JP4207233B2

JP4207233B2 - 液晶組成物及びこれを用いた光学異方体

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Publication number: JP4207233B2
Application number: JP31754497A
Authority: JP
Inventors: 浩史長谷部; 晴義高津; 直紀小尾
Original assignee: DIC Corp
Current assignee: DIC Corp
Priority date: 1997-11-18
Filing date: 1997-11-18
Publication date: 2009-01-14
Anticipated expiration: 2017-11-18
Also published as: JPH11148079A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学、表示、記録材料、また液晶ディスプレイの光学補償板や偏光プリズム材料として利用される新規な液晶組成物及びこれを用いた光学異方体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
先に我々は、液晶ディスプレイ素子の表示品位の向上と軽量化に応える光学補償板等の光学異方体の作製を可能にする技術として、室温において液晶性を示す重合性液晶組成物とその組成物を配向させた状態において光重合して得られる内部の配向構造が制御された光学異方体を提案した（特開平８−３１１１）。該発明の重合性液晶組成物は低分子化合物であり、粘度が低く所望の配向状態を迅速に達成することができるという長所を有している。このような重合性液晶組成物を３０ミクロン以上の厚みをもって光重合させて、光学異方体フィルムを形成した場合、光学異方体フィルムが光散乱性を示し、光透過性が低下してしまうという欠点があった。
【０００３】
【本発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題は、重合性低分子液晶組成物において、３０ミクロン以上の厚みをもって光重合させて光学異方体フィルムを形成しても、光学異方体フィルムの光透過性が低下しない、重合性液晶組成物を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は上記課題を解決するため、重合性液晶組成物中への添加剤として種々の重合性液晶化合物を検討した結果、かかる課題が特定の化学構造を有する重合性液晶化合物の利用により解決されることを見いだし本発明を提供するに至った。即ち、
１．一般式（Ｉ）
【０００５】
【化５】

【０００６】
（式中、Ｘ¹は隣接しない炭素原子がカルボニル基又は酸素原子で置換されていても良い炭素原子数２〜１８のアルキレン基を表し、Ｙ¹は単結合、エステル結合又はエーテル結合を表し、ｒは０又は１の整数を表し、６員環Ａ、Ｂ及びＣはそれぞれ独立的に、
【０００７】
【化６】

【０００８】
から選ばれる環を表し、ｐは１〜４の整数を表し、Ｙ²及びＹ³はそれぞれ独立的に単結合、−ＣＨ₂ＣＨ₂−、−ＣＨ₂Ｏ−、−ＯＣＨ₂−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−（ＣＨ₂）₄−、−ＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂Ｏ−、−ＯＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＨ₂ＣＨ₂−又は−ＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ＝ＣＨ−を表し、Ｗは水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、炭素原子数１〜２０のアルキル基あるいはアルケニル基、エーテル結合を介した炭素原子数１〜２０のアルキル基あるいはアルケニル基、エステル結合を介した炭素原子数１〜２０のアルキル基あるいはアルケニル基、又は一般式（Ｉ）中のＣＨ₂＝ＣＨＯＸ¹Ｙ¹−と同じ意味を表す。）で表される液晶性ビニルエーテル化合物及び一般式（ＩＩ）
【０００９】
【化７】

【００１０】
（式中、Ｘ²は水素原子又はメチル基を表し、ｔは０又は１の整数を表し、６員環Ｄ、Ｅ及びＦはそれぞれ独立的に、
【００１１】
【化８】

【００１２】
から選ばれる環を表し、ｍは１〜４の整数を表し、Ｙ⁴及びＹ⁵のはそれぞれ独立的に、単結合、−ＣＨ₂ＣＨ₂−、−ＣＨ₂Ｏ−、−ＯＣＨ₂−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−（ＣＨ₂）₄−、−ＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂Ｏ−、−ＯＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＨ₂ＣＨ₂−又は−ＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ＝ＣＨ−を表し、Ｙ⁶は単結合、−Ｏ−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−を表し、Ｚ¹は水素原子、ハロゲン原子、シアノ基又は炭素原子数１〜２０のアルキル基あるいはアルケニル基を表す。）で表される液晶性（メタ）アクリレート化合物を含有し、且つ液晶相を示すことを特徴とする液晶組成物。
２．一般式（Ｉ）で表される液晶性ビニルエーテル化合物の含有量が３〜５０重量％の範囲にあることを特徴とする上記１記載の液晶組成物。
３．一般式（ＩＩ）において、Ｘ²は水素原子を表し、ｔは０の整数を表し、環Ｄ及び環Ｆは１，４−フェニレン基を表し、Ｙ⁴は−Ｃ≡Ｃ−を表し、Ｙ⁶は単結合を表し、Ｚ¹は炭素原子数１〜２０のアルキル基を表すことを特徴とする上記１又は２記載の液晶組成物。
４．一般式（ＩＩ）において、Ｘ²は水素原子を表し、ｔは０の整数を表し、環Ｄは１，４−フェニレン基を表し、環Ｆはトランス−１，４−シクロヘキシレン基を表し、Ｙ⁴は単結合を表し、Ｙ⁶は単結合を表し、Ｚ¹は炭素原子数１〜２０のアルキル基を表すことを特徴とする上記１又は２記載の液晶組成物。
５．室温で液晶相を示すことを特徴とする上記１、２、３又は４記載の液晶組成物。
６．上記１、２、３、４又は５記載の液晶組成物の重合体からなることを特徴とする光学異方体。
を前記課題の解決手段として見出した。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の一例について説明する。
本発明は一般式（Ｉ）
【００１４】
【化９】

【００１５】
（式中、Ｘ¹は隣接しない炭素原子がカルボニル基又は酸素原子で置換されていても良い炭素原子数２〜１８のアルキレン基、Ｙ¹は単結合、エステル結合、エーテル結合を表し、ｒは０又は１の整数を表し、６員環Ａ、Ｂ及びＣはそれぞれ独立的に、
【００１６】
【化１０】

【００１７】
から選ばれる環を表し、ｐは１〜４の整数を表し、Ｙ²及びＹ³はそれぞれ独立的に単結合、−ＣＨ₂ＣＨ₂−、−ＣＨ₂Ｏ−、−ＯＣＨ₂−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−（ＣＨ₂）₄−、−ＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂Ｏ−、−ＯＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＨ₂ＣＨ₂−又は−ＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ＝ＣＨ−を表し、Ｗは水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、炭素原子数１〜２０のアルキル基あるいはアルケニル基、エーテル結合を介した炭素原子数１〜２０のアルキル基あるいはアルケニル基、エステル結合を介した炭素原子数１〜２０のアルキル基あるいはアルケニル基、又は一般式（Ｉ）中のＣＨ₂＝ＣＨＯＸ¹Ｙ¹−と同じ意味を表す。）で表される液晶性ビニルエーテル化合物及び一般式（ＩＩ）
【００１８】
【化１１】

【００１９】
（式中、Ｘ²は水素原子又はメチル基を表し、ｔは０又は１の整数を表し、６員環Ｄ、Ｅ及びＦはそれぞれ独立的に、
【００２０】
【化１２】

【００２１】
から選ばれる環を表し、ｍは１〜４の整数を表し、Ｙ⁴及びＹ⁵のはそれぞれ独立的に、単結合、−ＣＨ₂ＣＨ₂−、−ＣＨ₂Ｏ−、−ＯＣＨ₂−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−（ＣＨ₂）₄−、−ＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂Ｏ−、−ＯＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＨ₂ＣＨ₂−又は−ＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ＝ＣＨ−を表し、Ｙ⁶は単結合、−Ｏ−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−を表し、Ｚ¹は水素原子、ハロゲン原子、シアノ基又は炭素原子数１〜２０のアルキル基あるいはアルケニル基を表す。）で表される液晶性（メタ）アクリレート化合物を含有し、且つ液晶相を示すことを特徴とする液晶組成物を提供する。重合性官能基としてビニルエーテル基を有する液晶性化合物及び重合性官能基として（メタ）アクリロイルオキシ基を有する液晶性化合物を含有する本発明の液晶組成物が、３０ミクロン以上の膜厚を有し、かつ透明性に優れた光学異方体を得るために有効である理由については必ずしも明らかではない。しかし、ビニルエーテル基は（メタ）アクリロイルオキシ基と形状的に比較して、直鎖状のアルキル基に近く、化合物及び組成物全体としての液晶性の発現を妨げにくい傾向があるため、（メタ）アクリロイルオキシ基のみを重合性官能基とする液晶組成物より、重合時の透明性の低下が小さくなるのではないかと考えられる。このような本発明の液晶組成物に必須の液晶性ビニルエーテル化合物としては、例えば、Ｒ．Ａ．Ｍ．Ｈｉｋｍｅｔ等によって報告（Ｐｏｌｙｍｅｒ，１９９３年３４巻８号１７３６〜１７４０項）された式（１）〜（２）
【００２２】
【化１３】

【００２３】
やＨ．Ａｎｄｅｒｓｓｏｎ等によって報告（Ｐｏｌｙｍｅｒ，１９９２年３３巻１９号４０１４〜４０１８項）された式（３）〜（４）
【００２４】
【化１４】

【００２５】
やＦ．Ｓａｈｌｅｎ等によって報告（Ｐｏｌｙｍｅｒ，１９９６年３７巻１３号２６５７〜２６６２項）された式（５）〜（７）
【００２６】
【化１５】

【００２７】
やＧ．Ｓｃｈｅｒｏｗｓｋｙ等によって報告（ＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌｓ，１９９５年１９巻５号６２１〜６２７項）された式（８）
【００２８】
【化１６】

【００２９】
のような化合物を挙げることができる。その他にも、式（９）〜（２３）の化合物が挙げられるが、本発明の液晶組成物において使用することができる化合物はこれらに限定されるものではない。
【００３０】
【化１７】

【００３１】
（式中、シクロヘキサン環はトランスシクロヘキサン環を表し、Ｙはハロゲン原子、シアノ基、炭素原子数１〜２０のアルキル基あるいはアルケニル基、エーテル結合を介したアルキル基あるいはアルケニル基又はエステル結合を介したアルキル基あるいはアルケニル基を表し、ｓは２から１８の整数を表す）。また、本発明に必須の液晶性（メタ）アクリレート化合物の具体的な例としては、式（２４）〜（４４）に挙げた化合物が好ましいが、本発明の液晶組成物において使用することができる単官能（メタ）アクリレートはこれらに限定されるものではない。
【００３２】
【化１８】

【００３３】
【化１９】

【００３４】
【化２０】

【００３５】
（上記中、シクロヘキサン環はトランスシクロヘキサン環を表し、またＣは結晶相、Ｎはネマチック相、Ｓはスメクチック相、Ｉは等方性液体相を表し、数字は相転移温度を表す。）
このような化合物の中でも、トラン骨格を有する液晶性（メタ）アクリレート化合物は大きな複屈折率を有しているため、大きな複屈折率を有する液晶組成物を調製するのに有用である。従って、式（２７）、式（３５）、（３６）のような化合物は本発明の液晶組成物に好適に添加することができる。
【００３６】
また、シクロヘキシルフェニル骨格を有する液晶性（メタ）アクリレート化合物は、小さい複屈折率を有しているため、小さな複屈折率を有する液晶組成物を調製するのに有用である。従って、式（２４）、式（２５）のような化合物は本発明の液晶組成物に好適に添加することができる。
【００３７】
以上のような、液晶性ビニルエーテル化合物と液晶性（メタ）アクリレート化合物を含有する本発明の液晶組成物において、液晶性ビニルエーテル化合物の濃度は３〜５０重量％に、さらに好ましくは３〜４０重量％に、特に好ましくは３〜３０重量％の範囲に設定するのが好ましい。３重量％より液晶性ビニルエーテル化合物の濃度が低いと、光ラジカル重合して得られる光学異方体の透明性が改善されず、５０重量％より高いと光ラジカル重合が迅速に進行せず、光学異方体の機械的強度が劣化してしまう傾向がある。
【００３８】
本発明の液晶組成物の液晶相としては、通常この技術分野で液晶相と認識される相であれば特に制限なく用いることができるが、その中でもネマチック相、スメクチックＡ相、（カイラル）スメクチックＣ相、コレステリック相を発現するものが特に好ましい。また、（カイラル）スメクチックＣ相を示す場合には、該（カイラル）スメクチックＣ相の上の温度領域でスメクチックＡ相を、スメクチックＡ相を示す場合には、該スメクチックＡ相の上の温度領域でネマチック相を発現するようにすると、良好な一軸の配向特性が得られるため好ましい。液晶相を示す温度は、望ましくない熱重合の誘起を避け、均一な配向構造を有する光学異方体の製造を可能にするため、なるべく室温に近い温度で、好ましくは室温であることが好ましい。
【００３９】
また、本発明の液晶組成物には、上記成分の他にも分子内に通常この技術分野で液晶骨格と認められる骨格と重合性官能基を同時に有する重合性の液晶化合物を、好ましくは９０重量％以下の濃度で、室温以下でも液晶相が保持される範囲内で特に制限なく添加することができる。液晶骨格としては、少なくとも２つ又は３つの６員環を有するものが特に好ましい。重合性官能基としては、本発明の液晶組成物の必須化合物に付与されている（メタ）アクリロイルオキシ基及びビニルエーテル基の他に、エポキシ基、シンナモイル基、ビニル基等を挙げることができる。複数以上の重合性官能基を有する化合物の場合には、重合性官能基の種類が異なっていても良い。例えば、２つの重合性官能基を有する液晶化合物の場合、一つがアクリロイルオキシ基、もう一つがメタアクリロイルオキシ基又は、ビニルエーテル基であっても良い。
【００４０】
また、重合性官能基である（メタ）アクリロイルオキシ基を分子中に２つ有する液晶化合物は多くの種類が知られている。一般的にこれらを重合させた場合には良好な耐熱性及び強度特性を得られることから、これらも好適に添加して用いることができる。このような液晶化合物の具体的な例としては、式（４５）〜（４９）に挙げた化合物が好ましいが、本発明の液晶組成物において使用することができる化合物はこれらに限定されるものではない。
【００４１】
【化２１】

【００４２】
（式中、シクロヘキサン環はトランスシクロヘキサン環を表し、Ｘは水素原子又はメチル基を表し、Ｗはハロゲン原子、シアノ基又はメチル基を表し、ｓは２〜１２の整数を表す）。さらに本発明の液晶組成物には、本発明の液晶組成物の必須成分の一つである液晶性（メタ）アクリレート化合物の他にも、分子内に一つの（メタ）アクリロイルオキシ基を有する他の液晶化合物を添加しても良い。このような重合性官能基を一つ有する液晶化合物の具体的な例としては、式（５０）〜（７２）に挙げた化合物が好ましいが、本発明の液晶組成物において使用することができる化合物はこれらに限定されるものではない。
【００４３】
【化２２】

【００４４】
【化２３】

【００４５】
（式中、シクロヘキサン環はトランスシクロヘキサン環を表し、Ｘは水素原子又はメチル基を表し、Ｙは水素原子、ハロゲン原子又はシアノ基、炭素原子数１〜２０のアルキル基あるいはアルケニル基、エーテル結合を介したアルキル基あるいはアルケニル基、又はエステル結合を介したアルキル基あるいはアルケニル基を表し、ｓは２から１２の整数を表す）。
【００４６】
また、本発明の液晶組成物には、重合性官能基を有していない液晶化合物を用途に応じて添加しても良い。使用用途として本発明の液晶組成物の重合体を、表示素子と用いる場合や、温度によって屈折率を変化させたい場合には、重合性官能基を有していない液晶化合物の総量は１０〜９０重量％の範囲に設定するのが好ましい。また、温度によって屈折率が変化するのが好ましくない場合や、耐熱性や機械的特性を重視する場合には、重合性官能基を有していない液晶化合物の総量は０〜１０重量％の範囲に設定するのが好ましい。
【００４７】
また、本発明の液晶組成物には重合性官能基を有しており、かつ液晶性を示さない化合物も添加することができる。このような化合物としては、通常この技術分野で高分子形成性モノマーあるいは高分子形成性オリゴマーとして認識されるものであれば特に制限なく使用することができるが、アクリレート化合物、メタクリレート化合物、ビニルエーテル化合物が特に好ましい。
【００４８】
以上のような重合性官能基を有する液晶化合物、重合性官能基を有さない液晶化合物、液晶性を示さない重合性化合物は適宜組み合わせて添加してもよいが、少なくとも得られる液晶組成物の液晶性が失われないように各成分の添加量を調整することが必要である。
【００４９】
また、本発明の液晶組成物は、光学異方体を得るために光ラジカル重合により光硬化させるのが最も好ましいので、その光ラジカル重合反応性を向上させることを目的として、ベンゾインエーテル類、ベンゾフェノン類、アセトフェノン類、ベンジルケタール類等から選択して光重合開始剤を添加しても良い。また、熱重合開始剤も、過酸化ベンゾイル、ビスアゾブチロニトリル等から選択して添加しても良い。これら開始剤の添加量は、液晶組成物に対して１０重量％以下であることが好ましく、５重量％以下であることがさらに好ましく、０．５〜１．５重量％の範囲であることが特に好ましい。
【００５０】
また、本発明の液晶組成物には、その保存安定性を向上させるために安定剤を添加しても良い。ここで使用することができる安定剤としては、例えばヒドロキノン、ヒドロキノンモノアルキルエーテル類、第三ブチルカテコール等から選択して使用することができる。その添加量は、液晶組成物に対して１重量％以下が好ましく、０．５重量％以下がさらに好ましい。
【００５１】
また、本発明の液晶組成物には、液晶骨格の螺旋構造を内部に有する重合体を得ることを目的としてカイラル（光学活性）化合物を添加しても良い。ここで使用することができるカイラル化合物は、それ自体が液晶性を示す必要は無く、また重合性官能基を有していても、有していなくても良い。またその螺旋の向きは重合体の使用用途によって適宜選択することができる。そのようなカイラル化合物としては光学活性基としてコレステリル基を有するペラルゴン酸コレステロール、ステアリン酸コレステロール、光学活性基として２−メチルブチル基を有する「ＣＢ−１５」、「Ｃ−１５」（以上ＢＤＨ社製）、「Ｓ−１０８２」（メルク社製）、「ＣＭ−１９」、「ＣＭ−２０」、「ＣＭ」（以上チッソ社製）、光学活性基として１−メチルヘプチル基を有する「Ｓ−８１１」（メルク社製）、「ＣＭ−２１」、「ＣＭ−２２」（以上チッソ社製）を挙げることができる。このカイラル化合物の好ましい添加量は液晶組成物の用途によるが、重合して得られる重合体の厚み（ｄ）を重合体中での螺旋ピッチ（Ｐ）で除した値（ｄ／Ｐ）が０．１〜２０の範囲になるよう調整するのが好ましい。
【００５２】
また、本発明の液晶組成物を偏光フィルムや配向膜の原料、又は印刷インキ及び塗料等として利用する場合には、その目的に応じて金属、金属錯体、染料、顔料、色素、界面活性剤、ゲル化剤、紫外線吸収剤、抗酸化剤、イオン交換樹脂、酸化チタンの金属酸化物等を添加することもできる。
【００５３】
本発明は更に、本発明の液晶組成物の重合体であることを特徴とする光学異方体をも提供する。本発明の光学異方体は、本発明の液晶組成物を配向させた状態において、重合させることにより製造することができる。例えば、基板表面を布等でラビング、もしくは有機薄膜を形成した基板表面を布等でラビング、あるいはＳｉＯ₂を斜方蒸着した配向膜を有する基板上に担持させるか、基板間に挟持させた後、本発明の液晶を重合させる方法を挙げることができる。その他の配向処理方法としては、液晶組成物の流動配向の利用や、電場又は磁場の利用を挙げることができる。これらの配向手段は単独で用いても、また組み合わせて用いても良い。その中でも基板表面を布等でラビング処理した基板を用いる方法は、その簡便性から特に好ましい。
【００５４】
この時使用することができる基板は、有機材料、無機材料を問わずに用いることができる。具体的な例を挙げると有機材料としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリアミド、ポリメタクリル酸メチル、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリアリレート、ポリスルホン、トリアセチルセルロース、セルロース、ポリエーテルエーテルケトン、無機材料としてはシリコン、ガラス、方解石等を挙げることができる。
【００５５】
これらの基板を布等でラビングすることによって適当な配向性を得られないときには、公知の方法に従ってポリイミド薄膜又はポリビニルアルコール薄膜等の有機薄膜を基板表面に形成し、これを布等でラビングしても良い。また通常のＴＮ又はＳＴＮ素子で使用されているようなプレチルト角を与えるポリイミド薄膜を利用すると、光学異方体内部の分子配向構造を更に精密に制御できることから、特に好ましく利用することができる。また、電場によって配向状態を制御する場合には、電極層を有する基板を使用することができ、この場合には電極上に前述のポリイミド薄膜等の有機薄膜を形成するのが好ましい。
【００５６】
また、ラビングに代わる配向処理方法として、光配向法も用いることができる。これはポリビニルシンナメート等の分子内に光二量化反応する官能基を有する有機薄膜や光で異性化する官能基を有する有機薄膜又はポリイミド等の有機薄膜に、偏光した光、このましくは偏光した紫外線を照射することによって、配向膜とするものである。この光配向法に光マスクを適用することにより配向のパターン化が容易に達成できるので、光学異方体内部の分子配向も精密に制御することが可能となる。
【００５７】
重合の方法としては、迅速な重合の進行が望ましいので、紫外線又は電子線等のエネルギーを照射することによって光重合させる方法が好ましい。この光重合させる際の光源としては偏光光源を用いても良いし、非偏光光源を用いても良い。また、液晶組成物を２枚の基板間に挟持させた状態で光重合を行う場合には、少なくとも照射面側の基板は適当な透明性が与えられていなければならない。また、照射時の温度は、本発明の液晶組成物の液晶状態が保持される温度範囲内であることが好ましい。特に、光重合によって光学異方体を製造しようとする場合には、意図しない熱重合の誘起を避ける意味からもできるだけ室温に近い温度で、即ち２０〜３０℃の温度で重合させることが好ましい。重合によって得られた本発明の光学異方体は、初期の特性変化を軽減し、安定的な特性発現を図ることを目的として熱処理をしても良い。熱処理の温度としては５０〜２５０℃の温度範囲で、また熱処理時間としては３０秒〜１２時間の範囲にあるのが好ましい。
【００５８】
このような方法によって製造される本発明の光学異方体は、基板から剥離して用いても、剥離せずに用いても良い。
【００５９】
【実施例】
以下、本発明の実施例を示し、本発明を更に詳細に説明する。しかしながら、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
（実施例１）液晶組成物の調製
式（２４）の液晶性アクリレート化合物
【００６０】
【化２４】

【００６１】
５０重量部、式（２７）の液晶性アクリレート化合物
【００６２】
【化２５】

【００６３】
５０重量部から成る液晶組成物（Ａ）を調製した。この液晶組成物（Ａ）は、室温でネマチック液晶相を示し、ネマチック相−等方性液体相の相転移温度は４６℃であった。また、常光の屈折率ｎ_oは１．５１０、異常光の屈折率ｎ_eは１．６６２、複屈折率は０．１５２であった。この液晶組成物（Ａ）９０重量部に、式（２）の液晶性ビニルエーテル化合物
【００６４】
【化２６】

【００６５】
１０重量部からなる液晶組成物（Ｂ）を得た。この液晶組成物（Ｂ）は、室温でネマチック液晶相を示し、ネマチック相−等方性液体相の相転移温度は５４℃であった。また、常光の屈折率ｎ_oは１．５０５、異常光の屈折率ｎ_eは１．６６１、複屈折率は０．１５６であった。
（実施例２）
実施例１で調製した液晶組成物（Ａ）８０重量部に、式（７３）の液晶性ビニルエーテル化合物
【００６６】
【化２７】

【００６７】
で表される化合物２０重量部からなる液晶組成物（Ｃ）を得た。この液晶組成物（Ｃ）は、室温でネマチック液晶相を示し、ネマチック相−等方性液体相の相転移温度は５４℃であった。また、常光の屈折率ｎ_oは１．５０８、異常光の屈折率ｎ_eは１．６６８、複屈折率は０．１６０であった。
（実施例３）光学異方体の作製
実施例２で調製した液晶組成物（Ｃ）９９重量部に光重合開始剤「イルガキュアー６５１」（チバガイギー社製）１重量部を溶解させた。次にこれを室温においてセルギャップ５０ミクロンの透明ガラス製ＡＰ（アンチパラレルラビング）セルに注入したところ、良好なホモジニアス（平行一軸）配向が得られていることが偏光顕微鏡観察により確認できた。このセルに高圧水銀ランプを用いて５００ｍＪ／ｃｍ²の紫外線を照射し、液晶組成物（Ｃ）を光重合させた。セルを偏光顕微鏡で観察したところ、ホモジニアス配向が均一に固定化された光学異方体が得られているのが確認できた。次にセルのガラスを取り外すことにより、１枚のガラスの上に担持された厚さ５０ミクロンのホモジニアス配向構造を有する光学異方体を得た。この光学異方体は１５０℃で１００時間加熱しても、ホモジニアス配向構造が保持されることがわかった。また、この光学異方体の波長６３３ｎｍにおける透過率は８７％であった。
（比較例）光学異方体の作製
実施例１で調製した、液晶性ビニルエーテル化合物を含有しない液晶組成物（Ａ）９９重量部に光重合開始剤「イルガキュアー６５１」（チバガイギー社製）１重量部を溶解させた。次にこれを室温においてセルギャップ５０ミクロンの透明ガラス製ＡＰ（アンチパラレルラビング）セルに注入したところ、良好なホモジニアス配向が得られていることが偏光顕微鏡観察により確認できた。このセルに高圧水銀ランプを用いて５００ｍＪ／ｃｍ²の紫外線を照射し、液晶組成物（Ａ）を光重合させた。セルを偏光顕微鏡で観察したところ、ホモジニアス配向が均一に固定化された光学異方体が得られているのが確認できた。次にセルのガラスを取り外すことにより、１枚のガラスの上に担持された厚さ５０ミクロンのホモジニアス配向構造を有する光学異方体を得た。この光学異方体は１５０℃で１００時間加熱しても、ホモジニアス配向構造が保持されることがわかった。また、この光学異方体の波長６３３ｎｍにおける透過率は７９％であった。
【００６８】
以上の結果から、本発明の液晶組成物を用いると、３０ミクロン以上の膜厚を有する光学異方体を作成しても良好な光透過性が得られることがわかる。
【００６９】
【発明の効果】
本発明の液晶組成物を利用すれば、良好な光透過性を有する光学異方体を作成できる。従って、透明性に優れた光学補償板、偏光ビームスプリッター、光学的ローパスフィルター及び偏光プリズム等の光学素子の作製材料として非常に有用である。

Claims

一般式（Ｉ）

（式中、Ｘ^１は隣接しない炭素原子がカルボニル基又は酸素原子で置換されていても良い炭素原子数２〜１８のアルキレン基を表し、Ｙ^１は単結合、エステル結合又はエーテル結合を表し、ｒは０又は１の整数を表し、６員環Ａ、Ｂ及びＣはそれぞれ独立的に、

から選ばれる環を表し、ｐは１〜４の整数を表し、Ｙ^２及びＹ^３はそれぞれ独立的に単結合、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＯＣＨ_２−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−（ＣＨ_２）_４−、−ＣＨ_２ＣＨ_２ＣＨ_２Ｏ−、−ＯＣＨ_２ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＨ_２ＣＨ_２−又は−ＣＨ_２ＣＨ_２ＣＨ＝ＣＨ−を表し、Ｗは水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、炭素原子数１〜２０のアルキル基あるいはアルケニル基、エーテル結合を介した炭素原子数１〜２０のアルキル基あるいはアルケニル基、エステル結合を介した炭素原子数１〜２０のアルキル基あるいはアルケニル基、又は一般式（Ｉ）中のＣＨ_２＝ＣＨＯＸ^１Ｙ^１−と同じ意味を表す。）で表される液晶性ビニルエーテル化合物及び一般式（ＩＩ）

（式中、Ｘ^２は水素原子又はメチル基を表し、ｔは０又は１の整数を表し、６員環Ｄ、Ｅ及びＦはそれぞれ独立的に、

から選ばれる環を表し、ｍは１〜４の整数を表し、Ｙ^４及びＹ^５のはそれぞれ独立的に、単結合、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＯＣＨ_２−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＦ＝ＣＦ−、−（ＣＨ_２）_４−、−ＣＨ_２ＣＨ_２ＣＨ_２Ｏ−、−ＯＣＨ_２ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＨ_２ＣＨ_２−又は−ＣＨ_２ＣＨ_２ＣＨ＝ＣＨ−を表し、Ｙ^６は単結合、−Ｏ−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−を表し、Ｚ^１は水素原子、ハロゲン原子、シアノ基又は炭素原子数１〜２０のアルキル基あるいはアルケニル基を表す。）で表される液晶性（メタ）アクリレート化合物を含有し、且つ液晶相を示す液晶組成物の重合体からなることを特徴とする光学異方体。
一般式（Ｉ）で表される液晶性ビニルエーテル化合物の含有量が３〜５０重量％の範囲にあることを特徴とする請求項１記載の光学異方体。
一般式（ＩＩ）において、Ｘ^２は水素原子を表し、ｔは０の整数を表し、環Ｄ及び環Ｆは１，４−フェニレン基を表し、Ｙ^４は−Ｃ≡Ｃ−を表し、Ｙ^６は単結合を表し、Ｚ１は炭素原子数１〜２０のアルキル基を表すことを特徴とする請求項１又は２記載の光学異方体。
一般式（ＩＩ）において、Ｘ^２は水素原子を表し、ｔは０の整数を表し、環Ｄは１，４−フェニレン基を表し、環Ｆはトランス−１，４−シクロヘキシレン基を表し、Ｙ^４は単結合を表し、Ｙ^６は単結合を表し、Ｚ^１は炭素原子数１〜２０のアルキル基を表すことを特徴とする請求項１又は２記載の光学異方体。
液晶組成物が室温で液晶相を示すことを特徴とする請求項１、２、３又は４記載の光学異方体。