JP2000155217A - 光学異方体フィルムとその製造方法、液晶表示装置、共重合ネマティック高分子液晶およびメソゲン基 - Google Patents

光学異方体フィルムとその製造方法、液晶表示装置、共重合ネマティック高分子液晶およびメソゲン基

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JP2000155217A
JP2000155217A JP11261981A JP26198199A JP2000155217A JP 2000155217 A JP2000155217 A JP 2000155217A JP 11261981 A JP11261981 A JP 11261981A JP 26198199 A JP26198199 A JP 26198199A JP 2000155217 A JP2000155217 A JP 2000155217A
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anisotropic film
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Masato Kuwabara
眞人 桑原
Koichi Fujisawa
幸一 藤沢
Eckhard Dr Hanelt
ハーネルト エックハルト
Kamel Thomas
カメル トーマス
Norman Haeberle
ヘーベルレ ノルマン
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Sumitomo Chemical Co Ltd
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Consortium fuer Elektrochemische Industrie GmbH
Sumitomo Chemical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】液晶表示セルのレタデーションの温度変化率に
応じることができる温度変化率を有し、かつある温度で
の液晶化合物によるレタデーションの経時変化が小さい
光学異方体フィルム及びその製造方法等を提供する。 【解決手段】[1]高分子と液晶化合物を含む透明また
は半透明な光学異方体フィルムであり、法線方向から測
定した該光学異方体フィルムの80℃におけるレタデー
ションが30℃におけるレタデーションの20〜97%
であり、該光学異方体フィルムを30℃で200時間保
持したときの液晶化合物によるレタデーション変化の絶
対値が6%以下であることを特徴とする光学異方体フィ
ルム(ただし、レタデーションの測定波長は、546n
mである)。 [2]高分子と液晶化合物とを混合し、フィルムに成形
したのち、加熱しながらフィルムを一軸延伸する[1]
記載の光学異方体フィルムの製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、スーパーツイスト
ネマティック(以下STNという。)型または電界制御
複屈折(以下ECBという。)型液晶表示装置などに用
いられる光学異方体フィルム、その製造方法および該光
学異方体フィルムを用いた液晶表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】位相差フィルムは、透明な熱可塑性高分
子フィルムを一軸延伸することにより得られ、液晶表示
装置、特にSTN型液晶表示装置またはECB型液晶表
示装置の着色を補償して表示品質を向上させるための光
学補償板(色補償板)として用いられている。該位相差
フィルムを用いた液晶表示装置は、軽い、薄い、安価で
ある等の長所を持っている。最近、液晶表示装置を自動
車などに搭載して低温から高温の幅広い温度条件下で使
用することも多くなってきているが、液晶セルと位相差
フィルムのレタデーション(位相差)が温度変化により
異なった変化をするので、表示品質が低下する問題点が
あった。また、STN型液晶表示装置の画面の大型化に
伴い、バックライトに用いられる蛍光管からの熱伝導に
より、液晶セルの温度が不均一となり、画面内で表示品
位が異なる問題点があった。
【0003】すなわち、温度変化に伴い液晶分子や高分
子の配向が変化し、レタデーションが変化するが、一般
に液晶セルに使われている低分子液晶材料の配向の変化
の方が位相差フィルムに使われている高分子の配向の変
化より大きく、レタデーションの変化も大きいため、室
温で最適化されていた両者のレタデーションが低温およ
び高温では最適条件からずれてしまい、液晶セルの色補
償が不完全になり着色が生じるなどの問題が生じ、表示
特性が低下する。
【0004】車の中などの高温にさらされる環境中で
も、ECBまたはSTN型液晶表示装置の表示品位を保
持できる光学異方体フィルムは知られていないが、液晶
を用いた光学異方体フィルムは開示されている。特開平
3−291601号公報には、大面積で均一な位相差フ
ィルムを得るために、実質的にオルソ置換芳香族単位を
含むポリエステルからなる液晶性高分子を溶解した溶液
を公知の配向膜を有する基板上に塗布し、熱処理を行う
ことにより、水平配向させたものが例示されている。位
相差フィルムのレタデーションは、フィルムの材料の屈
折率異方性とフィルムの厚みの積で得られる。液晶性高
分子のみを水平配向した位相差フィルムでは、液晶性高
分子の屈折率異方性が大きいため、フィルム全面にわた
って均一なレタデーションを得るためには、液晶性高分
子の膜厚を非常に精密に制御する必要があり、工業的に
困難であり、効率的でなかった。
【0005】また、特表平4−500284号公報に
は、直鎖または環状の主鎖を有する側鎖型液晶ポリマー
を用いて、液晶セルに使われている液晶分子と同じ温度
依存性および波長依存性を有する位相差フィルムが例示
されている。しかしながら、側鎖型液晶ポリマーを用い
てその膜厚を非常に精密に制御することは困難であっ
た。また、特開平5−257013号公報には、高分子
フィルムに液晶分子を分散し、高分子フィルムごと延伸
することにより位相差フィルムを得ることが記載されて
いる。しかしながら、具体的にどのような特性を有する
液晶化合物と高分子との組み合わせのときに優れた効果
が得られるかの記載はない。
【0006】また、特開平8−190094号公報には
液晶化合物と透明または半透明の高分子からなる光学異
方体フィルムが記載されており、液晶化合物として異な
る側鎖よりなる側鎖型共重合高分子液晶について言及し
ている。しかし、30℃で保存したときの液晶化合物に
よるレタデーションの変化については言及していない。
【0007】本発明の光学異方体フィルムに用いる液晶
化合物として液晶性ポリシロキサンが挙げられる。液晶
性ポリシロキサンの特徴は、"Silicon in
Polymer Synthesis" (H. R.
Kricheldorf編、Springer−Ver
lag, Berlin, Heidelberg,1
996)に記載のあるC. Burger and F.
H. Kreuzer, " Polysiloxan
e and Polymer Containing
Siloxane Groups" やそれのレファレ
ンスに記載がある。また、4−(2−プロペニルオキ
シ)安息香酸[4−(メトキシカルボニル)フェニル]
エステルや、4−(2−プロペニルオキシ)安息香酸
[4−(ブトキシカルボニル)フェニル]エステルを、
鎖長35ユニットのポリシロキサンにハイドロシリレー
ションで付加することにより、モノマーは結晶性である
が生成したポリマーは液晶層を示すことが、G. −P.
Chang Cheinet al (J. Pol
ym. Sci. A, 1993, 31, 2432
−2436)に示されている。しかしながら、Chei
nらは、このようなポリマーの用途について開示してい
ない。またこのポリマーは、分子量が高いために粘度が
高すぎることや、4−(2−プロピレンオキシ)安息香
酸[4−(メトキシカルボニル)フェニル]エステルを
側鎖に有するポリシロキサンではガラス転移温度が高す
ぎることや、4−(2−プロピレンオキシ)安息香酸
[4−(ブトキシカルボニル)フェニル]エステルを側
鎖に有するポリシロキサンでは等方相転移温度が低すぎ
るなどの問題があり、本発明の用途に用いることは不可
能であった。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、液晶
表示セルのレタデーションの温度変化率に応じることが
できる温度変化率を有し、かつある温度での液晶化合物
によるレタデーションの経時変化が小さい光学異方体フ
ィルム、その製造方法、該光学異方体フィルムを用いた
表示特性の優れた液晶表示装置、共重合高分子液晶およ
び該共重合高分子液晶の原料として使用可能な液晶化合
物を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の問
題を解決するために鋭意検討した結果、高分子と液晶化
合物または液晶組成物を混合して得られる特定の物性を
有する光学異方体フィルムが、前記の課題を解決するこ
とを見出し、該光学異方体フィルムを用いると低温で使
用しても白黒レベルに優れた液晶表示装置が得られるこ
とを見出して、本発明を完成するに至った。ここで高分
子と混合する液晶は、仕様として要求される位相差フィ
ルムのレタデーション変化の下限以下のガラス転移温度
を有し、組み合わせて使用する液晶セルのΔndの温度
依存性に合うように等方相転移温度が選ばれてなる、液
晶材料または液晶組成物である。
【0010】更に、本発明者らは、前述の4−(2−プ
ロペニルオキシ)安息香酸[4−(プロポキシカルボニ
ル)フェニル]エステルや、類似の[4−(ブトキシカ
ルボニル)フェニル]エステル、特により長鎖アルコキ
シのペンチルオキシカルボニル誘導体からドデシルオキ
シカルボニル誘導体ではしばしば、Chienらの文献
では予見できないようなそれ自身で液晶性を示し、かつ
適当なシロキサンに付加することで、低いガラス転移温
度と低い等方相転移温度を示す、広い液晶温度範囲を有
する共重ネマティック合高分子液晶とすることができる
ことを見出した。また、本発明者らは、鎖長が短いポリ
シロキサン主鎖を用いることや、側鎖エステル部として
長鎖アルキルを用いることにより、粘度が低く、10℃
以下のガラス転移温度を有するため室温付近での光学異
方体フィルムのレタデーションを制御するのに適してお
り、本発明で好適に用いることのできる共重合ネマティ
ック高分子液晶を得ることができることを見出した。さ
らに驚くべきことに、本発明者らは、開示されている4
−(2−プロペニルオキシ)安息香酸[4−(アルコキ
シカルボニル)フェニル]エステルと、たとえば4−
(2−プロペニルオキシ)ベンゾイルオキシ−4−
(4'−メトキシベンゾイル)フェニルエステルなどの
ような等方相転移温度の高い側鎖基とを共重合体とする
ことで、広い温度範囲にわたり液晶性を示す高分子液晶
とすることができることを見出した。更に本発明者ら
は、ガラス転移温度や等方相転移温度は、側鎖基の数の
比を調整することで所望の値に調整することができるこ
とも見出した。
【0011】すなわち、本発明は、次に記す発明からな
る。 [1]高分子と液晶化合物を含む透明または半透明な光
学異方体フィルムであり、法線方向から測定した該光学
異方体フィルムの80℃におけるレタデーションが30
℃におけるレタデーションの20〜97%であり、該光
学異方体フィルムを30℃で200時間保持したときの
液晶化合物によるレタデーション変化の絶対値が6%以
下であることを特徴とする光学異方体フィルム(ただ
し、レタデーションの測定波長は、546nmであ
る)。
【0012】[2]高分子と液晶化合物を含む透明また
は半透明な光学異方体フィルムであり、法線方向から測
定した該光学異方体フィルムの60℃におけるレタデー
ションが30℃におけるレタデーションの20〜99%
であり、該光学異方体フィルムを30℃で200時間保
持したときの液晶化合物によるレタデーション変化の絶
対値が6%以下であることを特徴とする光学異方体フィ
ルム(ただし、レタデーションの測定波長は、546n
mである)。
【0013】[3]高分子と液晶化合物を含む透明また
は半透明な光学異方体フィルムであり、法線方向から測
定した該光学異方体フィルムの0℃におけるレタデーシ
ョンが30℃におけるレタデーションの101〜150
%であり、該光学異方体フィルムを30℃で200時間
保持したときの液晶化合物によるレタデーション変化の
絶対値が6%以下であることを特徴とする光学異方体フ
ィルム(ただし、レタデーションの測定波長は、546
nmである)。
【0014】[4]液晶が下記式(1)、(2)および
(3)を反復単位としてなる高分子液晶を含み、該高分
子液晶位置分子中の反復単位式(1)、(2)および
(3)の数を、それぞれn1,n2およびn3とすると、
1/(n2+n3)の比が一分子あたり平均して98/2
から20/80で、n2/n3の比が100/0から20
/80の範囲にあることを特徴とする、[1]〜[3]
記載のいずれかの光学異方体フィルム。
【0015】
【化14】 ・・・・・(1)
【0016】
【化15】 ・・・・・(2)
【0017】
【化16】 ・・・・・(3)
【0018】[ 一般式(1)、(2)または(3)に
おいて、Aは下記一般式(4)または(5)で表される
基である。
【0019】
【化17】 ・・・・・(4)
【0020】
【化18】 ・・・・・(5)
【0021】一般式(4)において−Si−O−は、一
般式(1)、(2)および(3)の主鎖であり、環状で
あっても直鎖状であってもよい。一般式(5)におい
て、−C−CH2−は一般式(1)、(2)および
(3)の主鎖であり、COO基は一般式(1)の(CH
2)k1基、一般式(2)のR3基、および一般式(3)の
4基に結合する。一般式(1)、(2)および(3)
において、Aが一般式(5)のとき、R1はそれぞれ同
一または相異なり、炭素数1〜6のアルキル基または炭
素数1〜6のアルコキシ基であり、一般式(1)、
(2)および(3)において、Aが一般式(4)のと
き、R1は、それぞれ同一または相異なり、炭素数1〜
10のアルキル基、炭素数1〜10のアルコキシ基、ま
たはフェニル基である。一般式(2)でR3は炭素数3
〜30の炭化水素基、4−(コレステリルオキシカルボ
ニルフェニル)オキシアルケンまたは
【0022】
【化19】−(CH2)k3−(O)m2−Ar2−(L3)p3−Ar5
((L4)p4−(Ar6)q2)k4−R5 である。一般式(3)において、R4は炭素数3〜30
の炭化水素基または
【0023】
【化20】−(CH2)k5−(O)m3−Ar7−(L5)p5−Ar8
((L6)p6−(Ar9)q3)k6−R6
【0024】であり、一般式(1)、(2)および
(3)において、k1、k3およびk5は、それぞれ独立
に2〜10の整数を表し、k2、k4、k6、m1、m2
3、p1、p2、p3、p4、p5、p6、q1、q2および
3は、それぞれ独立に0または1である(ここで0は
隣接する基が直接結合していることを意味する)。Ar
1、Ar2、Ar3、Ar4、Ar5、Ar6、Ar7、Ar8
およびAr9は、それぞれ同一または異なり、1,4−
フェニレン、1,4−シクロヘキシレン、ピリジン−
2,5−ジイルまたはピリミジン−2,5−ジイルであ
る。L1、L2、L3、L4、L5およびL6は、それぞれ同
一または異なり、−CH2−O−、−O−CH2−、−C
OO−、−OCO−、−CH2−CH2−、−CH=N
−、−N=CH−、−N=N−、−N(O)=N−また
は−N=N(O)−で示される基である。R2、R5およ
びR6は、それぞれ同一または相異なり、水素、ハロゲ
ン、シアノ基、または隣接しないメチレン(CH2)基
が酸素で置換されても良い直鎖もしくは環状のアルキル
基である。]
【0025】[5]高分子と液晶化合物とを混合し、フ
ィルムに成形したのち、加熱しながらフィルムを一軸延
伸することを特徴とする[1]ないし[4]記載のいず
れかの光学異方体フィルムの製造方法。
【0026】[6]前記[1]ないし[4]記載のいず
れかの光学異方体フィルムを使用することを特徴とする
液晶表示装置。
【0027】[7]下記一般式(6)、(7)および
(8)を反復単位としてなり、n6、n7およびn8をそ
れぞれ一般式(6)、(7)および(8)の反復単位数
とすると、n6/(n7+n8)の比が98/2から5/9
5の範囲にある共重合ネマティック高分子液晶。
【0028】
【化21】 ・・・・・(6)
【0029】
【化22】 ・・・・・(7)
【0030】
【化23】 ・・・・・(8)
【0031】[式中−Si−O−は直鎖または環状にな
り、R1はそれぞれ同一または相異なり、炭素数1〜1
0のアルキル基、炭素数1〜10のアルキルオキシ基ま
たはフェニル基である。Qは、孤立した隣接しないCH
2基が酸素で置換されていても良い1〜12個のメチレ
ン直鎖、4−位がC1〜C3(炭素数1〜3を意味する。
以下同様である)アルキル基、またはC1〜C3アルコキ
シ基で置換されたシクロヘキシレン基である。R3は、
炭素数3〜30の炭化水素基、4−(コレステリルオキシ
カルボニルフェニル)オキシアルケンまたは
【0032】
【化24】−(CH2)k3−(O)m2−Ar2−(L3)p3−Ar5
((L4)p4−(Ar6)q2)k4−R5 である。R4は、炭素数3〜30の炭化水素基または
【0033】
【化25】−(CH2)k5−(O)m3−Ar7−(L5)p5−Ar8
((L6)p6−(Ar9)q3)k6−R6
【0034】ここで、k1、k3およびk5は、それぞれ
同一または相異なる2〜10の整数を表し、k4、k6
2、m3、p3、p4、p5、p6、q2およびq3は、それ
ぞれ同一または相異なり、0または1である。Ar4
Ar5、Ar6、Ar7、Ar8およびAr9は、それぞれ
同一または相異なり、1,4−フェニレン、1,4−シ
クロヘキシレン、ピリジン−2,5−ジイルまたはピリ
ミジン−2,5−ジイルである。L3、L4、L5および
6は、それぞれ同一または相異なり、−CH2−O−、
−O−CH2−、−COO−、−OCO−、−CH2−C
2−、−CH=N−、−N=CH−、−N=N−、−
N(O)=N−または−N=N(O)−で示される基で
ある。R5およびR6は、それぞれ同一または相異なり、
ハロゲン、シアノ基、または隣接しないメチレン(CH
2)基が酸素で置換されても良い直鎖もしくは環状のア
ルキル基から選ばれる基である。]
【0035】[8]一般式(9)からなるメソゲン基。
【0036】
【化26】 ・・・・・(9)
【0037】(ここで、k7は0〜8の整数であり、Q2
は、孤立した隣接しないCH2基が酸素で置換されてい
ても良い少なくとも5〜12個のメチレン直鎖、4−位
がC1〜C3のアルキル基、またはC1〜C3のアルコキシ
基で置換されたシクロヘキシレン基である。)
【0038】
【発明の実施の形態】次に、本発明を詳細に説明する。
本発明の光学異方体フィルムのレタデーションの温度変
化率は、組合わせて使用する液晶表示セルの温度変化率
に応じて最適になるように選択することができる。すな
わち、液晶表示セルの温度変化率が大きい場合には、光
学異方体フィルムの温度変化率もそれに合わせて大きく
し、液晶表示セルの温度変化率が小さい場合には、光学
異方体フィルムの温度変化率もそれに合わせて小さくす
ることができる。
【0039】本発明の光学異方体フィルム〔1〕のレタ
デーションの温度変化率については、80℃でのレタデ
ーションが30℃でのレタデーションの20〜97%で
あり、好ましくは60〜95%、さらに好ましくは70
〜93%である(ただし、レタデーションの測定波長
は、546nmである)。さらに、該光学異方体フィル
ム〔1〕において、さらに法線方向から測定した該光学
異方体フィルムの60℃におけるレタデーションが30
℃におけるレタデーションの20〜99%であってもよ
い(ただし、レタデーションの測定波長は、546nm
である)。さらに、法線方向から測定した該光学異方体
フィルムの0℃におけるレタデーションが30℃におけ
るレタデーションの101〜150%であってもよい
(ただし、レタデーションの測定波長は、546nmで
ある)。
【0040】また、本発明の光学異方体フィルム〔2〕
のレタデーションの温度変化率については、60℃での
レタデーションが30℃でのレタデーションの20〜9
9%であり、好ましくは60〜98%、さらに好ましく
は70〜97%である。さらに、該光学異方体フィルム
〔2〕において、さらに法線方向から測定した該光学異
方体フィルムの0℃におけるレタデーションが30℃に
おけるレタデーションの101〜150%であってもよ
い(ただし、レタデーションの測定波長は、546nm
である)。また、本発明の光学異方体フィルム〔3〕の
レタデーションの温度変化率については、0℃でのレタ
デーションが30℃でのレタデーションの101〜15
0%である。
【0041】本発明の光学異方体フィルムは、該光学異
方体フィルムを30℃で200時間保持したときの液晶
化合物によるレタデーション変化の絶対値が6%以下で
あることを特徴とする(但し、レタデーションの測定波
長は、546nmである)。
【0042】本発明の光学異方体フィルムのある温度T
におけるレタデーションRfilm(T)は式(A)に示すよ
うに液晶化合物によるレタデーションRLC(T)と高分
子によるレタデーションRpolymer(T)の和で表され
る。
【0043】
【数1】 Rfilm(T)=RLC(T)+Rpolymer(T) ・・・・・(A)
【0044】高分子によるレタデーションR
polymer(T)は、光学異方体フィルムを示差走査熱量
計(DSC)により求めた液晶化合物の液晶相−等方相
転移温度(Ti)より10℃以上高い温度に加熱し、液
晶によるレタデーションRLC(Ti+10)を0にした
ときのフィルムのレタデーションRfilm(Ti+10)
を高分子によるレタデーションとみなす。またDSCで
液晶のTiがわかりにくい場合は、室温から昇温しなが
ら本発明の光学異方体フィルムのレタデーションを測定
したときに、レタデーションが温度によらず一定になる
温度域がある。これはフィルム中の液晶が等方相にな
り、RLC=0になった状態に相当する。このようにレタ
デーションが変化しなくなりだす温度+10℃の温度で
測定したフィルムのレタデーションを高分子によるレタ
デーションとみなしてもよい。
【0045】したがって、光学異方体フィルムのある温
度における液晶によるレタデーションは、フィルムのレ
タデーションRfilm(T)から上記高分子によるレタデ
ーションRpolymer(Ti+10)を引くことにより求
めることができる。
【0046】本発明において、光学異方体フィルムを3
0℃で200時間保持したときの液晶化合物によるレタ
デーション変化は、光学異方体フィルムを作製後、用い
た液晶化合物の液晶相−等方相転移温度より10℃以上
高い温度で2時間フィルムを加熱した後、上記計算によ
り求めた液晶によるレタデーションRLC(30℃:0時
間)と、加熱から起算して200時間経過した後に同様
の測定と計算を行い求めたRLC(30℃:200時間)
を用い、以下の式(B)により計算する。
【0047】
【数2】 レタデーション変化={RLC(30℃:200時間)−RLC(30℃:0時間) }/RLC(30℃:0時間) ・・・・・(B)
【0048】本発明の光学異方体フィルムにおいて、フ
ィルムを30℃で保持したときの液晶化合物によるレタ
デーションの変化の絶対値は、6%以下である。
【0049】本発明の光学異方体フィルムの、フィルム
法線方向から見たレタデーションの値(測定波長546
nm)は、50〜2000nmであることが好ましく、
さらに好ましくは100〜1500nmである。
【0050】本発明の光学異方体フィルムは、液晶表示
セル、特にSTN型液晶表示セルまたはECB型液晶表
示セルにより生じた位相差を主としてマトリックス中の
液晶化合物により補償するので、用いる液晶化合物は液
晶表示セル、特にSTN型液晶表示セルに用いられてい
る液晶またはECB型液晶表示セルに用いられている液
晶に屈折率や、屈折率異方性の温度依存性などの特性が
近いものが好ましい。
【0051】本発明の光学異方体フィルムおける液晶化
合物は、下記反復単位式(1)、(2)および式(3)
よりなる側鎖型共重合高分子液晶であることが好まし
い。さらに、本発明の光学異方体フィルムに用いる液晶
化合物は2種類以上の側鎖型共重合高分子液晶の混合物
であっても良いし、該側鎖型共重合高分子液晶以外に高
分子液晶、共重合ネマティック高分子液晶、側鎖型ホモ
高分子液晶、低分子液晶などを含んでいてもよい。本発
明における反復単位式(1)、(2)および式(3)か
らなる側鎖型共重合高分子液晶(以下単に高分子液晶と
呼ぶこともある)の骨格として、前記一般式(4)で示
されるものを用いる場合、直鎖または環状のものが利用
できる。特定の方向への配向を得やすいなどの観点か
ら、ネマチック相またはスメクチック相を示す高分子液
晶が好ましい。液晶性を与える基(以下、メソゲン基と
いうことがある。)は屈曲鎖(以下、スペーサーという
ことがある。)を介して、主鎖と結合したものが一般的
に使用できる。
【0052】本発明で用いられる高分子液晶は、該高分
子液晶1分子中の反復単位式(1)、(2)、(3)の
数をそれぞれn1、n2、n3とすると、n1/(n2
3)の比が、1分子当り平均して98/2〜20/8
0であり、かつn2/n3の比が100/0〜20/80
である。光学異方体フィルムを得る観点からは、使用温
度の範囲、すなわち、−20℃〜80℃程度で、ネマチ
ック相またはスメクチック相を示すものであることが好
ましい。上記温度範囲を満たすような高分子液晶を単独
で用いてもよいし、温度範囲を上記範囲内にするために
1種類以上の液晶化合物を混合して用いてもよい。
【0053】
【化27】 ・・・・・(1)
【0054】
【化28】 ・・・・・(2)
【0055】
【化29】 ・・・・・(3)
【0056】[ 一般式(1)、(2)または(3)に
おいて、Aは下記一般式(4)または(5)で表される
基である。
【0057】
【化30】 ・・・・・(4)
【0058】
【化31】 ・・・・・(5)
【0059】一般式(4)において−Si−O−は、一
般式(1)、(2)および(3)の主鎖であり、環状で
あっても直鎖状であってもよい。一般式(5)におい
て、−C−CH2−は一般式(1)、(2)および
(3)の主鎖であり、COO基は一般式(1)の(CH
2)k1基、一般式(2)のR3基、および一般式(3)の
4基に結合する。
【0060】一般式(1)、(2)および(3)におい
て、Aが一般式(5)のときR1はそれぞれ同一または
相異なり、炭素数1〜6のアルキル基またはアルコキシ
基である。アルキル基としてメチル、エチル、プロピ
ル、ブチル、ペンチル、ヘキシル基が例示され、アルコ
キシ基としてメトキシ、エトキシ、プロピルオキシ、ブ
トキシ、ペンチルオキシ、ヘキシルオキシ基が例示され
る。
【0061】一般式(1)〜(3)において、R1は、
それぞれ独立に炭素数1〜10のアルキル基、炭素数1
〜10のアルキルオキシ基またはフェニル基から選ばれ
る基である。アルキル基として、メチル、エチル、プロ
ピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチ
ル、ノニルおよびデシル基が例示され、アルコキシ基と
してメトキシ、エトキシ、プロピルオキシ、ブトキシ、
ペンチルオキシ、ヘキシルオキシ、ヘプチルオキシ、オ
クチルオキシ、ノニルオキシおよびデシルオキシ基が例
示される。
【0062】一般式(2)において、R3は炭素数3〜
30の炭化水素基、4−(コレステリルオキシカルボニ
ルフェニル)オキシアルケンまたは
【0063】
【化32】−(CH2)k3−(O)m2−Ar2−(L3)p3−Ar5
((L4)p4−(Ar6)q2)k4−R5
【0064】から選ばれる基である。該炭化水素基とし
てはメチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘ
キシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ドデシ
ル、テトラデシル、ヘキサデシル、エイコサニル基が例
示される。4−(コレステリルオキシカルボニルフェニ
ル)オキシアルケンとしては、4−(コレステリルオキ
シカルボニルフェニル)オキシ(1、3ープロピレ
ン)、(コレステリルオキシカルボニルフェニル)オキ
シ(1,4−ブチレン)または、
【0065】
【化33】
【0066】[ここで、wは3または4の整数であ
る。]が例示される。
【0067】一般式(3)において、R4は炭素数3〜
30の炭化水素基、または
【0068】
【化34】−(CH2)k5−(O)m3−Ar7−(L5)p5−Ar8
((L6)p6−(Ar9)q3)k6−R6
【0069】である。炭化水素基として、メチル、エチ
ル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチ
ル、オクチル、ノニル、デシル、ドデシル、テトラデシ
ル、ヘキサデシル、エイコサニル基が例示される。
【0070】一般式(1)〜(3)において、k1、k3
およびk5はそれぞれ独立に2〜10の整数を表し、合
成の容易さから3または4が好ましい。k2、k4
6、m1、m2、m3、p1、p2、p3、p4、p5、p6
1、q2およびq3は、それぞれ独立に0または1であ
る(ここでp1、またはp2、またはp3、またはp4、ま
たはp5、またはp6が0のとき隣接する基が直接結合し
ていることを意味し、k2またはk4またはk6が0のと
き、Ar2とR2、Ar5とR5、Ar8とR6がそれぞれ直
接結合することを意味する)。Ar1、Ar2、Ar3
Ar4、Ar5、Ar6、Ar7、Ar8およびAr9、は、
それぞれ同一または相異なり、1,4−フェニレン、
1,4−シクロヘキシレン、ピリジン−2,5−ジイル
またはピリミジン−2,5−ジイルである。合成の容易
さからは、1,4−フェニレン基、1,4−シクロヘキ
シレン基、ピリミジン−2、5−ジイル基が好ましい。
1、L2、L3、L4、L5およびL6は、それぞれ同一ま
たは相異なり、−CH 2−O−、−O−CH2−、−CO
O−、−OCO−、−CH2−CH2−、−CH=N−、
−N=CH−、−N=N−、−N(O)=N−または−
N=N(O)−で示される基である。一般式(1)〜
(3)において、Aが一般式(4)のとき、R2、R5
よびR 6は、それぞれ同一または相異なり、水素、ハロ
ゲン、シアノ基、または隣接しないメチレン(CH2
基が酸素で置換されても良い直鎖または環状のアルキル
基から選ばれる基である。]
【0071】その他の物性、例えば共重合高分子液晶と
高分子マトリックスの相分離に影響を与える物性など、
を得るために、液晶性が損なわれない範囲で、共重合高
分子液晶にその他の側鎖基を導入しても良い。その他の
側鎖基として、アルキル基、アルコキシ基や公知の液晶
性を示す側鎖基などから選ばれる任意の組み合わせが好
適に用いられる。
【0072】また、これらの側鎖型共重合高分子液晶の
分子量または重合度は、分散状態を決定する点で重要で
ある。分子量が小さいと相分離せず、分子量が高いと相
分離した際の液晶の粒径が大きくなるため光散乱が強く
なり実用的でない。本発明で好ましく用いられる高分子
液晶の分子量は、ポリスチレン換算数平均分子量で好ま
しくは1,200以上10,000であり、平均的な重
合度は、好ましくは3以上30以下であり、より好まし
くは5以上20以下である。
【0073】つぎに本発明の共重合ネマティック高分子
液晶として、下記(6)、(7)および(8)を反復単
位としてなり、n6、n7およびn8をそれぞれ一般式
(6)、(7)および(8)の反復単位数とすると、n
6/(n7+n8)の比が98/2から5/95の範囲にあ
る、共重合ネマティック高分子液晶である。
【0074】
【化35】 ・・・・・(6)
【0075】
【化36】 ・・・・・(7)
【0076】
【化37】 ・・・・・(8)
【0077】[式中−Si−O−は直鎖または環状のも
のであり、R1は、それぞれ同一または相異なり、炭素
数1〜10のアルキル基、炭素数1〜10のアルキルオ
キシ基、またはフェニル基である。アルキル基としてメ
チル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシ
ル、ヘプチル、オクチル、ノニルおよびデシル基が例示
され、アルコキシ基として、メトキシ、エトキシ、プロ
ピルオキシ、ブトキシ、ペンチルオキシ、ヘキシルオキ
シ、ヘプチルオキシ、オクチルオキシ、ノニルオキシお
よびデシルオキシ基が例示される。
【0078】Qは、孤立した隣接しないCH2基が酸素
で置換されていても良い1〜12個のメチレン直鎖また
は、4−位が、メチル、エチル、n−プロピルなどのC
1〜C3(炭素数が1〜3を意味する。以下同様である)
アルキル基、またはメトキシ、エトキシ、n−プロピル
オキシなどのC1〜C3アルコキシ基で置換されたシクロ
ヘキサン基である。
【0079】R3は、炭素数3〜30の炭化水素基、4−
(コレステリルオキシカルボニルフェニル)オキシアルケ
ン、または
【0080】
【化38】−(CH2)k3−(O)m2−Ar2−(L3)p3−Ar5
((L4)p4−(Ar6)q2)k4−R5
【0081】である。炭化水素基としてメチル、エチ
ル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチ
ル、オクチル、ノニル、デシル、ドデシル、テトラデシ
ル、ヘキサデシル、エイコサニル基が例示される。4−
(コレステリルオキシカルボニルフェニル)オキシアルケ
ンとしては、4−(コレステリルオキシカルボニルフェ
ニル)オキシ(1、3−プロピレン)または(コレステ
リルオキシカルボニルフェニル)オキシ(1,4−ブチ
レン)または
【0082】
【化39】
【0083】[ここで、wは3または4の整数であ
る。]が例示される。
【0084】R4は、炭素数3〜30の炭化水素基、ま
たは
【0085】
【化40】−(CH2)k5−(O)m3−Ar7−(L5)p5−Ar8
((L6)p6−(Ar9)q3)k6−R6
【0086】から選ばれる。炭化水素基としては、メチ
ル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、
ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ドデシル、テト
ラデシル、ヘキサデシル、エイコサニル基が例示され
る。
【0087】ここで、k1、k3およびk5は、それぞれ
同一または相異なる2〜10の整数を表し、k4、k6
2、m3、p3、p4、p5、p6、q2およびq3は、それ
ぞれ同一または相異なり、0または1である。Ar4
Ar5、Ar6、Ar7、Ar8およびAr9は、それぞれ
同一または相異なり、1,4−フェニレン、1,4−シ
クロヘキシレン、ピリジン−2,5−ジイル、ピリミジ
ン−2,5−ジイルである。L3、L4、L5およびL
6は、それぞれ同一または相異なり、−CH2−O−、−
O−CH2−、−COO−、−OCO−、−CH2−CH
2−、−CH=N−、−N=CH−、−N=N−、−N
(O)=N−または−N=N(O)−で示される基であ
る。R5およびR6は、それぞれ同一または相異なり、ハ
ロゲン、シアノ基、または隣接しないメチレン(C
2)基が酸素で置換されても良い直鎖もしくは環状の
アルキル基である。]
【0088】また、本発明のメソゲン基は、下記式
(9)で示される化合物である。
【0089】
【化41】 ・・・・・(9)
【0090】[ここで、k7は0〜8の整数であり、Q2
は、孤立した隣接しないCH2基が酸素で置換されてい
ても良い少なくとも5〜12個のメチレン直鎖または4
−位が、メチル、エチル、n−プロピルなどのC1〜C3
アルキル基またはメトキシ、エトキシ、n−プロピルオ
キシなどのC1〜C3アルコキシ基で置換されたシクロヘ
キシレン基である。]
【0091】以上述べた本発明の光学異方体フィルムに
用いることのできる側鎖型共重合高分子液晶や共重合ネ
マティック高分子液晶の合成方法としては、特に限定さ
れないが、米国特許第4,410,570号明細書や米
国特許第4,358,391号明細書および米国特許第
5,211,877号明細書に記載の方法が採用でき
る。例えばポリシロキサン鎖に該側鎖のメソゲン基およ
び炭化水素基を付加させる方法が例示される。ポリシロ
キサン鎖にメソゲン基および炭化水素基を付加する場合
には、白金触媒のもとで反復単位式(1)の側鎖のメソ
ゲン基と同じ構造を有し、ω−アルケニルオキシ基を有
する化合物を、反復単位(2)の側鎖基と同じ構造をも
ち炭化水素基の末端に不飽和二重結合を有するα−オレ
フィンおよびポリ(メチルヒドロシロキサン)と共に反
応される方法が例示される。ここで、ω−アルケニルオ
キシ基とは、スペーサーとしての機能を有するアルキレ
ンオキシ基の末端に不飽和二重結合を持つものである。
【0092】以下に記載されるハイドロシリレーション
反応は、触媒の存在下ですべて行われる。触媒として
は、プラチナ、パラジウム、ロジウム、イリジウムおよ
びそれらの化合物のような、プラチナ(白金)族系の遷
移金属および/またはそれらの化合物(以下プラチナ触
媒と呼ぶ)が用いられている。これらは新規に発明され
た合成反応に供されるものである。また、ケイ原子に直
結した水素原子を、不飽和脂肪族系化合物へ付加するこ
とができる触媒であれば、いかなるものでも用いること
ができる。これら触媒の例としては、二酸化ケイ素、酸
化アルミニウムまたは活性炭のような担持材料に微分散
された金属プラチナ、例えばPtCl4、H2PtCl6
・6H2O、Na2PtCl4・4H2Oのような塩化物、
またはプラチナ−オレフィン錯体、プラチナ−アルコー
ル錯体、プラチナ−アルコレート錯体、プラチナ−エー
テル錯体、プラチナ−アルデヒド錯体およびプラチナ−
ケトン錯体のような錯体を用いることができる。さら
に、六塩化白金酸六水和物とシクロヘキサノンとの反応
生成物、プラチナ−ビニルシロキサン錯体、特に少量の
無機的に結合したハロゲンが存在するか存在しないプラ
チナ−ジビニル−テトラメチル−ジシロキサン錯体、ビ
ス(γ−ピコリン)プラチナ二塩化物、トリメチレン−
ジピリジンプラチナ二塩化物、ジシクロペンタジエニル
−プラチナ二塩化物、ジメチル−サルフォキサイド−エ
チレンプラチナ(II)二塩化物、および1−オクテン
中に溶解したプラチナ六塩化物と二級ブチルアミンとの
反応生成物だけでなく、プラチナ六塩化物とオレフィン
および一級アミンまたは二級アミンまたは一級アミンと
二級アミンとの混合物との反応生成物、またはプラチナ
−アンモニア錯体(欧州特許第110370号明細書、
米国特許第4,546,164号明細書に開示されてい
る)などを用いることができる。プラチナ触媒は、金属
プラチナまたはプラチナ化合物として、対応するシロキ
サン誘導体のモル量に対して、好ましくは0.05〜
0.50mmol用いられる。その際、シロキサン誘導
体は、ケイ素原子に少なくとも一つ結合した水素原子を
有しており。当量もしくは当量より少ない量で反応物の
一つとして用いられる。
【0093】反応温度は好ましくは0℃〜110℃であ
り、反応時の圧力は好ましくは0.05MPa〜1.0
MPaである。上記反応は好ましくは溶媒中で行われ
る。溶媒は特に非プロトン性でなければならない。溶媒
または溶媒混合物は、160℃までの、特に120℃ま
での沸点または沸騰範囲を持つことが必要であり、その
際圧力は0.1MPaが好ましい。
【0094】これらの溶媒としてメチルアセテート、エ
チルアセテート、n−もしくはiso−プロピルアセテ
ート、n−,sec−もしくはt−ブチルアセテート、
エチルフォルメート、またはジエチルカーボネートなど
のエステル類;ジオキサン、テトラヒドロフラン、ジエ
チルエーテル、ジ−n−プロピルエーテル、ジイソプロ
ピルエーテル、ジ−n−ブチルエーテル、エチレングリ
コールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールジメ
チルエーテルもしくはアニソールなどのエーテル;ジク
ロロメタン、トリクロロメタン、テトラクロロメタン、
1,2−ジクロロエタン、トリクロロエチレン、テトラ
クロロエチレンもしくはクロロベンゼンなどの塩素化炭
化水素;ペンタン、n−ヘキサン、ヘキサンアイソマー
混合物、シクロヘキサン、ヘプタン、オクタン、lig
roin、石油エーテル、ベンゼン、トルエン、キシレ
ンなどの炭化水素;アセトン、メチルエチルケトン、メ
チルイソブチルケトンなどのケトン;または二硫化炭
素、ピリジン、アセトニトリル、ニトロベンゼン、また
はこれらの混合溶媒が例示される。本発明で言う溶媒と
は、反応物を必ずしも溶解させる必要はない。反応は一
つ以上の反応体の懸濁液、エマルジョン液中で行われて
も良い。相溶性の差がある溶媒中で反応が行われていて
も良く、この場合少なくとも一つの反応体がそれぞれの
混合相に溶解していてもよい。
【0095】本発明の側鎖型共重合高分子液晶の反復単
位式(1)〜(3)の1分子中に平均して含まれる割合
は、反応時に、反復単位式(1)〜(3)に対応する反
応原料の仕込み比率で、反復単位式(1)〜(3)に対
応する基の結合比率を制御することができる。このよう
にして得られた側鎖型共重合高分子液晶は、液晶相、特
にネマチック相またはスメクチック相を示すものが、優
れた光学異方性を示すので好ましい。
【0096】本発明の光学異方体フィルムにおいて、上
記側鎖型共重合高分子液晶と共に用いてもよい低分子液
晶として、下記一般式(10)で示されるものが例示さ
れる。
【0097】
【化42】
【0098】[一般式(10)中、R7は炭素数1〜6
のアルキル基またはアルコキシ基である。Ar10、Ar
11およびAr12は、それぞれ独立に1、4−フェニレン
基、1、4−シクロへキシレン基、ピリジン−2、5−
ジイル基、ピリミジン−2、5−ジイル基またはこれら
の基の誘導体である。L7およびL8は、それぞれ独立に
−COO−、−OCO−、−N=CH−、−CH=N
−、−CH2−CH2−、−CH2−O−、−O−CH
2−、−N=N−、単結合(Ar10とAr11、またはA
11とAr12が直接結合することに該当する。)、また
は−N(O)=N−、−N=N(O)−で示される2価
の基である、p7、q4およびk8は、それぞれ独立に0ま
たは1の整数である。Bは水素、シアノ基、ハロゲン、
アクリレート基もしくはメタクリレート基、または炭素
数1〜20のアルキル基もしくはアルコキシ基であり、
このうちアルキル基またはアルコキシ基については隣接
しない(CH2)基が酸素で置換されていても良い。]
【0099】本発明の光学異方体フィルムにおいて側鎖
型共重合高分子液晶と共に用いてもよい液晶ホモオリゴ
マー、液晶ホモポリマーとしては、側鎖型液晶ホモオリ
ゴマー、側鎖型液晶ホモポリマーや主鎖型液晶ホモオリ
ゴマー、主鎖型液晶ポリマーも含まれる。これらの中で
も、側鎖型液晶ホモオリゴマーや側鎖型液晶ホモポリマ
ーが価格や、分子量の制御が容易である点から好まし
い。側鎖型液晶ホモオリゴマーや側鎖型液晶ホモポリマ
ーとして、前記反復単位(1)または(2)または
(6)のみからなる高分子液晶が例示される。本発明の
側鎖型液晶共重合ポリマーと他の液晶材料の混合比は、
混合物の粘度や、液晶相を示す温度範囲が所望のものに
なるよう適宜選択することができる。
【0100】本発明における液晶化合物と高分子の混合
割合については、液晶化合物が液晶化合物と高分子の重
量和に対して0.5〜50重量%であることが好まし
く、1〜30重量%がさらに好ましく、1〜20重量%
が特に好ましい。該割合が0.5重量%未満では、液晶
化合物によるレタデーションの発現が小さく、レタデー
ションの温度依存性が小さくなり、50重量%を超える
と得られるフィルムの強度が小さくなるので好ましくな
い。液晶化合物と高分子の割合について具体的には、前
記の範囲の中でフィルムの強度や得られるレタデーショ
ンの温度依存性から適宜決めることができる。
【0101】本発明の光学異方体フィルムでは、液晶化
合物が高分子マトリックスから相分離しておりドメイン
を形成していることが好ましい。液晶化合物の配向は、
ドメインの形状で制御できる。たとえば、ドメインの形
状が回転楕円体の場合、高分子液晶および/または液晶
は、一軸配向し、3つの軸の長さが異なる楕円の場合、
液晶の配向は二軸性配向になる。これらのドメインの形
状は、後述の延伸操作により制御することが効果的であ
る。
【0102】該ドメインの粒径の上限は、光散乱の観点
から決定され、該ドメインの粒径の下限は、液晶の配向
の観点から決定される。ドメインの粒径をドメインの長
軸の長さで表すと、好ましいドメインの平均的な長軸の
長さは、20〜600nmであり、30〜400nmが
さらに好ましい。ドメインの平均的な長軸の長さは、光
学異方体フィルムを透過型電子顕微鏡で観測し、個々の
粒径を直接測定し、得られた粒径の数平均値を求めるこ
とにより決定される。
【0103】次に、マトリックスポリマーについて説明
する。本発明のマトリックスに用いられる高分子は、使
用温度やLCDとの貼合工程の温度で光学的性質や形状
の変化が起こらない高分子が好ましく、ガラス転移温度
がある程度高い熱可塑性エンジニアリング高分子、また
は可塑材が添加されている高分子では流動温度がある程
度高い高分子が好ましく用いられる。マトリックスの高
分子のガラス転移温度または軟化温度は、液晶表示装置
を使用する温度範囲内で光学特性の変化やフィルムの収
縮などの変形のないように下限が決定され、また光学異
方体フィルムとする際に加熱しながら延伸する必要があ
るので、ガラス転移温度が高すぎると工業的に好ましく
ないことから上限が決定される。マトリックスに求めら
れるガラス転移温度もしくは軟化温度としては、80℃
〜250℃が好ましく、90℃〜200℃がさらに好ま
しい。
【0104】これらの条件を満たす高分子としては、ポ
リカーボネート、ポリスルホン、ポリアリレート、ポリ
エーテルスルホン、2酢酸セルロース、3酢酸セルロー
ス、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタ
レートなどが例示され、好ましくはポリカーボネート、
ポリアリレート、ポリスルホン、3酢酸セルロース、ポ
リエチレンテレフタレートが例示される。
【0105】マトリックスポリマーとして、複屈折の小
さい高分子を用いてもよい。一般的にポリマーの配向に
よる複屈折Δnは、ポリマーの固有複屈折Δn0と配向
関数fを用いて、下式のように表される。
【0106】
【数3】Δn=Δn0×f
【0107】高分子の複屈折を低減する方法としては、
固有複屈折の小さい高分子を使用する方法、固有複屈折
が正の高分子と負の高分子を混合し、見かけの固有複屈
折を小さくする方法、配向関数を小さくする方法が例示
される。
【0108】これらのマトリックスポリマーに機械的強
度を付与やLCDパネルに貼合する際の接着性を改良す
るなどの目的のために添加物を用いてもよい。添加物の
種類や量については、本発明の目的を損なわない程度の
範囲であれば特に限定はない。
【0109】次に、光学異方体フィルムの製造方法につ
いて説明する。液晶化合物と高分子の混合方法として
は、均一性の観点から溶液状態で混合することが好まし
い。具体的には液晶化合物を溶媒に懸濁または溶解し
て、これに高分子を懸濁または溶解して混合する方法が
挙げられる。溶媒は高分子の良溶媒を用いることが好ま
しい。
【0110】液晶化合物とマトリックスポリマーの混合
物からなるフィルムの成膜法については、液晶化合物と
マトリックスポリマーを溶剤に溶かしキャストする溶剤
キャスト法、固体状態で混練しダイなどから押し出しフ
ィルムにする押し出し成型法、固体状態で混練した後カ
レンダロールでフィルムにするカレンダー法、プレスな
どでフィルムにするプレス成型法などが例示される。こ
の中でも膜厚精度に優れた溶剤キャスト法が好ましい。
成膜後のフィルムの厚みは、特に制限はないが、20〜
300μmが好ましく、さらに好ましくは70〜120
μmである。このようにして成膜して得られたフィルム
を加熱しても良い。フィルムを加熱する温度、時間、方
法などはとくに限定はない。
【0111】成膜後フィルムを加熱しながら延伸すると
きの延伸方法としては、テンター延伸法、ロール間延伸
法、ロール間圧縮延伸法などが例示される。フィルム面
の均一性などの観点からテンター延伸法、ロール間延伸
法が好ましい。フィルムの加熱方法については特に制限
はない。加熱温度については、使用するマトリックスポ
リマーや液晶の転移温度、得られる光学異方体フィルム
のレタデーションの温度変化率により適宜選択される
が、液晶表示装置の使用温度以上が好ましく、具体的に
は90℃以上が好ましい。延伸倍率については、倍率が
低いと液晶化合物の配向が不充分になり、高すぎると生
産性が悪くなるので好ましくなく、具体的には1.01
倍〜8倍が好ましく、1.1倍〜6倍がさらに好まし
い。延伸速度や冷却速度については特に限定はない。延
伸したフィルムを延伸後に加熱しても良い。フィルムを
加熱する温度、時間、方法などはとくに限定はない。以
上のように成膜して得られたフィルムを延伸前および/
または延伸処理後に加熱処理を行うことが好ましい。延
伸後に熱処理を行うことがより好ましい。フィルムの熱
処理温度、時間、方法などは特に制限はない。またフィ
ルムの表面硬度の改良や接着性の改良のために、延伸後
のフィルムの片面もしくは両面に公知のハードコート処
理やガスバリア処理を行ってもよい。
【0112】本発明の液晶表示装置は、本発明のいずれ
かの光学異方体フィルムを使用することを特徴とする。
具体的には、本発明の液晶表示装置は、液晶表示セルと
少なくとも1枚以上の光学異方体フィルムと少なくとも
1枚以上の偏光フィルムを有する液晶表示装置である。
特に、STN型液晶表示装置の場合には、液晶表示セル
として、電極を有する基板に挟持された、捩れ角が18
0〜360°である捩れネマティック配向した低分子液
晶よりなるセルが例示される。本発明の液晶表示装置に
おいて、光学異方体フィルムを配置する場所や枚数につ
いて特に制限はなく、偏光フィルムと液晶表示セルとの
間であればどこでもよい。また、偏光フィルムの吸収軸
や液晶表示セルのラビング方向と光学異方体フィルムの
延伸軸とのなす角などについては、コントラストや視角
特性が最適になるように決められる。
【0113】
【実施例】以下、実施例により本発明を詳細に説明する
が、本発明はこれに限定されるものではない。高分子液
晶のガラス転移点(Tg)や液晶相と等方相との転移温
度(Ti)は、示差走査熱量計(DSC)によって評価
した。昇温時の吸熱カーブの一次微分のピークをTgと
みなし、液晶相/等方相転移による吸熱ピークをTiと
見なした。得られた光学異方体フィルムのレタデーショ
ンは、偏光顕微鏡〔ニコン(株)製、OPTIPHOT
O2−POL〕によりセナルモン法を用いて測定した。
測定光の波長は546nmである。レタデーションの温
度依存性は、得られた光学異方体フィルムをクーリング
ユニットを装備したホットステージ(メトラー社製商品
名FP82ホットステージ)で冷却しながらレタデーシ
ョンを測定し求めた。
【0114】実施例1 米国特許第4,399,435号明細書に開示されてい
る4−(2−プロペニルオキシ)安息香酸(4'−メト
キシフェニル)エステル44.9gを400mlのトル
エンに溶解した。10%の溶媒を蒸留し除いたあと、1
5.0gの直鎖ポリメチルシロキサン(平均分子量90
1g/mol:Wacker Chemie Gmb
H, Munchen, Germany)と400μ
lの1%白金触媒塩化メチレン溶液を75℃で上記トル
エン溶液に加えた。反応混合物を100℃で90分間撹
拌した。混合物を75℃に冷却した後、4.0gの1−
ヘキセンを加え、更に50ulの白金触媒溶液を加え
た。反応混合物をさらに1時間100℃に加熱しながら
撹拌し、その後室温に冷却して濾過した。その後反応混
合物にn−ペンタンを加え目的の生成物を沈殿させた。
残存溶媒を取り除くため減圧乾燥したところ46.2g
の液晶性オリゴマー1が得られた。得られた液晶化合物
は数平均分子量5140、分子量分布(Mw/Mn)
1.35で、1.3%のモノマーを含んでいた。DSCよ
り求めた相転移温度はTg=13℃、Ti=45℃であ
った。液晶性オリゴマー1とポリカーボネート(帝人化
成製:商品名パンライトC1400)を重量比で6:9
4になるよう混合し、混合物が20重量%になるように
塩化メチレンに溶解した。この溶液を500μmギャッ
プのアプリケーターを用いてガラス板上にキャストしフ
ィルムを得た。得られたフィルムを175℃で1.5倍
に延伸し光学異方体フィルムを得た。得られた光学異方
体フィルムの80、60、30、0℃におけるレタデー
ションは、それぞれ347、347、473、527n
mであり、80、60、0℃のレタデーションは、30
℃のレタデーションに対してそれぞれ74、74、11
1%であった。得られた光学異方体フィルムを85℃で
2時間熱処理下した後の液晶によるレタデーションは1
19nmであった。熱処理後200時間経過したときの
液晶によるレタデーションは116nmであり、熱処理
直後のレタデーションと比較して2.6%変化した。得
られた光学異方体フィルムをSTN型液晶表示装置に搭
載すると0〜40℃の範囲で白黒表示が可能である。
【0115】実施例2 実施例1記載の液晶性オリゴマー1に下記式(11)で
示される液晶を1:1の重量比で混合し、DSCより相
転移温度を測定したところ、混合物の液晶相−等方相転
移温度に対応する吸熱ピークが89℃に見られた。
【0116】
【化43】 ・・・・・(11) 液晶性オリゴマー1:上記式(7)の液晶:PC=5:
5:90(重量比)になるよう混合し、塩化メチレンに
固形分が20重量%になるよう溶解し、得られた溶液を
ガラス板上にキャストした。得られたキャストフィルム
を160℃で1.5倍に延伸し光学異方体フィルムを得
た。得られた光学異方体フィルムのレタデーションは8
0、60、30℃でそれぞれ387、493、554n
mであり、80、60℃のレタデーションは30℃の値
のそれぞれ70、89%であった。得られた光学異方体
フィルムを100℃で2時間熱処理した後の液晶による
レタデーションは155nmであった。熱処理後200
時間経過したときの液晶によるレタデーションは162
nmであり、熱処理直後のレタデーションと比較して
4.9%変化した。得られた光学異方体フィルムをST
N型液晶表示装置に搭載すると30〜80℃の範囲で白
黒表示が可能である。
【0117】実施例3 液晶性オリゴマー1:E9:PC=7:7:86(重量
比)になるように混合し、塩化メチレンに固形分が20
重量%になるように溶解し、得られた溶液をガラス板上
にキャストした。得られたキャストフィルムを150℃
で1.5倍に延伸し、光学異方体フィルムを得た。得ら
れた光学異方体フィルムのレタデーションは、80、6
0、30、0℃でそれぞれ196、239、484、5
41nmであり、80、60、0℃のレタデーション
は、30℃の値のそれぞれ40、49、112%であっ
た。得られた光学異方体フィルムを100℃で2時間熱
処理した後の液晶によるレタデーションは、275nm
であった。熱処理後200時間経過したときの液晶によ
るレタデーションは281nmであり、熱処理直後のレ
タデーションと比較して2.1%変化した。得られた光
学異方体フィルムをSTN型液晶表示装置に搭載すると
0〜80℃の範囲で白黒表示が可能である。
【0118】比較例1 4−(2−プロペニルオキシ)安息香酸(4'−メトキ
シフェニル)エステル117gを960mlのトルエン
に溶解した。10%の溶媒を蒸留し除いたあと、30.
0gの直鎖ポリメチルシロキサン(平均分子量1004
g/mol:Wacker Chemie GmbH,
Munchen, Germany製)と1.7gの1
%白金触媒塩化メチレン溶液を70℃で上記トルエン溶
液に加えた。反応混合物を90℃で2時間撹拌した。そ
の後室温に冷却して濾過した。その後反応混合物にn−
ペンタンを加え目的の生成物を沈殿させた。残存溶媒を
取り除くため減圧乾燥したところ21.2gの液晶性オ
リゴマー2が得られた。得られた液晶化合物は数平均分
子量5200、分子量分布(Mw/Mn)1.38で、
1.0%のモノマーを含んでいた。DSCより求めた相
転移温度はTg=23℃、Ti=71℃であった。液晶
性オリゴマー2とポリカーボネート(帝人化成製:商品
名パンライトC1400)を重量比で7:93になるよ
う混合し、混合物が20重量%になるように塩化メチレ
ンに溶解した。この溶液を500μmギャップのアプリ
ケーターを用いてガラス板上にキャストしフィルムを得
た。得られたフィルムを175℃で1.5倍に延伸し、
位相差フィルムを得た。得られた位相差フィルムのレタ
デーションは、30℃で498nmであった。得られた
光学異方体フィルムの80℃におけるレタデーション
は、314nmであり、80℃のレタデーションは、3
0℃のレタデーションに対して63%であった。得られ
た光学異方体フィルムを85℃で2時間熱処理した後の
液晶によるレタデーションは、160nmであった。熱
処理後200時間経過したときの液晶によるレタデーシ
ョンは、181nmであり、熱処理直後のレタデーショ
ンと比較して13.1%変化した。
【0119】実施例4 4−(2−プロペニルオキシ)ベンゾイルオキシ−4−
(4'−メトキシベンゾイル)フェニルエステル31.5
gと、G,−P,Chang Chien,J,−F,
Kuo,C,−Y,ChenらのJ.Polym.Sc
i.A,1993,31,2432−2436に記載の
方法に従い合成した4−(2−プロペニルオキシ)安息
香酸[4−(ブトキシカルボニル)フェニル]エステル
27.7gと、12.2gの直鎖ポリメチルシロキサン
(平均分子量738g/mol)を400mlの乾燥ト
ルエンに溶解した。溶液を75℃に加熱したあと、1.
53gの1%白金触媒塩化メチレン溶液を上記トルエン
溶液に加えた。反応混合物を100℃で3時間撹拌し
た。混合物を室温に冷却した後、反応混合物をn−ペン
タンを用いて沈殿させ、沈殿物を濾過した。残存溶媒を
取り除くため減圧乾燥したところ49.1gの液晶性オ
リゴマー3が得られた。得られた液晶化合物は数平均分
子量5200、分子量分布(Mw/Mn)1.32で、
4.5%のモノマーを含んでいた。DSCより求めた相
転移温度はTg=16℃、Ti=135℃であった。液
晶性オリゴマー3とポリカーボネート(帝人化成製:商
品名パンライトC1400)を重量比で7:93になる
よう混合し、混合物が20重量%になるように塩化メチ
レンに溶解した。この溶液を680μmギャップのアプ
リケーターを用いてガラス板上にキャストし膜厚100
μmのフィルムを得た。得られたフィルムを175℃で
1.5倍に延伸し光学異方体フィルムを得た。得られた
光学異方体フィルムの120、80、60、30℃にお
けるレタデーションは、それぞれ275、394、42
9、460nmであり、120、80、60℃のレタデ
ーションは、30℃のレタデーションに対してそれぞれ
60、86、93%であった。得られた光学異方体フィ
ルムを85℃で2時間熱処理した後の、30℃における
液晶によるレタデーションは240nmであった。熱処
理後200時間経過したときの液晶によるレタデーショ
ンは235nmであり、熱処理直後のレタデーションと
比較して2%の変化であった。
【0120】実施例5 4−(2−プロペニルオキシ)ベンゾイルオキシ−4−
(4'−メトキシベンゾイル)フェニルエステル25.2
gと、4−(2−プロペニルオキシ)安息香酸[4−
(ブトキシカルボニル)フェニル]エステル22.1g
と、2.63gの1−ヘキセンと、12.2gの直鎖ポリ
メチルシロキサン(平均分子量738g/mol)を4
00mlの乾燥トルエンに溶解した。溶液を75℃に加
熱したあと、1.53gの1%白金触媒塩化メチレン溶
液を上記トルエン溶液に加えた。反応混合物を100℃
で3時間撹拌した。混合物を室温に冷却した後、反応混
合物を濾過し、得られた上澄みをn−ペンタンを用いて
沈殿させた。沈殿物を濾過し、減圧乾燥したところ3
0.3gの液晶性オリゴマー4が得られた。得られた液
晶化合物は数平均分子量5000、分子量分布(Mw/
Mn)1.33で、3%のモノマーを含んでいた。DS
Cより求めた相転移温度はTg=11℃、Ti=108
℃であった。液晶性オリゴマー4とポリカーボネート
(帝人化成製:商品名パンライトC1400)を重量比
で7:93になるよう混合し、混合物が20重量%にな
るように塩化メチレンに溶解した。この溶液を680μ
mギャップのアプリケーターを用いてガラス板上にキャ
ストし膜厚100μmのフィルムを得た。得られたフィ
ルムを175℃で1.5倍に延伸し光学異方体フィルム
を得た。得られた光学異方体フィルムの120、80、
60、30℃におけるレタデーションは、それぞれ54
9、801、868、931nmであり、120、8
0、60℃のレタデーションは、30℃のレタデーショ
ンに対してそれぞれ59、86、93%であった。得ら
れた光学異方体フィルムを85℃で2時間熱処理した後
の、30℃における液晶によるレタデーションは380
nmであった。熱処理後200時間経過したときの液晶
によるレタデーションは269nmであり、熱処理直後
のレタデーションと比較して3%変化した。
【0121】実施例6 4−(2−プロペニルオキシ)ベンゾイルオキシ−4−
(4'−メトキシベンゾイル)フェニルエステル15.8
gと、4−(2−プロペニルオキシ)安息香酸[4−
(ブトキシカルボニル)フェニル]エステル41.5g
と、12.2gの直鎖ポリメチルシロキサン(平均分子
量738g/mol)を400mlの乾燥トルエンに溶
解した。溶液を75℃に加熱したあと、1.53gの1
%白金触媒塩化メチレン溶液を上記トルエン溶液に加え
た。反応混合物を100℃で3時間撹拌した。混合溶液
を室温に冷却した後、n−ペンタンを用いて沈殿させ
た。沈殿物を濾過し、減圧乾燥したところ49.1gの
液晶性オリゴマー5が得られた。得られた液晶化合物は
数平均分子量5300、分子量分布(Mw/Mn)1.
30で、3%のモノマーを含んでいた。DSCより求め
た相転移温度はTg=6℃、Ti=68℃であった。液
晶性オリゴマー5とポリカーボネート(帝人化成製:商
品名パンライトC1400)を重量比で7:93になる
よう混合し、混合物が20重量%になるように塩化メチ
レンに溶解した。この溶液を680μmギャップのアプ
リケーターを用いてガラス板上にキャストし、乾燥後の
膜厚が100μmのフィルムを得た。得られたフィルム
を175℃で1.5倍に延伸し光学異方体フィルムを得
た。得られた光学異方体フィルムの80、60、30、
20℃におけるレタデーションは、それぞれ385、5
39、741、765nmであり、80、60、20℃
のレタデーションは、30℃のレタデーションに対して
それぞれ52、79、103%であった。得られた光学
異方体フィルムを85℃で2時間熱処理した後の、30
℃における液晶によるレタデーションは376nmであ
った。熱処理後200時間経過したときの液晶によるレ
タデーションは380nmであり、熱処理直後のレタデ
ーションと比較して1%変化した。
【0122】実施例7 4−(2−プロペニルオキシ)ベンゾイルオキシ−4−
(4'−メトキシベンゾイル)フェニルエステル18.9
gと、4−(2−プロペニルオキシ)安息香酸[4−
(ブトキシカルボニル)フェニル]エステル38.7g
と、12.2gの直鎖ポリメチルシロキサン(平均分子
量738g/mol)を400mlの乾燥トルエンに溶
解した。溶液を75℃に加熱したあと、1.53gの1
%白金触媒塩化メチレン溶液を上記トルエン溶液に加え
た。混合物を100℃で3時間撹拌した。混合溶液を室
温に冷却した後、n−ペンタンを用いて沈殿させた。沈
殿物を濾過し、減圧乾燥したところ49.7gの液晶性
オリゴマー6が得られた。得られた液晶化合物は数平均
分子量5300、分子量分布(Mw/Mn)1.30
で、3%のモノマーを含んでいた。DSCより求めた相
転移温度はTg=7℃、Ti=83℃であった。液晶性
オリゴマー6とポリカーボネート(帝人化成製:商品名
パンライトC1400)を重量比で7:93になるよう
混合し、混合物が20重量%になるように塩化メチレン
に溶解した。この溶液を680μmギャップのアプリケ
ーターを用いてガラス板上にキャストし、乾燥後の膜厚
が100μmのフィルムを得た。得られたフィルムを1
75℃で1.5倍に延伸し光学異方体フィルムを得た。
得られた光学異方体フィルムの100、80、60、3
0、20℃におけるレタデーションは、それぞれ48
2、580、805、900、918nmであり、10
0、80、60、20℃のレタデーションは、30℃の
レタデーションに対してそれぞれ53、64、89、1
02%であった。得られた光学異方体フィルムを85℃
で2時間熱処理した後の、30℃における液晶によるレ
タデーションは436nmであった。熱処理後200時
間経過したときの液晶によるレタデーションは437n
mであり、熱処理直後のレタデーションと比較して1%
以下の変化であった。
【0123】実施例8 4−(2−プロペニルオキシ)ベンゾイルオキシ−4−
(4'−メトキシベンゾイル)フェニルエステル4.45
gと、4−(2−プロペニルオキシ)安息香酸[4−
(ブトキシカルボニル)フェニル]エステル9.10g
と、3.06gの直鎖ポリメチルシロキサン(平均分子
量608g/mol:Wacker Chemie G
mbH,Munchen,Germany製)を80m
lの乾燥トルエンに溶解した。溶液を75℃に加熱した
あと、0.15gの1%白金触媒塩化メチレン溶液を上
記トルエン溶液に加えた。混合物を100℃で3時間撹
拌した。混合溶液を室温に冷却した後、n−ペンタンを
用いて沈殿させた。沈殿物を濾過し、減圧乾燥したとこ
ろ7.75gの液晶性オリゴマー7が得られた。得られ
た液晶化合物は数平均分子量4500、分子量分布(M
w/Mn)1.25で、1%のモノマーを含んでいた。
DSCより求めた相転移温度はTg=7℃、Ti=74
℃であった。液晶性オリゴマー7とポリカーボネート
(帝人化成製:商品名パンライトC1400)を重量比
で7:93になるよう混合し、混合物が20重量%にな
るように塩化メチレンに溶解した。この溶液を680μ
mギャップのアプリケーターを用いてガラス板上にキャ
ストし、乾燥後の膜厚が100μmのフィルムを得た。
得られたフィルムを175℃で1.5倍に延伸し光学異
方体フィルムを得た。得られた光学異方体フィルムの8
0、60、30、20℃におけるレタデーションは、そ
れぞれ232、450、557、578nmであり、8
0、60、20℃のレタデーションは、30℃のレタデ
ーションに対してそれぞれ42、81、104%であっ
た。得られた光学異方体フィルムを85℃で2時間熱処
理した後の、30℃における液晶によるレタデーション
は330nmであった。熱処理後200時間経過したと
きの液晶によるレタデーションは331nmであり、熱
処理直後のレタデーションと比較して1%以下の変化で
あった。
【0124】実施例9 4−ヒドロキシ安息香酸のヘプチルエステル(Avoc
ado製、GB−LA32XY Heysham)を1
00g(0.42mol)を300mlのトルエンに溶
解した。83.2g(0.42mol、1当量)の4−プ
ロプレンオキシ安息香酸クロライドを加え、混合溶液を
撹拌しながら60℃に加熱した。48.7g(0.48m
ol)のトリエチルアミンを70mlのトルエンに溶解
し45分かけて該混合溶液に加えた。その後混合溶液を
90℃で3時間撹拌した。溶液を室温に冷却し、沈殿し
たトリエチルアミンハイドロクロライド錯体を濾過し
た。濾過した溶液を徹底的に水洗し、2Nの希塩酸で2
回洗った。溶液を硫酸ナトリウムで乾燥し一部の溶媒を
取り除いた。粗生成物をイソプロピルアルコールを用い
て再結晶し、147g(収率88%)の無色の結晶状で
融点が41〜45℃の生成物を得た。得られた化合物は
冷却時に41℃〜33℃の範囲でネマティック相を示し
た。同様にして以下のエステル類縁体を準備した。 (2−プロペニルオキシ)安息香酸[4−(プロピルオ
キシカルボニル)フェニル]エステル:融点が65〜7
0℃で、冷却時に48℃〜45℃の範囲でモノトロピッ
クなネナティック相を示す。 (2−プロペニルオキシ)安息香酸[4−(ペンチルオ
キシカルボニル)フェニル]エステル:融点39−57
℃ (2−プロペニルオキシ)安息香酸[4−(ヘキシルオ
キシカルボニル)フェニル]エステル:融点50−54
℃ (2−プロペニルオキシ)安息香酸[4−(オクチルオ
キシカルボニル)フェニル]エステル:融点42−49
℃ (2−プロペニルオキシ)安息香酸[4−(ドデシルオ
キシカルボニル)フェニル]エステル:融点58−65
【0125】実施例10 4−(2−プロペニルオキシ)ベンゾイルオキシ−4−
(4'−メトキシベンゾイル)フェニルエステル3.54
gと、4−(2−プロペニルオキシ)安息香酸[4−
(ヘプトキシカルボニル)フェニル]エステル10.4
gと、2.7gの直鎖ポリメチルシロキサン(平均分子
量786g/mol)を80mlの乾燥トルエンに溶解
した。溶液を75℃に加熱したあと、0.15gの1%
白金触媒塩化メチレン溶液を上記トルエン溶液に加え
た。混合物を100℃で3時間撹拌した。混合溶液を室
温に冷却し、濾過した。上澄み溶液をn−ペンタンに注
ぎ、得られた沈殿を濾過し、減圧乾燥した。8.2gの
液晶性オリゴマー8が得られた。得られた液晶化合物は
数平均分子量6300、分子量分布(Mw/Mn)1.
29で、3%のモノマーを含んでいた。DSCより求め
た相転移温度はTg=−1℃、Ti=62℃であった。
液晶性オリゴマー8とポリカーボネート(帝人化成製:
商品名パンライトC1400)を重量比で7:93にな
るよう混合し、混合物が20重量%になるように塩化メ
チレンに溶解した。この溶液を680μmギャップのア
プリケーターを用いてガラス板上にキャストし、乾燥後
の膜厚が100μmのフィルムを得た。得られたフィル
ムを175℃で1.5倍に延伸し光学異方体フィルムを
得た。得られた光学異方体フィルムの80、60、3
0、−10℃におけるレタデーションは、それぞれ52
9、545、978、1083nmであり、80、6
0、−10℃のレタデーションは、30℃のレタデーシ
ョンに対してそれぞれ54、56、111%であった。
得られた光学異方体フィルムを85℃で2時間熱処理し
た後の、30℃における液晶によるレタデーションは4
50nmであった。熱処理後200時間経過したときの
液晶によるレタデーションは451nmであり、熱処理
直後のレタデーションと比較して1%以下の変化であっ
た。
【0126】実施例11 4−(2−プロペニルオキシ)ベンゾイルオキシ−4−
(4'−メトキシベンゾイル)フェニルエステル4.33
gと、4−(2−プロペニルオキシ)安息香酸[4−
(オクチルオキシカルボニル)フェニル]エステル1
0.1gと、2.7gの直鎖ポリメチルシロキサン(平均
分子量786g/mol)を80mlの乾燥トルエンに
溶解した。溶液を75℃に加熱したあと、0.15gの
1%の白金触媒の塩化メチレン溶液を上記トルエン溶液
に加えた。混合物を100℃で3時間撹拌した。混合溶
液を室温に冷却し、濾過した。上澄み溶液をn−ペンタ
ンに注ぎ、得られた沈殿を濾過し、減圧乾燥した。7.
9gの液晶性オリゴマー9が得られた。得られた液晶化
合物は数平均分子量6550、分子量分布(Mw/M
n)1.27で、3.8%のモノマーを含んでいた。DS
Cより求めた相転移温度はTg=2℃、Ti=80℃で
あった。液晶性オリゴマー9とポリカーボネート(帝人
化成製:商品名パンライトC1400)を重量比で7:
93になるよう混合し、混合物が20重量%になるよう
に塩化メチレンに溶解した。この溶液を680μmギャ
ップのアプリケーターを用いてガラス板上にキャスト
し、乾燥後の膜厚が100μmのフィルムを得た。得ら
れたフィルムを175℃で1.5倍に延伸し光学異方体
フィルムを得た。得られた光学異方体フィルムの80、
60、30、20℃におけるレタデーションは、それぞ
れ391、747、893、906nmであり、80、
60、20℃のレタデーションは、30℃のレタデーシ
ョンに対してそれぞれ44、84、101%であった。
得られた光学異方体フィルムを85℃で2時間熱処理し
た後の30℃における液晶によるレタデーションは52
0nmであった。熱処理後200時間経過したときの液
晶によるレタデーションは521nmであり、熱処理直
後のレタデーションと比較して1%以下の変化であっ
た。
【0127】実施例12 4−(2−プロペニルオキシ)安息香酸(4'−メトキ
シフェニル)エステル36.0gと、米国特許第4,3
99,435号明細書に記載のあるコレステ−5−エン
−3−オル(3β)−,4−(2−プロペニルオキシ)
ベンゾエート(欧州特許公開公報第358208号、米
国特許第5,211,877号明細書)17.3gと、
1.48gの1−ヘキセンと、2.7gの直鎖ポリメチル
シロキサン(平均分子量738g/mol)を400m
lの乾燥トルエンに溶解した。溶液を反応容器中にい
れ、75−80℃に暖めた。溶液を75℃に加熱したあ
と、1.53gの1%白金触媒塩化メチレン溶液を上記
トルエン溶液に加えた。混合物を100℃で3時間撹拌
した。混合溶液を室温に冷却し、濾過した。上澄み溶液
をn−ペンタンに注ぎ、得られた沈殿を濾過し、減圧乾
燥した。18.7gの液晶性オリゴマー10が得られ
た。得られた液晶化合物は数平均分子量5000、分子
量分布(Mw/Mn)1.4で、3.7%のモノマーを含
んでいた。DSCより求めた相転移温度はTg=19
℃、Ti=87℃であった。液晶性オリゴマー10とポ
リカーボネート(帝人化成製:商品名パンライトC14
00)を重量比で7:93になるよう混合し、混合物が
20重量%になるように塩化メチレンに溶解した。この
溶液を680μmギャップのアプリケーターを用いてガ
ラス板上にキャストし、乾燥後の膜厚が100μmのフ
ィルムを得た。得られたフィルムを175℃で1.5倍
に延伸し光学異方体フィルムを得た。得られた光学異方
体フィルムの100、80、60、30℃におけるレタ
デーションは、それぞれ548、638、683、69
6nmであり、100、80、60℃のレタデーション
は、30℃のレタデーションに対してそれぞれ79、9
2、98%であった。得られた光学異方体フィルムを8
5℃で2時間熱処理した後の30℃における液晶による
レタデーションは150nmであった。熱処理後200
時間経過したときの液晶によるレタデーションは149
nmであり、熱処理直後のレタデーションと比較して1
%以下の変化であった 実施例13 実施例8記載の液晶前駆体と平均分子量の異なる直鎖ポ
リシロキサンを用い、数平均分子量3800、分子量分
布(Mw/Mn)1.25で、6.6%のモノマーを含
む液晶性オリゴマー11を得た。DSCより求めた相転
移温度はTg=0℃、Ti=56℃であった。液晶性オ
リゴマー11と実施例2記載の式(11)で示される液
晶とポリカーボネート(帝人化成製:商品名パンライト
C1400)とを重量比で6:1:97になるよう混合
し、混合物が20重量%になるよう塩化メチレンに溶解
した。この溶液をPETフィルム上にキャストしフィル
ムを得た。得られたフィルムを175℃で1.5倍に延
伸し光学異方体フィルムを得た。得られた光学異方体フ
ィルムを110℃で60分熱処理した後の30、80℃
におけるレタデーションはそれぞれ402.8nm、3
45.8nmであり、80℃のレターデーションは30
℃のレタデーションに対して85.8%であった。30
℃における液晶によるレタデーションは57.0nmで
あった。30℃で200時間経過したときの液晶による
レタデーションは58.9nmであり、熱処理後のレタ
デーションと比較して3.3%の変化であった。
【0128】実施例14 実施例13と同様にして光学異方体フィルムを得た。得
られた光学異方体フィルムを120℃で20分熱処理し
た後の80、30℃におけるレタデーションはそれぞれ
309.7nm、366.4nmであり、80℃のレタ
ーデーションは30℃のレタデーションに対して84.
5%であった。30℃における液晶によるレタデーショ
ンは56.7nmであった。30℃で200時間経過し
たときの液晶によるレタデーションは59.8nmであ
り、熱処理後のレタデーションと比較して5.5%の変
化であった。また、同様にして得られた光学異方体フィ
ルムを120℃で20分間熱処理した後の80、30℃
におけるレタデーションはそれぞれ274.2、32
0.6nmであり、80℃のレターデーションは30℃
のレタデーションに対して85.5%であった。30℃
における液晶によるレタデーションは46.4nmであ
った。100℃で200時間経過したときの液晶による
レタデーションは48.8nmであり、熱処理後のレタ
デーションと比較して5.1%の変化であった。
【0129】
【発明の効果】本発明の光学異方体フィルムは、組合わ
せて使用する液晶表示セルのレタデーションの温度変化
率に応じた温度変化率を有し、かつ光学異方体フィルム
を室温付近で保存したときも特性の変化が少ない。また
本発明の共重合ネマティック高分子液晶は、本発明の光
学異方体フィルムの液晶化合物として好適に用いること
ができる。また本発明のメソゲン基は本発明の光学異方
体フィルム用の側鎖型共重合高分子液晶や共重合ネマテ
ィック高分子液晶の出発物質として好適に用いることが
可能である。該光学異方体フィルムを液晶表示装置、特
にSTN型液晶表示装置またはECB型液晶表示装置に
用いることにより室温より低い温度での表示特性の優れ
た液晶表示装置を得ることができるので工業的価値が大
きい。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 桑原 眞人 茨城県つくば市北原6 住友化学工業株式 会社内 (72)発明者 藤沢 幸一 茨城県つくば市北原6 住友化学工業株式 会社内 (72)発明者 エックハルト ハーネルト ドイツ連邦共和国 ゲルテンドルフ レル ヒェンヴェーク 10アー (72)発明者 トーマス カメル ドイツ連邦共和国 ミュンヘン 70 ツィ ールシュタット シュトラーセ 20 (72)発明者 ノルマン ヘーベルレ ドイツ連邦共和国 ミュンヘン 21 ヴィ リーバルト シュトラーセ 51 アー

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】高分子と液晶化合物を含む透明または半透
    明な光学異方体フィルムであり、法線方向から測定した
    該光学異方体フィルムの80℃におけるレタデーション
    が30℃におけるレタデーションの20〜97%であ
    り、該光学異方体フィルムを30℃で200時間保持し
    たときの液晶化合物によるレタデーション変化の絶対値
    が6%以下であることを特徴とする光学異方体フィルム
    (ただし、レタデーションの測定波長は、546nmで
    ある)。
  2. 【請求項2】高分子と液晶化合物を含む透明または半透
    明な光学異方体フィルムであり、法線方向から測定した
    該光学異方体フィルムの60℃におけるレタデーション
    が30℃におけるレタデーションの20〜99%であ
    り、該光学異方体フィルムを30℃で200時間保持し
    たときの液晶化合物によるレタデーション変化の絶対値
    が6%以下であることを特徴とする光学異方体フィルム
    (ただし、レタデーションの測定波長は、546nmで
    ある)。
  3. 【請求項3】高分子と液晶化合物を含む透明または半透
    明な光学異方体フィルムであり、法線方向から測定した
    該光学異方体フィルムの0℃におけるレタデーションが
    30℃におけるレタデーションの101〜150%であ
    り、該光学異方体フィルムを30℃で200時間保持し
    たときの液晶化合物によるレタデーション変化の絶対値
    が6%以下であることを特徴とする光学異方体フィルム
    (ただし、レタデーションの測定波長は、546nmで
    ある)。
  4. 【請求項4】請求項1記載の光学異方体フィルムにおい
    て、さらに法線方向から測定した該光学異方体フィルム
    の60℃におけるレタデーションが30℃におけるレタ
    デーションの20〜99%であることを特徴とする光学
    異方体フィルム(ただし、レタデーションの測定波長
    は、546nmである)。
  5. 【請求項5】請求項4記載の光学異方体フィルムにおい
    て、さらに法線方向から測定した該光学異方体フィルム
    の0℃におけるレタデーションが30℃におけるレタデ
    ーションの101〜150%であることを特徴とする光
    学異方体フィルム(ただし、レタデーションの測定波長
    は、546nmである)。
  6. 【請求項6】請求項2記載の光学異方体フィルムにおい
    て、さらに法線方向から測定した該光学異方体フィルム
    の0℃におけるレタデーションが30℃におけるレタデ
    ーションの101〜150%であることを特徴とする光
    学異方体フィルム(ただし、レタデーションの測定波長
    は、546nmである)。
  7. 【請求項7】液晶が下記式(1)、(2)および(3)
    を反復単位としてなる側鎖型共重合高分子液晶を含み、
    該側鎖型共重合高分子液晶一分子中の反復単位式
    (1)、(2)および(3)の数をそれぞれn1、n2
    よびn3とすると、n1/(n2+n3)の比が一分子あた
    り平均して98/2から20/80で、n2/n3の比が
    100/0から20/80の範囲にあることを特徴とす
    る請求項1ないし6記載のいずれかの光学異方体フィル
    ム 【化1】 ・・・・・(1) 【化2】 ・・・・・(2) 【化3】 ・・・・・(3) [一般式(1)、(2)または(3)において、Aは下
    記一般式(4)または(5)で表される基である。 【化4】 ・・・・・(4) 【化5】 ・・・・・(5) 一般式(4)において−Si−O−は、一般式(1)、
    (2)および(3)の主鎖であり、環状であっても直鎖
    状であってもよい。一般式(5)において、−C−CH
    2−は一般式(1)、(2)および(3)の主鎖であ
    り、COO基は一般式(1)の(CH2)k1基、一般式
    (2)のR3基、および一般式(3)のR4基に結合す
    る。一般式(1)、(2)および(3)において、Aが
    一般式(5)のとき、R1は、それぞれ同一または相異
    なり、炭素数1〜6のアルキル基または炭素数1〜6の
    アルコキシ基であり、一般式(1)、(2)および
    (3)において、Aが一般式(4)のとき、R1は、そ
    れぞれ同一または相異なり、炭素数1〜10のアルキル
    基、炭素数1〜10のアルコキシ基またはフェニル基で
    ある。一般式(2)でR3は炭素数3〜30の炭化水素
    基、4−(コレステリルオキシカルボニルフェニル)オ
    キシアルケンまたは 【化6】−(CH2)k3−(O)m2−Ar2−(L3)p3−Ar5−((L4)p
    4−(Ar6)q2)k4−R5 である。一般式(3)において、R4は炭素数3〜30
    の炭化水素基または 【化7】−(CH2)k5−(O)m3−Ar7−(L5)p5−Ar8−((L6)p
    6−(Ar9)q3)k6−R6 であり、一般式(1)、(2)および(3)において、
    1、k3およびk5は、それぞれ独立に2〜10の整数
    を表し、k2、k4、k6、m1、m2、m3、p1、p2、p
    3、p4、p5、p6、q1、q2およびq3は、それぞれ独
    立に0または1である(ここで0は隣接する基が直接結
    合していることを意味する)。Ar1、Ar2、Ar3
    Ar4、Ar5、Ar6、Ar7、Ar8およびAr9は、そ
    れぞれ同一または相異なり、1,4−フェニレン、1,
    4−シクロヘキシレン、ピリジン−2,5−ジイルまた
    はピリミジン−2,5−ジイルである。L1、L2
    3、L4、L5およびL6は、それぞれ同一または相異な
    り、−CH 2−O−、−O−CH2−、−COO−、−O
    CO−、−CH2−CH2−、−CH=N−、−N=CH
    −、−N=N−、−N(O)=N−または−N=N
    (O)−で示される基である。R2、R5およびR6は、
    それぞれ同一または相異なり、水素、ハロゲン、シアノ
    基、または隣接しないメチレン(CH2)基が酸素で置
    換されても良い直鎖もしくは環状のアルキル基であ
    る。]
  8. 【請求項8】高分子と液晶化合物とを混合し、フィルム
    に成形したのち、加熱しながらフィルムを一軸延伸する
    ことを特徴とする請求項1ないし7記載のいずれかの光
    学異方体フィルムの製造方法。
  9. 【請求項9】請求項1ないし7記載のいずれかの光学異
    方体フィルムを使用することを特徴とする液晶表示装
    置。
  10. 【請求項10】下記一般式(6)、(7)および(8)
    を反復単位としてなり、n6、n7およびn8をそれぞれ
    一般式(6)、(7)および(8)の反復単位数とする
    と、n6/(n7+n8)の比が98/2から5/95の範
    囲にある共重合ネマティック高分子液晶。 【化8】 ・・・・・(6) 【化9】 ・・・・・(7) 【化10】 ・・・・・(8) [式中−Si−O−は、直鎖または環状になり、R1
    それぞれ同一または相異なり、炭素数1〜10のアルキ
    ル基、炭素数1〜10のアルキルオキシ基またはフェニ
    ル基である。Qは、孤立した隣接しないCH2基が酸素で
    置換されていても良い、1〜12個のメチレン直鎖、4
    −位がC1〜C3(炭素数1〜3を意味する。以下同様で
    ある)アルキル基、またはC1〜C3アルコキシ基で置換
    されたシクロヘキサン基である。R3は、炭素数3〜3
    0の炭化水素基、4−(コレステリルオキシカルボニルフ
    ェニル)オキシアルケンまたは 【化11】−(CH2)k3−(O)m2−Ar2−(L3)p3−Ar5
    ((L4)p4−(Ar6)q2)k4−R5 である。R4は、炭素数3〜30の炭化水素基または 【化12】−(CH2)k5−(O)m3−Ar7−(L5)p5−Ar8
    ((L6)p6−(Ar9)q3)k6−R6 である。ここで、k1、k3およびk5は、それぞれ同一
    または相異なる2〜10の整数を表し、k4、k6
    2、m3、p3、p4、p5、p6、q2およびq3は、それ
    ぞれ同一または相異なり、0または1である。Ar4
    Ar5、Ar6、Ar7、Ar8およびAr9は、それぞれ
    同一または相異なり、1,4−フェニレン、1,4−シ
    クロヘキシレン、ピリジン−2,5−ジイルまたはピリ
    ミジン−2,5−ジイルである。L3、L4、L5および
    6は、それぞれ同一または相異なり、−CH2−O−、
    −O−CH2−、−COO−、−OCO−、−CH2−C
    2−、−CH=N−、−N=CH−、−N=N−、−
    N(O)=N−または−N=N(O)−で示される基で
    ある。R5およびR6は、それぞれ同一または相異なり、
    ハロゲン、シアノ基、または隣接しないメチレン(CH
    2)基が酸素で置換されても良い直鎖もちくは環状のア
    ルキル基である。]
  11. 【請求項11】一般式(9)からなるメソゲン基。 【化13】 ・・・・・(9) (ここで、k7は0〜8の整数であり、Q2は、孤立した
    隣接しないCH2基が酸素で置換されていても良い少な
    くとも5〜12個のメチレン直鎖、4−位がC1〜C3
    アルキル基、またはC1〜C3のアルコキシ基で置換され
    たシクロヘキサン基である。)
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