JP2006023657A - ホメオトロピック配向液晶フィルム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 重合性のエポキシを有する基および非重合性の極性基を有する重合性液晶化合物を含有する重合性液晶組成物を、重合体被膜の重合体分子鎖中にカルボキシル基およびアミノ基から選択された少なくとも1つの極性基を有するポリイミド系重合体の溶液を用いて形成された重合体被膜を有する支持基材上に塗布し、重合性液晶化合物を重合して得られるホメオトロピック配向液晶フィルム。
【選択図】 なし
Description
季刊 化学総説 No.22 液晶の化学 日本化学会編 p.99〜100(1994)
ここに、Pは重合性のエポキシを有する基であり;
Spは炭素数1〜20のアルキレンであり、炭素が2以上であるときには、このアルキレン中の隣接しない−CH2−は−O−で置き換えられていてもよく;
Gは単結合、−O−、−S−、−CO−、−COO−、−OCO−、−O−COO−、−SO2−O−、−O−SO2−、−CH2O−、−OCH2−、−CF2O−、−OCF2−、−CH=CH−COO−、−OCO−CH=CH−、−C≡C−COO−、−OCO−C≡C−、−(CH2)3O−、−O(CH2)3−、−CH=CH−CH2O−、−OCH2−CH=CH−、−(CH2)2−CF2O−、または−OCF2−(CH2)2−であり;
rは0または1であり;
Xは非重合性の極性基であり;
そして、MGは式(II)で表されるメソゲン骨格である:
ここに、T1、T2およびT3はそれぞれ独立して、1,4−シクロヘキセニレン、ナフタレン−2,6−ジイル、フルオレン−2,7−ジイル、任意の−CH=が−N=で置き換えられてもよい1,4−フェニレン、または任意の−CH2−が−O−もしくは−S−で置き換えられてもよく、そして隣接しない2つの炭素が架橋されてもよい1,4−シクロヘキシレンであり、これらの環において任意の水素はハロゲン、−CN、−CF3、−CF2H、−NO2、または炭素数が1〜7のアルキルで置き換えられてもよく、このアルキルにおいて任意の−CH2−は−O−、−CH=CH−または−C≡C−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;
G1およびG2はそれぞれ独立して、単結合、−O−、−CO−、−COO−、−OCO−、−SO2−O−、−O−SO2−、−CH2CH2−、−(CH2)4−、−(CH2)3O−、−O(CH2)3−、−OCH2−、−CH2O−、−OCF2−、−CF2O−、−CF=CF−、−CF2CF2−、−CH=CH−、−C≡C−、−(CH2)2−COO−、−OCO−(CH2)2−、−CH=CH−COO−、−OCO−CH=CH−、−CH=CH−CH2O−、−OCH2−CH=CH−、−N=N−、アゾキシ(−N(O)=N−)、−CH=N−、−N=CH−、−O−(CH2)n−OCO−、−COO−(CH2)n−O−、−CH=CH−CONH−、−CONH−CH=CH−、−CONH−、または−NHCO−であり、nは1〜20の整数であり;
そして、fは0〜3の整数であり、fが2または3であるとき複数のT1およびG1はそれぞれ同一の基であってもよく、異なる基であってもよい。
[3] 重合性液晶化合物が、[2]項に記載の式(I)で表される化合物であり、式(I)におけるXが、−Cl、−CN、−OCF3、−OCF2H、−NCO、−NCS、−NO2、−NHCOR、−COOR、−OH、−SH、−CHO、−SO3H、−SO3R、−NH2、または−NR2であり、Rが水素、炭素数1〜20のアルキルまたは炭素数2〜20のアルケニルであり;Gが、単結合、−O−、−COO−、−OCO−、−CH2O−、−OCH2−、−CF2O−、−OCF2−、−CH=CH−COO−、−OCO−CH=CH−、−C≡C−COO−、−OCO−C≡C−、−(CH2)3O−、−O(CH2)3−、−CH=CH−CH2O−、−OCH2−CH=CH−、−(CH2)2−CF2O−、または−OCF2−(CH2)2−であり;式(II)におけるT1、T2およびT3がそれぞれ独立して、1,4−シクロヘキシレン、1,4−フェニレン、1,3−ジオキサン−2,5−ジイル、フルオレン−2,7−ジイル、またはナフタレン−2,6−ジイルである、[1]または[2]項に記載のホメオトロピック配向液晶フィルム。
[5] 重合性液晶化合物が、[2]項に記載の式(I)で表される化合物であり、式(I)におけるPが、オキセタニルであり;Xが、−Cl、−CN、−OCF3、−OCF2H、または−NCSであり;Gが、単結合、−O−、−COO−、−OCO−、−CH2O−、−OCH2−、−CF2O−、−OCF2−、−CH=CH−COO−、−OCO−CH=CH−、−C≡C−COO−、−OCO−C≡C−、−CH=CH−CH2O−、−OCH2−CH=CH−、−(CH2)2−CF2O−、または−OCF2−(CH2)2−であり;式(II)におけるT1、T2およびT3がそれぞれ独立して、1,4−シクロヘキシレン、1,4−フェニレン、フルオレン−2,7−ジイル、またはナフタレン−2,6−ジイルであり;G1およびG2がそれぞれ独立して、単結合、−CH2CH2−、−COO−、−OCO−、−C≡C−、−OCH2−、−CH2O−、−CH=CH−COO−、−OCO−CH=CH−、−CONH−、または−NHCO−である、[1]〜[3]項のいずれか1項に記載のホメオトロピック配向液晶フィルム。
ここに、Pは重合性のエポキシを有する基であり;
Spは炭素数1〜20のアルキレンであり、炭素が2以上であるときには、このアルキレン中の隣接しない−CH2−は−O−で置き換えられていてもよく;
Gは単結合、−O−、−S−、−CO−、−COO−、−OCO−、−O−COO−、−SO2−O−、−O−SO2−、−CH2O−、−OCH2−、−CF2O−、−OCF2−、−CH=CH−COO−、−OCO−CH=CH−、−C≡C−COO−、−OCO−C≡C−、−(CH2)3O−、−O(CH2)3−、−CH=CH−CH2O−、−OCH2−CH=CH−、−(CH2)2−CF2O−、または−OCF2−(CH2)2−であり;
rは0または1であり;
Wは水素、炭素数1〜25のアルキル、炭素数2〜26のアルケニル、フッ素、または−(G−Sp)r−Pであり;これらのアルキルおよびアルケニルにおいて、任意の−CH2−は−O−、−S−、−NH−、−N(CH3)−、−CO−、−COO−、−OCO−、−OCO−O−、−S−CO−、−CO−S−、または−C≡C−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く;
そして、MGは式(II)で表されるメソゲン骨格である:
ここに、T1、T2およびT3はそれぞれ独立して、1,4−シクロヘキセニレン、ナフタレン−2,6−ジイル、フルオレン−2,7−ジイル、任意の−CH=が−N=で置き換えられてもよい1,4−フェニレン、または任意の−CH2−が−O−もしくは−S−で置き換えられてもよく、そして隣接しない2つの炭素が架橋されてもよい1,4−シクロヘキシレンであり、これらの環において任意の水素はハロゲン、−CN、−CF3、−CF2H、−NO2、または炭素数が1〜7のアルキルで置き換えられてもよく、このアルキルにおいて任意の−CH2−は−O−、−CH=CH−または−C≡C−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;
G1およびG2はそれぞれ独立して、単結合、−O−、−CO−、−COO−、−OCO−、−SO2−O−、−O−SO2−、−CH2CH2−、−(CH2)4−、−(CH2)3O−、−O(CH2)3−、−OCH2−、−CH2O−、−OCF2−、−CF2O−、−CF=CF−、−CF2CF2−、−CH=CH−、−C≡C−、−(CH2)2−COO−、−OCO−(CH2)2−、−CH=CH−COO−、−OCO−CH=CH−、−CH=CH−CH2O−、−OCH2−CH=CH−、−N=N−、アゾキシ(−N(O)=N−)、−CH=N−、−N=CH−、−O−(CH2)n−OCO−、−COO−(CH2)n−O−、−CH=CH−CONH−、−CONH−CH=CH−、−CONH−、または−NHCO−であり、nは1〜20の整数であり;
そして、fは0〜3の整数であり、fが2または3であるとき複数のT1およびG1はそれぞれ同一の基であってもよく、異なる基であってもよい。
[8] 重合性液晶組成物が、[2]項に記載の式(I)で表される重合性液晶化合物のみからなる、[1]〜[5]項のいずれか1項に記載のホメオトロピック配向液晶フィルム。
[10] ポリイミド系重合体が、ポリアミック酸およびポリアミック酸アミドのいずれかから選ばれる1つの成分からなる、[1]〜[9]項のいずれか1項に記載のホメオトロピック配向液晶フィルム。
[11] ポリイミド系重合体が、ポリアミック酸、ポリアミック酸アミド、ポリアミック酸エステル、可溶性ポリイミドおよびポリアミドイミドから選ばれる少なくとも2つの成分からなる、[1]〜[9]項のいずれか1項に記載のホメオトロピック配向液晶フィルム。
[12] ポリイミド系重合体が、1つの成分のポリアミック酸のみからなる[10]項または少なくとも2つの成分のポリアミック酸のみからなる[11]項に記載のホメオトロピック配向液晶フィルム。
[14] 支持基材がプラスティックである、[1]〜[12]項のいずれか1項に記載のホメオトロピック配向液晶フィルム。
[15] プラスティックが、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、トリアセチルセルロースの部分鹸化物、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、およびノルボルネン樹脂から選ばれるいずれか1つである、[14]項に記載のホメオトロピック配向液晶フィルム。
[17] 支持基材の重合体被膜が、ポリイミド系重合体の溶液の塗膜を180℃以下の温度で焼成することによって形成される、[16]項に記載の配向制御方法。
[18] 支持基材の重合体被膜を構成する重合体におけるイミド化率が45%以下である、[16]項に記載の配向制御方法。
[21] [1]〜[15]項のいずれか1項に記載のホメオトロピック配向液晶フィルムと偏光板とを有する光学素子。
[22] [20]項に記載の光学補償素子を液晶セルの内面または外面に有する液晶表示装置。
[23] [21]項に記載の光学素子を液晶セルの外面に有する液晶表示装置。
式中、R4およびR5はそれぞれ独立して、炭素数1〜3のアルキルまたはフェニルであり、R6はメチレン、フェニレンまたはアルキル置換されたフェニレンである。xは1〜6の整数であり、yは1〜10の整数である。
DDM:4,4’−ジアミノジフェニルメタン
DDEt:4,4’−ジアミノジフェニルエタン
APM−CH:1、1−ビス(4−((4−アミノフェニル)メチル)フェニル)−4−ヘプチルシクロヘキサン
DABD:5−(4−(4−(4−ペンチルシクロヘキシル)シクロヘキシル)フェニル)メチル−1,3―ジアミノベンゼン
CBDA:シクロブタンテトラカルボン酸二無水物
PMDA:ピロメリット酸二無水物
NMP:N−メチル−2−ピロリドン
BC:ブチルセロソルブ
(1)重合性液晶組成物の重合条件:大気中または窒素雰囲気下において、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。
(2)液晶配向ベクトルの確認:回転可能な偏光子および検光子で回転/傾斜ステージを挟んだ光学系を用いて、得られた液晶フィルムを回転/傾斜ステージに設置し、フィルム面に対して垂直方向から傾斜させながらレタデーションを測定し確認した。また、ホメオトロピック配向の均一性は、2枚の偏光板をクロスニコルの状態にし、その間に液晶フィルムを入れ、正面から観察した場合に、液晶の配向欠陥由来の光りぬけが目視で確認されないとき(暗視野)を均一配向の状態とした。なお、支持基材にはガラス基板を用い、評価サンプルは、ポリアミック酸からなる重合体被膜上に重合性液晶組成物を塗膜・配向させ、上記重合条件下で重合させることによって得た。
(3)イミド化率の測定:イミド化率の測定に当たっては別途280℃で30分間加熱して作成したポリイミド系重合体被膜のFT−IRを測定し、1770cm-1付近のイミド基の吸収スペクトルと1500cm-1付近のフェニル基の吸収スペクトルとの面積比(Abs1770/Abs1500)の値をイミド化率100%の場合の値とし、各温度で30分間加熱した場合の面積比(Abs1770/Abs1500)の値の相対値からイミド化率を求めた。
(4)フィルムの厚さの測定:3次元表面粗さ測定器(SE−30K (株)小坂研究所製)を用いて行った。
ポリアミック酸ワニスの調製(1)
200ml−4つ口フラスコにDDM(3.02g;1.52×10−2mol)および脱水NMP(54.0g)を仕込み、乾燥窒素気流下で攪拌して溶解させ、溶液温度を5℃に下げた。これに、CBDA(2.98g;1.52×10−2mol)を加えて30時間反応させた。このとき、反応系の温度は特にコントロールしなかった。最後に、BC(40.0g)を加えて、重合体成分の濃度が6.0重量%のポリアミック酸ワニスを調製した。これをポリアミック酸ワニスA1とする。なお、本発明の実施例では、粘度をチェックしながら増粘反応を進行させた。そして、粘度の増加が少なくなった時点でBCを添加して、増粘反応の進行を止めた。BCを添加後、加熱することによってワニスの粘度を調整し、55〜65mPa・sになったところで加熱操作を停止した。粘度の測定にはE型粘度計を使用し、25℃で測定した。そして、得られたワニスは低温にて保存した。得られたポリアミック酸の重量平均分子量は50,000であった。なお、重量平均分子量は、島津製作所製GPC測定装置(クロマトパックC−R7A)を用いてカラム温度50℃にて測定した。
ポリアミック酸ワニスの調製(2)
ジアミンとしてDDMの代わりにDDEt(1.07g;5.02×10−3mol)およびAPM−CH(2.74g;5.02×10−3mol)、テトラカルボン酸二無水物としてCBDAの代わりにPMDA(2.19g;1.00×10−2mol)を用いたこと以外は、実施例1と同様にしてワニスを調製した。これをポリアミック酸ワニスA2とする。得られたポリアミック酸の重量平均分子量は60,000であった。
ポリアミック酸ワニスの調製(3)
ジアミンとしてDDMの代わりにDABD(3.99g;9.22×10−3mol)、テトラカルボン酸二無水物としてCBDAの代わりにPMDA(2.01g;9.22×10−3mol)を用いたこと以外は、実施例1と同様にしてワニスを調製した。これをポリアミック酸ワニスA3とする。得られたポリアミック酸の重量平均分子量は63,000であった。
ポリアミック酸ワニスの調製(4)
ポリアミック酸ワニスA1とポリアミック酸ワニスA2とを、それぞれに含まれる重合体成分の重量比がA1:A2=9:1になるように混合し、ポリアミック酸ワニスA4を得た。
ポリアミック酸ワニスの調製(5)
ポリアミック酸ワニスA1とポリアミック酸ワニスA3とを、それぞれに含まれる重合体成分の重量比がA1:A3=9:1になるように混合し、ポリアミック酸ワニスA5を得た。
<重合性液晶組成物−1[MIX−1]の調製>
上記の組成物にトルエンとシクロヘキサノンの混合溶剤(混合比(重量比)はトルエン/シクロヘキサノン=2/1)を加えて、20重量%溶液とした。このようにして得られた組成物を重合性液晶組成物−1[MIX1]とする。
なお、DTS−102は、みどり化学(株)の光カチオン重合開始剤の製品を表す。
<重合性液晶組成物−2[MIX−2]の調製>
上記の組成物にトルエンとシクロヘキサノンの混合溶剤(混合比(重量比)はトルエン/シクロヘキサノン=2/1)を加えて、20重量%溶液とした。このようにして得られた組成物を重合性液晶組成物−2[MIX−2]とする。
<重合性液晶組成物−3[MIX−3]の調製>
上記の組成物にトルエンとシクロヘキサノンの混合溶剤(混合比(重量比)はトルエン/シクロヘキサノン=2/1)を加えて、20重量%溶液とした。このようにして得られた組成物を重合性液晶組成物−3[MIX−3]とする。
<重合性液晶組成物−4[MIX−4]の調製>
上記の組成物にトルエンとシクロヘキサノンの混合溶剤(混合比(重量比)はトルエン/シクロヘキサノン=2/1)を加えて、20重量%溶液とした。このようにして得られた組成物を重合性液晶組成物−4[MIX−4]とする。
<重合性液晶組成物−5[MIX−5]の調製>
上記の組成物にトルエンとシクロヘキサノンの混合溶剤(混合比(重量比)はトルエン/シクロヘキサノン=2/1)を加えて、20重量%溶液とした。このようにして得られた組成物を重合性液晶組成物−5[MIX−5]とする。
実施例1で得られたポリアミック酸ワニスA1をスピンコート法によりガラス基板上に塗布し、80℃で3分間予備焼成した後、110℃で30分間加熱(本焼成)することで重合体被膜を形成した。得られた重合体被膜のイミド化率は5%であった。イミド化率が100%未満であることから、重合体被膜の重合体分子鎖中にカルボキシル基を有することを確認した。次に重合性液晶組成物−1をスピンコート法によりラビング等の表面処理を行っていない重合体被膜上に塗布し、70℃で3分間加熱することで溶剤を除去し、紫外線により大気中で重合性液晶化合物を重合させることにより、均一なホメオトロピック配向を有する光学フィルム(ホメオトロピック配向液晶フィルム)を得た(フィルム厚さ:0.8μm)。2枚の偏光板をクロスニコル状態にして、得られた光学フィルムをはさんだところ暗視野であり、この光学フィルムをフィルム面に対して垂直方向から傾斜させながらレタデーションを測定したところ、図1のような結果であった。
重合性液晶組成物−1を重合性液晶組成物−2とした以外は実施例11と同様にして行ったところ、均一なホメオトロピック配向を有する光学フィルムを得た(フィルム厚さ:0.8μm)。この光学フィルムのレタデーションの傾斜角依存性は実施例11と同様の傾向であった。
重合性液晶組成物−1を重合性液晶組成物−3とした以外は実施例11と同様にして行ったところ、均一なホメオトロピック配向を有する光学フィルムを得た(フィルム厚さ:0.8μm)。この光学フィルムのレタデーションの傾斜角依存性は実施例11と同様の傾向であった。
重合性液晶組成物−1を重合性液晶組成物−4とした以外は実施例11と同様にして行ったところ、均一なホメオトロピック配向を有する光学フィルムを得た(フィルム厚さ:0.8μm)。この光学フィルムのレタデーションの傾斜角依存性は実施例11と同様の傾向であった。
重合性液晶組成物−1を重合性液晶組成物−5とした以外は実施例11と同様にして行ったところ、均一なホメオトロピック配向を有する光学フィルムを得た(フィルム厚さ:0.8μm)。この光学フィルムのレタデーションの傾斜角依存性は実施例11と同様の傾向であった。
ポリアミック酸ワニスA1をポリアミック酸ワニスA4とした(得られた重合体被膜のイミド化率は8%であった)以外は実施例11と同様にして行ったところ、均一なホメオトロピック配向を有する光学フィルムを得た(フィルム厚さ:0.8μm)。この光学フィルムのレタデーションの傾斜角依存性は実施例11と同様の傾向であった。
ポリアミック酸ワニスA1をポリアミック酸ワニスA4とし、重合性液晶組成物−1を重合性液晶組成物−2とした以外は実施例11と同様にして行ったところ、均一なホメオトロピック配向を有する光学フィルムを得た(フィルム厚さ:0.8μm)。この光学フィルムのレタデーションの傾斜角依存性は実施例11と同様の傾向であった。
ポリアミック酸ワニスA1をポリアミック酸ワニスA4とし、重合性液晶組成物−1を重合性液晶組成物−3とした以外は実施例11と同様にして行ったところ、均一なホメオトロピック配向を有する光学フィルムを得た(フィルム厚さ:0.8μm)。この光学フィルムのレタデーションの傾斜角依存性は実施例11と同様の傾向であった。
ポリアミック酸ワニスA1の本焼成温度を150℃で30分間とした(得られた重合体被膜のイミド化率は15%であった)こと以外は実施例11と同様にして行ったところ、均一なホメオトロピック配向を有する光学フィルムを得た(フィルム厚さ:0.8μm)。この光学フィルムのレタデーションの傾斜角依存性は実施例11と同様の傾向であった。
重合性液晶組成物−1を重合性液晶組成物−2としたこと以外は実施例19と同様にして行ったところ、均一なホメオトロピック配向を有する光学フィルムを得た(フィルム厚さ:0.8μm)。この光学フィルムのレタデーションの傾斜角依存性は実施例11と同様の傾向であった。
重合性液晶組成物−1を重合性液晶組成物−3としたこと以外は実施例19と同様にして行ったところ、均一なホメオトロピック配向を有する光学フィルムを得た(フィルム厚さ:0.8μm)。この光学フィルムのレタデーションの傾斜角依存性は実施例11と同様の傾向であった。
化合物(2−1−85)または化合物(2−1−115)を含まないこと以外は実施例11または実施例14と同様にして、液晶フィルム(フィルム厚さ:0.8μm)を作製したところ、液晶は配向せず、フィルムも白濁しており外観に問題があった。
化合物(2−1−3)、化合物(1−1−3)または化合物(1−1−138)を含まないこと以外は実施例12、実施例13または実施例15と同様にして、液晶フィルム(フィルム厚さ:0.8μm)を作製したところ、液晶は配向せず、フィルムも白濁しており外観に問題があった。
化合物(2−1−85)を含まないこと以外は実施例16と同様にして、液晶フィルム(フィルム厚さ:0.8μm)を作製したところ、液晶は配向せず、フィルムも白濁しており外観に問題があった。
化合物(2−1−3)または化合物(1−1−3)を含まないこと以外は実施例17または実施例18と同様にして、液晶フィルム(フィルム厚さ:0.8μm)を作製したところ、液晶は配向せず、フィルムも白濁しており外観に問題があった。
化合物(2−1−85)を含まないこと以外は実施例19と同様にして、液晶フィルム(フィルム厚さ:0.8μm)を作製したところ、液晶は配向せず、フィルムも白濁しており外観に問題があった。
化合物(2−1−3)または化合物(1−1−3)を含まないこと以外は実施例20または実施例21と同様にして、液晶フィルム(フィルム厚さ:0.8μm)を作製したところ、液晶は配向せず、フィルムも白濁しており外観に問題があった。
ポリアミック酸ワニスA1の本焼成温度を210℃で30分間行った(得られた重合体被膜のイミド化率は75%であった)こと以外は実施例11と同様にして行い、液晶フィルム(フィルム厚さ:0.8μm)を作製したところ、液晶は配向せず、フィルムも白濁しており外観に問題があった。
ポリアミック酸ワニスA1の本焼成温度を210℃で30分間行い、重合性液晶組成物−1を重合性液晶組成物−2または重合性液晶組成物−3とした以外は実施例11と同様にして行い、液晶フィルム(フィルム厚さ:0.8μm)を作製したところ、液晶は配向せず、フィルムも白濁しており外観に問題があった。
ポリアミック酸ワニスA1の代わりにポリアミック酸ワニスA5を用いた以外は実施例11と同様にして行い液晶フィルムの作製を試みたところ、重合性液晶組成物のハジキ等が確認され、塗工性に問題があり、液晶フィルムは得られなかった。
Claims (23)
- 重合性のエポキシを有する基および非重合性の極性基を有する重合性液晶化合物を含有する重合性液晶組成物を、重合体被膜の重合体分子鎖中にカルボキシル基およびアミノ基から選択された少なくとも1つの極性基を有するポリイミド系重合体の溶液を用いて形成された重合体被膜を有する支持基材上に塗布し、重合性液晶化合物を重合して得られるホメオトロピック配向液晶フィルム。
- 重合性液晶化合物が、式(I)で表される化合物である、請求項1に記載のホメオトロピック配向液晶フィルム。
ここに、Pは重合性のエポキシを有する基であり;
Spは炭素数1〜20のアルキレンであり、炭素数が2以上であるときには、このアルキレン中の隣接しない−CH2−は−O−で置き換えられていてもよく;
Gは単結合、−O−、−S−、−CO−、−COO−、−OCO−、−O−COO−、−SO2−O−、−O−SO2−、−CH2O−、−OCH2−、−CF2O−、−OCF2−、−CH=CH−COO−、−OCO−CH=CH−、−C≡C−COO−、−OCO−C≡C−、−(CH2)3O−、−O(CH2)3−、−CH=CH−CH2O−、−OCH2−CH=CH−、−(CH2)2−CF2O−、または−OCF2−(CH2)2−であり;
rは0または1であり;
Xは非重合性の極性基であり;
そして、MGは式(II)で表されるメソゲン骨格である:
ここに、T1、T2およびT3はそれぞれ独立して、1,4−シクロヘキセニレン、ナフタレン−2,6−ジイル、フルオレン−2,7−ジイル、任意の−CH=が−N=で置き換えられてもよい1,4−フェニレン、または任意の−CH2−が−O−もしくは−S−で置き換えられてもよく、そして隣接しない2つの炭素が架橋されてもよい1,4−シクロヘキシレンであり、これらの環において任意の水素はハロゲン、−CN、−CF3、−CF2H、−NO2、または炭素数が1〜7のアルキルで置き換えられてもよく、このアルキルにおいて任意の−CH2−は−O−、−CH=CH−または−C≡C−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;
G1およびG2はそれぞれ独立して、単結合、−O−、−CO−、−COO−、−OCO−、−SO2−O−、−O−SO2−、−CH2CH2−、−(CH2)4−、−(CH2)3O−、−O(CH2)3−、−OCH2−、−CH2O−、−OCF2−、−CF2O−、−CF=CF−、−CF2CF2−、−CH=CH−、−C≡C−、−(CH2)2−COO−、−OCO−(CH2)2−、−CH=CH−COO−、−OCO−CH=CH−、−CH=CH−CH2O−、−OCH2−CH=CH−、−N=N−、アゾキシ(−N(O)=N−)、−CH=N−、−N=CH−、−O−(CH2)n−OCO−、−COO−(CH2)n−O−、−CH=CH−CONH−、−CONH−CH=CH−、−CONH−、または−NHCO−であり、nは1〜20の整数であり;
そして、fは0〜3の整数であり、fが2または3であるとき複数のT1およびG1はそれぞれ同一の基であってもよく、異なる基であってもよい。 - 重合性液晶化合物が、請求項2に記載の式(I)で表される化合物であり、式(I)におけるXが、−Cl、−CN、−OCF3、−OCF2H、−NCO、−NCS、−NO2、−NHCOR、−COOR、−OH、−SH、−CHO、−SO3H、−SO3R、−NH2、または−NR2であり、Rが水素、炭素数1〜20のアルキルまたは炭素数2〜20のアルケニルであり;Gが、単結合、−O−、−COO−、−OCO−、−CH2O−、−OCH2−、−CF2O−、−OCF2−、−CH=CH−COO−、−OCO−CH=CH−、−C≡C−COO−、−OCO−C≡C−、−(CH2)3O−、−O(CH2)3−、−CH=CH−CH2O−、−OCH2−CH=CH−、−(CH2)2−CF2O−、または−OCF2−(CH2)2−であり;式(II)におけるT1、T2およびT3がそれぞれ独立して、1,4−シクロヘキシレン、1,4−フェニレン、1,3−ジオキサン−2,5−ジイル、フルオレン−2,7−ジイル、またはナフタレン−2,6−ジイルである、請求項1または2に記載のホメオトロピック配向液晶フィルム。
- 重合性液晶化合物が、請求項2に記載の式(I)で表される化合物であり、式(I)におけるPが、オキシラニルであり;Xが、−Cl、−CN、−OCF3、−OCF2H、または−NCSであり;Gが、単結合、−O−、−COO−、−OCO−、−CH2O−、−OCH2−、−CF2O−、−OCF2−、−CH=CH−COO−、−OCO−CH=CH−、−C≡C−COO−、−OCO−C≡C−、−CH=CH−CH2O−、−OCH2−CH=CH−、−(CH2)2−CF2O−、または−OCF2−(CH2)2−であり;式(II)におけるT1、T2およびT3がそれぞれ独立して、1,4−シクロヘキシレン、1,4−フェニレン、フルオレン−2,7−ジイル、またはナフタレン−2,6−ジイルであり;G1およびG2がそれぞれ独立して、単結合、−CH2CH2−、−COO−、−OCO−、−C≡C−、−OCH2−、−CH2O−、−CH=CH−COO−、または−OCO−CH=CH−である、請求項1〜3のいずれか1項に記載のホメオトロピック配向液晶フィルム。
- 重合性液晶化合物が、請求項2に記載の式(I)で表される化合物であり、式(I)におけるPが、オキセタニルであり;Xが、−Cl、−CN、−OCF3、−OCF2H、または−NCSであり;Gが、単結合、−O−、−COO−、−OCO−、−CH2O−、−OCH2−、−CF2O−、−OCF2−、−CH=CH−COO−、−OCO−CH=CH−、−C≡C−COO−、−OCO−C≡C−、−CH=CH−CH2O−、−OCH2−CH=CH−、−(CH2)2−CF2O−、または−OCF2−(CH2)2−であり;式(II)におけるT1、T2およびT3がそれぞれ独立して、1,4−シクロヘキシレン、1,4−フェニレン、フルオレン−2,7−ジイル、またはナフタレン−2,6−ジイルであり;G1およびG2がそれぞれ独立して、単結合、−CH2CH2−、−COO−、−OCO−、−C≡C−、−OCH2−、−CH2O−、−CH=CH−COO−、−OCO−CH=CH−、−CONH−、または−NHCO−である、請求項1〜3のいずれか1項に記載のホメオトロピック配向液晶フィルム。
- 重合性液晶組成物が、請求項2に記載の式(I)で表される重合性液晶化合物に加えて式(III)で表される重合性液晶化合物をさらに含有する、請求項1〜5のいずれか1項に記載のホメオトロピック配向液晶フィルム。
ここに、Pは重合性のエポキシを有する基であり;
Spは炭素数1〜20のアルキレンであり、炭素数が2以上であるときには、このアルキレン中の隣接しない−CH2−は−O−で置き換えられていてもよく;
Gは単結合、−O−、−S−、−CO−、−COO−、−OCO−、−O−COO−、−SO2−O−、−O−SO2−、−CH2O−、−OCH2−、−CF2O−、−OCF2−、−CH=CH−COO−、−OCO−CH=CH−、−C≡C−COO−、−OCO−C≡C−、−(CH2)3O−、−O(CH2)3−、−CH=CH−CH2O−、−OCH2−CH=CH−、−(CH2)2−CF2O−、または−OCF2−(CH2)2−であり;
rは0または1であり;
Wは水素、炭素数1〜25のアルキル、炭素数2〜26のアルケニル、フッ素、または−(G−Sp)r−Pであり;これらのアルキルおよびアルケニルにおいて、任意の−CH2−は−O−、−S−、−NH−、−N(CH3)−、−CO−、−COO−、−OCO−、−OCO−O−、−S−CO−、−CO−S−、または−C≡C−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く;
そして、MGは式(II)で表されるメソゲン骨格である:
ここに、T1、T2およびT3はそれぞれ独立して、1,4−シクロヘキセニレン、ナフタレン−2,6−ジイル、フルオレン−2,7−ジイル、任意の−CH=が−N=で置き換えられてもよい1,4−フェニレン、または任意の−CH2−が−O−もしくは−S−で置き換えられてもよく、そして隣接しない2つの炭素が架橋されてもよい1,4−シクロヘキシレンであり、これらの環において任意の水素はハロゲン、−CN、−CF3、−CF2H、−NO2、または炭素数が1〜7のアルキルで置き換えられてもよく、このアルキルにおいて任意の−CH2−は−O−、−CH=CH−または−C≡C−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;
G1およびG2はそれぞれ独立して、単結合、−O−、−CO−、−COO−、−OCO−、−SO2−O−、−O−SO2−、−CH2CH2−、−(CH2)4−、−(CH2)3O−、−O(CH2)3−、−OCH2−、−CH2O−、−OCF2−、−CF2O−、−CF=CF−、−CF2CF2−、−CH=CH−、−C≡C−、−(CH2)2−COO−、−OCO−(CH2)2−、−CH=CH−COO−、−OCO−CH=CH−、−CH=CH−CH2O−、−OCH2−CH=CH−、−N=N−、アゾキシ(−N(O)=N−)、−CH=N−、−N=CH−、−O−(CH2)n−OCO−、−COO−(CH2)n−O−、−CH=CH−CONH−、−CONH−CH=CH−、−CONH−、または−NHCO−であり、nは1〜20の整数であり;
そして、fは0〜3の整数であり、fが2または3であるとき複数のT1およびG1はそれぞれ同一の基であってもよく、異なる基であってもよい。 - 請求項2に記載の式(I)で表される重合性液晶化合物の含有量が、重合性液晶組成物全量を基準にして5〜99重量%である、請求項1〜6のいずれか1項に記載のホメオトロピック配向液晶フィルム。
- 重合性液晶組成物が、請求項2に記載の式(I)で表される重合性液晶化合物のみからなる、請求項1〜5のいずれか1項に記載のホメオトロピック配向液晶フィルム。
- ポリイミド系重合体が、ポリアミック酸、ポリアミック酸アミド、ポリアミック酸エステル、可溶性ポリイミドおよびポリアミドイミドから選ばれる少なくとも1つの成分からなる、請求項1〜8のいずれか1項に記載のホメオトロピック配向液晶フィルム。
- ポリイミド系重合体が、ポリアミック酸およびポリアミック酸アミドのいずれかから選ばれる1つの成分からなる、請求項1〜9のいずれか1項に記載のホメオトロピック配向液晶フィルム。
- ポリイミド系重合体が、ポリアミック酸、ポリアミック酸アミド、ポリアミック酸エステル、可溶性ポリイミドおよびポリアミドイミドから選ばれる少なくとも2つの成分からなる、請求項1〜9のいずれか1項に記載のホメオトロピック配向液晶フィルム。
- ポリイミド系重合体が、1つの成分のポリアミック酸のみからなる請求項10または少なくとも2つの成分のポリアミック酸のみからなる請求項11に記載のホメオトロピック配向液晶フィルム。
- 支持基材がガラスである、請求項1〜12のいずれか1項に記載のホメオトロピック配向液晶フィルム。
- 支持基材がプラスティックである、請求項1〜12のいずれか1項に記載のホメオトロピック配向液晶フィルム。
- プラスティックが、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、トリアセチルセルロースの部分鹸化物、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、およびノルボルネン樹脂から選ばれるいずれか1つである、請求項14に記載のホメオトロピック配向液晶フィルム。
- 重合性のエポキシを有する基および非重合性の極性基を有する重合性液晶化合物を含有する重合性液晶組成物を、ポリイミド系重合体の溶液を用いて形成された重合体被膜を有する支持基材上に塗布し、さらに重合性液晶組成物を液晶状態においてホメオトロピック配向とする配向制御方法。
- 支持基材の重合体被膜が、ポリイミド系重合体の溶液の塗膜を180℃以下の温度で焼成することによって形成される、請求項16に記載の配向制御方法。
- 支持基材の重合体被膜を構成する重合体におけるイミド化率が45%以下である、請求項16に記載の配向制御方法。
- 重合性のエポキシを有する基および非重合性の極性基を有する重合性液晶化合物を含有する重合性液晶組成物を、ポリイミド系重合体の溶液を用いて形成された重合体被膜を有する支持基材上に塗布し、さらに重合性液晶化合物を重合して、ホメオトロピック配向状態を形成させるホメオトロピック配向液晶フィルムの製造方法。
- 請求項1〜15のいずれか1項に記載のホメオトロピック配向液晶フィルムを有する光学補償素子。
- 請求項1〜15のいずれか1項に記載のホメオトロピック配向液晶フィルムと偏光板とを有する光学素子。
- 請求項20に記載の光学補償素子を液晶セルの内面または外面に有する液晶表示装置。
- 請求項21に記載の光学素子を液晶セルの外面に有する液晶表示装置。
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