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Description
(1) 円盤状化合物から形成された光学異方性層を有する位相差板であって、該円盤状化合物の少なくとも1種はクロロホルム溶液中において270nm以下に最大吸収波長を有する円盤状化合物である位相差板。
(2) 前記円盤状化合物が、液晶性を示す(1)の位相差板。
(3) 前記円盤状化合物が、ディスコティックネマチック相を発現する(1)又は(2)の位相差板。
(4) 前記円盤状化合物を、ディスコティックネマチック相を示す配向状態に固定してなる光学異方性層を有する(1)〜(3)のいずれかの位相差板。
なお、溶媒としてクロロホルムを用いたのは、溶質である円盤状化合物の溶解性が高く、極性が低い溶媒であり、且つ円盤状化合物の前記吸収ピークの近傍に吸収ピークを有さないからである。
アシルオキシ基はホルミルオキシまたは−O−CO−Rで表され、Rはアルキル基、置換アルキル基、アルケニル基、置換アルケニル基、アルキニル基、置換アルキニル基、アリール基または置換アリール基である。
アリールオキシカルボニル基および置換アリールオキシカルボニル基のアリール部分は、アリール基と同義であり、好ましい範囲も同義である。置換アリールオキシカルボニル基の置換基の例は、円盤状コアの置換基の例と同義であり、好ましい範囲も同義である。
アミド基は、−NH−CO−Rで表され、Rはアルキル基、置換アルキル基、アルケニル基、置換アルケニル基、アルキニル基、置換アルキニル基、アリール基または置換アリール基である。
イミド基は、−N(−CO−R)2で表され、Rはアルキル基、置換アルキル基、アルケニル基、置換アルケニル基、アルキニル基、置換アルキニル基、アリール基または置換アリール基である。
アリールオキシカルボニルアミノ基および置換アリールオキシカルボニルアミノ基のアリール部分は、アリール基と同義であり、好ましい範囲も同義である。置換アリールオキシカルボニルアミノ基の置換基の例は、円盤状コアの置換基の例と同様である。
スルホンアミド基は、−NH−SO2−Rで表され、Rはアルキル基、置換アルキル基、アルケニル基、置換アルケニル基、アルキニル基、置換アルキニル基、アリール基または置換アリール基である。置換スルファモイル基は、−SO2−NH−Rまたは−SO2−N(−R)2で表され、Rはアルキル基、置換アルキル基、アルケニル基、置換アルケニル基、アルキニル基、置換アルキニル基、アリール基または置換アリール基である。
アリールチオ基および置換アリールチオ基のアリール部分は、アリール基と同義であり、好ましい範囲も同義である。置換アリールチオ基の置換基の例は、円盤状コアの置換基の例と同義であり、好ましい範囲も同義である。
アルキルスルホニル基および置換アルキルスルホニル基のアルキル部分は、アルキル基と同義であり、好ましい範囲も同義である。置換アルキルスルホニル基の置換基の例は、置換アルキル基の置換基の例と同義であり、好ましい範囲も同義である。
アルキルスルフィニル基および置換アルキルスルフィニル基のアルキル部分は、アルキル基と同義であり、好ましい範囲も同義である。置換アルキルスルフィニル基の置換基の例は、置換アルキル基の置換基の例と同義であり、好ましい範囲も同義である。
アルキルスルフィニル基および置換アルキルスルフィニル基のアリール部分は、アリール基と同義であり、好ましい範囲も同義である。置換アルキルスルフィニル基の置換基の例は、円盤状コアの置換基の例と同義であり、好ましい範囲も同義である。
リン酸アミド基は、−NH−O−P(=O)(−OH)−O−Rまたは−NH−O−P(=O)(−O−R)2で表され、Rはアルキル基、置換アルキル基、アルケニル基、置換アルケニル基、アルキニル基、置換アルキニル基、アリール基または置換アリール基である。
置換シリル基は、−SiH2−R、−SiH(−R)2または−Si(−R)3で表され、Rはアルキル基、置換アルキル基、アルケニル基、置換アルケニル基、アルキニル基、置換アルキニル基、アリール基または置換アリール基である。
アリールオキシカルボニルオキシ基および置換アリールオキシカルボニルオキシ基のアリール部分は、アリール基と同義であり、好ましい範囲も同義である。置換アリールオキシカルボニルオキシ基の置換基の例は、円盤状コアの置換基の例と同義であり、好ましい範囲も同義である。
本発明で開示するクロロホルム溶液中での最大吸収波長が270nm以下である円盤状化合物は、単独もしくは他の円盤状化合物と混合して液晶性を示すとき、該円盤状化合物を配向させた光学異方性材料は、位相差板(または光学補償シート)の光学異方性層として用いることができる。光学異方性層は、円盤状化合物の配向に基づく光学異方性を示す。
光学異方性層は、本発明の円盤状化合物とともに、その配向を制御するのに寄与する材料、配向状態を固定するのに寄与する材料等、他の材料を含有する組成物から形成してもよい。本発明に従う円盤状化合物は一度液晶相形成温度まで加熱し、次にその配向状態を維持したまま冷却することによりその液晶状態における配向形態を損なうことなく固定化することができる。また、本発明に従う円盤状化合物は、重合開始剤を添加した組成物を液晶相形成温度まで加熱した後、重合させ冷却することによっても固定化することができる。本発明で配向状態が固定化された状態とは、その配向が保持された状態が最も典型的、且つ好ましい態様ではあるが、それだけには限定されず、具体的には、通常0℃〜50℃、より過酷な条件下では−30℃〜70℃の温度範囲において、該層に流動性がなく、且つ外場や外力によって配向形態に変化を生じさせることなく、固定化された配向形態を安定に保ち続けることができる状態を指すものである。
なお、配向状態が最終的に固定化された際に、液晶組成物はもはや液晶性を示す必要はない。例えば、液晶化合物として重合性化合物を用いた場合、結果的に熱、光等での反応により重合または架橋反応が進行し、高分子量化して、液晶性を失ってもよい。
本発明の位相差板は、前記円盤状化合物から形成された光学異方性層を有する。すなわち、前記円盤状化合物が、光学異方性層の原料に用いられることを意味する。例えば、重合性基を有する前記円盤状化合物を用いて光学異方性層を作製する場合は、作製の過程で、該化合物が単独でまたは他の化合物と重合し、最終的には本発明の化合物を重合単位とする高分子を含有する光学異方性層が作製されるが、かかる光学異方性層も本発明の範囲に含まれる。
光学異方性層の形成にあたり円盤状化合物に加えることのできる添加剤の例としては、空気界面配向制御剤、ハジキ防止剤、重合開始剤、重合性モノマー等が挙げられる。
液晶化合物は、空気界面においては空気界面のプレチルト角で配向する。このプレチルト角は、円盤状液晶と空気界面がなす角をいう。このプレチルト角は、化合物の種類によりその程度が異なるために、目的に応じて、空気界面のプレチルト角を任意に制御する必要がある。
このプレチルト角の制御には、例えば、電場や磁場のような外場を用いることや添加剤を用いることができるが、添加剤を用いることが好ましい。
このような添加剤としては、炭素原子数が6〜40の置換または無置換脂肪族基もしくは炭素原子数が6〜40の置換または無置換脂肪族置換オリゴシロキサノキシ基を、分子内に1本以上有する化合物が好ましく、分子内に2本以上有する化合物がさらに好ましい。例えば、空気界面配向制御剤としては、特開2002−20363号公報に記載の疎水性排除体積効果化合物を用いることができる。
円盤状化合物に添加し、該組成物の塗布時のハジキを防止するための材料としては、一般に高分子化合物を好適に用いることができる。使用するポリマーとしては、円盤状化合物の傾斜角変化や配向を著しく阻害しない限り、特に制限はない。
ポリマーの例としては、特開平8−95030号公報に記載があり、特に好ましい具体的ポリマー例としてはセルロースエステル類を挙げることができる。セルロースエステルの例としては、セルロースアセテート、セルロースアセテートプロピオネート、ヒドロキシプロピルセルロースおよびセルロースアセテートブチレートを挙げることができる。円盤状化合物の配向を阻害しないように、ハジキ防止目的で使用されるポリマーの添加量は、円盤状化合物に対して一般に0.1〜10質量%の範囲にあり、0.1〜8質量%の範囲にあることがより好ましく、0.1〜5質量%の範囲にあることがさらに好ましい。
本発明では、液晶性化合物はモノドメイン配向、つまり実質的に均一に配向している状態で固定されていることが好ましく、そのため重合性の円盤状化合物を用いている場合には重合反応により円盤状化合物を固定することが好ましい。重合反応には、熱重合開始剤を用いる熱重合反応と光重合開始剤を用いる光重合反応と電子線照射による重合反応が含まれるが、熱により支持体等が変形、変質するのを防ぐためにも、光重合反応と電子線照射による重合反応が好ましい。光重合開始剤の例には、α−カルボニル化合物(米国特許2367661号、同2367670号の各明細書記載)、アシロインエーテル(米国特許2448828号明細書記載)、α−炭化水素置換芳香族アシロイン化合物(米国特許2722512号明細書記載)、多核キノン化合物(米国特許3046127号、同2951758号の各明細書記載)、トリアリールイミダゾールダイマーとp−アミノフェニルケトンとの組み合わせ(米国特許3549367号明細書記載)、アクリジンおよびフェナジン化合物(特開昭60−105667号公報、米国特許4239850号明細書記載)およびオキサジアゾール化合物(米国特許4212970号明細書記載)等が挙げられる。光重合開始剤の使用量は、塗布液の固形分の0.01〜20質量%であることが好ましく、0.5〜5質量%であることがさらに好ましい。円盤状化合物の重合のための光照射は、紫外線を用いることが好ましい。照射エネルギーは、10mJ〜50J/cm2であることが好ましく、50mJ〜800mJ/cm2であることがさらに好ましい。光重合反応を促進するため、加熱条件下で光照射を実施してもよい。また、雰囲気の酸素濃度は重合度に関与するため、空気中で所望の重合度に達しない場合には、窒素置換等の方法により酸素濃度を低下させることが好ましい。好ましい酸素濃度としては、10%以下が好ましく、7%以下がさらに好ましく、3%以下が最も好ましい。
光学異方性層を形成するために用いられる液晶組成物には、重合性のモノマーを添加してもよい。液晶性化合物とともに使用する重合性モノマーとしては、液晶性化合物と相溶性を有し、液晶性化合物の傾斜角変化や配向阻害を著しく引き起こさない限り、特に限定はない。これらの中では重合活性なエチレン性不飽和基、例えばビニル基、ビニルオキシ基、アクリロイル基およびメタクリロイル基などを有する化合物が好ましく用いられる。上記重合性モノマーの添加量は、液晶性化合物に対して一般に0.5〜50質量%の範囲にあり、1〜30質量%の範囲にあることが好ましい。また反応性官能基数が2以上のモノマーを用いると、配向膜と光学異方性層間の密着性を高める効果が期待できるため、特に好ましい。
液晶組成物の調製に使用する溶媒としては、有機溶媒が好ましく用いられる。有機溶媒の例には、アミド(例、N,N−ジメチルホルムアミド)、スルホキシド(例、ジメチルスルホキシド)、ヘテロ環化合物(例、ピリジン)、炭化水素(例、トルエン、ヘキサン)、アルキルハライド(例、クロロホルム、ジクロロメタン)、エステル(例、酢酸メチル、酢酸ブチル)、ケトン(例、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)、エーテル(例、テトラヒドロフラン、1,2−ジメトキシエタン)が含まれる。アルキルハライド、エステルおよびケトンが好ましい。2種類以上の有機溶媒を併用してもよい。
光学異方性層は、上記溶媒を用いて液晶組成物の塗布液を調製し配向膜上に塗布し、円盤状化合物を配向処理することで形成する。塗布液の塗布は、公知の方法(例えば、ワイヤーバーコーティング法、押し出しコーティング法、ダイレクトグラビアコーティング法、リバースグラビアコーティング法、ダイコーティング法)により実施できる。
配向膜は、有機化合物(好ましくはポリマー)のラビング処理、無機化合物の斜方蒸着、マイクログルーブを有する層の形成、あるいはラングミュア・ブロジェット法(LB膜)による有機化合物(例、ω−トリコサン酸、ステアリル酸メチル)の累積のような手段で、設けることができる。さらに、電場の付与、磁場の付与あるいは光照射により、配向機能が生じる配向膜も知られている。
配向膜上に設けられる光学異方性層の円盤状化合物に所望の配向を付与できるのであれば、配向膜としてはどのような層でもよいが、本発明においては、ラビング処理もしくは、光照射により形成される配向膜が好ましい。特にポリマーのラビング処理により形成する配向膜が特に好ましい。ラビング処理は、一般にはポリマー層の表面を、紙や布で一定方向に数回擦ることにより実施することができるが、特に本発明では液晶便覧(丸善(株))に記載されている方法により行うことが好ましい。配向膜の厚さは、0.01〜10μmであることが好ましく、0.05〜3μmであることがさらに好ましい。
なお、配向膜を用いて棒状液晶性化合物を配向させてから、その配向状態のまま棒状液晶性化合物を固定して光学異方性層を形成し、光学異方性層のみをポリマーフイルム(または透明支持体)上に転写しても良い。配向状態の固定された棒状液晶性化合物は、配向膜がなくても配向状態を維持することができる。そのため、位相差板では、配向膜は(位相差板の製造において必須であるが)必須ではない。
円盤状化合物を配向させるためには、配向膜の表面エネルギーを調節するポリマー(通常の配向用ポリマー)を用いる。具体的なポリマーの種類については液晶セルまたは光学補償シートについて種々の文献に記載がある。いずれの配向膜においても、円盤状化合物と透明支持体の密着性を改善する目的で、重合性基を有することが好ましい。重合性基は、側鎖に重合性基を有する繰り返し単位を導入するか、あるいは、環状基の置換基として導入することができる。界面で液晶性化合物と化学結合を形成する配向膜を用いることが好ましく、かかる配向膜としては特開平9−152509号公報に記載されている。
配向膜のラビング密度と配向膜界面での円盤状化合物のプレチルト角との間には、ラビング密度を高くするとプレチルト角は小さくなり、ラビング密度を低くするとプレチルト角は大きくなる関係があるので、配向膜のラビング密度を変えることで、プレチルト角の調整をすることができる。配向膜のラビング密度を変える方法としては、「液晶便覧」液晶便覧編集委員会編(丸善(株)、2000年)に記載されている方法を用いることができる。ラビング密度(L)は式(A)で定量化されている。
式(A)中、Nはラビング回数、lはラビングローラーの接触長、rはローラーの半径、nはローラーの回転数(rpm)、vはステージ移動速度(秒速)である。ラビング密度を高くするためには、ラビング回数を増やす、ラビングローラーの接触長を長く、ローラーの半径を大きく、ローラーの回転数を大きく、ステージ移動速度を遅くすればよく、一方、ラビング密度を低くするためには、この逆にすればよい。
位相差板は、支持体を有していてもよく、該支持体は、透明支持体であるのが好ましい。前記支持体は、主に光学的等方性で、光透過率が80%以上であれば、特に材料の制限はないが、ポリマーフイルムが好ましい。ポリマーの具体例として、セルロースエステル類(例、セルロースジアセテート、セルローストリアセテート)、ノルボルネン系ポリマー、ポリ(メタ)アクリレートエステル類のフイルムなどを挙げることができ、多くの市販のポリマーを好適に用いることが可能である。このうち、光学性能の観点からセルロースエステル類が好ましく、セルロースの低級脂肪酸エステルがさらに好ましい。低級脂肪酸とは、炭素原子数が6以下脂肪酸で、炭素原子数は、2、3、4であることが好ましい。具体的には、セルロースアセテート、セルロースプロピオネートまたはセルロースブチレートがあげられる。この中でも、セルローストリアセテートが特に好ましい。セルロースアセテートプロピオネートやセルロースアセテートブチレートのような混合脂肪酸エステルを用いてもよい。また、従来知られているポリカーボネートやポリスルホンのような複屈折の発現しやすいポリマーであっても国際公開WO00/26705号公報パンフレットに記載の分子を修飾することで該発現性を低下させたものを用いることもできる。
セルロースエステルとしては、酢化度が55.0〜62.5%であるセルロースアセテートを使用することが好ましい。特に酢化度が57.0〜62.0%であることが好ましい。酢化度とは、セルロース単位質量当たりの結合酢酸量を意味する。酢化度は、ASTM:D−817−91(セルロースアセテート等の試験法)におけるアセチル化度の測定および計算に従う。セルロースエステルの粘度平均重合度(DP)は、250以上であることが好ましく、290以上であることがさらに好ましい。また、本発明に使用するセルロースエステルは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーによるMw/Mn(Mwは質量平均分子量、Mnは数平均分子量)の分子量分布が狭いことが好ましい。具体的なMw/Mnの値としては、1.0〜1.7であることが好ましく、1.3〜1.65であることがさらに好ましく、1.4〜1.6であることが最も好ましい。
セルロースエステルでは、セルロースの2位、3位、6位の水酸基が全体の置換度の1/3ずつに均等に分配されるわけではなく、6位水酸基の置換度が小さくなる傾向がある。セルロースの6位水酸基の置換度が、2位、3位に比べて多いほうが好ましい。全体の置換度に対して6位の水酸基が30%〜40%でアシル基で置換されていることが好ましく、さらには31%以上、特に32%以上であることが好ましい。6位の置換度は、0.88以上であることが好ましい。6位水酸基は、アセチル基以外に炭素数3以上のアシル基(例、プロピオニル、ブチリル、バレロイル、ベンゾイル、アクリロイル)で置換されていてもよい。各位置の置換度の測定は、NMRによって求める事ができる。6位水酸基の置換度が高いセルロースエステルは、特開平11−5851号公報の段落番号0043〜0044に記載の合成例1、段落番号0048〜0049に記載の合成例2、段落番号0051〜0052に記載の合成例3の方法を参照して合成することができる。
以下、アルカリ鹸化処理を例に、具体的に説明する。
アルカリ鹸化処理は、フイルム表面をアルカリ溶液に浸漬した後、酸性溶液で中和し、水洗して乾燥するサイクルで行われることが好ましい。アルカリ溶液としては、水酸化カリウム溶液、水酸化ナトリウム溶液が挙げられる。水酸化イオンの規定濃度は、0.1〜3.0Nの範囲にあることが好ましく、0.5〜2.0Nの範囲にあることがさらに好ましい。アルカリ溶液温度は、室温〜90℃の範囲にあることが好ましく、40〜70℃の範囲にあることがさらに好ましい。
セルロースアセテートフイルムの厚さは、通常5〜500μmの範囲が好ましく、20〜250μmの範囲が好ましく、30〜180μmの範囲がより好ましく、30〜110μmの範囲が特に好ましい。
位相差板と偏光膜を積層することによって楕円偏光板を作製することができる。位相差板を利用することにより、液晶表示装置の視野角を拡大し得る楕円偏光板を提供することができる。前記偏光膜には、ヨウ素系偏光膜、二色性染料を用いる染料系偏光膜やポリエン系偏光膜がある。ヨウ素系偏光膜および染料系偏光膜は、一般にポリビニルアルコール系フイルムを用いて製造する。偏光膜の偏光軸は、フイルムの延伸方向に垂直な方向に相当する。
本発明の位相差板は、液晶表示装置の光学補償シートとして利用することができる。本発明の位相差板を利用することにより、光学補償シートの波長分散に起因した色味変化を生じることなく、視野角が拡大された液晶表示装置を提供することができる。液晶表示装置は、通常、液晶セル、偏光素子および位相差板(光学補償シート)を有する。前記偏光素子は、一般に偏光膜と保護膜からなり、偏光膜と保護膜については、上記楕円偏光で説明したものを用いることができる。TNモードの液晶セル用位相差板(光学補償シート)は、特開平6−214116号公報、米国特許5583679号、同5646703号、ドイツ特許公報3911620A1号の各明細書に記載がある。また、IPSモードまたはFLCモードの液晶セル用光学補償シートは、特開平10−54982号公報に記載がある。さらに、OCBモードまたはHANモードの液晶セル用光学補償シートは、米国特許5805253号明細書および国際公開WO96/37804号公報に記載がある。さらにまた、STNモードの液晶セル用光学補償シートは、特開平9−26572号公報に記載がある。そして、VAモードの液晶セル用光学補償シートは、特許番号第2866372号公報に記載がある。
例示化合物((Z4)−(Y1−3))を、下記のルートにより合成した。
例示化合物((Z4)−(Y1−4))、((Z4)−(Y1−5))を、合成例3のブロモエタノールをブロモプロパノール、ブロモブタノールに変更した以外は、合成例3と同様な方法にて、例示化合物(4)収率33%(8Steps)、例示化合物(5)収率24%(8Steps)で合成した。以下に得られた化合物の1H NMR測定結果及び諸特性をそれぞれ示す。
1H NMR(400MHz、CDCl3)δ1.30−1.45(6H、m)、1.70−1.85(6H、m)、2.05−2.20(18H、m)、2.65−2.80(6H、m)、4.04(12H、t、J=7.2Hz)、4.37(12H、t、J=6.4Hz)、5.84(6H、d,J=10.4Hz)、6.13(6H、d,d,J=10.4Hz、17.2Hz)、6.42(6H、d,J=17.2Hz)、6.81(12H、d,J=8.0Hz)、7.01(6H、d、J=8.0Hz)、7.05(6H、d、J=8.0Hz)、8.19(6H、s);マススペクトル(M+Na)/(POSI)=1980;相転移温度:Cry 65℃ ND 147℃ Iso。
1H NMR(400MHz、CDCl3)δ1.30−1.45(6H、m)、1.70−1.85(6H、m)、2.05−2.20(30H、m)、2.65−2.80(6H、m)、3.98(12H、t、J=6.8Hz)、4.25(12H、t、J=6.4Hz)、5.83(6H、d,J=10.4Hz)、6.13(6H、d,d,J=10.4Hz、17.2Hz)、6.42(6H、d,J=17.2Hz)、6.81(12H、d,J=8.0Hz)、7.02(6H、d、J=8.0Hz)、7.06(6H、d、J=8.0Hz)、8.21(6H、s);マススペクトル(M+Na)/(POSI)=2064;相転移温度:Cry 70℃ ND 130℃ Iso。
例示化合物((Z4)−(Y2−11))を、下記のルートにより合成した。
1H NMR(400MHz、CDCl3)δ2.14(12H、t、t、J=6.40Hz、6.40Hz)、3.99(12H、t、J=6.40Hz、)、4.35(12H、t、J=6.40Hz)、4.67(12H、bs)、5.83(6H、d、J=10.4Hz)、6.13(6H、d、d,J=10.4Hz、17.6Hz)、6.41(6H、d、J=17.6Hz)、6.44(6H、d、J=15.6Hz)、6.75−6.90(24H、m)、7.32(6H、d、J=15.6Hz)、8.18(6H、S);マススペクトル(M+Na)/(POSI)=2077;相転移温度 C 97℃ ND 125℃ Iso。
例示化合物((Z4)−(Y2−10))及び((Z4)−(Y2−12)は、上記合成例4に示した3−ブロモ―1−プロパノールをそれぞれ等モル量の2−ブロモエタノール及び、4−ブロモ−1−ブタノールに変更した以外、同様な方法にて合成できた。以下に得られた化合物の1H NMR測定結果及び諸特性をそれぞれ示す。
例示化合物((Z4)−(Y2−10))の収率25%(5Steps);
1H NMR(400MHz、CDCl3)δ4.12(12H、t、J=4.80Hz、)、4.47(12H、t、J=4.80Hz)、4.64(12H、bs)、5.86(6H、d、J=10.4Hz)、6.17(6H、d、d,J=10.4Hz、17.2Hz)、6.40−6.50(12H、m)、6.70−6.90(24H、m)、7.32(6H、d、J=15.6Hz)、8.10(6H、S);マススペクトル(M+Na)/(POSI)=1992;相転移温度 C 65℃ ND 101℃ Iso。
1H NMR(400MHz、CDCl3)δ1.75−1.95(24H、m)、3.93(12H、bs)、4.23(12H、bs)、4.67(12H、bs)、5.82(6H、d、J=10.4Hz)、6.11(6H、d、d,J=10.4Hz、15.6Hz)、6.41(6H、d、15.6Hz)、6.45(6H、d,15.6Hz)、6.70−6.90(24H、m)、7.33(6H、d、J=15.6Hz)、8.19(6H、S);マススペクトル(M+Na)/(POSI)=2161;相転移温度 Col 70℃ ND 100℃ Iso。
例示化合物((Z4)−(Y3−3))は、下記に示すルートにより合成した。
1H NMR(400MHz、CDCl3)δ0.90(18H、t、J=6.80Hz)、1.20−1.50(60H、m)、1.78(12H、t,t、J=6.80Hz、J=6.80Hz)、4.31(12H、t、J=6.80Hz)、8.33(6H、s);マススペクトル(M+Na)/(POSI)=1283。
例示化合物((Z4)−(Y3−1))、((Z4)−(Y3−4))は上記合成例7に示したクロロギ酸オクチルをそれぞれ等モル量のクロロギ酸へプチル、クロロギ酸ノニルに変更した以外、同様な方法にて合成できた。以下に得られた化合物の1H NMR測定結果及び諸特性をそれぞれ示す。
1H NMR(400MHz、CDCl3)δ0.90(18H、t、J=6.80Hz)、1.20−1.50(48H、m)、1.78(12H、t、t、J=6.80Hz、6.80Hz)、4.32(12H、t、J=6.80Hz)、8.33(6H、s);マススペクトル(M+Na)/(POSI)=1200。
1H NMR(400MHz、CDCl3)δ0.89(18H、t、J=6.80Hz)、1.20−1.50(72H、m)、1.76(12H、t、t、J=6.80Hz、6.80Hz)、4.31(12H、t、J=6.80Hz)、8.35(6H、s);マススペクトル(M+Na)/(POSI)=1368。
例示化合物((Z4)−(Y4−1))を、下記に示すルートにより合成した。
(C−1)4.82g(16.5mmol)のテトラヒドロフラン溶液30mLに、氷冷下、メタンスルホニルクロライド1.28mL(16.5mL)とエチルジイソプロピルアミン3.10mL(18.0mmol)のテトラヒドロフラン3mL溶液を滴下した。滴下後、室温まで昇温させ、1時間撹拌した。その後、氷冷し、2,3,6,7,10,11−ヘキサヒドロキシトリフェニレンの1水和物513mg(1.50mmol)のテトラヒドロフラン溶液10mLを添加し、さらにエチルジイソプロピルアミン3.10mL(18.0mmol)を滴下した。滴下終了後、N,N−ジメチルアミノピリジンを触媒量加え、そのまま室温まで昇温し5時間撹拌した。酢酸エチルを加え、有機層を希塩酸で3回洗浄した。有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥後、溶媒を減圧留去し残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶出液:酢酸エチル/ヘキサン = 1/2)にて精製した。得られた結晶をアセトニトリル中で煮沸精製することにより、例示化合物((Z4)−(Y4−1))を2.20g(75%)得た。以下に得られた化合物の1H NMR測定結果を示す。
1H NMR(300MHz、CDCl3) 0.89(18H、t、J=6.9Hz)、1.25−1.50(72H、m)、1.65−1.80(12H、m)、2.53(12H、t、J=7.5Hz)、6.92(12H、d、J=8.7Hz)、7.88(12H、d、J=8.7Hz)、8.31(6H、s)。
例示化合物((Z16)−(Y5−3))を、下記に示すルートにより合成した。
1H NMR(300MHz、CDCl3) 0.85(9H、t)、1.25−1.35(12H、m)、1.35−1.45(6H、m)、1.70−1.80(6H、m)、3.95(6H、t)、6.95(6H、d)、8.05(6H、d)、9.10(3H、s)。
例示化合物((Z16)−(Y5−7))を、下記に示すルートにより合成した。
2−ブロモブタノール0.34gをジメチルアセトアミド5mlに溶解後、アクリル酸クロライド0.26mlを滴下し、室温で1時間攪拌後、水20ml、ヘキサン20mlを加え、有機層を洗浄した。分液後、ヘキサン層を留去し、上記(E−2)0.3g、炭酸カリウム0.44gおよびジメチルホルムアミドを加え、110℃で5時間攪拌した。反応液に水を加え、CH2Cl2で抽出後、有機層を濃縮し、カラムクロマトグラフィーを用いて精製を行うことで、例示化合物((Z16)−(Y5−7))の結晶0.36gを得た。以下に得られた化合物の1H NMRを示す。
例示化合物((Z16)−(Y5−38))を、下記スキームにしたがって合成した。
例示化合物((Z16)−(Y5−26))を、下記スキームにしたがって合成した。
例示化合物((Z16)−(Y5−52))を、下記スキームにしたがって合成した。
1H−NMR(300MHz,CDCl3)、0.85(9H、t)、1.25−1.35(12H、m)、1.35−1.45(6H、m)、1.70−1.80(6H、m)4.10(6H、t)、6.80(3H、dd)、6.90(3H、dd)、8.15(3H、t)、9.20(3H、s)。
例示化合物((Z16)−(Y5−58))の合成
4−ブロモ−1−ブタノールを原料に用い、実施例12と同様の方法で合成を行い、例示化合物((Z16)−(Y5−58))を8.0g得た。以下に得られた化合物の1H NMR測定結果を示す。
1H−NMR(300MHz、CDCl3) 1.90−2.00(12H、m)、4.10(6H、t)、4.30(6H、t)、5.85(3H、dd)、6.15(3H、dd)、6.45(3H、dd)、6.80(3H、dd)、6.90(3H、dd)、8.15(3H、t)、9.20(3H、s)。
例示化合物((Z16)−(Y5−89))を、下記スキームにしたがって合成した。
1H−NMR(300MHz、CDCl3) 1.80−2.00(12H、m)、4.25(6H、t)、4.35(6H、t)、5.85(3H、dd)、6.15(3H、dd)、6.45(3H、dd)、7.25(6H、d)、8.30(3H、t)、9.25(3H、s)。
例示化合物((Z16)−(Y5−101))を、下記スキームにしたがって合成した。
1H−NMR(300MHz、CDCl3) 0.95(9H、t)、1.30−1.40(12H、m)、1.40−1.50(6H、m)、1.85−1.95(6H、m)、4.20(6H、t)、7.10(3H、dd)、7.90−8.00(6H、m)、9.20(3H、s)。
例示化合物((Z16)−(Y5−109))を、下記スキームにしたがって合成した。
1H−NMR(300MHz、CDCl3) 1.40−1.60(12H、m)、1.65−1.75(6H、m)、1.75−1.85(6H、m)、4.15(6H、t)、4.25(6H、t)、5.80(3H、dd)、6.15(3H、dd)、6.45(3H、dd)、7.10(3H、dd)、7.90−8.00(6H、m)、9.25(3H、s)。
例示化合物((Z16)−(Y5−136))を、下記スキームにしたがって合成した。
1H−NMR(300MHz、溶媒:CDCl3) 4.50(6H、t)、4.60(6H、t)、5.92(3H、dd)、6.20(3H、dd)、6.50(3H、dd)、7.45(3H、dd)、8.10−8.20(6H、m)、9.30(3H、s)。
(円盤状化合物のクロロホルム中での溶液吸収測定)
例示化合物((Z4)−(Y1−3))をクロロホルムに溶解させて調製した溶液の吸光度を、分光器UV−2550(島津製作所)にて240nm〜450nmの範囲にて測定した結果を図1に示す。図1は、横軸は測定波長(nm)であり、縦軸が吸光度(吸収の最大値を1に規格化)である。この溶液の吸収スペクトルの最大吸収波長は、266.2nmであった。
実施例1と同様な操作にて、例示化合物((Z4)−(Y1−4))、((Z4)−(Y1−5))、((Z4)−(Y2−11))、((Z4)−(Y2−10))、((Z4)−(Y2−12))、((Z16)−(Y5−7))、((Z16)−(Y5−38))、((Z16)−(Y5−26))、((Z16)−(Y5−58))、((Z16)−(Y5−89))、((Z16)−(Y5−109))及び((Z16)−(Y5−136))のクロロホルム溶液の吸収スペクトルと測定し、最大吸収波長を求めた。
下表1に、それぞれの化合物のクロロホルム溶液の最大吸収波長を示す。
実施例1と同様な操作にて、下記円盤状化合物(A)及び(B)それぞれのクロロホルム溶液の吸収スペクトルをそれぞれ測定した。下表1に、最大吸収波長を示す。
(透明支持体の作製)
下記の成分をミキシングタンクに投入し、加熱攪拌して、セルロースアセテート溶液(以下、ドープと呼ぶことがある)を調製した。
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セルロースアセテート溶液組成
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酢化度60.9%のセルロースアセテート 100質量部
トリフェニルホスフェート 6.5質量部
ビフェニルジフェニルホスフェート 5.2質量部
下記のレターデーション上昇剤(1) 0.1質量部
下記のレターデーション上昇剤(2) 0.2質量部
メチレンクロライド 310.25質量部
メタノール 54.75質量部
1−ブタノール 10.95質量部
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上記透明支持体の上に、下記の組成の塗布液を28ml/m2塗布し、乾燥して、第1下塗り層を形成した。
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第1下塗り層塗布液組成
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ゼラチン 5.44質量部
ホルムアルデヒド 1.38質量部
サリチル酸 1.62質量部
アセトン 391質量部
メタノール 158質量部
メチレンクロライド 406質量部
水 12質量部
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第1下塗り層の上に、下記の組成の塗布液を7ml/m2塗布し、乾燥して、第2下塗り層を形成した。
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第2下塗り層塗布液組成
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下記のアニオン性ポリマー 0.77質量部
クエン酸モノエチルエステル 10.1質量部
アセトン 200質量部
メタノール 877質量部
水 40.5質量部
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透明支持体の反対側の面に、下記の組成の塗布液を25ml/m2塗布し、乾燥して、バック層を形成した。
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バック層塗布液組成
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酢化度55%のセルロースジアセテート 6.56質量部
シリカ系マット剤(平均粒子サイズ:1μm) 0.65質量部
アセトン 679質量部
メタノール 104質量部
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下記変性ポリビニルアルコールとグルタルアルデヒド(変性ポリビニルアルコールの5質量%)とを、メタノール/水の混合溶媒(容積比=20/80)に溶解して、5質量%の溶液を調製した。
前記で作製した配向膜のラビング処理面上に、下記の組成を有する光学異方性層塗布液を、#4のワイヤーバーを用いて塗布した。
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光学異方性層塗布液
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本発明の液晶化合物(((Z4)−(Y1−3))) 100質量部
光重合開始剤
(イルガキュア907、日本チバガイギー(株)製) 3.3質量部
増感剤
(カヤキュアーDETX、日本化薬(株)製) 1.1質量部
メチルエチルケトン 250質量部
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(光学異方性層の形成)
前記実施例14と同様な方法で作製した配向膜のラビング処理面上に、実施例14で用いた例示化合物((Z4)−(Y1−3))の代わりに例示化合物((Z4)−(Y1−4))、((Z4)−(Y1−5))、((Z4)−(Y2−11))、((Z4)−(Y2−10))、((Z4)−(Y2−12))、((Z16)−(Y5−7))、((Z16)−(Y5−38))、((Z16)−(Y5−26))、((Z16)−(Y5−58))、((Z16)−(Y5−89))、((Z16)−(Y5−109))、((Z16)−(Y5−136))を用い、他は実施例14と同様に行った。
実施例14で作製した配向膜に、下記の組成の光学異方性層塗布液を、#4のワイヤーバーを用いて塗布した。
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光学異方性層塗布液
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比較円盤状液晶性化合物(A) 100質量部
エチレンオキサイド変性トリメチロールプロパントリアクリレート
(V#360、大阪有機化学(株)製) 9.9質量部
光重合開始剤
(イルガキュア907、日本チバガイギー(株)製) 3.3質量部
増感剤(カヤキュアーDETX、日本化薬(株)製) 1.1質量部
セルロースアセテートブチレート
(CAB551−0.2、イーストマンケミカル社製) 2.2質量部
セルロースアセテートブチレート
(CAB531−1、イーストマンケミカル社製) 0.55質量部
メチルエチルケトン 250質量部
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比較例3で用いた円盤状化合物(A)の代わりに、円盤状化合物(B)を用いた以外は、比較例3と同様な操作にて光学補償シートを作製した。
実施例14〜26及び比較例3および4で得られた光学補償シートのレターデーション値の波長依存性を、KOBRA 21ADH(王子計測機器(株)製)を用いて測定した。波長分散の値は、478nmのレターデーション値を747nmで割った値で表した。結果を第2表に示す。第2表中には、第1表中のクロロホルム溶液の最大吸収波長もあわせて示した。
図2に示したグラフより、光学補償シートの波長分散の値は、用いる円盤状化合物のクロロホルム溶液の吸収最大波長と相関があることが明らかであり、クロロホルム溶液の吸収スペクトルの最大吸収波長が270nm以下である円盤状化合物を用いて形成された光学補償シートは、波長分散性の指標となる値が小さいことがわかる。このことは、該円盤状化合物を用いて作製した光学補償シートは、液晶表示装置に用いた場合に、色味変化が少なく、且つ視野角の拡大に寄与することを意味する。
Claims (2)
- 円盤状化合物を主成分として形成された光学異方性層を有する位相差板であって、該円盤状化合物の少なくとも1種がクロロホルム溶液中において270nm以下に最大吸収波長を有する円盤状化合物であり、
円盤状化合物が、ディスコティックネマチック相を発現する重合性の円盤状液晶性化合物であり、及び
前記円盤状化合物が、式(Z4)の円盤状コアを有し、且つYが下記式(Y1)〜(Y3)のいずれかで表される置換基である化合物、又は式(Z16)で表される円盤状コアを有し、且つYが下記式(Y5)で表される置換基である化合物である位相差板:
- 前記円盤状化合物を、ディスコティックネマチック相を示す配向状態に固定してなる光学異方性層を有する請求項1に記載の位相差板。
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