JP2021103256A - 重合性液晶混合物、重合性液晶組成物 - Google Patents

重合性液晶混合物、重合性液晶組成物 Download PDF

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Abstract

【課題】芳香族環を含む重合性液晶化合物は、逆波長分散性を有し光学特性に優れる位相差フィルムを得るための好適な材料となり得る一方で、対称性が高い分子構造を有する化合物であるとかかる分子構造に由来してさらに溶解性が低下しやすいという問題がある。溶剤に対する重合性液晶化合物の高い溶解性を実現する、好ましくは良好な円偏光変換可能な高い光学特性を有する位相差フィルムを構成するのに適した重合性液晶組成物を提供する。【解決手段】特定式(1)で表される重合性液晶化合物(1)と、特定式(2)で表される化合物(2)および特定式(3)で表される化合物(3)からなる群より選択される少なくとも1種とを含む重合性液晶混合物。【選択図】なし

Description

本発明は、重合性液晶混合物、前記重合性液晶混合物を含む重合性液晶組成物、前記重合性液晶組成物の硬化物、前記硬化物を含む位相差フィルム、楕円偏光板および光学ディスプレイに関する。
フラットパネル表示装置(FPD)に用いられる位相差フィルムなどの光学フィルムとして、例えば、重合性液晶化合物を溶剤に溶解させて得られる塗工液を、支持基材に塗布後、重合して得られる光学フィルムがある。従来、重合性液晶化合物としては、例えば、6員環が2〜4個程度連結された棒状構造のネマチック液晶化合物などが知られている。一方、位相差フィルムとしては、その特性の1つとして全波長領域において偏光変換可能であることが求められており、例えば[Re(450)/Re(550)]<1の逆波長分散性を示す波長域では、理論上、一様の偏光変換が可能であることが知られている。このような逆波長分散性を示す位相差フィルムを構成し得る重合性化合物として、例えば特許文献1に記載の化合物が知られている。
特開2019−73496号公報
特許文献1に開示されるような重合性液晶化合物を溶剤に溶解させて得られる塗工液を支持基材等に塗布して塗膜を形成した後、塗膜に含まれる重合性液晶化合物を液晶相状態へ転移させ、塗膜を乾燥して溶剤を留去することにより、塗工タイプの光学フィルムを得ることができる。しかしながら、従来の重合性液晶化合物は、その分子構造に由来して種々の溶剤への溶解性が乏しい場合が多く、このような溶解性が低い重合性液晶化合物においては、塗工液中に重合性液晶化合物が沈殿したり、結晶化して析出したりすることがあり、これらは、製膜性の低下のみならず得られる光学フィルムの光学特性を低下させる原因となり得る。特に、芳香族環を含む重合性液晶化合物は、逆波長分散性を有し光学特性に優れる位相差フィルムを得るための好適な材料となり得る一方で、対称性が高い分子構造を有する化合物であるとかかる分子構造に由来してさらに溶解性が低下しやすいという課題があることがわかった。
本発明は、溶剤に対する重合性液晶化合物の高い溶解性を実現する、好ましくは良好な円偏光変換可能な高い光学特性を有する位相差フィルムを構成するのに適した重合性液晶組成物を提供することを目的とする。
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、本発明を完成させるに至った。すなわち、本発明は、以下の好適な態様を提供するものである。
[1]式(1)で表される重合性液晶化合物(1)と、式(2)で表される化合物(2)および式(3)で表される化合物(3)からなる群より選択される少なくとも1種とを含む重合性液晶混合物。
Figure 2021103256
Figure 2021103256
Figure 2021103256
〔式(1)〜(3)中、
およびDは、それぞれ独立に、−O−CO−、−CO−O−、−C(=S)−O−、−O−C(=S)−、−O−CR1112−、−CR1112−O−、−NR11−CR1213−、−CR1213−NR11−、−CO−NR11−、またはNR11−CO−を表し、R11、R12およびR13は、それぞれ独立に、水素原子または炭素数1〜4のアルキル基を表す;
、G、AおよびAは、それぞれ独立に、二価の芳香族炭化水素基または二価の脂環式炭化水素基を表し、該二価の芳香族炭化水素基または二価の脂環式炭化水素基に含まれる水素原子は、ハロゲン原子、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のフルオロアルキル基、炭素数1〜4のアルコキシ基、シアノ基またはニトロ基に置換されていてもよく、該二価の芳香族炭化水素基または二価の脂環式炭化水素基を構成する炭素原子が、酸素原子、硫黄原子または窒素原子に置換されていてもよい;
およびDは、それぞれ独立に、−CR1415−、−CH−CH−、−O−、−S−、−CO−O−、−O−CO−、−O−CO−O−、−C(=S)−O−、−O−C(=S)−、−O−C(=S)−O−、−CO−NR14−、−NR14−CO−、−O−CH−、−CH−O−、−CH=CH−COO−、−CH=CH−OCO−、−COO−CH=CH−、−OCO−CH=CH−、−COO−CHCH−、−OCO−CHCH−、−CHCH−COO−、−CHCH−OCO−、−COO−CH−、−OCO−CH−、−CH−COO−、−CH−OCO−、−S−CH−、−CH−S−または単結合を表し、R14およびR15は、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子または炭素数1〜4のアルキル基を表す;
およびRは、それぞれ独立に、下記式(R−1):
−B−E−P (R−1)
[式(R−1)中、
は、−CR1415−、−CH−CH−、−O−、−S−、−CO−O−、−O−CO−、−O−CO−O−、−C(=S)−O−、−O−C(=S)−、−O−C(=S)−O−、−CO−NR14−、−NR14−CO−、−O−CH−、−CH−O−、−S−CH−、−CH−S−または単結合を表し、R14およびR15は、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子または炭素数1〜4のアルキル基を表す;
は、炭素数1〜12のアルキレン基を表し、該アルキレン基に含まれる水素原子は、炭素数1〜5のアルキル基、炭素数1〜5のアルコキシ基またはハロゲン原子に置換されていてもよく、該アルキレン基に含まれるメチレン基は、−O−またはCO−に置換されていてもよい;
は、重合性基を表す]
で表される基であり、
l1およびl2は、それぞれ独立に0または1の整数を表し、m1およびm2は、それぞれ独立に1〜4の整数を表し、n1およびn2は、それぞれ独立に0〜3の整数を表す;
、D、Aおよび/またはAが複数存在する場合は、それぞれ同一であっても異なっていてもよい;
置換基XおよびXは、それぞれ独立に、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、ペンタフルオロスルフラニル基、ニトロ基、シアノ基、イソシアノ基、アミノ基、ヒドロキシル基、メルカプト基、メチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジイソプロピルアミノ基、トリメチルシリル基、ジメチルシリル基、チオイソシアノ基、または、1個の−CH−または隣接していない2個以上の−CH−が各々独立して−O−、−S−、−CO−、−COO−、−OCO−、−CO−S−、−S−CO−、−O−CO−O−、−CO−NH−、−NH−CO−、−CH=CH−COO−、−CH=CH−OCO−、−COO−CH=CH−、−OCO−CH=CH−、−CH=CH−、−CF=CF−または−C≡C−に置き換えられてもよい炭素数1〜20の直鎖状または分岐状アルキル基を表し、該アルキル基中の任意の水素原子はフッ素原子に置換されてもよく、或いは、置換基XおよびXは、それぞれ独立に、−B−E−Pで表される基であってもよく、B、EおよびPはそれぞれ前記B、EおよびPと同様に定義され、それぞれ前記B、EおよびPと同一であっても異なっていてもよく、Xおよび/またはXが複数存在する場合は、それぞれ同一であっても異なっていてもよい;
およびYは、それぞれ独立に、下記式(Y−1):
Figure 2021103256
[式(Y−1)中、
は水素原子または炭素数1〜6のアルキル基を表し、該アルキル基は、1つ以上の置換基Xによって置換されていてもよく、置換基Xは、前記置換基XおよびXと同様に定義される;
は、芳香族炭化水素基を有する炭素数2〜30の有機基を表し、該芳香族炭化水素基の任意の炭素原子はヘテロ原子に置換されていてもよく、芳香族炭化水素基は、1つ以上の前記置換基Xによって置換されていてもよい;
は、−O−、−S−、−COO−、−OCO−、−OCO−O−、−NU−、−N=CU−、−CO−NU−、−OCO−NU−またはO−NU−を表し、Uは水素原子、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数3〜12のシクロアルキル基 、炭素数3〜12のシクロアルケニル基、芳香族炭化水素基(該芳香族炭化水素基の任意の炭素原子はヘテロ原子に置換されていてもよい)を有する炭素数2〜30の有機基、または(D−A−B−E−Pを表し、該アルキル基、シクロアルキル基、シクロアルケニル基および芳香族炭化水素基はそれぞれ、無置換であるかまたは1つ以上の置換基Xによって置換されていてもよく、該アルキル基は該シクロアルキル基またはシクロアルケニル基によって置換されていてもよく、該アルキル基中の1個の−CH−または隣接していない2個以上の−CH−は各々独立して−O−、−S−、−CO−、−COO−、−OCO−、−CO−S−、−S−CO−、−SO−、−O−CO−O−、−CO−NH−、−NH−CO−、−CH=CH−COO−、−CH=CH−OCO−、−COO−CH=CH−、−OCO−CH=CH−、−CH=CH−、−CF=CF−または−C≡C−に置き換えられてもよく、該シクロアルキル基またはシクロアルケニル基中の1個の−CH−または隣接していない2個以上の−CH−は、それぞれ独立に−O−、−CO−、−COO−、−OCO−、またはO−CO−O−に置き換えられてもよく、D、A、B、EおよびPは、それぞれ、前記D〜D、A〜A、B、EおよびPと同様に定義され、それぞれ前記DおよびD、AおよびA、B、E並びにPと同一であっても異なっていてもよく、qは0〜4の整数を表し、Dおよび/またはAが複数存在する場合は、それぞれ同一であっても異なっていてもよく、UとUとは結合して環を構成していてもよい]
で表される基から選択される。〕
[2]液体クロマトグラフィーによって測定される、重合性液晶化合物(1)と化合物(2)と化合物(3)との全ピーク面積に対する化合物(2)と化合物(3)とのピーク面積の合計値の割合が0.01%以上20%以下である、前記[1]に記載の重合性液晶混合物。
[3]式(1)〜(3)中のGおよびGがシクロヘキサン−1,4−ジイル基である、前記[1]または[2]に記載の重合性液晶混合物。
[4]式(1)〜(3)中のAおよびAが、それぞれ独立に、シクロヘキサン−1,4−ジイル基または1,4−フェニレン基である、前記[1]〜[3]のいずれかに記載の重合性液晶混合物。
[5]前記一般式(1)〜(3)中のTが−O−、−S−、−N=CU−または−NU−である、前記[1]〜[4]のいずれかに記載の重合性液晶混合物。
[6]前記一般式(1)〜(3)中、Tが−NU−であり、該Uが、水素原子がフッ素原子に置換されてもよく、1個の−CH−または隣接していない2個以上の−CH−が各々独立して−O−、−CO−、−COO−またはOCO−に置き換えられてもよい炭素数2〜20の直鎖状若しくは分岐状アルキル基または炭素数3〜12のシクロアルキル基、或いは、該シクロアルキル基によって置換されていてもよい前記アルキル基である、前記[1]〜[5]のいずれかに記載の重合性液晶混合物。
[7]固体−液晶相転移温度が25℃以上200℃以下である、前記[1]〜[6]のいずれかに記載の重合性液晶混合物。
[8]前記[1]〜[7]のいずれかに記載の重合性液晶混合物を含む重合性液晶組成物。
[9]光重合開始剤を含む、前記[8]に記載の重合性液晶組成物。
[10]有機溶剤を含む、前記[8]または[9]に記載の重合性液晶組成物。
[11]光重合開始剤が、アシルフォスフィンオキサイド系重合開始剤、α−アミノアルキルフェノン系重合開始剤、α−ヒドロキシケトン系重合開始剤およびオキシムエステル系重合開始剤からなる群から選択される少なくとも1種である、前記[9]または[10]に記載の重合性液晶組成物。
[12]有機溶剤がメチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノンおよびN−メチルピロリドンからなる群から選択される少なくとも1種である、前記[10]または[11]に記載の重合性液晶組成物。
[13]前記[8]〜[12]のいずれかに記載の重合性液晶組成物の硬化物。
[14]前記[8]〜[13]のいずれかに記載の重合性液晶組成物中の重合性液晶化合物が配向した状態で硬化してなる液晶硬化膜を含む位相差フィルム。
[15]下記式:
0.70≦Re(450)/Re(550)<1.00
〔式中、Re(λ)は位相差フィルムの波長λnmにおける面内位相差値を示す〕
を満たす、前記[14]に記載の位相差フィルム。
[16]前記[14]または[15]に記載の位相差フィルムを含む楕円偏光板。
[17]前記[16]に記載の楕円偏光板を含む光学ディスプレイ。
本発明によれば、溶剤に対する重合性液晶化合物の高い溶解性を実現する、好ましくは良好な円偏光変換可能な位相差フィルムを構成するのに適した重合性液晶化合物を含む、重合性液晶組成物を提供することができる。
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、本発明の範囲はここで説明する実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更をすることができる。
<重合性液晶混合物>
本発明の重合性液晶混合物は、式(1)で表される重合性液晶化合物(1)(以下、「重合性液晶化合物(1)」ともいう)と、式(2)で表される化合物(2)(以下、「化合物(2)」ともいう)および式(3)で表される化合物(3)(以下、「化合物(3)」ともいう)からなる群より選択される少なくとも1種とを含む。重合性液晶化合物(1)と、重合性液晶化合物(1)と近似する分子構造を有する、特に、式(1)における−(A−Dm1-G−D−および−D−G−(D−Am2−で表されるメソゲン部とRおよびRで表される構造とからなる部分で共通する分子構造を有する化合物(2)および/または化合物(3)とを組み合わせて含むと、重合性液晶化合物(1)の溶剤に対する溶解性が向上し得る。また、重合性液晶化合物(1)に対して加える化合物(2)および/または化合物(3)の量が少ない場合であっても、重合性液晶化合物(1)の相転移温度を下げる効果に優れるため、より低い加工温度で重合性液晶化合物(1)から光学フィルムを得ることができ、加熱による光学フィルムの光学特性への影響を低減できる点や製造効率の点においても有利である。
本発明の重合性液晶混合物に含まれる重合性液晶化合物(1)は、式(1)
Figure 2021103256
で表される化合物である。本発明において、重合性液晶化合物として1種を用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
式(1)中、DおよびDは、それぞれ独立に、−O−CO−、−CO−O−、−C(=S)−O−、−O−C(=S)−、−O−CR1112−、−CR1112−O−、−NR11−CR1213−、−CR1213−NR11−、−CO−NR11−または−NR11−CO−を表し、R11、R12およびR13は、それぞれ独立に、水素原子または炭素数1〜4のアルキル基を表す。中でも、DおよびDは、それぞれ独立に、−O−CO−、−CO−O−、−C(=S)−O−、−O−C(=S)−、−CO−NR11−または−NR11−CO−であることが好ましい。R、R、RおよびRは、それぞれ独立に、水素原子、メチル基またはエチル基であることが好ましい。
およびDは、互いに同一であっても異なっていてもよいが、同一であると、重合性液晶化合物(1)の配向性、工業的な製造のし易さや生産性等の点で有利である。
式(1)中、G、G、AおよびAは、それぞれ独立に、二価の芳香族炭化水素基または二価の脂環式炭化水素基を表し、該二価の芳香族炭化水素基または二価の脂環式炭化水素基に含まれる水素原子は、ハロゲン原子、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のフルオロアルキル基、炭素数1〜4のアルコキシ基、シアノ基またはニトロ基に置換されていてもよく、該二価の芳香族炭化水素基または二価の脂環式炭化水素基を構成する炭素原子は、酸素原子、硫黄原子または窒素原子に置換されていてもよい。
およびGとしては、例えば、式(g−1)〜式(g−10)で示されるヘテロ原子を含んでもよい脂環式炭化水素基が挙げられ、5員環または6員環の脂環式炭化水素基が好ましい。
Figure 2021103256
上記式(g−1)〜(g−10)で示される基は、メチル基、エチル基、イソプロピル基、tert−ブチル基等の炭素数1〜4のアルキル基;メトキシ基、エトキシ基等の炭素数1〜4のアルコキシ基;トリフルオロメチル基等の炭素数1〜4のフルオロアルキル基;シアノ基;ニトロ基;フッ素原子、塩素原子、臭素原子等のハロゲン原子で置換されていてもよい。
およびGとしては、それぞれ、式(g−1)で表される6員環からなる脂環式炭化水素基がより好ましく、シクロヘキサン−1,4−ジイル基がさらに好ましく、trans−シクロヘキサン−1,4−ジイル基が特に好ましい。
およびGは、互いに同一であっても異なっていてもよいが、同一であると重合性液晶化合物(1)の工業的な製造のし易さや生産性の点で有利である。
およびAにおける二価の脂環式炭化水素基または芳香族炭化水素基としては、上記式(g−1)〜式(g−10)で表される5員環または6員環などからなる脂環式炭化水素基や、式(a−1)〜式(a−8)で表される炭素数6〜20程度の二価の芳香族炭化水素基が挙げられる。
Figure 2021103256
なお、AおよびAとして、前記例示された基の水素原子の一部が、メチル基、エチル基、i−プロピル基またはt−ブチル基などの炭素数1〜4のアルキル基;メトキシ基またはエトキシ基などの炭素数1〜4のアルコキシ基;トリフルオロメチル基等の炭素数1〜4のフルオロアルキル基;シアノ基;ニトロ基;フッ素原子、塩素原子、臭素原子等のハロゲン原子に置換されていてもよい。
およびAとしては、シクロヘキサン−1,4−ジイル基または1,4−フェニレン基が好ましい。m1およびm2が1である場合には、AおよびAはそれぞれ1,4−フェニレン基であることが好ましく、m1およびm2が2以上である場合には、Gに隣接するDに結合するAおよびGに隣接するDに結合するAが、それぞれ1,4−フェニレン基であることが好ましい。
それぞれ1つまたは複数存在するAおよびAは、それぞれ互いに同一であっても異なっていてもよいが、重合性液晶化合物(1)の配向性、工業的な製造のし易さや生産性等の観点から、式(I):
Figure 2021103256
[式(I)中、X、X、Y、Y、n1およびn2は、それぞれ、式(1)におけるX、X、Y、Y、n1およびn2と同じ定義である]
で表される、重合性液晶化合物(1)のコア部を中心として2つのメソゲン部を構成する環構造が対称関係となることが好ましい。
式(1)中、DおよびDは、それぞれ独立に、−CR1415−、−CH−CH−、−O−、−S−、−CO−O−、−O−CO−、−O−CO−O−、−C(=S)−O−、−O−C(=S)−、−O−C(=S)−O−、−CO−NR14−、−NR14−CO−、−O−CH−、−CH−O−、−CH=CH−COO−、−CH=CH−OCO−、−COO−CH=CH−、−OCO−CH=CH−、−COO−CHCH−、−OCO−CHCH−、−CHCH−COO−、−CHCH−OCO−、−COO−CH−、−OCO−CH−、−CH−COO−、−CH−OCO−、−S−CH−、−CH−S−または単結合を表し、R14およびR15は、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子または炭素数1〜4のアルキル基を表す。中でも、DおよびDは、それぞれ独立に、−O−、−S−、−CO−O−、−O−CO−、−O−CO−O−、−CO−NR14−、−NR14−CO−、−CH=CH−COO−、−CH=CH−OCO−、−COO−CH=CH−、−OCO−CH=CH−、−COO−CHCH−、−OCO−CHCH−、−CHCH−COO−、−CHCH−OCO−または単結合であることが好ましく、−O−、−CO−O−、−O−CO−、−COO−CHCH−、−OCO−CHCH−、−CHCH−COO−または−CHCH−OCO−であることがより好ましく、−O−、−O−CO−または−CO−O−であることがさらに好ましい。R14およびR15は、それぞれ独立に、水素原子、メチル基またはエチル基であることが好ましい。
それぞれ1つまたは複数存在するDおよびDは、互いに同一であっても異なっていてもよいが、重合性液晶化合物(1)の、配向性、工業的な製造のし易さや生産性等の観点から、重合性液晶化合物(1)のコア部を中心として2つのメソゲン部を構成するDおよびDが対称関係となることが好ましい。
式(1)中、RおよびRは、それぞれ独立に、下記式(R−1):
−B−E−P (R−1)
[式(R−1)中、
は、−CR1415−、−CH−CH−、−O−、−S−、−CO−O−、−O−CO−、−O−CO−O−、−C(=S)−O−、−O−C(=S)−、−O−C(=S)−O−、−CO−NR14−、−NR14−CO−、−O−CH−、−CH−O−、−S−CH−、−CH−S−または単結合を表し、R14およびR15は、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子または炭素数1〜4のアルキル基を表す;
は、炭素数1〜12のアルキレン基を表し、該アルキレン基に含まれる水素原子は、炭素数1〜5のアルキル基、炭素数1〜5のアルコキシ基またはハロゲン原子に置換されていてもよく、該アルキレン基に含まれるメチレン基は、−O−またはCO−に置換されていてもよい;
は、重合性基を表す]
で表される基である。
式(R−1)中、Bは、−O−、−S−、−O−CO−、−CO−O−、−O−CO−O−、−CO−NR14−または−NR14−CO−であることが好ましく、−O−、−O−CO−、−CO−O−または−O−CO−O−であることがより好ましく、−O−、−O−CO−、または−CO−O−であることがさらに好ましい。
式(R−1)中、Pは重合性基である。本発明において該重合性基は、重合性液晶化合物(1)を重合させることのできる置換基であればよく、具体的には、ビニル基、p−スチルベン基、アクリロイル基、メタクロイル基、アクリロイルオキシ基、メタクロイルオキシ基、カルボキシル基、メチルカルボニル基、水酸基、アミド基、炭素数1〜4のアルキルアミノ基、アミノ基、エポキシ基、オキセタニル基、アルデヒド基、イソシアネート基、チオイソシアネート基などが例示される。また、重合性基には、上記例示の基とEとを結合するために、Bとして示される基が含まれていてもよい。Pとしては、例えば、光重合させるのに適したラジカル重合性基またはカチオン重合性基が好ましく、特に取り扱いが容易な上に、製造も容易であることからアクリロイル基またはメタクロイル基が好ましく、アクリロイル基がより好ましい。
式(1)中、m1およびm2は、それぞれ独立に、1〜4の整数を表し、好ましくは1〜3の整数であり、より好ましくは1〜2の整数であり、さらに好ましくは1である。
重合性液晶化合物(1)の配向性が良好になり、工業的に製造しやすく生産性を向上し得る等の観点から、重合性液晶化合物(1)においてコア部を中心として、メソゲン部における環構造の数が対称となることが好ましく、式(1)中、m1とm2とが同一であることが好ましい。
重合性液晶化合物(1)のコア部の構造〔前記式(I)で表される構造〕において、置換基XおよびXは、それぞれ独立に、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、ペンタフルオロスルフラニル基、ニトロ基、シアノ基、イソシアノ基、アミノ基、ヒドロキシル基、メルカプト基、メチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジイソプロピルアミノ基、トリメチルシリル基、ジメチルシリル基、チオイソシアノ基、または、1個の−CH−または隣接していない2個以上の−CH−が各々独立して−O−、−S−、−CO−、−COO−、−OCO−、−CO−S−、−S−CO−、−O−CO−O−、−CO−NH−、−NH−CO−、−CH=CH−COO−、−CH=CH−OCO−、−COO−CH=CH−、−OCO−CH=CH−、−CH=CH−、−CF=CF−または−C≡C−に置き換えられてもよい炭素数1〜20の直鎖状または分岐状アルキル基を表す。該アルキル基中の任意の水素原子はフッ素原子に置換されてもよく、或いは、置換基XおよびXは、それぞれ独立に、−B−E−Pで表される基であってもよく、B、EおよびPはそれぞれ前記B、EおよびPと同様に定義され、それぞれ前記B、EおよびPと同一であっても異なっていてもよく、Xおよび/またはXが複数存在する場合は、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。
液晶性や複屈折率が良好で合成が容易な観点から、置換基XおよびXは、好ましくはフッ素原子、塩素原子、ペンタフルオロスルフラニル基、ニトロ基、ヒドロキシル基、メルカプト基、メチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジイソプロピルアミノ基、または、任意の水素原子がフッ素原子に置換されてもよい、1個の−CH−または隣接していない2個以上の−CH−が各々独立して−O−、−S−、−CO−、−COO−、−OCO−、−CO−S−、−S−CO−、−O−CO−O−、−CO−NH−、−NH−CO−、−CH=CH−、−CF=CF−または−C≡C−から選択される基に置き換えられてもよい炭素数1〜20の直鎖状または分岐状アルキル基であり、特に、複屈折が良好で合成が容易な点から、フッ素原子、塩素原子、ヒドロキシル基、メチルアミノ基、ジメチルアミノ基、または、1個の−CH−または隣接していない2個以上の−CH−が各々独立して−O−、−S−、−CO−、−COO−、−OCO−、−CO−S−、−S−CO−、−O−CO−O−、−CO−NH−、−NH−CO−によって置換されていてもよい炭素数1〜12の直鎖状または分岐状アルキル基が好ましい。置換基XおよびXは、より好ましくはフッ素原子、塩素原子、または、任意の水素原子がフッ素原子に置換されてもよい、1個の−CH−または隣接していない2個以上の−CH−が各々独立して−O−、−COO−または−OCO−から選択される基に置き換えられてもよい炭素数1〜12の直鎖状または分岐状アルキル基であり、さらに好ましくはフッ素原子、塩素原子、または、任意の水素原子がフッ素原子に置換されてもよい炭素数1〜12の直鎖状または分岐状アルキル基若しくはアルコキシ基であり、特に好ましくはフッ素原子、塩素原子、または、炭素数1〜8の直鎖アルキル基若しくは直鎖アルコキシ基であり、とりわけ好ましくは炭素数1〜6の直鎖アルキル基である。
置換基Xおよび/またはXが、それぞれ独立して、上記式(I)で表されるコア構造におけるビフェニレン基に存在する場合、複屈折率が良好となる点から、その置換位置はビフェニレン基の6位、6’位であることが好ましい。このような分子構造を有する場合、ビフェニレン基における2つのベンゼン環のねじれ角が比較的大きくなり、π電子共役構造を切断しやすくなる。
式(1)中、YおよびYは、それぞれ独立に、下記式(Y−1):
Figure 2021103256
で表される基から選択される。
式(Y−1)中、Mは水素原子または炭素数1〜6のアルキル基を表す。当該アルキル基は、1つ以上の置換基Xによって置換されていてもよいし、無置換であってもよい。置換基Xとしては、前記置換基XおよびXとして挙げたものと同様の基が挙げられ、好ましくはフッ素原子、塩素原子、−CF、−OCFまたはシアノ基である。Mは、無置換であるか、水素原子または1つ以上のフッ素原子で置換された炭素数1〜6のアルキル基が好ましく、より好ましくは水素原子である。
は、芳香族炭化水素基を有する炭素数2〜30の有機基を表す。当該芳香族炭化水素基の任意の炭素原子はヘテロ原子に置換されていてもよく、Uは、芳香族炭化水素環および芳香族複素環からなる群から選択される少なくとも一つの芳香環を有する、炭素数2〜30の有機基である。前記芳香族炭化水素基は、1つ以上の前記置換基Xによって置換されていてもよいし、無置換であってもよい。
前記芳香環としては、下記式(U−1)〜(U−22)で表される基が好ましい。なお、下記式においてこれらの基は任意の位置にTとの結合手を有している。
Figure 2021103256
波長分散性が良好になる点から、Uは、1つ以上の炭素原子がヘテロ原子に置換されている、芳香族複素環を有する有機基であることが好ましく、波長分散性が良好で、高い複屈折を示すようになる点から、5員環と6員環の縮合環である芳香族複素環を有する有機基であることがより好ましい。5員環と6員環の縮合環である芳香族複素環としては、例えば、上記式(U−10)、式(U−11)、式(U−21)または式(U−22)で表される基において1つ以上の炭素原子がヘテロ原子で置換された芳香族複素環が挙げられる。
上記式(U−18)〜(U−20)中、Qは−O−、−S−、−NRQ−(式中、RQは水素原子または炭素数1〜8のアルキル基を表す)または−CO−を表すが、これらの基中の−CH=は各々独立して−N=に置き換えられていてもよく、−CH−は各々独立して−O−、−S−、−NRQ−(式中、RQは水素原子または炭素数1〜8のアルキル基を表す)、−SO−、−SO−または−CO−に置き換えられていてもよい(但し、酸素原子同士が直接結合する場合を除く)。これらの環に結合する1つ以上の水素原子は、前記置換基Xによって置換されていてもよい。
前記アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基等が挙げられる。前記アルキル基の炭素数は、好ましくは1〜4であり、より好ましくは1または2であり、さらに好ましくは1である。
式(U−1) で表される基としては、無置換または1つ以上の前記置換基Xによって置換されていてもよい、下記式(U−1−1)〜(U−1−8)で表される基が好ましい。下記式においてこれらの基は任意の位置にTとの結合手を有している。
Figure 2021103256
式(U−7)で表される基としては、無置換または1つ以上の前記置換基Xによって置換されていてもよい、下記式(U−7−1)〜(U−7−7)で表される基が好ましい。下記式においてこれらの基は任意の位置にTとの結合手を有している。
Figure 2021103256
式(U−10)で表される基としては、無置換または1つ以上の前記置換基Xによって置換されていてもよい、下記式(U−10−1)〜(U−10−9)で表される基が好ましい。下記式においてこれらの基は任意の位置にTとの結合手を有している。
Figure 2021103256
上記式(U−10−4)および(U−10−8)中、Rは水素原子または炭素数1〜6のアルキル基を表す。
式(U−11)で表される基としては、無置換または1つ以上の前記置換基Xによって置換されていてもよい、下記式(U−11−1)〜(U−11−12)で表される基が好ましい。下記式においてこれらの基は任意の位置にTとの結合手を有している。
Figure 2021103256
上記式(U−11−4)、(U−11−7)、(U−11−10)および(U−11−12)中、Rは水素原子または炭素数1〜6のアルキル基を表す。
式(U−13)で表される基としては、無置換または1つ以上の前記置換基Xによって置換されていてもよい、下記式(U−13−1)〜(U−13−19)で表される基が好ましい。下記式においてこれらの基は任意の位置にTとの結合手を有している。
Figure 2021103256
上記式(U−13−4)、(U−13−7)、(U−13−10)、(U−13−13)および(U−13−15)〜(U−13−19)中、Rは水素原子または炭素数1〜6のアルキル基を表す。
式(U−14)で表される基としては、無置換または1つ以上の前記置換基Xによって置換されていてもよい、下記式(U−14−1)〜(U−14−10)で表される基が好ましい。下記式においてこれらの基は任意の位置にTとの結合手を有している。
Figure 2021103256
上記式(U−14−4)、(U−14−7)、(U−14−9)および(U−14−10)中、Rは水素原子または炭素数1〜6のアルキル基を表す。
式(U−15)で表される基としては、無置換または1つ以上の前記置換基Xによって置換されていてもよい、下記式(U−15−1)〜(U−15−4)で表される基が好ましい。下記式においてこれらの基は任意の位置にTとの結合手を有している。
Figure 2021103256
上記式(U−15−4)中、Rは水素原子または炭素数1〜6のアルキル基を表す。
式(U−16)で表される基としては、無置換または1つ以上の前記置換基Xによって置換されていてもよい、下記式(U−16−1)〜(U−16−16)で表される基が好ましい。下記式においてこれらの基は任意の位置にTとの結合手を有している。
Figure 2021103256
上記式(U−16−4)、(U−16−7)、(U−16−9)、(U−16−12)および(U−16−14)〜(U−16−16)中、Rは水素原子または炭素数1〜6のアルキル基を表す。
式(U−17)で表される基としては、無置換または1つ以上の前記置換基Xによって置換されていてもよい、下記式(U−17−1)〜(U−17−4)で表される基が好ましい。下記式においてこれらの基は任意の位置にTとの結合手を有している。
Figure 2021103256
上記式(U−17−4)中、Rは水素原子または炭素数1〜6のアルキル基を表す。
式(U−18)で表される基としては、無置換または1つ以上の前記置換基Xによって置換されていてもよい、下記式(U−18−1)〜(U−18−6)で表される基が好ましい。下記式においてこれらの基は任意の位置にTとの結合手を有している。
Figure 2021103256
上記式(U−18−3)および(U−18−6)中、Rは水素原子または炭素数1〜6のアルキル基を表す。
式(U−19)で表される基としては、無置換または1つ以上の前記置換基Xによって置換されていてもよい、下記式(U−19−1)〜(U−19−6)で表される基が好ましい。下記式においてこれらの基は任意の位置にTとの結合手を有している。
Figure 2021103256
上記式(U−19−3)、(U−19−5)および(U−19−6)中、Rは水素原子または炭素数1〜6のアルキル基を表す。
式(U−20)で表される基としては、無置換または1つ以上の前記置換基Xによって置換されていてもよい、下記式(U−20−1)〜(U−20−9)で表される基が好ましい。下記式においてこれらの基は任意の位置にTとの結合手を有している。
Figure 2021103256
上記式(U−20−3)、(U−20−6)、(U−20−8)および(U−20−9)中、Rは水素原子または炭素数1〜6のアルキル基を表す。
式(U−21)で表される基としては、無置換または1つ以上の前記置換基Xによって置換されていてもよい、下記式(U−21−1)および(U−21−2)で表される基が好ましい。また、式(U−22)で表される基としては、無置換または1つ以上の前記置換基Xによって置換されていてもよい、下記式(U−22−1)および(U−22−2)で表される基が好ましい。下記式においてこれらの基は任意の位置にTとの結合手を有している。
Figure 2021103256
は、無置換または1つ以上の前記置換基Xによって置換されていてもよい、上記式(U−1−1)、式(U−7−1)、式(U−7−2)、式(U−7−7)、式(U−8)、式(U−10−2)、式(U−10−3)、式(U−10−4)、式(U−10−5)、式(U−10−6)、式(U−10−7)、式(U−10−8)、式(U−10−9)、式(U−11−2)、式(U−11−3)、式(U−11−4)、式(U−11−5)、式(U−11−6)、式(U−11−7)、式(U−11−8)、式(U−11−9)、式(U−11−10)、式(U−11−11)、式(U−11−12)、式(U−21−1)、式(U−21−2)、式(U−22−1)、および式(U−22−2)から選択される芳香族基を含むことがより好ましく、無置換または1つ以上の前記置換基Xによって置換されていてもよい、上記式(U−10−2)、式(U−10−3)、式(U−10−4)、式(U−10−5)、式(U−10−6)、式(U−10−7)、式(U−10−8)、および式(U−10−9)、式(U−21−1)、式(U−21−2)、式(U−22−1)、および式(U−22−2)から選択される芳香族基を含むことが特に好ましい。
また、Uにおいて上記芳香族基がXによって置換されている場合、該置換基としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、ニトロ基、シアノ基、イソシアノ基、アミノ基、ヒドロキシル基、メルカプト基、メチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジイソプロピルアミノ基、チオイソシアノ基、または、1個の−CH−または隣接していない2個以上の−CH−が、各々独立して−O−、−S−、−CO−、−COO−、−OCO−、−CO−S−、−S−CO−、−O−CO−O−、−CO−NH−若しくは−NH−CO−によって置換されていてもよい炭素数1〜20の直鎖状または分岐状アルキル基(該アルキル基中の任意の水素原子はフッ素原子で置換されていてもよい)が挙げられ、好ましくは、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、またはは、1個の−CH−または隣接していない2個以上の−CH−が各々独立して−O−、−S−、−CO−、−COO−、−OCO−、−CO−S−、−S−CO−、−O−CO−O−、−CO−NH−若しくは−NH−CO−によって置換されていてもよい炭素数1〜20の直鎖状または分岐状アルキル基(該アルキル基中の任意の水素原子はフッ素原子で置換されていてもよい)である。
具体的にUとしては、以下の式で表される基を有するものであることが好ましい。なお、下記式においてこれらの基は任意の位置にTとの結合手を有している。
Figure 2021103256
は、−O−、−S−、−COO−、−OCO−、−OCO−O−、−NU−、−N=CU−、−CO−NU−、−OCO−NU−又は−O−NU−を表す。Uは水素原子、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数3〜12のシクロアルキル基、炭素数3〜12のシクロアルケニル基、芳香族炭化水素基(該芳香族炭化水素基の任意の炭素原子はヘテロ原子に置換されていてもよい)を有する炭素数2〜30の有機基、または−(D−A−B−E−Pを表す。当該アルキル基、シクロアルキル基、シクロアルケニル基および芳香族炭化水素基はそれぞれ、1つ以上の前記置換基Xによって置換されていてもよいし、無置換であってもよい。また、当該アルキル基は当該シクロアルキル基またはシクロアルケニル基によって置換されていてもよい。当該アルキル基中の1個の−CH−または隣接していない2個以上の−CH−は、各々独立に−O−、−S−、−CO−、−COO−、−OCO−、−CO−S−、−S−CO−、−SO−、−O−CO−O−、−CO−NH−、−NH−CO−、−CH=CH−COO−、−CH=CH−OCO−、−COO−CH=CH−、−OCO−CH=CH−、−CH=CH−、−CF=CF−又は−C≡C−に置き換えられていてもよい。当該シクロアルキル基またはシクロアルケニル基中の1個の−CH−または隣接していない2個以上の−CH−は、各々独立に−O−、−CO−、−COO−、−OCO−、または−O−CO−O−に置き換えられていてもよい。D、A、B、EおよびPは、それぞれ、前記D〜D、A〜A、B、EおよびPと同様に定義され、それぞれ前記DおよびD、AおよびA、B、E並びにPと同一であっても異なっていてもよく、qは0〜4の整数を表し、Dおよび/またはAが複数存在する場合は、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。さらに、UとUとは結合して環を構成していてもよい。
は、複屈折が良好で合成が容易な点から、−O−、−S−、−N=CU−または−NU−であることが好ましい。さらに、Tは、波長分散性と複屈折とが良好な点から、−O−、−S−、または−NU−であることがより好ましい。
は、1つ以上の前記置換基Xによって置換されていてもよく、1個の−CH−または隣接していない2個以上の−CH−が各々独立して−O−、−CO−、−COO−、−OCO−、または−O−CO−O−に置き換えられていてもよい、炭素数1〜20のアルキル基若しくはアルケニル基、炭素原子数3〜12のシクロアルキル基、また炭素数3〜12のシクロアルケニル基、或いは、当該シクロアルキル基、シクロアルケニル基、またはアリール基によって置換されていてもよい前記アルキル基若しくはアルケニル基であるか、或いは、−(D−A−B−E−Pを表すことが好ましい。
は、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、複屈折の点からは、Uがヘテロ原子を含まない構造であることが好ましい。また、Uが、ヘテロ原子をより多く含む構造であること、中でも、1個の−CH−または隣接していない2個以上の−CH−が各々独立して−O−、−CO−、−COO−、−OCO−または−O−CO−O−によって置換されている構造を有する場合には、重合性液晶化合物(1)の溶剤溶解性が向上し、組み合わせ得る基材の選択肢が増える点において有利である。さらに、Uが、−(D−A−B−E−Pであると、該重合性液晶化合物(1)から形成される液晶硬化膜の硬化度が向上しやすく、耐久性が向上し得る点において好ましい。
本発明の一態様において、Tは−NU−であり、該Uは、水素原子がフッ素原子に置換されてもよく、1個の−CH−または隣接していない2個以上の−CH−が各々独立して−O−、−CO−、−COO−または−OCO−に置き換えられてもよい炭素数2〜20の直鎖状若しくは分岐状アルキル基または炭素数3〜12のシクロアルキル基、或いは、該シクロアルキル基によって置換されていてもよい前記アルキル基である。
無置換の炭素原子数1〜20のアルキル基若しくはアルケニル基、炭素原子数3〜12のシクロアルキル基、炭素原子数3〜12のシクロアルケニル基、当該シクロアルキル基、シクロアルケニル基またはアリール基によって置換されていてもよい前記アルキル基若しくはアルケニル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、n−へキシル基、1−メチルペンチル基、n−ヘプチル基、1−エチルペンチル基、n−オクチル基、2−エチルヘキシル基、n−ノニル基、n−デシル基、3,7−ジメチルオクチル基、n−ウンデシル基、n−ドデシル基、ビニル基、アリル基、イソプロペニル基、ブチニル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基、シクロオクテニル基、シクロペンチルメチル基、シクロヘキシルメチル基、ベンジル基等が挙げられる。
における置換基としては、好ましくはフッ素原子、塩素原子、臭素原子、シアノ基、ヒドロキシル基、メルカプト基、メチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジイソプロピルアミノ基、または、1個の−CH−または隣接していない2個以上の−CH−が各々独立して−O−、−S−、−CO−、−COO−、−OCO−、−CO−S−、−S−CO−、−O−CO−O−、−CO−NH−、−NH−CO−、−CH=CH−COO−、−CH=CH−OCO−、−COO−CH=CH−、−OCO−CH=CH−、−CH=CH−、−CF=CF−または−C≡C−に置き換えられていてもよい炭素数1〜20の直鎖状または分岐状アルキル基であり、より好ましくはフッ素原子、塩素原子、シアノ基、ヒドロキシル基、または、1個の−CH−または隣接していない2個以上の−CH−が各々独立して−O−、−CO−、−COO−、−OCO−、または−O−CO−O−に置き換えられていてもよい炭素数1〜20の直鎖状または分岐状アルキル基である。
複屈折、溶剤溶解性または耐久性の観点から、Uは、1つ以上の前記置換基Xによって置換されていてもよく、1個の−CH−または隣接していない2個以上の−CH−が各々独立して−O−、−CO−、−COO−、−OCO−、または−O−CO−O−に置き換えられていてもよい、炭素数1〜20のアルキル基若しくはアルケニル基、炭素数3〜12のシクロアルキル基、または炭素数3〜12のシクロアルケニル基、或いは、当該シクロアルキル基またはシクロアルケニル基によって置換されていてもよい前記アルキル基若しくはアルケニル基であるか、−(D−A−B−E−Pであることが好ましく、任意の水素原子がフッ素原子に置換されていてもよく、1個の−CH−または隣接していない2個以上の−CH−が各々独立して−O−、−CO−、−COO−、−OCO−に置き換えられていてもよい炭素数1〜20の直鎖状若しくは分岐状アルキル基または炭素数3〜12のシクロアルキル基、或いは、当該シクロアルキル基によって置換されていてもよい前記アルキル基であるか、−(D−A−B−E−Pであることがより好ましく、1個の−CH−または隣接していない2個以上の−CH−が各々−O−に置き換えられていてもよい炭素数1〜12の直鎖状若しくは分岐状アルキル基または炭素数3〜12のシクロアルキル基、或いは、当該シクロアルキル基によって置換されていてもよい前記アルキル基であるか、−(D−A−B−E−Pであることが好ましい。
なお、−(D−A−B−E−Pの好ましい構造は、前記D〜D、A〜A、B、EおよびPで定義される好ましい構造と同様である。qは0〜4の整数を表し、好ましくは0〜2の整数であり、より好ましくは0または1であり、さらに好ましくは0である。
さらに、複屈折および溶剤溶解性の観点から、Uは、水素原子がフッ素原子で置換されていてもよく、1個の−CH−または隣接していない2個以上の−CH−が各々独立して−O−、−CO−、−COO−、−OCO−に置き換えられていてもよい炭素数2〜20の直鎖状若しくは分岐状アルキル基または炭素数3〜12のシクロアルキル基、或いは、当該シクロアルキル基によって置換されていてもよい前記アルキル基が好ましく、水素原子がフッ素原子で置換されていてもよく、1個の−CH−または隣接していない2個以上の−CH−が各々独立して−O−、−CO−、−COO−、−OCO−に置き換えられていてもよい炭素数2〜20の直鎖状若しくは分岐状アルキル基がより好ましく、水素原子がフッ素原子で置換されていてもよく、1個の−CH−または隣接していない2個以上の−CH−が各々独立して−O−、−CO−、−COO−、−OCO−に置き換えられていてもよい炭素数2〜20の直鎖状アルキル基がさらに好ましい。
における炭素数は、4以上であることが好ましく、12以下であることがより好ましい。
とUは結合して環を構成していてもよい。その場合、例えば、−NUで表される環状基、または−N=CUで表される環状基が挙げられる。UとUが結合している窒素原子または炭素原子と一緒に形成している環としては、芳香環を有し炭素数が2〜30、好ましくは2〜18、より好ましくは2〜14である環が挙げられる。中でも、−NUで表される環状基は、無置換であるか1つ以上の前記置換基Xによって置換されていてもよい下記式(UU−1)〜(UU−22)で表される基から選択されることが好ましい。−N=CUで表される環状基は、下記式(UU−23)または式(UU−24)で表される基であることが好ましい。
Figure 2021103256
式(UU−1)〜(UU−22)から選択される基中の−CH=は各々独立に−N=に置き換えられていてもよく、−CH−は各々独立に−O−、−S−、−NRU−(式中、RUは水素原子または炭素数1〜8のアルキル基を表す)、−SO−、または−SO−または−CO−に置き換えられていてもよい(但し、酸素原子同士が直接結合する場合を除く)。これらの環に結合する1つ以上の水素原子は、前記置換基X3によって置換されていてもよい。前記アルキル基を構成するアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基等が挙げられる。前記アルキル基の炭素数は1〜4が好ましく、1または2がより好ましく、1がさらに好ましい。
およびUに含まれるπ電子の総数は、波長分散特性、液晶性および合成容易性等の観点から、好ましくは4以上24以下であり、より好ましくは4以上20以下である。
原料が入手しやすく、溶解性が良好で高い複屈折率を示す点から、YおよびYはそれぞれ、下記式(Y−1’)〜(Y−47’)で表される基から選択されることが特に好ましい。
Figure 2021103256
Figure 2021103256
式(1)中n1およびn2は、それぞれ独立に0〜3の整数を表す。n1およびn2は、それぞれ独立に、好ましくは0〜2であり、より好ましくは0または1である。
重合性液晶化合物(1)の配向性が良好になり、工業的に製造しやすく生産性を向上し得る等の観点から、重合性液晶化合物(1)の分子構造が対称となることが好ましく、式(1)中、n1とn2とが同一であることが好ましい。
上記式(I)で表されるコア構造における分子構造としては、下記式(I−1)〜(I−8)で表される構造が好ましい。
Figure 2021103256
重合性液晶化合物(1)としては、例えば具体的に、下記式(1−1)〜(1−28)で表されるような化合物が挙げられる。
Figure 2021103256
Figure 2021103256
Figure 2021103256
Figure 2021103256
Figure 2021103256
Figure 2021103256
Figure 2021103256
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本発明の重合性液晶混合物は、重合性液晶化合物(1)に加えて、式(2)で表される化合物(2)および式(3)で表される化合物(3)からなる群より選択される少なくとも1種を含む。
Figure 2021103256
Figure 2021103256
式(2)および(3)において、D、D、G、G、D、D、A、A、R、R、X、X、Y、Y、m1、m2、n1およびn2は、それぞれ、該化合物(2)および/または(3)が含まれる重合性液晶混合物を構成する重合性液晶化合物(1)に対応する式(1)におけるD、D、G、G、D、D、A、A、R、R、X、X、Y、Y、m1、m2、n1およびn2と同じである。なお、式(1)で表される構造を有する重合性液晶化合物(1)が複数種含まれる場合、それらのうちの少なくとも1つの重合性液晶化合物(1))に対応する式(1)におけるD、D、G、G、D、D、A、A、R、R、X、X、Y、Y、m1、m2、n1およびn2と同じD、D、G、G、D、D、A、A、R、R、X、X、m1、m2、n1およびn2、並びに、YまたはYである化合物(2)および/または化合物(3)を含めばよい。
本発明の重合性液晶混合物は、化合物(2)および化合物(3)のいずれか一方を含めばよいが、化合物(2)と化合物(3)の両方を含んでいてもよい。
式(2)および式(3)中のl1およびl2は、それぞれ独立に0または1の整数である。
本発明の重合性液晶混合物は、重合性液晶化合物(1)に加えて、重合性液晶化合物(1)と近似する分子構造を有する化合物(2)および/または化合物(3)を含むことにより、重合性液晶化合物(1)の溶剤に対する溶解性が向上する。このため、重合性液晶化合物(1)を単独で溶剤に溶解させる場合と比較して、同じ量またはより少ない量の溶剤に対してより多くの重合性液晶化合物(1)を容易に溶解させることが可能となる。これにより、塗工液中に未溶解の重合性液晶化合物(1)が残存し難く、製膜時の高い塗布性を確保することができ、製膜性に優れた重合性液晶組成物となる。さらに、塗工液を調製するために必要とされる溶剤量を削減することができる、選択し得る溶剤の種類が多くなることにより用いる基材や配向膜、製造条件等の選択肢が増えるといった点においても有利である。また、溶剤に対する重合性液晶化合物(1)の溶解性が向上することにより、塗工液中での重合性液晶化合物(1)の析出や沈殿を抑制することができる。これにより、未溶解の重合性液晶化合物(1)や析出物等に起因する配向欠陥の発生を抑制したり、保管安定性を向上させたりすることができ、用いる重合性液晶化合物(1)が本来発現し得る光学特性を低下させることなく製膜化することが可能となる。また、重合性液晶化合物(1)に対して加える化合物(2)および/または化合物(3)の量が少ない場合であっても、重合性液晶化合物(1)の相転移温度を下げる効果に優れるため、より低い加工温度で重合性液晶化合物(1)から光学フィルムを得ることができ、加熱による光学フィルムの光学特性への影響を低減できる点や製造効率の点においても有利である。
本発明の重合性液晶混合物は、液体クロマトグラフィーによって測定される、重合性液晶化合物(1)と化合物(2)と化合物(3)との全ピーク面積に対する化合物(2)と化合物(3)とのピーク面積の合計値の割合(以下、「面積百分率値」ともいう)が0.01%以上20%以下となる量で、化合物(2)および/または化合物(3)を含むことが好ましい。化合物(2)および/または(3)の面積百分率値が上記下限値以上であると、重合性液晶化合物(1)の溶剤に対する溶解性を十分に向上させ得る。また、化合物(2)および/または(3)の面積百分率値が上記上限値以下であると、該重合性液晶混合物を含む重合性液晶組成物から光学フィルムを作成する際の液晶の配向状態を良好に保つことができるため、光学特性に優れる光学フィルムを得ることができる。本発明において、化合物(2)および/または化合物(3)の面積百分率値は、より好ましくは15%以下、さらに好ましくは10%以下、特に好ましくは8%以下、とりわけ好ましくは6%以下である。また、本発明においては、化合物(2)および/または化合物(3)を非常に少量で含む場合であっても、溶剤に対する重合性液晶化合物(1)の溶解性を大きく向上させる効果に優れるため、本発明の一態様において、化合物(2)および/または化合物(3)の面積百分率値は1.0%未満であってもよく、0.5%以下または0.1%以下の場合であっても本発明における上記の有利な効果を十分に得ることができる。
面積百分率値は、液体クロマトグラフィーによって測定されるピーク面積に基づき算出することができ、詳細には、後述する実施例に記載の方法により測定、算出できる。
本発明の重合性液晶混合物は、本発明の効果に影響を及ぼさない限りにおいて、重合性液晶化合物(1)、化合物(2)および化合物(3)以外の重合性液晶化合物を含んでいてもよい。そのような重合性液晶化合物としては、例えば、特開2011−207765号公報、特許第5962760号公報等記載されるような、液晶硬化膜にした場合に逆波長分散性を発現し得る重合性液晶化合物や、正波長分散性を発現し得る重合性液晶化合物などが挙げられる。
本発明の重合性液晶混合物が重合性液晶化合物(1)、化合物(2)および化合物(3)以外の重合性液晶化合物を含む場合、その含有量は、重合性液晶化合物(1)、化合物(2)および化合物(3)の合計100質量部に対して20質量部以下であることが好ましく、10質量部以下であることがより好ましく、7質量部以下であることがさらに好ましくい。特に、分子構造の大きく異なる液晶化合物の含有量が多くなり過ぎると、相分離を引き起こし、外観を損なうおそれがあるため、本発明の重合性液晶混合物を構成する重合性液晶化合物は、重合性液晶化合物(1)と類似する重合性液晶化合物から実質的に構成されることが好ましい。なお、前記「類似する」とは、例えば、重合性液晶化合物(1)のメソゲン部やRおよびRで表される部分と共通する構造を有する場合をいい、前記「実質的に構成される」とは、重合性液晶化合物(1)、化合物(2)および化合物(3)の含有量が本発明の重合性液晶混合物に含まれる重合性液晶化合物の総質量に対して90質量%以上であることをいう。本発明の一態様において、重合性液晶混合物は、重合性液晶化合物(1)、化合物(2)および化合物(3)以外の重合性液晶化合物を含まない。
本発明の重合性液晶組成物を構成する重合性液晶化合物(1)、化合物(2)および(3)の製造方法は特に限定されず、それぞれ、Methoden der Organischen Chemie、Organic Reactions、OrganicSyntheses、Comprehensive Organic Synthesis、新実験化学講座等に記載されている公知の有機合成反応(例えば、縮合反応、エステル化反応、ウイリアムソン反応、ウルマン反応、ウイッティヒ反応、シッフ塩基生成反応、ベンジル化反応、薗頭反応、鈴木−宮浦反応、根岸反応、熊田反応、檜山反応、ブッフバルト−ハートウィッグ反応、フリーデルクラフト反応、ヘック反応、アルドール反応等)を、その構造に応じて、適宜組み合わせることにより、製造することができる。
例えば、式(1)中のDおよびDが、それぞれ*−OCO−であり(*はコア構造であるビフェニレン基との結合位置を示す)、Mが水素原子である、下記式(E)で表される重合性液晶化合物(1)の場合、例えば特開2019−73496号公報に開示されるような方法に準拠して、下記のように製造することができる。なお、下記式(E)中、G、G、D、D、A、A、R、R、X、X、U、T、m1、m2、n1およびn2は、それぞれ、式(1)におけるものと同一の意味を表す。
Figure 2021103256
まず、4,4’−ジヒドロキシビフェニル、または、これにさらに置換基Xおよび/またはXが導入された式(A)で表される化合物に、ダフ反応等によって所望の位置にアルデヒド基を導入した式(B)で表される中間体Aを製造する。
Figure 2021103256
次に、式(B)で表される中間体Aと、HOOC−G−(D−Am1−Rで表される中間体B(G、D、A、R、およびm1は、式(1)におけるものと同一の意味を表す)とを、縮合反応等によって反応させることにより、式(C)で表される中間体Cを得る。さらに、得られた式(C)で表される中間体Cと、HOOC−G−(D−Am2−Rで表される中間体D(G、D、A、R、およびm2は、式(1)におけるものと同一の意味を表す)とを反応させることにより、式(D)で表される中間体Eを得る。前記中間体Bと中間体Dの構造が同じ場合には、中間体Aに中間体Bを反応させることにより中間体Eを得ることができる。
Figure 2021103256
次いで、式(D)で表される中間体Eに、例えばU−T−NHで表される中間体Fを反応させることにより、式(E)で表される化合物を得ることができる。
Figure 2021103256
また、前記式(B)で表される中間体Aは、XおよびXの種類や置換位置、YおよびYの置換位置等によって、例えば3,4−メチレンジオキシフェノール(東京化成工業(株)製)またはその誘導体に、ダフ反応を行ってアルデヒド基を導入し、鈴木−宮浦カップリング反応を行うことにより得てもよい。
さらに、例えば、式(B)で表される中間体Aに、側鎖部分となるYおよびYを予め導入した中間体Gを得た後、当該中間体Gに、HOOC−G−(D−Am1−Rで表される中間体B(G、D、A、R、およびm1は、式(1)におけるものと同一の意味を表す)や、HOOC−G−(D−Am2−Rで表される中間体D(G、D、A、R、およびm2は、式(1)におけるものと同一の意味を表す)を反応させることにより、式(E)で表される化合物を得てもよい。
また製造に用いられる各中間体は、適宜市販品を用いてもよいし、従来公知の方法で適宜合成することができる。
化合物(2)および化合物(3)は、式(2)中のl1および式(3)中のl2が、それぞれ0である場合、例えば、特許第5962760号に開示されるような方法に準拠して調製することができる。また、式(2)中のl1および式(3)中のl2が、それぞれ1である場合、例えば、上述した重合性液晶化合物(1)の製造方法と同様の方法において、式(A)で表される化合物にアルデヒド基を導入し、式(B’)で表される、ビフェニルの一方にのみアルデヒド基が導入された中間体A’を調製し、該中間体A’をコア構造に相当する化合物として用いて、前記重合性液晶化合物(1)の製造方法と同様の手順で中間体BおよびD等と反応させることにより製造できる。
Figure 2021103256
本発明の重合性液晶混合物を構成する重合性液晶化合物(1)、化合物(2)および/または化合物(3)は、それぞれを別々に調製した後、2種または3種を混合することによって液晶混合物とすることができる。また、前記式(A)で示される化合物から前記式(B)で表される中間体Aと前記式(B’)で示される中間体A’とを用いて、前記重合性液晶化合物(1)の製造方法と同様の手順で中間体BおよびD等と反応させることにより、重合性液晶化合物(1)、化合物(2)および化合物(3)を含む液晶混合物として調製することもできる。得られた液晶混合物から各化合物を単離することなく、該液晶混合物と重合性液晶化合物(1)とを混合する、または該液晶混合物と化合物(2)や化合物(3)とを混合すること等により、前記液晶混合物中の重合性液晶化合物(1)と化合物(2)および/または(3)の含有量を制御することによって、所望の重合性液晶混合物を調製することができる。
重合性液晶混合物を、前者の方法により調製すると、化合物(2)や化合物(3)の含有量を所望の範囲に調整しやすく、重合性液晶化合物(1)の溶剤溶解性を制御しやすい。一方、後者の方法により重合性液晶混合物を調製すると、合成が簡便であり、重合性液晶組成物をより効率的に製造し得る。
本発明の重合性液晶組成物は、本発明の重合性液晶混合物を含む。重合性液晶組成物中の重合性液晶混合物の含有量(全ての重合性液晶化合物の総量)は、重合性液晶組成物の固形分100質量部に対して、例えば70〜99.5質量部であり、好ましくは80〜99質量部であり、より好ましくは85〜98質量部であり、さらに好ましくは90〜95質量部である。重合性液晶混合物の含有量が上記範囲内であれば、得られる液晶硬化膜の配向性の観点から有利である。なお、本明細書において、重合性液晶化合物には、重合性液晶化合物(1)、化合物(2)および(3)、並びに、含まれる場合にはこれらとは異なる他の重合性液晶化合物が含まれ、重合性液晶混合物は、通常、重合性液晶化合物のみからなる。重合性液晶組成物の固形分とは、重合性液晶組成物から有機溶媒等の揮発性成分を除いた全ての成分を意味する。
本発明の重合性液晶組成物は、本発明の重合性液晶混合物、すなわち、重合性液晶化合物(1)、化合物(2)および/または化合物(3)に加えて、有機溶剤、光重合開始剤、重合禁止剤、光増感剤、レベリング剤などの添加剤をさらに含んでいてもよい。これらの成分は、それぞれ、1種のみを用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
本発明において重合性液晶混合物は、通常、溶剤に溶解した状態で基材等に塗布されるため溶剤を含むことが好ましい。溶剤としては、重合性液晶化合物(1)、化合物(2)および(3)等の重合性液晶混合物を構成する重合性液晶化合物を溶解し得る溶剤が好ましく、また、重合性液晶化合物の重合反応に不活性な溶剤であることが好ましい。本発明の重合性液晶組成物は、重合性液晶化合物(1)とともに化合物(2)および/または化合物(3)を含むことにより、重合性液晶化合物(1)を単独で溶剤に溶解させる場合と比較して重合性液晶化合物(1)の溶剤溶解性を顕著に向上させ得る。このため、種々の溶剤を適用可能となる。溶剤としては、例えば、水、メタノール、エタノール、エチレングリコール、イソプロピルアルコール、プロピレングリコール、エチレングリコールメチルエーテル、エチレングリコールブチルエーテル、1−メトキシ−2−プロパノール、2−ブトキシエタノールおよびプロピレングリコールモノメチルエーテル等のアルコール溶剤;酢酸エチル、酢酸ブチル、エチレングリコールメチルエーテルアセテート、γ−ブチロラクトン、プロピレングリコールメチルエーテルアセテートおよび乳酸エチル等のエステル溶剤;アセトン、メチルエチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、2−ヘプタノンおよびメチルイソブチルケトン等のケトン溶剤;ペンタン、ヘキサンおよびヘプタン等の脂肪族炭化水素溶剤;エチルシクロヘキサン等の脂環式炭化水素溶剤;トルエンおよびキシレン等の芳香族炭化水素溶剤;アセトニトリル等のニトリル溶剤;テトラヒドロフランおよびジメトキシエタン等のエーテル溶剤;クロロホルムおよびクロロベンゼン等の塩素含有溶剤;ジメチルアセトアミド、ジメチルホルミアミド、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン等のアミド系溶剤等が挙げられる。これらの溶剤は、単独または2種以上組み合わせて使用できる。これらの中でも、有機溶剤が好ましく、アルコール溶剤、エステル溶剤、ケトン溶剤、塩素含有溶剤、アミド系溶剤および芳香族炭化水素溶剤がより好ましく、溶解性、工業的な製造のし易さや生産性等の観点から、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノンおよびN−メチルピロリドンからなる群から選択される少なくとも1種がさらに好ましい。
重合性液晶組成物中の溶剤の含有量は、重合性液晶組成物100質量部に対して、好ましくは50〜98質量部、より好ましくは70〜95質量部である。従って、重合性液晶組成物100質量部に占める固形分は、2〜50質量部が好ましく、5〜30質量部がより好ましい。固形分が50質量部以下であると、重合性液晶組成物の粘度が低くなることから、膜の厚みが略均一になり、ムラが生じ難くなる傾向がある。上記固形分は、製造しようとする液晶硬化膜の厚みを考慮して適宜定めることができる。本発明の重合性液晶組成物は、重合性液晶化合物(1)とともに化合物(2)および/または化合物(3)を含むことにより、溶剤に対する溶解性に優れるため、塗工時および保存時等に使用する有機溶剤の量を減らすことができる点においても有利である。
本発明の重合性液晶組成物は光重合開始剤を含むことが好ましい。光重合開始剤は、光の寄与によって反応活性種を生成し、重合性液晶等の重合反応を開始し得る化合物である。反応活性種としては、ラジカル、カチオンまたはアニオン等の活性種が挙げられる。中でも反応制御が容易であるという観点から、光照射によってラジカルを発生する光重合開始剤が好ましい。光重合開始剤として、1種のみを用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
光重合開始剤としては、例えば、チオキサントン等を含む芳香族ケトン類、α−アミノアルキルフェノン類、α−ヒドロキシケトン類、アシルフォスフィンオキサイド類、オキシムエステル類、芳香族オニウム塩類、有機過酸化物、チオ化合物、ヘキサアリールビイミダゾール化合物、ケトオキシムエステル化合物、ボレート化合物、アジニウム化合物、メタロセン化合物、活性エステル化合物、炭素ハロゲン結合を有する化合物、およびアルキルアミン化合物等が挙げられる。中でも、液晶硬化膜の耐久性が向上する観点から、アシルフォスフィンオキサイド系重合開始剤、α−アミノアルキルフェノン系重合開始剤、α−ヒドロキシケトン系重合開始剤およびオキシムエステル系重合開始剤からなる群より選択される少なくとも1種が好ましい。
アシルフォスフィンオキサイド系重合開始剤としては、例えばビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニル−フォスフィンオキサイド(例えば、商品名:イルガキュア819、BASF社製等)、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2,4,4−トリメチル−ペンチルフェニルフォスフィンオキサイド、2,4,6−トリメチルベンゾイル−ジフェニル−フォスフィンオキサイド(商品名:Lucirin TPO:BASF社製等)等が挙げられる。
α−アミノアルキルフェノン系重合開始剤としては、例えば、2−メチル−1−(4−メチルチオフェニル)−2−モルフォリノプロパン−1−オン(例えば、イルガキュア907、BASF社製等)、2−ベンジル−2−(ジメチルアミノ)−1−(4−モルフォリノフェニル)−1−ブタノン(例えば、イルガキュア369、BASF社製等)、2−(ジメチルアミノ)−2−[(4−メチルフェニル)メチル]−1−[4−(4−モルホリニル)フェニル]−1−ブタノン(例えば、イルガキュア379EG、BASF社製等)等が挙げられる。
α−ヒドロキシケトン系重合開始剤としては、例えば、2−ヒドロキシ−1−{4−〔4−(2−ヒドロキシ−2−メチル−プロピオニル)−ベンジル〕−フェニル}−2−メチル−プロパン−1−オン(例えば、商品名:イルガキュア127、BASF社製等)、2−ヒドロキシ−4’−ヒドロキシエトキシ−2−メチルプロピオフェノン(例えば、商品名:イルガキュア2959、BASF社製等)、1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン(例えば、商品名:イルガキュア184、BASF社製等)、オリゴ{2−ヒドロキシ−2−メチル−1−[4−(1−メチルビニル)フェニル]プロパノン}(例えば、商品名:ESACURE ONE、Lamberti社製等)等が挙げられる。
オキシムエステル系重合開始剤としては、1.2−オクタンジオン,1−[4−(フェニルチオ)−,2−(O−ベンゾイルオキシム)](商品名:イルガキュアOXE−01、BASF製)、エタノン,1−[9−エチル−6−(2−メチルベンゾイル)−9H−カルバゾール−3−イル]−,1−(o−アセチルオキシム)(商品名:イルガキュアOXE−02、BASF製)、メタノン,エタノン,1−[9−エチル−6−(1,3−ジオキソラン,4−(2−メトキシフェノキシ)−9H−カルバゾール−3−イル]−,1−(o−アセチルオキシム)(商品名:ADEKA OPT−N−1919、ADEKA社製)等が挙げられる。
光重合開始剤の含有量は、重合性液晶化合物の総量100質量部に対して、通常、0.1質量部以上20質量部以下であり、好ましくは1質量部以上15質量部以下であり、より好ましくは1質量部以上10質量部以下である。上記範囲内であれば、重合性基の反応が十分に進行し、かつ、重合性液晶化合物(1)の配向を乱し難い。
重合禁止剤を配合することにより、重合性液晶化合物の重合反応をコントロールすることができる。重合禁止剤としては、ハイドロキノンおよびアルキルエーテル等の置換基を有するハイドロキノン類;ブチルカテコール等のアルキルエーテル等の置換基を有するカテコール類;ピロガロール類、2,2,6,6−テトラメチル−1−ピペリジニルオキシラジカル等のラジカル補捉剤;チオフェノール類;β−ナフチルアミン類およびβ−ナフトール類が挙げられる。配向を乱すことなく重合性液晶化合物(1)を重合するためには、重合禁止剤の含有量は、重合性液晶化合物の総量100質量部に対して、通常0.01〜10質量部であり、好ましくは0.1〜5質量部であり、さらに好ましくは0.1〜3質量部である。
さらに、増感剤を用いることにより、光重合開始剤を高感度化することができる。光増感剤としては、例えば、キサントン、チオキサントン等のキサントン類;アントラセンおよびアルキルエーテル等の置換基を有するアントラセン類;フェノチアジン;ルブレンが挙げられる。光増感剤としては、例えば、キサントン、チオキサントン等のキサントン類;アントラセンおよびアルキルエーテル等の置換基を有するアントラセン類;フェノチアジン;ルブレンが挙げられる。光増感剤の含有量は、重合性液晶化合物の総量100質量部に対して、通常0.01〜10質量部であり、好ましくは0.05〜5質量部であり、さらに好ましくは0.1〜3質量部である。
本発明の重合性液晶組成物はレベリング剤を含んでいてもよい。レベリング剤は、重合性液晶組成物の流動性を調整し、これを塗布して得られる膜をより平坦にする機能を有する添加剤であり、例えば、シリコーン系、ポリアクリレート系およびパーフルオロアルキル系のレベリング剤が挙げられる。具体的には、DC3PA、SH7PA、DC11PA、SH28PA、SH29PA、SH30PA、ST80PA、ST86PA、SH8400、SH8700、FZ2123(以上、全て東レ・ダウコーニング(株)製)、KP321、KP323、KP324、KP326、KP340、KP341、X22−161A、KF6001(以上、全て信越化学工業(株)製)、TSF400、TSF401、TSF410、TSF4300、TSF4440、TSF4445、TSF−4446、TSF4452、TSF4460(以上、全てモメンティブ パフォーマンス マテリアルズ ジャパン合同会社製)、フロリナート(fluorinert)(登録商標)FC−72、同FC−40、同FC−43、同FC−3283(以上、全て住友スリーエム(株)製)、メガファック(登録商標)R−08、同R−30、同R−90、同F−410、同F−411、同F−443、同F−445、同F−470、同F−477、同F−479、同F−482、同F−483(以上、いずれもDIC(株)製)、エフトップ(商品名)EF301、同EF303、同EF351、同EF352(以上、全て三菱マテリアル電子化成(株)製)、サーフロン(登録商標)S−381、同S−382、同S−383、同S−393、同SC−101、同SC−105、KH−40、SA−100(以上、全てAGCセイミケミカル(株)製)、商品名E1830、同E5844((株)ダイキンファインケミカル研究所製)、BM−1000、BM−1100、BYK−352、BYK−353およびBYK−361N(いずれも商品名:BM Chemie社製)等が挙げられる。中でも、ポリアクリレート系レベリング剤およびパーフルオロアルキル系レベリング剤が好ましい。
重合性液晶組成物におけるレベリング剤の含有量は、重合性液晶化合物の総量100質量部に対して、0.01〜5質量部が好ましく、0.05〜3質量部がさらに好ましい。レベリング剤の含有量が、上記範囲内であると、重合性液晶化合物を配向させることが容易であり、かつ得られる液晶硬化膜がより平滑となる傾向があるため好ましい。重合性液晶組成物は、レベリング剤を2種類以上含有していてもよい。
本発明の重合性液晶組成物は、重合性液晶化合物(1)、化合物(2)および/または化合物(3)に、必要に応じて、溶剤、光重合開始剤、重合禁止剤、光増感剤またはレベリング剤などの添加剤を加えて、所定温度で撹拌混合すること等により調製することができる。
<位相差フィルム>
本発明の重合性液晶組成物は、重合性液晶化合物(1)の溶剤に対する溶解性が高く、塗布性および製膜性に優れるため、未溶解の重合性液晶化合物(1)、組成物中の沈殿物や析出物等に起因する配向欠陥の発生を抑制することができる。このため、本発明の重合性液晶組成物を用いることにより、重合性液晶化合物(1)が本来発現し得る光学特性を低下させることなく製膜化することが可能となり、優れた光学特性を有した液晶硬化膜を得ることができる。したがって、本発明は、本発明の重合性液晶組成物の硬化物、特に、該重合性液晶組成物の硬化物であって、該重合性液晶組成物中の重合性液晶化合物(1)が配向した状態で硬化してなる液晶硬化膜を含む位相差フィルムにも関する。前記液晶硬化膜から構成される位相差フィルムは、用いる重合性液晶化合物(1)が本来発揮し得る光学特性を十分に発現することができ、高い光学性能を有する位相差フィルムとなり得る。
本発明の位相差フィルムを構成する液晶硬化膜は、重合反応が容易であり、均一な液晶硬化膜を得やすいため、重合性液晶化合物(1)、化合物(2)および/または化合物(3)の混合物の配向状態における共重合体から構成されていることが好ましい。
本発明の一態様において、本発明の位相差フィルムは、本発明の重合性液晶組成物の硬化物であり、下記式(i)、(ii)および(iii)で表される光学特性を有する液晶硬化膜を含む。該液晶硬化膜は、通常、重合性液晶化合物が該液晶硬化膜平面に対して水平方向に配向した状態で硬化してなる硬化物(以下、「水平配向液晶硬化膜」ともいう)である。
Re(450)/Re(550)≦1.00 (i)
1.00≦Re(650)/Re(550) (ii)
100nm≦Re(550)≦180nm (iii)
〔式中、Re(λ)は液晶硬化膜の波長λnmにおける面内位相差値を表し、Re=(nx(λ)−ny(λ))×dである(dは液晶硬化膜の厚みを表し、nxは、液晶硬化膜が形成する屈折率楕円体において、液晶硬化膜の平面に平行な方向の波長λnmにおける主屈折率を表し、nyは、液晶硬化膜が形成する屈折率楕円体において、液晶硬化膜の平面に対して平行であり、且つ、前記nxの方向に対して直交する方向の波長λnmにおける屈折率を表す)。〕
水平配向液晶硬化膜が式(i)および(ii)を満たす場合、当該水平配向液晶硬化膜は、短波長での面内位相差値が長波長での面内位相差値よりも小さくなる、いわゆる逆波長分散性を示す。逆波長分散性が向上し、位相差フィルムの光学特性がより向上することから、Re(450)/Re(550)は、好ましくは0.70以上、より好ましくは0.78以上であり、また、好ましくは0.92以下、より好ましくは0.90以下、さらに好ましくは0.87以下、特に好ましくは0.86以下、より特に好ましくは0.85以下である。また、Re(650)/Re(550)は、好ましくは1.00以上、より好ましくは1.01以上であり、さらに好ましくは1.02以上である。
上記面内位相差値は、水平配向液晶硬化膜の厚みdによって調整することができる。面内位相差値は、上記式Re(λ)=(nx(λ)−ny(λ))×dによって決定されることから、所望の面内位相差値(Re(λ):波長λ(nm)における水平配向液晶硬化膜の面内位相差値)を得るには、3次元屈折率と膜厚dとを調整すればよい。
また、水平配向液晶硬化膜が式(iii)を満たす場合、該水平配向液晶硬化膜を含む位相差フィルムを備える楕円偏光板を有機EL表示装置に適用した場合の正面反射色相の向上効果(着色を抑制させる効果)に優れる。面内位相差値のより好ましい範囲は、120nm≦Re(550)≦170nmであり、さらに好ましい範囲は130nm≦Re(550)≦150nmである。
本発明の一態様において、本発明の位相差フィルムは、本発明の重合性液晶組成物の硬化物であり、下記式(iv)、(v)および(vi)で表される光学特性を有する液晶硬化膜を含む。該液晶硬化膜は、通常、重合性液晶化合物が該液晶硬化膜平面に対して垂直方向に配向した状態で硬化してなる硬化物(以下、「垂直配向液晶硬化膜」ともいう)である。
Rth(450)/Rth(550)≦1.00 (iv)
1.00≦Rth(650)/Rth(550) (v)
−100nm≦Rth(550)≦−40nm (vi)
〔式中、Rth(λ)は液晶硬化膜の波長λnmにおける厚み方向の位相差値を表し、Rth=((nx(λ)+ny(λ))/2−nz)×dである(dは液晶硬化膜の厚みを表し、nxは、液晶硬化膜が形成する屈折率楕円体において、液晶硬化膜の平面に平行な方向の波長λnmにおける主屈折率を表し、nyは、液晶硬化膜が形成する屈折率楕円体において、液晶硬化膜の平面に対して平行であり、且つ、前記nxの方向に対して直交する方向の波長λnmにおける屈折率を表し、nzは、液晶硬化膜が形成する屈折率楕円体において、液晶硬化膜の平面に対して垂直な方向の波長λnmにおける屈折率を表す)。〕
垂直配向液晶硬化膜が式(iv)および(v)を満たす場合、当該垂直配向液晶硬化膜を含む位相差フィルムを備える楕円偏光板において、短波長側で楕円率の低下を抑制することができ、斜方反射色相を向上させることができる。垂直配向液晶硬化膜におけるRth(450)/Rth(550)の値は、好ましくは0.70以上、より好ましくは0.78以上であり、また、好ましくは0.92以下、より好ましくは0.90以下、さらに好ましくは0.87以下、特に好ましくは0.86以下、より特に好ましくは0.85以下である。また、Rth(650)/Rth(550)は、好ましくは1.0以上、より好ましくは1.01以上であり、さらに好ましくは1.02以上である。
また、垂直配向液晶硬化膜が式(vi)を満たす場合、該垂直配向液晶硬化膜を含む位相差フィルムを備える楕円偏光板を有機EL表示装置に適用した場合の斜方反射色相を向上させることができる。垂直配向液晶硬化膜の膜厚方向の位相差値Rth(550)は、より好ましくは−90nm以上、さらに好ましくは−80nm以上であり、また、より好ましくは−50nm以下である。
本発明の位相差フィルムは、例えば、
本発明の重合性液晶組成物の塗膜を形成し、該塗膜を乾燥し、かつ、該重合性液晶組成物中の重合性液晶化合物を配向させる工程、および、
配向状態を保持したまま光照射により重合性液晶化合物を重合させ、液晶硬化膜を形成する工程
を含む方法により製造することができる。
重合性液晶組成物の塗膜は、基材上または後述する配向膜上などに重合性液晶組成物を塗布することにより形成することができる。
基材としては、例えば、ガラス基材やフィルム基材等が挙げられるが、加工性の観点から樹脂フィルム基材が好ましい。フィルム基材を構成する樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、およびノルボルネン系ポリマーのようなポリオレフィン;環状オレフィン系樹脂;ポリビニルアルコール;ポリエチレンテレフタレート;ポリメタクリル酸エステル;ポリアクリル酸エステル;トリアセチルセルロース、ジアセチルセルロース、およびセルロースアセテートプロピオネートのようなセルロースエステル;ポリエチレンナフタレート;ポリカーボネート;ポリスルホン;ポリエーテルスルホン;ポリエーテルケトン;ポリフェニレンスルフィドおよびポリフェニレンオキシドのようなプラスチックが挙げられる。このような樹脂を、溶媒キャスト法、溶融押出法等の公知の手段により製膜して基材とすることができる。基材表面には、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、エポキシ樹脂、オキセタン樹脂、ウレタン樹脂、メラミン樹脂等から形成される保護層を有していてもよく、シリコーン処理のような離型処理、コロナ処理、プラズマ処理等の表面処理が施されていてもよい。
基材として市販の製品を用いてもよい。市販のセルロースエステル基材としては、例えば、フジタックフィルムのような富士写真フィルム株式会社製のセルロースエステル基材;「KC8UX2M」、「KC8UY」、および「KC4UY」のようなコニカミノルタオプト株式会社製のセルロースエステル基材などが挙げられる。市販の環状オレフィン系樹脂としては、たとえば、「Topas(登録商標)」のようなTicona社(独)製の環状オレフィン系樹脂;「アートン(登録商標)」のようなJSR株式会社製の環状オレフィン系樹脂;「ゼオノア(ZEONOR)(登録商標)」、および「ゼオネックス(ZEONEX)(登録商標)」のような日本ゼオン株式会社製の環状オレフィン系樹脂;「アペル」(登録商標)のような三井化学株式会社製の環状オレフィン系樹脂が挙げられる。市販されている環状オレフィン系樹脂基材を用いることもできる。市販の環状オレフィン系樹脂基材としては、「エスシーナ(登録商標)」および「SCA40(登録商標)」のような積水化学工業株式会社製の環状オレフィン系樹脂基材;「ゼオノアフィルム(登録商標)」のようなオプテス株式会社製の環状オレフィン系樹脂基材;「アートンフィルム(登録商標)」のようなJSR株式会社製の環状オレフィン系樹脂基材が挙げられる。
位相差フィルムの薄型化、基材の剥離容易性、基材のハンドリング性等の観点から、基材の厚みは、通常、5〜300μmであり、好ましくは10〜150μmである。
重合性液晶組成物を基材等に塗布する方法としては、スピンコーティング法、エクストルージョン法、グラビアコーティング法、ダイコーティング法、バーコーティング法、アプリケータ法などの塗布法、フレキソ法などの印刷法等の公知の方法が挙げられる。
次いで、溶剤を乾燥等により除去することにより、乾燥塗膜が形成される。乾燥方法としては、自然乾燥法、通風乾燥法、加熱乾燥および減圧乾燥法等が挙げられる。この際、重合性液晶組成物から得られた塗膜を加熱することにより、塗膜から溶剤を乾燥除去させるとともに、重合性液晶化合物を塗膜平面に対して所望の方向(例えば、水平または垂直方向)に配向させることができる。塗膜の加熱温度は、用いる重合性液晶化合物および塗膜を形成する基材等の材質などを考慮して適宜決定し得るが、重合性液晶化合物を液晶相状態へ相転移させるために、通常、液晶相転移温度以上の温度であることが必要である。重合性液晶組成物に含まれる溶剤を除去しながら、重合性液晶化合物を所望の配向状態とするため、例えば、前記重合性液晶組成物に含まれる重合性液晶化合物の液晶相転移温度(スメクチック相転移温度またはネマチック相転移温度)程度以上の温度まで加熱することができる。
本発明の一態様において、本発明の重合性液晶組成物を構成する重合性液晶混合物の固体−液晶相転移温度は、好ましくは25℃以上200℃以下である。液晶相への相転移温度が前記範囲内であると、工業的に製造しやすく生産性を向上し得る等の観点から好ましい。本発明において、重合性液晶混合物の固体−液晶相転移温度は、得られる液晶硬化膜が逆波長分散特性を示し得る化合物であるという観点から通常40℃以上、より好ましくは50℃以上、さらに好ましくは60℃以上であり、また、生産性の観点からより好ましくは180℃以下、さらに好ましくは160℃以下、特に好ましくは150℃以下である。
なお、液晶相転移温度は、例えば、温度調節ステージを備えた偏光顕微鏡や、示差走査熱量計(DSC)、熱重量示差熱分析装置(TG−DTA)等を用いて測定することができる。少なくとも2種の重合性液晶化合物を含む本発明の重合性液晶混合物における上記相転移温度は、重合性液晶混合物を構成する全重合性液晶化合物を重合性液晶混合物における組成と同じ比率で混合した重合性液晶化合物の混合物を用いて測定される温度を意味する。
本発明の重合性液晶組成物は、重合性液晶化合物(1)、化合物(2)および/または化合物(3)を含んでおり、通常、それぞれ単独の重合性液晶化合物(1)、化合物(2)または(3)が液晶相へ転移する温度よりも低い温度で液晶相転移することができる。このため、本発明の重合性液晶組成物を用いた位相差フィルムの製造においては、熱エネルギーの過剰な消費を抑えることができ、生産効率を向上させることができる。また、比較的低い温度での加熱により液晶相転移を行えることにより、重合性液晶組成物を塗布する支持基材の選択肢が広がるといった利点もある。
加熱時間は、加熱温度、用いる重合性液晶化合物の種類、溶剤の種類やその沸点およびその量等に応じて適宜決定し得るが、通常、15秒〜10分であり、好ましくは0.5〜5分である。
塗膜からの溶剤の除去は、重合性液晶化合物の液晶相転移温度以上への加熱と同時に行ってもよいし、別途で行ってもよいが、生産性向上の観点から同時に行うことが好ましい。重合性液晶化合物の液晶相転移温度以上への加熱を行う前に、重合性液晶組成物から得られた塗膜中に含まれる重合性液晶化合物が重合しない条件で塗膜中の溶剤を適度に除去させるための予備乾燥工程を設けてもよい。かかる予備乾燥工程における乾燥方法としては、自然乾燥法、通風乾燥法、加熱乾燥および減圧乾燥法等が挙げられ、該乾燥工程における乾燥温度(加熱温度)は、用いる重合性液晶化合物の種類、溶剤の種類やその沸点およびその量等に応じて適宜決定し得る。
次いで、得られた乾燥塗膜において、重合性液晶化合物の配向状態を保持したまま、光照射により重合性液晶化合物を重合させることにより、所望の配向状態で存在する重合性液晶化合物の重合体である液晶硬化膜が形成される。本発明の重合性液晶組成物は、重合性液晶化合物に対する損傷を抑えながら、高強度の紫外線等の光照射により高度に重合させることが可能であるため、重合方法としては、通常、光重合法が用いられる。光重合において、乾燥塗膜に照射する光としては、当該乾燥塗膜に含まれる重合開始剤の種類、重合性液晶化合物の種類およびその量に応じて適宜選択される。その具体例としては、可視光、紫外光、赤外光、X線、α線、β線およびγ線からなる群より選択される1種以上の光や活性電子線が挙げられる。中でも、重合反応の進行を制御し易い点や、光重合装置として当分野で広範に用いられているものが使用できるという点で、紫外光が好ましく、紫外光によって、光重合可能なように、重合性液晶組成物に含有される重合性液晶化合物や重合開始剤の種類を選択しておくことが好ましい。また、重合時に、適切な冷却手段により乾燥塗膜を冷却しながら光照射することで、重合温度を制御することもできる。このような冷却手段の採用により、より低温で重合性液晶化合物の重合を実施すれば、基材が比較的耐熱性が低いものを用いたとしても、適切に液晶硬化膜を形成できる。また、光照射時の熱による不具合(基材の熱による変形等)が発生しない範囲で重合温度を高くすることにより重合反応を促進することも可能である。光重合の際、マスキングや現像を行うなどによって、パターニングされた硬化膜を得ることもできる。
前記活性エネルギー線の光源としては、例えば、低圧水銀ランプ、中圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ、キセノンランプ、ハロゲンランプ、カーボンアーク灯、タングステンランプ、ガリウムランプ、エキシマレーザー、波長範囲380〜440nmを発光するLED光源、ケミカルランプ、ブラックライトランプ、マイクロウェーブ励起水銀灯、メタルハライドランプ等が挙げられる。
紫外線照射強度は、通常、10〜3,000mW/cmである。紫外線照射強度は、好ましくは光重合開始剤の活性化に有効な波長領域における強度である。光を照射する時間は、通常0.1秒〜10分であり、好ましくは0.1秒〜5分、より好ましくは0.1秒〜3分、さらに好ましくは0.1秒〜1分である。このような紫外線照射強度で1回または複数回照射すると、その積算光量は、10〜3,000mJ/cm、好ましくは50〜2,000mJ/cm、より好ましくは100〜1,000mJ/cmである。
液晶硬化膜の厚みは、適用される表示装置に応じて適宜選択でき、好ましくは0.2〜3μm、より好ましくは0.2〜2μmである。
重合性液晶組成物の塗膜は配向膜上に形成されてもよい。配向膜は、重合性液晶化合物を所望の方向に液晶配向させる、配向規制力を有するものである。この中でも、重合性液晶化合物を水平方向に配向させる配向規制力を有する配向膜を水平配向膜、垂直方向に配向させる配向規制力を有する配向膜を垂直配向膜と呼ぶことがある。配向規制力は、配向膜の種類、表面状態やラビング条件等によって任意に調整することが可能であり、配向膜が光配向性ポリマーから形成されている場合は、偏光照射条件等によって任意に調整することが可能である。
配向膜としては、重合性液晶組成物の塗布等により溶解しない溶剤耐性を有し、また、溶剤の除去や後述する重合性液晶化合物の配向のための加熱処理における耐熱性を有するものが好ましい。配向膜としては、配向性ポリマーを含む配向膜、光配向膜および表面に凹凸パターンや複数の溝を有するグルブ配向膜、配向方向に延伸してある延伸フィルム等が挙げられ、配向角の精度および品質の観点から光配向膜が好ましい。
配向性ポリマーとしては、例えば、分子内にアミド結合を有するポリアミドやゼラチン類、分子内にイミド結合を有するポリイミドおよびその加水分解物であるポリアミック酸、ポリビニルアルコール、アルキル変性ポリビニルアルコール、ポリアクリルアミド、ポリオキサゾール、ポリエチレンイミン、ポリスチレン、ポリビニルピロリドン、ポリアクリル酸およびポリアクリル酸エステル類が挙げられる。中でも、ポリビニルアルコールが好ましい。配向性ポリマーは単独または2種以上を組み合わせて使用できる。
配向性ポリマーを含む配向膜は、通常、配向性ポリマーが溶剤に溶解した組成物(以下、「配向性ポリマー組成物」ということがある)を基材に塗布し、溶剤を除去する、または、配向性ポリマー組成物を基材に塗布し、溶剤を除去し、ラビングする(ラビング法)ことで得られる。溶剤としては、重合性液晶組成物に用い得る溶剤として先に例示した溶剤と同様のものが挙げられる。
配向性ポリマー組成物中の配向性ポリマーの濃度は、配向性ポリマー材料が、溶剤に完溶できる範囲であればよいが、溶液に対して固形分換算で0.1〜20%が好ましく、0.1〜10%程度がさらに好ましい。
配向性ポリマー組成物として、市販の配向膜材料をそのまま使用してもよい。市販の配向膜材料としては、サンエバー(登録商標、日産化学工業(株)製)、オプトマー(登録商標、JSR(株)製)などが挙げられる。
配向性ポリマー組成物を基材に塗布する方法としては、重合性液晶組成物を基材へ塗布する方法として例示したものと同様のものが挙げられる。
配向性ポリマー組成物に含まれる溶剤を除去する方法としては、自然乾燥法、通風乾燥法、加熱乾燥および減圧乾燥法等が挙げられる。
配向膜に配向規制力を付与するために、必要に応じてラビング処理を行うことができる(ラビング法)。ラビング法により配向規制力を付与する方法としては、ラビング布が巻きつけられ、回転しているラビングロールに、配向性ポリマー組成物を基材に塗布しアニールすることで基材表面に形成された配向性ポリマーの膜を接触させる方法が挙げられる。ラビング処理を行う時に、マスキングを行えば、配向の方向が異なる複数の領域(パターン)を配向膜に形成することもできる。
光配向膜は、通常、光反応性基を有するポリマーまたはモノマーと溶剤とを含む組成物(以下、「光配向膜形成用組成物」ともいう)を基材に塗布し、溶剤を除去後に偏光(好ましくは、偏光UV)を照射することで得られる。光配向膜は、照射する偏光の偏光方向を選択することにより、配向規制力の方向を任意に制御することができる点でも有利である。
光反応性基とは、光照射することにより液晶配向能を生じる基をいう。具体的には、光照射により生じる分子の配向誘起または異性化反応、二量化反応、光架橋反応もしくは光分解反応等の液晶配向能の起源となる光反応に関与する基が挙げられる。中でも、二量化反応または光架橋反応に関与する基が、配向性に優れる点で好ましい。光反応性基として、不飽和結合、特に二重結合を有する基が好ましく、炭素−炭素二重結合(C=C結合)、炭素−窒素二重結合(C=N結合)、窒素−窒素二重結合(N=N結合)および炭素−酸素二重結合(C=O結合)からなる群より選ばれる少なくとも1つを有する基が特に好ましい。
C=C結合を有する光反応性基としては、ビニル基、ポリエン基、スチルベン基、スチルバゾール基、スチルバゾリウム基、カルコン基およびシンナモイル基等が挙げられる。C=N結合を有する光反応性基としては、芳香族シッフ塩基、芳香族ヒドラゾンなどの構造を有する基が挙げられる。N=N結合を有する光反応性基としては、アゾベンゼン基、アゾナフタレン基、芳香族複素環アゾ基、ビスアゾ基、ホルマザン基、および、アゾキシベンゼン構造を有する基等が挙げられる。C=O結合を有する光反応性基としては、ベンゾフェノン基、クマリン基、アントラキノン基およびマレイミド基等が挙げられる。これらの基は、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、アリルオキシ基、シアノ基、アルコキシカルボニル基、ヒドロキシル基、スルホン酸基、ハロゲン化アルキル基などの置換基を有していてもよい。
中でも、光二量化反応に関与する光反応性基が好ましく、光配向に必要な偏光照射量が比較的少なく、かつ、熱安定性や経時安定性に優れる光配向膜が得られやすいという点で、シンナモイル基およびカルコン基が好ましい。光反応性基を有するポリマーとしては、当該ポリマー側鎖の末端部が桂皮酸構造となるようなシンナモイル基を有するものが特に好ましい。
光配向膜形成用組成物を基材上に塗布することにより、基材上に光配向誘起層を形成することができる。該組成物に含まれる溶剤としては、重合性液晶組成物に用い得る溶剤として先に例示した溶剤と同様のものが挙げられ、光反応性基を有するポリマーあるいはモノマーの溶解性に応じて適宜選択することができる。
光配向膜形成用組成物中の光反応性基を有するポリマーまたはモノマーの含有量は、ポリマーまたはモノマーの種類や目的とする光配向膜の厚みによって適宜調節できるが、光配向膜形成用組成物の質量に対して、少なくとも0.2質量%とすることが好ましく、0.3〜10質量%の範囲がより好ましい。光配向膜の特性が著しく損なわれない範囲で、光配向膜形成用組成物は、ポリビニルアルコールやポリイミドなどの高分子材料や光増感剤を含んでいてもよい。
光配向膜形成用組成物を基材に塗布する方法としては、配向性ポリマー組成物を基材に塗布する方法と同様の方法が挙げられる。塗布された光配向膜形成用組成物から、溶剤を除去する方法としては例えば、自然乾燥法、通風乾燥法、加熱乾燥および減圧乾燥法等が挙げられる。
偏光を照射するには、基材上に塗布された光配向膜形成用組成物から、溶剤を除去したものに直接、偏光UVを照射する形式でも、基材側から偏光を照射し、偏光を透過させて照射する形式でもよい。また、当該偏光は、実質的に平行光であると特に好ましい。照射する偏光の波長は、光反応性基を有するポリマーまたはモノマーの光反応性基が、光エネルギーを吸収し得る波長領域のものがよい。具体的には、波長250〜400nmの範囲のUV(紫外線)が特に好ましい。当該偏光照射に用いる光源としては、キセノンランプ、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、KrF、ArFなどの紫外光レーザーなどが挙げられ、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプおよびメタルハライドランプがより好ましい。これらの中でも、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプおよびメタルハライドランプが、波長313nmの紫外線の発光強度が大きいため好ましい。前記光源からの光を、適当な偏光子を通過して照射することにより、偏光UVを照射することができる。かかる偏光子としては、偏光フィルターやグラントムソン、グランテーラーなどの偏光プリズムやワイヤーグリッドタイプの偏光子を用いることができる。
なお、ラビングまたは偏光照射を行う時に、マスキングを行えば、液晶配向の方向が異なる複数の領域(パターン)を形成することもできる。
グルブ(groove)配向膜は、膜表面に凹凸パターンまたは複数のグルブ(溝)を有する膜である。等間隔に並んだ複数の直線状のグルブを有する膜に重合性液晶化合物を塗布した場合、その溝に沿った方向に液晶分子が配向する。
グルブ配向膜を得る方法としては、感光性ポリイミド膜表面にパターン形状のスリットを有する露光用マスクを介して露光後、現像およびリンス処理を行って凹凸パターンを形成する方法、表面に溝を有する板状の原盤に、硬化前のUV硬化樹脂の層を形成し、形成された樹脂層を基材へ移してから硬化する方法、および、基材に形成した硬化前のUV硬化樹脂の膜に、複数の溝を有するロール状の原盤を押し当てて凹凸を形成し、その後硬化する方法等が挙げられる。
さらに、重合性液晶化合物を液晶硬化膜平面に対して垂直方向に配向させる配向規制力を示す材料としては、上述した配向性ポリマー等の他にパーフルオロアルキル等のフッ素系ポリマーおよびシラン化合物並びにそれらの縮合反応により得られるポリシロキサン化合物などを用いてもよい。
配向膜を形成する材料としてシラン化合物を使用する場合には、表面張力を低下させやすく、配向膜に隣接する層との密着性を高めやすい観点から、構成元素にSi元素とC元素とを含む化合物が好ましく、シラン化合物を好適に使用することができる。シラン化合物としてはシラン含有イオン性化合物等が使用可能であり、このようなシラン化合物を使用することにより垂直配向規制力を高めることができる。シラン化合物としては、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよく、その他の材料と混合して使用してもよい。シラン化合物が非イオン性シラン化合物である場合には、垂直配向規制力を高めやすい観点から分子末端にアルキル基を有するシラン化合物が好ましく、炭素数3〜30のアルキル基を有するシラン化合物がより好ましい。
配向膜(配向性ポリマーを含む配向膜または光配向膜)の厚みは、通常10〜10000nmの範囲であり、好ましくは10〜1000nmの範囲であり、より好ましくは10〜500nm以下であり、さらに好ましくは10〜300nm、特に好ましい50〜250nmの範囲である。
本発明は、本発明の位相差フィルムと偏光フィルムとを含む楕円偏光板を包含する。
偏光フィルムは、偏光機能を有するフィルムであり、吸収異方性を有する色素を吸着させた延伸フィルムや吸収異方性を有する色素を塗布したフィルムを偏光子として含むフィルム等が挙げられる。吸収異方性を有する色素としては、例えば、二色性色素が挙げられる。
吸収異方性を有する色素を吸着させた延伸フィルムを偏光子として含むフィルムは通常、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを一軸延伸する工程、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを二色性色素で染色することにより、その二色性色素を吸着させる工程、二色性色素が吸着されたポリビニルアルコール系樹脂フィルムをホウ酸水溶液で処理する工程、およびホウ酸水溶液による処理後に水洗する工程を経て製造された偏光子の少なくとも一方の面に接着剤を介して透明保護フィルムで挟み込むことで作製される。
ポリビニルアルコール系樹脂は、ポリ酢酸ビニル系樹脂をケン化することによって得られる。ポリ酢酸ビニル系樹脂としては、酢酸ビニルの単独重合体であるポリ酢酸ビニルの他、酢酸ビニルとそれに共重合可能な他の単量体との共重合体が用いられる。酢酸ビニルに共重合可能な他の単量体としては、例えば、不飽和カルボン酸類、オレフィン類、ビニルエーテル類、不飽和スルホン酸類、アンモニウム基を有するアクリルアミド類などが挙げられる。
ポリビニルアルコール系樹脂のケン化度は、通常85〜100モル%程度であり、好ましくは98モル%以上である。ポリビニルアルコール系樹脂は変性されていてもよく、例えば、アルデヒド類で変性されたポリビニルホルマールやポリビニルアセタールも使用することができる。ポリビニルアルコール系樹脂の重合度は、通常1,000〜10,000程度であり、好ましくは1,500〜5,000の範囲である。
このようなポリビニルアルコール系樹脂を製膜したものが、偏光フィルムの原反フィルムとして用いられる。ポリビニルアルコール系樹脂を製膜する方法は、特に限定されるものでなく、公知の方法で製膜することができる。ポリビニルアルコール系原反フィルムの膜厚は、例えば、10〜150μm程度とすることができる。
ポリビニルアルコール系樹脂フィルムの一軸延伸は、二色性色素による染色の前、染色と同時、または染色の後で行うことができる。一軸延伸を染色の後で行う場合、この一軸延伸は、ホウ酸処理の前に行ってもよいし、ホウ酸処理中に行ってもよい。また、これらの複数の段階で一軸延伸を行うことも可能である。一軸延伸にあたっては、周速の異なるロール間で一軸に延伸してもよいし、熱ロールを用いて一軸に延伸してもよい。また一軸延伸は、大気中で延伸を行う乾式延伸であってもよいし、溶剤を用い、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを膨潤させた状態で延伸を行う湿式延伸であってもよい。延伸倍率は、通常3〜8倍程度である。
ポリビニルアルコール系樹脂フィルムの二色性色素による染色は、例えば、二色性色素を含有する水溶液に、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを浸漬する方法によって行われる。
二色性色素として、具体的には、ヨウ素や二色性の有機染料が用いられる。二色性の有機染料としては、C.I.DIRECT RED 39などのジスアゾ化合物からなる二色性直接染料および、トリスアゾ、テトラキスアゾなどの化合物からなる二色性直接染料等が挙げられる。ポリビニルアルコール系樹脂フィルムは、染色処理前に、水への浸漬処理を施しておくことが好ましい。
二色性色素としてヨウ素を用いる場合は通常、ヨウ素およびヨウ化カリウムを含有する水溶液に、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムを浸漬して染色する方法が採用される。この水溶液におけるヨウ素の含有量は、水100質量部あたり、通常、0.01〜1質量部程度である。またヨウ化カリウムの含有量は、水100質量部あたり、通常、0.5〜20質量部程度である。染色に用いる水溶液の温度は、通常20〜40℃程度である。また、この水溶液への浸漬時間(染色時間)は、通常20〜1,800秒程度である。
一方、二色性色素として二色性の有機染料を用いる場合は通常、水溶性二色性染料を含む水溶液にポリビニルアルコール系樹脂フィルムを浸漬して染色する方法が採用される。この水溶液における二色性有機染料の含有量は、水100質量部あたり、通常、1×10−4〜10質量部程度であり、好ましくは1×10−3〜1質量部であり、さらに好ましくは1×10−3〜1×10−2質量部である。この水溶液は、硫酸ナトリウム等の無機塩を染色助剤として含んでいてもよい。染色に用いる二色性染料水溶液の温度は、通常、20〜80℃程度である。また、この水溶液への浸漬時間(染色時間)は、通常、10〜1,800秒程度である。
二色性色素による染色後のホウ酸処理は通常、染色されたポリビニルアルコール系樹脂フィルムをホウ酸水溶液に浸漬する方法により行うことができる。このホウ酸水溶液におけるホウ酸の含有量は、水100質量部あたり、通常2〜15質量部程度であり、好ましくは5〜12質量部である。二色性色素としてヨウ素を用いた場合には、このホウ酸水溶液はヨウ化カリウムを含有することが好ましく、その場合のヨウ化カリウムの含有量は、水100質量部あたり、通常0.1〜15質量部程度であり、好ましくは5〜12質量部である。ホウ酸水溶液への浸漬時間は、通常60〜1,200秒程度であり、好ましくは150〜600秒、さらに好ましくは200〜400秒である。ホウ酸処理の温度は、通常50℃以上であり、好ましくは50〜85℃、さらに好ましくは60〜80℃である。
ホウ酸処理後のポリビニルアルコール系樹脂フィルムは通常、水洗処理される。水洗処理は、例えば、ホウ酸処理されたポリビニルアルコール系樹脂フィルムを水に浸漬する方法により行うことができる。水洗処理における水の温度は、通常5〜40℃程度である。また浸漬時間は、通常1〜120秒程度である。
水洗後に乾燥処理が施されて、偏光子が得られる。乾燥処理は例えば、熱風乾燥機や遠赤外線ヒーターを用いて行うことができる。乾燥処理の温度は、通常30〜100℃程度であり、好ましくは50〜80℃である。乾燥処理の時間は、通常60〜600秒程度であり、好ましくは120〜600秒である。乾燥処理により、偏光子の水分率は実用程度にまで低減される。その水分率は、通常5〜20質量%程度であり、好ましくは8〜15質量%である。水分率が上記範囲内であると、適度な可撓性を有し、熱安定性に優れる偏光子を得やすい。
こうしてポリビニルアルコール系樹脂フィルムに、一軸延伸、二色性色素による染色、ホウ酸処理、水洗および乾燥をして得られる偏光子の厚さは好ましくは5〜40μmである。
吸収異方性を有する色素を塗布したフィルムとしては、液晶性を有する二色性色素を含む組成物または、二色性色素と重合性液晶とを含む組成物を塗布して得られるフィルム等が挙げられる。当該フィルムは、好ましくは、その片面または両面に保護フィルムを有する。当該保護フィルムとしては、液晶硬化膜の製造に用い得る基材として先に例示した樹脂フィルムと同一のものが挙げられる。
吸収異方性を有する色素を塗布したフィルムは薄い方が好ましいが、薄すぎると強度が低下し、加工性に劣る傾向がある。当該フィルムの厚さは、通常20μm以下であり、好ましくは5μm以下であり、より好ましくは0.5〜3μmである。
前記吸収異方性を有する色素を塗布したフィルムとしては、具体的には、特開2012−33249号公報等に記載のフィルムが挙げられる。
このようにして得られた偏光子の少なくとも一方の面に、接着剤を介して透明保護フィルムを積層することにより偏光フィルムが得られる。透明保護フィルムとしては、液晶硬化膜の製造に用い得る基材として先に例示した樹脂フィルムと同様の透明フィルムを好ましく用いることができる。
本発明の楕円偏光板は、本発明の位相差フィルムと偏光フィルムとを含んで構成されるものであり、例えば、本発明の位相差フィルムと偏光フィルムとを接着剤層または粘着剤層等を介して積層させることにより本発明の楕円偏光板を得ることができる。
本発明の一態様においては、水平配向液晶硬化膜を含む本発明の位相差フィルムと偏光フィルムとが積層される場合、位相差フィルムを構成する水平配向液晶硬化膜の遅相軸(光軸)と偏光フィルムの吸収軸との成す角が45±5°となるように積層することが好ましい。
本発明の楕円偏光板は、従来の一般的な楕円偏光板、または偏光フィルムおよび位相差フィルムが備えるような構成を有していてよい。そのような構成としては、例えば、楕円偏光板を有機EL等の表示素子に貼合するための粘着剤層(シート)、偏光フィルムや位相差フィルムの表面を傷や汚れから保護する目的で用いられるプロテクトフィルム等が挙げられる。
本発明の楕円偏光板は、さまざまな表示装置、特に光学ディスプレイに用いることができる。
表示装置とは、表示素子を有する装置であり、発光源として発光素子または発光装置を含む。表示装置としては、液晶表示装置、有機エレクトロルミネッセンス(EL)表示装置、無機エレクトロルミネッセンス(EL)表示装置、タッチパネル表示装置、電子放出表示装置(例えば電場放出表示装置(FED)、表面電界放出表示装置(SED))、電子ペーパー(電子インクや電気泳動素子を用いた表示装置、プラズマ表示装置、投射型表示装置(例えばグレーティングライトバルブ(GLV)表示装置、デジタルマイクロミラーデバイス(DMD)を有する表示装置)および圧電セラミックディスプレイなどが挙げられる。液晶表示装置は、透過型液晶表示装置、半透過型液晶表示装置、反射型液晶表示装置、直視型液晶表示装置および投写型液晶表示装置などのいずれをも含む。これらの表示装置は、2次元画像を表示する表示装置であってもよいし、3次元画像を表示する立体表示装置であってもよい。特に本発明の楕円偏光板は有機エレクトロルミネッセンス(EL)表示装置および無機エレクトロルミネッセンス(EL)表示装置に好適に用いることができる。これらの表示装置(光学ディスプレイ)は、光学特性に優れる本発明の楕円偏光板を備えることにより、良好な画像表示特性を発現することができる。
以下、実施例により本発明をより具体的に説明する。尚、例中の「%」および「部」は、特記ない限り、それぞれ質量%および質量部を意味する。
<重合性液晶混合物の調製>
下記分子構造を有する重合性液晶化合物(A1)は、特開2019−73496号公報に記載の方法に準じて製造した。
Figure 2021103256
下記分子構造を有する重合性液晶化合物(B1)は、特許第5962760号に記載の方法に準じて調製した。
Figure 2021103256
〔実施例1〕
上記重合性液晶化合物(A1)を99.97質量部、重合性液晶化合物(B1)を0.03質量部となるように混合し、重合性液晶混合物を得た。
得られた重合性液晶混合物に対して後述の測定条件でHPLC分析を行い、重合性液晶化合物(A1)および重合性液晶化合物(B1)の合計量に基づく重合性液晶化合物(B1)の面積百分率値を測定した。結果は0.03%であった。
〔HLPC測定〕
HPLC測定は、重合性液晶化合物(A1)および重合性液晶化合物(B1)に由来するピークを分離できる限りいずれの条件で行ってもよい。HPLC測定条件の一例を以下に示す。
(測定条件)
測定装置:HPLC LC−10AT(島津製作所製)
カラム:L−Column ODS(内径3.0mm、長さ150mm、粒径3μm)
温度:40℃
移動相A:0.1%(v/v)−TFA/水
移動相B:0.1%(v/v)−TFA/アセトニトリル
グラジエント:0min 70%−B
30min 100%−B
60min 100%−B
60.01min 70%−B
75min 70%−B
流速:0.5mL/min
注入量:5μL
検出波長:254nm
〔実施例2〕
上記重合性液晶化合物(A1)を99.56質量部、重合性液晶化合物(B1)を0.44質量部となるように混合し、重合性液晶混合物を得た。
得られた重合性液晶混合物に対して後述の測定条件でHPLC分析を行い、重合性液晶化合物(A1)および重合性液晶化合物(B1)の合計量に基づく重合性液晶化合物(B1)の面積百分率値を測定した。結果は0.44%であった。
〔実施例3〕
上記重合性液晶化合物(A1)を94.87質量部、重合性液晶化合物(B1)を5.13質量部となるように混合し、重合性液晶混合物を得た。
得られた重合性液晶混合物に対して後述の測定条件でHPLC分析を行い、重合性液晶化合物(A1)および重合性液晶化合物(B1)の合計量に基づく重合性液晶化合物(B1)の面積百分率値を測定した。結果は5.12%であった。
〔比較例1〕
上記重合性液晶化合物(A1)100質量部のみからなる比較重合性液晶を用いた。
得られた重合性液晶混合物に対して後述の測定条件でHPLC分析を行い、重合性液晶化合物(A1)および重合性液晶化合物(B1)の合計量に基づく重合性液晶化合物(B1)の面積百分率値を測定したが、検出されなかった。
<ネマチック相転移温度の測定>
実施例1の重合性液晶混合物を、それぞれ、バイアル管に1g量り取り、さらに2gのクロロホルムを加え溶解させた。得られた溶液を、ラビング処理を施したPVA配向膜付きのガラス基板に塗布し、乾燥させた。この基盤を冷却加熱装置(ジャパンハイテック社製「LNP94−2」)に載せて室温から180℃まで昇温させた後、室温まで冷却した。温度変化時の様子を偏光顕微鏡(LEXT、オリンパス社製)で観察し、ネマチック相となる温度を測定し、ネマチック相転移温度とした。実施例2および3の重合性液晶混合物、比較例1の比較重合性液晶についても同様にして、ネマチック相転移温度を測定した。得られた結果を表1に示す。
Figure 2021103256
<溶解度の測定>
シクロペンタノン1gをスクリュー瓶に加え、実施例1の重合性液晶混合物をバイアル管に加えながら、目視で完溶確認を行い、溶解度を測定した。実施例2および3の重合性液晶混合物、比較例1の比較重合性液晶についても同様にして、各有機溶媒に対する溶解度を測定した。得られた結果を表2に示す。
Figure 2021103256
<光配向膜形成用組成物の調製>
下記成分を混合し、得られた混合物を80℃で1時間攪拌することにより、光配向膜形成用組成物を得た。
次の式で示される光配向性材料(5部):
Figure 2021103256
溶剤(95部):シクロペンタノン
<光学フィルム(位相差フィルム)の製造>
以下のようにして光学フィルムを製造した。シクロオレフィンポリマーフィルム(COP)(ZF−14、日本ゼオン株式会社製)を、コロナ処理装置(AGF−B10、春日電機株式会社製)を用いて出力0.3kW、処理速度3m/分の条件で1回処理した。コロナ処理を施した表面に、前記光配向膜形成用組成物をバーコーター塗布し、80℃で1分間乾燥し、偏光UV照射装置(SPOT CURE SP−7;ウシオ電機株式会社製)を用いて、100mJ/cmの積算光量で偏光UV露光を実施した。得られた配向膜の膜厚をレーザー顕微鏡(LEXT、オリンパス株式会社製)で測定したところ、100nmであった。
続いて、バイアル管に、実施例1の重合性液晶混合物を投入し、表3に記載の組成に従い光重合開始剤、レベリング剤、重合禁止剤および溶剤を仕込み、カルーセルを用いて80℃で30分撹拌し、重合性液晶組成物(1)を得た。
なお、表3に示す光重合開始剤、レベリング剤および重合禁止剤の量は、実施例1で得た重合性液晶混合物100質量部に対する仕込み量である。また、溶剤の配合量は、組成物の質量%が溶液全量に対して13%となるように設定した。
Figure 2021103256
重合開始剤:2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルホリノフェニル)ブタン−1−オン(イルガキュア369;BASFジャパン社製)
レベリング剤:ポリアクリレート化合物(BYK−361N;ビックケミージャパン製)
重合禁止剤:BHT(和光純薬工業(株)製)
溶剤:N−メチルピロリドン(NMP;関東化学(株)製)
得られた重合性液晶組成物を、配向膜上にバーコーターを用いて塗布し、120℃で1分間乾燥した後、高圧水銀ランプ(ユニキュアVB―15201BY−A、ウシオ電機株式会社製)を用いて、紫外線を照射(窒素雰囲気下、波長:365nm、波長365nmにおける積算光量:1000mJ/cm)することにより光学フィルムを作製した。
<光学特性Re(450)/Re(550)の測定>
上記で作製した光学フィルムを測定試料とし、測定機(王子計測機器社製「KOBRA−WR」)を用いて、波長450nmおよび波長550nmの光に対する正面位相差値を測定して、Re(450)/Re(550)を算出したところ、Re(450)/Re(550)=0.81と逆波長分散特性を有していた。

Claims (17)

  1. 式(1)で表される重合性液晶化合物(1)と、式(2)で表される化合物(2)および式(3)で表される化合物(3)からなる群より選択される少なくとも1種とを含む重合性液晶混合物。
    Figure 2021103256
    Figure 2021103256
    Figure 2021103256
    〔式(1)〜(3)中、
    およびDは、それぞれ独立に、−O−CO−、−CO−O−、−C(=S)−O−、−O−C(=S)−、−O−CR1112−、−CR1112−O−、−NR11−CR1213−、−CR1213−NR11−、−CO−NR11−、またはNR11−CO−を表し、R11、R12およびR13は、それぞれ独立に、水素原子または炭素数1〜4のアルキル基を表す;
    、G、AおよびAは、それぞれ独立に、二価の芳香族炭化水素基または二価の脂環式炭化水素基を表し、該二価の芳香族炭化水素基または二価の脂環式炭化水素基に含まれる水素原子は、ハロゲン原子、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のフルオロアルキル基、炭素数1〜4のアルコキシ基、シアノ基またはニトロ基に置換されていてもよく、該二価の芳香族炭化水素基または二価の脂環式炭化水素基を構成する炭素原子が、酸素原子、硫黄原子または窒素原子に置換されていてもよい;
    およびDは、それぞれ独立に、−CR1415−、−CH−CH−、−O−、−S−、−CO−O−、−O−CO−、−O−CO−O−、−C(=S)−O−、−O−C(=S)−、−O−C(=S)−O−、−CO−NR14−、−NR14−CO−、−O−CH−、−CH−O−、−CH=CH−COO−、−CH=CH−OCO−、−COO−CH=CH−、−OCO−CH=CH−、−COO−CHCH−、−OCO−CHCH−、−CHCH−COO−、−CHCH−OCO−、−COO−CH−、−OCO−CH−、−CH−COO−、−CH−OCO−、−S−CH−、−CH−S−または単結合を表し、R14およびR15は、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子または炭素数1〜4のアルキル基を表す;
    およびRは、それぞれ独立に、下記式(R−1):
    −B−E−P (R−1)
    [式(R−1)中、
    は、−CR1415−、−CH−CH−、−O−、−S−、−CO−O−、−O−CO−、−O−CO−O−、−C(=S)−O−、−O−C(=S)−、−O−C(=S)−O−、−CO−NR14−、−NR14−CO−、−O−CH−、−CH−O−、−S−CH−、−CH−S−または単結合を表し、R14およびR15は、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子または炭素数1〜4のアルキル基を表す;
    は、炭素数1〜12のアルキレン基を表し、該アルキレン基に含まれる水素原子は、炭素数1〜5のアルキル基、炭素数1〜5のアルコキシ基またはハロゲン原子に置換されていてもよく、該アルキレン基に含まれるメチレン基は、−O−またはCO−に置換されていてもよい;
    は、重合性基を表す]
    で表される基であり、
    l1およびl2は、それぞれ独立に0または1の整数を表し、m1およびm2は、それぞれ独立に1〜4の整数を表し、n1およびn2は、それぞれ独立に0〜3の整数を表す;
    、D、Aおよび/またはAが複数存在する場合は、それぞれ同一であっても異なっていてもよい;
    置換基XおよびXは、それぞれ独立に、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、ペンタフルオロスルフラニル基、ニトロ基、シアノ基、イソシアノ基、アミノ基、ヒドロキシル基、メルカプト基、メチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジイソプロピルアミノ基、トリメチルシリル基、ジメチルシリル基、チオイソシアノ基、または、1個の−CH−または隣接していない2個以上の−CH−が各々独立して−O−、−S−、−CO−、−COO−、−OCO−、−CO−S−、−S−CO−、−O−CO−O−、−CO−NH−、−NH−CO−、−CH=CH−COO−、−CH=CH−OCO−、−COO−CH=CH−、−OCO−CH=CH−、−CH=CH−、−CF=CF−または−C≡C−に置き換えられてもよい炭素数1〜20の直鎖状または分岐状アルキル基を表し、該アルキル基中の任意の水素原子はフッ素原子に置換されてもよく、或いは、置換基XおよびXは、それぞれ独立に、−B−E−Pで表される基であってもよく、B、EおよびPはそれぞれ前記B、EおよびPと同様に定義され、それぞれ前記B、EおよびPと同一であっても異なっていてもよく、Xおよび/またはXが複数存在する場合は、それぞれ同一であっても異なっていてもよい;
    およびYは、それぞれ独立に、下記式(Y−1):
    Figure 2021103256
    [式(Y−1)中、
    は水素原子または炭素数1〜6のアルキル基を表し、該アルキル基は、1つ以上の置換基Xによって置換されていてもよく、置換基Xは、前記置換基XおよびXと同様に定義される;
    は、芳香族炭化水素基を有する炭素数2〜30の有機基を表し、該芳香族炭化水素基の任意の炭素原子はヘテロ原子に置換されていてもよく、芳香族炭化水素基は、1つ以上の前記置換基Xによって置換されていてもよい;
    は、−O−、−S−、−COO−、−OCO−、−OCO−O−、−NU−、−N=CU−、−CO−NU−、−OCO−NU−またはO−NU−を表し、Uは水素原子、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数3〜12のシクロアルキル基 、炭素数3〜12のシクロアルケニル基、芳香族炭化水素基(該芳香族炭化水素基の任意の炭素原子はヘテロ原子に置換されていてもよい)を有する炭素数2〜30の有機基、または(D−A−B−E−Pを表し、該アルキル基、シクロアルキル基、シクロアルケニル基および芳香族炭化水素基はそれぞれ、無置換であるかまたは1つ以上の置換基Xによって置換されていてもよく、該アルキル基は該シクロアルキル基またはシクロアルケニル基によって置換されていてもよく、該アルキル基中の1個の−CH−または隣接していない2個以上の−CH−は各々独立して−O−、−S−、−CO−、−COO−、−OCO−、−CO−S−、−S−CO−、−SO−、−O−CO−O−、−CO−NH−、−NH−CO−、−CH=CH−COO−、−CH=CH−OCO−、−COO−CH=CH−、−OCO−CH=CH−、−CH=CH−、−CF=CF−または−C≡C−に置き換えられてもよく、該シクロアルキル基またはシクロアルケニル基中の1個の−CH−または隣接していない2個以上の−CH−は、それぞれ独立に−O−、−CO−、−COO−、−OCO−、またはO−CO−O−に置き換えられてもよく、D、A、B、EおよびPは、それぞれ、前記D〜D、A〜A、B、EおよびPと同様に定義され、それぞれ前記DおよびD、AおよびA、B、E並びにPと同一であっても異なっていてもよく、qは0〜4の整数を表し、Dおよび/またはAが複数存在する場合は、それぞれ同一であっても異なっていてもよく、UとUとは結合して環を構成していてもよい]
    で表される基から選択される。〕
  2. 液体クロマトグラフィーによって測定される、重合性液晶化合物(1)と化合物(2)と化合物(3)との全ピーク面積に対する化合物(2)と化合物(3)とのピーク面積の合計値の割合が0.01%以上20%以下である、請求項1に記載の重合性液晶混合物。
  3. 式(1)〜(3)中のGおよびGがシクロヘキサン−1,4−ジイル基である、請求項1または2に記載の重合性液晶混合物。
  4. 式(1)〜(3)中のAおよびAが、それぞれ独立に、シクロヘキサン−1,4−ジイル基または1,4−フェニレン基である、請求項1〜3のいずれかに記載の重合性液晶混合物。
  5. 前記一般式(1)〜(3)中のTが−O−、−S−、−N=CU−または−NU−である、請求項1〜4のいずれかに記載の重合性液晶混合物。
  6. 前記一般式(1)〜(3)中、Tが−NU−であり、該Uが、水素原子がフッ素原子に置換されてもよく、1個の−CH−または隣接していない2個以上の−CH−が各々独立して−O−、−CO−、−COO−またはOCO−に置き換えられてもよい炭素数2〜20の直鎖状若しくは分岐状アルキル基または炭素数3〜12のシクロアルキル基、或いは、該シクロアルキル基によって置換されていてもよい前記アルキル基である、請求項1〜5のいずれかに記載の重合性液晶混合物。
  7. 固体−液晶相転移温度が25℃以上200℃以下である、請求項1〜6のいずれかに記載の重合性液晶混合物。
  8. 請求項1〜7のいずれかに記載の重合性液晶混合物を含む重合性液晶組成物。
  9. 光重合開始剤を含む、請求項8に記載の重合性液晶組成物。
  10. 有機溶剤を含む、請求項8または9に記載の重合性液晶組成物。
  11. 光重合開始剤が、アシルフォスフィンオキサイド系重合開始剤、α−アミノアルキルフェノン系重合開始剤、α−ヒドロキシケトン系重合開始剤およびオキシムエステル系重合開始剤からなる群から選択される少なくとも1種である、請求項9または10に記載の重合性液晶組成物。
  12. 有機溶剤がメチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノンおよびN−メチルピロリドンからなる群から選択される少なくとも1種である、請求項10または11に記載の重合性液晶組成物。
  13. 請求項8〜12のいずれかに記載の重合性液晶組成物の硬化物。
  14. 請求項8〜13のいずれかに記載の重合性液晶組成物中の重合性液晶化合物が配向した状態で硬化してなる液晶硬化膜を含む位相差フィルム。
  15. 下記式:
    0.70≦Re(450)/Re(550)<1.00
    〔式中、Re(λ)は位相差フィルムの波長λnmにおける面内位相差値を示す〕
    を満たす、請求項14に記載の位相差フィルム。
  16. 請求項14または15に記載の位相差フィルムを含む楕円偏光板。
  17. 請求項16に記載の楕円偏光板を含む光学ディスプレイ。
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