JP5604773B2 - 重合性液晶組成物 - Google Patents
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又、一般式(IV)
又、一般式(V)
一般式(II)で表される化合物の具体例を以下に挙げることができる。
又、一般式(V)で表される化合物の具体例を以下に挙げることができる。
又、円盤状液晶化合物は、ベンゼン誘導体、トリフェニレン誘導体、トルキセン誘導体、フタロシアニン誘導体又はシクロヘキサン誘導体を分子の中心の母核とし、直鎖のアルキル基、直鎖のアルコキシ基又は置換ベンゾイルオキシ基がその側鎖として放射状に置換した構造を有することが好ましく、一般式(VI)
さらに、一般式(VI-a)は具体的には一般式(VI-e)
空気界面におけるチルト角の測定は以下の方法によって行った。He-Neレーザーを使用して位相差の入射角依存を測定し、得られた測定結果をコンピュータシミュレーションソフト(シンテック社製LCD-Master)を用いて解析を行い、空気界面におけるチルト角を求めた。又、以下の実施例で述べる重量平均分子量は、TSKgel GMHXLを2本と、TSKgel G2000HXL、TSKgel G1000HXL(何れも東ソー製)のカラムを使用したGPC分析装置(東ソー社製HLC-8220GPC)により、溶媒テトラヒドロフラン、示差屈折計検出により検出し、ポリスチレン換算で求めた。
(実施例1)
式(a)の化合物50質量%
重合性液晶組成物(A)に添加する一般式(I) で表される繰り返し単位を有する重量平均分子量が100以上である化合物及び界面活性剤を変えて重合性液晶組成物(B1)〜(Q1)を調製した。添加した一般式(I) で表される繰り返し単位を有する重量平均分子量が100以上である化合物及び界面活性剤を表1に示す。重合性液晶組成物(A)96.85質量%に光重合開始剤Irgacure-907(チバスペシャリティケミカルズ社製)を3.0質量%、一般式(I)で表される繰り返し単位を有する重量平均分子量が100以上である化合物を0.1%及び界面活性剤を0.05質量%添加した本願発明の重合性液晶組成物(B1)〜(Q1)を調製した後、重合性液晶組成物(B1)〜(Q1)を25%質量含有するプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート溶液を調製した。次に、ガラス基板上にポリイミド配向剤AL1254(JSR社製)をスピンコート(2000回転/分、30秒)した後、150℃で1時間乾燥させることにより製膜した。このように製膜したポリイミド薄膜表面を基板の長手方向にラビング処理して、配向膜を形成した。この配向膜の上に、重合性液晶組成物(B1)〜(Q1)を25質量%含有するプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート溶液をスピンコート(700回転/分、15秒)した。スピンコートした基板を80℃で1分間乾燥した。乾燥した基板に30mW/cm2の紫外線を30秒照射して、重合性液晶組成物(B1)〜(Q1)を硬化した。このようにして得られた光学異方体の空気界面におけるチルト角を表1にまとめる。次にガラス基板の上に重合性液晶組成物(B1)〜(Q1)を25質量%含有するプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート溶液をスピンコート(700回転/分、15秒)した。スピンコートした基板を80℃で1分間乾燥した。乾燥した基板に30mW/cm2の紫外線を30秒照射して、重合性液晶組成物(B1)〜(Q1)を硬化した。このようにして得られた硬化膜のはじきの有無を表1にまとめる。
尚、ダイキン工業社製ダイフロイル#50は式(I-c) で表される繰り返し単位を有する化合物である。
(比較例1)
重合性液晶組成物(A)97質量%に光重合開始剤Irgacure-907(チバスペシャリティケミカルズ社製)3.0質量%を添加した重合性液晶組成物(A2)を調製した後、重合性液晶組成物(A2)を25質量%含有するプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート溶液を調製した。次に、ガラス基板上にポリイミド配向剤AL1254(JSR社製)をスピンコート(2000回転/分、30秒)した後、150℃で1時間乾燥させることにより製膜した。このように製膜したポリイミド薄膜表面を基板の長手方向にラビング処理して、配向膜を形成した。この配向膜の上に、重合性液晶組成物(A2)を25質量%含有するプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート溶液をスピンコート(700回転/分、15秒)した。スピンコートした基板を80℃で1分間乾燥した。乾燥した基板に30mW/cm2の紫外線を30秒照射して、重合性液晶組成物(A2)を硬化した。このようにして得られた光学異方体の位相差の入射角依存測定をした結果、空気界面におけるチルト角は約°55であった。又、得られた光学異方体をナトリウムランプで観察したところ、干渉縞は見られ、膜厚むらがあった。次にガラス基板の上に重合性液晶組成物(A2)を25質量%含有するプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート溶液をスピンコート(700回転/分、15秒)した。スピンコートした基板を80℃で1分間乾燥した。乾燥した基板に30mW/cm2の紫外線を30秒照射して、重合性液晶組成物(A2)を硬化した。このようにして得られた硬化膜にはじきはなかった。(比較例2)
重合性液晶組成物(A)96.8質量%に光重合開始剤Irgacure-907(チバスペシャリティケミカルズ社製)3.0質量%、界面活性剤FTX−730LS(ネオス社製)を0.2質量%添加した重合性液晶組成物(B2)を調製した後、重合性液晶組成物(B2)を25質量%含有するプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート溶液を調製した。次に、ガラス基板上にポリイミド配向剤AL1254(JSR社製)をスピンコート(2000回転/分、30秒)した後、150℃で1時間乾燥させることにより製膜した。このように製膜したポリイミド薄膜表面を基板の長手方向にラビング処理して、配向膜を形成した。この配向膜の上に、重合性液晶組成物(B2)を25質量%含有するプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート溶液をスピンコート(700回転/分、15秒)した。スピンコートした基板を80℃で1分間乾燥した。乾燥した基板に30mW/cm2の紫外線を30秒照射して、重合性液晶組成物(B2)を硬化した。このようにして得られた光学異方体の位相差の入射角依存測定をした結果、空気界面におけるチルト角は約°0であった。又、得られた光学異方体をナトリウムランプで観察したところ、干渉縞は見られず、膜厚むらはなかった。次にガラス基板の上に重合性液晶組成物(B2)を25質量%含有するプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート溶液をスピンコート(700回転/分、15秒)した。スピンコートした基板を80℃で1分間乾燥した。乾燥した基板に30mW/cm2の紫外線を30秒照射して、重合性液晶組成物(B2)を硬化した。このようにして得られた硬化膜にはじきが発生した。
(比較例3)
重合性液晶組成物(A)96.9質量%に光重合開始剤Irgacure-907(チバスペシャリティケミカルズ社製)3.0質量%、重量平均分子量600の流動パラフィン(関東化学社製)を0.1質量%添加した重合性液晶組成物(C2)を調製した後、重合性液晶組成物(C2)を25質量%含有するプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート溶液を調製した。次に、ガラス基板上にポリイミド配向剤AL1254(JSR社製)をスピンコート(2000回転/分、30秒)した後、150℃で1時間乾燥させることにより製膜した。このように製膜したポリイミド薄膜表面を基板の長手方向にラビング処理して、配向膜を形成した。この配向膜の上に、重合性液晶組成物(C2)を25質量%含有するプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート溶液をスピンコート(700回転/分、15秒)した。スピンコートした基板を80℃で1分間乾燥した。乾燥した基板に30mW/cm2の紫外線を30秒照射して、重合性液晶組成物(C2)を硬化した。このようにして得られた光学異方体の位相差の入射角依存測定をした結果、空気界面におけるチルト角は約°0であった。又、得られた光学異方体をナトリウムランプで観察したところ、干渉縞は見られ、膜厚むらがあった。次にガラス基板の上に重合性液晶組成物(C2)を25質量%含有するプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート溶液をスピンコート(700回転/分、15秒)した。スピンコートした基板を80℃で1分間乾燥した。乾燥した基板に30mW/cm2の紫外線を30秒照射して、重合性液晶組成物(C2)を硬化した。このようにして得られた硬化膜にはじきはなかった。
(比較例4〜19)
添加する界面活性剤を変えて重合性液晶組成物(D2)〜(S2)を調製した。添加した界面活性剤を表2に示す。重合性液晶組成物(A)96.8質量%に光重合開始剤Irgacure-907(チバスペシャリティケミカルズ社製)を3.0質量%、界面活性剤を0.2質量%添加した重合性液晶組成物(D2)〜(S2)を調製した。次に重合性液晶組成物(D2)〜(S2)を25質量%含有するプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート溶液を調製した。次に、ガラス基板上にポリイミド配向剤AL1254(JSR社製)をスピンコート(2000回転/分、30秒)した後、150℃で1時間乾燥させることにより製膜した。このように製膜したポリイミド薄膜表面を基板の長手方向にラビング処理して、配向膜を形成した。この配向膜の上に、重合性液晶組成物(D2)〜(S2)を25質量%含有するプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート溶液をスピンコート(700回転/分、15秒)した。スピンコートした基板を80℃で1分間乾燥した。乾燥した基板に30mW/cm2の紫外線を30秒照射して、重合性液晶組成物(D2)〜(S2)を硬化した。このようにして得られた光学異方体の空気界面におけるチルト角を表2にまとめる。次にガラス基板の上に重合性液晶組成物(D2)〜(S2)を25質量%含有するプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート溶液をスピンコート(700回転/分、15秒)した。スピンコートした基板を80℃で1分間乾燥した。乾燥した基板に30mW/cm2の紫外線を30秒照射して、重合性液晶組成物(D2)〜(S2)を硬化した。このようにして得られた硬化膜のはじきの有無を表2にまとめる。
(実施例18)
重合性液晶組成物(A)97.85質量%に光重合開始剤Irgacure-651(チバスペシャリティケミカルズ社製)2.0質量%、重量平均分子量600の流動パラフィン(関東化学社製)を0.1質量%、FTX−730LS(ネオス社製)0.05質量%添加した本願発明の重合性液晶組成物(R1)を調製した後、重合性液晶組成物(R1)を33%質量含有するプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート溶液を調製した。次に、ガラス基板上にポリイミド配向剤AL1254(JSR社製)をスピンコート(2000回転/分、30秒)した後、150℃で1時間乾燥させることにより製膜した。このように製膜したポリイミド薄膜表面を基板の長手方向にラビング処理して、配向膜を形成した。この配向膜の上に、重合性液晶組成物(R1)を33質量%含有するプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート溶液をスピンコート(3000回転/分、30秒)した。スピンコートした基板を80℃で1分間乾燥した。スピンコートした基板に窒素雰囲気中で30mW/cm2の紫外線を30秒照射して、重合性液晶組成物(R1)を硬化させた。このようにして得られた光学異方体の位相差の入射角依存測定をした結果、空気界面におけるチルト角は約0°であった。このようにして得られた光学異方体の表面を基板の長手方向にラビングして、ポリイミド配向膜付きガラス基板とラビング方向を直交させて6μmの間隔を保って対向してTNセルを作製した。作製したセルに化合物(c)20質量%、化合物(d)25質量%、化合物(e)20質量%、化合物(f)20質量%、化合物(g)7質量%及び化合物(h)8質量%からなる液晶(B)を注入し、印加電圧5V、フレーム時間16.6ms、パルス印加時間64μs、測定温度70℃の条件で電圧保持率を測定した結果、94.7%であった。化合物(c)〜(h)は以下に示す。
重合性液晶組成物(A)97.8質量%に光重合開始剤Irgacure-651(チバスペシャリティケミカルズ社製)2.0質量%、界面活性剤FTX−730LS(ネオス社製)を0.2質量%添加した重合性液晶組成物(T2)を調製した。次に重合性液晶組成物(T2)を33質量%含有するプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート溶液を調製した。次に、ガラス基板上にポリイミド配向剤AL1254(JSR社製)をスピンコート(2000回転/分、30秒)した後、150℃で1時間乾燥させることにより製膜した。このように製膜したポリイミド薄膜表面を基板の長手方向にラビング処理して、配向膜を形成した。この配向膜の上に、重合性液晶組成物(T2)を33質量%含有するプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート溶液をスピンコート(3000回転/分、30秒)した。スピンコートした基板を80℃で1分間乾燥した。スピンコートした基板に窒素雰囲気中で30mW/cm2の紫外線を30秒照射して、重合性液晶組成物(T2)を硬化させた。このようにして得られた光学異方体の位相差の入射角依存測定をした結果、空気界面におけるチルト角は約0°であることが確認できた。このようにして得られた光学異方体の表面を基板の長手方向にラビングして、ポリイミド配向膜付きガラス基板とラビング方向を直交させて6μmの間隔を保って対向して作製したTNセルに液晶(B)を注入し、印加電圧5V、フレーム時間16.6ms、パルス印加時間64μs、測定温度70℃の条件で電圧保持率を測定した結果、89.8%であった。 以上の実施例と比較例から、一般式(I)で表される繰り返し単位を有する重量平均分子量が100以上である化合物と界面活性剤を含有する重合性液晶組成物は、空気界面におけるチルト角を減じることができ、かつ、ガラスにはじくことなく塗布でき、かつ、該重合性液晶組成物を硬化させた光学異方体を液晶セル内部に組み込んだ場合、高い電圧保持率を示し、かつ、該重合性液晶組成物を硬化させた光学異方体は膜厚むらがないので、光学異方体の材料として好適である。
Claims (14)
- 一般式(I)(式中、R1、R2、R3及びR4はそれぞれ独立的に水素原子、ハロゲン原子又は基中の水素原子がハロゲン原子で置換されていても良い炭素原子数1〜20の炭化水素基を表すが、R1、R2、R3及びR4のうち少なくとも1つはフッ素原子又は基中の1つ以上の水素原子がフッ素原子で置換された炭素原子数1〜20の炭化水素基を表す。)で表される繰り返し単位を有する重量平均分子量が100以上1000000以下である化合物と界面活性剤を含有することを特徴とする請求項1記載の重合性液晶組成物。
- 一般式(I)で表される繰り返し単位を有する重量平均分子量が100以上1000000以下である化合物の含有量と界面活性剤の含有量の合計が0.02〜0.5質量%である請求項1記載の重合性液晶組成物。
- 一般式(I)で表される繰り返し単位を有する重量平均分子量が100以上1000000以下である化合物の含有量W1と界面活性剤Wsの含有量の質量比W1/Wsが1〜20である請求項3記載の重合性液晶組成物。
- 請求項1記載の重合性液晶組成物及び有機溶媒を含有する重合性組成物。
- 重合性液晶化合物として一般式(II)
- 一般式(II)において、Spがアルキレン基を表し(該アルキレン基は1つ以上のハロゲン原子又はCNにより置換されていても良く、この基中に存在する1つのCH2基又は隣接していない2つ以上のCH2基はそれぞれ相互に独立して、酸素原子が相互に直接結合しない形で、-O-、-S-、-NH-、-N(CH3)-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-SCO-、-COS-又は-C≡C-により置き換えられていても良い。)、MGが一般式(II-b)
- 一般式(IV)
- 一般式(V)
- ベンゼン誘導体、トリフェニレン誘導体、トルキセン誘導体、フタロシアニン誘導体又はシクロヘキサン誘導体を分子の中心の母核とし、直鎖のアルキル基、直鎖のアルコキシ基又は置換ベンゾイルオキシ基がその側鎖として放射状に置換した構造である円盤状重合性液晶化合物を含有する請求項1記載の重合性液晶組成物。
- 円盤状重合性液晶化合物が一般式(VI)で表される請求項11記載の重合性液晶組成物。
- 請求項1から12の何れかに記載の重合性液晶組成物の重合体により構成される光学異方体。
- 請求項1から12の何れかに記載の重合性液晶組成物の重合体が積層された請求項13記載の光学異方体。
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