶性を有しないその他の重合性化合物としては、ビニル誘導体、スチレン誘導体、(メタ)アクリル酸誘導体、オキシラン誘導体、オキセタン誘導体、ソルビン酸誘導体、フマル酸誘導体、イタコン酸誘導体などの化合物であって液晶性を有しないものが挙げられる。「(メタ)アクリル酸誘導体」は、アクリル酸誘導体またはメタクリル酸誘導体の総称である。これらの化合物は、重合性液晶組成物の粘度や配向を調整するのに適しており、組成物を塗布する際、塗膜の厚さを均一にする効果が大きい。この液晶性を有しないその他の重合性化合物には、重合性基を1つ有する化合物、重合性基を2つ有する化合物および重合性基を3つ以上有する多官能化合物などがある。重合性基を1つ有する化合物は、粘度や融点等の調整に適している。重合性基を2つ以上有する化合物は、重合体の機械的強度を制御するのに適している。液晶性を有しないその他の重合性化合物は、光学活性であっても光学活性でなくてもよいが、光学活性化合物が好ましい。
【0136】
これらの化合物の具体例として、特開2008−266632号公報の段落0097〜0101に記載の化合物が挙げられる。
【0137】
また、以下のビスフェノール構造を有する重合性化合物を用いてもよい。これらの化合物は、重合性液晶組成物の被膜形成能や配向均一性の補助に適している。
【0138】
【化38】

【0139】
【化39】

【0140】
【化40】

【0141】
化合物(N−10)〜化合物(N−15)は、特開2007−16213号公報、特開2008−133344号公報に合成方法が記載されている。化合物(N−1)〜(N−15)を添加する場合の添加量は、組成物全体(溶剤を除く)に対して、0.1重量%〜25重量%、好ましくは1重量%〜15重量%である。また、複数種の化合物を使用してもよい。
【0142】
(非重合性の液晶性化合物)
組成物(1)は重合性基を持たない非重合性の液晶性化合物を含有してもよい。このような非重合性の液晶性化合物の例は、液晶性化合物のデータベースであるリクリスト(LiqCryst, LCI Publisher GmbH, Hamburg, Germany)に記載されている。化合物(1)は、組成物(1)中の化合物(1)以外の他の成分との良好な相溶性を有する。したがって、組成物(1)は、液晶表示素子に封入される液晶組成物として用いることができる。このような組成物(1)は、二色性色素等の添加物をさらに含有してもよい。光学異方性の制御が容易で、良好な塗布性を有する重合性液晶組成物を得、かつ、上記のような本発明の重合体の効果を顕著に発現させるために、組成物(1)中の非重合性の液晶性化合物の含有量は、上記化合物(1)とその他の重合性化合物の合計量100重量%に対し、好ましくは50重量%以下、より好ましくは30重量%以下である。
【0143】
非重合性の液晶化合物としては、例えば、下記式(A)で表される化合物を上げることが出来る。
【化41】

[式(A)中、Q2、A2およびnはそれぞれ前記式(M1)中のQ2、A2およびnと同義であり、ZAは独立して単結合または炭素数1〜10のアルキレンであり、このアルキレンにおける任意の−CH2−は−O−、−CO−、−COO−、−OCO−、−CH=CH−、−CF=CF−または−C≡C−で置き換えられてもよく、任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく、RAは炭素数1〜10のアルキル、炭素数1〜10のアルケニル、炭素数1〜10のアルコキシ、水素、塩素、フッ素、−CN、−CF3または−OCF3である。]
以下に、具体例を示す。
【0144】
【化42】

【0145】
【化43】

【0146】
【化44】

【0147】
(光学活性化合物)
組成物(1)は光学活性化合物を含有してもよい。光学活性を有する化合物(1)を適当量含有する組成物、または、光学活性でない化合物(1)に光学活性化合物を適当量添加して得られる組成物は、らせん構造(ツイスト構造)を示し、配向処理した基板上に塗布して重合することによって、らせん構造が固定された位相差フィルムが得られる。得られた重合体の特性は、得られたらせん構造のらせんピッチに依存する。このらせんピッチ長は、光学活性化合物の種類および添加量により調整できる。添加する光学活性化合物は1つでもよいが、らせんピッチの温度依存性を相殺する目的で複数の光学活性化合物を用いてもよい。
【0148】
上記光学活性化合物は、らせん構造を誘起し、ベースとなる重合性液晶組成物と適切に混合できれば、いずれの光学活性化合物を用いてもよい。また、重合性化合物でも非重合性化合物のいずれでもよく、目的に応じて最適な化合物を組成物(1)に添加することができる。耐熱性および耐溶媒性を考慮した場合、重合性化合物の方が好適である。上記光学活性を発現する骨格として不斉炭素を1つもしくは複数有するアルキレン、アルケニレンまたは、以下の構造を有するものなどがある。光学活性化合物の添加量は、組成物全体(溶媒を除く)に対して、通常0.01〜50重量%、好ましくは1〜30重量%である。
【0149】
【化45】

【0150】
上記式中、Meはメチルであり、*が付与された炭素は不斉炭素である。)
【0151】
さらに、上記光学活性化合物の中でも、ねじり力(HTP:ヘリカル・ツイスティング・パワー)が大きいものは、らせんピッチを短くする上で好適である。ねじり力の大きな化合物の代表例は、GB2298202号公報、DE10221751号公報に開示されている。
【0152】
以下に重合性の光学活性化合物の具体例を示す。これらの具体例において、nおよびmはそれぞれ2〜12の整数である。
【0153】
【化46】

【0154】
【化47】

【0155】
【化48】

【0156】
上記式中、R4はメチルであり、R5およびR6は独立してフェニル、炭素数1〜6のアルキルまたはトリフルオロメチルである。
【0157】
【化49】

【0158】
上記式中、−COO−Cholは下記のコレステロールエステル基を意味する。
【0159】
【化50】

【0160】
【化51】

【0161】
【化52】

【0162】
【化53】

【0163】
【化54】

【0164】
【化55】

【0165】
上記式中、tBuはターシャリブチルを示す
【0166】
【化56】

【0167】
【化57】

【0168】
以下に非重合性の光学活性化合物の具体例を示す。これらの具体例において、R7は独立して水素、フッ素、−CN、炭素数1〜6のアルキル、炭素数1〜6のアルコキシ、−CF3または−OCF3である。
【0169】
【化58】

【0170】
【化59】

【0171】
【化60】

【0172】
上記式中、−COO−Cholは下記のコレステロールエステル基を意味する。
【0173】
【化61】

【0174】
【化62】

【0175】
(重合開始剤)
組成物(1)は重合開始剤を含有してもよい。重合開始剤は重合の種類により選択できる。重合開始剤は、1種類で用いても、2種類以上を混合して用いてもよい。好ましい重合開始剤を以下に示す。
【0176】
光ラジカル重合開始剤の例として、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン(ダロキュアー1173)、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン(イルガキュアー651)、1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン(イルガキュアー184)、イルガキュアー127、イルガキュアー500(イルガキュアー184とベンゾフェノンの混合物)、イルガキュアー2959、イルガキュアー907、イルガキュアー369、イルガキュアー379、イルガキュアー754、イルガキュアー1300、イルガキュアー819、イルガキュアー1700、イルガキュアー1800、イルガキュアー1850、イルガキュアー1870、ダロキュアー4265、ダロキュアーMBF、ダロキュアーTPO、イルガキュアー784、イルガキュアー754、イルガキュアーOXE01、およびイルガキュアーOXE02が挙げられる。上記のダロキュアーおよびイルガキュアーはどちらもチバ・ジャパン(株)から販売されている商品の名称である。これらに公知の増感剤(イソプロピルチオキサントン、ジエチルチオキサントン、エチル−4ジメチルアミノベンゾエート(ダロキュアーEDB)および2−エチルヘキシル−4−ジメチルアミノベンゾエート(ダロキュアーEHA)など)を添加してもよい。
【0177】
光ラジカル重合開始剤のその他の例として、p−メトキシフェニル−2,4−ビス(トリクロロメチル)トリアジン、2−(p−ブトキシスチリル)−5−トリクロロメチル−1,3,4−オキサジアゾール、9−フェニルアクリジン、9,10−ベンズフェナジン、4,4’−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、ベンゾフェノン/ミヒラーズケトン混合物、ヘキサアリールビイミダゾール/メルカプトベンズイミダゾール混合物、1−(4−イソプロピルフェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン、ベンジルジメチルケタール、2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルホリノプロパン−1−オン、2,4−ジエチルキサントン/p−ジメチルアミノ安息香酸メチル混合物およびベンゾフェノン/メチルトリエタノールアミン混合物が挙げられるが、公知のいずれのものも使用できる。
【0178】
熱によるラジカル重合に用いられる開始剤の好ましい例として、過酸化ベンゾイル、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、ターシャリーブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、ターシャリーブチルパーオキシピバレート、ジターシャリーブチルパーオキシド、ターシャリーブチルパーオキシジイソブチレート、過酸化ラウロイル、3,3’−ビスメトキシカルボニル−4,4’−ビス−ターシャリーブチルペルオキシカルボニルベンゾフェノン、3,4’−ビスメトキシカルボニル−4,3’−ビス−ターシャリーブチルペルオキシカルボニルベンゾフェノン、4,4’−ビスメトキシカルボニル−3,3’−ビス−ターシャリーブチルペルオキシカルボニルベンゾフェノン、2,2’−アゾビスイソ酪酸ジメチル、アゾビスイソブチロニトリルおよびアゾビスシクロヘキサンカルボニトリルが挙げられるが、公知のいずれのものも使用できる。
【0179】
アゾ系の市販の開始剤の例として、和光純薬工業(株)製のV−70、V−65、V−60、V−59、V−40,V−30、V−501、V−601、VE−073、VA−080、VA−086、VF−096、VAm−110、VAm−111、VA−044、VA−046B、VA−060、VA−061、V−50、VA−057、VA−067、VR−110、VPE−0201、VPE−0401、VPE−0601およびVPS−1001が挙げられる。
【0180】
光カチオン重合用の好ましい開始剤は、ジアリールヨードニウム塩(以下「DAS」と略す)、トリアリールスルホニウム塩(以下「TAS」と略す)などである。
DASの例として、ジフェニルヨードニウムテトラフルオロボレート、ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロホスホネート、ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロアルセネート、ジフェニルヨードニウムテトラ(ペンタフルオロフェニル)ボレート、4−メトキシフェニルフェニルヨードニウムテトラフルオロボレート、4−メトキシフェニルフェニルヨードニウムヘキサフルオロホスホネート、4−メトキシフェニルフェニルヨードニウムヘキサフルオロアルセネート、ビス(4−tert−ブチルフェニル)ヨードニウムジフェニルヨードニウムテトラフルオロボレート、ビス(4−tert−ブチルフェニル)ヨードニウムジフェニルヨードニウムヘキサフルオロアルセネートおよびビス(4−tert−ブチルフェニル)ヨードニウムジフェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルホネートが挙げられる。DASと光増感剤とを組み合わせることも好ましい。このような光増感剤の例として、チオキサントン、フェノチアジン、クロロチオキサントン、キサントン、アントラセン、ジフェニルアントラセンおよびルブレンが挙げられるが、公知のいずれのものも使用できる。
【0181】
TASの例として、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロホスホネート、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロアルセネート、トリフェニルスルホニウムテトラ(ペンタフルオロフェニル)ボレート、4−メトキシフェニルジフェニルスルホニウムテトラフルオロボレート、4−メトキシフェニルジフェニルスルホニウムヘキサフルオロホスホネート、4−メトキシフェニルジフェニルスルホニウムヘキサフルオロアルセネート、4−メトキシフェニルジフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホナート、4−メトキシフェニルジフェニルスルホニウムトリフェニルスルホニウムテトラ(ペンタフルオロフェニル)ボレート、4−フェニルチオフェニルジフェニルスルホニウムテトラフルオロボレート、4−フェニルチオフェニルジフェニルスルホニウムヘキサフルオロホスホネートおよび4−フェニルチオフェニルジフェニルスルホニウムヘキサフルオロアルセネートが挙げられるが、公知のいずれのものも使用できる。
【0182】
光カチオン重合に用いる市販の開始剤の例として、みどり化学(株)製「DTS−102」、UCC社製「サイラキューアーUVI−6990」、「サイラキュアーUVI−6974」、「サイラキュアーUVI−6992」、旭電化(株)製「アデカオプトマーSP−150、SP−152、SP−170、SP−172」、ローディア社製「PHOTOINITIATOR2074」、チバ・ジャパン(株)製「イルガキュアー250」およびGEシリコンズ社製「UV−9380C」が挙げられるが、公知のいずれのものも使用できる。また、総説エポキシ樹脂(エポキシ樹脂技術協会編)に記載されているアミン系硬化剤なども必要とされる特性に応じて添加することができる。
【0183】
熱によるカチオン重合開始剤の具体的な商品名の例として、三新化学工業(株)の製品のサンエイド(主剤) SI−60、SI−80、SI−100、SI−110、SI−145、SI−150、SI−160、SI−180およびサンエイド(助剤)SIが挙げられる。これらは光ラジカル開始剤および光カチオン重合開始剤と併用、または光ラジカル開始剤と併用してもよい。
【0184】
(溶剤)
組成物(1)はそのまま基板面に塗布することもある。しかしながら、通常は塗布を容易にするために、溶剤を用いて重合性液晶組成物を希釈するか、または溶剤に重合性液晶組成物の各成分を溶解して、重合性液晶組成物と溶剤とからなる重合性液晶組成物の溶液が調製され、この溶液が用いられる。この溶剤は単独でも使用できるし、2つ以上を混合して使用してもよい。溶剤の例として、エステル系溶剤、アミド系溶剤、アルコール系溶剤、エーテル系溶剤、グリコールモノアルキルエーテル系溶剤、芳香族炭化水素系溶剤、ハロゲン化芳香族炭化水素系溶剤、脂肪族炭化水素系溶剤、ハロゲン化脂肪族炭化水素系溶剤および脂環式炭化水素系溶剤、ケトン系溶剤およびアセテート系溶剤が挙げられる。
【0185】
エステル系溶剤の好ましい例として、酢酸アルキル(例:酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸イソプロピル、酢酸ブチル、酢酸3−メトキシブチル、酢酸イソブチル、酢酸ペンチルおよび酢酸イソペンチル)、トリフルオロ酢酸エチル、プロピオン酸アルキル(例:プロピオン酸メチル、3−メトキシプロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸プロピルおよびプロピオン酸ブチル)、酪酸アルキル(例:酪酸メチル、酪酸エチル、酪酸ブチル、酪酸イソブチルおよび酪酸プロピル)、マロン酸ジアルキル(例:マロン酸ジエチル)、グリコール酸アルキル(例:グリコール酸メチルおよびグリコール酸エチル)、乳酸アルキル(例:乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸イソプロピル、乳酸n-プロピル、乳酸ブチルおよび乳酸エチルヘキシル)、モノアセチン、γ−ブチロラクトンならびにγ−バレロラクトンが挙げられる。
【0186】
アミド系溶剤の好ましい例として、N−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルプロピオンアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジエチルホルムアミド、N,N−ジエチルアセトアミド、N,N−ジメチルアセトアミドジメチルアセタール、N−メチルカプロラクタムおよびジメチルイミダゾリジノンが挙げられる。
【0187】
アルコール系溶剤の好ましい例として、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、1−メトキシ−2−プロパノール、t−ブチルアルコール、sec−ブチルアルコール、ブタノール、2−エチルブタノール、n−ヘキサノール、n−ヘプタノール、n−オクタノール、1−ドデカノール、エチルヘキサノール、3、5、5−トリメチルヘキサノール、n−アミルアルコール、ヘキサフルオロ−2−プロパノール、グリセリン、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、ヘキシレングリコール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、2,4−ペンタンジオール、2,5−ヘキサンジオール、3−メチル−3−メトキシブタノール、シクロヘキサノールおよびメチルシクロヘキサノールが挙げられる。
【0188】
エーテル系溶剤の好ましい例として、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ビス(2−プロピル)エーテル、1,4−ジオキサン、シクロペンチルメチルエーテル、ターピニルメチルエーテル、ジヒドロターピニルメチルエーテル、1,8−シネオール、1,4−シネオールおよびテトラヒドロフラン(THF)が挙げられる。
【0189】
グリコールモノアルキルエーテル系溶剤の好ましい例として、エチレングリコールモノアルキルエーテル(例:エチレングリコールモノメチルエーテルおよびエチレングリコールモノブチルエーテル)、ジエチレングリコールモノアルキルエーテル(例:ジエチレングリコールモノエチルエーテル)、トリエチレングリコールモノアルキルエーテル、プロピレングリコールモノアルキルエーテル(例:プロピレングリコールモノブチルエーテル)、ジプロピレングリコールモノアルキルエーテル(例:ジプロピレングリコールモノメチルエーテル)、エチレングリコールモノアルキルエーテルアセテート(例:エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート)、ジエチレングリコールモノアルキルエーテルアセテート(例:ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート)、トリエチレングリコールモノアルキルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテート(例:プロピレングリコールモノブチルエーテルアセテート)、ジプロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテート(例:ジプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)、およびジエチレングリコールメチルエチルエーテルが挙げられる。
【0190】
芳香族炭化水素系溶剤の好ましい例として、ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン、エチルベンゼン、ジエチルベンゼン、i−プロピルベンゼン、n−プロピルベンゼン、t−ブチルベンゼン、s−ブチルベンゼン、n−ブチルベンゼン、アニソール、p−サイメン、リモネン、ターピノーレンおよびテトラリンが挙げられる。
ハロゲン化芳香族炭化水素系溶剤の好ましい例としてクロロベンゼンが挙げられる。
【0191】
脂肪族炭化水素系溶剤の好ましい例として、ヘキサンおよびヘプタンが挙げられる。
ハロゲン化脂肪族炭化水素系溶剤の好ましい例として、クロロホルム、ジクロロメタン、四塩化炭素、ジクロロエタン、トリクロロエチレンおよびテトラクロロエチレンが挙げられる。
脂環式炭化水素系溶剤の好ましい例として、シクロヘキサンおよびデカリンが挙げられる。
【0192】
ケトン系溶剤の好ましい例として、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、ジヒドロカルボン、メントン、ピペリテノンおよびメチルプロピルケトンが挙げられる。
【0193】
アセテート系溶剤の好ましい例として、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、アセト酢酸メチル、α-タ−ピニルアセテート、ペリリルアセテート、3−オクチルアセテート、2−オクチルアセテート、ミルテニルアセテート、イソボニルアセテート、ジヒドロターピニルアセテート、ジヒドロカルビルアセテート、カルビルアセテートおよび1−メトキシ−2−プロピルアセテートが挙げられる。
【0194】
重合性液晶化合物の溶解性の観点からは、アミド系溶剤、芳香族炭化水素系、ケトン系溶剤の使用が好ましく、溶剤の沸点を考慮すると、これら溶剤とエステル系溶剤、アルコール系溶剤、エーテル系溶剤およびグリコールモノアルキルエーテル系溶剤との併用も好ましい。溶剤の選択に関して特に制限はないが、支持基材としてプラスチック基板を用いる場合は、基板の変形を防ぐために乾燥温度を低くすること、および溶剤が基板を侵食しないようにする必要がある。このような場合に好ましく用いられる溶剤として、芳香族炭化水素系溶剤、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、エーテル系溶剤、アルコール系溶剤、アセテート系溶剤およびグリコールモノアルキルエーテル系溶剤が挙げられる。
【0195】
重合性液晶組成物の溶液における溶剤の割合は、この溶液の全重量を基準として50〜95%である。この範囲の下限は重合性液晶化合物の溶解性およびこの溶液を塗布する際のその最適粘度を考慮した数値である。そしてその上限は、溶剤コストおよび溶剤を蒸発させる際の時間や熱量といった経済的観点を考慮した数値である。この割合の好ましい範囲は60〜90%であり、より好ましい範囲は70〜85%である。
【0196】
(界面活性剤)
本発明の重合性液晶組成物は界面活性剤を含有してもよい。界面活性剤は、組成物を支持基板などに均一な膜厚で塗布するのを容易にし、液晶相の配向を制御するといった効果も有する。好ましい界面活性剤としては、例えば、陽イオン性界面活性剤、陰イオン性界面活性剤および非イオン性界面活性剤が挙げられるが、より好ましい界面活性剤は非イオン性界面活性剤である。非イオン性界面活性剤の好ましい例として、シリコーン系、フッ素系および炭化水素系等の非イオン性界面活性剤が挙げられる。このうち、シリコーン系の非イオン性界面活性剤の例として、変性シリコーンを主成分とした共栄社化学(株)製のポリフローATF―2、グラノール100、グラノール115、グラノール400、グラノール410、グラノール435、グラノール440、グラノール450、グラノールB−1484、ポリフローKL−250、ポリフローKL−260、ポリフローKL−270、ポリフローKL−280、BYK−300、BYK−302、BYK−306、BYK−307、BYK−310、BYK−315、BYK−320、BYK−322、BYK−323、BYK−325、BYK−330、BYK−331、BYK−333、BYK−337、BYK−341、BYK−344、BYK−345、BYK−346、BYK−347、BYK−348、BYK−370、BYK−375、BYK−377、BYK−378、BYK−3500、BYK−3510およびBYK−3570が挙げられる。
【0197】
フッ素系の非イオン性界面活性剤の例として、BYK−340、フタージェント251、フタージェント221MH、フタージェント250、FTX−215M、FTX−218M、FTX−233M、FTX−245M、FTX−290M、FTX−209F、FTX−213F、フタージェント222F、FTX−233F、FTX−245F、FTX−208G、FTX−218G、FTX−240G、FTX−206D、フタージェント212D、FTX−218、FTX−220D、FTX−230D、FTX−240D、FTX−720C、FTX−740C、FTX−207S、FTX−211S、FTX−220S、FTX−230S、KB−L82、KB−L85、KB−L97、KB−L109、KB−L110、KB−F2L、KB−F2M、KB−F2S、KB−F3MおよびKB−FaMが挙げられる。
【0198】
炭化水素系の非イオン性界面活性剤の例として、アクリル系ポリマーを主成分としたポリフローNo.3、ポリフローNo.50EHF、ポリフローNo.54N、ポリフローNo.75、ポリフローNo.77、ポリフローNo.85HF、ポリフローNo.90、ポリフローNo.95、BYK−350、BYK−352、BYK−354、BYK−355、BYK−358N、BYK−361N、BYK−380N、BYK−381、BYK−392およびBYK−Silclean3700が挙げられる。
【0199】
なお、上記のポリフローおよびグラノールはどちらも共栄社化学(株)から販売されている商品の名称である。BYKはビックケミー・ジャパン(株)から販売されている商品の名称である。フタージェント、FTXおよびKBは(株)ネオスから販売されている商品の名称である。界面活性剤の量は、界面活性剤の種類、組成物の組成比などにより異なるが、組成物(1)全体(溶媒を除く)の重量に対して0.01重量%〜3重量%、好ましくは0.03〜2重量%の範囲である。
【0200】
(有機ケイ素化合物)
組成物(1)は、配向性を制御するために、有機ケイ素化合物を含有してもよい。具体例としては、アミン系の3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−アミノプロピルジメチルエトキシシラン、3−アミノプロピルジイソプロピルエトキシシラン、3−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、3−アミノプロピルペンタメチルジシロキサン、3−アミノプロピルメチルビス(トリメチルシロキシ)シラン、3−アミノプロピルトリス(トリメチルシロキシ)シラン、3−アミノブチルトリエトキシシラン、N-(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N-(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N-(6−アミノヘキシル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、(3−トリメトキシシリルプロピル)ジエチレントリアミン、およびケチミン系の3−トリエトキシシリル−N−(1、3ジメチル−ブチリデン)が挙げられる。支持基材との密着性を制御するために、上記以外の有機ケイ素化合物を含有してもよい。具体例としては、ビニルトリアルコキシシシラン、3−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリアルコキシシラン、3−クロロトリアルコキシシラン、3−アクリロキシプロピルトリメトキシシランおよび3−メタクリロキシプロピルトリアルコキシシランが挙げられる。別の例としては、これらの化合物において、3つのアルコキシ基の1つがメチルに置き換えられたジアルコキシメチルシランが挙げられる。有機ケイ素化合物の量は、有機ケイ素化合物の種類、組成物の組成比などにより異なるが、組成物(1)全体(溶媒を除く)の重量に対して1〜30重量%、好ましくは3〜15重量%の範囲である。
【0201】
(連鎖移動剤)
組成物(1)には1種または2種以上の連鎖移動剤を加えて重合体の機械特性を制御することが可能である。連鎖移動剤を用いることによりポリマー鎖の長さを制御することができる。これらの長さを同時に制御することもできる。連鎖移動剤の量を増大させると、ポリマー鎖の長さは減少する。好ましい連鎖移動剤は、チオール化合物である。単官能性チオールの例として、ドデカンチオールおよび2−エチルへキシル−(3−メルカプトプロピオネート)が挙げられる。多官能性チオールの例として、トリメチロールプロパントリス(3−メルカプトプロピオネート)、ペンタエリスリトールテトラキス(3−メルカプトプロピオネート)、1,4−ビス(3−メルカプトブチリルオキシ)ブタン(カレンズMT BD1)、ペンタエリスリトールテトラキス(3−メルカプトブチレート)(カレンズMT PE1)、および1,3,5−トリス(3−メルカプトブチルオキシエチル)−1,3,5−トリアジン−2,4,6(1H,3H,5H)−トリオン(カレンズMT NR1)が挙げられる。「カレンズ」は昭和電工株式会社の商品名である。
【0202】
(その他の添加剤)
その他の添加剤としては、重合防止剤、酸素阻害剤、紫外線吸収剤、光安定剤、酸化防止剤およびアミン系硬化剤などを挙げることができる。
【0203】
組成物(1)には、保存時の重合開始を防止するために重合防止剤を添加することができる。公知の重合防止剤を使用できるが、その好ましい例として、2,5−ジ(t−ブチル)ヒドロキシトルエン(BHT)、ハイドロキノン、メチルブルー、ジフェニルピクリン酸ヒドラジド(DPPH)、ベンゾチアジン、4−ニトロソジメチルアニリン(NIDI)およびo−ヒドロキシベンゾフェノンが挙げられる。
【0204】
組成物(1)には、保存性を向上させるために、酸素阻害剤を添加することもできる。組成物内で発生するラジカルは保存環境中の酸素と反応し、パーオキサイドラジカルを与え、重合性化合物との好ましくない反応が促進される。これを防ぐ目的で酸素阻害剤を添加することが好ましい。酸素阻害剤の例はリン酸エステル類である。
【0205】
重合性液晶組成物の耐候性を更に向上させるために、紫外線吸収剤、光安定剤(ラジカル捕捉剤)、酸化防止剤等を添加してもよい。紫外線吸収剤の例として、チヌビンPS、チヌビンP、チヌビン99−2、チヌビン109、チヌビン213、チヌビン234、チヌビン326、チヌビン328、チヌビン329、チヌビン384−2、チヌビン571、チヌビン900、チヌビン928、チヌビン1130、チヌビン400、チヌビン405、チヌビン460、チヌビン479、チヌビン5236、アデカスタブLA−32、アデカスタブLA−34、アデカスタブLA−36、アデカスタブLA−31、アデカスタブ1413およびアデカスタブLA−51が挙げられる。「チヌビン」はチバ・ジャパン(株)の商品名であり、「アデカスタブ」は旭電化(株)の商品名である。
【0206】
光安定剤の例として、チヌビン111FDL、チヌビン123、チヌビン144、チヌビン152、チヌビン292、チヌビン622、チヌビン770、チヌビン765、チヌビン780、チヌビン905、チヌビン5100、チヌビン5050、チヌビン5060、チヌビン5151、キマソーブ119FL、キマソーブ944FL、キマソーブ944LD、アデカスタブLA−52、アデカスタブLA−57、アデカスタブLA−62、アデカスタブLA−67、アデカスタブLA−63P、アデカスタブLA−68LD、アデカスタブLA−77、アデカスタブLA−82、アデカスタブLA−87、サイテック社製のサイアソーブUV−3346、およびグッドリッチ社製のグッドライトUV−3034が挙げられる。「キマソーブ」はチバ・ジャパン(株)の商品名である。
【0207】
酸化防止剤の例として、旭電化社製のアデカスタブAO−20、AO−30、AO−40、AO−50、AO−60、AO−80、住友化学(株)製のスミライザーBHT、スミライザーBBM−S、スミライザーGA−80、並びにチバ・ジャパン(株)製のIrganox1076、Irganox1010、Irganox3114およびIrganox245が挙げられる。
【0208】
また、組成物(1)には、総説エポキシ樹脂(エポキシ樹脂技術協会編)に記載されているアミン系硬化剤なども必要とされる特性に応じて添加することができる。
【0209】
(重合体)
以下の説明では、重合性液晶組成物の配向を制御して重合することによって得られる重合体を異方性ポリマーと称する。また、配向を制御しないで重合して得られた重合体をポリマーフィルムと称する。異方性ポリマーは、次のようにして形成することができる。まず、重合性液晶組成物の溶液を配向処理した支持基材上に塗布し、これを乾燥させて塗膜を形成させる。つぎに、その塗膜に光照射、あるいは加熱して重合性液晶組成物を重合させ、塗膜中の組成物が液晶状態で形成するネマチック配向を固定化する。
【0210】
重合性液晶組成物の配向形態は、組成物に含有する各成分の種類および量などを適宜変更することで、目的に応じた配向形態を有する重合性液晶組成物および重合体を得ることができるが、本発明の重合性液晶組成物は、ホモジニアス配向、チルト配向、ツイスト配向、ホメオトロピック配向のいずれか1つを有することが好ましい。このような配向形態を有する重合性液晶組成物を重合して得られる異方性ポリマーおよび積層体は、液晶表示素子や液晶表示装置に用いられる光学補償フィルムや反射フィルムとして好適に用いることができる。
【0211】
なお、本発明において単に「積層体」と言うときは、上記支持基材とその上に形成された異方性ポリマーとを有するものを言う。
【0212】
使用できる支持基材は、ガラス基板およびプラスチック基板などである。プラスチック基板の例として、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリアミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルケトン、ポリケトンサルファイド、ポリエーテルスルフォン、ポリスルフォン、ポリフェニレンサルファイド、ポリフェニレンオキサイド、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリアリレート、アクリル樹脂、ポリビニルアルコール、ポリプロピレン、セルロース、トリアセチルセルロースおよびその部分鹸化物、エポキシ樹脂、フェノール樹脂ならびにシクロオレフィン系樹脂からなるプラスチックフィルムが挙げられる。
【0213】
シクロオレフィン系樹脂としてノルボルネン系樹脂およびジシクロペンタジエン系樹脂等が挙げられるが、これらに限定される訳ではない。これらの中で、不飽和結合を有さないか、または不飽和結合が水素添加されたものが好適に用いられる。例えば、1種または2種以上のノルボルネン系モノマーの開環(共)重合体の水素添加物、1種または2種以上のノルボルネン系モノマーの付加(共)重合体、ノルボルネン系モノマーとオレフィン系モノマー(エチレン、α−オレフィン等)との付加共重合体、ノルボルネン系モノマーとシクロオレフィン系モノマー(シクロペンテン、シクロオクテン、5,6−ジヒドロジシクロペンタジエン等)との付加共重合体、及び、これらの変性物が挙げられ、具体例として、ZEONEX、ZEONOR(日本ゼオン社製)、ARTON(JSR社製)、TOPAS(チコナ社製)、APEL(三井化学社製)、エスシーナ(積水化学工業社製)およびOPTOREZ(日立化成社製)等が挙げられる。
【0214】
これらのプラスチック基板は、一軸延伸フィルムであってもよく、二軸延伸フィルムであってもよい。これらのプラスチック基板は、その表面を、例えば、親水化処理、あるいは疎水化処理したものであってもよい。親水化処理の方法は特に制限はないが、コロナ処理、プラズマ処理およびイオンビーム処理などが好ましく、さらに好ましい方法は、コロナ処理またはプラズマ処理であり、特に好ましい方法はプラズマ処理である。プラズマ処理は、特に制限されないが、特開2002−226616号公報および特開2002−121648号公報などに記載されている方法を用いても良い。これらの親水化処理は、重合性液晶組成物をホメオトロピック配向に制御する場合に用いることもできる。
【0215】
また、得られる異方性ポリマーとプラスチック基板との密着性を改良するために、プラスチック基板上にアンカーコート層を形成させてもよい。このようなアンカーコート層は異方性ポリマーとプラスチック基板の密着性を高めるものであれば、無機系、有機系のいずれの材料であっても何ら問題はない。また、プラスチック基板は積層フィルムであってもよい。これらプラスチック基板に代えて、表面にスリット状の溝をつけたアルミニウム、鉄および銅などの金属基板や、表面をスリット状にエッチング加工したアルカリガラス、ホウ珪酸ガラスおよびフリントガラスなどのガラス基板などを用いることもできる。
【0216】
支持基材として、ガラス基板を用いる場合には、その表面を上記プラスチックフィルムで被覆したものであってもよく、得られる異方性ポリマーとガラス基板との密着性を改良するためにアンカーコート層を形成させてもよい。
【0217】
これらのガラス基板、プラスチック基板等の支持基材には、重合性液晶組成物の塗膜形成に先立って、ラビング等による物理的、機械的な表面処理を行うことが好ましい。ラビング処理には、通常はレーヨン、綿、ポリアミドなどの素材からなるラビング布を金属ロールなどに捲き付け、支持基材、プラスチックフィルム被膜またはアンカーコート層に接した状態でロールを回転させながら移動させる方法、ロールを固定したまま支持基材側を移動させる方法などが採用され、どのような方法を選んでもよい。ラビング処理は支持基材に直接施されていてもよく、またはプラスチックフィルム被膜またはアンカーコート層に施されてもよい。
【0218】
なお、支持基材の種類によっては、その表面を事前にコロナ処理やプラズマ処理を行い、塗布性を向上させる場合がある。その際には、ラビング処理前に行うとよい。また、上記のラビング処理の代わりに偏光UVを用いた光配向処理を行ってもよく、各種の光配向膜材料が適用できる。
【0219】
本発明の重合性液晶組成物の溶液を塗工するときには、塗布後に溶剤を除去して、支持基材上に均一な膜厚の重合性液晶組成物の層(以下、「重合性液晶層」とも言う。)を形成させる。
【0220】
重合性液晶組成物またはその溶液を塗工する際、均一な膜厚を得るための塗布方法の例として、スピンコート法、マイクログラビアコート法、グラビアコート法、ワイヤーバーコート法、ディップコート法、スプレーコート法、メニスカスコート法およびダイコート法が挙げられる。
【0221】
溶剤除去の条件は特に限定されない。溶剤がおおむね除去され、重合性液晶組成物の塗膜の流動性がなくなるまで乾燥すればよい。室温での風乾、ホットプレートでの乾燥、乾燥炉での乾燥、温風や熱風の吹き付けなどを利用して溶剤を除去することができる。重合性液晶組成物に用いる化合物の種類と組成比によっては、塗膜を乾燥する過程で、塗膜中の重合性液晶組成物のネマチック配向が完了していることがある。従って、この場合には、乾燥工程を経た塗膜は、後述する熱処理工程を経由することなく、重合工程に供することができる。
【0222】
塗膜を熱処理する際の温度および時間、光照射に用いられる光の波長、光源から照射する光の量などは、重合性液晶組成物に用いる化合物の種類と組成比、光重合開始剤の添加の有無やその添加量などによって、好ましい範囲が異なる。従って、以下に説明する塗膜の熱処理の温度および時間、光照射に用いられる光の波長、および光源から照射する光の量についての条件は、あくまでもおよその範囲を示すものである。
【0223】
塗膜の熱処理は、溶剤が除去され、重合性液晶の均一配向性が得られる条件で行うことが好ましい。重合性液晶組成物の液晶相転移点以上で行ってもよい。熱処理方法の一例としては、前記重合性液晶組成物がネマチック液晶相を示す温度まで塗膜を加温して、塗膜中の重合性液晶組成物にネマチック配向を形成させる方法が挙げられる。また、重合性液晶組成物がネマチック液晶相を示す温度範囲内で、塗膜の温度を変化させることによってネマチック配向を形成させてもよい。この方法は、該温度範囲の高温域まで塗膜を加温することによって塗膜中にネマチック配向を概ね完成させ、次いで温度を下げることによってさらに秩序だった配向にする。
【0224】
これらの熱処理方法における熱処理温度は室温〜120℃である。この温度の好ましい範囲は室温〜100℃であり、より好ましい範囲は室温〜90℃、さらに好ましい範囲は室温〜85℃である。熱処理時間は5秒〜2時間である。この時間の好ましい範囲は10秒〜40分であり、より好ましい範囲は20秒〜20分である。重合性液晶層の温度を所定の温度まで上昇させるためには、熱処理時間を5秒以上にすることが好ましい。異方性ポリマーの生産性を低下させないためには、熱処理時間を2時間以内にすることが好ましい。このようにして本発明の積層体が得られ、該積層体から支持基材を除去することで、異方性ポリマーを得ることができる。
【0225】
重合性液晶層中に形成された重合性液晶化合物のネマチック配向状態は、この重合性液晶組成物を光照射、あるいは加熱により重合することで固定化される。光照射の方法は特に限定されなく、組成物に応じた方法を用いればよく、電子線、紫外線、可視光線、赤外線(熱線)などを利用することができる。通常は、紫外線または可視光線を用いればよい。波長の範囲は150〜500nmである。好ましい範囲は250〜450nmであり、より好ましい範囲は300〜400nmである。光源の例として、低圧水銀ランプ(殺菌ランプ、蛍光ケミカルランプ、ブラックライト)、高圧放電ランプ(高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ)、ショートアーク放電ランプ(超高圧水銀ランプ、キセノンランプ、水銀キセノンランプ)が挙げられる。光源の好ましい例として、メタルハライドランプやキセノンランプ、超高圧水銀ランプおよび高圧水銀ランプが挙げられる。光源と重合性液晶層との間にフィルターなどを設置して特定の波長領域のみを通すことにより、照射光源の波長領域を選択してもよい。光源から照射する光量は、2〜5000mJ/cm2である。光量の好ましい範囲は10〜3000mJ/cm2であり、より好ましい範囲は100〜2000mJ/cm2である。光照射時の温度条件は、上記の熱処理温度と同様に設定されることが好ましい。また、重合環境の雰囲気は窒素雰囲気、不活性ガス雰囲気、空気雰囲気のいずれでも良いが、窒素雰囲気あるいは不活性ガス雰囲気が硬化性を向上させる観点から好ましい。
【0226】
加熱による重合では、熱重合開始剤の重合開始温度に応じて加熱温度を調整するとよい。乾燥工程で熱重合反応が開始することを避けるために、熱重合開始剤の半減期温度と乾燥工程の温度差はなるべく大きくするとよい。また、熱重合時にラジカルを発生する熱重合開始剤を用いるときは、窒素雰囲気あるいは不活性ガス雰囲気で加熱を行うなどして、酸素による重合阻害を低減させる方法が硬化性を向上させる観点から好ましい。
【0227】
本発明の重合性液晶組成物を光や熱などにより重合させた異方性ポリマーを様々な光学素子に用いる場合、または液晶表示装置に用いる光学補償素子として適用する場合には、厚み方向におけるチルト角の分布の制御が重要となる。
【0228】
チルト角を制御する方法の一つとして、重合性液晶組成物に用いる液晶性を有する化合物の種類や組成比などを調整する方法が挙げられる。また、この重合性液晶化合物に界面活性剤を添加することによって、チルト角を制御することができる。異方性ポリマーのチルト角は、重合性液晶組成物中の溶剤の種類や溶質濃度、界面活性剤の種類や添加量などによっても制御することができる。支持基材、プラスチックフィルム被膜およびアンカーコート層の種類やラビング条件、重合性液晶組成物の塗膜の乾燥条件や熱処理条件などによっても、異方性ポリマーのチルト角を制御することができる。さらに、配向後の光重合工程での照射雰囲気や照射時の温度なども異方性ポリマーのチルト角に影響を与える。即ち、異方性ポリマーの製造プロセスにおけるほとんど全ての条件が多少なりともチルト角に影響を与えると考えてよい。従って、重合性液晶性組成物の最適化と共に、異方性ポリマーの製造プロセスの諸条件を適宜選択することにより、目的に応じたチルト角にすることができる。
【0229】
異方性ポリマーの好ましいヘイズ値は1.5%以下であり、好ましい透過率は80%以上である。より好ましいヘイズ値は1.0%以下であり、より好ましい透過率は95%以上である。透過率については、可視光領域でこれらの条件を満たすことが好ましい。
【0230】
異方性ポリマーおよび積層体は、液晶表示素子(特に、アクティブマトリックス型およびパッシブマトリックス型の液晶表示素子)および液晶表示装置に適用する光学補償フィルムおよび反射フィルムとして有効である。異方性ポリマーおよび積層体を光学補償膜として使用するのに適している液晶表示素子の型の例として、IPS型(イン・プレーン・スイッチング)、光学的にアイソトロピックな相における切換を有するディスプレイ(例えばWO02/93244に記載)、TN型(ツイステッド・ネマティック)、STN型(スーパー・ツイステッド・ネマティック)、ECB型(電気的に制御された複屈折)、DAP型(整列相の変形効果)、CSH型(カラー・スーパー・ホメオトロピック)、VA(垂直配向)、VAN/VAC型(垂直配向したネマチック/コレステリック)、MVA(多ドメイン垂直配向)もしくはPVA(パターン化された垂直配向)、OCB型(光学的に補償された複屈折)、R−OCB(反射性OCB)、HAN(複合配向ネマティック)、OMI型(光学モード干渉)およびSBE型(超複屈折効果)が挙げられる。さらにゲスト−ホスト型、強誘電性型、反強誘電性型などの表示素子用の位相レターダーとして、この異方性ポリマーを使用することもできる。好ましいのは、アクティブマトリックス型のディスプレイにおけるTN型、STN型、VA型およびIPS型である。なお、異方性ポリマーに求められるチルト角の厚み方向の分布や厚みなどのパラメーターの最適値は、補償すべき液晶表示素子の種類とその光学パラメーターに強く依存するので、素子の種類によって異なる。
【0231】
異方性ポリマーは、偏光板などと一体化した光学素子としても使用することができ、この場合は液晶セルの外側に配置する。一方、光学補償素子としての異方性ポリマーは、セルに充填された液晶への不純物の溶出がないかまたは少ないので、液晶セルの内部に配置することも可能である。例えば、特開2006−285014号公報に開示されている方法を応用すれば、カラーフィルター上に本発明の重合性液晶層を形成することでカラーフィルターの機能を更に向上させることが可能となる。
【0232】
化合物(1)が光学活性を有するとき、異方性ポリマーは固定化されたらせん構造(helical structure)を有する。化合物(1)が光学的に不活性であるときには、この組成物(1)に光学活性化合物を添加することによって、固定化されたらせん構造を有する重合体(1)を得ることができる。
【0233】
分子配列およびらせん構造の両方が固定化された重合体(1)は、位相差膜、偏光素子、円偏光素子、楕円偏光素子、反射防止膜、選択反射膜、色補償膜、視野角補償膜、液晶配向膜等の用途に適している。
【0234】
分子配列が固定化された重合体(1)は、位相差膜、円偏光素子、楕円偏光素子、選択反射膜、色補償膜、視野角補償膜、液晶配向膜の用途に適している。らせん構造が固定化された重合体(1)は、反射防止膜、色補償膜等に適している。分子配列およびらせん構造の両方が固定化されていない重合体(1)は、反射防止膜、液晶配向膜等に適している。また、いずれの場合においても、接着剤、機械的異方性を持つ合成高分子、化粧品、装飾品、非線型光学材料および情報記憶材料等としても利用できる。分子配列の固定化や、らせん構造の固定化には前記の熱重合や光重合が適している。
【0235】
上記のような光学異方性を有する重合体(1)の特性である可視光の選択反射は、らせん構造が入射光に作用し、円偏光や楕円偏光を反射させるものである。選択反射特性はλ=n・Pitch(λは選択反射中心波長、nは平均屈折率、Pitchはらせんピッチ)で表されるため、nまたはPitchによりλおよびその帯域(Δλ)を適宜調整することができる。色純度を良くするにはΔλを小さくすればよいし、広帯域の反射を所望する際にはΔλを大きくすればよい。さらにこの選択反射は重合体の厚みの影響も大きく受ける。色純度を保つためには、厚みが小さくなりすぎないようにしなければならない。配向の均一性を保つためには、厚みが大きくなりすぎないようにしなければならない。また、目的とする素子に応じたレタデーションや異方性ポリマーの複屈折率によって適当な厚さが異なる。従って、その範囲を厳密に決定することはできないが、0.05〜50μmが好ましく、0.5〜20μmがより好ましく、1〜10μmがさらに好ましい。
【0236】
らせんピッチを可視光よりさらに短くすることで、W. H. de Jeu, Physical Properties of Liquid Crystalline Materials, Gordon and Breach, New York(1980)に記載のネガティブ型Cプレート(Negative C plate)を調製できる。らせんピッチを短くするためには、ねじり力(HTP:ヘリカル・ツイスティング・パワー)の大きな光学活性化合物を用い、さらにその添加量を増やすことで達成できる。具体的にはλを350nm以下、好ましくは200nm以下とすることで、ネガティブ型Cプレートを調製できる。このネガティブ型Cプレートは液晶表示素子のうちVAN型、VAC型、OCB型等の表示素子に適した光学補償膜となる。
【0237】
らせんピッチを可視光より長くすることで特開2004−333671号公報に記載されているような反射波長領域を近赤外(波長800〜2500nm)に設定した反射フィルムに用いることができる。らせんピッチを長くするためには、ねじり力の小さな光学活性化合物を用いたり、光学活性化合物の添加量を減らすことで達成できる。
【0238】
重合体(1)は、溶媒に溶かしてフィルム等に加工することができる。この場合、2種の重合体を混合して加工してもよい。フィルム等に加工する際には、積層させてもよい。好ましい溶媒としては、例えば、N−メチル−2−ピロリドン、ジメチルスルホキシド、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミドジメチルアセタール、テトラヒドロフラン、クロロホルム、1,4−ジオキサン、ビス(メトキシエチル)エーテル、γ−ブチロラクトン、テトラメチル尿素、トリフルオロ酢酸、トリフルオロ酢酸エチル、ヘキサフルオロ−2−プロパノール、2−メトキシエチルアセテート、メチルエチルケトンおよびシクロペンタノン、シクロヘキサノンが挙げられる。これらの溶媒は、アセトン、ベンゼン、トルエン、ヘプタンおよび塩化メチレンなどの一般的な有機溶媒と混合して用いてもよい。
【実施例】
【0239】
以下、実施例によって本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により制限されない。化合物の構造は、核磁気共鳴スペクトル、赤外吸収スペクトル、質量スペクトルで確認した。相転移温度の単位は℃であり、Cは結晶を、Nはネマチック相を、SBはスメクチックB相を、Iは等方性液体相を示す。以下に、物性値の測定法を示す。
【0240】
<重合条件>
窒素雰囲気下または大気中において、室温で250Wの超高圧水銀灯を用いて30mW/cm2(365nm)の強度の光を30秒間照射した。
【0241】
<ラビング処理済み配向膜付きガラス基板の作成>
厚さ1.1 m m のガラス基板に、配向剤(チッソ(株)製、商品名:リクソンアライナー PIA−5370)をスピンコートし、溶媒を乾燥後、230℃で30分間焼成したものをラビング処理した。
【0242】
<液晶配向状態の確認>
異方性ポリマー付基板を偏光顕微鏡観察し、配向欠陥の有無を確認した。
【0243】
<偏光解析装置による測定>
シンテック(株)製のOPTIPRO偏光解析装置を用い、異方性ポリマー付基板に波長が550nmの光を照射した。この光の入射角度をフィルム面に対して90度から減少させながらレタデーションを測定した。レタデーション(retardation;位相遅れ)はΔn×dで表される。記号Δnは光学異方性値であり、記号dは重合体フィルムの厚さである。
【0244】
<膜厚測定>
異方性ポリマー付き基板の異方性ポリマーの層を削りだして、その段差を微細形状測定装置(KLA TENCOR(株)製 アルファステップIQ)を用いて測定した。
【0245】
<光学異方性値(Δn)の評価>
ホモジニアス配向を有する異方性ポリマーについて求めたレタデーションと膜厚値から、Δn=レタデーション/膜厚として算出した。
【0246】
[実施例1]
下記に示す化合物(1−1−10)を以下のようにして合成した。
【0247】
【化63】

【0248】
1,4−シクロヘキサンジメタノールモノアクリレート52mmol、4'−ペンチルビシクロヘキサン−4−カルボン酸52mmolおよび4−ジメチルアミノピリジン(DMAP)10mmolを、ジクロロメタン100mLに加え、窒素雰囲気下で撹拌した。そこへ、1,3−ジシクロヘキシルカルボジイミド(DCC)57mmolのジクロロメタン溶液50mLを滴下した。滴下後、室温で8時間撹拌した。析出した沈殿物を濾別し、有機層を水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。減圧下で溶剤を留去し、残査をカラムクロマトグラフィーで精製し、エタノールで再結晶することにより、上記化合物(1−1−10)18mmolを得た。
【0249】
得られた化合物(1−1−10)の相転移温度およびNMR分析値は以下のとおりである。
相転移温度:C 61 I
【0250】
1H−NMR(CDCl3;δppm):6.41(d,1H),6.18−6.09(m,1H),5.83(d,1H),3.99(d,2H),3.89(d,2H),2.34−2.25(m,1H),2.13−2.01(m,2H),1.91−1.56(m,12H),1.33−0.77(m,26H).
【0251】
[実施例2]
下記に示す化合物(1−1−12)を以下のようにして合成した。
【0252】
【化64】

【0253】
1,4−シクロヘキサンジメタノールモノアクリレート52mmol、2−(4'−ペンチルビシクロヘキサン)−4−イルカルボン酸52mmolおよび4−ジメチルアミノピリジン(DMAP)10mmolを、ジクロロメタン100mLに加え、窒素雰囲気下で撹拌した。そこへ、1,3−ジシクロヘキシルカルボジイミド(DCC)57mmolのジクロロメタン溶液50mLを滴下した。滴下後、室温で8時間撹拌した。析出した沈殿物を濾別し、有機層を水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。減圧下で溶剤を留去し、残査をカラムクロマトグラフィーで精製し、エタノールで再結晶することにより、上記化合物(1−1−12)15mmolを得た。
【0254】
得られた化合物(1−1−12)の相転移温度およびNMR分析値は以下のとおりである。
相転移温度:C 72(SB 63) I
【0255】
1H−NMR(CDCl3;δppm):6.41(d,1H),6.17−6.09(m,1H),5.83(d,1H),3.99(d,2H),3.89(d,2H),2.17(d,2H),1.87−1.56(m,15H),1.33−0.77(m,26H).
【0256】
[実施例3]
下記に示す化合物(1−2−6)を以下のようにして合成した。
【0257】
【化65】

【0258】
1,4−シクロヘキサンジメタノールモノアクリレート107mmolおよびトリエチルアミン160mmolを、トルエン150mLに加え、窒素雰囲気下で撹拌した。そこへ、テレフタル酸クロライド52mmolのトルエン溶液70mLを滴下した。滴下後、室温で8時間撹拌した。析出した沈殿物を濾別し、有機層を水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。減圧下で溶剤を留去し、残査をカラムクロマトグラフィーで精製し、エタノールで再結晶することにより、上記化合物(1−2−6)31mmolを得た。
【0259】
得られた化合物(1−2−6)の相転移温度およびNMR分析値は以下のとおりである。
相転移温度:C 156 I
【0260】
1H−NMR(CDCl3;δppm):7.82(S,4H),6.44(d,2H),6.20−6.09(m,2H),5.83(d,2H),3.98(d,4H),3.90(d,4H),2.08−1.99(m,4H),1.74−1.39(m,10H),1.10−0.97(m,6H).
【0261】
[実施例4]
下記に示す化合物(1−2−12)を以下のようにして合成した。
【0262】
【化66】

【0263】
1,4−シクロヘキサンジメタノールモノアクリレート107mmol、トランス−シクロヘキサン−1,4−ジカルボン酸52mmolおよび4−ジメチルアミノピリジン(DMAP)21mmolを、ジクロロメタン300mLに加え、窒素雰囲気下で撹拌した。そこへ、1,3−ジシクロヘキシルカルボジイミド(DCC)118mmolのジクロロメタン溶液60mLを滴下した。滴下後、室温で8時間撹拌した。析出した沈殿物を濾別し、有機層を水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。減圧下で溶剤を留去し、残査をカラムクロマトグラフィーで精製し、エタノールで再結晶することにより、上記化合物(1−2−12)22mmolを得た。
【0264】
得られた化合物(1−2−12)の相転移温度およびNMR分析値は以下のとおりである。
相転移温度:C 104 I
【0265】
1H−NMR(CDCl3;δppm):6.42(d,2H),6.19−6.09(m,2H),5.83(d,2H),3.99(d,4H),3.90(d,4H),2.34−2.25(m,2H),2.05(d,4H),1.90−1.77(m,7H),1.74−1.39(m,10H),1.10−0.97(m,7H).
【0266】
実施例5,6で使用した化合物を以下に示す。
【0267】
【化67】

【0268】
化合物(M1−1−10−1)はMakromol. Chem., 190, 2255-2268 (1989) に記載の方法で合成した。
化合物(M1−2−37−1)および化合物(M1−2−40−1)はWO97/34862号パンフレットに記載の方法で合成した。
【0269】
化合物(M1−1−25−1)は、以下のように合成した。
【0270】
【化68】

【0271】
化合物(ex−1)74mmol、3',6'-ジヒドロキシベンゾノルボルネン35mmolおよび4−ジメチルアミノピリジン(DMAP)21mmolを、ジクロロメタン200mLに加え、窒素雰囲気下で撹拌した。そこへ、1,3−ジシクロヘキシルカルボジイミド(DCC)74mmolのジクロロメタン溶液100mLを滴下した。滴下後、室温で8時間撹拌した。析出した沈殿物を濾別し、有機層を水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。減圧下で溶剤を留去し、残査をカラムクロマトグラフィーで精製し、エタノールで再結晶することにより、化合物(M1−1−25−1)15mmolを得た。
【0272】
得られた化合物(M1−1−25−1)の相転移温度は以下のとおりである。
相転移温度:C 77 I
【0273】
[実施例5]
化合物(1−1−12):化合物(M1−1−10−1):化合物(M1−1−25−1)=25:25:50の重量比で、これらの化合物を混合した。この組成物をMIX(A)とする。このMIX(A)の重量1に対して、重量比0.002の非イオン性のフッ素系界面活性剤(ネオス(株)製、商品名フタージェント FTX−218)、および重量比0.06の重合開始剤イルガキュアー907(チバ・ジャパン製)を添加した。この組成物にシクロペンタノン/プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)=7/3(重量比)を加えて、溶剤の割合が70重量%である重合性液晶組成物(1)を得た。得られた重合性液晶組成物(1)は、相分離等せず均一に混合していた。
【0274】
次に、重合性液晶組成物(1)を、ラビング処理済配向膜付きガラス基板上へスピンコートにより塗布した。この時、塗布性は良好であった。
この基板を80℃で3分間加熱、室温で3分間冷却し、溶剤が除去した重合性液晶層を空気中で紫外線により重合させて、液晶の配向状態を固定させた異方性ポリマーを得た。この異方性ポリマーを偏光顕微鏡観察したところ、配向欠陥はなく、均一な配向を有していた。この異方性ポリマーのレタデーションを測定したところ、図1のような結果であり、ホモジニアス配向であった。フィルム面に対して90度のレタデーション測定値は138nmであり、膜厚は1260nmであったことからΔnは0.11と算出された。
【0275】
[実施例6]
化合物(1−1−12):化合物(M1−2−37−1):化合物(M1−2−40−1)=33:33:34の重量比で、これらの化合物を混合した。この組成物をMIX(B)とする。このMIX(B)の重量1に対して、重量比0.002の非イオン性のフッ素系界面活性剤(ネオス(株)製、商品名フタージェント FTX−218)、および重量比0.06の重合開始剤イルガキュアー907(チバ・ジャパン製)を添加した。この組成物にシクロヘキサノン/PGMEA=9/1(重量比)を加えて、溶剤の割合が75重量%である重合性液晶組成物(2)得た。得られた重合性液晶組成物(2)は、相分離等せず均一に混合していた。
【0276】
支持基材をラビング処理を行っていない配向膜付ガラス基板としたこと以外は、実施例5に記載の方法で異方性ポリマーを得た。この時、塗布性は良好であった。
この異方性ポリマーを偏光顕微鏡観察したところ、配向欠陥はなく均一な配向を有していた。この異方性ポリマーのレタデーションを測定したところ、図2のような結果であり、ホメオトロピック配向であった。
【0277】
[比較例1]
化合物(M1−2−37−1):化合物(M1−2−40−1)=50:50の重量比で、これらの化合物を混合した。この組成物をMIX(C)とする。このMIX(C)を用いたこと以外は、実施例5と同様にして異方性ポリマーの作成を試みたが、結晶化が進行し、評価が困難であった。
【0278】
上記の実施例および比較例の結果から、室温における結晶化の進行を1,4−ジメチレンシクロヘキサン骨格を有する重合性化合物を混合物中に導入することで防ぐことが可能となり、また、本発明の重合性液晶組成物から得られる異方性ポリマーは液晶の配向を維持しながら、Δnを制御することが可能となることが分かった。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
式(1)で表される化合物。
【化1】

[式(1)中、R1は式(2−1)〜(2−6)のいずれかで表わされる重合性の基、水素、塩素、フッ素、−CN、炭素数1〜10のアルキル、炭素数1〜10のアルコキシ、−CF3または−OCF3であり;
1は独立して1,4−シクロヘキシレン、1,4−シクロヘキセニレン、1,4−フェニレン、ナフタレン−2,6−ジイル、テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル、フルオレン−2,7−ジイルまたはビシクロ[2.2.2]オクタン−1,4−ジイルであり、1,4−シクロヘキシレンにおける1つまたは隣接しない2つの−CH2−は−O−で置き換えられてもよく、1,4−フェニレンにおける1つまたは2つの−CH=は−N=で置き換えられてもよく、1,4−フェニレンにおける任意の水素はハロゲン、−CN、炭素数1〜5のアルキル、炭素数1〜5のアルコキシまたは炭素数1〜5のハロゲン化アルキルで置き換えられてもよく;
1は−CO−、−COCH2−、−CO(CH22−または−COCH=CH−であり;
2は独立して単結合または炭素数1〜20のアルキレンであり、このアルキレンにおける任意の−CH2−は−O−、−CO−、−COO−、−OCO−、−CH=CH−、−CF=CF−または−C≡C−で置き換えられてもよく、任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく;
1は単結合または炭素数1〜20のアルキレンであり、このアルキレンにおける任意の−CH2−は−O−、−CO−、−COO−、−OCO−、−OCOO−または−CH=CH−で置き換えられてもよく、任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく;
mは1〜5の整数であり;
aは水素、ハロゲン、炭素数1〜5のアルキルまたは炭素数1〜5のハロゲン化アルキルである。]
【化2】

[式(2−1)〜(2−6)中、Raは独立して水素、ハロゲン、炭素数1〜5のアルキルまたは炭素数1〜5のハロゲン化アルキルである。]
【請求項2】
請求項1に記載の式(1)において、mが1〜3の整数である、請求項1に記載の化合物。
【請求項3】
請求項1に記載の式(1)において、A1が独立して1,4−シクロヘキシレン、1,4−フェニレンまたは1,3−ジオキサン−2,5−ジイルであり、1,4−フェニレンにおける任意の水素は塩素、フッ素、−CN、炭素数1〜3のアルキル、炭素数1〜3のアルコキシまたは炭素数1〜3のフルオロアルキルで置き換えられてもよい、請求項1または請求項2に記載の化合物。
【請求項4】
請求項1に記載の式(1)において、A1が独立して1,4−シクロヘキシレンまたは1,4−フェニレンであり、1,4−フェニレンにおける任意の水素は塩素、フッ素、−CN、−CH3、−OCH3または−CF3で置き換えられてもよい、請求項1〜3のいずれか1項に記載の化合物。
【請求項5】
請求項1に記載の式(1)において、Z2が独立して単結合、−CH2O−、−OCH2−、−COO−、−OCO−、−COOCH2−、−CH2COOCH2−、−CH=CH−、−(CH22COO−、−OCO(CH22−、−CH=CH−COO−、−OCO−CH=CH−または−C≡C−である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の化合物。
【請求項6】
請求項1に記載の式(1)において、Z2が独立して単結合、−COO−、−OCO−、−COOCH2−または−CH2COOCH2−である、請求項1〜5のいずれか1項に記載の化合物。
【請求項7】
請求項1に記載の式(1)において、R1が式(2−1)〜(2−6)のいずれかで表わされる重合性の基であり;Q1が炭素数1〜10のアルキレンであり、このアルキレンにおける任意の−CH2−は−O−、−COO−、−OCO−または−OCOO−で置き換えられてもよい、請求項1〜6のいずれか1項に記載の化合物。
【請求項8】
請求項1に記載の式(1)において、R1が式(2−1)で表される重合性の基である、請求項1〜7のいずれか1項に記載の化合物。
【請求項9】
請求項1に記載の式(1)において、R1が水素、塩素、フッ素、−CN、炭素数1〜10のアルキル、炭素数1〜10のアルコキシ、−CF3または−OCF3であり;Q1が単結合である、請求項1〜6のいずれか1項に記載の化合物。
【請求項10】
請求項1に記載の式(1)において、mが2である、請求項1〜9のいずれか1項に記載の化合物。
【請求項11】
請求項1〜10のいずれか1項に記載の化合物の少なくとも1つを含有する重合性液晶組成物。
【請求項12】
式(1)で表される化合物の少なくとも1つと、式(M1)および(M2)で表される化合物の群から選択される少なくとも1つの重合性化合物とを含有する重合性液晶組成物。
【化3】

[式(1)中、R1は式(2−1)で表される重合性の基、水素、塩素、フッ素、−CN、炭素数1〜10のアルキル、炭素数1〜10のアルコキシ、−CF3または−OCF3であり;
1は独立して1,4−シクロヘキシレン、1,4−シクロヘキセニレン、1,4−フェニレン、ナフタレン−2,6−ジイル、テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル、フルオレン−2,7−ジイルまたはビシクロ[2.2.2]オクタン−1,4−ジイルであり、1,4−シクロヘキシレンにおける1つまたは隣接しない2つの−CH2−は−O−で置き換えられてもよく、1,4−フェニレンにおける1つまたは2つの−CH=は−N=で置き換えられてもよく、1,4−フェニレンにおける任意の水素はハロゲン、−CN、炭素数1〜5のアルキル、炭素数1〜5のアルコキシまたは炭素数1〜5のハロゲン化アルキルで置き換えられてもよく;
1は−CO−、−COCH2−、−CO(CH22−または−COCH=CH−であり;
2は独立して単結合または炭素数1〜20のアルキレンであり、このアルキレンにおける任意の−CH2−は−O−、−CO−、−COO−、−OCO−、−CH=CH−、−CF=CF−または−C≡C−で置き換えられてもよく、任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく;
1は単結合または炭素数1〜20のアルキレンであり、このアルキレンにおける任意の−CH2−は−O−、−CO−、−COO−、−OCO−、−OCOO−または−CH=CH−で置き換えられてもよく、任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく;
mは1〜5の整数であり;
aは水素、ハロゲン、炭素数1〜5のアルキルまたは炭素数1〜5のハロゲン化アルキルである。]
【化4】

[式(2−1)中、Raは水素、ハロゲン、炭素数1〜5のアルキルまたは炭素数1〜5のハロゲン化アルキルである。]
【化5】

[式(M1)および(M2)中、R2は独立して式(2−1)〜(2−6)のいずれかで表される重合性の基であり;
3は独立して式(2−1)〜(2−6)のいずれかで表される重合性の基、炭素数1〜10のアルキル、炭素数1〜10のアルコキシ、水素、塩素、フッ素、−CN、−CF3または−OCF3であり;
2は独立して1,4−シクロヘキシレン、1,4−フェニレン、ナフタレン−2,6−ジイル、テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル、フルオレン−2,7−ジイル、ビシクロ[2.2.2]オクタン−1,4−ジイル、トリプチセン−1,4−ジイルまたは1,4−フェニレンノルボルネンであり、この1,4−フェニレンおよびフルオレン−2,7−ジイルにおける任意の水素はハロゲン、−CN、炭素数1〜5のアルキル、炭素数1〜5のアルコキシまたは炭素数1〜5のハロゲン化アルキルで置き換えられてもよく;
3は独立して単結合、−CH2O−、−OCH2−、−COO−、−OCO−、−C≡C−、−CH=CHCOO−、−OCOCH=CH−、−(CH22COO−、−OCO(CH22−、−COO(CH22−、−(CH22OCO−、−(CH22−または−O(CH22O−であり;
2は独立して単結合または炭素数1〜20のアルキレンであり、このアルキレンにおける任意の−CH2−は−O−、−CO−、−COO−、−OCO−、−OCOO−または−CH=CH−で置き換えられてもよく、任意の水素はハロゲンで置き換えられてもよく;
nは1〜5の整数であり;
xは0または1である。]
【化6】

[式(2−1)〜(2−6)中、Raは独立して水素、ハロゲン、炭素数1〜5のアルキルまたは炭素数1〜5のハロゲン化アルキルである。]
【請求項13】
請求項12に記載の式(1)において、A1が独立して1,4−シクロヘキシレン、1,4−フェニレンまたは1,3−ジオキサン−2,5−ジイルであり、1,4−フェニレンにおける任意の水素は塩素、フッ素、−CN、炭素数1〜3のアルキル、炭素数1〜3のアルコキシまたは炭素数1〜3のフルオロアルキルで置き換えられてもよく;
2が独立して単結合、−CH2O−、−OCH2−、−COO−、−OCO−、−COOCH2−、−CH2COOCH2−、−CH=CH−、−(CH22COO−、−OCO(CH22−、−CH=CH−COO−、−OCO−CH=CH−または−C≡C−であり;
1が単結合または炭素数1〜10のアルキレンであり、このアルキレンにおける任意の−CH2−は−O−、−COO−、−OCO−または−OCOO−で置き換えられてもよく;
mが1〜3であり、
請求項12に記載の式(M1)および(M2)において、
3が独立して式(2−1)で表される重合性の基、炭素数1〜8のアルキル、炭素数1〜8のアルコキシ、塩素、フッ素、−CN、−CF3または−OCF3であり;
2が独立して1,4−シクロヘキシレン、1,4−フェニレンまたは1,4−フェニレンノルボルネンであり、この1,4−フェニレンにおける任意の水素は塩素、フッ素、−CN、炭素数1〜3のアルキル、炭素数1〜3のアルコキシまたは炭素数1〜3のハロゲン化アルキルで置き換えられてもよく;
3が独立して単結合、−CH2O−、−OCH2−、−COO−、−OCO−、−C≡C−、−CH=CHCOO−、−OCOCH=CH−、−(CH22COO−または−OCO(CH22−であり;
2が独立して単結合または炭素数1〜10のアルキレンであり、このアルキレンにおける任意の−CH2−は−O−、−COO−、−OCO−または−OCOO−で置き換えられてもよく;
nが2または3の整数である、
請求項12に記載の重合性液晶組成物。
【請求項14】
請求項12に記載の式(1)において、
1が独立して1,4−シクロヘキシレンまたは1,4−フェニレンであり、1,4−フェニレンにおける任意の水素は塩素、フッ素、−CH3、−OCH3または−CF3で置き換えられてもよく;
2が独立して単結合、−COO−、−OCO−、−COOCH2−または−CH2COOCH2−であり;
1が独立して炭素数1〜10のアルキレンであり、このアルキレンにおける環に最も近い−CH2−は−O−、−COO−、−OCO−または−OCOO−で置き換えられてもよく;
mが2であり、
請求項12に記載の式(M1)および(M2)において、
3が独立して独立して式(2−1)で表される重合性の基、炭素数1〜5のアルキル、炭素数1〜5のアルコキシ、−CN、フッ素または−OCF3であり;
2が独立して1,4−シクロヘキシレン、1,4−フェニレン、モノフルオロ−1,4−フェニレンまたはジフルオロ−1,4−フェニレンであり;
3が独立して単結合、−COO−、−OCO−、−CH=CHCOO−、−OCOCH=CH−、−(CH22COO−または−OCO(CH22−であり;
2が独立して単結合または炭素数1〜10のアルキレンであり、このアルキレンにおける環に最も近い−CH2−は−O−、−COO−、−OCO−または−OCOO−で置き換えられてもよく;
nが2または3である、
請求項12または請求項13に記載の重合性液晶組成物。
【請求項15】
請求項12に記載の式(1)で表わされる化合物と、請求項12に記載の式(M1)および(M2)で表される化合物の群から選択される重合性化合物との合計量100重量%に対し、請求項12に記載の式(1)で表される化合物の含有量が1〜90重量%であり、
請求項12に記載の式(M1)および式(M2)で表される化合物の群から選択される重合性化合物の含有量が10〜99重量%である、請求項12〜14のいずれか1項に記載の重合性液晶組成物。
【請求項16】
請求項12に記載の式(1)で表わされる化合物と、請求項12に記載の式(M1)および(M2)で表される化合物の群から選択される重合性化合物との合計量100重量%に対し、請求項12に記載の式(1)で表される化合物の含有量が3〜85重量%であり、
請求項12に記載の式(M1)および式(M2)で表される化合物の群から選択される重合性化合物の含有量が15〜97重量%である、請求項12〜14のいずれか1項に記載の重合性液晶組成物。
【請求項17】
請求項12に記載の式(1)で表される化合物以外の液晶性を有しない重合性化合物をさらに含有する、請求項11〜16のいずれか1項に記載の重合性液晶組成物。
【請求項18】
非重合性の液晶性化合物をさらに含有する、請求項11〜17のいずれか1項に記載の重合性液晶組成物。
【請求項19】
重合性の光学活性化合物をさらに含有する、請求項11〜18のいずれか1項に記載の重合性液晶組成物。
【請求項20】
非重合性の光学活性化合物をさらに含有する、請求項11〜19のいずれか1項に記載の重合性液晶組成物。
【請求項21】
請求項11〜20のいずれか1項に記載の重合性液晶組成物を重合することによって得られるポリマーフィルム。
【請求項22】
請求項11〜20のいずれか1項に記載の重合性液晶組成物を重合することによって得られる異方性ポリマー。
【請求項23】
重合性液晶組成物の配向形態がホモジニアス配向、チルト配向、ツイスト配向、ホメオトロピック配向のいずれか1つである、請求項22に記載の異方性ポリマー。
【請求項24】
重合性液晶組成物の配向形態をラビング処理、光配向処理、イオンビーム処理、コロナ処理、プラズマ処理のいずれか1つの方法により制御する、請求項22または請求項23に記載の異方性ポリマー。
【請求項25】
ガラス基板またはプラスチック基板からなる支持基材と、請求項22〜24のいずれか1項に記載の異方性ポリマーとを有する積層体。
【請求項26】
請求項22〜24のいずれか1項に記載の異方性ポリマーおよび/または請求項25に記載の積層体を有する光学補償フィルム。
【請求項27】
請求項22〜24のいずれか1項に記載の異方性ポリマーおよび/または請求項25に記載の積層体を有する反射フィルム。
【請求項28】
請求項26に記載の光学補償フィルムを有する液晶表示素子。
【請求項29】
請求項27に記載の反射フィルムを有する液晶表示素子。
【請求項30】
請求項26に記載の光学補償フィルムを有する液晶表示装置。
【請求項31】
請求項27に記載の反射フィルムを有する液晶表示素装置。

【図1】
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【図2】
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【公開番号】特開2011−246365(P2011−246365A)
【公開日】平成23年12月8日(2011.12.8)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−119274(P2010−119274)
【出願日】平成22年5月25日(2010.5.25)
【出願人】(311002067)JNC株式会社 (208)
【出願人】(596032100)JNC石油化学株式会社 (309)
【Fターム(参考)】