JP2011012199A - 重合性液晶化合物、組成物および重合体 - Google Patents

重合性液晶化合物、組成物および重合体 Download PDF

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Abstract

【課題】本発明の目的は広範囲な液晶相発現領域を有し、他の重合性液晶化合物との優れた相溶性を示し、有機溶剤に対する溶解性が良く、空気中においても熱および光により重合することが出来る重合性液晶化合物を提供することである。
【解決手段】式(1)で表される重合性化合物。A及びAは1,4−シクロへキシレン、1,4−フェニレン等の環状基、Z〜Zは単結合、−O−等の結合基、mは1〜5の整数であり;Q及び/又はQは−O(CO)n1(CO)n2−もしくは−O(CO)n2(CO)n1−であり、n1及びn2は独立して0〜5の整数であって、n1とn2の合計は2〜5であり;Q及びQの1つはアルキレンであってもよく;P及びPは式(2−1)〜式(2−3)のいずれか1つで表される重合性基であり、Rは独立して水素、ハロゲン又は炭素数1〜5のアルキルである。

Figure 2011012199

Figure 2011012199

【選択図】 なし

Description

本発明は、重合性の液晶化合物、この化合物を含む液晶組成物およびこの化合物またはこの化合物を含む液晶組成物の重合体に関する。
近年、偏光板、位相差板などの光学異方性体に重合性の液晶化合物が利用されている。この化合物が液晶状態において光学異方性を示し、重合によりこの異方性が固定化されるためである。光学異方性を有する成形体に必要な光学的特性は目的によって異なるので、目的にあった特性を有する化合物が必要である。このような目的に使用される化合物は、前記の異方性に加えて重合体に関する特性も重要である。この特性は、重合速度、重合体の透明性、機械的強度、塗布性、溶解度、結晶化度、収縮性、透水度、吸水度、融点、ガラス転移点、透明点、耐薬品性、耐熱性などである。
重合性液晶化合物の中でも、重合性基としてアクリロイルオキシ基を有する化合物はこのような目的に広く用いられる(特許文献1および2)。これらのアクリレートは反応性が高く、また得られる重合体の透明性が高い。しかしながら、重合様式がラジカル重合反応であるため、不活性ガス中で反応を行うことや、紫外線照射エネルギーを多くすることなどが必要である。そのため、空気中での硬化による作業性の向上や、さらには重合体の耐熱性、収縮性、接着性、密着性および機械的強度等の特性の改良なども求められている。また、塗工性を調節する目的で有機溶剤を加えたインキとして使用する。重合性液晶化合物(組成物)を使用して光学異方性を有するフィルムを製造するには、重合性液晶化合物(組成物)、光重合開始剤、界面活性剤などを有機溶剤に溶解させて溶液粘度、レベリング性などを調整したインキを調製する。このインキを配向処理した透明基板フィルムに塗工し、溶剤を乾燥させ、重合性液晶化合物(組成物)を基板フィルム上に配向させる。次に紫外線照射または熱により重合させ、配向状態を固定化させる。しかし非特許文献1および2にあるような化合物は環境への負荷、安全性(変異原性、毒性)などの問題から、より環境への負荷が少ない、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート(PGMEA)などの安全性の高い有機溶剤に対する溶解性が低く、十分な濃度のインキを調製できない問題がある。
特開平7−17910号公報 特開平9−316032号公報
Polymer Chemistry, 1993, 31(9), 2249-60. Polymer, 1994, 35(3), 622-9.
本発明の第1の目的は、室温を中心とした広範囲な液晶相発現領域を有し、他の重合性液晶化合物との優れた相溶性を示し、有機溶剤に対する溶解性が良く、空気中においても熱および光により重合することが出来る重合性液晶化合物を提供することである。第2の目的は、透明性、機械的強度、収縮性、透水度、吸水度、融点、ガラス転移点、透明点、耐薬品性、耐熱性などのうち、複数の優れた特性を有する光学異方性を示す重合体を提供することである。第3の目的は、この光学異方性を示す重合体を含有する液晶表示素子を提供することである。
本発明の重合性の液晶化合物は次の[1]項に示される。
[1] 式(1)で表される重合性液晶化合物:

Figure 2011012199
ここに、AおよびAは独立して1,4−シクロへキシレン、1,4−フェニレン、ピリジン−2,5−ジイル、ピリミジン−2,5−ジイル、ナフタレン−2,6−ジイル、テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル、またはフルオレン−2,7−ジイルであり;この1,4−シクロへキシレンにおいて、1つまたは隣り合わない2つの−CH−は−O−で置き換えられてもよく;この1,4−フェニレンおよびフルオレン−2,7−ジイルにおいて、任意の水素はフッ素、塩素、シアノ、メチル、エチル、メトキシ、ヒドロキシ、ホルミル、アセトキシ、アセチル、トリフルオロアセチル、ジフルオロメチルまたはトリフルオロメチルで置き換えられてもよく;
、ZおよびZは独立して単結合、−O−、−COO−、−OCO−、−CH=CH−COO−、−OCO−CH=CH−、−OCO−CHCH−、−CHCH−COO−、−CH≡CH−COO−、−OCO−CH≡CH−、−CHO−、−OCH−、−CFO−、−OCF−、−CONH−、−NHCO−、−(CH−、−CHCH−、−CFCF−、−CH=CH−、−CF=CF−または−C≡C−であり;
mは1〜5の整数であり;mが2以上であるとき、複数のZはそれぞれ異なる基であってもよく、複数のZのうちの少なくとも2つが同一の基であってもよく、複数のAはそれぞれ異なる環であってもよく、複数のAのうちの少なくとも2つが同一の環であってもよく;
およびQは独立して炭素数1〜20のアルキレン、−O(CHCHO)n1(CHCHCHO)n2−または−O(CHCHCHO)n2(CHCHO)n1−であり;このアルキレンにおける任意の水素はフッ素または塩素で置き換えられてもよく;このアルキレンにおいて、炭素数が2以上であるとき、1つの−CH−は−O−で置き換えられてもよく、1つまたは隣り合わない2つの−CH−は−COO−、−OCO−、−CH=CH−または−C≡C−で置き換えられてもよく;n1およびn2は独立して0〜5の整数であって、n1とn2の合計は2〜5であり;QおよびQの少なくとも一方は−O(CHCHO)n1(CHCHCHO)n2−または−O(CHCHCHO)n2(CHCHO)n1−であって、Qが−O(CHCHO)n1(CHCHCHO)n2−または−O(CHCHCHO)n2(CHCHO)n1−であるときZは単結合であり、Qが−O(CHCHO)n1(CHCHCHO)n2−または−O(CHCHCHO)n2(CHCHO)n1−であるときZは単結合であり;そして、PおよびPは独立して式(2−1)〜式(2−3)のいずれか1つで表される重合性基である。

Figure 2011012199
(ここに、Rは独立して水素、ハロゲン、または炭素数1〜5のアルキルである。)
本発明の重合性液晶化合物は、ポリエーテル鎖を有し、室温を中心とした広範囲な液晶相発現領域を有し、他の重合性液晶化合物との優れた相溶性を示し、有機溶剤に対する溶解性が良く、室温で重合する、空気中でも重合する、熱により重合する、重合しやすい、化学的に安定である、無色である、などの特性において複数の特性を充足する。特にインキとして使用する時に安全性の高い溶剤への溶解性に優れている点が挙げられる。また、この重合性液晶化合物を原料として用いて得られる重合体は、光学異方性を有する、支持基板から剥離しにくい、充分な硬度を有する、無色透明である、耐熱性が大きい、耐候性が大きい、光弾性が小さい、などの特性において複数の特性を充足する。従って、本発明の重合体は、例えば、液晶表示素子の構成要素である位相差板、偏光素子、反射防止膜、選択反射膜、輝度向上フィルムおよび視野角補償膜などに利用することができる。
最初に本発明で用いる用語について説明する。用語「液晶性」の意味は、液晶相を有することだけに限定されない。それ自体は液晶相を持たなくても、他の液晶化合物と混合したときに、液晶組成物の成分として使用できる特性も、液晶性の意味に含まれる。式(1)で表わされる化合物を化合物(1)と表記することがある。他の式で表される化合物についても同様にして称することがある。化学構造式を説明する際に用いる用語「任意の」は、位置だけでなく個数についても任意であることを意味する。そして、例えば、「任意のAはB、CまたはDで置き換えられてもよい」という表現は、少なくとも1つのAがBで置き換えられてもよく、少なくとも1つのAがCで置き換えられてもよく、少なくとも1つのAがDで置き換えられてもよく、そして更に複数のAがB〜Dの少なくとも2つで置き換えられてもよいことを意味する。しかしながら、本発明においては、任意の−CH−が他の基で置き換えられてもよいとするとき、連続する複数の−CH−が同じ基で置き換えられることは好ましくない。
環を構成する炭素との結合位置が明確でない置換基は、その結合位置が化学的に問題のない範囲内で自由であることを意味する。複数の式において同じ記号が用いられている場合は、その基が同じ定義範囲を有することを意味するが、すべての式において同時に同じ基でなければならないことを意味しない。複数の式において同じ基であってもよいし、式ごとに異なる基であってもよい。なお、実施例においては、電子天秤の表示データを質量単位であるg(グラム)を用いて示した。重量%や重量部はこのような数値に基づくデータである。
本発明は上記の[1]項と下記の[2]〜[31]項とで構成される。
[2] AおよびAが独立して1,4−シクロへキシレン、1,4−フェニレン、ナフタレン−2,6−ジイルまたはフルオレン−2,7−ジイルであり;この1,4−フェニレンおよびフルオレン−2,7−ジイルにおける1つまたは2つの水素がフッ素、メチルまたはトリフルオロメチルで置き換えられてもよい、[1]項に記載の重合性液晶化合物。
[3] AおよびAが独立して1,4−シクロへキシレン、1,4−フェニレン、ナフタレン−2,6−ジイルまたはフルオレン−2,7−ジイルであり;この1,4−フェニレンおよびフルオレン−2,7−ジイルにおける1つまたは2つの水素がフッ素、メチルまたはトリフルオロメチルで置き換えられてもよく;ZおよびZが独立して単結合、−O−、−COO−または−OCO−であり;Zが独立して単結合、−COO−、−OCO−、−CH=CH−COO−、−OCO−CH=CH−、−CHCH−COO−、−OCO−CHCH−、−CHCH−または−C≡C−であり;そして、mが1〜3の整数である、[1]項に記載の重合性液晶化合物。
[4] [1]項に記載の式(1)において、ZおよびZが独立して単結合、−O−、−COO−または−OCO−であり;Zが独立して単結合、−COO−または−OCO−であり;そして、mが1または2である、[1]〜[3]のいずれか1項に記載の重合性液晶化合物。
[5] [1]項に記載の式(1)において、QおよびQが独立して−O(CHCHO)n1(CHCHCHO)n2−または−O(CHCHCHO)n2(CHCHO)n1−である、[1]〜[4]のいずれか1項に記載の重合性液晶化合物。
[6] [1]項に記載の式(1)において、QおよびQが独立して−O(CHCHO)n1−または−O(CHCHCHO)n2−であり;そして、n1およびn2が独立して2〜5の整数である、[1]〜[4]のいずれか1項に記載の重合性液晶化合物。
[7] n1およびn2が独立して2または3である、[6]項に記載の重合性液晶化合物。
[8] [1]項に記載の式(2−1)〜式(2−3)において、Rが独立して水素、メチルまたはエチルである、[1]〜[7]のいずれか1項に記載の重合性液晶化合物。
[9]AおよびAが独立して1,4−シクロへキシレン、1,4−フェニレン、ナフタレン−2,6−ジイルまたはフルオレン−2,7−ジイルであり、この1,4−フェニレンおよびフルオレン−2,7−ジイルにおいて任意の水素はフッ素、メチルまたはトリフルオロメチルで置き換えられてもよく;ZおよびZが単結合であり;Zが独立して単結合、−COO−、−OCO−、−CH=CH−COO−、−CHCH−COO−、−OCO−CH=CH−、−OCO−CHCH−、−CHCH−または−C≡C−であり;mが1〜3の整数であり;QおよびQが独立して−O(CHCHO)−、−O(CHCHO)−、−O(CHCHCHO)−、または−O(CHCHCHO)−であり;そして、PおよびPが独立して式(2−1)〜式(2−3)のいずれか1つで表される重合性基であって、Rが独立して水素、メチルまたはエチルである、[1]項に記載の重合性液晶化合物。
[10] AおよびAが独立して1,4−シクロへキシレンまたは1,4−フェニレンであり、この1,4−フェニレンにおける1つまたは2つの水素はフッ素またはメチルで置き換えられてもよく;Zが単結合、−COO−または−OCO−であり;そして、mが1または2である、[9]項に記載の重合性液晶化合物。
[11] AおよびAが独立して1,4−シクロへキシレンまたは1,4−フェニレンであり、この1,4−フェニレンにおける1つまたは2つの水素はフッ素またはメチルで置き換えられてもよく;Zが単結合、−COO−または−OCO−であり;mが1または2であり;そして、PおよびPが式(2−1)で表される重合性基であってRが水素である、[9]項に記載の重合性液晶化合物。
[12] AおよびAが独立して1,4−シクロへキシレンまたは1,4−フェニレンであり、この1,4−フェニレンにおける1つまたは2つの水素はフッ素またはメチルで置き換えられてもよく;Zが単結合、−COO−または−OCO−であり;mが1または2であり;そして、PおよびPが式(2−2)で表される重合性基であってRが水素である、[9]項に記載の重合性液晶化合物。
[13] AおよびAが独立して1,4−シクロへキシレンまたは1,4−フェニレンであり、この1,4−フェニレンにおいて1つまたは2つの水素はフッ素またはメチルで置き換えられてもよく;Zが単結合、−COO−または−OCO−であり;mが1または2であり;そして、PおよびPが式(2−3)で表される重合性基であってRがメチルまたはエチルである、[9]項に記載の重合性液晶化合物。
[14] [1]〜[13]のいずれか1項に記載の化合物を少なくとも1つ含有する組成物。
[15] 式(1)で表される化合物の少なくとも1つと式(M1)、式(M2)、式(M3)、および式(M4)のそれぞれで表される化合物の群から選ばれる少なくとも1つの化合物とを含有する重合性液晶組成物:

Figure 2011012199
ここに、AおよびAは独立して1,4−シクロへキシレン、1,4−フェニレン、ピリジン−2,5−ジイル、ピリミジン−2,5−ジイル、ナフタレン−2,6−ジイル、テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル、またはフルオレン−2,7−ジイルであり;この1,4−シクロへキシレンにおいて、1つまたは隣り合わない2つの−CH−は−O−で置き換えられてもよく;この1,4−フェニレンおよびフルオレン−2,7−ジイルにおいて、任意の水素はフッ素、塩素、シアノ、メチル、エチル、メトキシ、ヒドロキシ、ホルミル、アセトキシ、アセチル、トリフルオロアセチル、ジフルオロメチルまたはトリフルオロメチルで置き換えられてもよく;
、ZおよびZは独立して単結合、−O−、−COO−、−OCO−、−CH=CH−COO−、−OCO−CH=CH−、−OCO−CHCH−、−CHCH−COO−、−CH≡CH−COO−、−OCO−CH≡CH−、−CHO−、−OCH−、−CFO−、−OCF−、−CONH−、−NHCO−、−(CH−、−CHCH−、−CFCF−、−CH=CH−、−CF=CF−または−C≡C−であり;
mは1〜5の整数であり;mが2以上であるとき、複数のZはそれぞれ異なる基であってもよく、複数のZのうちの少なくとも2つが同一の基であってもよく、複数のAはそれぞれ異なる環であってもよく、複数のAのうちの少なくとも2つが同一の環であってもよく;
およびQは独立して炭素数1〜20のアルキレン、−O(CHCHO)n1(CHCHCHO)n2−または−O(CHCHCHO)n2(CHCHO)n1−であり;このアルキレンにおける任意の水素はフッ素または塩素で置き換えられてもよく;このアルキレンにおいて、炭素数が2以上であるとき、1つの−CH−は−O−で置き換えられてもよく、1つまたは隣り合わない2つの−CH−は−COO−、−OCO−、−CH=CH−または−C≡C−で置き換えられてもよく;n1およびn2は独立して0〜5の整数であって、n1とn2の合計は2〜5であり;QおよびQの少なくとも一方は−O(CHCHO)n1(CHCHCHO)n2−または−O(CHCHCHO)n2(CHCHO)n1−であって、Qが−O(CHCHO)n1(CHCHCHO)n2−または−O(CHCHCHO)n2(CHCHO)n1−であるときZは単結合であり、Qが−O(CHCHO)n1(CHCHCHO)n2−または−O(CHCHCHO)n2(CHCHO)n1−であるときZは単結合であり;そして、PおよびPは独立して式(2−1)〜式(2−3)のいずれか1つで表される重合性基である:

Figure 2011012199
(ここに、Rは独立して水素、ハロゲン、または炭素数1〜5のアルキルである。)

Figure 2011012199
ここに、Aは独立して1,4−シクロへキシレンまたは1,4−フェニレンであり;この1,4−フェニレンにおいて、任意の水素はフッ素または塩素で置き換えられてもよく、そして1つまたは2つの水素はシアノ、メチル、エチル、メトキシ、ヒドロキシ、ホルミル、アセトキシ、アセチル、トリフルオロアセチル、ジフルオロメチル、またはトリフルオロメチルで置き換えられてもよく;ZおよびZは独立して単結合、−O−、−COO−、−OCO−、−CH=CH−COO−、−OCO−CH=CH−、−OCO−CHCH−、−CHCH−COO−、−CH≡CH−COO−、−OCO−CH≡CH−、−CHO−、−OCH−、−CFO−、−OCF−、−CONH−、−NHCO−、−(CH−、−CHCH−、−CFCF−、−CH=CH−、−CF=CF−、または−C≡C−であり;Lは独立して2〜20の整数であり;W、W、W、WおよびWは独立して水素、フッ素、塩素、メチルまたはトリフルオロメチルであり;Wは−CN、−OCF、炭素数1〜10のアルキル、または炭素数1〜10のアルコキシであり;そして、PおよびPは独立して前記の式(2−1)〜式(2−3)のいずれか1つで表される重合性基である。
[16] 式(1)において、AおよびAが独立して1,4−シクロへキシレン、1,4−フェニレン、ナフタレン−2,6−ジイルまたはフルオレン−2,7−ジイルであり、この1,4−フェニレンおよびフルオレン−2,7−ジイルにおいて任意の水素はフッ素、メチルまたはトリフルオロメチルで置き換えられてもよく;ZおよびZが単結合であり;Zが独立して単結合、−COO−、−OCO−、−CH=CH−COO−、−CHCH−COO−、−OCO−CH=CH−、−OCO−CHCH−、−CHCH−または−C≡C−であり;mが1〜3の整数であり;QおよびQが独立して−O(CHCHO)−、−O(CHCHO)−、−O(CHCHCHO)−、または−O(CHCHCHO)−であり;PおよびPが独立して式(2−1)〜式(2−3)のいずれか1つで表される重合性基であって、Rが独立して水素、メチルまたはエチルであり:
式(M1)、式(M2)、式(M3)および式(M4)において、Aが独立して1,4−シクロへキシレンまたは1,4−フェニレンであり、この1,4−フェニレンにおける1つまたは2つの水素はフッ素またはメチルで置き換えられてもよく;ZおよびZが独立して−O−、−COO−、−OCO−または−OCOO−であり;Lが独立して2〜8の整数であり;WおよびWが独立して水素またはメチルであり;WおよびWが独立して水素、フッ素、メチルまたはトリフルオロメチルであり;Wが水素、フッ素またはトリフルオロメチルである、[15]項に記載の重合性液晶組成物。
[17] 式(1)において、AおよびAが独立して1,4−シクロへキシレンまたは1,4−フェニレンであり、この1,4−フェニレンにおける1つまたは2つの水素はフッ素またはメチルで置き換えられてもよく;Zが独立して単結合、−COO−または−OCO−であり;mが1または2であり:
式(M1)、式(M2)、式(M3)および式(M4)において、Aが独立して1,4−シクロへキシレンまたは1,4−フェニレンであり、この1,4−フェニレンにおける1つまたは2つの水素はフッ素またはメチルで置き換えられてもよく;ZおよびZが独立して−O−、−COO−、−OCO−または−OCOO−であり;WおよびWが独立して水素またはメチルであり;WおよびWが独立して水素、フッ素、メチルまたはトリフルオロメチルであり;Wが水素、フッ素またはトリフルオロメチルである、[16]項に記載の重合性液晶組成物。
[18] [15]項に記載の式(1)で表される化合物と式(M1)、式(M2)、式(M3)および式(M4)のそれぞれで表される化合物の群から選ばれる化合物の合計量を基準として、式(1)で表される化合物の割合が5〜95重量%であり、式(M1)、式(M2)、式(M3)および式(M4)のそれぞれで表される化合物の群から選ばれる化合物の割合が5〜95重量%である、[15]〜[17]のいずれか1項に記載の重合性液晶組成物。
[19] [15]項に記載の式(1)で表される化合物と式(M1)、式(M2)、式(M3)および式(M4)のそれぞれで表される化合物の群から選ばれる化合物の合計量を基準として、式(1)で表される化合物の割合が10〜90重量%であり、式(M1)、式(M2)、式(M3)および式(M4)のそれぞれで表される化合物の群から選ばれる化合物の割合が10〜90重量%である、[15]〜[17]のいずれか1項に記載の重合性液晶組成物。
[20] [15]項に記載の式(1)で表される化合物と式(M1)、式(M2)、式(M3)および式(M4)のそれぞれで表される化合物の群から選ばれる化合物の合計量を基準として、式(1)で表される化合物の割合が20〜70重量%であり、式(M1)、式(M2)、式(M3)および式(M4)のそれぞれで表される化合物の群から選ばれる化合物の割合が30〜80重量%である、[15]〜[17]のいずれか1項に記載の重合性液晶組成物。
[21] その他の重合性化合物をさらに含有する、[15]〜[20]のいずれか1項に記載の重合性液晶組成物。
[22] その他の重合性の光学活性化合物をさらに含有する、[15]〜[21]のいずれか1項に記載の重合性液晶組成物。
[23] 非重合性の液晶性化合物をさらに含有する、[15]〜[22]のいずれか1項に記載の重合性液晶組成物。
[24] 非重合性の光学活性化合物をさらに含有する、[15]〜[23]のいずれか1項に記載の重合性液晶組成物。
[25] [1]〜[13]のいずれか1項に記載の化合物の少なくとも1つを重合させて得られる光学異方性フィルム。
[26] [15]〜[24]のいずれか1項に記載の重合性液晶組成物を重合させて得られる光学異方性フィルム。
[27] Aプレートの光学特性を有する、[25]項または[26]項に記載の光学異方性フィルム。
[28] Cプレートの光学特性を有する、[25]項または[26]項に記載の光学異方性フィルム。
[29] ネガティブCプレートの光学特性を有する、[25]項または[26]項に記載の光学異方性フィルム。
[30] Oプレートの光学特性を有する、[25]項または[26]項に記載の光学異方性フィルム。
[31] [25]〜[30]のいずれか1項に記載の光学異方性フィルムを含有する液晶表示素子。
本発明の化合物(1)は、通常使用される条件下において物理的および化学的に極めて安定であり、極性溶剤への溶解性がよいことを特徴とする。本発明の化合物を構成する環、結合基、側鎖を適切に選ぶことによって、高い光学異方性、低い光学異方性、低い粘性などに調整することができる。本発明の化合物を構成する原子がその同位体であっても同様の特性を示すので好ましく用いることができる。
化合物(1)は重合様式がカチオン重合反応であるため空気中硬化が容易であり、また、2官能性化合物は単官能性化合物に比べてその重合体は、強固なクロスリンク構造が得られることから、耐熱性がより高く、吸水性、透水性およびガス透過性がより低く、機械的強度(特に硬度)がより高い。さらに側鎖に、ポリエーテル鎖を有する重合性液晶化合物であるため安全性溶剤への溶解性が高い特徴を有する。
本発明の重合性液晶化合物は、式(1)で表される。

Figure 2011012199
およびAは独立して1,4−シクロへキシレン、1,4−フェニレン、ピリジン−2,5−ジイル、ピリミジン−2,5−ジイル、ナフタレン−2,6−ジイル、テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル、またはフルオレン−2,7−ジイルである。そして、この1,4−シクロへキシレンにおいては1つまたは隣り合わない2つの−CH−は−O−で置き換えられてもよく、この1,4−フェニレンおよびフルオレン−2,7−ジイルにおける任意の水素はフッ素、塩素、シアノ、メチル、エチル、メトキシ、ヒドロキシ、ホルミル、アセトキシ、アセチル、トリフルオロアセチル、ジフルオロメチルまたはトリフルオロメチルで置き換えられてもよい。
およびAは独立して1,4−シクロへキシレン、1,4−フェニレン、ナフタレン−2,6−ジイル、またはフルオレン−2,7−ジイルであることが好ましく、このとき1,4−フェニレンおよびフルオレン−2,7−ジイルにおける1つまたは2つの水素はフッ素またはメチルで置き換えられてもよい。
およびAは独立して1,4−シクロへキシレンまたは1,4−フェニレンであることがより好ましく、このとき1,4−フェニレンにおける1つまたは2つの水素はフッ素またはメチルで置き換えられてもよい。
即ち、AおよびAの好ましい例は、1,4−シクロヘキシレン、1,4−フェニレン、2−フルオロ−1,4−フェニレン、3−フルオロ−1,4−フェニレン、2−クロロ−1,4−フェニレン、3−クロロ−1,4−フェニレン、2,3−ジフルオロ−1,4−フェニレン、2,5−ジフルオロ−1,4−フェニレン、および2,6−ジフルオロ−1,4−フェニレン、2−メチル−1,4−フェニレン、3−メチル−1,4−フェニレン、2,3−ジメチル−1,4−フェニレンである。AおよびAが共に1,4−フェニレンの場合、融点が高く、透明点が高くなり液晶相の温度領域が広くなる傾向があり、AおよびAの少なくとも一方が1,4−シクロへキシレンの場合、液晶相の温度領域は狭くなる傾向があるが、光学異方性が小さくなる傾向がある。
結合基Zが単結合、−(CH−、−CHO−、−OCH−、−CFO−、−OCF−、−CH=CH−、−CF=CF−または−(CH−の場合、粘度が小さい。結合基Zが単結合、−(CH−、−OCF−、−CFO−、−CH=CH−または−(CH−の場合、粘度がより小さい。結合基Zが−CH=CH−または−CF=CF−の場合、液晶相の温度範囲が広く、弾性定数比が大きい。結合基Zが−C≡C−の場合、光学異方性が大きい。
結合基ZおよびZが−O−の場合、液晶相の温度範囲が広く、有機溶剤に溶解しやすい傾向がある。結合基ZおよびZが−COO−または−OCO−の場合は融点が高くなるが傾向があるがNI点も高くなる傾向がある。
mは1〜5の整数であり、好ましくは1〜3の整数であり、より好ましくは1または2である。mが2以上であるとき、複数のZはそれぞれ異なる基であってもよく、複数のZのうちの少なくとも2つが同一の基であってもよい。このとき、複数のAもそれぞれ異なる環であってもよく、複数のAのうちの少なくとも2つが同一の環であってもよい。
スペーサーであるQおよびQは、独立して炭素数1〜20のアルキレン、−O(CHCHO)n1(CHCHCHO)n2−または−O(CHCHCHO)n2(CHCHO)n1−である。QおよびQの少なくとも一方は−O(CHCHO)n1(CHCHCHO)n2−または−O(CHCHCHO)n2(CHCHO)n1−であり、QおよびQが独立して−O(CHCHO)n1(CHCHCHO)n2−または−O(CHCHCHO)n2(CHCHO)n1−であることが好ましい。n1およびn2は独立して0〜5の整数であって、n1とn2の合計は2〜5である。炭素数1〜20のアルキレンにおいて、任意の水素はフッ素または塩素で置き換えられてもよく、炭素数が2以上であるとき1つの−CH−は−O−で置き換えられてもよく、1つまたは隣り合わない2つの−CH−は−COO−、−OCO−、−CH=CH−または−C≡C−で置き換えられてもよい。このアルキレンの好ましい例は、水素や−CH−が他の基で置き換えられることのない、炭素数2〜10のアルキレンである。QまたはQがこのような好ましいアルキレンであるとき、化合物(1)の液晶相の温度範囲が広くなる傾向にある。QおよびQが独立して−O(CHCHO)n1(CHCHCHO)n2−または−O(CHCHCHO)n2(CHCHO)n1−であるとき、化合物(1)は極性のある有機溶剤、とくに安全性溶剤への溶解性がよくなる傾向にある。QおよびQは独立して−O(CHCHO)n1−または−O(CHCHCHO)n2−であることがより好ましい。このときn1およびn2は独立して2〜5の整数であり、好ましくは独立して2または3である。
およびPは独立して式(2−1)〜式(2−3)のいずれか1つで表される重合性の基である。PおよびPは式(2−1)〜式(2−3)のいずれか1つで表される同じ基であることが好ましい。PおよびPが式(2−2)で表される基であるとき、化合物(1)の重合物は硬化性に優れる。PおよびPが式(2−3)で表される基であるときは、化合物(1)の融点やNI点が低温で発現する傾向がある。

Figure 2011012199
(ここに、Rは独立して水素、ハロゲン、または炭素数1〜5のアルキルである。)
以上のように、重合性基、スペーサー、環および結合基の種類や、環の数を適切に選択することにより、目的の物性を有する化合物(1)を得ることができる。化合物(1)は、有機合成化学の手法を組み合わせることにより合成できる。出発物質に目的の末端基、環および結合基を導入する方法は、ホーベン−ワイル(Houben−Wyle, Methods of Organic Chemistry, Georg Thieme Verlag, Stuttgart)、オーガニック・シンセシーズ(Organic Syntheses, John Wily & Sons, Inc.)、オーガニック・リアクションズ(Organic Reactions, John Wily & Sons Inc.)、コンプリヘンシブ・オーガニック・シンセシス(Comprehensive Organic Synthesis, Pergamon Press)、新実験化学講座(丸善)等の成書に記載されている。以下に示すスキームにおいて、特に説明していない記号の意味は前記の通りである。
結合基Zの合成について、スキーム1〜11で説明する。このスキームにおいて、MSGおよびMSGは少なくとも一つの環を有する1価の有機基である。複数のMSG(またはMSG)は同一でも異なってもよい。化合物(1A)〜(1M)は、本発明の化合物(1)に相当する。
<結合基Zが単結合の化合物の合成>
スキーム1に示すように、アリールホウ酸(S1)と公知の方法で合成される化合物(S2)とを、炭酸塩水溶液中、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウムなどの触媒の存在下で反応させることにより化合物(1A)を合成できる。この化合物(1A)は、公知の方法で合成される化合物(S3)にn−ブチルリチウムを、次いで塩化亜鉛を反応させた後、ジクロロビス(トリフェニルホスフィン)パラジウムなどの触媒の存在下で化合物(S2)とさらに反応させることによっても合成できる。
<スキーム1>

Figure 2011012199
<結合基Zが−CH=CH−の化合物の合成>
スキーム2に示すように、公知の方法で合成されるホスホニウム塩(S5)にカリウムt−ブトキシドなどの塩基を添加して発生させたリンイリドを、アルデヒド(S4)に反応させることにより化合物(1B)を合成できる。反応条件や基質によってはシス体が生成するので、必要に応じて公知の方法によりシス体をトランス体に異性化する。
<スキーム2>

Figure 2011012199
<結合基Zが−(CH−の化合物の合成>
スキーム3に示すように、化合物(1B)をパラジウム炭素などの触媒の存在下で水素化することにより、化合物(1C)を合成できる。
<スキーム3>

Figure 2011012199
<結合基Zが−(CF−の化合物の合成>
スキーム4に示すように、J. Am. Chem. Soc., 2001, 123, 5414 に記載された方法に従い、フッ化水素触媒の存在下、ジケトン(S6)を四フッ化硫黄でフッ素化することにより、−(CF−を有する化合物(1D)を合成できる。
<スキーム4>

Figure 2011012199
<結合基Zが−(CH−の化合物の合成>
スキーム5に示すように、スキーム2の方法に従って、ホスホニウム塩(S5)の代わりにホスホニウム塩(S7)を用いて−(CH−CH=CH−を有する化合物を合成し、これを接触水素化することにより化合物(1E)を合成できる。
<スキーム5>

Figure 2011012199
<結合基Zが−CHO−または−OCH−の化合物の合成>
スキーム6に示すように、まず、化合物(S4)を水素化ホウ素ナトリウム等の還元剤で還元して化合物(S8)を得る。これを臭化水素酸等でハロゲン化して化合物(S9)を得る。次いで、炭酸カリウム等の存在下で、化合物(S9)を化合物(S10)と反応させることにより化合物(1F)を合成できる。この方法によって−CHO−を有する化合物も合成できる。
<スキーム6>

Figure 2011012199
<結合基Zが−COO−または−OCO−の化合物の合成>
<スキーム7>に示すように、化合物(S3)にn−ブチルリチウムを、次いで二酸化炭素を反応させてカルボン酸(S11)を得る。化合物(S11)とフェノール(S10)とをDCC(1,3−ジシクロヘキシルカルボジイミド)およびDMAP(4−ジメチルアミノピリジン)の存在下で脱水させることにより、−COO−を有する化合物(1G)を合成できる。この方法によって−OCO−を有する化合物も合成できる。また、(S11)に塩化チオニルまたはオキザリルクロリドなどを作用させ、酸クロリド化合物に誘導し、ピリジンまたはトリエチルアミンなどの塩基存在下、(S10)を作用させることにより(1G)を合成することもできる。
<スキーム7>

Figure 2011012199
<結合基Zが−CF=CF−の化合物の合成>
<スキーム8>に示すように、まず、化合物(S3)をn−ブチルリチウムで処理した後、テトラフルオロエチレンを反応させて化合物(S12)を得る。次いで、化合物(S2)をn−ブチルリチウムで処理した後、化合物(S12)と反応させことにより化合物(1H)を合成できる。合成条件を選択することで、シス体の化合物(1H)を製造することもできる。
<スキーム8>

Figure 2011012199
<結合基Zが−C≡C−の化合物の合成>
下記に示すように、ジクロロパラジウムおよびハロゲン化銅の触媒存在下、化合物(S12)を化合物(S2)と反応させることにより、化合物(1I)を合成できる。
<スキーム9>

Figure 2011012199
<結合基Zが−C≡C−COO−の化合物の合成>
<スキーム10>に示すように、まず、化合物(S12)をn−ブチルリチウムでリチオ化した後、二酸化炭素を作用させてカルボン酸(S13)を得る。次いで、カルボン酸(S13)とフェノール(S10)とを、DCCおよびDMAPの存在下で脱水させることにより、−C≡C−COO−を有する化合物(1J)を合成できる。この方法によって−OCO−C≡C−を有する化合物も合成できる。また、スキーム7において(S11)から(1G)に誘導したように、酸クロリド化合物経由で(1J)を合成することもできる。
<スキーム10>

Figure 2011012199
<Zが−CFO−または−OCF−の化合物の合成>
<スキーム11>に示すように、まず、化合物(1G)をローソン試薬などの硫黄化剤で処理して化合物(S14)を得る。次いで、フッ化水素ピリジン錯体およびNBS(N−ブロモスクシンイミド)を用いて化合物(S14)をフッ素化することにより、−CFO−を有する化合物(1K)を合成できる。また、化合物(S14)を(ジエチルアミノ)サルファートリフルオリド(DAST)でフッ素化することによっても化合物(1K)を合成できる。この方法によって−OCF−を有する化合物も合成できる。P. Kirsch et al., Angew. Chem. Int. Ed. 2001, 40, 1480.に記載の方法によって、これらの結合基を生成させることも可能である。
<スキーム11>

Figure 2011012199
重合基の導入法において、スキーム12〜13で説明する。これらのスキームにおいて、MSGは少なくとも一つの環を有する1価の有機基である。複数のMSGは同一でも異なってもよい。Yは炭素数1〜21のアルキレンであり、このアルキレン中の任意の水素がフッ素または塩素で置き換えられてもよく、任意の−CH−が−O−、−COO−、−OCO−、−CH=CH−または−C≡C−で置き換えられてもよい。Pは式(2−1)〜式(2−3)のいずれか1つで表される重合性基である。

Figure 2011012199
(ここに、Rは独立して水素、ハロゲンまたは炭素数1〜5のアルキルである。)
化合物(1L)は本発明の化合物(1)に相当する。これらの方法は、光学活性な化合物(1)および光学的に不活性な化合物(1)に適用できる。
<重合性基を先に導入する場合>
<スキーム12>に示すように、ジオール(T1)と公知の方法で合成される化合物(T2)とを水素化ナトリウムなどの塩基をもちいて反応させることによりモノエーテル体(T3)を合成できる。これをp−トルエンスルホン酸クロライド等でトシル化し(T4)を得る。次いで炭酸カリウム等の塩基を用いトシレート(T4)と(S10)とを反応させることにより化合物(1L)を合成できる。この化合物は、公知の方法で合成される化合物(T5)と重合基のアルコール体(T6)とを水酸化ナトリウムなどの塩基をもちいて反応させることによりモノエーテル体(T7)を得、次いで炭酸カリウム等の塩基を用いてモノエーテル誘導体(T7)と(S10)とを反応させることによっても合成できる。
<スキーム12>

Figure 2011012199
<重合性基を後で導入する場合>
<スキーム13>に示すように、(S10)と公知の方法で合成される化合物(T8)とを炭酸カリウムなどの塩基をもちいて反応させることによりモノエーテル体(T9)を合成できる。次いでモノエーテル体(T9)と(T2)とを水酸化ナトリウムなどの塩基をもちいて反応させることにより化合物(1L)を合成できる。
<スキーム13>

Figure 2011012199
上記の方法を適切に組み合わせることにより本発明化合物を製造することができるが、上記の方法に必ずしも制限されない。上記のような方法で合成される化合物(1)の例を以下に示す。なお、上記のようにして合成された化合物の構造は、たとえば、プロトンNMRスペクトルなどにより確認することができる。
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次に、本発明の重合性液晶組成物について説明する。本発明の組成物は化合物(1)の少なくとも1つと式(M1)、式(M2)、式(M3)および式(M4)のそれぞれで表される化合物の群から選ばれる少なくとも1つの化合物を含有する。化合物(M1)、(M2)および(M3)は、広い液晶相発現性を示すとともに、構造中に2つの重合性基を有するため、3次元網目構造を形成することができ、高い機械的強度を有する重合体の形成が可能となる。化合物(M4)は単官能性であり、分子長軸方向において重合性基の反対側に極性基などの置換基を導入することができ、液晶状態での配向制御の調整が可能となる。化合物(M1)〜(M4)のいずれにおいても、環構造Aが1,4−フェニレンの場合は高いΔnを有する組成物を、1,4−シクロヘキシレンの場合は低いΔnを有する組成物を調製することができる。
化合物(M1)、化合物(M2)、化合物(M3)および化合物(M4)の好ましい例として、それぞれ以下に示す化合物(M1−1)〜化合物(M1−8)、化合物(M2−1)〜化合物(M2−18)、化合物(M3−1)〜化合物(M3−4)および化合物(M4−1)〜化合物(M4−18)が挙げられる。

Figure 2011012199

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これらの化合物において、ZおよびLは上記式(M1)〜(M4)中のZおよびLと同義であり、PおよびPは式(2−1)〜式(2−3)のいずれか1つで表される基である。

Figure 2011012199
(ここに、Rは独立して水素、ハロゲン、または炭素数1〜5のアルキルである。)
以下の説明においては、化合物(M1)、化合物(M2)、化合物(M3)および化合物(M4)を総称して化合物(M)と表記する。本発明の重合性液晶組成物は、前記の通り、化合物(1)の少なくとも1つと化合物(M)の少なくとも1つとを含有する。本発明の重合性液晶組成物における化合物(1)の好ましい含有割合は、化合物(1)と化合物(M)の合計量を基準として5〜95重量%である。この割合のより好ましい範囲は10〜90重量%であり、さらに好ましい範囲は20〜70重量%である。化合物(M)の好ましい含有割合は、化合物(1)と化合物(M)の合計量を基準として5〜95重量%である。この割合のより好ましい範囲は10〜90重量%であり、さらに好ましい範囲は30〜80重量%である。本発明の重合性液晶組成物は、化合物(1)と化合物(M)とからなることが好ましいが、他の成分を含有してもよい。
本発明の重合性液晶組成物には、皮膜形成性、機械的強度などを調整する目的で非液晶性の重合性化合物を添加することもできる。好ましい非液晶性の重合性化合物の例は、(メタ)アクリレート化合物、ビニル化合物、スチレン化合物、ビニルエーテル化合物、アリルエーテル化合物、エポキシ化合物、オキセタン化合物である。
本発明の液晶組成物に添加できる好ましい非液晶性の重合性化合物は、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、塩化ビニル、フッ化ビニル、酢酸ビニル、ピバリン酸ビニル、2,2−ジメチルブタン酸ビニル、2,2−ジメチルペンタン酸ビニル、2−メチル−2−ブタン酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ステアリン酸ビニル、2−エチル−2−メチルブタン酸ビニル、N−ビニルアセトアミド、p−t−ブチル安息香酸ビニル、N,N−ジメチルアミノ安息香酸ビニル、安息香酸ビニル、スチレン、o−、m−またはp−クロロメチルスチレン、α−メチルスチレン、テトラフルオロエチレン、およびヘキサフルオロプロペンであり、さらに、エチルビニルエーテル、ヒドロキシブチルモノビニルエーテル、t−アミルビニルエーテル、シクロヘキサンジメタノールメチルビニルエーテル、あるいは、組成物の粘度調整あるいは硬化収縮を小さくする目的で3−エチル−3−ヒドロキシメチルオキセタン、3−メチル−3−ヒドロキシメチルオキセタン、ジ(3−エチル−オキセタ−3−イルメチル)、3−エチル−3−(2−エチルヘキシロキシメチル)オキセタンを添加することができる。
重合体の被膜形成能をより高めるために、多官能アクリレートを組成物に添加することもできる。好ましい多官能アクリレートは、1,4−ブタンジオールジアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、1,9−ノナンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、ジプロピレングリコールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールEO付加トリアクリレート、ペンタエリストールトリアクリレート、トリスアクリロキシエチルフォスフェート、ビスフェノールA EO付加ジアクリレート、ビスフェノールAグリシジルジアクリレート(大阪有機化学株式会社製、商品名:ビスコート700)、およびポリエチレングリコールジアクリレートである。
重合体の被膜形成能をより高めるために、多官能カチオン重合性の化合物を組成物に添加することもできる。好ましい化合物の例として下記の化合物(3−1)〜(3−10)なども挙げることができる。これらの化合物は本発明の重合性液晶組成物に添加して粘度の調整、配向の調整、または重合体の硬度をより大きくするために用いられることがある。

Figure 2011012199

Figure 2011012199
これらの化合物において、kは2〜10の整数であり、Pは前記の式(2−1)〜式(2−3)のいずれか1つで表される基である。その他の重合性化合物の例としては、重合性基を1つ有するエポキシ系化合物、および重合性基を2つ以上有するエポキシ系化合物も挙げることができる。併用することができるエポキシ樹脂として、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、ビスフェノールAD型エポキシ樹脂、レゾルシン型エポキシ樹脂、ハイドロキノン型エポキシ樹脂、カテコール型エポキシ樹脂、ジヒドロキシナフタレン型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、テトラメチルビフェニル型エポキシ樹脂等の2価のフェノール類から誘導されるエポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、トリフェニルメタン型エポキシ樹脂、テトラフェニルエタン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン− フェノール変性型エポキシ樹脂、フェノールアラルキル型エポキシ樹脂、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂、ナフトールノボラック型エポキシ樹脂、ナフトールアラルキル型エポキシ樹脂、ナフトール−フェノール共縮ノボラック型エポキシ樹脂、ナフトール−クレゾール共縮ノボラック型エポキシ樹脂、芳香族炭化水素ホルムアルデヒド樹脂変性フェノール樹脂型エポキシ樹脂、ビフェニル変性ノボラック型エポキシ樹脂等の3 価以上のフェノール類から誘導されるエポキシ樹脂、テトラブロモビスフェノールA 型エポキシ樹脂、ブロム化フェノールノボラック型エポキシ樹脂、ポリカルボン酸ポリグリシジルエステル、ポリオールポリグリシジルエーテル、脂肪酸系エポキシ樹脂、脂環式系エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、ジヒドロキシベンゼン型エポキシ樹脂などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。またこれらのエポキシ樹脂は単独で用いてもよく、2種以上を混合してもよい。
エポキシ系化合物の具体的な例は、炭素数2〜25のアルキルモノグリシジルエーテル(例えば、ブチルグリシジルエーテル、2−エチルヘキシルグリシジルエーテル、デシルグリシジルエーテル、ステアリルグリシジルエーテルなど)、ブタンジオールジグリシジルエーテル、1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、ドデカンジオールジグリシジルエーテル、ペンタエチルトリオールポリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル、グリセロールポリグリシジルエーテル、フェニルグリシジルエーテル、p−sec−ブチルフェニルグリシジルエーテル、p−tert−ブチルフェニルグリシジルエーテル、レゾルシングリシジルエーテル、アリルグリシジルエーテル、テトラフルオロプロピルグリシジルエーテル、オクタフルオロプロピルグリシジルエーテル、ドデカフルオロペンチルグリシジルエーテル、スチレンオキシド、1,7−オクタジエンジエポキシド、リモネンジエポキシド、リモネンモノオキシド、α−ピネンエポキシド、β−ピネンエポキシド、シクロヘキセンエポキシドシクロオクテンエポキシド、ビニルシクロヘキセンオキシド、ブトキシポリエチレングリコールグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、3,4−エポキシシクロヘキセニルメチル−3’,4’−エポキシシクロヘキセンカルボキシレート、3,4−エポキシシクロヘキセニルエチル−3’,4’−エポキシシクロヘキセンカルボキシレート、1,2−エポキシ−4−ビニルシクロヘキサン、ビニルシクロヘキセンジオキシド、アリルシクロヘキセンジオキシド、1−エポキシエチル3,4−エポキシシクロヘキサン、3,4−エポキシ−4−メチルシクロヘキシル−2−プロピレンオキシド、ビス(3,4−エポキシシクロヘキシル)エーテル、ビス(3,4−エポキシシクロヘキシルメチル)アジペート、フタル酸ジグリシジルエステル、テレフタル酸ジグリシジルエステル、ヘキサヒドロフタル酸ジグリシジルエステル、テトラヒロフタル酸ジグリシジルエステル、トリス(2,3−エポキシプロピル)イソシアヌレート、3−エチルー3−ヒドロキシメチルオキセタン、3−エチル−3−(フェノキシメチル)オキセタン、ジ(1−エチル(3−オキセタニル))メチルエーテル、3−エチル−3−ヒドロキシメチルオキセタン、3−メチル−3−ヒドロキシメチルオキセタン、ジ(3−エチル−オキセタ−3−イルメチル)、3−エチル−3−(2−エチルヘキシロキシメチル)オキセタンである。さらに、上記のエポキシ系化合物の他に、エチルビニルエーテル、ヒドロキシブチルモノビニルエーテル、t−アミルビニルエーテル、シクロヘキサンジメタノールメチルビニルエーテルなどのビニル系化合物も挙げることができる。
次に非イオン性界面活性剤について説明する。非イオン性界面活性剤の好ましい例はフッ素系の非イオン性界面活性剤、シリコーン系の非イオン性界面活性剤および炭化水素系の非イオン性界面活性剤である。フッ素系の非イオン性界面活性剤の例は、BYK−340、フタージェント251、フタージェント221MH、フタージェント250、FTX−215M、FTX−218M、FTX−233M、FTX−245M、FTX−290M、FTX−209F、FTX−213F、フタージェント222F、FTX−233F、FTX−245F、FTX−208G、FTX−218G、FTX−240G、FTX−206D、フタージェント212D、FTX−218、FTX−220D、FTX−230D、FTX−240D、FTX−720C、FTX−740C、FTX−207S、FTX−211S、FTX−220S、FTX−230S、KB−L82、KB−L85、KB−L97、KB−L109、KB−L110、KB−F2L、KB−F2M、KB−F2S、KB−F3M、およびKB−FaMである。
シリコーン系の非イオン性界面活性剤の例は、ポリフローATF―2、グラノール100、グラノール115、グラノール400、グラノール410、グラノール435、グラノール440、グラノール450、グラノールB−1484、ポリフローKL−250、ポリフローKL−260、ポリフローKL−270、ポリフローKL−280、BYK−300、BYK−302、BYK−306、BYK−307、BYK−310、BYK−315、BYK−320、BYK−322、BYK−323、BYK−325、BYK−330、BYK−331、BYK−333、BYK−337、BYK−341、BYK−344、BYK−345、BYK−346、BYK−347、BYK−348、BYK−370、BYK−375、BYK−377、BYK−378、BYK−3500、BYK−3510、およびBYK−3570である。炭化水素系の非イオン性界面活性剤の例は、アクリル系ポリマーを主成分としたポリフローNo.3、ポリフローNo.50EHF、ポリフローNo.54N、ポリフローNo.75、ポリフローNo.77、ポリフローNo.85HF、ポリフローNo.90、ポリフローNo.95、BYK−350、BYK−352、BYK−354、BYK−355、BYK−358N、BYK−361N、BYK−380N、BYK−381、BYK−392、およびBYK−Silclean3700である。なお、上記のポリフローおよびグラノールはどちらも共栄社化学(株)から販売されている商品の名称である。BYKはビックケミー・ジャパン(株)から販売されている商品の名称である。フタージェント、FTXおよびKBは(株)ネオスから販売されている商品の名称である。
界面活性剤は、前記以外のタイプの界面活性剤を必要に応じて併用してもよい。具体的には、ポリエーテル系、アクリル酸共重合物系、チタネート系化合物、イミダゾリン、4級アンモニウム塩、アルキルアミンオキサイド、ポリアミン誘導体、ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレン縮合物、ポリエチレングリコールおよびそのエステル、ラウリル硫酸ナトリウム、ラウリル硫酸アンモニウム、ラウリル硫酸アミン類、アルキル置換芳香族スルホン酸塩、アルキルリン酸塩、脂肪族または芳香族スルホン酸ホルマリン縮合物、ラウリルアミドプロピルベタイン、ラウリルアミノ酢酸ベタイン、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル類、ポリオキシエチレンアルキルアミン、パーフルオロアルキルスルホン酸塩、パーフルオロアルキルカルボン酸塩等の種々の化合物を用いることができる。これらの界面活性剤は、組成物を支持基板などに塗布するのを容易にするなどの効果を有する。
本発明の組成物は通常の光カチオン重合開始剤を添加して使用する。光カチオン重合開始剤には、ジアリールヨードニウム塩(以下DASと略す)、トリアリールスルホニウム塩(以下TASと略す)などがあげられる。DASとしては、ジフェニルヨードニウムテトラフルオロボレート、ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロホスホネート、ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロアルセネート、ジフェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート、ジフェニルヨードニウムトリフルオロアセテート、ジフェニルヨードニウム−p−トルエンスルホネート、ジフェニルヨードニウムテトラ(ペンタフルオロフェニル)ボレート、4−メトキシフェニルフェニルヨードニウムテトラフルオロボレート、4−メトキシフェニルフェニルヨードニウムヘキサフルオロホスホネート、4−メトキシフェニルフェニルヨードニウムヘキサフルオロアルセネート、4−メトキシフェニルフェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート、4−メトキシフェニルフェニルヨードニウムトリフルオロアセテート、4−メトキシフェニルフェニルヨードニウム−p−トルエンスルホナート、4−メトキシフェニルフェニルヨードニウムジフェニルヨードニウムテトラ(ペンタフルオロフェニル)ボレート、ビス(4−tert−ブチルフェニル)ヨードニウムジフェニルヨードニウムテトラフルオロボレート、ビス(4−tert−ブチルフェニル)ヨードニウムジフェニルヨードニウムヘキサフルオロアルセネート、ビス(4−tert−ブチルフェニル)ヨードニウムジフェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート、ビス(4−tert−ブチルフェニル)ヨードニウムトリフルオロアセテート、ビス(4−tert−ブチルフェニル)ヨードニウムp−トルエンスルホネート、ビス(4−tert−ブチルフェニル)ヨードニウムジフェニルヨードニウムテトラ(ペンタフルオロフェニル)ボレートがあげられる。
DASには、チオキサントン、フェノチアジン、クロロチオキサントン、キサントン、アントラセン、ジフェニルアントラセン、ルブレンなどの光増感剤を添加することで高感度化することもできる。
TASとしては、トリフェニルスルホニウムテトラフルオロボレート、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロホスホネート、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロアルセネート、トリフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホナート、トリフェニルスルホニウムトリフルオロアセテート、トリフェニルスルホニウム−p−トルエンスルホネート、トリフェニルスルホニウムテトラ(ペンタフルオロフェニル)ボレート、4−メトキシフェニルジフェニルスルホニウムテトラフルオロボレート、4−メトキシフェニルジフェニルスルホニウムヘキサフルオロホスホネート、4−メトキシフェニルジフェニルスルホニウムヘキサフルオロアルセネート、4−メトキシフェニルジフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホナート、4−メトキシフェニルジフェニルスルホニウムトリフルオロアセテート、4−メトキシフェニルジフェニルスルホニウム−p−トルエンスルホネート、4−メトキシフェニルジフェニルスルホニウムトリフェニルスルホニウムテトラ(ペンタフルオロフェニル)ボレート、4−フェニルチオフェニルジフェニルスルホニウムテトラフルオロボレート、4−フェニルチオフェニルジフェニルスルホニウムヘキサフルオロホスホネート、4−フェニルチオフェニルジフェニルスルホニウムヘキサフルオロアルセネート、4−フェニルチオフェニルジフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホナート、4−フェニルチオフェニルジフェニルスルホニウム−p−トルエンスルホネート、4−フェニルチオフェニルジフェニルスルホニウムテトラ(ペンタフルオロフェニル)ボレート等が挙げられる。
光カチオン重合開始剤の具体的な商品名として、UCCの製品のサイラキュアーUVI−6990、サイラキュアーUVI−6974およびサイラキュアーUVI−6992、(株)アデカの製品のアデカオプトマーSP−150、SP−152、SP−170およびSP−172、ローディア(株)の製品のPHOTOINITIATOR2074、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)の製品のイルガキュアー250、GEシリコンズの製品のUV−9380C、サンアプロ(株)の製品のCPIシリーズの他、みどり化学(株)のTPSシリーズ、TAZシリーズ、DPIシリーズ、BPIシリーズ、MDSシリーズ、DTSシリーズ、SIシリーズ、PIシリーズ、NDIシリーズ、PAIシリーズ、NAIシリーズ、NIシリーズ、DAMシリーズ、MBZシリーズ、PYRシリーズ、DNBシリーズ、NBシリーズ等を挙げることができる。
本発明の組成物は光カチオン重合開始剤と併用して通常の光ラジカル重合開始剤を添加してハイブリッド硬化することもできる。光ラジカル重合開始剤の例は、チバ・スペシャリティー・ケミカル(株)の製品のうちから、ダロキュアー1173(2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン)、イルガキュアー184(1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン)、イルガキュアー651(2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン)、イルガキュアー500、イルガキュアー2959、イルガキュアー907、イルガキュアー369、イルガキュアー1300、イルガキュアー819、イルガキュアー1700、イルガキュアー1800、イルガキュアー1850、ダロキュアー4265、イルガキュアー784などである。
光ラジカル重合開始剤のその他の例は、p−メトキシフェニル−2,4−ビス(トリクロロメチル)トリアジン、2−(p−ブトキシスチリル)−5−トリクロロメチル−1,3,4−オキサジアゾール、9−フェニルアクリジン、9,10−ベンズフェナジン、ベンゾフェノン/ミヒラーズケトン混合物、ヘキサアリールビイミダゾール/メルカプトベンズイミダゾール混合物、1−(4−イソプロピルフェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン、ベンジルジメチルケタール、2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルホリノプロパン−1−オン、2,4−ジエチルキサントン/p−ジメチルアミノ安息香酸メチル混合物、ベンゾフェノン/メチルトリエタノールアミン混合物などである。
本発明では、熱重合開始剤を併用してもよい。具体的な商品名の例は、三新化学工業(株)の製品のサンエイド(主剤) SI−60、SI−80、SI−100、SI−110、SI−145、SI−150、SI−160、SI−180、およびサンエイド(助剤)SIである。これらは光ラジカル開始剤および光カチオン重合開始剤と併用、あるいは光ラジカル開始剤と併用してもよい。
本発明の重合性液晶組成物は、光増感剤を含有してもよい。光増感剤の例はチオキサントン誘導体、アントラキノン誘導体およびナフトキノン誘導体であり、好ましい例は次に示す化合物(Z−1)〜化合物(Z−6)である。特に好ましい光増感剤は化合物(Z−1)および化合物(Z−2)である。光増感剤は1種類で用いても、2種類以上を混合して用いてもよい。

Figure 2011012199
ここに、Rは独立して炭素数1〜10の直鎖状のアルキルである。
化合物(Z−1)においてRがn−ブチルである化合物は、川崎化成工業(株)のANTHRACURE UVS−1331として入手できる。化合物(Z−2)は川崎化成工業(株)のANTHRACURE ET−2111として入手できる。化合物(Z−3)はLambsonのSpeedcure CTXとして入手できる。化合物(Z−4)はシェル化学(株)のQuantacure ITXとして入手できる。化合物(Z−5)は日本化薬(株)のKAYACURE DETX−Sとして入手できる。化合物(Z−6)はLambsonのSpeedcure CPTXとして入手できる。
DASと光増感剤を併用して用いることにより、光に対する感度が向上する。DASと光増感剤の好ましい混合比は、DAS100重量部に対して光増感剤10〜200重量部である。さらに好ましい混合比はDAS100重量部に対して光増感剤20〜100重量部である。
重合性液晶組成物の耐候性を更に向上させるために、紫外線吸収剤、光安定剤(ラジカル捕捉剤)および酸化防止剤等を添加してもよい。紫外線吸収剤の例は、チヌビンPS、チヌビンP、チヌビン99−2、チヌビン109、チヌビン213、チヌビン234、チヌビン326、チヌビン328、チヌビン329、チヌビン384−2、チヌビン571、チヌビン900、チヌビン928、チヌビン1130、チヌビン400、チヌビン405、チヌビン460、チヌビン479、チヌビン5236、アデカスタブLA−32、アデカスタブLA−34、アデカスタブLA−36、アデカスタブLA−31、アデカスタブ1413、およびアデカスタブLA−51である。「チヌビン」はチバ・スペシャルティ・ケミカルズ社の商品名であり、「アデカスタブ」は(株)アデカの商品名である。
光安定剤の例は、チヌビン111FDL、チヌビン123、チヌビン144、チヌビン152、チヌビン292、チヌビン622、チヌビン770、チヌビン765、チヌビン780、チヌビン905、チヌビン5100、チヌビン5050、5060、チヌビン5151、キマソーブ119FL、キマソーブ944FL、キマソーブ944LD、アデカスタブLA−52、アデカスタブLA−57、アデカスタブLA−62、アデカスタブLA−67、アデカスタブLA−63P、アデカスタブLA−68LD、アデカスタブLA−77、アデカスタブLA−82、アデカスタブLA−87、サイテック社製のサイアソーブUV−3346、およびグッドリッチ社のグッドライトUV−3034である。「キマソーブ」はチバ・スペシャルティ・ケミカルズ社の商品名である。
酸化防止剤の例は、(株)アデカのアデカスタブAO−20、AO−30、AO−40、AO−50、AO−60、AO−80、住友化学(株)から販売されているスミライザーBHT、スミライザーBBM−S、およびスミライザーGA−80、並びにチバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)から販売されているIrganox1076、Irganox1010、Irganox3114、およびIrganox245である。これらの市販品を用いてもよい。
本発明の組成物の硬化には光による塩基増殖反応を利用して硬化することもできる(K.Arimitsu, M.Miyamoto, K.Ichimura, Angew. Chem. Int. Ed, 2000, 39, 3425)。
本発明の重合性液晶組成物は、前記のように溶剤を含有してもよい。通常は、上記で説明した各成分を溶剤に溶解して重合性液晶組成物を調製する。塗布を容易にするために、この重合性液晶組成物をさらに溶剤で希釈して、重合性液晶組成物の粘度を調整してもよい。溶剤は単独でも使用できるし、2つ以上を混合して使用してもよい。溶剤の例はエステル系溶剤、アミド系溶剤、アルコール系溶剤、エーテル系溶剤、グリコールモノアルキルエーテル系溶剤、芳香族炭化水素系溶剤、ハロゲン化芳香族炭化水素系溶剤、脂肪族炭化水素系溶剤、ハロゲン化脂肪族炭化水素系溶剤および脂環式炭化水素系溶剤、ケトン系溶剤、およびアセテート系溶剤である。
エステル系溶剤の好ましい例は、酢酸アルキル(例:酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸イソプロピル、酢酸ブチル、酢酸3−メトキシブチル、酢酸イソブチル、酢酸ペンチルおよび酢酸イソペンチル)、トリフルオロ酢酸エチル、プロピオン酸アルキル(例:プロピオン酸メチル、3−メトキシプロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸プロピルおよびプロピオン酸ブチル)、酪酸アルキル(例:酪酸メチル、酪酸エチル、酪酸ブチル、酪酸イソブチルおよび酪酸プロピル)、マロン酸ジアルキル(例:マロン酸ジエチル)、グリコール酸アルキル(例:グリコール酸メチルおよびグリコール酸エチル)、乳酸アルキル(例:乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸イソプロピル、乳酸n−プロピル、乳酸ブチルおよび乳酸エチルヘキシル)、モノアセチン、γ−ブチロラクトンおよびγ−バレロラクトンである。
アミド系溶剤の好ましい例は、N−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルプロピオンアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジエチルホルムアミド、N,N−ジエチルアセトアミド、N,N−ジメチルアセトアミドジメチルアセタール、N−メチルカプロラクタムおよびジメチルイミダゾリジノンである。
アルコール系溶剤の好ましい例は、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、1−メトキシ−2−プロパノール、t−ブチルアルコール、sec−ブチルアルコール、ブタノール、2−エチルブタノール、n−ヘキサノール、n−ヘプタノール、n−オクタノール、1−ドデカノール、エチルヘキサノール、3、5、5−トリメチルヘキサノール、n−アミルアルコール、ヘキサフルオロ−2−プロパノール、グリセリン、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、ヘキシレングリコール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、2,4−ペンタンジオール、2,5−ヘキサンジオール、3−メチル−3−メトキシブタノール、シクロヘキサノールおよびメチルシクロヘキサノールである。
エーテル系溶剤の好ましい例は、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ビス(2−プロピル)エーテル、1,4−ジオキサンおよびテトラヒドロフラン(THF)である。
グリコールモノアルキルエーテル系溶剤の好ましい例は、エチレングリコールモノアルキルエーテル(例:エチレングリコールモノメチルエーテルおよびエチレングリコールモノブチルエーテル)、ジエチレングリコールモノアルキルエーテル(例:ジエチレングリコールモノエチルエーテル)、トリエチレングリコールモノアルキルエーテル、プロピレングリコールモノアルキルエーテル(例:プロピレングリコールモノブチルエーテル)、ジプロピレングリコールモノアルキルエーテル(例:ジプロピレングリコールモノメチルエーテル)、エチレングリコールモノアルキルエーテルアセテート(例:エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート)、ジエチレングリコールモノアルキルエーテルアセテート(例:ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート)、トリエチレングリコールモノアルキルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテート(例:プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテートおよびプロピレングリコールモノブチルエーテルアセテート)、ジプロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテート(例:ジプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)、およびジエチレングリコールメチルエチルエーテルである。
芳香族炭化水素系溶剤の好ましい例は、ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン、エチルベンゼン、ジエチルベンゼン、i−プロピルベンゼン、n−プロピルベンゼン、t−ブチルベンゼン、s−ブチルベンゼン、n−ブチルベンゼン、およびテトラリンである。ハロゲン化芳香族炭化水素系溶剤の好ましい例はクロロベンゼンである。脂肪族炭化水素系溶剤の好ましい例は、ヘキサンおよびヘプタンである。ハロゲン化脂肪族炭化水素系溶剤の好ましい例は、クロロホルム、ジクロロメタン、四塩化炭素、ジクロロエタン、トリクロロエチレンおよびテトラクロロエチレンである。脂環式炭化水素系溶剤の好ましい例は、シクロヘキサンおよびデカリンである。
ケトン系溶剤の好ましい例は、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、およびメチルプロピルケトンである。
アセテート系溶剤の好ましい例は、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、アセト酢酸メチル、および1−メトキシ−2−プロピルアセテートである。
重合性液晶化合物の溶解性の観点からは、アミド系溶剤、芳香族炭化水素系、ケトン系溶剤の使用が好ましく、溶剤の沸点を考慮すると、エステル系溶剤、アルコール系溶剤、エーテル系溶剤、グリコールモノアルキルエーテル系溶剤の併用も好ましい。溶剤の選択に関して特に制限はないが、支持基材としてプラスチック基板を用いる場合は、基板の変形を防ぐために乾燥温度を低くすること、および溶剤が基板を侵食しないようにする必要がある。このような場合に好ましく用いられる溶剤の例は、芳香族炭化水素系溶剤、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、エーテル系溶剤、アルコール系溶剤、アセテート系溶剤、およびグリコールモノアルキルエーテル系溶剤である。
本発明の重合性液晶組成物における溶剤の割合は0〜95重量%であるが、重合性液晶化合物の溶解性およびこの溶液を塗布する際のその最適粘度を考慮し、さらに溶剤コストおよび溶剤を蒸発させる際の時間や熱量といった経済的観点を考慮すると、40〜95重量%であることが好ましい。この割合のより好ましい範囲は45〜90%であり、さらに好ましい範囲は50〜85%である。
次に、本発明の組成物の重合条件について説明する。本発明の重合性液晶組成物を重合させることによって重合体が得られる。優れた配向の重合体を得るときは、熱重合よりも光重合触媒を用いた重合が好ましい。組成物が液晶である条件下で、重合を行わせるのが容易だからである。
光重合に用いられる好ましい光の種類は、紫外線、可視光線、赤外線などである。電子線、X線などの電磁波を用いてもよい。通常は、紫外線または可視光線が好ましい。好ましい波長の範囲は150〜500nmである。さらに好ましい範囲は250〜450nmであり、最も好ましい範囲は300〜400nmである。光源は、低圧水銀ランプ(殺菌ランプ、蛍光ケミカルランプ、ブラックライト)、高圧放電ランプ(高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ)、ショートアーク放電ランプ(超高圧水銀ランプ、キセノンランプ、水銀キセノンランプ)などである。好ましい光源は超高圧水銀ランプである。光源からの光はそのまま組成物に照射してもよい。フィルターによって選択した特定の波長(または特定の波長領域)を組成物に照射してもよい。好ましい照射エネルギー密度は、2〜5000mJ/cmである。さらに好ましい範囲は10〜3000mJ/cmである。特に好ましい範囲は100〜2000mJ/cmである。好ましい照度は0.1〜5000mW/cmである。さらに好ましい照度は1〜2000mW/cmである。組成物が液晶相を有するように、光を照射するときの温度を設定する。好ましい照射温度は100℃以下である。100℃以上の温度では熱による重合が起こりうるので、良好な配向が得られないときがある。
重合体の形状は、フィルム、板、粒、粉末などである。重合体は成形されてもよい。フィルムの重合体を得るには、支持基板が一般的に用いられる。支持基板の上に組成物を塗布し、液晶相を有している塗膜(paint film)を重合させるとフィルムが得られる。好ましい重合体の厚さは、重合体の光学異方性の値および用途に依存する。従って、その範囲を厳密に決定することはできないが、好ましい厚さは0.05〜50μmの範囲である。さらに好ましい厚さは0.1〜20μmの範囲である。特に好ましい厚さは0.5〜10μmの範囲である。これらの重合体のヘイズ値(haze value;曇り度)は、概して1.5%以下である。これらの重合体の透過率は、可視光領域において一般的に80%以上である。このような重合体は液晶表示素子に用いる光学異方性の薄膜として適している。
支持基板の例は、トリアセチルセルロース(TACと表記することがある)、ポリビニルアルコール、ポリイミド、ポリエステル、ポリアリレート、ポリエーテルイミド、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である。商品名の例は、JSR(株)の「アートン」、日本ゼオン(株)の「ゼオネックス」および「ゼオノア」、三井化学(株)の「アペル」などである。支持基板は一軸延伸フィルム、二軸延伸フィルムなどである。好ましい支持基板はトリアセチルセルロースフィルムである。このフィルムを前処理することなくそのまま用いてもよい。このフィルムは、必要に応じて、ケン化処理、コロナ放電処理、UV−オゾン処理、プラズマ処理などの表面処理を行ってもよい。その他の例は、アルミニウム、鉄、銅などの金属製の支持基板、アルカリガラス、ホウ珪酸ガラス、フリントガラスなどのガラス製の支持基板などである。
支持基板上の塗膜は、組成物をそのまま塗布することによって調製される。塗膜は、組成物を適切な溶剤に溶かして塗布したあと、溶剤を除去することによっても調製される。塗布の方法は、スピンコート、ロールコート、カーテンコート、フローコート、プリント、マイクログラビアコート、グラビアコート、ワイヤーバーコート、デップコート、スプレーコート、メニスカスコート、流延成膜法などである。
本発明の重合性液晶組成物において、液晶分子の配向を決定する因子は、1)組成物に含有される化合物の種類、2)支持基板の種類、3)配向処理の方法、などである。好ましい配向処理の方法は酸化ケイ素を斜方蒸着させる、スリット状にエッチング加工する、などの方法である。特に好ましい配向処理の方法はレーヨン布などで一方向にこする(ラビング)処理である。ラビング処理においては、支持基板を直接的にラビングしてもよい。支持基板をポリイミド、ポリビニルアルコールなどの薄膜でコーティングし、この薄膜をラビングしてもよい。ラビング処理をしなくても良好な配向を与える特殊な薄膜も知られている。あるいは側鎖型の液晶ポリマーを支持基板にコーティングしてもよい。
液晶分子における配向の分類は、ホモジニアス(homogeneous;平行)、ホメオトロピック(homeotropic;垂直)、ハイブリッド(hybrid)などである。ホモジニアスは、配向ベクトルが基板に平行で、かつ一方向にある状態をいう。ホメオトロピックは、配向ベクトルが基板に垂直である状態をいう。ハイブリッドは、配向ベクトルが基板から離れるにしたがって、平行から垂直に立ちあがっている状態をいう。これらの配向は、ネマチック相などを有する組成物で観察される。
本発明の重合性液晶組成物は光学活性化合物を含有してもよい。光学活性化合物を適当量含有した組成物を、配向処理した基板上に塗布して重合させることによって、らせん構造(ツイスト構造)が固定化された位相差フィルムが得られる。得られた光学異方性を有する成形体の特性は、得られたらせん構造のらせんピッチに依存する。このらせんピッチ長は、光学活性化合物の種類および添加量により調整できる。添加する光学活性化合物は1つでもよいが、らせんピッチの温度依存性を相殺する目的で複数の光学活性化合物を用いてもよい。
上記のような光学異方性を有する成形体の特性である可視光の選択反射は、らせん構造が入射光に作用し、円偏光や楕円偏光を反射させるものである。選択反射特性はλ=n・Pitch(λは選択反射中心波長、nは平均屈折率、Pitchはらせんピッチ)で表されるため、nまたはPitchによりλおよびその帯域(Δλ)を適切に調整することができる。らせんのピッチが光の波長の1/n(nは得られる光学異方性薄膜における平均屈折率)であれば、その波長を有する光のうち、らせんの向きに応じて左右いずれかの円偏光をブラッグの法則に従い選択的に反射することができる。これは、例えば、円偏光分離機能素子として使用できる。らせんの向きは光学活性化合物の立体配置に依存する。光学性化合物の立体配置を適時選択することで所望のらせん方向を誘起できる。例えば特開平6−281814公報などに開示された方法に従えば、らせんピッチが光学異方性を有する成形体の厚さ方向に連続的に変化する成形体が得られ、ピッチに応じた広い波長領域の光を反射することができる。そして、色純度を良くするにはΔλを小さくすればよいし、広帯域の反射を所望する際にはΔλを大きくすればよい。さらにこの選択反射はセル厚の影響も大きく受ける。色純度を保つためには、セル厚が小さくなりすぎないようにしなければならない。配向の均一性を保つためには、セル厚が大きくなりすぎないようにしなければならない。したがって、適度なセル厚の調整が必要であり、0.5〜25μmが好ましく、0.5〜5μmがより好ましい。
らせんピッチを可視光よりさらに短くすることで、W. H. de Jeu, Physical Properties of Liquid Crystalline Materials, Gordon and Breach, New York(1980)に記載のネガティブ型cプレート(c−plate)を調製できる。らせんピッチを短くするためには、ねじり力(HTP:ヘリカル・ツイスティング・パワー)の大きな光学活性化合物を用い、さらにその添加量を増やすことで達成できる。具体的にはλを350nm以下、好ましくは200nm以下とすることで、ネガティブ型cプレートを調製できる。このネガティブ型cプレートは液晶表示素子のうちVAN型、VAC型、OCB型等の表示素子に適した光学補償膜となる。
上記光学活性化合物は、らせん構造を誘起し、ベースとなる重合性液晶組成物と適切に混合できれば、いずれの光学活性化合物を用いてもよい。また、重合性化合物でも非重合性化合物のいずれでもよく、目的に応じて最適な化合物を添加することができる。耐熱性および耐溶剤性を考慮した場合、重合性化合物の方が好適である。上記光学活性を発現する骨格として不斉炭素を1つもしくは複数有するアルキレン、アルケニレンまたは、以下の構造を有するものなどがある。

Figure 2011012199
さらに上記光学活性化合物の中でも、ねじり力(HTP:ヘリカル・ツイスティング・パワー)が大きいものは、らせんピッチを短くする上では好適である。ねじり力の大きな化合物の代表例が、GB2298202号公報、DE10221751号公報で開示されている。
次に、本発明の重合体について説明する。この重合体は本発明の重合性液晶組成物を重合させて得られる。この重合体は、無色透明である、光弾性(photoelasticity)が小さい、支持基板から剥離しにくい、充分な硬度を有する、耐熱性が大きい、耐候性が大きい、などの特性において、複数の特性を充足する。
重合体の用途は次のとおりである。この重合体は、光学異方性を有する成形体として使用できる。この重合体の用途の例は、位相差板(1/2波長板、1/4波長板など)、反射防止膜、選択反射膜、視野角補償膜などの光学フィルムである。ホモジニアス、ハイブリット、ホメオトロピック、ツイストなどの配向を有する重合体は、位相差板、偏光素子、液晶配向膜、反射防止膜、選択反射膜、視野角補償膜、などに利用できる。このような重合体は、液晶表示素子の位相差板や視野角補償膜などに、光学補償を目的として用いられる。産業上の重要な用途の例は、VAモード、IPSモード、TNモード、MVAモードなどの液晶表示素子における視野角補償である。この重合体は、高熱伝導性エポキシ樹脂、接着剤、機械的異方性を持つ合成高分子、化粧品、装飾品、非線型光学材料、情報記憶材料などにも利用できる。
重合体の用途の一例である位相差板は偏光の状態を変換する機能を有する。1/2波長機能板は、直線偏光の振動方向を90度回転させる機能を有する。d=λ/2×Δnの式を満たすように組成物を支持基板上に塗布する。ここで、dは組成物の厚さ、λは波長、Δnは光学異方性である。この組成物の配向させたあと、光重合させることによって1/2波長機能板が得られる。一方、1/4波長機能板は、直線偏光を円偏光に、または円偏光を直線偏光に変換する機能を有する。この場合には、d=λ/4×Δnの条件を満たすように組成物の塗膜を調製すればよい。重合体の厚さ(d)は次のように調整される。組成物を溶剤で希釈したあと、支持基板上に塗布する方法では、組成物の濃度、塗布する方法、塗布する条件などを適切に選択することによって、目的とする厚さの塗膜を得ることができる。液晶セルを利用する方法も好ましい。液晶セルはポリイミドなどの配向膜を有しているので都合がよい。この液晶セルに組成物を注入する場合には、液晶セルの間隔によって塗膜の厚さを調整することができる。
実施例により本発明をより詳細に説明するが、本発明は以下の実施例により制限されない。化合物の構造は核磁気共鳴スペクトル、赤外吸収スペクトル、質量スペクトルなどで確認した。相転移温度の単位は℃であり、Cは結晶を、Iは等方性液体相を示す。括弧内はモノトロピックの液晶相を示す。なお、実施例においては、容量の単位であるリットルを記号Lで表記した。以下に、物性値の測定法を示す。
<化合物の構造確認>
500MHzのプロトンNMR(ブルカー:DRX−500)の測定により合成した化合物の構造を確認した。記載した数値はppmを表し、sはシングレット、dはダブレット、tはトリプレット、mはマルチプレットを表す。
<相転移温度>
偏光顕微鏡を備えた融点測定装置のホットプレートに試料を置き、3℃/分の速度で昇温した。液晶相が別の液晶相に転移する温度を測定した。Cは結晶、Nはネマチック相、Iは等方性液体を意味する。NI点は、ネマチック相の上限温度またはネマチック相から等方性液体への転移温度である。「C 50 N 63 I」は、50℃で結晶からネマチック相に転移し、63℃でネマチック相から等方性液体へ転移したことを示す。
<液晶分子の配向>
重合体フィルム(液晶配向フィルム)は、ラビング処理したポリイミド配向膜付きガラス基板上に調製した。重合体の配向は、透過光強度の角度依存性に基づいて、次に示す方法により目視で決定した。
(目視による観察方法):クロスニコルに配置した2枚の偏光板の間に重合体フィルムを狭持して、フィルム面に垂直方向(傾き角は0度)から光を照射した。照射の傾き角を0度から例えば50度に増大させながら透過光の変化を観察した。照射を傾ける方向は、ラビングの方向(液晶分子の長軸方向)に一致させた。垂直方向からの透過光が最大であるとき、配向はホモジニアスであると判断した。ホモジニアス配向では、液晶分子の配向ベクトルがガラス基板と平行であるからであり、A−プレートとして機能する。一方、垂直方向からの透過光が最小であり、傾き角を増大させるにしたがって透過光が増大するとき、配向はホメオトロピックであると判断した。ホメオトロピック配向では液晶分子の配向ベクトルがガラス基板に垂直であるからであり、C−プレートとして機能する。
(偏光解析装置による測定) :シンテック(株)製のOPTIPRO偏光解析装置を用いた。重合体フィルムに波長が550nmの光を照射した。この光の入射角度をフィルム面に対して90度から減少させながらレタデーション(Δn×d)を測定した。
<化合物(1−2−14)の合成>
(第1段階)
窒素雰囲気下、ジエチレングリコール(39.5g)、アセトン(200ml)の混合物に水素化ナトリウム(10.8g)を加え室温で攪拌する。反応溶液へアリルブロマイド(30.0g)を滴下し3時間加熱還流下攪拌した。析出した塩を減圧ろ過により除去した。ろ液をロータリーエバポレーターで濃縮して得られた残渣をカラムクロマトグラフィー(シリカゲル、溶出液:トルエン−酢酸エチル混合溶液(容量比:トルエン/酢酸エチル=1/2))によって精製し、無色の液体[H1](23.0g)を得た。

Figure 2011012199
化合物[H1]のNMR分析値を示す。
H−NMR(CDCl;δppm):5.99−5.90(m,1H),5.31(d,1H),5.22(d,1H),4.06(d,2H),3.79−3.74(m,2H),3.73−3.70(m,2H),3.66−3.62(m,4H).
(第2段階)
窒素雰囲気下、化合物[H1](23.0g)、ピリジン(40ml)、トルエン(100ml)の混合物に冷却させながらp−トルエンスルホン酸クロライド(45.0g)を加え室温で16時間攪拌した。析出した塩を減圧ろ過により除去した。ろ液に水(100ml)、ピリジン(40ml)を加え40℃で2時間攪拌した。有機層を抽出し、得られた有機層を2N塩酸、飽和重曹水および水を順次用いて洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。溶剤を減圧留去し、粗製の無色の液体[H2](57.5g)を得た。

Figure 2011012199
(第3段階)
窒素雰囲気下、化合物[H2](27.0g)、4−ヒドロキシ安息香酸エチルエステル(29.9g)、炭酸カリウム(37.3g)、アセトン(200ml)の混合溶液を6時間加熱還流下攪拌した。析出した塩を減圧ろ過により除去した。ろ液をロータリーエバポレーターで濃縮して得られた残渣にトルエン(200ml)、水(200ml)を加え有機層を抽出した。得られた有機層を飽和重曹水および水を順次用いて洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。溶剤を減圧留去し、粗製の無色の液体[H3](19.7g)を得た。

Figure 2011012199
(第4段階)
窒素雰囲気下、化合物[H3](19.7g)、水酸化ナトリウム(5.4g)、水(150ml)、エタノール(150ml)の混合物溶液を6時間加熱還流下攪拌した。溶剤を減圧留去して得られた残渣を3N塩酸に注ぎ込んだ。酢酸エチル(200ml)を加え有機層を抽出した。得られた有機層を水を用いて洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。再結晶(トルエン)によって精製して、無色結晶の化合物(H4)(14.6g)を得た。

Figure 2011012199
化合物[H4]のNMR分析値を示す。
H−NMR(CDCl;δppm):8.10(d,2H),7.20(d,2H),6.05−5.98(m,1H),5.41(d,1H),5.28(d,1H),4.04(d,2H),3.82−3.76(m,2H),3.74−3.71(m,2H),3.68−3.63(m,4H).
(第5段階)
窒素雰囲気下、化合物[H4](30.0g)、メチルヒドロキノン(6.8g)、ジメチルアミノピリジン(2.8g)、ジクロロメタン(300ml)の混合物に冷却させながらDCC(25.6g)、を加え室温で16時間攪拌した。析出した不要物を減圧ろ過により除去し、ろ液に水を加えて有機層を分離し、得られた有機層を2N塩酸および水を順次用いて洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。溶剤を減圧留去して得られた残渣をカラムクロマトグラフィー(シリカゲル、溶出液:トルエン−酢酸エチル混合溶液(容量比:トルエン/酢酸エチル=1/1))、および再結晶(メタノール)によって精製して、無色結晶の化合物[H5](28.0g)を得た。

Figure 2011012199
化合物[H5]の相転移温度およびNMR分析値を示す。
C 53 N 59 I.
H−NMR(CDCl;δppm):8.16(d,2H),8.14(d,2H),7.17(d,1H),7.13(d,1H),7.10−7.06(m,1H),7.02(d,2H),7.00(d,2H),5.98−5.89(m,1H),5.29(d,2H),5.20(d,2H),4.26−4.22(m,4H),4.05(d,4H),3.92(t,4H),3.78−3.74(m,4H),3.67−3.63(m,4H),2.24(m,3H).
(第6段階)
窒素雰囲気下、化合物[H5](23.0g)、ジクロロメタン(230ml)の混合物に冷却させながらm−クロロ過安息香酸(21.6g)を加え室温で16時間攪拌した。析出した不溶物を減圧ろ過により除去し、ろ液を10%亜硫酸水素ナトリウム、3%水酸化ナトリウム水溶液および水を順次用いて洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。溶剤を減圧留去して得られた残渣をカラムクロマトグラフィー(シリカゲル、溶出液:トルエン−酢酸エチル混合溶液(容量比:トルエン/酢酸エチル=1/2))、および再結晶(エタノール)によって精製して、無色結晶の化合物(1−2−14)(16.8g)を得た。

Figure 2011012199
化合物(1−2−14)の相転移温度およびNMR分析値を示す。
C 68 N 42 I.
H−NMR(CDCl;δppm):8.16(d,2H),8.14(d,2H),7.17(d,1H),7.13(s,1H),7.08(d,1H),7.02(d,2H),7.00(d,2H),4.28−4.20(m,4H),3.95−3.87(m,4H),3.83(d,2H),3.80−3.66(m,8H),3.47−3.41(m,2H),3.20−3.15(m,2H),2.80(t,2H),2.63−2.60(m,2H),2.24(s,3H).
<化合物(1−2−27)の合成>
(第1段階)
化合物[H2](15.0g)、4,4’−ビフェノール(27.9g)、炭酸カリウム(31.1g)、DMF(200ml)の混合物溶液を90℃で6時間攪拌した。酢酸エチル(500ml)を加え不溶物を減圧ろ過により除去した。ろ液に水(300ml)を加え有機層を抽出した。得られた有機層を2N塩酸、2N水酸化ナトリウム水溶液および水を順次用いて洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。溶剤を減圧留去して得られた残渣をカラムクロマトグラフィー(シリカゲル、溶出液:トルエン−酢酸エチル混合溶液(容量比:トルエン/酢酸エチル=2/1))によって精製し、無色の液体[H6](24.9g)を得た。

Figure 2011012199
化合物[H6]のNMR分析値を示す。
H−NMR(CDCl;δppm):7.68−7.62(m,4H),7.05(d,2H),6.86(d,2H),6.06−5.99(m,1H),5.42(d,1H),5.28(d,1H),4.08(d,2H),3.79−3.74(m,2H),3.72−3.69(m,2H),3.65−3.59(m,4H).
(第2段階)
窒素雰囲気下、化合物[H4](6.4g)、化合物[H6](7.5g)、ジメチルアミノピリジン(0.3g)、ジクロロメタン(60ml)の混合物に冷却させながらDCC(5.2g)、を加え室温で16時間攪拌した。析出した不要物を減圧ろ過により除去し、ろ液に水を加えて有機層を分離し、得られた有機層を2N塩酸および水を順次用いて洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。溶剤を減圧留去して得られた残渣をカラムクロマトグラフィー(シリカゲル、溶出液:トルエン−酢酸エチル混合溶液(容量比:トルエン/酢酸エチル=4/1))、および再結晶(メタノール)によって精製して、無色結晶の化合物[H7](10.3g)を得た。

Figure 2011012199
化合物[H7]の相転移温度およびNMR分析値を示す。
C 87 N 102 I.
H−NMR(CDCl;δppm):8.11(d,2H),7.86(d,2H),7.68(d,2H),7.23(d,2H),7.18−7.02(m,4H),6.21−5.98(m,2H),5.42(d,2H),5.28(d,2H),4.31(t,4H),4.04(d,4H),3.79(t,4H),3.58−3.50(m,8H).
(第3段階)
窒素雰囲気下、化合物[H7](10.3g)、ジクロロメタン(100ml)の混合物に冷却させながらm−クロロ過安息香酸(29.2g)を加え室温で16時間攪拌した。析出した不溶物を減圧ろ過により除去し、ろ液を10%亜硫酸水素ナトリウム、3%水酸化ナトリウム水溶液および水を順次用いて洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。溶剤を減圧留去して得られた残渣をカラムクロマトグラフィー(シリカゲル、溶出液:トルエン−酢酸エチル混合溶液(容量比:トルエン/酢酸エチル=2/1))、および再結晶(エタノール)によって精製して、無色結晶の化合物(1−2−27)(3.8g)を得た。

Figure 2011012199
化合物(1−2−27)の相転移温度およびNMR分析値を示す。
C 89 N 102 I.
H−NMR(CDCl;δppm):8.19(d,2H),7.61(d,2H),7.54(d,2H),7.28(d,2H),7.03(t,4H),4.26(t,2H),4.22(t,2H),3.96−3.91(m,4H),3.88−3.83(m,2H),3.81−3.70(m,8H),3.50−3.43(m,2H),3.23−3.18(m,2H),2.85−2.81(m,2H),2.67−2.63(m,2H).
<化合物(1−2−24)の合成>
(第1段階)
窒素雰囲気下、ヒドロキノン(82.5g)、水酸化カリウム(84.1g)、MeOH(500ml)の混合物を50℃で攪拌しながら、化合物[H2](45.0g)を加え加熱還流下で3時間攪拌した。溶剤を減圧留去して得られた残渣を2N塩酸を加え中和し、トルエンを加え有機層を抽出した。得られた有機層を水を用いて洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。溶剤を減圧留去して得られた残渣をカラムクロマトグラフィー(シリカゲル、溶出液:トルエン−酢酸エチル混合溶液(容量比:トルエン/酢酸エチル=2/1))によって精製し、無色の液体[H8](12.8g)を得た。

Figure 2011012199
化合物[H8]のNMR分析値を示す。
H−NMR(CDCl;δppm):7.00(d,2H),6.82(d,2H),6.06−5.99(m,1H),5.41(d,1H),5.25(d,1H),4.08(d,2H),3.79−3.74(m,2H),3.72−3.69(m,2H),3.65−3.59(m,4H).
(第2段階)
窒素雰囲気下、化合物[H8](10.0g)、シクロヘキサンジカルボン酸(3.5g)、ジメチルアミノピリジン(0.3g)、ジクロロメタン(90ml)の混合物に冷却させながらDCC(8.7g)、を加え室温で16時間攪拌した。析出した不要物を減圧ろ過により除去し、ろ液に水を加えて有機層を分離し、得られた有機層を2N塩酸および水を順次用いて洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。溶剤を減圧留去して得られた残渣をカラムクロマトグラフィー(シリカゲル、溶出液:トルエン−酢酸エチル混合溶液(容量比:トルエン/酢酸エチル=2/1))、および再結晶(メタノール)によって精製して、無色結晶の化合物[H9](12.1g)を得た。

Figure 2011012199
化合物[H9]の相転移温度およびNMR分析値を示す。
C 59 N 78 I.
H−NMR(CDCl;δppm):6.96(t,4H),6.88(d,4H),6.11−6.02(m,2H),5.42(d,2H),5.28(d,2H),4.31(t,4H),4.04(d,4H),3.79(t,4H),3.56−3.51(m,8H),2.28−2.17(m,2H),1.84−1.76(m,4H),1.59−1.50(m,4H).
(第3段階)
窒素雰囲気下、化合物[H9](10.0g)、ジクロロメタン(100ml)の混合物に冷却させながらm−クロロ過安息香酸(33.8g)を加え室温で16時間攪拌した。析出した不溶物を減圧ろ過により除去し、ろ液を10%亜硫酸水素ナトリウム、3%水酸化ナトリウム水溶液および水を順次用いて洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。溶剤を減圧留去して得られた残渣をカラムクロマトグラフィー(シリカゲル、溶出液:トルエン−酢酸エチル混合溶液(容量比:トルエン/酢酸エチル=1/4))、および再結晶(エタノール)によって精製して、無色結晶の化合物(1−2−24)(3.7g)を得た。

Figure 2011012199
化合物(1−2−24)の相転移温度およびNMR分析値を示す。
C 68 N 72 I.
H−NMR(CDCl;δppm):6.99(t,4H),6.93(d,4H),4.15(t,4H),3.88(t,4H),3.86−3.81(m,2H),3.79−3.3.68(m,8H),3.49−3.3.43(m,2H),3.22−3.17(m,2H),2.82(t,2H),2.65−2.55(m,4H),2.29(d,4H),1.73−1.62(m,6H).
<化合物(1−2−33)の合成>
(第1段階)
化合物[H4]と同様の手法で化合物[H10]を合成した。

Figure 2011012199
(第2段階)
窒素雰囲気下、化合物[H10](6.0g)、化合物[H5](9.8g)、ジメチルアミノピリジン(0.4g)、ジクロロメタン(70ml)の混合物に冷却させながらDCC(6.4g)、を加え室温で16時間攪拌した。析出した不要物を減圧ろ過により除去し、ろ液に水を加えて有機層を分離し、得られた有機層を2N塩酸および水を順次用いて洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。溶剤を減圧留去して得られた残渣をカラムクロマトグラフィー(シリカゲル、溶出液:トルエン−酢酸エチル混合溶液(容量比:トルエン/酢酸エチル=4/1))、および再結晶(メタノール)によって精製して、無色結晶の化合物[H11](13.7g)を得た。

Figure 2011012199
化合物[H11]の相転移温度およびNMR分析値を示す。
C 117 N 154 I.
H−NMR(CDCl;δppm):8.14(d,2H),7.86(d,2H),7.72(d,2H),7.23(d,2H),7.14(d,2H),7.05(d,2H),6.09−6.01(m,1H),5.84−5.75(m,1H),5.45−5.26(m,2H),5.11−5.00(m,2H),4.31(t,2H),4.08−3.94(m,4H),3.79(t,2H),3.59−3.52(m,4H),2.45−2.39(m,2H).
(第3段階)
窒素雰囲気下、化合物[H11](13.7g)、ジクロロメタン(120ml)の混合物に冷却させながらm−クロロ過安息香酸(59.6g)を加え室温で16時間攪拌した。析出した不溶物を減圧ろ過により除去し、ろ液を10%亜硫酸水素ナトリウム、3%水酸化ナトリウム水溶液および水を順次用いて洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。溶剤を減圧留去して得られた残渣をカラムクロマトグラフィー(シリカゲル、溶出液:トルエン−酢酸エチル混合溶液(容量比:トルエン/酢酸エチル=1/1))、および再結晶(エタノール)によって精製して、無色結晶の化合物(1−2−33)(0.7g)を得た。

Figure 2011012199
化合物(1−2−33)の相転移温度およびNMR分析値を示す。
C 118 N 160 I.
H−NMR(CDCl;δppm):8.18(d,2H),7.58(d,2H),7.51(d,2H),7.25(d,2H),7.03−6.98(m,4H),4.27−4.17(m,4H),3.90(t,2H),3.85−3.81(m,1H),3.79−3.68(m,4H),3.48−3.42(m,1H),3.21−3.16(m,2H),2.86(t,1H),2.80(t,1H),2.64−2.59(m,2H),2.24−2.16(m,1H),2.01−1.93(m,1H).
<化合物(1−2−32)の合成>
(第1段階)
化合物[H6]と同様の手法で化合物[H12]を合成した。

Figure 2011012199
化合物[H12]のNMR分析値を示す。
H−NMR(CDCl;δppm):7.68(m,2H),7.62(m,2H),7.05(d,2H),6.86(d,2H),5.86−5.82(m,1H),5.07(d,1H),5.02(d,1H),3.98(t,2H),2.45−2.39(m,2H).
(第2段階)
窒素雰囲気下、化合物[H12](5.5g)、化合物[H4](6.7g)、ジメチルアミノピリジン(0.3g)、ジクロロメタン(60ml)の混合物に冷却させながらDCC(5.5g)、を加え室温で16時間攪拌した。析出した不要物を減圧ろ過により除去し、ろ液に水を加えて有機層を分離し、得られた有機層を2N塩酸および水を順次用いて洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。溶剤を減圧留去して得られた残渣をカラムクロマトグラフィー(シリカゲル、溶出液:トルエン−酢酸エチル混合溶液(容量比:トルエン/酢酸エチル=5/1))、および再結晶(メタノール)によって精製して、無色結晶の化合物[H13](10.5g)を得た。

Figure 2011012199
化合物[H13]の相転移温度およびNMR分析値を示す。
C 102 N 154 I.
H−NMR(CDCl;δppm):8.11(d,2H),7.79(d,2H),7.68(d,2H),7.26(d,2H),7.09−7.02(m,4H),6.11−6.02(m,1H),5.87−5.78(m,1H),5.48−5.42(m,2H),5.14−5.05(m,2H),4.31(t,2H),4.08−3.94(m,4H),3.79(t,2H),3.58−3.54(m,4H),2.38−2.34(m,2H).
(第3段階)
窒素雰囲気下、化合物[H13](10.5g)、ジクロロメタン(100ml)の混合物に冷却させながらm−クロロ過安息香酸(34.2g)を加え室温で16時間攪拌した。析出した不溶物を減圧ろ過により除去し、ろ液を10%亜硫酸水素ナトリウム、3%水酸化ナトリウム水溶液および水を順次用いて洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。溶剤を減圧留去して得られた残渣をカラムクロマトグラフィー(シリカゲル、溶出液:トルエン−酢酸エチル混合溶液(容量比:トルエン/酢酸エチル=3/2))、および再結晶(エタノール)によって精製して、無色結晶の化合物(1−2−32)(3.5g)を得た。

Figure 2011012199
化合物(1−2−32)の相転移温度およびNMR分析値を示す。
C 102 N 157 I.
H−NMR(CDCl;δppm):8.19(d,2H),7.61(d,2H),7.55(d,2H),7.27(d,2H),7.06−6.99(m,4H),4.26(t,2H),4.23−4.15(m,2H),3.94(t,2H),3.88−3.84(m,1H),3.82−3.69(m,4H),3.49−3.44(m,1H),3.23−3.18(m,2H),2.87(t,1H),2.83(t,1H),2.66−2.62(m,2H),2.21−2.13(m,1H),2.04−1.96(m,1H).
<化合物(1−3−55)の合成>
(第1段階)
窒素雰囲気下、2−ブロモエチルエーテル(50.0g)、トルエン(200ml)、水(200ml)、エチルオキセタンメタノール(16.7g)、水酸化ナトリウム(28.7g)、テトラブチルアンモニウムブロミド(4.6g)の混合物を100℃で3時間攪拌した。有機相を分離し、得られた有機層を飽和重曹水および飽和食塩水を順次用いて洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。溶剤をロータリーエバポレーターで濃縮して、粗製の無色の液体[H14](16.3g)を得た。

Figure 2011012199
(第2段階)
窒素雰囲気下、化合物[H14](16.3g)、4−ヒドロキシ安息香酸エチルエステル(13.2g)、炭酸カリウム(10.1g)、DMF(200ml)の混合溶液を6時間80℃で攪拌した。反応溶液へ酢酸エチル(200ml)と水(200ml)を加え有機層を分離した。得られた有機層を飽和重曹水および水を順次用いて洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。溶剤を減圧留去し、粗製の無色の液体[H15](17.9g)を得た。

Figure 2011012199
(第3段階)
窒素雰囲気下、化合物[H15](17.9g)、水酸化ナトリウム(2.9g)、水(100ml)、メタノール(100ml)の混合物溶液を3時間加熱還流下攪拌した。溶剤を減圧留去して得られた残渣を3N塩酸に注ぎ込んだ。酢酸エチル(200ml)を加え有機層を抽出した。得られた有機層を水を用いて洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。再結晶(ヘプタン)によって精製して、無色結晶の化合物(H16)(14.7g)を得た。

Figure 2011012199
化合物[H16]のNMR分析値を示す。
H−NMR(CDCl;δppm):8.10(d,2H),7.20(d,2H),4.39−4.31(m,4H),4.14(s,2H),3.82−3.76(m,4H),3.58−3.52(m,4H),1.69(m,2H),1.03(t,3H).
(第4段階)
窒素雰囲気下、化合物[H16](14.7g)、ビフェノール(4.2g)、ジメチルアミノピリジン(1.1g)、ジクロロメタン(150ml)の混合物に冷却させながらDCC(10.3g)、を加え室温で16時間攪拌した。析出した不要物を減圧ろ過により除去し、ろ液に水を加えて有機層を分離し、得られた有機層を2N塩酸および水を順次用いて洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。溶剤を減圧留去して得られた残渣をカラムクロマトグラフィー(シリカゲル、溶出液:トルエン−酢酸エチル混合溶液(容量比:トルエン/酢酸エチル=1/1))、および再結晶(メタノール)によって精製して、無色結晶の化合物(1−3−55)(4.2g)を得た。

Figure 2011012199
化合物(1−3−55)のNMR分析値を示す。
H−NMR(CDCl;δppm):8.11(d,4H),7.86(d,4H),7.23(d,4H),7.14(d,4H),4.39−4.31(m,8H),4.14(s,4H),3.41−3.75(m,8H),3.62−3.56(m,8H),1.78(m,4H),1.05(t,6H).
以下の重合性液晶組成物の実施例において使用した、化合物(1)以外の構成成分である化合物を示す。

Figure 2011012199
化合物(1−2−14)と化合物(M3−1−1)を重量比70/30で混合し、これをPGMEA/MMP=5/5の混合溶剤に溶解させて、化合物濃度が30重量%の溶液を調製した。この組成物を室温で放置したところ、5日以上結晶の析出などは見られなかった。
化合物(1−2−32)と化合物(1−3−55)と化合物(M3−1−1)を重量比25/25/50で混合し、これをシクロペンタノンに溶解させて、化合物濃度が25重量%の溶液を調製した。この組成物を室温で放置したところ、5日以上結晶の析出などは見られなかった。
[比較例1]
化合物(1−2−14)を化合物(M2−2−1)に置き換えた以外は実施例7と同様にして溶液の調製を行った。この組成物を室温で放置したところ、1日で結晶の析出が見られた。
実施例7で得られた組成物に、この組成物に対する重量比0.002のフッ素系の非イオン性界面活性剤FTX−218((株)ネオス製)、重量比0.02の重合開始剤CPI−110P(サンアプロ製)を添加した。この溶液をラビング処理したポリイミド配向膜を有するガラス基板にスピンコーターで塗布した。このガラス基板を70℃に加熱したホットプレート上に120秒間置いて、溶剤を蒸発させた。
次に、大気下、室温で250Wの超高圧水銀灯を用いて、30mW/cm(中心波長365nm)の強度の光を30秒間照射して重合させた。得られた薄膜はホモジニアス配向が固定化されており、Aプレート光学特性を示した。
化合物(1−2−27)/(M−1−1−1)/(M3−1−1)を重量比30/30/40で混合し、これをPGMEA/MMP=5/5の混合溶剤に溶解させて、化合物濃度が20重量%の溶液を調製した。この組成物に対して重量比0.002のフッ素系の非イオン性界面活性剤FTX−218((株)ネオス製)、重量比0.02の重合開始剤CPI−110P(サンアプロ製)を添加した。この溶液を用い、実施例9に準じて薄膜を作成したところ、Aプレート光学特性を示した。
化合物(1−2−24)/(M−1−1−2)/(M4−8−1)を重量比30/10/60で混合し、これをシクロペンタノンに溶解させて、化合物濃度が20重量%の溶液を調製した。この組成物に対して重量比0.02の重合開始剤CPI−110P(サンアプロ製)を添加した溶液をガラス基板にスピンコーターで塗布し薄膜を作成した。このガラス基板を70℃に加熱したホットプレート上に120秒間置いて、溶剤を蒸発させた。
次に、大気下、室温で250Wの超高圧水銀灯を用いて、30mW/cm(中心波長365nm)の強度の光を30秒間照射して重合させた。得られた薄膜はホモジニアス配向が固定化されており、Cプレート光学特性を示した。
化合物(1−2−33)/化合物(M1−1−1)/化合物(M−2−2−1)/化合物(M3−1−1)/化合物(Op−1)を重量比10/10/10/60/10で混合し、これをPGMEA/シクロペンタノン=3/7の混合溶剤に溶解させて、化合物濃度が20重量%の溶液を調製した。この組成物に対して重量比0.002のフッ素系の非イオン性界面活性剤FTX−218((株)ネオス製)、重量比0.02の重合開始剤CPI−110P(サンアプロ製)を添加した。この溶液を用い、実施例9に準じて薄膜を作成したところ、ネガティブCプレート光学特性を示した。
化合物(1−2−14)/化合物(1−3−55)/化合物(M−2−2−1)/化合物(M3−1−1)/化合物(Op−1)を重量比10/10/10/65/5で混合し、これをメチルエチルケトンに溶解させて、化合物濃度が20重量%の溶液を調製した。この組成物に対して重量比0.002のポリフローNo.75(共栄社化学(株)製)、重量比0.02の重合開始剤CPI−110P(サンアプロ製)を添加した。この溶液を用い、実施例9に準じて薄膜を作成したところ、可視光選択反射を示した。
化合物(1−2−33)/化合物(M−2−2−2)/化合物(M4−8−1)/化合物(M3−1−1)を重量比20/10/5/65で混合し、これをトルエンに溶解させて、化合物濃度が20重量%の溶液を調製した。この組成物に対して重量比0.02の重合開始剤DTS−102(みどり化学製)を添加した。この溶液を用い、実施例9に準じて薄膜を作成したところ、Oプレート光学特性を示した。
本発明の化合物は、重合性の液晶性化合物であり、重合性液晶組成物の構成成分として使用できる。本発明の重合体は、例えば、液晶表示素子の構成要素である位相差板、偏光素子、選択反射膜、輝度向上フィルムおよび視野角補償膜などに利用することができる。

Claims (31)

  1. 式(1)で表される重合性液晶化合物:

    Figure 2011012199
    ここに、AおよびAは独立して1,4−シクロへキシレン、1,4−フェニレン、ピリジン−2,5−ジイル、ピリミジン−2,5−ジイル、ナフタレン−2,6−ジイル、テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル、またはフルオレン−2,7−ジイルであり;この1,4−シクロへキシレンにおいて、1つまたは隣り合わない2つの−CH−は−O−で置き換えられてもよく;この1,4−フェニレンおよびフルオレン−2,7−ジイルにおいて、任意の水素はフッ素、塩素、シアノ、メチル、エチル、メトキシ、ヒドロキシ、ホルミル、アセトキシ、アセチル、トリフルオロアセチル、ジフルオロメチルまたはトリフルオロメチルで置き換えられてもよく;
    、ZおよびZは独立して単結合、−O−、−COO−、−OCO−、−CH=CH−COO−、−OCO−CH=CH−、−OCO−CHCH−、−CHCH−COO−、−CH≡CH−COO−、−OCO−CH≡CH−、−CHO−、−OCH−、−CFO−、−OCF−、−CONH−、−NHCO−、−(CH−、−CHCH−、−CFCF−、−CH=CH−、−CF=CF−または−C≡C−であり;
    mは1〜5の整数であり;mが2以上であるとき、複数のZはそれぞれ異なる基であってもよく、複数のZのうちの少なくとも2つが同一の基であってもよく、複数のAはそれぞれ異なる環であってもよく、複数のAのうちの少なくとも2つが同一の環であってもよく;
    およびQは独立して炭素数1〜20のアルキレン、−O(CHCHO)n1(CHCHCHO)n2−または−O(CHCHCHO)n2(CHCHO)n1−であり;このアルキレンにおける任意の水素はフッ素または塩素で置き換えられてもよく;このアルキレンにおいて、炭素数が2以上であるとき、1つの−CH−は−O−で置き換えられてもよく、1つまたは隣り合わない2つの−CH−は−COO−、−OCO−、−CH=CH−または−C≡C−で置き換えられてもよく;n1およびn2は独立して0〜5の整数であって、n1とn2の合計は2〜5であり;QおよびQの少なくとも一方は−O(CHCHO)n1(CHCHCHO)n2−または−O(CHCHCHO)n2(CHCHO)n1−であって、Qが−O(CHCHO)n1(CHCHCHO)n2−または−O(CHCHCHO)n2(CHCHO)n1−であるときZは単結合であり、Qが−O(CHCHO)n1(CHCHCHO)n2−または−O(CHCHCHO)n2(CHCHO)n1−であるときZは単結合であり;そして、PおよびPは独立して式(2−1)〜式(2−3)のいずれか1つで表される重合性基である。

    Figure 2011012199
    (ここに、Rは独立して水素、ハロゲン、または炭素数1〜5のアルキルである。)
  2. およびAが独立して1,4−シクロへキシレン、1,4−フェニレン、ナフタレン−2,6−ジイルまたはフルオレン−2,7−ジイルであり;この1,4−フェニレンおよびフルオレン−2,7−ジイルにおける1つまたは2つの水素がフッ素、メチルまたはトリフルオロメチルで置き換えられてもよい、請求項1に記載の重合性液晶化合物。
  3. およびAが独立して1,4−シクロへキシレン、1,4−フェニレン、ナフタレン−2,6−ジイルまたはフルオレン−2,7−ジイルであり;この1,4−フェニレンおよびフルオレン−2,7−ジイルにおける1つまたは2つの水素がフッ素、メチルまたはトリフルオロメチルで置き換えられてもよく;ZおよびZが独立して単結合、−O−、−COO−または−OCO−であり;Zが独立して単結合、−COO−、−OCO−、−CH=CH−COO−、−OCO−CH=CH−、−CHCH−COO−、−OCO−CHCH−、−CHCH−または−C≡C−であり;そして、mが1〜3の整数である、請求項1に記載の重合性液晶化合物。
  4. 請求項1に記載の式(1)において、ZおよびZが独立して単結合、−O−、−COO−または−OCO−であり;Zが独立して単結合、−COO−または−OCO−であり;そして、mが1または2である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の重合性液晶化合物。
  5. 請求項1に記載の式(1)において、QおよびQが独立して−O(CHCHO)n1(CHCHCHO)n2−または−O(CHCHCHO)n2(CHCHO)n1−である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の重合性液晶化合物。
  6. 請求項1に記載の式(1)において、QおよびQが独立して−O(CHCHO)n1−または−O(CHCHCHO)n2−であり;そして、n1およびn2が独立して2〜5の整数である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の重合性液晶化合物。
  7. n1およびn2が独立して2または3である、請求項6に記載の重合性液晶化合物。
  8. 請求項1に記載の式(2−1)〜式(2−3)において、Rが独立して水素、メチルまたはエチルである、請求項1〜7のいずれか1項に記載の重合性液晶化合物。
  9. およびAが独立して1,4−シクロへキシレン、1,4−フェニレン、ナフタレン−2,6−ジイルまたはフルオレン−2,7−ジイルであり、この1,4−フェニレンおよびフルオレン−2,7−ジイルにおいて任意の水素はフッ素、メチルまたはトリフルオロメチルで置き換えられてもよく;ZおよびZが単結合であり;Zが独立して単結合、−COO−、−OCO−、−CH=CH−COO−、−CHCH−COO−、−OCO−CH=CH−、−OCO−CHCH−、−CHCH−または−C≡C−であり;mが1〜3の整数であり;QおよびQが独立して−O(CHCHO)−、−O(CHCHO)−、−O(CHCHCHO)−、または−O(CHCHCHO)−であり;そして、PおよびPが独立して式(2−1)〜式(2−3)のいずれか1つで表される重合性基であって、Rが独立して水素、メチルまたはエチルである、請求項1に記載の重合性液晶化合物。
  10. およびAが独立して1,4−シクロへキシレンまたは1,4−フェニレンであり、この1,4−フェニレンにおける1つまたは2つの水素はフッ素またはメチルで置き換えられてもよく;Zが単結合、−COO−または−OCO−であり;そして、mが1または2である、請求項9に記載の重合性液晶化合物。
  11. およびAが独立して1,4−シクロへキシレンまたは1,4−フェニレンであり、この1,4−フェニレンにおける1つまたは2つの水素はフッ素またはメチルで置き換えられてもよく;Zが単結合、−COO−または−OCO−であり;mが1または2であり;そして、PおよびPが式(2−1)で表される重合性基であってRが水素である、請求項9に記載の重合性液晶化合物。
  12. およびAが独立して1,4−シクロへキシレンまたは1,4−フェニレンであり、この1,4−フェニレンにおける1つまたは2つの水素はフッ素またはメチルで置き換えられてもよく;Zが単結合、−COO−または−OCO−であり;mが1または2であり;そして、PおよびPが式(2−2)で表される重合性基であってRが水素である、請求項9に記載の重合性液晶化合物。
  13. およびAが独立して1,4−シクロへキシレンまたは1,4−フェニレンであり、この1,4−フェニレンにおいて1つまたは2つの水素はフッ素またはメチルで置き換えられてもよく;Zが単結合、−COO−または−OCO−であり;mが1または2であり;そして、PおよびPが式(2−3)で表される重合性基であってRがメチルまたはエチルである、請求項9に記載の重合性液晶化合物。
  14. 請求項1〜13のいずれか1項に記載の化合物を少なくとも1つ含有する重合性液晶組成物。
  15. 式(1)で表される化合物の少なくとも1つと式(M1)、式(M2)、式(M3)、および式(M4)のそれぞれで表される化合物の群から選ばれる少なくとも1つの化合物とを含有する重合性液晶組成物:

    Figure 2011012199
    ここに、AおよびAは独立して1,4−シクロへキシレン、1,4−フェニレン、ピリジン−2,5−ジイル、ピリミジン−2,5−ジイル、ナフタレン−2,6−ジイル、テトラヒドロナフタレン−2,6−ジイル、またはフルオレン−2,7−ジイルであり;この1,4−シクロへキシレンにおいて、1つまたは隣り合わない2つの−CH−は−O−で置き換えられてもよく;この1,4−フェニレンおよびフルオレン−2,7−ジイルにおいて、任意の水素はフッ素、塩素、シアノ、メチル、エチル、メトキシ、ヒドロキシ、ホルミル、アセトキシ、アセチル、トリフルオロアセチル、ジフルオロメチルまたはトリフルオロメチルで置き換えられてもよく;
    、ZおよびZは独立して単結合、−O−、−COO−、−OCO−、−CH=CH−COO−、−OCO−CH=CH−、−OCO−CHCH−、−CHCH−COO−、−CH≡CH−COO−、−OCO−CH≡CH−、−CHO−、−OCH−、−CFO−、−OCF−、−CONH−、−NHCO−、−(CH−、−CHCH−、−CFCF−、−CH=CH−、−CF=CF−または−C≡C−であり;
    mは1〜5の整数であり;mが2以上であるとき、複数のZはそれぞれ異なる基であってもよく、複数のZのうちの少なくとも2つが同一の基であってもよく、複数のAはそれぞれ異なる環であってもよく、複数のAのうちの少なくとも2つが同一の環であってもよく;
    およびQは独立して炭素数1〜20のアルキレン、−O(CHCHO)n1(CHCHCHO)n2−または−O(CHCHCHO)n2(CHCHO)n1−であり;このアルキレンにおける任意の水素はフッ素または塩素で置き換えられてもよく;このアルキレンにおいて、炭素数が2以上であるとき、1つの−CH−は−O−で置き換えられてもよく、1つまたは隣り合わない2つの−CH−は−COO−、−OCO−、−CH=CH−または−C≡C−で置き換えられてもよく;n1およびn2は独立して0〜5の整数であって、n1とn2の合計は2〜5であり;QおよびQの少なくとも一方は−O(CHCHO)n1(CHCHCHO)n2−または−O(CHCHCHO)n2(CHCHO)n1−であって、Qが−O(CHCHO)n1(CHCHCHO)n2−または−O(CHCHCHO)n2(CHCHO)n1−であるときZは単結合であり、Qが−O(CHCHO)n1(CHCHCHO)n2−または−O(CHCHCHO)n2(CHCHO)n1−であるときZは単結合であり;そして、PおよびPは独立して式(2−1)〜式(2−3)のいずれか1つで表される重合性基である:

    Figure 2011012199
    (ここに、Rは独立して水素、ハロゲン、または炭素数1〜5のアルキルである。)

    Figure 2011012199
    ここに、Aは独立して1,4−シクロへキシレンまたは1,4−フェニレンであり;この1,4−フェニレンにおいて、任意の水素はフッ素または塩素で置き換えられてもよく、そして1つまたは2つの水素はシアノ、メチル、エチル、メトキシ、ヒドロキシ、ホルミル、アセトキシ、アセチル、トリフルオロアセチル、ジフルオロメチル、またはトリフルオロメチルで置き換えられてもよく;ZおよびZは独立して単結合、−O−、−COO−、−OCO−、−CH=CH−COO−、−OCO−CH=CH−、−OCO−CHCH−、−CHCH−COO−、−CH≡CH−COO−、−OCO−CH≡CH−、−CHO−、−OCH−、−CFO−、−OCF−、−CONH−、−NHCO−、−(CH−、−CHCH−、−CFCF−、−CH=CH−、−CF=CF−、または−C≡C−であり;Lは独立して2〜20の整数であり;W、W、W、WおよびWは独立して水素、フッ素、塩素、メチルまたはトリフルオロメチルであり;Wは−CN、−OCF、炭素数1〜10のアルキル、または炭素数1〜10のアルコキシであり;そして、PおよびPは独立して前記の式(2−1)〜式(2−3)のいずれか1つで表される重合性基である。
  16. 式(1)において、AおよびAが独立して1,4−シクロへキシレン、1,4−フェニレン、ナフタレン−2,6−ジイルまたはフルオレン−2,7−ジイルであり、この1,4−フェニレンおよびフルオレン−2,7−ジイルにおいて任意の水素はフッ素、メチルまたはトリフルオロメチルで置き換えられてもよく;ZおよびZが単結合であり;Zが独立して単結合、−COO−、−OCO−、−CH=CH−COO−、−CHCH−COO−、−OCO−CH=CH−、−OCO−CHCH−、−CHCH−または−C≡C−であり;mが1〜3の整数であり;QおよびQが独立して−O(CHCHO)−、−O(CHCHO)−、−O(CHCHCHO)−、または−O(CHCHCHO)−であり;PおよびPが独立して式(2−1)〜式(2−3)のいずれか1つで表される重合性基であって、Rが独立して水素、メチルまたはエチルであり:
    式(M1)、式(M2)、式(M3)および式(M4)において、Aが独立して1,4−シクロへキシレンまたは1,4−フェニレンであり、この1,4−フェニレンにおける1つまたは2つの水素はフッ素またはメチルで置き換えられてもよく;ZおよびZが独立して−O−、−COO−、−OCO−または−OCOO−であり;Lが独立して2〜8の整数であり;WおよびWが独立して水素またはメチルであり;WおよびWが独立して水素、フッ素、メチルまたはトリフルオロメチルであり;Wが水素、フッ素またはトリフルオロメチルである、請求項15に記載の重合性液晶組成物。
  17. 式(1)において、AおよびAが独立して1,4−シクロへキシレンまたは1,4−フェニレンであり、この1,4−フェニレンにおける1つまたは2つの水素はフッ素またはメチルで置き換えられてもよく;Zが独立して単結合、−COO−または−OCO−であり;mが1または2であり:
    式(M1)、式(M2)、式(M3)および式(M4)において、Aが独立して1,4−シクロへキシレンまたは1,4−フェニレンであり、この1,4−フェニレンにおける1つまたは2つの水素はフッ素またはメチルで置き換えられてもよく;ZおよびZが独立して−O−、−COO−、−OCO−または−OCOO−であり;WおよびWが独立して水素またはメチルであり;WおよびWが独立して水素、フッ素、メチルまたはトリフルオロメチルであり;Wが水素、フッ素またはトリフルオロメチルである、請求項16に記載の重合性液晶組成物。
  18. 請求項15に記載の式(1)で表される化合物と式(M1)、式(M2)、式(M3)および式(M4)のそれぞれで表される化合物の群から選ばれる化合物の合計量を基準として、式(1)で表される化合物の割合が5〜95重量%であり、式(M1)、式(M2)、式(M3)および式(M4)のそれぞれで表される化合物の群から選ばれる化合物の割合が5〜95重量%である、請求項15〜17のいずれか1項に記載の重合性液晶組成物。
  19. 請求項15に記載の式(1)で表される化合物と式(M1)、式(M2)、式(M3)および式(M4)のそれぞれで表される化合物の群から選ばれる化合物の合計量を基準として、式(1)で表される化合物の割合が10〜90重量%であり、式(M1)、式(M2)、式(M3)および式(M4)のそれぞれで表される化合物の群から選ばれる化合物の割合が10〜90重量%である、請求項15〜17のいずれか1項に記載の重合性液晶組成物。
  20. 請求項15に記載の式(1)で表される化合物と式(M1)、式(M2)、式(M3)および式(M4)のそれぞれで表される化合物の群から選ばれる化合物の合計量を基準として、式(1)で表される化合物の割合が20〜70重量%であり、式(M1)、式(M2)、式(M3)および式(M4)のそれぞれで表される化合物の群から選ばれる化合物の割合が30〜80重量%である、請求項15〜17のいずれか1項に記載の重合性液晶組成物。
  21. その他の重合性化合物をさらに含有する、請求項15〜20のいずれか1項に記載の重合性液晶組成物。
  22. その他の重合性の光学活性化合物をさらに含有する、請求項15〜21のいずれか1項に記載の重合性液晶組成物。
  23. 非重合性の液晶性化合物をさらに含有する、請求項15〜22のいずれか1項に記載の重合性液晶組成物。
  24. 非重合性の光学活性化合物をさらに含有する、請求項15〜23のいずれか1項に記載の重合性液晶組成物。
  25. 請求項1〜13のいずれか1項に記載の化合物の少なくとも1つを重合させて得られる光学異方性フィルム。
  26. 請求項15〜24のいずれか1項に記載の重合性液晶組成物を重合させて得られる光学異方性フィルム。
  27. Aプレートの光学特性を有する、請求項25または26に記載の光学異方性フィルム。
  28. Cプレートの光学特性を有する、請求項25または26に記載の光学異方性フィルム。
  29. ネガティブCプレートの光学特性を有する、請求項25または26に記載の光学異方性フィルム。
  30. Oプレートの光学特性を有する、請求項25または26に記載の光学異方性フィルム。
  31. 請求項25〜30のいずれか1項に記載の光学異方性フィルムを含有する液晶表示素子。
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