JP5932556B2 - 液晶組成物、高分子、フィルムおよびコレステリック液晶 - Google Patents
液晶組成物、高分子、フィルムおよびコレステリック液晶 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5932556B2 JP5932556B2 JP2012174633A JP2012174633A JP5932556B2 JP 5932556 B2 JP5932556 B2 JP 5932556B2 JP 2012174633 A JP2012174633 A JP 2012174633A JP 2012174633 A JP2012174633 A JP 2012174633A JP 5932556 B2 JP5932556 B2 JP 5932556B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- group
- liquid crystal
- crystal composition
- general formula
- film
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 0 **C1c2c(**)c(**)c3OOOc(c(**)c(*)c(C(*)C4*)c5C(*)C4*=C)c5-c3c2C(*)C(*)C1* Chemical compound **C1c2c(**)c(**)c3OOOc(c(**)c(*)c(C(*)C4*)c5C(*)C4*=C)c5-c3c2C(*)C(*)C1* 0.000 description 2
- PPTXVXKCQZKFBN-UHFFFAOYSA-O Oc1ccc(cccc2)c2c1-c(c1ccccc1cc1)c1[OH2+] Chemical compound Oc1ccc(cccc2)c2c1-c(c1ccccc1cc1)c1[OH2+] PPTXVXKCQZKFBN-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 2
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K19/00—Liquid crystal materials
- C09K19/52—Liquid crystal materials characterised by components which are not liquid crystals, e.g. additives with special physical aspect: solvents, solid particles
- C09K19/58—Dopants or charge transfer agents
- C09K19/586—Optically active dopants; chiral dopants
- C09K19/588—Heterocyclic compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K19/00—Liquid crystal materials
- C09K19/04—Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
- C09K19/06—Non-steroidal liquid crystal compounds
- C09K19/34—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least one heterocyclic ring
- C09K19/3491—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least one heterocyclic ring having sulfur as hetero atom
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K19/00—Liquid crystal materials
- C09K19/04—Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
- C09K19/38—Polymers
- C09K19/3804—Polymers with mesogenic groups in the main chain
- C09K19/3814—Polyethers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K19/00—Liquid crystal materials
- C09K19/52—Liquid crystal materials characterised by components which are not liquid crystals, e.g. additives with special physical aspect: solvents, solid particles
- C09K19/54—Additives having no specific mesophase characterised by their chemical composition
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K19/00—Liquid crystal materials
- C09K19/04—Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
- C09K2019/0444—Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit characterized by a linking chain between rings or ring systems, a bridging chain between extensive mesogenic moieties or an end chain group
- C09K2019/0448—Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit characterized by a linking chain between rings or ring systems, a bridging chain between extensive mesogenic moieties or an end chain group the end chain group being a polymerizable end group, e.g. -Sp-P or acrylate
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K19/00—Liquid crystal materials
- C09K19/04—Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
- C09K19/06—Non-steroidal liquid crystal compounds
- C09K19/08—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings
- C09K19/10—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing at least two benzene rings
- C09K19/20—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing at least two benzene rings linked by a chain containing carbon and oxygen atoms as chain links, e.g. esters or ethers
- C09K19/2007—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing at least two benzene rings linked by a chain containing carbon and oxygen atoms as chain links, e.g. esters or ethers the chain containing -COO- or -OCO- groups
- C09K2019/2078—Ph-COO-Ph-COO-Ph
Description
ここで、キラル剤の性能を表す指標として、HTPが一般的に用いられている。HTPは、Helical Twisting Powerの略であり、下記式(1)で表されるらせん配向能力を示すファクターである。詳しくは、『液晶ディスプレー用カラーフィルターのためのコレステリック液晶用光反応性キラル剤の開発』(湯本眞敏、市橋光芳)に説明がある。
式(1) HTP=液晶の屈折率/(反射波長×キラル剤の濃度)
例えば、赤外光領域の長波長の光を反射させるには、コレステリック液晶相を示す液晶化合物(例えば棒状液晶化合物)にキラル剤を添加し、キラル剤の添加濃度を調整して反射帯域の調整が行なう方法が一般的である。この場合、定性的には、反射波長を長波長側にシフトするためにはキラル剤の添加量は少なくする必要がある。次に、フィルムのヘイズを減少させるためには、コレステリック液晶相の配向性を良くすることが必要となる。これにより、光反射性フィルムの配向欠陥を無くし、低へイズ化することができる。よって、赤外光を反射するように反射波長を長波長側にシフトし、かつより配向性の良い光反射性フィルムを作製するには、HTPが高いキラル剤を、少ない添加量で用いて反射波長を調整することが望まれる。
[1] 下記一般式(1)で表される光学活性化合物と、液晶化合物を含むことを特徴とする液晶組成物。
一般式(1)
[2] [1]に記載の液晶組成物は、前記一般式(1)中、K1およびK2がともにベンゼン環であることが好ましい。
[3] [1]または[2]に記載の液晶組成物は、前記一般式(1)中、X2、X3、X5〜X8、X10およびX11は互いに独立して水素原子またはフッ素原子を示し、X1、X4、X9およびX12は互いに独立して水素原子、フッ素原子、臭素原子または炭素数1〜12のアルキル基、アルキニル基、アルケニル基もしくはアルキルオキシ基を示し、その中のCH2基はそれぞれ独立にO、S、OCO、COO、OCOO、COまたはフェニレン基で置換されてもよい、ことが好ましい。
[4] [1]〜[3]のいずれか一項記載の液晶組成物は、前記一般式(1)中、X1〜X12がいずれも水素原子を示し、K1およびK2がともにベンゼン環であることが好ましい。
[5] [1]〜[4]のいずれか一項に記載の液晶組成物は、前記液晶化合物として下記一般式(2)で表される液晶化合物を少なくとも1種類含むことが好ましい。
一般式(2)
[6] [5]に記載の液晶組成物は、前記液晶化合物として前記一般式(2)で表される液晶化合物を少なくとも2種類以上含み、前記一般式(2)で表される液晶化合物のうちの少なくとも1種類は、P1およびP2がともに重合性基であることが好ましい。
[7] [5]または[6]に記載の液晶組成物は、前記液晶化合物として前記一般式(2)で表される液晶化合物を少なくとも2種類以上含み、前記一般式(2)で表される液晶化合物のうちの少なくとも1種類は、P1またはP2のどちらか一方が水素原子であり他方が重合性基であることが好ましい。
[8] [5]〜[7]のいずれか一項に記載の液晶組成物は、前記一般式(2)中、P1およびP2のうち少なくとも一方が下記の一般式群(3)のいずれかで表される重合性基であることが好ましい。
一般式群(3)
[9] [5]〜[8]のいずれか一項に記載の液晶組成物は、前記一般式(2)中、P1およびP2のうち少なくとも一方が(メタ)アクリレート基であることが好ましい。
[10] [5]〜[9]のいずれか一項に記載の液晶組成物は、前記一般式(2)中、L1〜L4はそれぞれ独立にO、S、COO、OCOまたはOCOOであることが好ましい。
[11] [1]〜[10]のいずれか1項に記載の液晶組成物を、重合させてなることを特徴とする高分子。
[12] [1]〜[10]のいずれか1項に記載の液晶組成物を硬化させてなることを特徴とするフィルム。
[13] [1]〜[10]のいずれか1項に記載の液晶組成物からなることを特徴とするコレステリック液晶。
[14] [1]〜[10]のいずれか1項に記載の液晶組成物からなるコレステリック液晶相を固定してなることを特徴とするフィルム。
[15] [12]または[14]に記載のフィルムは、選択反射特性を示すことが好ましい。
以下に記載する構成要件の説明は、本発明の代表的な実施態様や具体例に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施態様や具体例に限定されるものではない。なお、本明細書において「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。
なお、本明細書中において、液晶化合物を含む固形物は、液晶化合物の結晶からなる場合もあるし、結晶でないアモルファス状の場合もある。また、重合開始剤やキラル剤など他の成分も含んでいる場合もある。また、これら全てもしくは一部が混合したものの場合もある。
なお、本明細書中において、“(メタ)アクリレート”はアクリレートおよびメタクリレートを表し、“(メタ)アクリル”はアクリルおよびメタクリルを表し、“(メタ)アクリロイル”はアクリロイルおよびメタクリロイルを表す。また、本明細書中において、“単量体”と“モノマー”とは同義である。本発明における単量体は、オリゴマーおよびポリマーと区別され、重量平均分子量が1,000以下の化合物をいう。
本発明の液晶組成物は、下記一般式(1)で表される光学活性化合物と、液晶化合物を含むことを特徴とする。
一般式(1)
このような構成をとることにより、高いHTPを有するビナフトール骨格の光学活性化合物を用いた、配向状態が良好なコレステリック液晶相を示すことができる液晶組成物を提供することができる。
以下、本発明の液晶組成物の成分について、一般式(1)で表される光学活性化合物、液晶化合物、その他の成分の説明をする。
本発明の液晶組成物は、下記一般式(1)で表される光学活性化合物を含む。
前記一般式(1)で表される光学活性化合物は、ビナフトールまたはその誘導体を亜硫酸エステルとして縮環したことで、硫酸エステルとして縮環したときよりも、HTPが顕著に高まった点に特徴の一つを有する。
前記一般式(1)で表される光学活性化合物の好ましい構造について説明する。
K1およびK2はそれぞれ独立にベンゼン環またはシクロヘキサン環であることが好ましく、それぞれ独立にベンゼン環であることが特に好ましく、ともにベンゼン環であることがより特に好ましい。
K1およびK2が表す各環を構成する炭素原子の内1つ以上の炭素原子が窒素原子で置換されてもよいが、各環を構成する炭素原子の0〜2個が窒素原子で置換されていることが好ましく、0または1個が窒素原子で置換されていることがより好ましく、0個が窒素原子で置換されていることが特に好ましい。
ここで、炭素数1〜12のアルキル基、アルキニル基、アルケニル基もしくはアルキルオキシ基の中のCH2基が、O、S、OCO、COO、OCOO、COまたはフェニレン基で置換される場合、置換されるCH2基の位置は、各基の末端であっても、各基の内部であってもよい。例えば炭素数1のアルキル基がフェニレン基で置換されるとX1〜X12は実質的にフェニル基を表すこととなり、例えば炭素数3のアルキル基がCOで置換されるとX1〜X12は実質的にエチルカルボニル基を表すこととなり、例えば炭素数4のアルキル基がSで置換されるとX1〜X12は実質的にプロピルチオ基を表すこととなるが、これらの置換基はいずれも一般式(1)を満たすX1〜X12に含まれる。
CH2基がSにより置換されている炭素数1〜12のアルキル基としては、メチルチオ基、エチルチオ基、プロピルチオ基、ブチルチオ基、ペンチルチオ基、ヘキシルチオ基、ヘプチルチオ基、オクチルチオ基、ノニルチオ基、デシルチオ基、ウンデシルチオ基を挙げることができる。
CH2基がOCOまたはCOOにより置換されている炭素数1〜12のアルキル基としては、好ましくは、直鎖状であり、2〜6個のC原子を有する基である。具体的には、アセチルオキシ、プロピオニルオキシ、ブチリルオキシ、ペンタノイルオキシ、ヘキサノイルオキシ、アセチルオキシメチル、プロピオニルオキシメチル、ブチリルオキシメチル、ペンタノイルオキシメチル、2−アセチルオキシエチル、2−プロピオニルオキシエチル、2−ブチリルオキシエチル、3−アセチルオキシプロピル、3−プロピオニルオキシプロピル、4−アセチルオキシブチル、メトキシカルボニル、エトキシカルボニル、プロポキシカルボニル、ブトキシカルボニル、ペントキシカルボニル、メトキシカルボニルメチル、エトキシカルボニルメチル、プロポキシカルボニルメチル、ブトキシカルボニルメチル、2−(メトキシカルボニル)エチル、2−(エトキシカルボニル)エチル、2−(プロポキシカルボニル)エチル、3−(メトキシカルボニル)プロピル、3−(エトキシカルボニル)プロピル、4−(メトキシカルボニル)−ブチルを挙げることができる。
CH2基がOCOOにより置換されている炭素数1〜12のアルキル基としては、直鎖状であっても分枝状であってもよいが、好ましくは直鎖状であり、公知の基を用いることがきる。
CH2基がCOにより置換されている炭素数1〜12のアルキル基としては、カルボニルメチル基、カルボニルエチル基、カルボニルプロピル基、カルボニルブチル基、カルボニルペンチル基、カルボニルヘキシル基、カルボニルヘプチル基、カルボニルオクチル基、カルボニルノニル基、カルボニルデシル基、カルボニルウンデシル基を挙げることができる。
CH2基がフェニレンにより置換されている炭素数1〜12のアルキル基としては、フェニル基を挙げることができる。
CH2基が複数の同種または異種のO、S、OCO、COO、OCOO、COまたはフェニレン基で置換されている炭素数1〜12のアルキル基としては、アルキルフェニルカルボニル基、アルキルフェニルオキシカルボニル基、アルキルフェニルカルボニルオキシ基、アルコキシフェニルカルボニル基、アルコキシフェニルオキシカルボニル基、アルコキシフェニルカルボニルオキシ基、
アルキルチオフェニルカルボニル基、アルキルチオフェニルオキシカルボニル基、アルキルチオフェニルカルボニルオキシ基などを挙げることができる。
X2、X3、X5〜X8、X10およびX11中、水素原子以外の置換基の数は0〜8個であり、0〜2個であることが好ましく、0個であることがより好ましい。
X1、X4、X9およびX12中、水素原子以外の置換基の数は0〜4個であり、0〜2個であることが好ましく、0個であることがより好ましい。
また、前記一般式(1)で表される光学活性化合物のR体とS体は、それぞれ原料としてR体のみまたはS体のみの原料を用いて合成することで、合成することができる。その他、公知の方法によりラセミ体を光学分割してもよい。
本発明の液晶組成物は、液晶化合物を含む。
前記液晶化合物は、棒状液晶化合物であることが好ましい。
本発明に使用可能な棒状液晶化合物の例は、棒状ネマチック液晶化合物である。前記棒状ネマチック液晶化合物の例には、アゾメチン類、アゾキシ類、シアノビフェニル類、シアノフェニルエステル類、安息香酸エステル類、シクロヘキサンカルボン酸フェニルエステル類、シアノフェニルシクロヘキサン類、シアノ置換フェニルピリミジン類、アルコキシ置換フェニルピリミジン類、フェニルジオキサン類、トラン類及びアルケニルシクロヘキシルベンゾニトリル類が好ましく用いられる。低分子液晶化合物だけではなく、高分子液晶化合物も用いることができる。
重合性棒状液晶化合物は、重合性基を棒状液晶化合物に導入することで得られる。重合性基の例には、不飽和重合性基、エポキシ基、及びアジリジニル基が含まれ、不飽和重合性基が好ましく、エチレン性不飽和重合性基が特に好ましい。重合性基は種々の方法で、棒状液晶化合物の分子中に導入できる。重合性棒状液晶化合物が有する重合性基の個数は、好ましくは1〜6個、より好ましくは1〜3個、特に好ましくは1〜2個である。重合性棒状液晶化合物の例は、後述する前記一般式(2)で表される液晶化合物のほか、Makromol. Chem., 190巻、2255頁(1989年)、Advanced Materials 5巻、107頁(1993年)、米国特許第4683327号明細書、同5622648号明細書、同5770107号明細書、国際公開WO95/22586号公報、同95/24455号公報、同97/00600号公報、同98/23580号公報、同98/52905号公報、特開平1−272551号公報、同6−16616号公報、同7−110469号公報、同11−80081号公報、及び特開2001−328973号公報などに記載の化合物が含まれる。2種類以上の重合性棒状液晶化合物を併用してもよい。2種類以上の重合性棒状液晶化合物を併用すると、配向温度を低下させることができる。
一般式(2)
本発明の液晶組成物は、前記一般式(2)中、P1およびP2のうち少なくとも一方が下記の一般式群(3)のいずれかで表される重合性基であることが好ましい。
一般式群(3)
本発明の液晶組成物は、前記液晶化合物として前記一般式(2)で表される液晶化合物を少なくとも2種類以上含むことが好ましく、前記一般式(2)で表される液晶化合物のうちの少なくとも1種類はP1およびP2がともに重合性基であり、かつ、前記一般式(2)で表される液晶化合物のうちの少なくとも1種類はP1またはP2のどちらか一方が水素原子であり他方が重合性基であることがより好ましい。
本発明の液晶組成物は、前記一般式(2)中、L1〜L4はそれぞれ独立にO、S、COO、OCO、OCOOであることが好ましく、O、COOまたはOCOであることがより好ましい。
さらにその中でも、L1およびL4はそれぞれ独立にOであることが特に好ましい。一方、L2およびL3はそれぞれ独立にCOOまたはOCOであることが特に好ましい。
M1〜M3はそれぞれ独立にフェニレン基またはシクロヘキシレン基であることが好ましく、フェニレン基であることがより好ましい。
M1〜M3が示す各環上の水素原子を置換していてもよいハロゲン原子は、フッ素原子または塩素原子であることがより好ましい。
M1〜M3が示す各環上の水素原子を置換していてもよい炭素数1〜8のアルキル基は、炭素数1〜4のアルキル基であることが好ましく、メチル基であることがより好ましい。
本発明の液晶組成物は、その他の成分を添加剤として含んでいてもよい。例えば、重合性液晶化合物を用いるときは重合開始剤を含んでいてもよい。配向の均一性や塗布適性、膜強度を向上させるために、配向制御剤(その中でも水平配向剤)、ムラ防止剤、ハジキ防止剤、及び重合性モノマー等の種々の添加剤から選ばれる少なくとも1種を含有していてもよい。また、前記液晶組成物中には、必要に応じて、さらに重合禁止剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定化剤等を、光学的性能を低下させない範囲で添加することができる。本発明の液晶組成物は、各成分を2種以上含んでいてもよい。
本発明の液晶組成物は、重合性液晶組成物であるのが好ましく、そのためには、重合開始剤を含有しているのが好ましい。本発明では、紫外線照射により硬化反応を進行させるので、使用する重合開始剤は、紫外線照射によって重合反応を開始可能な光重合開始剤であるのが好ましい。光重合開始剤の例には、α−カルボニル化合物(米国特許第2367661号、同2367670号の各明細書記載)、アシロインエーテル(米国特許第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(米国特許第2722512号明細書記載)、多核キノン化合物(米国特許第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(米国特許第3549367号明細書記載)、アクリジン及びフェナジン化合物(特開昭60−105667号公報、米国特許第4239850号明細書記載)及びオキサジアゾール化合物(米国特許第4212970号明細書記載)等が挙げられる。
前記液晶組成物中に、安定的に又は迅速にコレステリック液晶相となるのに寄与する配向制御剤を添加してもよい。配向制御剤の例には、含フッ素(メタ)アクリレート系ポリマー、及び下記一般式(X1)〜(X3)で表される化合物が含まれる。これらから選択される2種以上を含有していてもよい。これらの化合物は、層の空気界面において、液晶化合物の分子のチルト角を低減若しくは実質的に水平配向させることができる。尚、本明細書で「水平配向」とは、液晶分子長軸と膜面が平行であることをいうが、厳密に平行であることを要求するものではなく、本明細書では、水平面とのなす傾斜角が20度未満の配向を意味するものとする。液晶化合物が空気界面付近で水平配向する場合、配向欠陥が生じ難いため、可視光領域での透明性が高くなり、また赤外領域での反射率が増大する。一方、液晶化合物の分子が大きなチルト角で配向すると、コレステリック液晶相の螺旋軸が膜面法線からずれるため、反射率が低下したり、フィンガープリントパターンが発生し、ヘイズの増大や回折性を示すため好ましくない。
配向制御剤として利用可能な前記含フッ素(メタ)アクリレート系ポリマーの例は、特開2007−272185号公報の[0018]〜[0043]等に記載がある。
なお、本発明では、配向制御剤として、前記一般式(X1)〜(X3)で表される化合物の一種を単独で用いてもよいし、二種以上を併用してもよい。
本発明の液晶組成物の溶媒としては特に制限は無く、公知の溶媒を用いることができ、その中でも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、ベンゼン、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、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。アルキルハライドおよびケトンが好ましい。二種類以上の有機溶媒を併用してもよい。
本発明のフィルムは、本発明の液晶組成物を硬化させてなることを特徴とする。
また、本発明のフィルムは、本発明の液晶組成物の液晶組成物からなるコレステリック液晶相を固定してなることを特徴とする。
本発明の液晶組成物を塗布等の方法により製膜することによりフィルムを形成することができる。液晶組成物を配向膜の上に塗布し、液晶層を形成することにより光学異方性素子を作製することもできる。本発明のフィルムは、光学異方性を示すことが好ましい。
(1) 基板等の表面に、硬化性の液晶組成物を塗布して、コレステリック液晶相の状態にすること、
(2) 前記硬化性の液晶組成物に紫外線を照射して硬化反応を進行させ、コレステリック液晶相を固定した層を形成すること、
を少なくとも含む製造方法である。
可視光に対する透過性が高いポリマーフィルムとしては、液晶表示装置等の表示装置の部材として用いられる種々の光学フィルム用のポリマーフィルムが挙げられる。前記基板としては、例えばポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート(PEN)等のポリエステルフィルム;ポリカーボネート(PC)フィルム、ポリメチルメタクリレートフィルム;ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィンフィルム;ポリイミドフィルム、トリアセチルセルロース(TAC)フィルム、などが挙げられる。
紫外線の照射エネルギー量については特に制限はないが、一般的には、100mJ/cm2〜800mJ/cm2程度が好ましい。また、前記塗膜に紫外線を照射する時間については特に制限はないが、硬化膜の充分な強度及び生産性の双方の観点から決定されるであろう。
本発明のフィルムは、本発明の液晶組成物のコレステリック液晶相を固定してなる層であることも好ましく、その場合は選択反射特性を示すことがより好ましく、赤外線波長領域に選択反射特性を示すことが特に好ましい。コレステリック液晶相を固定してなる光反射層については、特開2011−107178号公報および特開2011−018037号公報に記載の方法に詳細が記載されており、本発明でも好ましく用いることができる。
ここで、液晶相を「固定化した」状態は、コレステリック液晶相となっている液晶化合物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ある。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、該層に流動性が無く、また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意味するものとする。本発明では、紫外線照射によって進行する硬化反応により、コレステリック液晶相の配向状態を固定する。
なお、本発明においては、コレステリック液晶相の光学的性質が層中において保持されていれば十分であり、最終的に本発明のフィルム中の液晶組成物がもはや液晶性を示す必要はない。例えば、液晶組成物が、硬化反応により高分子量化して、もはや液晶性を失っていてもよい。
本発明のフィルムは、本発明の液晶組成物のコレステリック液晶相を固定してなる層を複数積層してなる積層体とすることも好ましい。例えば、右ねじりの光学活性化合物を含む右円偏光を反射できる層と、左ねじりの光学活性化合物を含む左円偏光を反射できる層を積層することにより、光反射性を高めたフィルムとすることができる。
本発明のフィルムは、波長700nm以上(より好ましくは800〜1300nm)に反射ピークのある選択反射特性を示すフィルムとすることができる。この様な特性のフィルムは、住宅、オフィスビル等の建造物、又は自動車等の車両の窓に、日射の遮熱用の部材として貼付される。又は、本発明の赤外光反射板は、日射の遮熱用の部材そのもの(たとえば、遮熱用ガラス、遮熱用フィルム)として、その用途に供することができる。加えて波長700nm以下に反射ピークのある選択反射特性を示すフィルムを作製することも可能である。その場合、液晶ディスプレイ用のカラーフィルター等の用途に供することができる。
本発明の液晶組成物は、上述のフィルムとするほか、その他の用途に用いてもよい。
本発明は、本発明の液晶組成物を、重合させてなる高分子にも関する。
また、本発明は、本発明の液晶組成物からなることを特徴とするコレステリック液晶にも関する。
本発明の高分子や、本発明のコレステリック液晶の用途としては、特表2009−533360号公報に記載のものに用いることができる。
例示化合物(1)および(2)の合成
例示化合物(1)および(2)の合成は非特許文献Heteroatom Chemistry, 2011 vol. 22, p.562に記載の方法にて、行った。
例示化合物(3)の合成
(S)−1,1’−ビ−2−ナフトール(10g、35mmol)、トリエチルアミン(14.6mL、104mmol)をTHF100mLに溶解、氷冷下、5分間攪拌した。この溶液に塩化チオニル(2.5mL、35mmol)を滴下し、氷冷下30分、室温で1時間攪拌した。生じた塩をろ別後、濃縮し、シリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製した。
1H−NMR(CDCl3,300MHz):
7.3−7.4(m,2H)、7.5−7.6(m,6H)、7.9−8.1(m,4H)
例示化合物(1)1質量部をネマチック液晶組成物(Demus−5,メルク社製)99質量部と混合したものを実施例1の液晶組成物とし、ポリイミド配向膜で1軸処理を施した楔形セル(ガラス厚み1.1mm、青色板)に注入した。ここで偏光顕微鏡を用いて実施例1の液晶組成物がコレステリック液晶相を示すことを確認し、室温での実施例1の液晶組成物のらせんピッチを測定し、例示化合物(1)のヘリカルツイスティングパワー(HTP)を求めたところ、54.0μm-1であった。また、らせんの向きは左であった。
例示化合物(2)1質量部をネマチック液晶組成物(Demus−5,メルク社製)99質量部と混合したものを実施例2の液晶組成物とし、ポリイミド配向膜で1軸処理を施した楔形セル(ガラス厚み1.1mm、青色板)に注入した。ここで偏光顕微鏡を用いて実施例2の液晶組成物がコレステリック液晶相を示すことを確認し、室温での実施例2の液晶組成物のらせんピッチを測定し、例示化合物(2)のヘリカルツイスティングパワー(HTP)を求めたところ、46.1μm-1であった。また、らせんの向きは左であった。
例示化合物(3)1質量部をネマチック液晶組成物(Demus−5,メルク社製)99質量部と混合したものを実施例3の液晶組成物とし、ポリイミド配向膜で1軸処理を施した楔形セル(ガラス厚み1.1mm、青色板)に注入した。ここで偏光顕微鏡を用いて実施例3の液晶組成物がコレステリック液晶相を示すことを確認し、室温での実施例3の液晶組成物のらせんピッチを測定し、例示化合物(3)のヘリカルツイスティングパワー(HTP)を求めたところ、54.0μm-1であった。また、らせんの向きは右であった。
US 2010/0019199A1号公報と類似の方法で合成した、比較化合物(1)1質量部をネマチック液晶組成物(Demus−5,メルク社製)99質量部と混合したものを比較例1の液晶組成物とし、ポリイミド配向膜で1軸処理を施した楔形セル(ガラス厚み1.1mm、青色板)に注入した。ここで偏光顕微鏡を用いて比較例1の液晶組成物がコレステリック液晶相を示すことを確認し、室温での比較例1の液晶組成物のらせんピッチを測定し、比較化合物(1)のヘリカルツイスティングパワー(HTP)を求めたところ、35.4μm-1であった。また、らせんの向きは左であった。
比較化合物(2)((R)−1,1’−ビ−2−ナフトール)1質量部をネマチック液晶組成物(Demus−5,メルク社製)99質量部と混合したものを比較例2の液晶組成物とし、ポリイミド配向膜で1軸処理を施した楔形セル(ガラス厚み1.1mm、青色板)に注入した。ここで偏光顕微鏡を用いて比較例2の液晶組成物がコレステリック液晶相を示すことを確認し、室温での比較例2の液晶組成物のらせんピッチを測定し、比較化合物(2)のヘリカルツイスティングパワー(HTP)を求めたところ、9.3μm-1であった。また、らせんの向きは左であった。
また、一般式(1)で表される光学活性化合物は、比較化合物と比較して、HTPが高いことが分かる。また例示化合物(1)〜(3)の中でも実施例1の例示化合物(1)がより高いHTPを示すことが分かる。
例示化合物(1)と重合性液晶化合物(M−1)を用いて、下記の組成の実施例4の液晶組成物塗布液を調製した。
例示化合物(1) 4質量部
重合性液晶化合物(M−1) 100質量部
空気界面配向剤(1) 0.04質量部
重合開始剤IRGACURE819(BASF社製) 3質量部
溶媒 クロロホルム 800質量部
例示化合物(1)と重合性液晶化合物(RM−257)を用いて、下記の組成の実施例5の液晶組成物塗布液を調製した。
例示化合物(1) 4質量部
重合性液晶化合物(RM−257)(メルク社製) 100質量部
空気界面配向剤(1) 0.04質量部
重合開始剤IRGACURE819(BASF社製) 3質量部
溶媒 クロロホルム 800質量部
例示化合物(1)と重合性化合物M−1、M−2を用いて、下記の組成の実施例6の液晶組成物塗布液を調製した。
例示化合物(1) 4質量部
重合性液晶化合物(M−1) 80質量部
重合性液晶化合物(M−2) 20質量部
空気界面配向剤(1) 0.04質量部
重合開始剤IRGACURE819(BASF社製) 3質量部
溶媒 クロロホルム 800質量部
例示化合物(2)と重合性液晶化合物(M−1)を用いて、下記の組成の実施例7の液晶組成物塗布液を調製した。
例示化合物(2) 4質量部
重合性液晶化合物(M−1) 100質量部
空気界面配向剤(1) 0.04質量部
重合開始剤IRGACURE819 (BASF社製) 3質量部
溶媒 クロロホルム 800質量部
例示化合物(3)と重合性液晶化合物(M−1)を用いて、下記の組成の実施例8の液晶組成物塗布液を調製した。
例示化合物(3) 4質量部
重合性液晶化合物(M−1) 100質量部
空気界面配向剤(1) 0.04質量部
重合開始剤IRGACURE819(BASF社製) 3質量部
溶媒 クロロホルム 800質量部
比較化合物(2)((R)−1,1’−ビ−2−ナフトール)と重合性液晶化合物(M−1)を用いて、下記の組成の比較例3の液晶組成物塗布液を調製した。
比較化合物(2) 4質量部
重合性液晶化合物(M−1) 100質量部
空気界面配向剤(1) 0.04質量部
重合開始剤IRGACURE819 (BASF社製) 3質量部
溶媒 クロロホルム 800質量部
比較化合物(1)9質量部と重合性液晶化合物(M−1)を用いて、下記の組成の比較例4の液晶組成物塗布液を調製した。
比較化合物(1) 9質量部
重合性液晶化合物(M−1) 100質量部
空気界面配向剤(1) 0.04質量部
重合開始剤IRGACURE819 (BASF社製) 3質量部
溶媒 クロロホルム 800質量部
一方、比較例3のフィルムは、コレステリック液晶相を固定することはできたが、選択反射の波長は不明であった。なお、比較例3のフィルムの選択反射波長が不明な理由は、らせんのピッチが透過率測定機器の測定範囲内より長波長であったためであり、HTPを算出できなかった理由は選択反射波長を特定できなかったためである。
比較例4のフィルムは、目的の選択反射波長にするために多量の比較化合物(1)を添加した結果、配向欠陥が生じたことがわかった。
Claims (14)
- 前記一般式(1)中、X2、X3、X5〜X8、X10およびX11は互いに独立して水素原子またはフッ素原子を示し、X1、X4、X9およびX12は互いに独立して水素原子、フッ素原子、臭素原子または炭素数1〜12のアルキル基、アルキニル基、アルケニル基もしくはアルキルオキシ基を示し、その中のCH2基はそれぞれ独立にO、S、OCO、COO、OCOO、COまたはフェニレン基で置換されてもよいことを特徴とする請求項1に記載の液晶組成物。
- 前記一般式(1)中、X1〜X12がいずれも水素原子を示すことを特徴とする請求項1または2に記載の液晶組成物。
- 前記液晶化合物として下記一般式(2)で表される液晶化合物を少なくとも1種類含むことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の液晶組成物。
一般式(2)
- 前記液晶化合物として前記一般式(2)で表される液晶化合物を少なくとも2種類以上含み、前記一般式(2)で表される液晶化合物のうちの少なくとも1種類は、P1およびP2がともに重合性基であることを特徴とする請求項4に記載の液晶組成物。
- 前記液晶化合物として前記一般式(2)で表される液晶化合物を少なくとも2種類以上含み、前記一般式(2)で表される液晶化合物のうちの少なくとも1種類は、P1またはP2のどちらか一方が水素原子であり他方が重合性基であることを特徴とする請求項4または5に記載の液晶組成物。
- 前記一般式(2)中、P1およびP2のうち少なくとも一方が(メタ)アクリレート基であることを特徴とする請求項4〜7のいずれか一項に記載の液晶組成物。
- 前記一般式(2)中、L1〜L4はそれぞれ独立にO、S、COO、OCOまたはOCOOであることを特徴とする請求項4〜8のいずれか一項に記載の液晶組成物。
- 請求項1〜9のいずれか1項に記載の液晶組成物を、重合させてなることを特徴とする高分子。
- 請求項1〜9のいずれか1項に記載の液晶組成物を硬化させてなることを特徴とするフィルム。
- 請求項1〜9のいずれか1項に記載の液晶組成物からなることを特徴とするコレステリック液晶。
- 請求項1〜9のいずれか1項に記載の液晶組成物からなるコレステリック液晶相を固定してなることを特徴とするフィルム。
- 選択反射特性を示すことを特徴とする請求項11または13に記載のフィルム。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012174633A JP5932556B2 (ja) | 2012-08-07 | 2012-08-07 | 液晶組成物、高分子、フィルムおよびコレステリック液晶 |
PCT/JP2013/070848 WO2014024764A1 (ja) | 2012-08-07 | 2013-08-01 | 液晶組成物、高分子、フィルムおよびコレステリック液晶 |
US14/615,979 US9416318B2 (en) | 2012-08-07 | 2015-02-06 | Liquid crystal composition, polymer, film, and cholesteric liquid crystal |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012174633A JP5932556B2 (ja) | 2012-08-07 | 2012-08-07 | 液晶組成物、高分子、フィルムおよびコレステリック液晶 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014034581A JP2014034581A (ja) | 2014-02-24 |
JP5932556B2 true JP5932556B2 (ja) | 2016-06-08 |
Family
ID=50067995
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012174633A Expired - Fee Related JP5932556B2 (ja) | 2012-08-07 | 2012-08-07 | 液晶組成物、高分子、フィルムおよびコレステリック液晶 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9416318B2 (ja) |
JP (1) | JP5932556B2 (ja) |
WO (1) | WO2014024764A1 (ja) |
Families Citing this family (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3123232A1 (en) * | 2014-03-26 | 2017-02-01 | Essilor International (Compagnie Générale D'Optique) | Methods and systems for augmented reality |
WO2017183428A1 (ja) | 2016-04-21 | 2017-10-26 | 富士フイルム株式会社 | 画像表示機能付きミラーおよびハーフミラー |
WO2018084076A1 (ja) | 2016-11-04 | 2018-05-11 | 富士フイルム株式会社 | ウインドシールドガラス、ヘッドアップディスプレイシステム、およびハーフミラーフィルム |
JP6867416B2 (ja) | 2017-02-09 | 2021-04-28 | 富士フイルム株式会社 | ハーフミラー、ハーフミラーの製造方法、および画像表示機能付きミラー |
WO2018198559A1 (ja) | 2017-04-28 | 2018-11-01 | 富士フイルム株式会社 | 画像表示機能付き防眩ミラー |
EP3680700B1 (en) | 2017-09-07 | 2023-12-27 | FUJIFILM Corporation | One-way mirror film for displaying projected images, laminated glass for displaying projected images, and image display system |
JP6934101B2 (ja) | 2018-02-23 | 2021-09-08 | 富士フイルム株式会社 | 画像表示用合わせガラスの製造方法、画像表示用合わせガラス、および、画像表示システム |
EP3869245A4 (en) | 2018-10-17 | 2021-12-15 | FUJIFILM Corporation | PROJECTION IMAGE DISPLAY ELEMENT, WINDSHIELD GLASS AND HEADUP DISPLAY SYSTEM |
EP3895927A4 (en) | 2018-12-10 | 2022-02-23 | FUJIFILM Corporation | PROJECTION IMAGE DISPLAY ELEMENT, WINDSHIELD GLASS AND HEAD-UP DISPLAY SYSTEM |
JP7133703B2 (ja) | 2019-03-06 | 2022-09-08 | 富士フイルム株式会社 | 投映像表示用積層フィルム、投映像表示用の合わせガラス、および、画像表示システム |
EP4036644A4 (en) | 2019-09-27 | 2022-11-30 | FUJIFILM Corporation | PROJECTOR FOR HEADUP DISPLAY |
CN115315646A (zh) | 2020-03-30 | 2022-11-08 | 富士胶片株式会社 | 反射膜、挡风玻璃及平视显示器系统 |
CN115698783A (zh) | 2020-06-03 | 2023-02-03 | 富士胶片株式会社 | 反射膜、夹层玻璃的制造方法及夹层玻璃 |
JPWO2022075184A1 (ja) | 2020-10-09 | 2022-04-14 | ||
EP4261575A1 (en) | 2020-12-09 | 2023-10-18 | FUJIFILM Corporation | Reflection film, windshield glass, and head-up display system |
WO2023054324A1 (ja) | 2021-09-30 | 2023-04-06 | 富士フイルム株式会社 | ヘッドアップディスプレイシステム及び輸送機 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6229052B1 (en) * | 1998-05-29 | 2001-05-08 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Hydroformylation of olefins using supported bis(phosphorus) ligands |
JP4137436B2 (ja) * | 2000-12-14 | 2008-08-20 | 富士フイルム株式会社 | 光学活性化合物、液晶組成物用光反応型キラル剤、液晶組成物、液晶の螺旋構造を変化させる方法、液晶の螺旋構造を固定化する方法、液晶カラーフィルター、光学フィルムおよび記録媒体 |
EP2004622B1 (en) | 2006-04-10 | 2011-12-14 | Merck Patent GmbH | Chiral binaphthyl sulfates for use as liquid crystal materials |
TWI494316B (zh) * | 2008-09-11 | 2015-08-01 | Dainippon Ink & Chemicals | Polymerizable chiral compounds |
US8426626B2 (en) | 2008-10-28 | 2013-04-23 | Fujifilm Corporation | Compound having asymmetric carbon atom, oxidation-reduction reaction causing portion, and liquid crystal substituent |
JP2011225520A (ja) * | 2010-04-02 | 2011-11-10 | Jnc Corp | 重合性基を有する光学活性化合物ならびにその重合体 |
-
2012
- 2012-08-07 JP JP2012174633A patent/JP5932556B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2013
- 2013-08-01 WO PCT/JP2013/070848 patent/WO2014024764A1/ja active Application Filing
-
2015
- 2015-02-06 US US14/615,979 patent/US9416318B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2014024764A1 (ja) | 2014-02-13 |
US20150152332A1 (en) | 2015-06-04 |
US9416318B2 (en) | 2016-08-16 |
JP2014034581A (ja) | 2014-02-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5932556B2 (ja) | 液晶組成物、高分子、フィルムおよびコレステリック液晶 | |
JP6159081B2 (ja) | コレステリック液晶積層体およびその製造方法ならびにコレステリック液晶積層体の組合せ体 | |
KR101531722B1 (ko) | 음성 광학 분산도를 갖는 복굴절층 | |
JP5718260B2 (ja) | 重合性液晶化合物、重合性組成物、高分子材料、及びフィルム | |
JP5411770B2 (ja) | 重合性液晶化合物、重合性液晶組成物、高分子、及びフィルム | |
JP5797132B2 (ja) | 化合物、液晶組成物、高分子材料およびフィルム | |
JP5816232B2 (ja) | 液晶組成物およびその製造方法ならびにフィルム | |
US7771800B2 (en) | Chiral compounds | |
JP5660812B2 (ja) | 重合性化合物 | |
JP5824431B2 (ja) | 光学活性化合物、キラル剤、液晶組成物および光学フィルム | |
JP5813295B2 (ja) | 重合性組成物、高分子、及びフィルム | |
TW201816085A (zh) | 光調變元件 | |
JP5411771B2 (ja) | 化合物、重合性組成物、高分子、及びフィルム | |
JP5889031B2 (ja) | 重合性液晶組成物、高分子材料とその製造方法及びフィルム | |
JP5705465B2 (ja) | 重合性組成物、高分子、及びフィルム | |
JP5824432B2 (ja) | 光学活性化合物、液晶組成物および光学フィルム | |
JP2004339192A (ja) | キラルな化合物 | |
JP6511407B2 (ja) | 重合性化合物、重合性組成物、およびフィルム | |
TWI300775B (en) | Chiral Compounds II |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20141111 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20151124 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160114 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20160426 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20160428 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5932556 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |