CN104662127A - 液晶组合物及其制造方法以及膜 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种使用不同的2种以上的羧酸作为原料的一种，通过单个步骤制造结晶化抑制能力、溶解性及液晶性高的液晶组合物的方法。本发明是一种液晶组合物的制造方法，其通过使式(III)所示的化合物与式(IV)所示的羧酸及式(V)所示的羧酸反应，而同时获得式(I)所示的液晶化合物及式(II)所示的液晶化合物(P1为聚合性基；Sp1为碳数3～12的二价脂肪族基等。T1为1，4-亚苯基；T2为单键、具有环状结构的二价基；A1为-COO-等；A2、A3为-OCO-等；B为具有环状结构的二价基；X为氢原子、碳数1～12的烷基等；Y1、Y2为O、NR1、S；R1为氢原子、甲基)。式(I)P1-Sp1-T1-A1-B-A2-T1-Sp1-P1；式(II)P1-Sp1-T1-A1-B-A3-T2-X；式(III)HY1-B-Y2H；式(IV)P1-Sp1-T1-COOH；式(V)X-T2-COOH。

Description

液晶组合物及其制造方法以及膜
技术领域
本发明涉及一种有效用于以光学各向异性膜、隔热膜等各种光学构件的材料为代表的各种用途的液晶组合物及其制造方法以及使用液晶组合物的膜。
背景技术
用于制作光学各向异性膜的聚合性液晶常常在涂布工序或干燥后的工序中结晶化，而一直成为问题。
相对于此，已知通过在目标聚合性液晶中混合其他聚合性液晶，而可抑制结晶化。例如至今为止已知如下的例子：通过使用将分子的末端具有2个(甲基)丙烯酰基的(甲基)丙烯酸酯化合物与其他聚合性液晶化合物并用而成的组合物、或在聚合性液晶的制造时制备成为分子的两末端具有(甲基)丙烯酰基与烷基的无规混合物而成的组合物，而抑制结晶化，但结晶化抑制效果不充分。
另外，作为制造包含2种以上聚合性液晶的液晶组合物的方法，报告有使用2种以上原料而通过单个步骤制造包含2种以上聚合性液晶的液晶组合物的方法。例如专利文献1中记载有以下方法：使用具有羟基或其衍生物的化合物、与具有非羧基系脱离基及聚合性基的亲核性化合物，合成包含2种以上聚合性液晶的液晶混合物；并记载能以短时间且低成本制造液晶性高的液晶组合物。专利文献2中记载有以下方法：使具有羟基等的化合物、与具有羧基衍生物及聚合性基的化合物反应，而制造包含2种以上聚合性液晶的组合物。
[现有技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本专利特表2001-521538号公报
[专利文献2]国际公开WO96/04351号公报
发明内容
发明要解决的课题
专利文献1或专利文献2中所记载的方法，在经济上、或所制造的组合物的性能上无法令人满意。而且，专利文献1中所记载的方法中，合成法仅记载1种(先制作核、再附上侧链的方法)，是仅制作侧链与核的键结形式受到限制的范围的聚合性液晶的混合组合物的方法。另外，专利文献2中也未记载通过单个步骤合成仅具有1个聚合性基的单官能聚合性液晶与具有2个聚合性基的2官能聚合性液晶而制造液晶组合物的方法。另外，并未暗示制造此种液晶组合物的方法。
本发明所欲解决的课题是提供一种使用不同的2种以上的羧酸作为原料的一种，通过单个步骤制造结晶化抑制能力、溶解性及液晶性高的液晶组合物的方法。
解决问题的技术手段
本发明者为了解决上述课题而进行努力研究，结果发现，通过使用具有特定结构、且不同的2种以上的羧酸(具有聚合性基的与不具有聚合性基的)，以及具有特定结构、且对苯二酚等作为原料进行反应，而可通过单个步骤制造结晶化抑制能力、溶解性及液晶性高的液晶组合物。
作为用以解决上述课题的手段的本发明如以下所述。
[1]一种液晶组合物的制造方法，其特征在于：通过使下述通式(III)所示的化合物与下述通式(IV)所示的羧酸及下述通式(V)所示的羧酸反应，而同时获得下述通式(I)所示的液晶化合物及下述通式(II)所示的液晶化合物：
P1-Sp1-T1-A1-B-A2-T1-Sp1-P1  通式(I)
P1-Sp1-T1-A1-B-A3-T2-X  通式(II)
HY1-B-Y2H  通式(III)
P1-Sp1-T1-COOH  通式(IV)
X-T2-COOH  通式(V)
(通式(I)～通式(V)中，
P1表示聚合性基；
Sp1表示可具有取代基的碳数3～12的二价脂肪族基，脂肪族基中的1个CH2或不邻接的2个以上CH2可被-O-、-S-、-OCO-、-COO-或-OCOO-取代；
T1表示1，4-亚苯基；
T2表示单键或具有环状结构的二价基；
A1表示-COO-、-CONR1-(R1表示氢原子或甲基)或-COS-；
A2及A3分别独立地表示-OCO-、-NR1CO-(R1表示氢原子或甲基)或-SCO-；
B表示可具有取代基的具有环状结构的二价基；
X表示氢原子、分支或直链状的碳数1～12的烷基、分支或直链状的碳数1～12的烷氧基、苯基、氰基、卤素原子、硝基、乙酰基、乙烯基、甲酰基、-OC(＝O)R(R为碳数1～12的烷基)、N-乙酰基酰胺基、丙烯酰氨基、N，N-二甲基氨基、N-顺丁烯二酰亚胺基、甲基丙烯酰氨基、烯丙氧基、烷基的碳数为1～4的N-烷氧基氨甲酰基、烯丙氧基氨甲酰基、N-(2-甲基丙烯酰氧基乙基)氨甲酰氧基、N-(2-丙烯酰氧基乙基)氨甲酰氧基或下述式(V-I)所示的结构；
Y1及Y2分别独立地表示O、NR1(R1表示氢原子或甲基)或S)
-A4-T4-Sp2-P2  式(V-I)
(式(V-I)中，P2表示聚合性基或氢原子，A4、T4、Sp2分别独立地与A2、T2、Sp1同义)。
[2]根据[1]所述的液晶组合物的制造方法，其中优选为通式(I)～通式(V)中，X表示氢原子、分支或直链状的碳数1～12的烷基、分支或直链状的碳数1～12的烷氧基、苯基、氰基、卤素原子、硝基、乙酰基或乙烯基。
[3]根据[1]或[2]所述的液晶组合物的制造方法，其中优选为进一步包括：通过在混合酸酐或酸卤化物中导入通式(IV)所示的羧酸及通式(V)所示的羧酸而进行活化的工序；并且在活化工序后，在碱的存在下使通式(III)所示的化合物与经活化的通式(IV)所示的羧酸及通式(V)所示的羧酸反应。
[4]根据[1]至[3]中任一项所述的液晶组合物的制造方法，其中优选为通式(IV)所示的羧酸与通式(V)所示的羧酸的投入比以摩尔比计为75∶25～99∶1的范围。
[5]根据[1]至[4]中任一项所述的液晶组合物的制造方法，其中优选为通式(I)所示的化合物与通式(II)所示的化合物的生成比以摩尔比计为50∶50～98∶2的范围。
[6]根据[1]至[5]中任一项所述的液晶组合物的制造方法，其中优选为液晶组合物中的通式(I)所示的化合物与通式(II)所示的化合物的组成比以质量比计为50∶50～95∶5的范围。
[7]根据[1]至[6]中任一项所述的液晶组合物的制造方法，其中优选为B为下述连结基群组(VI)所含的连结基的任一种：
[化1]
连结基群组(VI)
(连结基群组(VI)中，R2～R10分别独立地表示氢原子、分支或直链状的碳数1～4的烷基、分支或直链状的碳数1～4的烷氧基、卤素原子、或碳数1～3的烷氧基羰基)。
[8]根据[1]至[7]中任一项所述的液晶组合物的制造方法，其中优选为T2为下述连结基群组(VII)所含的连结基的任一种：
[化2]
连结基群组(VII)
[9]根据[1]至[8]中任一项所述的液晶组合物的制造方法，其中优选为B为下述连结基群组(VIII)所含的连结基的任一种：
[化3]
连结基群组(VIII)
[10]根据[1]至[9]中任一项所述的液晶组合物的制造方法，其中优选为X表示分支或直链状的碳数1～4的烷基、直链状的碳数1或2的烷氧基、或苯基。
[11]根据[1]至[10]中任一项所述的液晶组合物的制造方法，其中优选为Y1及Y2为O，A1为-COO-，A2及A3为-OCO-。
[12]一种液晶组合物，其由根据[1]至[11]中任一项所述的液晶组合物的制造方法而制造。
[13]一种膜，其具有将根据[12]所述的液晶组合物中的液晶化合物的取向进行固定而成的光学各向异性层。
[14]根据[13]所述的膜，其中优选为光学各向异性层是将液晶化合物的胆甾醇型取向进行固定而成。
[15]根据[14]所述的膜，其中优选为表现出选择反射特性。
[16]根据[14]或[15]所述的膜，其中优选为在红外线波长区域表现出选择反射特性。
[17]根据[13]所述的膜，其中优选为光学各向异性层是将液晶化合物的水平取向(homogeneous alignment)进行固定而成。
[18]根据上述[13]所述的膜，其中优选为光学各向异性层是将液晶化合物的垂直取向(homeotropic alignment)进行固定而成。
[19]一种偏光板，其包含根据[17]或[18]所述的膜、及偏光膜。
[20]一种液晶显示装置，其包含根据[19]所述的偏光板。
发明的效果
根据本发明，可提供一种使用不同的2种以上的羧酸作为原料的一种，而通过单个步骤制造结晶化抑制能力、溶解性及液晶性高的液晶组合物的方法。
附图说明
图1是实施例1的液晶性组合物与比较例1的液晶性组合物的X射线衍射光谱。
图2是实施例6的液晶性组合物与比较例2的液晶性组合物的X射线衍射光谱。
具体实施方式
以下，对本发明详细地进行说明。以下所记载的构成要件的说明有时根据本发明的代表性的实施方式或具体例而成，但本发明并不限定于此种实施方式或具体例。另外，本说明书中，使用“～”而表示的数值范围是指包含“～”的前后所记载的数值作为下限值及上限值的范围。
[液晶组合物的制造方法]
本发明的液晶组合物的制造方法的特征在于：通过使下述通式(III)所示的化合物与下述通式(IV)所示的羧酸及下述通式(V)所示的羧酸反应，而同时获得下述通式(I)所示的液晶化合物及下述通式(II)所示的液晶化合物。
P1-Sp1-T1-A1-B-A2-T1-Sp1-P1  通式(I)
P1-Sp1-T1-A1-B-A3-T2-X  通式(II)
HY1-B-Y2H  通式(III)
P1-Sp1-T1-COOH  通式(IV)
X-T2-COOH  通式(V)
(通式(I)～通式(V)中，P1表示聚合性基。Sp1表示可具有取代基的碳数3～12的二价脂肪族基，脂肪族基中的1个CH2或不邻接的2个以上CH2可被-O-、-S-、-OCO-、-COO-或-OCOO-取代。T1表示1，4-亚苯基。T2表示单键或具有环状结构的二价基。A1表示-COO-、-CONR1-(R1表示氢原子或甲基)或-COS-。A2及A3分别独立地表示-OCO-、-NR1CO-(R1表示氢原子或甲基)或-SCO-。B表示可具有取代基的具有环状结构的二价基。X表示氢原子、分支或直链状的碳数1～12的烷基、分支或直链状的碳数1～12的烷氧基、苯基、氰基、卤素原子、硝基、乙酰基、乙烯基、甲酰基、-OC(＝O)R(R为碳数1～12的烷基)、N-乙酰基酰胺基、丙烯酰氨基、N，N-二甲基氨基、N-顺丁烯二酰亚胺基、甲基丙烯酰氨基、烯丙氧基、烷基的碳数为1～4的N-烷氧基氨甲酰基、烯丙氧基氨甲酰基、N-(2-甲基丙烯酰氧基乙基)氨甲酰氧基、N-(2-丙烯酰氧基乙基)氨甲酰氧基或下述式(V-I)所示的结构。Y1及Y2分别独立地表示O、NR1(R1表示氢原子或甲基)或S。)
-A4-T4-Sp2-P2  式(V-I)
(式(V-I)中，P2表示聚合性基或氢原子，A4、T4、Sp2分别独立地与上述A2、T2、Sp1同义。)
通过此种构成，根据本发明的制造方法，而可提供使用不同的2种以上的羧酸作为原料的一种，而通过单个步骤制造结晶化抑制能力、溶解性及液晶性高的液晶组合物的方法。
<合成流程·合成顺序·反应条件>
所谓“同时”获得上述通式(I)所示的液晶化合物及上述通式(II)所示的液晶化合物，并非限定于以相同的时序合成两种液晶化合物，而是指通过使上述通式(III)所示的化合物与上述通式(IV)所示的羧酸及上述通式(V)所示的羧酸反应而以一锅(one pot)获得。
以下表示本发明的液晶组合物的制造方法的合成流程的例子。另外，本说明书中，化合物(I)～化合物(V)分别表示上述通式(I)～通式(V)所示的化合物。
合成流程
[化4]
本发明的液晶组合物的制造方法的合成顺序并无特别限制，可为上述合成流程以外的合成顺序。
上述通式(IV)所示的羧酸及上述通式(V)所示的羧酸的添加顺序并无特别限制。
本发明的液晶组合物的制造方法优选为进一步包括：通过在混合酸酐或酸卤化物中导入上述通式(IV)所示的羧酸及上述通式(V)所示的羧酸而进行活化的工序；并且在上述活化工序后，在碱的存在下，使上述通式(III)所示的化合物与经活化的上述通式(IV)所示的羧酸及上述通式(V)所示的羧酸反应。
作为上述活化工序中所用的活化剂，并无特别限制，可使用：甲磺酰氯或甲苯磺酰氯等。作为上述碱，并无特别限制，可使用：三级胺〔例如三乙基胺、二异丙基乙基胺)、无机盐等。上述活化工序优选为在冰浴冷却下进行。
就上述通式〔III)所示的化合物不会因活化剂而受到不良影响的观点而言，优选为在上述活化工序后添加上述通式〔III)所示的化合物。优选为在上述活化工序后，在碱的存在下，在冰浴冷却下在经活化的上述通式〔IV)所示的羧酸及上述通式〔V)所示的羧酸中，添加上述通式〔III)所示的化合物。关于使上述通式〔III)所示的化合物与经活化的上述通式〔IV)所示的羧酸及上述通式〔V)所示的羧酸反应时的条件，并无特别限制，优选为0℃～30℃，更优选为10℃～25℃。
<通式〔III)所示的化合物>
本发明的液晶组合物的制造方法是使用下述通式〔III)所示的化合物作为原料的一种。
HY1-B-Y2H  通式〔III)
通式〔III)中，B表示可具有取代基的具有环状结构的二价基。Y1及Y2分别独立地表示O、NR1〔R1表示氢原子或甲基)或S。
B表示可具有取代基的具有环状结构的二价基，优选为下述连结基群组〔VI)所含的连结基的任一种。
[化5]
连结基群组〔VI)
连结基群组〔VI)中，R2～R10分别独立地表示氢原子、分支或直链状的碳数1～4的烷基、分支或直链状的碳数1～4的烷氧基、卤素原子、或碳数1～3的烷氧基羰基。
更优选为R2～R10分别独立地为氢原子、分支或直链状的碳数1～4的烷基，特别优选为氢原子、直链状的碳数1或2的烷基。
上述B进而特别优选为下述连结基群组〔VIII)所含的连结基的任一种。
[化6]
连结基群组〔VIII)
Y1及Y2分别独立地表示O、NR1〔R1表示氢原子或甲基)或S，更优选为O。
以下表示通式〔III)所示的化合物的例子，但本发明并不限定于以下例子。
[化7]
<通式(IV)所示的羧酸>
本发明的液晶组合物的制造方法是使用下述通式(IV)所示的羧酸作为原料的一种。
P1-Sp1-T1-COOH  通式(IV)
上述通式(IV)中，P1表示聚合性基。Sp1表示可具有取代基的碳数3～12的二价脂肪族基，脂肪族基中的1个CH2或不邻接的2个以上CH2可被-O-、-S-、-OCO-、-COO-或-OCOO-取代。T1表示1，4-亚苯基。
上述P1表示聚合性基，作为聚合性基，并无特别限制，关于聚合性基的详细内容或优选的范围，可参照日本专利特开2002-129162号公报的[0161]～[0171]。上述P1优选为乙烯性不饱和双键基，更优选为甲基丙烯酰基或丙烯酰基，特别优选为丙烯酰基。
上述Sp1表示可具有取代基的碳数3～12的二价脂肪族基，脂肪族基中的1个CH2或不邻接的2个以上CH2可被-O-、-S-、-OCO-、-COO-或-OCOO-取代。
Sp1表示可具有取代基的碳数3～12的二价亚烷基，更优选为碳数3～8的亚烷基，进而优选为碳数3～6的亚烷基，亚烷基中的不邻接的亚甲基可被-O-取代。亚烷基可有分支也可无分支，但优选为无分支的直链亚烷基。
以下表示通式〔IV)所示的羧酸的例子，但本发明并不限定于以下例子。
[化8]
<通式〔V)所示的羧酸>
本发明的液晶组合物的制造方法是使用下述通式〔V)所示的羧酸作为原料的一种。
X-T2-COOH  通式〔V)
上述通式〔V)中，T2表示单键或具有环状结构的二价基。X表示氢原子、分支或直链状的碳数1～12的烷基、分支或直链状的碳数1～12的烷氧基、苯基、氰基、卤素原子、硝基、乙酰基乙烯基、甲酰基、-OC(＝O)R〔R为碳数1～12的烷基)、N-乙酰基酰胺基、丙烯酰氨基、N，N-二甲基氨基、N-顺丁烯二酰亚胺基、甲基丙烯酰氨基、烯丙氧基、烷基的碳数为1～4的N-烷氧基氨甲酰基、烯丙氧基氨甲酰基、N-(2-甲基丙烯酰氧基乙基)氨甲酰氧基、N-(2-丙烯酰氧基乙基)氨甲酰氧基或下述式〔V-I)所示的结构。
-A4-T4-Sp2-P2  式〔V-I)
〔式〔V-I)中，P2表示聚合性基或氢原子，A4、T4、Sp2分别独立地与上述A2、T2、Sp1同义。)
上述T2表示单键或具有环状结构的二价基，优选为单键或具有二价芳香族烃基或二价杂环基的二价基，更优选为二价芳香族烃基或二价杂环基
上述芳香族烃基的碳数优选为6～22，更优选为6～14，进而优选为6～10，进而更优选为6。在上述二价芳香族烃气的碳数为6时，优选为在间位或对位具有结合键，特别优选为在对位具有结合键。
上述二价杂环基优选为具有5元、6元或7元的杂环。上述二价杂环基更优选为5元环或6元环，最优选为6元环。作为构成杂环的杂原子，优选为氮原子、氧原子及硫原子。杂环优选为芳香族杂环。芳香族杂环通常为不饱和杂环。芳香族杂环更优选为具有最多双键的不饱和杂环。杂环的例子包括：呋喃环、噻吩环、吡咯环、吡咯啉环、吡咯烷环、噁唑环、异噁唑环、噻唑环、异噻唑环、咪唑环、咪唑啉环、咪唑烷环、吡唑环、吡唑啉环、吡唑烷环、三唑环、呋呫环、四唑环、吡喃环、噻哌喃环、吡啶环、哌啶环、噁嗪环、吗啉环、噻嗪环、哒嗪环、嘧啶环、吡嗪环、哌嗪环及三嗪环。
上述二价芳香族烃基或二价杂环基可进一步具有二价连结基。作为上述二价连结基，优选为碳数2～4的烯基，更优选为碳数2的烯基。
本发明的液晶组合物的制造方法优选为上述T2为下述连结基群组〔VII)所含的连结基的任一种。
[化9]
连结基群组〔VII)
上述X表示氢原子、分支或直链状的碳数1～12的烷基、分支或直链状的碳数1～12的烷氧基、苯基、氰基、卤素原子、硝基、乙酰基或乙烯基，优选为表示氢原子、分支或直链状的碳数1～4的烷基、直链状的碳数1或2的烷氧基、或苯基，更优选为分支或直链状的碳数1～4的烷基、直链状的碳数1或2的烷氧基、或苯基，特别优选为直链状的碳数1～4的烷基、苯基。
另外，上述X表示甲酰基、乙酰氧基、N-乙酰基酰胺基、丙烯酰氨基、N，N-二甲基氨基、N-顺丁烯二酰亚胺基、甲基丙烯酰氨基、烯丙氧基、烷基的碳数为1～4的N-烷氧基氨甲酰基、烯丙氧基氨甲酰基、N-(2-甲基丙烯酰氧基乙基)氨甲酰氧基、N-(2-丙烯酰氧基乙基)氨甲酰氧基或上述式(V-I)所示的结构。
其中，优选为丙烯酰氨基、甲基丙烯酰氨基、烯丙氧基、烯丙氧基氨甲酰基、或式(V-I)所示的结构，更优选为丙烯酰氨基、甲基丙烯酰氨基、或式(V-I)所示的结构。
关于式(V-I)，P2表示聚合性基或氢原子，优选为聚合性基。优选的聚合性基的范围与上述P1同义。A4、T4、Sp2分别独立地与上述A2、T2、Sp1同义，优选的范围也相同。
作为式(V-I)，特别优选为上述P2为甲基丙烯酰基或丙烯酰基，Sp2为碳数1～12的二价无分支的亚烷基，亚烷基中的1个CH2或不邻接的2个以上CH2可被-O-、-OCO-、-COO-或-OCOO-取代，T4为1，4-亚苯基，A4为-OCO-。
以下表示通式(V)所示的羧酸的例子，但本发明并不限定于以下例子。
[化10]
[化11]
本发明的液晶组合物的制造方法中，上述通式(IV)所示的羧酸与上述通式(V)所示的羧酸的投入比以摩尔比计，优选为75∶25～99∶1的范围，更优选为77∶33～95∶5的范围，特别优选为80∶20～90∶10的范围。
<通式(I)所示的液晶化合物及通式(II)所示的化合物>
本发明的液晶组合物的制造方法的特征在于：同时获得下述通式(I)所示的液晶化合物及下述通式(II)所示的液晶化合物。
P1-Sp1-T1-A1-B-A2-T1-Sp1-P1  通式(I)
P1-Sp1-T1-A1-B-A3-T2-X  通式(II)
上述通式(I)及通式(II)中，P1表示聚合性基。Sp1表示可具有取代基的碳数3～12的二价脂肪族基，脂肪族基中的1个CH2或不邻接的2个以上CH2可被-O-、-S-、-OCO-、-COO-或-OCOO-取代。T1表示1，4-亚苯基。T2表示单键或具有环状结构的二价基。A1表示-COO-、-CONR1-(R1表示氢原子或甲基)或-COS-。A2及A3分别独立地表示-OCO-、-NR1CO-(R1表示氢原子或甲基)或-SCO-。B表示可具有取代基的具有环状结构的二价基。
X表示氢原子、分支或直链状的碳数1～12的烷基、分支或直链状的碳数1～12的烷氧基、苯基、氰基、卤素原子、硝基、乙酰基、乙烯基、甲酰基、-OC(＝O)R(R为碳数1～12的烷基)、N-乙酰基酰胺基、丙烯酰氨基、N，N-二甲基氨基、N-顺丁烯二酰亚胺基、甲基丙烯酰氨基、烯丙氧基、烷基的碳数为1～4的N-烷氧基氨甲酰基、烯丙氧基氨甲酰基、N-(2-甲基丙烯酰氧基乙基)氨甲酰氧基、N-(2-丙烯酰氧基乙基)氨甲酰氧基或上述式(V-I)所示的结构。
上述通式(I)及通式(II)中，P1、Sp1、T2、B及X的优选的范围，与上述通式(III)～通式(V)中的P1、Sp1、T2、B及X的优选的范围相同。
上述通式(I)及通式(II)中，A1表示-COO-、-CONR1-(R1表示氢原子或甲基)或-COS-，更优选为-COO-。
上述通式(I)及通式(II)中，A2及A3分别独立地表示-OCO-、-NR1CO-(R1表示氢原子或甲基)或-SCO-，更优选为-OCO-。
上述通式(I)及通式(II)中，特别优选为上述A1为-COO-，且上述A2及A3为-OCO-。
以下，表示上述通式(I)所示的化合物的具体例，但本发明并不限定于以下例子。
[化12]
[化13]
以下，表示上述通式(II)所示的化合物的具体例，但本发明并不限定于以下例子。
[化14]
[化15]
[化16]
[化17]
[化18]
[化19]
[化20]
[化21]
<液晶组合物的组成>
本发明的液晶组合物的制造方法中，上述通式(I)所示的化合物与上述通式(II)所示的化合物的生成比以摩尔比计，优选为50∶50～98∶2的范围，更优选为60∶40～96∶4的范围，特别优选为70∶30～94∶6的范围。
本发明的液晶组合物的制造方法中，液晶组合物中的上述通式(I)所示的化合物与上述通式(II)所示的化合物的组成比以质量比计，优选为50∶50～95∶5的范围，更优选为60∶40～95∶5的范围，特别优选为70∶30～92∶8的范围。
[液晶组合物]
本发明的液晶组合物的特征在于由本发明的液晶组合物的制造方法而制造。此种液晶组合物的液晶结构与并非由本发明的液晶组合物的制造方法而制造的液晶组合物不同，其结果是溶解性或结晶化抑制能力高。
本发明的液晶组合物的向列型-各向同性(Iso)相转移温度优选为80℃～160℃，更优选为90℃～150℃。
[膜的构成]
本发明的膜是将本发明的液晶组合物中的液晶化合物的取向(例如水平取向、垂直取向、胆甾醇型取向、混合(hybrid)取向等)进行固定而成，且表现出光学各向异性的膜。此时，将本发明的液晶组合物中的液晶化合物的取向进行固定而成的光学各向异性层可具有2层以上。该膜例如可用作扭转向列(Twisted Nematic，TN)模式、共面切换(In-plane Switching，IPS)模式等液晶显示装置的光学补偿膜或1/2波长膜、1/4波长膜、相位差膜，而且可用于利用胆甾醇型取向的选择反射的反射膜。
(反射膜)
本发明的膜可用作反射膜。作为本发明的膜，优选为将本发明的液晶组合物中的液晶化合物的胆甾醇型取向进行固定而成的膜。
(其他添加剂)
在将本发明的液晶组合物用于例如利用胆甾醇型取向的选择反射的反射膜时，液晶组合物除了聚合性液晶外，可根据需要含有溶剂、包含不对称碳原子(asymmetric carbon atom)的化合物、或聚合性引发剂(后述)或其他添加剂(例如纤维素酯)。
光学活性化合物(手性剂)：
上述液晶组合物可表现胆甾醇型液晶相，因此优选为含有光学活性化合物。但在上述棒状液晶化合物为具有不正碳原子的分子时，还存在即便不添加光学活性化合物，也可稳定地形成胆甾醇型液晶相的情况。上述光学活性化合物可选自公知的各种手性剂(例如记载于《液晶装置手册》、第3章4-3项、TN、超扭转向列(Super Twisted Nematic，STN)用手性剂、第199页、日本学术振兴会第142委员会编、1989)。光学活性化合物通常包含不对称碳原子，但不含不对称碳原子的轴性不对称化合物或面性不对称化合物也可用作手性剂。轴性不对称化合物或面性不对称化合物的例子包括：联萘、螺烯(helicene)、对环芳烷(paracyclophane)及这些的衍生物。光学活性化合物(手性剂)可具有聚合性基。在光学活性化合物具有聚合性基、并且所并用的棒状液晶化合物也具有聚合性基时，可通过聚合性光学活性化合物与聚合性棒状液晶合物的聚合反应，而形成具有由棒状液晶化合物衍生的重复单元、与由光学活性化合物衍生的重复单元的聚合物。在该形态下，聚合性光学活性化合物所具有的聚合性基优选为与聚合性棒状液晶化合物所具有的聚合性基为同种基团。因此，光学活性化合物的聚合性基也优选为不饱和聚合性基、环氧基或氮丙啶基，更优选为不饱和聚合性基，特别优选为乙烯性不饱和聚合性基。
另外，光学活性化合物可为液晶化合物。
相对于所并用的液晶化合物，上述液晶组合物中的光学活性化合物优选为1摩尔％～30摩尔％。进一步减少光学活性化合物的使用量在多数情况下不会对液晶性造成影响，因此优选。因此，为了能以少量而达成所期望的螺旋间距的扭转取向，可用作手性剂的光学活性化合物优选为具有强扭转力的化合物。作为此种表现出强的扭转力的手性剂，例如可列举：日本专利特开2003-287623号公报所记载的手性剂，并可优选地用于本发明。
(溶剂)
作为液晶组合物的溶剂，优选为使用有机溶剂。有机溶剂的例子包括：酰胺(例如N，N-二甲基甲酰胺)、亚砜(例如二甲基亚砜)、杂环化合物(例如吡啶)、烃(例如苯、己烷)、卤代烷(alkyl halide)(例如氯仿、二氯甲烷)、酯(例如乙酸甲酯、乙酸丁酯)、酮(例如丙酮、甲基乙基酮、环己酮)、醚(例如四氢呋喃、1，2-二甲氧基乙烷)。优选为卤代烷及酮。可并用两种以上有机溶剂。
另外，在将本发明的液晶组合物用于液晶显示装置的光学补偿膜时，除了聚合性引发剂(后述)、上述溶剂外，可含有取向控制剂、界面活性剂、氟系聚合物等。
(取向控制剂)
本发明中的取向控制剂例如表示通过添加于本发明的液晶组合物的涂布液、在涂布后偏析存在于液晶组合物的层的表面、即空气界面侧，而可控制液晶组合物在空气界面侧的取向的化合物(空气界面取向剂)。或者本发明中的取向控制剂表示通过在涂布后偏析存在于液晶组合物的层与基板的界面，而可控制基板界面侧的液晶组合物的取向的化合物、例如鎓盐。
作为空气界面侧的取向控制剂，例如可使用低分子取向控制剂或高分子取向控制剂。作为低分子取向控制剂，例如可参考日本专利特开2002-20363号公报的段落0009～段落0083的记载、或日本专利特开2006-106662号公报的段落0111～段落0120、日本专利特开2012-211306号公报的段落0021～段落0029，并将其内容并入本申请说明书中。另外，作为高分子取向控制剂，例如可参考日本专利特开2004-198511号公报的段落0021～段落0057的记载、或日本专利特开2006-106662号公报的段落0121～段落0167，并将其内容并入本申请说明书中。
取向控制剂的使用量优选为本发明的液晶组合物的涂布液的固体成分的0.01质量％～10质量％，更优选为0.05质量％～5质量％。
通过使用此种取向控制剂或取向膜，而本发明的液晶化合物可形成与层的表面并行取向的水平取向状态。
另外，若使用鎓盐等作为基板界面侧的取向控制剂，则可促进液晶化合物的界面的垂直取向。作为用作该垂直取向剂的鎓盐，例如可参考日本专利特开2006-106662号公报的段落0052～段落0108的记载，并将这些内容并入本申请说明书中。
鎓盐的使用量优选为本发明的液晶组合物的涂布液的固体成分的0.01质量％～10质量％，更优选为0.5质量％～5质量％。
(界面活性剂)
作为界面活性剂，可列举：现有公知的化合物，特别优选为氟系化合物。作为界面活性剂，例如可参考日本专利特开2001-330725号公报的段落0028～段落0056所记载的化合物、及日本专利特开2006-106662号公报的段落0199～段落0207所记载的化合物，并将这些内容并入本申请说明书中。
界面活性剂的使用量优选为本发明的液晶组合物的涂布液的固体成分的0.01质量％～10质量％，更优选为0.5质量％～5质量％。
(光学补偿膜用途的其他添加剂)
作为光学补偿膜用途的其他添加剂，例如可参考日本专利特开2005-97377号公报的段落0099～段落0101所记载的化合物，并将其内容并入本申请说明书中。
通过利用涂布等的方法将本发明的液晶组合物制膜而可形成本发明的反射膜。作为本发明的膜的制作方法，优选为将至少含有本发明的液晶组合物的组合物涂布于支撑体的表面或形成于其上的取向膜表面，使液晶组合物成为所期望的取向状态，通过聚合使其硬化，而将液晶组合物的取向状态进行固定而形成。
液晶组合物的涂布可通过公知的方法(例如挤出涂布法、直接凹版涂布法、反向凹版涂布法、模涂法、棒涂法、旋涂法)而实施。液晶性分子优选为维持取向状态而固定。固定化优选为通过导入至液晶性分子的聚合性基的聚合反应而实施。
聚合反应包括：使用热聚合引发剂的热聚合反应、及使用光聚合引发剂的光聚合反应。优选为光聚合反应。
光聚合引发剂的例子包括：α-羰基化合物(美国专利2367661号、美国专利2367670号的各说明书记载)、偶姻醚(美国专利2448828号说明书记载)、α-烃取代芳香族偶姻化合物(美国专利2722512号说明书记载)、多核醌化合物(美国专利3046127号、美国专利2951758号的各说明书记载)、三芳基咪唑二聚物与对氨基苯基酮的组合(美国专利3549367号说明书记载)、吖啶及吩嗪化合物(日本专利特开昭60-105667号公报、美国专利4239850号说明书记载)、噁二唑化合物(美国专利4212970号说明书记载)、酰基氧化膦化合物(日本专利特公昭63-40799号公报、日本专利特公平5-29234号公报、日本专利特开平10-95788号公报、日本专利特开平10-29997号公报记载)。
光聚合引发剂的使用量优选为涂布液的固体成分的0.01质量％～20质量％，更优选为0.5质量％～5质量％。用以使盘状液晶(discotic liquid crystal)性分子聚合的光照射，优选为使用紫外线。照射能量优选为20mJ/cm2～50J/cm2，更优选为100mJ/cm2～800mJ/cm2。为了促进光聚合反应，可在加热条件下实施光照射。
包含液晶组合物的光学各向异性层的厚度优选为0.1μm～50μm，更优选为0.5μm～30μm。
特别是，在将液晶化合物的胆甾醇型取向进行固定而成的膜中利用选择反射性时，光学各向异性层的厚度进而优选为1μm～30μm，最优选为2μm～20μm。液晶层中的上述通式(I)所示的化合物与上述通式(II)所示的化合物的合计涂布量(液晶取向促进剂的涂布量)优选为0.1mg/m2～500mg/m2，更优选为0.5mg/m2～450mg/m2，进而优选为0.75mg/m2～400mg/m2，最优选为1.0mg/m2～350mg/m2。
另一方面，在用作光学补偿膜(例如将水平取向状态固定的A-板或将垂直取向状态固定的C-板)时，光学各向异性层的厚度优选为0.1μm～50μm，更优选为0.5μm～30μm。
上述取向膜可通过有机化合物(优选为聚合物)的摩擦处理、无机化合物的斜向蒸镀、具有微槽的层的形成、或如利用朗缪尔-布洛杰特(Langmuir-Blodgett)法(LB膜)的有机化合物(例如ω-二十三酸、二-十八烷基甲基氯化铵、硬脂酸甲酯)的累积的方法而设置。而且，还已知通过提供电场、提供磁场或光照射，而产生取向功能的取向膜。特别优选为由聚合物的摩擦处理而形成的取向膜。摩擦处理是通过利用纸或布将聚合物层的表面朝固定方向进行多次摩擦而实施。取向膜所使用的聚合物的种类根据液晶性分子的取向(特别是平均倾斜角)而确定。为了使液晶性分子成水平(平均倾斜角：0°～50°)取向，而使用不降低取向膜的表面能的聚合物(通常的取向膜用聚合物)。为了使液晶性分子成垂直(平均倾斜角：50°～90°)取向，而使用降低取向膜的表面能的聚合物。为了降低取向膜的表面能，优选为在聚合物的侧链导入碳数为10～100的烃基。
关于具体的聚合物的种类，在关于使用与各种显示模式对应的液晶性分子的光学补偿片的文献中有记载。
取向膜的厚度优选为0.01μm～5μm，更优选为0.05μm～1μm。另外，在使用取向膜使光学各向异性层的液晶性分子取向后，可将液晶层转印至透明支撑体上。以取向状态固定的液晶性分子即便无取向膜也可维持取向状态。另外，在平均倾斜角小于5°的取向时，无须进行摩擦处理，且也不需要取向膜。但为了改善液晶性分子与透明支撑体的密接性，而可使用在界面与液晶性分子形成化学键的取向膜(日本专利特开平9-152509号公报记载)。在为了改善密接性而使用取向膜时，也可不实施摩擦处理。在将两种液晶层设置于透明支撑体的同侧时，也可使形成于透明支撑体上的液晶层发挥出作为设置于其上的液晶层的取向膜的功能。
本发明的膜或具有本发明的膜的光学各向异性元件可具有透明支撑体。作为透明支撑体，可使用玻璃板或聚合物膜、优选为聚合物膜。支撑体为透明是指透光率为80％以上。作为透明支撑体，通常使用光学各向同性的聚合物膜。所谓光学各向同性，具体而言，优选为面内延迟(Re)小于10nm，更优选为小于5nm。另外，在光学各向同性透明支撑体中，厚度方向的延迟(Rth)也优选为小于10nm，更优选为小于5nm。
(选择反射特性)
本发明的膜是将本发明的液晶组合物的胆甾醇型液晶相进行固定而成，优选为表现出选择反射特性，更优选为在红外线波长区域表现出选择反射特性。关于将胆甾醇型液晶相进行固定而成的光反射层，详细地记载于日本专利特开2011-107178号公报及日本专利特开2011-018037号公报所记载的方法中，在本发明中也可优选地使用。
(层叠体)
本发明的膜也优选为：使将本发明的液晶组合物的胆甾醇型液晶相固定而成的层进行多层层叠而成的层叠体。本发明的液晶组合物由于层叠性也良好，因此可容易地形成此种层叠体。
(光学补偿膜)
本发明的膜还可用作光学补偿膜。
在使用本发明的膜作为光学补偿膜时，光学补偿膜中的上述光学各向异性层的光学性质，根据液晶胞的光学性质、具体为显示模式的不同而确定。若使用本发明的液晶组合物，则可制造具有与液晶胞的各种显示模式对应的各种光学性质的光学各向异性层。
例如，TN模式的液晶胞用光学各向异性层可参考日本专利特开平6-214116号公报、美国专利5583679号、美国专利5646703号及德国专利公报3911620A1号的记载，并将这些内容并入本申请说明书中。另外，IPS模式或铁电液晶(Ferroelectric Liquid Crystal，FLC)模式的液晶胞用光学各向异性层可参考日本专利特开平9-292522号公报及日本专利特开平10-54982号公报的记载，并将这些内容并入本申请说明书中。另外，光学补偿弯曲(OpticallyCompensated Bend，OCB)模式或混合排列向列(Hybrid Aligned Nematic，HAN)模式的液晶胞用光学各向异性层可参考美国专利5805253号及国际专利申请WO96/37804号的记载，并将这些内容并入本申请说明书中。另外，STN模式的液晶胞用光学各向异性层可参考日本专利特开平9-26572号公报的记载，并将这些内容并入本申请说明书中。另外，垂直取向(Vertical Alignment，VA)模式的液晶胞用光学各向异性层可参考日本专利第2866372号公报的记载，并将这些内容并入本申请说明书中。
特别是在本发明中，可优选地用作IPS模式的液晶胞用光学各向异性层。例如，具有使本发明的液晶化合物水平取向的光学各向异性层的膜可用作A板。此处，所谓A板，是指慢轴的折射率大于厚度方向的折射率的单轴性双折射层。在本发明的膜为A板时，可通过将550nm时的面内的相位差(Re)设为200nm～350nm的光学各向异性层以单层进行补偿。
另外，具有使本发明的液晶化合物垂直取向的光学各向异性层的膜可用作正C板，可与双轴膜等组合而使用。此处，所谓正C板，是指厚度方向的折射率大于面内的折射率的单轴性双折射层。在本发明的膜为正C板时，虽取决于所组合的双轴膜的光学特性，但例如550nm时的面内的相位差(Re)优选为-10nm～10nm，550nm时的厚度方向的相位差(Rth)优选为-250nm～-50nm。
[偏光板]
本发明还涉及一种至少包括具有上述光学各向异性层的膜(光学补偿膜)、以及偏光膜的偏光板。上述光学各向异性层在具有偏光膜与配置于其至少一侧的保护膜的偏光板中，可用作其保护膜。
另外，作为偏光板的构成，于在偏光膜的两面配置保护膜的形态中，上述光学各向异性层也可用作一面上的保护膜。
偏光膜有碘系偏光膜、使用二色性染料的染料系偏光膜或多烯系偏光膜。碘系偏光膜及染料系偏光膜通常可使用聚乙烯醇系膜而制造。
关于偏光膜的厚度，并无特别限制，偏光膜的厚度薄者，可将偏光板及组装其的液晶显示装置进一步薄型化。就该观点而言，偏光膜的厚度优选为10μm以下。由于偏光膜内的光程必须大于光的波长，因此偏光膜的膜厚的下限值为0.7μm以上、实质为1μm以上，通常优选为比3μm厚。
[液晶显示装置]
本发明还涉及一种具有上述偏光板的液晶显示装置。关于液晶显示装置的取向模式，并无特别限制，例如可为利用TN模式、IPS模式、FLC模式、OCB模式、HAN模式、VA模式的液晶显示装置。例如关于利用VA模式的液晶显示装置，可参考日本专利特开2005-128503号公报的段落0109～段落0129的记载，并将其内容并入本申请说明书中。另外，关于利用IPS模式的液晶显示装置，可参考日本专利特开2006-106662号公报的段落0027～段落0050的记载，并将其内容并入本申请说明书中。
本发明的液晶显示装置例如可使用上述A板或C板。
上述光学各向异性层能以与偏光膜贴合的偏光板的状态组装进液晶显示装置中。另外，上述光学各向异性层可单独、或制成与其他相位差层的层叠体，作为视角补偿膜而组装。所组合的其他相位差层可根据作为视角补偿的对象的液晶胞的取向模式等而选择。
上述光学各向异性层可配置于液晶胞与视认侧偏光膜之间，也可配置于液晶胞与背光侧偏光膜之间。
另外，本说明书中，Re(λ)、Rth(λ)分别表示波长λ时的面内的延迟及厚度方向的延迟。Re(λ)是在KOBRA 21ADH或WR(王子计测机器(股)制造)中使波长λnm的光向膜法线方向入射而测定。在选择测定波长λnm时，可手动交换波长选择滤光片，或者可通过程序等变换测定值而测定。
在所测定的膜为以单轴或双轴的折射率椭圆体表现者时，通过以下方法算出Rth(λ)。
在将面内的慢轴〔通过KOBRA 21ADH或WR进行判断)作为倾斜轴〔旋转轴)〔在无慢轴时将膜面内的任意的方向作为旋转轴)的膜法线方向，在自法线方向至单侧50度为止，以10度步进分别自其倾斜的方向入射波长λnm的光，对Re〔λ)进行全部6点的测定，根据该测定的延迟值与平均折射率的假定值及所输入的膜厚值，由KOBRA 21ADH或WR算出上述Rth〔λ)。
上述中，在为具有自法线方向将面内的慢轴作为旋转轴、在某倾斜角度的延迟值为0的方向的膜时，在比该倾斜角度大的倾斜角度时的延迟值将其符号变为负后，由KOBRA 21ADH或WR算出上述Rth〔λ)。
另外，还可将慢轴作为倾斜轴〔旋转轴)〔无慢轴时将膜面内的任意的方向作为旋转轴)，自任意倾斜的2方向测定延迟值，根据该值与平均折射率的假定值及所输入的膜厚值，通过以下式〔1)及式〔2)算出Rth。
[数1]
式〔1)
Re ( &theta; ) = [ nx - ny &times; nz { ny sin ( sin - 1 ( sin ( - &theta; ) nx ) ) } 2 + { nz cos ( sin - 1 ( sin ( - &theta; ) nx ) ) } 2 ] &times; d cos { sin - 1 ( sin ( - &theta; ) nx ) }
式〔2)
Rth＝{〔nx+ny)/2-nz}×d
上述式中，Re〔θ)表示自法线方向倾斜角度θ的方向时的延迟值，nx表示面内的慢轴方向的折射率，ny表示面内中与nx正交的方向的折射率，nz表示与nx及ny正交的方向的折射率。d为膜厚。
在所测定的膜为无法以单轴或双轴的折射率椭圆体表现者、即所谓的无光学轴〔opticaxis)的膜时，通过以下方法算出Rth〔λ)。
将面内的慢轴〔通过KOBRA 21ADH或WR进行判断)作为倾斜轴〔旋转轴)，在自-50度至+50度为止，以10度步进分别自其倾斜的方向对膜法线方向入射波长λnm的光并测定11点的上述Re〔λ)，根据该所测定的延迟值与平均折射率的假定值及所输入的膜厚值，由KOBRA 21ADH或WR算出Rth〔λ)。
在上述测定中，平均折射率的假定值可使用《聚合物手册》〔约翰威立公司〔JOHN WILEY&SONS，INC))、各种光学补偿膜的目录值。对于平均折射率的值未知者，可由阿贝〔Abbe)折射计进行测定。以下例示主要的光学补偿膜的平均折射率的值：酰化纤维素〔1.48)、环烯烃聚合物〔1.52)、聚碳酸酯〔1.59)、聚甲基丙烯酸甲酯〔1.49)、聚苯乙烯〔1.59)。通过输入这些平均折射率的假定值与膜厚，而KOBRA 21ADH或WR会算出nx、ny、nz。根据该算出的nx、ny、nz，而进一步算出Nz＝〔nx-nz)/〔nx-ny)。
另外，本说明书中，只要无特别附注，折射率的测定波长设为550nm。
实施例
以下列举实施例与比较例进一步对本发明的特征进行具体地说明。以下的实施例所示的材料、使用量、比例、处理内容、处理顺序等，只要不脱离本发明的主旨，则可适当变更。因此，本发明的范围不应由以下所示的具体例限定性地解释。
[实施例1]
将化合物(IV-1)(21g、80mmol)、化合物(V-1)(1.3g、8.9mmol)与乙酸乙酯(24mL)、四氢呋喃(22mL)及三乙基胺(13mL)混合。在冰浴冷却下，将所得的溶液缓慢地滴加至甲磺酰氯(10g、89mmol)的乙酸乙酯溶液中。此时，化合物(IV-1)与化合物(V-1)的投入比以摩尔比计为90∶10。
接着，在冰浴冷却下搅拌1小时，在冰浴冷却下滴加化合物(III-1)的乙酸乙酯溶液，接着在冰浴冷却下缓慢地滴加三乙基胺(14mL)。
然后，将反应温度以20℃搅拌2小时，添加水(60g)提取有机层，接着以2％盐酸水溶液、10％食盐水的顺序清洗有机层。
将该有机层的一部分取样进行高效液相色谱法(High Performance LiquidChromatography，HPLC)测定，根据其面积比估计化合物(I-1)与化合物(II-1)的生成比，结果生成比以摩尔比计为82∶18。将所得的结果记载于下述表1。
接着，将有机层抽吸过滤后，添加甲醇/水使结晶析出，将所生成的结晶过滤，而获得包含化合物(I-1)与化合物(II-1)的液晶组合物。(产量为21.6g)
将所得的液晶组合物进行取样而进行HPLC测定，根据其面积比估计化合物(I-1)与化合物(II-1)的组成比，结果组成比以质量比计为89∶11。将所得的结果记载于下述表1。
该液晶组合物的向列型-各向同性(Iso)相转移温度为115℃。
另外，化合物(I-1)与化合物(II-1)的生成比及组成比，是通过HPLC分析另外合成的化合物(I-1)与化合物(II-1)的标准样品，使用根据面积比而求出的标准曲线而算出。
[实施例2～实施例13]
改变通式(III)所示的化合物、通式(IV)所示的化合物及通式(V)所示的化合物的种类、以及通式(IV)所示的化合物及通式(V)所示的化合物的投入比，除此以外，以与实施例1相同的实验操作，进行包含通式(I)所示的化合物及通式(II)所示的化合物的液晶组合物的合成、所得的液晶组合物中的通式(I)所示的化合物及通式(II)所示的化合物的生成比的测定、以及所得的液晶组合物中的通式(I)所示的化合物及通式(II)所示的化合物的组成比的测定。
将所得的结果表示于下述表1。
[实施例84]
羧酸(V-29)的合成
在甲磺酰氯(33.0mmol、2.6mL)的四氢呋喃(THF)溶液(17mL)中添加对苯二酚单甲醚(37mg)，将内温冷却至-5℃。在其中以内温不上升至0℃以上的方式滴加化合物(IV-1)(31.5mmol、8.33g)与二异丙基乙基胺(33.0mmol、5.75mL)的THF溶液(16mL)。在-5℃下搅拌30分钟后，添加二异丙基乙基胺(33.0mmol、5.75mL)、对-羟基苯甲醛的THF溶液(20mL)、4-二甲基氨基吡啶(DMAP)(一刮勺(spatula))。然后，在室温下搅拌4小时。添加甲醇(5mL)停止反应后，添加水与乙酸乙酯。利用旋转蒸发器将由乙酸乙酯提取的有机层除去溶剂，制成乙腈(67mL)的溶液后，在其中添加亚氯酸钠(42.0mmol、3.80g)的水溶液(2mL)、磷酸二氢钠二水合物(6.0mmol、0.94g)的水溶液(8.2mL)、过氧化氢水(4.0mL)，在室温下搅拌12小时。添加1N盐酸水溶液100mL后，进行过滤。利用甲醇并利用少量乙腈清洗残渣，由此获得羧酸(V-29)。该羧酸(V-29)是上述通式(V)所示的化合物的例示化合物(V-29)。
液晶组合物的合成
将化合物(IV-1)(54g、204mmol)、化合物(V-29)(6.8g、17.7mmol)与乙酸乙酯(50mL)、THF(45mL)及二异丙基乙基胺(41.8mL)混合。在冰浴冷却下，将所得的溶液缓慢地滴加至甲磺酰氯(25.5g、223mmol)的乙酸乙酯溶液中。此时，化合物(IV-1)与化合物(V-1)的投入比以摩尔比计为92∶8。
接着，在冰浴冷却下搅拌1小时，在冰浴冷却下滴加化合物(III-1)(13.5g、109mmol)的乙酸乙酯溶液，接着添加N-甲基咪唑(0.5g)后，在冰浴冷却下缓慢地滴加三乙基胺(33.7mL)。
然后，将反应温度以20℃搅拌2小时，添加水(140mL)提取有机层，接着以2％盐酸水溶液、10％食盐水的顺序清洗有机层。
将该有机层的一部分进行取样而进行HPLC测定，根据其面积比估计化合物(I-1)与化合物(II-53)的生成比，结果生成比以摩尔比计为88∶12。将所得的结果记载于下述表2。
接着，将有机层进行抽吸过滤后，添加甲醇/水使结晶析出，将所生成的结晶过滤，而获得包含化合物(I-1)与化合物(II-53)的液晶组合物。(产量为60g)
将所得的液晶组合物进行取样而进行HPLC测定，根据其面积比估计化合物(I-1)与化合物(II-53)的组成比，结果组成比以质量比计为87∶113。将所得的结果记载于下述表2。
该液晶组合物的向列型-各向同性(Iso)相转移温度为140℃。
另外，化合物(I-1)与化合物(II-53)的生成比及组成比，是通过HPLC分析另外合成的化合物(I-1)与化合物(II-53)的标准样品，使用根据面积比而求出的标准曲线而算出。
另外，以下述表所示的方式，改变通式(III)所示的化合物、通式(IV)所示的化合物及通式(V)所示的化合物的种类、以及通式(IV)所示的化合物及通式(V)所示的化合物的投入比，除此以外，以与实施例84相同的实验操作，进行包含通式(I)所示的化合物及通式(II)所示的化合物的液晶组合物的合成、所得的液晶组合物中的通式(I)所示的化合物及通式(II)所示的化合物的生成比的测定、以及所得的液晶组合物中的通式(I)所示的化合物及通式(II)所示的化合物的组成比的测定。
将所得的结果表示于下述表2。
[比较例1]
根据以下流程合成化合物(II-1)。
[化22]
在甲磺酰氯(10.22g)的THF溶液(20mL)中添加BHT(37mg)，将内温冷却至-5℃为止。在其中以内温不上升至0℃以上的方式滴加化合物(IV-1)(31.5mmol、8.33g)与二异丙基乙基胺(17.6mL)的THF溶液(50mL)。在-5℃下搅拌30分钟后，添加二异丙基乙基胺(16.7mL)、化合物(III-1)的THF溶液(20mL)、DMAP(一刮勺)。然后，在室温下搅拌4小时。添加甲醇(5mL)停止反应后，添加水与乙酸乙酯。利用旋转蒸发器将由乙酸乙酯提取的有机层除去溶剂，通过使用硅胶的管柱色谱法而生成并获得化合物(VI-1)。
在甲磺酰氯(3.5g)的THF溶液(10mL)中添加BHT(3mg)，将内温冷却至-5℃为止。在其中以内温不上升至0℃以上的方式滴加化合物(V-1)(4.4g)与二异丙基乙基胺(4.7mL)的THF溶液(20mL)。在-5℃下搅拌30分钟后，添加二异丙基乙基胺(4.7mL)、化合物(VI-1)(10g)的THF溶液(20mL)、DMAP(一刮勺)。然后，在室温下搅拌2小时。添加甲醇(50mL)停止反应后，添加水与乙酸乙酯。利用旋转蒸发器将由乙酸乙酯提取的有机层除去溶剂，而获得化合物(II-1)的粗产物。进行利用使用硅胶的管柱色谱法的生成，而以59％的产率获得化合物(II-1)。
将化合物(I-1)8.9g、化合物(II-1)1.1g、及甲基乙基酮20g在25℃下混合。将所得的液晶组合物作为比较例1的液晶组合物。
[比较例2]
使用化合物(V-4)代替化合物(V-1)，除此以外，以与比较例1的化合物(II-1)的合成相同的合成法，获得化合物(II-4)。
将化合物(I-1)8.6g、化合物(II-4)1.4g、及甲基乙基酮20g在25℃下混合。将所得的液晶组合物作为比较例2的液晶组合物。
<溶解性试验>
(溶解性试验1)
将实施例1中所制造的液晶组合物10g与甲基乙基酮20g在25℃下混合。在2分钟以内全部的固体完全溶解，而表现出良好的溶解性。
另一方面，在刚制备完比较例1的液晶组合物后至2分钟后的溶液中，目视确认到存在少许的溶解残留的固体。另外，其后确认到，5分钟后的全部固体完全溶解。
(溶解性试验2)
将实施例6中所合成的液晶组合物10g与甲基乙基酮20g在25℃下混合。在5分钟以内完全溶解，为良好的溶解性。
另一方面，在刚制备完比较例2的液晶组合物后至5分钟后的溶液中，目视确认到存在少许的溶解残留的结晶。
(其他溶解性试验)
对于其他实施例2～实施例5及实施例7～实施例12中所制造的液晶组合物，也同样地进行溶解性试验后，则可知溶解性提高。
<粉末X射线衍射试验>
(X射线衍射试验1)
对实施例1中所得的液晶组合物、及将比较例1中所用的2种液晶化合物充分混合而成的固体，使用理学(Rigaku)公司制造的RINT2000，以测定范围为2θ＝5°～55°、入射X射线为CuKα射线分别进行粉末X射线衍射测定。
如图1所示，实施例1的液晶性组合物的X射线衍射光谱是与比较例1的液晶性组合物不同的X射线衍射光谱。
进行以上试验的结果可知，实施例1中所得的液晶组合物的结晶结构与将比较例1中所用的2种液晶化合物混合而成的固体不同。
(X射线衍射试验2)
对实施例6中所得的液晶组合物、及将比较例2中所用的2种液晶化合物充分混合而成的固体，以与X射线衍射试验1相同的方法分别进行粉末X射线衍射测定。
如图2所示，实施例6的液晶性组合物的X射线衍射光谱是与比较例2的液晶性组合物不同的X射线衍射光谱。
进行以上试验的结果可知，实施例6中所得的液晶组合物的结晶结构与将比较例2中所用的2种液晶化合物混合而成的固体不同。
[实施例16]
<聚合性组合物的制备>
使用实施例1的组合物，制备下述组成的液晶性组合物涂布液(A)。
实施例1的组合物    100质量份
MEK                233质量份
<涂布样品的制作>
接着，使用所得的液晶性组合物制造实施例16的膜。
在经清洗的玻璃基板上，通过旋涂法涂布日产化学公司制造的聚酰亚胺取向膜SE-130，干燥后在250℃下煅烧1小时。将其进行摩擦处理而制作附有取向膜的基板。在该基板的取向膜的摩擦处理表面上，通过旋涂法在室温下涂布液晶性组合物涂布液(A)，并在室温下静置30分钟。
(结晶析出抑制的评价)
使用偏光显微镜，对所得的实施例16的涂布膜的液晶膜表面的任意区域，目视测定结晶析出率，结果为10％。
[实施例16～实施例26及比较例3～比较例7]
将使用下述表3所记载的组合物代替实施例1的组合物的方面进行变更，并以与实施例16相同的方法，制备液晶性组合物涂布液，并测定结晶析出率。结果如下述表3所示。
[表3]
本发明的液晶组合物 结晶析出性
实施例16 实施例1 3
实施例17 实施例2 3
实施例18 实施例3 3
实施例19 实施例4 3
实施例20 实施例5 3
实施例21 实施例6 3
实施例22 实施例7 2
实施例23 实施例8 3
实施例24 实施例9 3
实施例25 实施例10 2
实施例26 实施例11 3
比较例3 比较组合物(1′) 1
比较例4 比较组合物(2′) 1
比较例5 比较组合物(3′) 1
比较例6 比较组合物(4′) 1
比较例7 比较组合物(5′) 1
上述表3中，结晶析出性是将目视的涂布膜上的结晶析出面积为0％～20％设为3、为20％～50％设为2，为50％以上设为1。
[实施例96]
<聚合性组合物的制备>
使用实施例84的组合物，制备下述组成的液晶性组合物涂布液(A)。
实施例84的组合物    100质量份
MEK                 233质量份
(结晶析出抑制的评价)
使用偏光显微镜，对所得的实施例96的涂布膜的液晶膜表面的任意区域，目视测定结晶析出率，结果为5％。
[实施例97～实施例107]
将使用下述表4所记载的组合物代替实施例1的组合物的方面进行变更，并以与实施例1相同的方法，制备液晶性组合物涂布液，并测定结晶析出率。结果如下述表4所示。
[表4]
本发明的液晶组合物 结晶析出性
实施例96 实施例84 3
实施例97 实施例85 2
实施例98 实施例86 3
实施例99 实施例87 3
实施例100 实施例88 3
实施例101 实施例89 3
实施例102 实施例90 2
实施例103 实施例91 3
实施例104 实施例92 3
实施例105 实施例93 3
实施例106 实施例94 3
实施例107 实施例95 3
上述表4中，结晶析出性是将目视的涂布膜上的结晶析出面积为0％～20％设为3，为20％～50％设为2，为50％以上设为1。
比较组合物(1′)～比较组合物(5′)中，使用20重量份的化合物为2种异构体的混合物，
[化23]
比较例组合物(1′)
比较例组合物(2′)
比较例组合物(3′)
比较例组合物(4′)
比较例组合物(5′)
根据实施例16～实施例26及比较例3～比较例7的结果可知，各实施例中所得的液晶组合物与现有的使用聚合性液晶化合物的液晶组合物相比，结晶化抑制能力也优异。
[实施例51]
<选择反射膜的制作>
使用实施例6的组合物，根据下述方法，制备液晶性组合物涂布液(B)。
[化24]
空气界面取向剂(X1-1)
在以与实施例16相同的方式制作的附有取向膜的基板的取向膜表面，通过旋涂法在室温下涂布液晶性组合物涂布液(B)，在120℃下进行3分钟取向熟成后，在室温下使用除去了紫外线(ultraviolet，UV)的短波长成分的高压水银灯进行10秒钟光照射，将取向固定而获得选择反射膜。在涂布后至进行加热为止的期间，在涂布膜上未见到结晶的析出。
利用偏光显微镜观察所得的选择反射膜，结果确认到无取向缺陷且均匀地取向。接着，利用岛津公司制造的分光光度计UV-3100PC测定该膜的透射光谱，结果在红外区域存在选择反射峰值。
[实施例52～实施例61]
使用实施例1～实施例5及实施例7～实施例11的组合物代替实施例6的组合物，除此以外，以与实施例51相同的方式，分别制备液晶性组合物涂布液。分别使用这些涂布液，以与实施例51相同的方式，分别形成选择反射膜。这些选择反射膜均表现出良好的取向性。另外，利用分光光度计UV-3100PC测定透射光谱，结果在红外区域存在选择反射峰值。
[实施例108～实施例119]
使用实施例84～实施例95的组合物代替实施例6的组合物，除此以外，以与实施例51相同的方式，分别制备液晶性组合物涂布液。分别使用这些涂布液，以与实施例51相同的方式，分别形成选择反射膜。这些选择反射膜均表现出良好的取向性。另外，利用分光光度计UV-3100PC测定透射光谱，结果在红外区域存在选择反射峰值。
[实施例62]
<光学补偿膜的制作(1)>
使用实施例1的组合物，根据下述方法，制备液晶性组合物涂布液(C)。
[化25]
空气界面取向剂(X1-2)
在经清洗的玻璃基板上，通过旋涂法涂布日产化学公司制造的聚酰亚胺取向膜SE-130，干燥后在250℃下煅烧1小时。将其进行摩擦处理而制作附有取向膜的基板。在该基板表面上，通过旋涂法在室温下涂布液晶性组合物涂布液(C)，在60℃下进行1分钟取向熟成后，在室温下使用除去了UV的短波长成分的高压水银灯进行10秒钟光照射，将取向固定而形成光学补偿膜。另外，在涂布后至进行加热为止的期间，在涂布膜上未见到结晶的析出。
利用偏光显微镜观察所得的光学补偿膜，结果确认到无取向缺陷且均匀地取向。
接着，使用阿克索梅特里克斯(AXOMETRICS)公司的阿克索斯堪(AxoScan)(缪勒矩阵旋光仪(Mueller matrix polarimeter))，测定所得的光学补偿膜的延迟(Re)，结果在550nm时的Re(550)为156.2nm。
[实施例63～实施例72]
使用实施例2～实施例11的组合物代替实施例1的组合物，除此以外，以与实施例62相同的方式，分别制备液晶性组合物涂布液。分别使用这些涂布液，以与实施例62相同的方式，分别形成光学补偿膜。利用偏光显微镜分别观察所得的光学补偿膜，结果确认到无取向缺陷且均匀地取向。另外，光学补偿膜的550nm时的Re的测定值及膜厚如以下所述。
[表5]
本发明的液晶组合物 Re(nm) 膜厚(μm)
实施例62 实施例1 156.2 0.98
实施例63 实施例2 157.1 0.98
实施例64 实施例3 156.9 0.97
实施例65 实施例4 191.8 1.01
实施例66 实施例5 179.5 0.99
实施例67 实施例6 173.6 1.00
实施例68 实施例7 162.8 1.00
实施例69 实施例8 160.1 0.98
实施例70 实施例9 160.3 1.02
实施例71 实施例10 161.6 0.98
实施例72 实施例11 158.0 0.99
[实施例120～实施例131]
使用实施例84～实施例95的组合物代替实施例1的组合物，除此以外，以与实施例62相同的方式，分别制备液晶性组合物涂布液。分别使用这些涂布液，以与实施例62相同的方式，分别形成光学补偿膜。利用偏光显微镜分别观察所得的光学补偿膜，结果确认到无取向缺陷且均匀地取向。另外，光学补偿膜的550nm时的Re的测定值及膜厚如以下所述。
[表6]
本发明的液晶组合物 Re(nm) 膜厚(μm)
实施例120 实施例84 177.9 1.01
实施例121 实施例85 160.4 0.99
实施例122 实施例86 158.5 1.01
实施例123 实施例87 172.3 1.00
实施例124 实施例88 162.7 0.98
实施例125 实施例89 132.1 1.00
实施例126 实施例90 172.5 0.99
实施例127 实施例91 156.4 1.01
实施例128 实施例92 177.9 1.02
实施例129 实施例93 167.2 0.98
实施例130 实施例94 171.2 0.98
实施例131 实施例95 176.6 1.01
[实施例73]
<光学补偿膜的制作(2)>
使用实施例1的组合物，根据下述方法，制备液晶性组合物涂布液(D)。
[化26]
空气界面取向剂(X1-3)
[化27]
鎓盐(X1-4)
取向膜涂布液的组成
[化28]
改性聚乙烯醇
在经清洗的玻璃基板上，利用线棒涂布机以20ml/m2涂布上述取向膜涂布液。以60℃的温风干燥60秒钟，接着以100℃的温风干燥120秒钟，而制作附有取向膜的基板。在该基板表面上，通过旋涂法在室温下涂布液晶性组合物涂布液(D)，在60℃下进行1分钟取向熟成后，在50℃下使用除去了UV的短波长成分的高压水银灯进行10秒钟光照射，将取向固定而形成光学补偿膜。另外，在涂布后至进行加热为止的期间，在涂布膜上未见到结晶的析出。
利用偏光显微镜观察所得的光学补偿膜，结果确认到无取向缺陷且均匀地取向。
接着，使用阿克索梅特里克斯公司的阿克索斯堪(AxoScan)(缪勒矩阵旋光仪)，测定所得的光学补偿膜的Rth，结果550nm时的Rth为-123.1nm。
[实施例74～实施例83]
使用实施例2～实施例11的组合物代替实施例1的组合物，除此以外，以与实施例73相同的方式，分别制备液晶性组合物涂布液。分别使用这些涂布液，以与实施例73相同的方式，分别形成光学补偿膜。利用偏光显微镜分别观察所得的光学补偿膜，结果确认到无取向缺陷且均匀地取向。另外，光学补偿膜的550nm时的Rth的测定值及膜厚如以下所述。
[表7]
本发明的液晶组合物 Rth(nm) 膜厚(μm)
实施例73 实施例1 -123.1 1.42
实施例74 实施例2 -122.9 1.48
实施例75 实施例3 -123.5 1.52
实施例76 实施例4 -153.4 1.49
实施例77 实施例5 -141.6 1.47
实施例78 实施例6 -137.5 1.51
实施例79 实施例7 -128.7 1.50
实施例80 实施例8 -125.8 1.50
实施例81 实施例9 -126.3 1.50
实施例82 实施例10 -124.1 1.48
实施例83 实施例11 -125.1 1.49
[实施例132～实施例143]
使用实施例84～实施例95的组合物代替实施例1的组合物，除此以外，以与实施例73相同的方式，分别制备液晶性组合物涂布液。分别使用这些涂布液，以与实施例73相同的方式，分别形成光学补偿膜。利用偏光显微镜分别观察所得的光学补偿膜，结果确认到无取向缺陷且均匀地取向。另外，光学补偿膜的550nm时的Rth的测定值及膜厚如以下所述。
[表8]
本发明的液晶组合物 Rth(nm) 膜厚(μm)
实施例132 实施例84 -142.9 1.45
实施例133 实施例85 -128.3 1.43
实施例134 实施例86 -124.4 1.46
实施例135 实施例87 -139.5 1.42
实施例136 实施例88 -131.7 1.44
实施例137 实施例89 -104.9 1.44
实施例138 实施例90 -136.3 1.43
实施例139 实施例91 -125.8 1.46
实施例140 实施例92 -144.7 1.47
实施例141 实施例93 -132.8 1.46
实施例142 实施例94 -135.5 1.47
实施例143 实施例95 -139.3 1.45

Claims (20)

1.一种液晶组合物的制造方法，其特征在于：通过使下述通式(III)所示的化合物与下述通式(IV)所示的羧酸及下述通式(V)所示的羧酸反应，
而同时获得下述通式(I)所示的液晶化合物及下述通式(II)所示的液晶化合物：
P1-Sp1-T1-A1-B-A2-T1-Sp1-P1       通式(I)
P1-Sp1-T1-A1-B-A3-T2-X         通式(II)
HY1-B-Y2H           通式(III)
P1-Sp1-T1-COOH      通式(IV)
X-T2-COOH          通式(V)
(通式(I)～通式(V)中，
P1表示聚合性基；
Sp1表示可具有取代基的碳数3～12的二价脂肪族基，脂肪族基中的1个CH2或不邻接的2个以上的CH2可被-O-、-S-、-OCO-、-COO-或-OCOO-取代；
T1表示1，4-亚苯基；
T2表示单键或具有环状结构的二价基；
A1表示-COO-、-CONR1-(R1表示氢原子或甲基)或-COS-；
A2及A3分别独立地表示-OCO-、-NR1CO-(R1表示氢原子或甲基)或-SCO-；
B表示可具有取代基的具有环状结构的二价基；
X表示氢原子、分支或直链状的碳数1～12的烷基、分支或直链状的碳数1～12的烷氧基、苯基、氰基、卤素原子、硝基、乙酰基、乙烯基、甲酰基、-OC(＝O)R(R为碳数1～12的烷基)、N-乙酰基酰胺基、丙烯酰氨基、N，N-二甲基氨基、N-顺丁烯二酰亚胺基、甲基丙烯酰氨基、烯丙氧基、烷基的碳数为1～4的N-烷氧基氨甲酰基、烯丙氧基氨甲酰基、N-(2-甲基丙烯酰氧基乙基)氨甲酰氧基、N-(2-丙烯酰氧基乙基)氨甲酰氧基或下述式(V-I)所示的结构；
Y1及Y2分别独立地表示O、NR1(R1表示氢原子或甲基)或S)
-A4-T4-Sp2-P2       式(V-I)
(式(V-I)中，P2表示聚合性基或氢原子，A4、T4、Sp2分别独立地与所述A2、所述T2、所述Sp1同义)。
2.根据权利要求1所述的液晶组合物的制造方法，其中(通式(I)～通式(V)中，X表示氢原子、分支或直链状的碳数1～12的烷基、分支或直链状的碳数1～12的烷氧基、苯基、氰基、卤素原子、硝基、乙酰基或乙烯基。
3.根据权利要求1或2所述的液晶组合物的制造方法，其进一步包括：通过在混合酸酐或酸卤化物中导入所述通式(IV)所示的羧酸及所述通式(V)所示的羧酸而进行活化的工序；并且
在所述活化工序后，在碱的存在下使所述通式(III)所示的化合物与经活化的所述通式(IV)所示的羧酸及所述通式(V)所示的羧酸反应。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的液晶组合物的制造方法，其中所述通式(IV)所示的羧酸与所述通式(V)所示的羧酸的投入比以摩尔比计为75∶25～99∶1的范围。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的液晶组合物的制造方法，其中所述通式(I)所示的化合物与所述通式(II)所示的化合物的生成比以摩尔比计为50∶50～98∶2的范围。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的液晶组合物的制造方法，其中液晶组合物中的所述通式(I)所示的化合物与所述通式(II)所示的化合物的组成比以质量比计为50∶50～95∶5的范围。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的液晶组合物的制造方法，其中所述B为下述连结基群组(VI)所含的连结基的任一种：
[化1]
连结基群组(VI)
(连结基群组(VI)中，R2～R10分别独立地表示氢原子、分支或直链状的碳数1～4的烷基、分支或直链状的碳数1～4的烷氧基、卤素原子、或碳数1～3的烷氧基羰基)。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的液晶组合物的制造方法，其中所述T2为下述连结基群组(VII)所含的连结基的任一种：
[化2]
连结基群组(VII)
9.根据权利要求1至8中任一项所述的液晶组合物的制造方法，其中所述B为下述连结基群组(VIII)所含的连结基的任一种：
[化3]
连结基群组(VIII)
10.根据权利要求1至9中任一项所述的液晶组合物的制造方法，其中所述X表示分支或直链状的碳数1～4的烷基、直链状的碳数1或2的烷氧基、或苯基。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的液晶组合物的制造方法，其中
所述Y1及Y2为O，
所述A1为-COO-，
所述A2及A3为-OCO-。
12.一种液晶组合物，其由根据权利要求1至11中任一项所述的液晶组合物的制造方法而制造。
13.一种膜，其包括将根据权利要求12所述的液晶组合物中的所述液晶化合物的取向进行固定而成的光学各向异性层。
14.根据权利要求13所述的膜，其中所述光学各向异性层是将所述液晶化合物的胆甾醇型取向进行固定而成。
15.根据权利要求14所述的膜，其表现出选择反射特性。
16.根据权利要求14或15所述的膜，其在红外线波长区域表现出选择反射特性。
17.根据权利要求13所述的膜，其中所述光学各向异性层是将所述液晶化合物的水平取向进行固定而成。
18.根据权利要求13所述的膜，其中所述光学各向异性层是将所述液晶化合物的垂直取向进行固定而成。
19.一种偏光板，其包含根据权利要求17或18所述的膜、以及偏光膜。
20.一种液晶显示装置，其包含根据权利要求19所述的偏光板。
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