JP2001318225A

JP2001318225A - コレステリック液晶配向物の選択反射波長帯域の制御方法

Info

Publication number: JP2001318225A
Application number: JP2000136996A
Authority: JP
Inventors: Sadahiro Nakanishi; 貞裕中西; Shusaku Nakano; 秀作中野; Shu Mochizuki; 周望月; Masahiro Yoshioka; 昌宏吉岡
Original assignee: Nitto Denko Corp
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 2000-05-10
Filing date: 2000-05-10
Publication date: 2001-11-16

Abstract

(57)【要約】【課題】コレステリック液晶配向物の選択反射波長帯
域を、所望の値に制御しうる方法を提供すること。【解決手段】正の複屈折フラグメント側鎖を含有する
モノマーユニット（ａ）を含有する側鎖型液晶ポリマー
を含有してなるコレステリック液晶配向物の選択反射波
長帯域を、前記側鎖型液晶ポリマーに、共重合モノマー
ユニットとして、モノマーユニット（ａ）のフラグメン
ト側鎖の複屈折特性を小さくしうるモノマーユニット
（α）を含有させ、モノマーユニット（α）の割合を変
化させることにより、所望の値に制御する方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コレステリック液
晶配向物の選択反射波長帯域の制御方法に関する。さら
には、選択反射波長帯域を所望の値に制御したコレステ
リック液晶配向物を製造する方法に関する。前記コレス
テリック液晶配向物は、光学素子に好適な複屈折率を有
し、たとえば、視角補償板、コレステリック反射板等の
各種光学素子に用いられる。

【０００２】

【従来の技術】コレステリック液晶ポリマーまたは液晶
ポリマーにキラル化合物を配合してなる液晶ポリマー組
成物は、光学的異方性を有することからコレステリック
液晶配向物（配向フィルム）として用いられ、種々の光
学フィルムが提案されており、当該光学フィルムは輝度
向上フィルムや反射型液晶ディスプレイ用カラーフィル
ターなどの液晶ディスプレイ周辺材料への適用が期待さ
れている。

【０００３】コレステリック液晶配向物は、コレステリ
ック液晶ポリマーとして光学活性基含有のモノマー成分
または配合物としてキラル化合物を含み、これら成分の
割合を適宜に調整したものが用いられている。すなわ
ち、コレステリック液晶配向物は、これら成分に基づい
てコレステリック液晶性を示し、そのグランジャン配向
の螺旋軸に対して平行に入射する自然光の内、ある波長
の光の約半分を右（又は左）円偏光として反射し、残り
の約半分を左（又は右）円偏光として透過する選択反射
特性を示すように前記成分の割合を適宜に調整されたも
のを用いる。

【０００４】前記コレステリック液晶配向物の選択反射
特性を示す選択反射中心波長λは、λ＝ｎ・Ｐ（ｎは平
均屈折率，Ｐはらせんピッチ）で表される。また、選択
反射波長帯域幅Δλは、Δλ＝Δｎ・Ｐで表される。し
たがって選択反射波長帯域幅ΔλはΔｎによって決ま
る。なお、反射波長帯域幅Δλは、式：Δλ＝Δｎ×λ
／ｎで決定される（式中、Δｎは液晶ポリマーの複屈
折、λは反射の中心波長、ｎは液晶の平均屈折率であ
る。また反射円偏光の左右は、コレステリック相の螺旋
状態で決定され、螺旋の旋回方向と一致する）。

【０００５】一般に液晶ポリマーのｎ：平均屈折率は変
動が小さいので、液晶ポリマー中のネマチック液晶モノ
マーユニットによって決まるΔｎ値によってコレステリ
ック液晶配向物の反射波長帯域幅Δλが大きく影響され
る。Δλは大きければ広帯域をカバーできることにな
り、Δλが小さければ色純度の良いコレステリック反射
板が得られることになる。

【０００６】しかし、前記液晶ポリマーの複屈折（Δ
ｎ）の程度は、液晶ポリマーに固有な値をとるため、液
晶ポリマーの選択反射波長帯域幅を変化させるには液晶
ポリマーの素材そのものを変えて各々の液晶ポリマーの
選択反射波長帯域幅を確認しなければならなかった。す
なわち、光学素子について、任意の波長（λ）での反射
波長帯域幅を変化させるには液晶ポリマーの素材そのも
のを変えて反射波長帯域幅を制御しなければならなかっ
た。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明の目的
は、コレステリック液晶配向物の選択反射波長帯域を、
所望の値に制御しうる方法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、以下に示す側鎖型
コレステリック液晶ポリマーにより、上記目的を達成し
うることを見出し、本発明を完成するに至った。

【０００９】すなわち、本発明は、正の複屈折フラグメ
ント側鎖を含有するモノマーユニット（ａ）を含有する
側鎖型液晶ポリマーを含有してなるコレステリック液晶
配向物の選択反射波長帯域を、前記側鎖型液晶ポリマー
に、共重合モノマーユニットとして、モノマーユニット
（ａ）のフラグメント側鎖の複屈折特性を小さくしうる
モノマーユニット（α）を含有させ、モノマーユニット
（α）の割合を変化させることにより、所望の値に制御
する方法、に関する。

【００１０】本発明のコレステリック液晶配向物を構成
する側鎖型液晶ポリマーは、ネマチック液晶性を示すモ
ノマーユニット（ａ）にモノマーユニット（α）を含有
させることで、側鎖型液晶ポリマーの複屈折特性を小さ
くすることができ、反射波長特性を所望の値に制御する
ことができる。こうした液晶ポリマーの複屈折制御によ
り、好適な波長帯域特性を有する光学素子の作製が可能
となる。

【００１１】前記コレステリック液晶配向物の選択反射
波長帯域に制御方法において、モノマーユニット（α）
としては、非液晶性フラグメント側鎖を含有するモノマ
ーユニット（ｂ）、負の複屈折フラグメント側鎖を含有
するモノマーユニット（ｃ）、非液晶性芳香環フラグメ
ント側鎖を含有するモノマーユニット（ｄ）および前記
モノマーユニット（ａ）のフラグメント側鎖より小さい
正の複屈折フラグメント側鎖を含有するモノマーユニッ
ト（ｅ）から選ばれるいずれか少なくとも１つのモノマ
ーユニットであるのが好ましい。

【００１２】これらモノマーユニット（ｂ）、（ｃ）、
（ｄ）または（ｅ）が、液晶ポリマーの複屈折制御にお
いて好適である。

【００１３】前記コレステリック液晶配向物の選択反射
波長帯域に制御方法において、コレステリック液晶配向
物としては、側鎖型液晶ポリマーが、共重合モノマーユ
ニットとして、光学活性基含有モノマーユニット（ｘ）
を含有する側鎖型コレステリック液晶ポリマーであるも
のがあげられる。

【００１４】また、前記コレステリック液晶配向物の選
択反射波長帯域に制御方法において、コレステリック液
晶配向物としては、側鎖型液晶ポリマーおよびキラル化
合物を含有してなるものがあげられる。

【００１５】コレステリック液晶配向物は、光学活性基
含有モノマーユニット（ｘ）および／またはキラル化合
物に基づいてコレステリック液晶性を示し、そのグラン
ジャン配向の螺旋軸に対して平行に入射する自然光の
内、ある波長の光の約半分を右（又は左）円偏光として
反射し、残りの約半分を左（又は右）円偏光として透過
する特性を示す適宜なものを用いうる。なお前記の波長
λは、式：λ＝ｎ・ｐで決定される（式中、ｎは液晶の
平均屈折率、ｐはコレステリック相の螺旋ピッチであ
る）。また反射円偏光の左右は、コレステリック相の螺
旋状態で決定され、螺旋の旋回方向と一致する。

【００１６】さらに、本発明は、前記制御方法により、
選択反射波長帯域を所望の値に制御したコレステリック
液晶配向物を製造する方法、に関する。

【００１７】前記制御方法により、選択反射波長帯域が
所望の値に制御されたコレステリック液晶配向物を得る
ことができ、通常、モノドメイン配向性を有するもので
あり、任意の複屈折のものが得られることから、コレ
ステリック液晶配向物の光学異方性を利用した各種の光
学材料の高性能化が可能となる。詳しくは、コレステリ
ック液晶配向物は、光学素子として有用で、液晶ディス
プレイ等に用いられる。

【００１８】

【発明の実施形態】本発明のコレステリック液晶配向物
の選択反射波長帯域の制御方法としては、たとえば、
（方法１）：モノマーユニット（ａ）、モノマーユニッ
ト（α）および光学活性基含有モノマーユニット（ｘ）
を含有する側鎖型コレステリック液晶ポリマーを製造す
る際に、モノマーユニット（α）の共重合割合を適宜に
変える方法があげられる。

【００１９】前記モノマーユニット（ａ）は、液晶性の
正の複屈折フラグメント側鎖を含有するものであり、当
該フラグメント側鎖は、アルコキシ基、シアノ基、フル
オロ基およびアルキル基から選ばれるいずれか少なくと
も一つの置換基を、当該フラグメント側鎖の分子長軸に
対して平行な方向に（対象に）含むことが好ましい。こ
のような置換基を有するフラグメント側鎖を有するモノ
マーユニットは良好な複屈折特性を示す。

【００２０】前記モノマーユニット（ａ）としては、た
とえば、一般式（ａ）：

【化１】（式中、Ｒ¹ は水素原子またはメチル基、a は１〜６の
正の整数、Ｘ¹ は−ＣＯ ₂ −基または−ＯＣＯ−基、Ｒ
² は炭素数１〜６のアルコキシ基、シアノ基、フルオロ
基または炭素数１〜６のアルキル基を、ｂおよびｃはそ
れぞれ１または２の整数を示す。）で表されるモノマー
ユニットがあげられる。かかる一般式（ａ）で表される
モノマーユニットが複屈折特性において好ましい。

【００２１】モノマーユニット（α）は、モノマーユニ
ット（ａ）のフラグメント側鎖の複屈折特性を小さくし
うるものであり、このようなモノマーユニットとして
は、非液晶性フラグメント側鎖を含有するモノマーユニ
ット（ｂ）、負の複屈折フラグメント側鎖を含有するモ
ノマーユニット（ｃ）、非液晶性芳香環フラグメント側
鎖を含有するモノマーユニット（ｄ）、前記モノマーユ
ニット（ａ）のフラグメント側鎖より小さい正の複屈折
フラグメント側鎖を含有するモノマーユニット（ｅ）が
あげられる。

【００２２】前記モノマーユニット（ｂ）における、非
液晶性フラグメント側鎖は、アルキル基、フルオロアル
キル基およびアルコキシ基から選ばれるいずれか少なく
とも一つの置換基を有することが好ましい。このような
置換基を有するフラグメント側鎖を有するモノマーユニ
ットにより、複屈折の制御が可能である。

【００２３】前記モノマーユニット（ｂ）としては、た
とえば、一般式（ｂ）：

【化２】（式中、Ｒ³ は水素原子またはメチル基を、Ｒ⁴ は炭素
鎖１〜２２のアルキル基、炭素鎖１〜２２のフルオロア
ルキル基、または一般式（ｐ）：

【化３】（式中、ｄは１〜６の正の整数を、Ｒ⁵ は炭素数１〜６
のアルキル基を示す。）で表される置換基を示す。）で
表されるモノマーユニットがあげられる。かかるモノマ
ーユニットは、複屈折の制御において好ましい。

【００２４】また、前記モノマーユニット（ｃ）におけ
る、負の複屈折フラグメント側鎖は、アルコキシ基、シ
アノ基、フルオロ基、アルキル基およびピリダジン基か
ら選ばれるいずれか少なくとも一つの置換基を、当該フ
ラグメント側鎖の分子長軸に対して非対称に（反平行な
方向に）含むことが好ましい。このような置換基を有す
るフラグメント側鎖を有するモノマーユニットにより、
複屈折の制御が可能である。

【００２５】前記モノマーユニット（ｃ）としては、た
とえば、一般式（ｃ）：

【化４】（式中、Ｒ⁶ は水素原子またはメチル基、ｅは１〜６の
正の整数を、Ｘ² は−ＣＯ₂ −基または−ＯＣＯ基−
を、ｆは１または２の正の整数を、Ｒ⁷ は一般式
（ｑ）：

【化５】（式中、Ｒ⁸ 、Ｒ⁹ 、Ｒ¹⁰はそれぞれ独立して水素原
子、シアノ基、フルオロ基、炭素数１〜６のアルコキシ
基または炭素数１〜６のアルキル基を示す。ただし、Ｒ
⁸ 、Ｒ⁹ の少なくとも１つはシアノ基、フルオロ基、炭
素数１〜６のアルコキシ基または炭素数１〜６のアルキ
ル基である。）で表される置換基を示す。）で表される
モノマーユニットがあげられる。かかるモノマーユニッ
トは、複屈折の制御において好ましい。

【００２６】また前記モノマーユニット（ｄ）として
は、たとえば、一般式（ｄ）：

【化６】（式中、Ｒ¹¹は水素原子またはメチル基を、Ｘ³ は−Ｃ
Ｏ₂ −基、−ＯＣＯ−基、エーテル基または単結合を、
Ｒ¹²は一般式（ｒ）：

【化７】で表される置換基を示す）で表されるモノマーユニット
があげられる。かかるモノマーユニットは、複屈折の制
御において好ましい。

【００２７】また、前記モノマーユニット（ｅ）におけ
る、モノマーユニット（ａ）のフラグメント側鎖より小
さい正の複屈折フラグメント側鎖としては、アルコキシ
基、シアノ基、フルオロ基およびアルキル基から選ばれ
るいずれか少なくとも一つの置換基を含むことが好まし
い。このような置換基を有するフラグメント側鎖を有す
るモノマーユニットにより、複屈折の制御が可能であ
る。

【００２８】前記モノマーユニット（ｅ）としては、た
とえば、一般式（ｅ）：

【化８】（式中、Ｒ¹³は水素原子またはメチル基を、ｇは１〜６
の正の整数を、ｈは１または２の正の整数を、Ｘ⁴ は−
ＣＯ₂ −基または−ＯＣＯ−基を、Ｒ¹⁴は一般式
（ｓ）：

【化９】（式中、Ｒ¹⁵はシアノ基、フルオロ基、炭素数１〜６の
アルコキシ基または炭素数１〜６のアルキル基を示
す。）で表される置換基を示す。）で表されるモノマー
ユニットがあげられる。かかるモノマーユニットは、複
屈折の制御において好ましい。

【００２９】また、光学活性基含有モノマーユニット
（ｘ）は、光学活性基を有するものであれば特に制限さ
れないが、光学活性基含有のモノマー成分に基づいてコ
レステリック液晶性を示し、そのグランジャン配向の螺
旋軸に対して平行に入射する自然光の内、ある波長の光
の約半分を右（又は左）円偏光として反射し、残りの約
半分を左（又は右）円偏光として透過する特性を示す適
宜なものを用いうる。なお前記の波長λは、式：λ＝ｎ
・ｐで決定される（式中、ｎは液晶の平均屈折率、ｐは
コレステリック相の螺旋ピッチである）。また反射円偏
光の左右は、コレステリック相の螺旋状態で決定され、
螺旋の旋回方向と一致する。

【００３０】光学活性基含有モノマーユニット（ｘ）と
しては、たとえば、一般式（ｘ）：

【化１０】（式中、Ｒ¹⁶は水素原子またはメチル基を、ｉは１〜６
の正の整数、Ｘ⁵ は−ＣＯ₂ −基または−ＯＣＯ−基
を、Ｒ¹⁷は一般式（ｔ）：

【化１１】（各式中、Ｒ¹⁸は、フェニル基、１−ナフチル基、２−
ナフチル基またはビフェニル基を示し、Ｒ¹⁹は、メチル
基、フェニル基またはカルボキシメチル基を示し、Ｒ²⁰
はメチル基、ベンジル基またはt-ブチル基を示す。＊は
不斉炭素原子を示す。）で表される置換基を示す) で表
されるモノマーユニットがあげられる。

【００３１】前記側鎖型コレステリック液晶ポリマー(
共重合体) は、光学活性基を含有するモノマーユニット
（ｘ）の含有率に基づいてコレステリック液晶のピッチ
が変化し、反射波長は当該ピッチで決定されることによ
り、前記含有率の制御で反射波長に基づく色を調節する
ことができる。モノマーユニット（ｘ）の含有率が高い
ほどピッチが小さくなり、反射光が短波長側にシフトす
る。一方、当該含有率が過多では液晶性に乏しくなり、
過少ではコレステリック液晶に乏しくなる傾向にある。
こうした反射波長調節性やコレステリック液晶性等の点
より、光学活性基含有モノマーユニット（ｘ）の共重合
割合は５０〜３モル％、就中４５〜５モル％、特に４０
〜５モル％となるように共重合するのが好ましい。

【００３２】また、前記モノマーユニット（α）の割合
は、高いほどΔｎが小さくなり、反射波長帯域幅を小さ
くなるように制御できるが、一方で、前記モノマーユニ
ット（α）等の含有率が過多では液晶性に乏しくなり、
過少ではΔｎの低下効果が見られにくくなる。こうした
Δｎ低減効果および液晶性発現性の点より、前記モノマ
ーユニット（α）等の共重合割合が５０〜３モル％、就
中４５〜５モル％、特に３０〜５モル％となるように共
重合するのが好ましい。なお、前記モノマーユニット
（α）は、前記共重合割合範囲内で２種以上を使用する
こともできる。

【００３３】また、本発明のコレステリック液晶配向物
の選択反射波長帯域の制御方法としては、（方法２）：
モノマーユニット( ａ) およびモノマーユニット（α）
を含有する側鎖型液晶ポリマーを製造する際に、モノマ
ーユニット（α）の共重合割合を適宜に変え、得られた
る側鎖型液晶ポリマーに、キラル化合物を添加する方法
があげられる。かかる（方法２）は前記（方法１）と組
み合わせることもできる。

【００３４】モノマーユニット（ａ）と、モノマーユニ
ット（α）の割合は、特に制限されるものではなく、モ
ノマーユニットの種類，目的とする光学特性によっても
異なるが、モノマーユニット（α）の割合が多くなると
側鎖型液晶ポリマーが液晶モノドメイン配向性を示さな
くなるため、たとえば、（α）／｛（ａ）＋（α）｝＝
０．０１〜０．８（モル基準）とするのが好ましい。か
かる範囲内でモノマーユニット（α）の割合を適宜に変
更して、側鎖型液晶ポリマーの複屈折率特性を制御す
る。

【００３５】キラル化合物としては、光学活性基を有す
るものであれば特に制限されないが一つ以上の反応性基
を有しているものを用いるのが好ましい。反応性基は２
つ以上有するものがより好ましい。反応性基としては、
例えば，アクリロイル基，メタクリロイル基，アジド
基，エポキシ基などがあげられる。反応性基を有するキ
ラル化合物をコレステリック液晶ポリマー組成物に配合
することにより活性エネルギー線による硬化が可能にな
り、液晶ポリマー組成物の展開膜の耐熱性を向上させる
ことができる。

【００３６】キラル化合物のなかの反応性基を有するも
のの具体例としては、たとえば化１２に例示されるもの
があげられる。

【００３７】

【化１２】また、反応性基を有しないキラル化合物の具体例として
は、たとえば化１３に例示されるものがあげられる。

【００３８】

【化１３】コレステリック液晶配向物は、配合されるキラル化合物
の配合量によりコレステリック液晶のピッチが変化し、
反射波長は当該ピッチで決定されることにより、前記含
有率の制御で反射波長に基づく色を調節することができ
る。キラル化合物の配合量が高いほどピッチが小さくな
り、反射光が短波長側にシフトする。一方、キラル化合
物を多量に添加するとコレステリック液晶配向物の液晶
性に乏しくなり配向性を低下させるおそれがあるため、
キラル化合物の配合量はコレステリック液晶ポリマー組
成物のなかの３０重量％以下とするのが好ましい。さら
には１０重量％以下とするのがより好ましい。また、キ
ラル化合物の配合量が過少ではコレステリック液晶に乏
しくなる傾向にあるため、キラル化合物の配合量はコレ
ステリック液晶ポリマー組成物のなかの０．１重量％以
上とするのが好ましい。さらには１重量％以上とするの
がより好ましい。

【００３９】前記（方法１）および（方法２）におい
て、側鎖型液晶ポリマーは、前記モノマーユニットに対
応するアクリル系モノマーまたはメタクリル系モノマー
を共重合することにより調製できる。なお、前記の一般
式（ａ）、一般式（ｃ）、一般式（ｅ）、一般式（ｘ）
で表されるモノマーユニットに対応するモノマーは、適
宜な方法で合成することができる。また、一般式
（ｂ）、一般式（ｄ）で表されるモノマーユニットに対
応するモノマーは、市販品から入手可能である。

【００４０】一般式（ａ）で表されるモノマーユニット
に対応するモノマーの一例として、式（ａ１）で表さ
れるアクリル系モノマーの合成例を下記化１４に示す。

【００４１】

【化１４】すなわち、化１４に示したごとく、まずエチレンクロロ
ヒドリンと４−ヒドロキシ安息香酸を、ヨウ化カリウム
を触媒としてアルカリ水溶液中で加熱還流させてヒドロ
キシカルボン酸を得た後、それをアクリル酸と脱水反応
させてアクリレート化し、そのアクリレート化物と４−
シアノ−４´−ヒドロキシビフェニルを、ＤＣＣ（ジシ
クロヘキシルカルボジイミド）とＤＭＡＰ（ジメチルア
ミノピリジン）の存在下にエステル化することにより目
的物の（ａ１）を得ることができる。

【００４２】また、一般式（ｃ）で表されるモノマーユ
ニットに対応するモノマーの一例として、たとえば、式
（ｃ１）で表されるアクリル系モノマーの合成例を下記
化１５に示す。

【００４３】

【化１５】すなわち、化１５に示したごとく、ｐ−トルエンスルホ
ン酸ｎ−ブチルエステルと２，３−ジシアノヒドロキノ
ンを、水酸化ナトリウム水溶液中で反応させてエーテル
化し、そのエーテル化物と４−（２−プロペノイルオキ
シエトキシ）安息香酸とＤＣＣとＤＭＡＰの存在下でエ
ステル化することにより目的物の（ｃ１）を得ることが
できる。

【００４４】また、一般式（ｅ）で表されるモノマーユ
ニットに対応するモノマーの一例として、たとえば、式
（ｅ１）で表されるアクリル系モノマーの合成例を下記
化１６に示す。

【００４５】

【化１６】すなわち、化１６に示したごとく、４−（２−プロペノ
イルオキシエトキシ)安息香酸とｐ−メトキシフェノー
ルをＤＣＣとＤＭＡＰの存在下にエステル化することに
より目的物の（ｅ１）を得ることができる。

【００４６】また、一般式（ｘ）で表されるモノマーユ
ニットに対応するモノマーの一例として、たとえば、式
（ｘ１）で表されるアクリル系モノマーの合成例を下記
化１７に示す。

【００４７】

【化１７】すなわち、化１７に示したごとく、まずヒドロキシアル
キルハライドと４−ヒドロキシ安息香酸を、ヨウ化カリ
ウムを触媒としてアルカリ水溶液中で加熱還流させてヒ
ドロキシカルボン酸を得た後、それをアクリル酸と脱水
反応させてアクリレートとし、そのアクリレートを、４
位に不斉炭素置換基を有するフェノールでＤＣＣ（ジシ
クロヘキシルカルボジイミド）とＤＭＡＰ（ジメチルア
ミノピリジン）の存在下にエステル化することにより目
的物の（ｘ１）を得ることができる。

【００４８】上記同様に、前記例示以外の、一般式
（ａ）、一般式（ｃ）、一般式（ｅ）、一般式（ｘ）で
表されるモノマー単位を形成しうる他のアクリル系モノ
マーまたはメタクリル系モノマーも、目的の導入基を有
する適宜な原料を用いて上記に準じて合成することがで
きる。

【００４９】側鎖型液晶ポリマー（共重合体）の調製
は、例えばラジカル重合方式、カチオン重合方式、アニ
オン重合方式などの通例のアクリル系モノマーの重合方
式に準じて行うことができる。なお、ラジカル重合方式
を適用する場合、各種の重合開始剤を用いうるが、その
うちアゾビスイソブチロニトリルや過酸化ベンゾイルな
どの分解温度が高くもなく、かつ低くもない中間的温度
で分解するものが好ましく用いられる。

【００５０】また、側鎖型液晶ポリマーの重量平均分子
量は、２千〜１０万であるのが好ましい。重量平均分子
量をかかる範囲に調整することにより液晶ポリマーとし
ての性能を発揮する。側鎖型コレステリック液晶ポリマ
ーの分子量が、過少では非流動層としての成膜性に乏し
くなる傾向があるため、重量平均分子量は２．５千以上
とするのが好ましい。一方、重量平均分子量が過多では
液晶としての配向性、特にラビング配向膜等を介したモ
ノドメイン化に乏しくなって均一な配向状態を形成しに
くくなる傾向があるため、重量平均分子量は５万以下と
するのが好ましい。

【００５１】（方法１）で得られた側鎖型コレステリッ
ク液晶ポリマーまたは（方法２）で得られたコレステリ
ック液晶ポリマー組成物は、従来の配向処理に準じた方
法で、グランジャン配向の非流動層の形成する。ちなみ
に、その例としては、基板上にポリイミドやポリビニル
アルコール等からなる配向膜を形成して、それをレーヨ
ン布等でラビング処理した後、その上に液晶ポリマーを
展開してガラス転移温度以上、等方相転移温度未満に加
熱し、液晶ポリマー分子がグランジャン配向した状態で
ガラス転移温度未満に冷却してガラス状態とし、当該配
向が固定化された固化層を形成する方法等があげられ
る。さらに、液晶ポリマーの配向方法として上記ラビン
グの代わりに延伸フィルムを配向膜として用いる方法、
シンナメートやアゾベンゼンなど光架橋性基を有するポ
リマーあるいはポリイミドに偏光紫外線を照射して配向
膜とする方法、磁場、電場配向、ずり応力操作、あるい
は、延伸による配向操作が用いられうる。

【００５２】前記の基板としては、例えばトリアセチル
セルロースやポリビニルアルコール、ポリイミドやポリ
アリレート、ポリエステルやポリカーボネート、ポリス
ルホンやポリエーテルスルホン、エポキシ系樹脂の如き
プラスチックからなるフィルム、あるいはガラス板など
の適宜なものを用いうる。基板上に形成した液晶ポリマ
ーの非流動層は、基板との一体物としてそのまま光学素
子の形成に用いることができ、基板より剥離してフィル
ムなどからなる光学素子の形成に用いることもできる。

【００５３】液晶ポリマーの展開は、加熱溶融方式によ
ってもよいし、溶剤による溶液として展開することもで
きる。その溶剤としては、例えば塩化メチレンやシクロ
ヘキサノン、トリクロロエチレンやテトラクロロエタ
ン、Ｎ−メチルピロリドンやテトラヒドロフランなどの
適宜なものを用いうる。展開は、バーコーターやスピナ
ー、ロールコーターなどの適宜な塗工機にて行うことが
できる。

【００５４】なお、（方法２）において、キラル化合物
として反応性基を有するものを使用した場合には、反応
性基を反応させるために、反応性基の種類の応じて最適
な方法が選択される。例えば，反応性基がアクリロイル
基またはメタクリロイル基の場合には、光開始剤を添加
して紫外線または電子線等の活性エネルギー光線を照射
することで反応させることができる。反応性基がアジド
基の場合、紫外線、電子線等の活性エネルギー光線を照
射することで反応させることができる。反応性基がエポ
キシ基の場合は，加熱により、または光酸発生剤の添加
により紫外線もしくは電子線等の活性エネルギー光線を
照射することで反応させることができる。

【００５５】形成する液晶ポリマーまたは液晶ポリマー
組成物の非流動層の厚さは、０．５〜２０μｍが好まし
い。厚さが薄すぎると選択反射特性( 色特性) を示しに
くくなるため、１μｍ以上が好ましい。厚さが厚すぎる
と均一配向性に劣って選択反射特性を示さない場合があ
り、また配向処理に長時間を要することなどより１０μ
ｍ以下とするのが好ましい。なお、光学素子の形成に際
しては、当該液晶ポリマー以外のポリマーや安定剤、可
塑剤などの無機や有機、あるいは金属類などからなる種
々の添加剤を必要に応じて配合することができる。

【００５６】前記液晶ポリマーまたは液晶ポリマー組成
物の配向物は光学素子としては、視角補償板、ねじれ位
相差板、カラー反射板などに用いられる。視角補償板
は、選択反射波長を紫外域あるいは赤外域とすることで
得られる。ねじれ位相差板は、（方法１）においてはモ
ノマーユニット（ｘ）の割合を、（方法２）ではキラル
化合物の配合量を調節することで，配向物の厚み方向に
９０°〜３００°程度ねじれているものである。また，
カラー反射板は、配向物の選択反射波長を可視領域に設
定して面内に赤，青，緑の３色を形成して反射型液晶デ
ィスプレイの反射板に使用するものである。いずれの応
用についても，複屈折の制御がその光学特性に大きく影
響する。このように複屈折を制御した配向物からなる光
学素子は、液晶ディスプレイの表示品位向上に役立つ。

【００５７】

【実施例】以下に実施例、比較例をあげて本発明を説明
する。（方法１）については実施例１〜８に、（方法
２）については実施例９〜１６に示した。

【００５８】なお、各例において、液晶ポリマーの製造
に用いたモノマーは、下記化１８、

【化１８】に示すものを用いた。

【００５９】実施例１モノマー（ａ１）が５６モル％、モノマー（ｂ１）が２
４モル％、およびモノマー（ｘ１）が２０モル％の割合
で前記モノマーを共重合して共重合体を製造した。

【００６０】なお、共重合体の製造は、常法に従って、
前記モノマーとメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）／テト
ラヒドロフラン（ＴＨＦ）＝４／１（重量比）の混合溶
媒を三つ口フラスコに用意し、窒素気流下で加熱攪拌し
てモノマーを完全に溶解し、そこへ少量の混合溶媒に溶
解したアゾビスイソブチロニトリルを滴下した。６時間
還流した後、加熱を止め反応液を室温に戻し、反応溶液
の５倍量のメタノール中へ滴下してポリマーを再沈殿さ
せた。ポリマーをろ別し、メタノール／ＴＨＦ＝３／２
（重量比）の混合溶媒で洗浄した後、ろ別乾燥して液晶
ポリマー（共重合体）を得た。得られた共重合体は、重
量平均分子量が７０００、ガラス転移温度が７０℃、等
方相転移温度が１５５℃で、その間の温度でコレステリ
ック構造を示す側鎖型コレステリック液晶ポリマーであ
った。

【００６１】ガラス板に厚さ約０．１μｍのポリビニル
アルコール層を設け、それをレーヨン布でラビング処理
した処理面に、前記側鎖型コレステリック液晶ポリマー
のシクロヘキサノン溶液（２６重量％）をスピンコータ
ーにて塗工し、乾燥後、１４０℃で５分間加熱配向処理
して室温にて放冷し、厚さが２．０μｍで反射光の中心
波長が４３０ｎｍの液晶ポリマーからなるコレステリッ
ク配向物を得た。

【００６２】実施例２モノマー（ａ１）が６０モル％、モノマー（ｂ１）が２
５モル％、およびモノマー（ｘ１）が１５モル％の割合
で前記モノマーを共重合して共重合体を製造した。共重
合体の調製は実施例１と同様に行った。当該共重合体
は、重量平均分子量が８０００、ガラス転移温度が７５
℃、等方相転移温度が１４０℃で、その間の温度でコレ
ステリック構造を示す側鎖型コレステリック液晶ポリマ
ーであった。以降は実施例１に準じて、配向処理して、
反射光の中心波長が５７０ｎｍからなるコレステリック
配向物を得た。

【００６３】実施例３モノマー（ａ１）が５６モル％、モノマー（ｃ１）が２
４モル％、およびモノマー（ｘ１）が２０モル％の割合
で前記モノマーを共重合して共重合体を製造した。共重
合体の調製は実施例１と同様に行った。当該共重合体
は、重量平均分子量が７０００、ガラス転移温度が８５
℃、等方相転移温度が２３０℃で、その間の温度でコレ
ステリック構造を示す側鎖型コレステリック液晶ポリマ
ーであった。以降は実施例１に準じて、配向処理して、
反射光の中心波長が４３０ｎｍからなるコレステリック
配向物を得た。

【００６４】実施例４モノマー（ａ１）が６０モル％、モノマー（ｃ１）が２
５モル％、およびモノマー（ｘ１）が１５モル％の割合
で前記モノマーを共重合して共重合体を製造した。共重
合体の調製は実施例１と同様に行った。当該共重合体
は、重量平均分子量が８０００、ガラス転移温度が８４
℃、等方相転移温度が２４０℃で、その間の温度でコレ
ステリック構造を示す側鎖型コレステリック液晶ポリマ
ーであった。以降は実施例１に準じて、反射光の中心波
長が５７０ｎｍからなるコレステリック配向物を得た。

【００６５】実施例５モノマー（ａ１）が５６モル％、モノマー（ｄ１）が２
４モル％、およびモノマー（ｘ１）が２０モル％の割合
で前記モノマーを共重合して共重合体を製造した。共重
合体の調製は実施例１と同様に行った。当該共重合体
は、重量平均分子量が７０００、ガラス転移温度が８５
℃、等方相転移温度が２３０℃で、その間の温度でコレ
ステリック構造を示す側鎖型コレステリック液晶ポリマ
ーであった。以降は実施例１に準じて、配向処理して、
反射光の中心波長が４３０ｎｍからなるコレステリック
配向物を得た。

【００６６】実施例６モノマー（ａ１）が６０モル％、モノマー（ｄ１）が２
５モル％、およびモノマー（ｘ１）が１５モル％の割合
で前記モノマーを共重合して共重合体を製造した。共重
合体の調製は実施例１と同様に行った。当該共重合体
は、重量平均分子量が８０００、ガラス転移温度が９０
℃、等方相転移温度が２５０℃で、その間の温度でコレ
ステリック構造を示す側鎖型コレステリック液晶ポリマ
ーであった。以降は実施例１に準じて、配向処理して、
反射光の中心波長が５７０ｎｍからなるコレステリック
配向物を得た。

【００６７】実施例７モノマー（ａ１）が５６モル％、モノマー（ｅ１）が２
４モル％、およびモノマー（ｘ１）が２０モル％の割合
で前記モノマーを共重合して共重合体を製造した。共重
合体の調製は実施例１と同様に行った。当該共重合体
は、重量平均分子量が７０００、ガラス転移温度が８６
℃、等方相転移温度が２２０℃で、その間の温度でコレ
ステリック構造を示す側鎖型コレステリック液晶ポリマ
ーであった。以降は実施例１に準じて、配向処理して、
反射光の中心波長が４３０ｎｍからなるコレステリック
配向物を得た。

【００６８】実施例８モノマー（ａ１）が６０モル％、モノマー（ｅ１）が２
５モル％、およびモノマー（ｘ１）が１５モル％の割合
で前記モノマーを共重合して共重合体を製造した。共重
合体の調製は実施例１と同様に行った。当該共重合体
は、重量平均分子量が８０００、ガラス転移温度が８９
℃、等方相転移温度が２４０℃で、その間の温度でコレ
ステリック構造を示す側鎖型コレステリック液晶ポリマ
ーであった。以降は実施例１に準じて、反射光の中心波
長が５７０ｎｍからなるコレステリック配向物を得た。

【００６９】比較例１モノマー（ａ１）が７５モル％、およびモノマー（ｘ
１）が２５モル％の割合で前記モノマーを共重合して共
重合体を製造した。共重合体の調製は実施例１と同様に
行った。当該共重合体は、重量平均分子量が７０００、
ガラス転移温度が８３℃、等方相転移温度が２３２℃
で、その間の温度でコレステリック構造を示す側鎖型コ
レステリック液晶ポリマーであった。以降は実施例１に
準じて、反射光の中心波長が４３０ｎｍからなるコレス
テリック配向物を得た。

【００７０】比較例２モノマー（ａ１）が８１モル％、およびモノマー（ｘ
１）が１９モル％の割合で前記モノマーを共重合して共
重合体を製造した。共重合体の調製は実施例１と同様に
行った。当該共重合体は、重量平均分子量が９０００、
ガラス転移温度が８３℃、等方相転移温度が２６６℃
で、その間の温度でコレステリック構造を示す側鎖型コ
レステリック液晶ポリマーであった。以降は実施例１に
準じて、配向処理して、反射光の中心波長が５７０ｎｍ
からなるコレステリック配向物を得た。

【００７１】実施例９モノマー（ａ１）が７０モル％およびモノマー（ｂ１）
が３０モル％の割合で前記モノマーを共重合して共重合
体を製造した。共重合体の調製は実施例１と同様に行っ
た。得られた共重合体は、重量平均分子量が８０００、
ガラス転移温度が８０℃、等方相転移温度が２４０℃の
ネマチック液晶ポリマーであった。

【００７２】得られた共重合体９３重量部と下記化１９
で表されるキラル化合物７重量部を混合して、

【化１９】コレステリック液晶ポリマー組成物を調製した。以降は
実施例１に準じて、配向処理して、反射光の中心波長が
５３０ｎｍからなるコレステリック配向物を得た。

【００７３】実施例１０実施例９において、モノマー（ｂ１）の代わりにモノマ
ー（ｃ１）を用いた以外は実施例９と同様にして共重合
体を製造した。得られた共重合体は、重量平均分子量が
８０００、ガラス転移温度が８４℃、等方相転移温度が
２５０℃のネマチック液晶ポリマーであった。また、実
施例９と同様にコレステリック液晶ポリマー組成物を調
製した。以降は実施例１に準じて、配向処理して、反射
光の中心波長が５３０ｎｍからなるコレステリック配向
物を得た。

【００７４】実施例１１実施例９において、モノマー（ｂ１）の代わりにモノマ
ー（ｄ１）を用いた以外は実施例９と同様にして共重合
体を製造した。得られた共重合体は、重量平均分子量が
８０００、ガラス転移温度が８４℃、等方相転移温度が
２５２℃のネマチック液晶ポリマーであった。また、実
施例９と同様にコレステリック液晶ポリマー組成物を調
製した。以降は実施例１に準じて、配向処理して、反射
光の中心波長が５３０ｎｍからなるコレステリック配向
物を得た。

【００７５】実施例１２実施例９において、モノマー（ｂ１）の代わりにモノマ
ー（ｅ１）を用いた以外は実施例９と同様にして共重合
体を製造した。得られた共重合体は、得られた共重合体
は、重量平均分子量が８０００、ガラス転移温度が８６
℃、等方相転移温度が２４５℃のネマチック液晶ポリマ
ーであった。また、実施例９と同様にコレステリック液
晶ポリマー組成物を調製した。以降は実施例１に準じ
て、配向処理して、反射光の中心波長が５３０ｎｍから
なるコレステリック配向物を得た。

【００７６】比較例３実施例９において、モノマー（ｂ１）を用いなかったこ
と外は実施例１と同様にしてモノマー（ａ１）のホモポ
リマーを製造した。得られた共重合体は、重量平均分子
量が７０００、ガラス転移温度が８３℃、等方相転移温
度が３００℃のネマチック液晶ポリマーであった。ま
た、実施例９と同様にコレステリック液晶ポリマー組成
物を調製した。以降は実施例１に準じて、配向処理し
て、反射光の中心波長が５３０ｎｍからなるコレステリ
ック配向物を得た。

【００７７】実施例１３〜１６、比較例４実施例９〜１２、比較例３において、キラル化合物を下
記化２０で表される化合物に代え、共重合体９２重量部
に対して、キラル化合物８重量部を混合した以外は、実
施例９〜１２、比較例３と同様にコレステリック液晶ポ
リマー組成物を調製した。なお、実施例、比較例の番号
は、数番の順に対応する。

【００７８】

【化２０】以降は実施例１に準じて、配向処理して、反射光の中心
波長が５３０ｎｍからなるコレステリック配向物を得
た。なお、前記各例においては加熱配向処理後に紫外線
照射を行った。

【００７９】［選択反射スペクトル測定］得られた配向
物の透過スペクトルはMCPD-3000 （大塚電子( 株) 製）
にて測定した。選択反射波長の半値幅を比較した結果を
表１、表２または表３に示す。

【００８０】

【表１】

【表２】

【表３】表１、表２、表３から、ネマチック性の液晶モノマー
（ａ１）に、モノマー（α）を共重合成分として含有さ
せることにより、コレステリック配向物は、モノマー
（α）等を共重合成分として含んでいないものよりも選
択反射半値幅が小さく、選択反射波長帯域幅を狭く制御
できることが認められる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者望月周大阪府茨木市下穂積１丁目１番２号日東電工株式会社内 (72)発明者吉岡昌宏大阪府茨木市下穂積１丁目１番２号日東電工株式会社内Ｆターム(参考） 2H049 BA05 BA42 BB42 BB43 BB50 BC04 BC22 2H088 EA47 HA16 HA21 JA14 MA20 4F070 AA32 AB02 AB05 AB15 AC83 FA04 4J002 BG07W BG07X GP00 4J100 AL05Q AL05R AL08P AL08Q AL08R AL08S AL08T BA01Q BA02P BA02R BA02T BA05Q BA05R BA05T BA15P BA15Q BA15R BA15T BA28Q BA28R BA40P BA40Q BA40R BC43P BC43Q BC43R BC43T BC44P BC49Q BC49R BC49S CA03 CA04 CA05 DA63 DA66 JA39

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】正の複屈折フラグメント側鎖を含有する
モノマーユニット（ａ）を含有する側鎖型液晶ポリマー
を含有してなるコレステリック液晶配向物の選択反射波
長帯域を、前記側鎖型液晶ポリマーに、共重合モノマー
ユニットとして、モノマーユニット（ａ）のフラグメン
ト側鎖の複屈折特性を小さくしうるモノマーユニット
（α）を含有させ、モノマーユニット（α）の割合を変
化させることにより、所望の値に制御する方法。
【請求項２】モノマーユニット（α）が、非液晶性フ
ラグメント側鎖を含有するモノマーユニット（ｂ）、負
の複屈折フラグメント側鎖を含有するモノマーユニット
（ｃ）、非液晶性芳香環フラグメント側鎖を含有するモ
ノマーユニット（ｄ）および前記モノマーユニット
（ａ）のフラグメント側鎖より小さい正の複屈折フラグ
メント側鎖を含有するモノマーユニット（ｅ）から選ば
れるいずれか少なくとも１つのモノマーユニットである
請求項１記載の制御方法。
【請求項３】側鎖型液晶ポリマーが、共重合モノマー
ユニットとして、光学活性基含有モノマーユニット
（ｘ）を含有する側鎖型コレステリック液晶ポリマーで
ある請求項１または２記載の制御方法。
【請求項４】コレステリック液晶配向物が、側鎖型液
晶ポリマーおよびキラル化合物を含有してなるものであ
る請求項１、２または３記載の制御方法。
【請求項５】請求項１〜４のいずれかに記載の制御方
法により、選択反射波長帯域を所望の値に制御したコレ
ステリック液晶配向物を製造する方法。