JP6874874B2 - 組成物 - Google Patents

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Description

本発明は、組成物に関する。
特許文献1には、配向した重合性液晶化合物に分散した、二色性色素を含む偏光膜が記載されている。
特許文献2には、波長350nm〜550nmの範囲に極大吸収を有する二色性色素として、1,4−ナフチル構造を有するビスアゾ系色素が記載されている。しかしながら、当該二色性色素を含む偏光膜の二色比は低かった。
特表2007−510946号公報 特許1454637号公報(特公昭63−1357号公報)
波長350nm〜550nmの範囲に極大吸収を有する、二色性色素として機能する化合物を含む組成物が求められていた。
本発明は以下の発明を含む。
[1]式(1):

Figure 0006874874
[式中、Rは、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数1〜20のアシル基、炭素数2〜20のアルコキシカルボニル基、炭素数1〜20のアシルオキシ基または−N(R10)(R11)を表し、R10は、炭素数1〜20のアシル基、炭素数1〜20のアルキルスルホニル基または炭素数6〜20のアリールスルホニル基を表わし、R11は、水素原子または炭素数1〜20のアルキル基を表し、R10とR11とが互いに結合して、それらが結合する窒素原子とともに、−N−CO−または−N−SO−を含む環を形成してもよい。前記アルキル基、前記アルコキシ基、前記アシル基、前記アルコキシカルボニル基、前記アシルオキシ基、前記アルキルスルホニル基および前記アリールスルホニル基を構成する一つ以上の水素原子は、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、アミノ基または置換基を有するアミノ基で置き換わっていてもよい。前記アルキル基および前記アルコキシ基を構成する炭素原子間には、−O−または−NR20−が挿入されていてもよく、R20は、水素原子または炭素数1〜20のアルキル基を表わす。
およびRは、水素原子以外の置換基であって、それぞれ独立して、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のアルコキシ基、ハロゲン原子、またはシアノ基を表し、上記炭素数1〜4のアルキル基および上記炭素数1〜4アルコキシ基を構成する少なくとも一つの水素原子は、ハロゲン原子またはヒドロキシ基で置換されていてもよく、p及びqは、それぞれ独立して0〜2の整数である。
は炭素数1〜20のアシル基、炭素数1〜20のアルキルスルホニル基または炭素数6〜20のアリールスルホニル基を表し、Rは水素原子または炭素数1〜20のアルキル基を表し、RとRとが互いに結合して、それらが結合する窒素原子とともに、−N−CO−または−N−SO−を含む環を形成してもよい。前記アシル基、前記アルキルスルホニル基および前記アリールスルホニル基を構成する一つ以上の水素原子は、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、アミノ基または置換基を有するアミノ基で置き換わっていてもよい。前記アルキル基および前記アルコキシ基を構成する炭素原子間には、−O−または−NR21−が挿入されていてもよく、R21は、水素原子または炭素数1〜20のアルキル基を表わす。
Yは、式(Y1):

Figure 0006874874
(式中、*はNとの結合部位を表す。Rは、水素原子以外の置換基であって、それぞれ独立して、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のアルコキシ基、ハロゲン原子、またはシアノ基を表し、上記炭素数1〜4のアルキル基および上記炭素数1〜4アルコキシ基を構成する少なくとも一つの水素原子は、ハロゲン原子またはヒドロキシ基で置換されていてもよく、rは0〜2の整数である。)
で示される基または式(Y2):
Figure 0006874874
(式中、*はNとの結合部位を表し、PおよびPは、それぞれ独立して、−S−、−O−または−N(R12)−を表し、R12は、水素原子または炭素数1〜4のアルキル基を表し、QおよびQは、それぞれ独立して、=N−または=CH−を表す。)
で示される基を表す。]
で表される化合物。
[2] p、qおよびrが0である[1]に記載の化合物。
[3]重合性液晶化合物と[1]または[2]に記載の化合物とを含む組成物。
[4]重合性液晶化合物が、スメクチック液晶相を示す[3]に記載の組成物。
[5]さらに重合開始剤を含む[3]または[4]に記載の組成物。
[6][1]または[2]に記載の化合物を含む偏光膜。
[7][3]〜[5]のいずれかに記載の組成物から形成される偏光膜。
[8]偏光膜の極大吸収波長(λmax1)が、式(1)で表される化合物の極大吸収波長(λmax2)よりも長い[6]または[7]に記載の偏光膜。
[9]λmax1と、λmax2との差が15nm以上である[8]に記載の偏光膜。
[10]X線回折測定においてブラッグピークを示す[6]〜[9]のいずれかに記載の偏光膜。
[11][6]〜[10]のいずれかに記載の偏光膜を備える液晶表示装置。
[12][6]〜[10]のいずれかに記載の偏光膜、液晶層および基体を備える液晶セル。
[13]偏光膜が、基体と液晶層との間に配置される[12]に記載の液晶セル。
[14]基体と液晶層との間に、カラーフィルタがさらに配置される[13]に記載の液晶セル。
[15][6]〜[10]のいずれかに記載の偏光膜と1/4波長板とを有する円偏光板。
[16][6]〜[10]のいずれかに記載の偏光膜と有機EL素子とを備える有機EL表示装置。
[17][15]に記載の円偏光板と有機EL素子とを備える有機EL表示装置。
[18]式(2):

Figure 0006874874
[式中、Xは、塩素原子、臭素原子またはヨウ素原子を表す。
は、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数1〜20のアシル基、炭素数2〜20のアルコキシカルボニル基、炭素数1〜20のアシルオキシ基または−N(R10)(R11)を表し、R10は、炭素数1〜20のアシル基、炭素数1〜20のアルキルスルホニル基または炭素数6〜20のアリールスルホニル基を表わし、R11は、水素原子または炭素数1〜20のアルキル基を表し、R10とR11とが互いに結合して、それらが結合する窒素原子とともに、−N−CO−または−N−SO−を含む環を形成してもよい。前記アルキル基、前記アルコキシ基、前記アシル基、前記アルコキシカルボニル基、前記アシルオキシ基、前記アルキルスルホニル基および前記アリールスルホニル基を構成する一つ以上の水素原子は、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、アミノ基または置換基を有するアミノ基で置き換わっていてもよい。前記アルキル基および前記アルコキシ基を構成する炭素原子間には、−O−または−NR20−が挿入されていてもよく、R20は、水素原子または炭素数1〜20のアルキル基を表わす。
は、水素原子以外の置換基であって、それぞれ独立して、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のアルコキシ基、ハロゲン原子、またはシアノ基を表し、上記炭素数1〜4のアルキル基および上記炭素数1〜4のアルコキシ基を構成する少なくとも一つの水素原子は、ハロゲン原子またはヒドロキシ基で置換されていてもよく、pは0〜2の整数である。
Yは、式(Y1):

Figure 0006874874
(式中、*はNとの結合部位を表す。炭素数1〜4のアルコキシ基、ハロゲン原子、またはシアノ基を表し、上記炭素数1〜4のアルキル基および上記炭素数1〜4アルコキシ基を構成する少なくとも一つの水素原子は、ハロゲン原子またはヒドロキシ基で置換されていてもよく、rは0〜2の整数である。)
で示される基または式(Y2):
Figure 0006874874
(式中、*はNとの結合部位を表し、PおよびPは、それぞれ独立して、−S−、−O−または−N(R12)−を表し、R12は、水素原子または炭素数1〜4のアルキル基を表し、QおよびQは、それぞれ独立して、=N−または=CH−を表す。)
で示される基を表す。]
で表される化合物と式(3):

Figure 0006874874
[式中、Rは炭素数1〜20のアシル基、炭素数1〜20のアルキルスルホニル基または炭素数6〜20のアリールスルホニル基を表し、Rは水素原子または炭素数1〜20のアルキル基を表し、RとRとが互いに結合して、それらが結合する窒素原子とともに、−N−CO−または−N−SO−を含む環を形成してもよい。前記アシル基、前記アルキルスルホニル基および前記アリールスルホニル基を構成する一つ以上の水素原子は、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、アミノ基または置換基を有するアミノ基で置き換わっていてもよい。前記アルキル基および前記アルコキシ基を構成する炭素原子間には、−O-または−NR21−が挿入されていてもよく、R21は、水素原子または炭素数1〜20のアルキル基を表わす。
は、水素原子以外の置換基であって、それぞれ独立して、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のアルコキシ基、ハロゲン原子、またはシアノ基を表し、上記炭素数1〜4のアルキル基および上記炭素数1〜4アルコキシ基を構成する少なくとも一つの水素原子は、ハロゲン原子またはヒドロキシ基で置換されていてもよく、qは0〜2の整数である。
およびRは、それぞれ独立して、水素原子または炭素数1〜10のアルキル基を表し、RとRとが互いに結合して、それらが結合する酸素原子およびホウ素原子とともに、−O−B−O−を含む環を形成してもよい。]
で表される化合物とを反応させる式(1):

Figure 0006874874
[式中、R、R、R、R、RおよびYは、上記と同一の意味を表す。]
で表される化合物の製造方法。
本発明の化合物は、波長350nm〜550nmの範囲に極大吸収を有する、二色性色素として機能する新規な化合物であり、該化合物を含む組成物から、二色比が高い偏光膜を形成することができる。
本発明の偏光膜の連続的製造方法を示す模式図である。 本発明の偏光膜を有する円偏光板の連続的製造方法の模式図である。 本発明の偏光膜を備える液晶セルの模式図である。 本発明の偏光膜を備える液晶セルの模式図である。 本発明の偏光膜を備える液晶セルの模式図である。
<式(1)で表される化合物>
本発明の式(1)で表される化合物(以下、化合物(1)ということがある)のアゾ基は、トランスのアゾ基であることが好ましい。
式(1)中、Rは、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数1〜20のアシル基、炭素数2〜20のアルコキシカルボニル基、炭素数1〜20のアシルオキシ基または−N(R10)(R11)を表す。
炭素数1〜20のアルキル基としては、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、イソブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、n−ノニル基、n−デシル基等の無置換の(置換基を有していない)直鎖状又は分枝鎖状の炭素数1〜20のアルキル基が挙げられる。
かかる炭素数1〜20のアルキル基を構成する一つ以上の水素原子は、ハロゲン原子(例えば、フッ素原子)、ヒドロキシ基、アミノ基または置換基を有するアミノ基で置換されていてもよい。置換基を有するアミノ基としては、例えば、N−メチルアミノ基、N−エチルアミノ基、N,N−ジメチルアミノ基、N,N−ジエチルアミノ基等の一つまたは二つの炭素数1〜20のアルキル基で置換されたアミノ基などが挙げられる。一つ以上の水素原子がハロゲン原子等で置き換わったアルキル基としては、フルオロメチル基、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、ノナフルオロブチル基等の炭素数1〜20のハロアルキル基、ヒドロキシメチル基、2−ヒドロキシエチル基等の炭素数1〜20のヒドロキシアルキル基、アミノメチル基、2−(N,N−ジメチルアミノ)エチル基等の無置換または置換基を有するアミノ基を有する炭素数1〜20のアルキル基が挙げられる。
前記アルキル基を構成する炭素原子間には、−O−または−NR20−が挿入されていてもよく、R20は、水素原子または炭素数1〜20のアルキル基を表わし、炭素数1〜20のアルキル基としては、上記と同様の基が挙げられる。炭素原子間に、−O−または−NR20−が挿入されたアルキル基としては、メトキシメチル基、2−エトキシエチル基、2−(2−エトキシエトキシ)エチル基、2−[2−(エチルアミノ)エチル)アミノ]エチル基等が挙げられる。
炭素数1〜20のアルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、イソプロポキシ基、n−ブトキシ基、イソブトキシ基、tert−ブトキシ基、n−ペンチルオキシ基、イソペンチルオキシ基、ネオペンチルオキシ基、n−ヘキシルオキシ基、n−ヘプチルオキシ基、n−オクチルオキシ基、n−ノニルオキシ基、n−デシルオキシ基等の無置換の直鎖状又は分枝鎖状の炭素数1〜20のアルコキシ基が挙げられる。
かかる炭素数1〜20のアルコキシ基を構成する一つ以上の水素原子は、ハロゲン原子(例えば、フッ素原子)、ヒドロキシ基、アミノ基または置換基を有するアミノ基で置換されていてもよい。置換基を有するアミノ基としては、例えば、N−メチルアミノ基、N−エチルアミノ基、N,N−ジメチルアミノ基、N,N−ジエチルアミノ基等の一つまたは二つの炭素数1〜20のアルキル基で置換されたアミノ基などが挙げられる。一つ以上の水素原子がハロゲン原子等で置き換わったアルコキシ基としては、フルオロメトキシ基、トリフルオロメトキシ基、ペンタフルオロエトキシ基、ノナフルオロブトキシ基等の炭素数1〜20のハロアルコキシ基、ヒドロキシメトキシ基、2−ヒドロキシエトキシ基等の炭素数1〜20のヒドロキシアルコキシ基、アミノメトキシ基、2−(N,N−ジメチルアミノ)エトキシ基等の無置換または置換基を有するアミノ基を有する炭素数1〜20のアルコキシ基が挙げられる。
前記アルコキシ基を構成する炭素原子間には、−O−または−NR20−が挿入されていてもよく、炭素原子間に、−O−または−NR20−が挿入されたアルコキシ基としては、メトキシメトキシ基、2−エトキシエトキシ基、2−(2−エトキシエトキシ)エトキシ基、2−[2−(エチルアミノ)エチル)アミノ]エトキシ基等が挙げられる。
炭素数1〜20のアシル基としては、ホルミル基、アセチル基、エチルカルボニル基、n−プロピルカルボニル基、イソプロピルカルボニル基、n−ブチルカルボニル基、イソブチルカルボニル基、tert−ブチルカルボニル基、n−ペンチルカルボニル基、イソペンチルカルボニル基、ネオペンチルカルボニル基、n−ヘキシルカルボニル基、n−ヘプチルカルボニル基、n−オクチルカルボニル基、n−ノニルカルボニル基、n−デシルカルボニル基等の無置換の炭素数1〜20のアシル基が挙げられる。かかるアシル基を構成する一つ以上の水素原子は、ハロゲン原子(例えば、フッ素原子)、ヒドロキシ基、アミノ基または置換基を有するアミノ基で置換されていてもよい。置換基を有するアミノ基としては、例えば、N−メチルアミノ基、N−エチルアミノ基、N,N−ジメチルアミノ基、N,N−ジエチルアミノ基等の一つまたは二つの炭素数1〜20のアルキル基で置換されたアミノ基などが挙げられる。一つ以上の水素原子がハロゲン原子等で置き換わったアシル基としては、トリフルオロアセチル基、ペンタフルオロエチルカルボニル基、ノナフルオロブチルカルボニル基等の炭素数1〜20のハロアシル基等が挙げられる。
炭素数2〜20のアルコキシカルボニル基としては、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、n−プロポキシカルボニル基、イソプロポキシカルボニル基、n−ブトキシカルボニル基、イソブトキシカルボニル基、tert−ブトキシカルボニル基、n−ペンチルオキシカルボニル基、イソペンチルオキシカルボニル基、ネオペンチルオキシカルボニル基、n−ヘキシルオキシカルボニル基、n−ヘプチルオキシカルボニル基、n−オクチルオキシカルボニル基、n−ノニルオキシカルボニル基、n−デシルオキシカルボニル基等の無置換の炭素数2〜20のアルコキシカルボニル基が挙げられる。かかるアルコキシカルボニル基を構成する一つ以上の水素原子は、ハロゲン原子(例えば、フッ素原子)、ヒドロキシ基、アミノ基または置換基を有するアミノ基で置換されていてもよい。置換基を有するアミノ基としては、例えば、N−メチルアミノ基、N−エチルアミノ基、N,N−ジメチルアミノ基、N,N−ジエチルアミノ基等の一つまたは二つの炭素数1〜20のアルキル基で置換されたアミノ基などが挙げられる。一つ以上の水素原子がハロゲン原子等で置き換わったアルコキシカルボニル基としては、フルオロメトキシカルボニル基、トリフルオロメトキシカルボニル基、ペンタフルオロエトキシカルボニル基、ノナフルオロブトキシカルボニル基等の炭素数2〜20のハロアルコキシカルボニル基が挙げられる。
炭素数1〜20のアシルオキシ基としては、アセチルオキシ基、エチルカルボニルオキシ基、n−プロピルカルボニルオキシ基、イソプロピルカルボニルオキシ基、n−ブチルカルボニルオキシ基、イソブチルカルボニルオキシ基、tert−ブチルカルボニルオキシ基、n−ペンチルカルボニルオキシ基、イソペンチルカルボニルオキシ基、ネオペンチルカルボニルオキシ基、n−ヘキシルカルボニルオキシ基、n−ヘプチルカルボニルオキシ基、n−オクチルカルボニルオキシ基、n−ノニルカルボニルオキシ基、n−デシルカルボニルオキシ基等の無置換の炭素数1〜20のアシルオキシ基が挙げられる。かかるアシルオキシ基を構成する一つ以上の水素原子は、ハロゲン原子(例えば、フッ素原子)、ヒドロキシ基、アミノ基または置換基を有するアミノ基で置換されていてもよい。置換基を有するアミノ基としては、例えば、N−メチルアミノ基、N−エチルアミノ基、N,N−ジメチルアミノ基、N,N−ジエチルアミノ基等の一つまたは二つの炭素数1〜20のアルキル基で置換されたアミノ基などが挙げられる。一つ以上の水素原子がハロゲン原子等で置き換わったアシルオキシ基としては、フルオロアセチルオキシ基、トリフルオロアセチルオキシ基、ペンタフルオロエチルカルボニルオキシ基、ノナフルオロブチルカルボニルオキシ基等の炭素数1〜20のハロアシルオキシ基が挙げられる。
−N(R10)(R11)におけるR10は、炭素数1〜20のアシル基、炭素数1〜20のアルキルスルホニル基または炭素数6〜20のアリールスルホニル基を表わし、R11は、水素原子または炭素数1〜20のアルキル基を表し、R10とR11とが互いに結合して、それらが結合する窒素原子とともに、−N−CO−または−N−SO−を含む環を形成してもよい。R10におけるアシル基、アルキルスルホニル基およびアリールスルホニル基を構成する一つ以上の水素原子は、ハロゲン原子(例えば、フッ素原子)、ヒドロキシ基、アミノ基または置換基を有するアミノ基で置換されていてもよい。置換基を有するアミノ基としては、例えば、N−メチルアミノ基、N−エチルアミノ基、N,N−ジメチルアミノ基、N,N−ジエチルアミノ基等の一つまたは二つの炭素数1〜20のアルキル基で置換されたアミノ基などが挙げられる。R11におけるアルキル基を構成する炭素原子間には、−O-または−NR20−が挿入されていてもよい。R10における炭素数1〜20のアシル基としては、上記のRにおける炭素数1〜20のアシル基と同様のものが挙げられ、該アシル基を構成する一つ以上の水素原子が、ハロゲン原子等で置き換わったアシル基としては、上記Rにおける基と同様のものが挙げられる。
炭素数1〜20のアルキルスルホニル基としては、メチルスルホニル基、エチルスルホニル基、n−プロピルスルホニル基等の無置換の炭素数1〜20のアルキルスルホニル基が挙げられ、かかるアルキルスルホニル基を構成する一つ以上の水素原子が、ハロゲン原子等で置き換わった基としては、トリフルオロメチルスルホニル基、ペンタフルオロエチルスルホニル基、ヘプタフルオロ−n−プロピルスルホニル基等の炭素数1〜20のハロアルキルスルホニル基が挙げられる。
炭素数6〜20のアリールスルホニル基としては、ベンゼンスルホニル基、p−トルエンスルホニル基等が挙げられ、かかるアリールスルホニル基を構成する一つ以上の水素原子が、ハロゲン原子等で置き換わった基としては、p−トリフルオロメチルベンゼンスルホニル基等が挙げられる。
11における炭素数1〜20のアルキル基としては、上記のRにおける炭素数1〜20のアルキル基と同様のものが挙げられ、該アルキル基を構成する一つ以上の水素原子が、ハロゲン原子等で置き換わったアルキル基としては、上記Rにおける基と同様のものが挙げられる。
−N(R10)(R11)の具体例としては、アシルアミノ基、エチルカルボニルアミノ基、n−プロピルカルボニルアミノ基、イソプロピルカルボニルアミノ基、n−ブチルカルボニルアミノ基、イソブチルカルボニルアミノ基、tert−ブチルカルボニルアミノ基、n−ペンチルカルボニルアミノ基、イソペンチルカルボニルアミノ基、ネオペンチルカルボニルアミノ基、n−ヘキシルカルボニルアミノ基、n−ヘプチルカルボニルアミノ基、n−オクチルカルボニルアミノ基、n−ノニルカルボニルアミノ基、n−デシルカルボニルアミノ基、トリフルオロアシルアミノ基が挙げられる。
10とR11とが互いに結合して、それらが結合する窒素原子とともに形成する−N−CO−または−N−SO−を含む環は、4〜10員環であることが好ましく、5〜7員環であることがより好ましい。具体的には、2−ピロリドン−1−イル基等が挙げられる。
は、好ましくは、ハロゲン原子(好ましくはフッ素原子)を有していてもよい炭素数1〜10のアルキル基、構成する炭素原子間に−O−が挿入された炭素数1〜20のアルキル基、ハロゲン原子(好ましくはフッ素原子)を有していてもよい炭素数1〜10のアルコキシ基、構成する炭素原子間に−O−が挿入された炭素数1〜20のアルコキシ基、ハロゲン原子(好ましくはフッ素原子)を有していてもよい炭素数1〜10のアシル基、ハロゲン原子(好ましくはフッ素原子)を有していてもよい炭素数2〜10のアルコキシカルボニル基、ハロゲン原子(好ましくはフッ素原子)を有していてもよい炭素数1〜10のアシルオキシ基または−N(R10)(R11)であり、R10は、好ましくは、ハロゲン原子(好ましくはフッ素原子)を有していてもよい炭素数1〜20のアシル基であり、R11は、好ましくは、水素原子である。
は、より好ましくは、フッ素原子を有していてもよい直鎖状の炭素数1〜10のアルキル基または−N(R10)(R11)であり、R10は、より好ましくは、フッ素原子を有していてもよい炭素数1〜10のアシル基であり、R11は、好ましくは、水素原子である。
は、特に好ましくは、フッ素原子を有していてもよい直鎖状の炭素数1〜10のアルキル基である。
式(1)において、二つのフェニレン基はそれぞれ、それを構成する少なくとも一つの水素原子が水素以外の置換基R又はRで置換されていてもよい。R及びRは、それぞれ独立して、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のアルコキシ基、ハロゲン原子、またはシアノ基を表す。R及びRはそれぞれ、フェニレン基のどの位置の水素原子と置換されていてもよい。
炭素数1〜4のアルキル基としては、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、イソブチル基、tert−ブチル基等の、置換基を有していない直鎖状または分枝鎖状のアルキル基が挙げられる。
かかる炭素数1〜4のアルキル基を構成する少なくとも一つの水素原子は、フッ素原子等のハロゲン原子、またはヒドロキシ基で置換されていてもよい。これらの例としては、フルオロメチル基、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、ノナフルオロブチル基等の炭素数1〜4のハロアルキル基;ヒドロキシメチル基、2−ヒドロキシエチル基等の炭素数1〜4のヒドロキシアルキル基;が挙げられる。
炭素数1〜4のアルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、イソプロポキシ基、n−ブトキシ基、イソブトキシ基、tert−ブトキシ基等の、置換基を有していない直鎖状または分枝鎖状のアルコキシ基が挙げられる。
かかる炭素数1〜4のアルコキシ基を構成する少なくとも一つの水素原子は、フッ素原子等のハロゲン原子、またはヒドロキシ基で置換されていてもよい。これらの例としては、フルオロメトキシ基、トリフルオロメトキシ基、ペンタフルオロエトキシ基、ノナフルオロブトキシ基等の炭素数1〜4のハロアルコキシ基;ヒドロキシメトキシ基、2−ヒドロキシエトキシ基等の炭素数1〜4のヒドロキシアルコキシ基が挙げられる。
式(1)中、Rは炭素数1〜20のアシル基、炭素数1〜20のアルキルスルホニル基または炭素数6〜20のアリールスルホニル基を表し、Rは水素原子または炭素数1〜20のアルキル基を表し、RとRとが互いに結合して、それらが結合する窒素原子とともに、−N−CO−または−N−SO−を含む環を形成してもよく、前記アシル基、前記アルキルスルホニル基および前記アリールスルホニル基を構成する一つ以上の水素原子は、ハロゲン原子(例えば、フッ素原子)、ヒドロキシ基、アミノ基または置換基を有するアミノ基で置換されていてもよい。置換基を有するアミノ基としては、例えば、N−メチルアミノ基、N−エチルアミノ基、N,N−ジメチルアミノ基、N,N−ジエチルアミノ基等の一つまたは二つの炭素数1〜20のアルキル基で置換されたアミノ基などが挙げられる。前記アルキル基および前記アルコキシ基を構成する炭素原子間には、−O-または−NR21−が挿入されていてもよく、R21は、水素原子または炭素数1〜20のアルキル基を表わす。
における炭素数1〜20のアシル基としては、上記のRと同様のものが挙げられる。
における炭素数1〜20のアルキルスルホニル基および炭素数6〜20のアリールスルホニル基としては、それぞれ、上記のR10における炭素数1〜20のアルキルスルホニル基および炭素数6〜20のアリールスルホニル基と同様のものが挙げられる。
とRとが互いに結合して、それらが結合する窒素原子とともに形成する−N−CO−または−N−SO−を含む環は、4〜10員環であることが好ましく、5〜7員環であることがより好ましい。具体的には、2−ピロリドン−1−イル基等が挙げられる。
21における、炭素数1〜20のアルキル基としては、上記と同様の基が挙げられる。
は、好ましくは、ハロゲン原子(好ましくはフッ素原子)を有していてもよい炭素数1〜20のアシル基またはハロゲン原子(好ましくはフッ素原子)を有していてもよい炭素数1〜20のアルキルスルホニル基であり、より好ましくは、フッ素原子を有していてもよい炭素数1〜10のアシル基またはフッ素原子を有していてもよい炭素数1〜10のアルキルスルホニル基である。
は、好ましくは、水素原子である。
式(1)中、Yは、式(Y1):

Figure 0006874874
(式中、*はNとの結合部位を表す。Rは、水素原子以外の置換基であって、それぞれ独立して、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のアルコキシ基、ハロゲン原子、またはシアノ基を表し、上記炭素数1〜4のアルキル基および上記炭素数1〜4アルコキシ基を構成する少なくとも一つの水素原子は、ハロゲン原子またはヒドロキシ基で置換されていてもよく、rは0〜2の整数である。)
で示される基または式(Y2):
Figure 0006874874
(式中、*はNとの結合部位を表し、PおよびPは、それぞれ独立して、−S−、−O−または−N(R12)−を表し、R12は、水素原子または炭素数1〜4のアルキル基を表し、QおよびQは、それぞれ独立して、=N−または=CH−を表す。)
で示される基を表す。
としては、上記RおよびRで例示したものと同じものが挙げられる。
は、好ましくは、−S−である。
は、好ましくは、−S−である。
12における炭素数1〜4のアルキル基としては、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、イソブチル基及びtert−ブチル基が挙げられる。
は、好ましくは、=CH−である。
は、好ましくは、=N−である。
式(1)中のp、qおよびrは、それぞれ独立して0〜2の整数であり、好ましくは0である。
化合物(1)の具体例としては、下記式(1−1)〜式(1−24)で表される化合物が挙げられる。
Figure 0006874874
Figure 0006874874
Figure 0006874874
Figure 0006874874
Figure 0006874874
Figure 0006874874
Figure 0006874874
中でも、式(1−1)、式(1−4)、式(1−11)及び式(1−12)で表される化合物が好ましく、式(1−4)及び式(1−12)で表される化合物がより好ましい。
化合物(1)は、式(2):
Figure 0006874874
[式中、Xは、塩素原子、臭素原子またはヨウ素原子を表す。
、R、p及びYは、それぞれ上記と同一の意味を表す。]
で表される化合物(以下、化合物(2)ということがある)と、
式(3):

Figure 0006874874
[式中、R、R、Rおよびqは、それぞれ上記と同一の意味を表し、RおよびRは、それぞれ独立して、水素原子または炭素数1〜10のアルキル基を表し、RとRとが互いに結合して、それらが結合する酸素原子およびホウ素原子とともに、−O−B−O−を含む環を形成してもよい。)
で表される化合物(以下、化合物(3)ということがある)とを反応させることにより製造することができる。
化合物(2)におけるXは、好ましくは臭素原子である。
化合物(3)におけるRで表される炭素数1〜10のアルキル基、及び、Rで表される炭素数1〜10のアルキル基としては、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、イソブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、n−ノニル基、n−デシル基等の無置換の直鎖状又は分枝鎖状の炭素数1〜10のアルキル基が挙げられる。
とRとが互いに結合して、それらが結合する酸素原子およびホウ素原子とともに形成する−O−B−O−を含む環としては、下記の環が挙げられる。下記式中、*は、ベンゼン環との結合手を表す。
Figure 0006874874
−B(OR)(OR)としては、下記基が挙げられ、−B(OH)が好ましい。
下記式中、*は、ベンゼン環との結合手を表す。
Figure 0006874874
化合物(2)は市販のものであってもよいし、Synthesis,1997,6,681、Journal of Chemical Society,1970,35,505に記載の方法に準じて合成したものであってもよい。特開昭58−38756号公報に記載の方法に準じて合成したアミノ体から、Sandmeyer反応によって合成したものであってもよい。Sandmeyer反応は、Journal of Chemical society, Perkin Trans.1998,685に記載の方法により実施することができる。
化合物(2)の具体例としては、下記式(2−1)〜式(2−18)で表される化合物が挙げられる。
Figure 0006874874
Figure 0006874874
Figure 0006874874
Figure 0006874874
Figure 0006874874
Figure 0006874874
Figure 0006874874
化合物(3)の具体例としては、下記式(3−1)〜式(3−7)で表される化合物が挙げられる。
Figure 0006874874
化合物(3)は市販されているものであってもよいし、Journal of Organic Chemistry,1995,60,7508に記載の方法に準じて合成したものであってもよい。
化合物(2)と化合物(3)との反応は、Chemical Reviews,1995,95(7),2457に記載の方法に準じて行うことができる。
化合物(1)は、反応終了後、再結晶、再沈殿、抽出、各種クロマトグラフィー等の通常の取り出し手段によって取り出すことができる。
化合物(1)は二色性色素として機能する化合物であり、特に、重合性液晶化合物と共に配向することでより高い二色性を示す。したがって、化合物(1)が重合性液晶化合物と共に配向している偏光膜は、より高い二色性を示す。化合物(1)は、波長350nm〜510nmの範囲、好ましくは波長400nm〜500nmの範囲、より好ましくは波長410nm〜490nmの範囲、さらに好ましくは波長420nm〜480nmの範囲に極大吸収を有する。また、化合物(1)は、耐光性を有するため、本発明の化合物を含む偏光膜は、耐光性に優れる。
偏光膜の耐光性は、例えば、以下の方法により判断することができる。
形成された偏光膜表面に保護フィルムを配置し、その上から下記条件で光を照射する。試験前の偏光膜の極大吸収波長501nmの偏光膜の吸光度に対する、耐光性試験後の偏光膜の極大吸収波長501nmの偏光膜の吸光度の割合から、耐光性を判断する。
例えば、特開2013−101328号公報に記載の式(1−10)で示される二色性色素を使用し偏光膜を形成して耐光性試験を行うと、この偏光膜の極大吸収波長548nmにおける、耐光性試験後の該偏光膜の吸光度は、試験前の47%となる。
(耐光性試験における光の照射条件)
使用機器:ATLAS社製 サンテストXLS+
使用光源:キセノンアークランプ
露光条件:250mW/m
試験時間:120時間
暴露量:108000KJ/m
温度:60℃
続いて、重合性液晶化合物と化合物(1)とを含む本発明の組成物について説明する。
本発明の組成物は、二種以上の化合物(1)を含んでもよい。
<重合性液晶化合物>
重合性液晶化合物とは、分子内に重合性基を有し、配向することによって液晶相を示すことができる化合物であり、好ましくは単独で配向することによって液晶相を示すことができる化合物である。
重合性基とは、重合反応に関与する基を意味し、光重合性基であることが好ましい。ここで、重合性基とは、後述する重合開始剤から発生した活性ラジカルや酸等によって重合反応に関与し得る基のことをいう。重合性基としては、ビニル基、ビニルオキシ基、1−クロロビニル基、イソプロペニル基、4−ビニルフェニル基、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基、オキシラニル基及びオキセタニル基が挙げられる。中でも、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基、ビニルオキシ基、オキシラニル基及びオキセタニル基が好ましく、アクリロイルオキシ基がより好ましい。
重合性液晶化合物は、サーモトロピック液晶型であってもよいし、リオトロピック液晶型であってもよい。
重合性液晶化合物は、ネマチック液晶相を示すものであってもよいし、スメクチック液晶相を示すものであってもよいし、ネマチック液晶相及びスメクチック液晶相の両方を示すものであってもよい。好ましくは、スメクチック液晶相を示すものであり、より好ましくは高次スメクチック液晶相を示すものである。スメクチック液晶相を示す重合性液晶化合物を含む本発明の組成物は、より偏光性能に優れる偏光膜を与えることができる。本発明の組成物は、二種以上の重合性液晶化合物を含んでもよい。
化合物(1)は、スメクチック液晶相を示す重合性液晶化合物から形成された、密な分子鎖間に分散した状態であっても、高い二色性を示すことができ、化合物(1)を含む組成物は、二色比の高い偏光膜を与えることができる。
高次スメクチック液晶相としては、スメクチックB相、スメクチックD相、スメクチックE相、スメクチックF相、スメクチックG相、スメクチックH相、スメクチックI相、スメクチックJ相、スメクチックK相及びスメクチックL相が挙げられる。中でも、スメクチックB相、スメクチックF相及びスメクチックI相が好ましい。重合性液晶化合物が示すスメクチック液晶相がこれらの高次スメクチック相であると、配向秩序度のより高い偏光膜が得られる。配向秩序度の高い高次スメクチック液晶相を示す重合性液晶化合物を含む組成物から得られる偏光膜はX線回折測定においてヘキサチック相又はクリスタル相といった高次構造由来のブラッグピークを示す。ブラッグピークとは、分子配向の面周期構造に由来するピークである。本発明の組成物から得られる偏光膜が有する周期間隔は、好ましくは3.0〜5.0Å(0.30nm〜0.50nm)である。
重合性液晶化合物が示す液晶相の種類は、例えば、以下のようにして確認することができる。適当な基材を準備し、該基材に重合性液晶化合物と溶剤とを含む溶液を塗布して塗布膜を形成した後、加熱処理又は減圧処理することで塗布膜に含有される溶剤を除去する。続いて、基材上に形成された塗布膜を等方相温度まで加熱し、徐々に冷却することで発現する液晶相を、偏光顕微鏡によるテクスチャー観察、X線回折測定又は示差走査熱量測定により検査する。この検査において、例えば、第1温度まで冷却することでネマチック液晶相を示し、さらに第2温度まで除々に冷却することで、スメクチック液晶相を示すことを確認することができる。
重合性液晶組成物は、好ましくは、式(4)で表される化合物(以下、化合物(4)ということがある)である。
−V−W−X−Y−X−Y−X−W−V−U (4)
[式(4)中、
、X及びXは、互いに独立に、置換基を有していてもよい1,4−フェニレン基又は置換基を有していてもよいシクロヘキサン−1,4−ジイル基を表す。ただし、X、X及びXのうち少なくとも1つは、置換基を有していてもよい1,4−フェニレン基である。シクロへキサン−1,4−ジイル基を構成する−CH−は、−O−、−S−又は−NR−に置き換わっていてもよい。Rは、炭素数1〜6のアルキル基又はフェニル基を表す。
及びYは、互いに独立に、−CHCH−、−CHO−、−COO−、−OCOO−、単結合、−N=N−、−CR=CR−、−C≡C−又は−CR=N−を表す。R及びRは、互いに独立に、水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基を表す。
は、水素原子又は重合性基を表す。
は、重合性基を表す。
及びWは、互いに独立に、単結合、−O−、−S−、−COO−又は−OCOO−を表す。
及びVは、互いに独立に、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルカンジイル基を表し、該アルカンジイル基を構成する−CH−は、−O−、−S−又は−NH−に置き換わっていてもよい。]
化合物(4)において、X、X及びXのうち少なくとも1つは、好ましくは、置換基を有していてもよい1,4−フェニレン基である。
置換基を有していてもよい1,4−フェニレン基は、好ましくは、置換基を有していない1,4−フェニレン基である。置換基を有していてもよいシクロへキサン−1,4−ジイル基は、好ましくは、置換基を有していてもよいトランス−シクロへキサン−1,4−ジイル基である。置換基を有していてもよいトランス−シクロへキサン−1,4−ジイル基は、好ましくは、置換基を有していないトランス−シクロへキサン−1,4−ジイル基である。
置換基を有していてもよい1,4−フェニレン基又は置換基を有していてもよいシクロへキサン−1,4−ジイル基が任意に有する置換基としては、メチル基、エチル基、n−ブチル基等の炭素数1〜4のアルキル基、シアノ基及びハロゲン原子が挙げられる。
は、好ましくは、−CHCH−、−COO−又は単結合であり、Yは、好ましくは、−CHCH−又は−CHO−である。
は、重合性基である。Uは、水素原子又は重合性基であり、好ましくは重合性基である。U及びUは、ともに重合性基であることが好ましく、ともに光重合性基であることがより好ましい。光重合性基を有する重合性液晶化合物は、より低温条件下で重合できる点で有利である。
及びUで表される重合性基は互いに異なっていてもよいが、好ましくは、同一である。重合性基としては、ビニル基、ビニルオキシ基、1−クロロビニル基、イソプロペニル基、4−ビニルフェニル基、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基、オキシラニル基及びオキセタニル基が挙げられる。中でも、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基、ビニルオキシ基、オキシラニル基及びオキセタニル基が好ましく、アクリロイルオキシ基がより好ましい。
及びVで表されるアルカンジイル基としては、メチレン基、エチレン基、プロパン−1,3−ジイル基、ブタン−1,3−ジイル基、ブタン−1,4−ジイル基、ペンタン−1,5−ジイル基、ヘキサン−1,6−ジイル基、ヘプタン−1,7−ジイル基、オクタン−1,8−ジイル基、デカン−1,10−ジイル基、テトラデカン−1,14−ジイル基及びイコサン−1,20−ジイル基が挙げられる。V及びVは、好ましくは炭素数2〜12のアルカンジイル基であり、より好ましくは炭素数6〜12のアルカンジイル基である。
置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルカンジイル基が任意に有する置換基としては、シアノ基及びハロゲン原子が挙げられる。該アルカンジイル基は、好ましくは、置換基を有していないアルカンジイル基であり、より好ましくは、置換基を有しておらず、且つ直鎖状のアルカンジイル基である。
及びWは、互いに独立に、単結合又は−O−であることが好ましい。
化合物(4)の具体例としては、下記式(4−1)〜式(4−43)で表される化合物が挙げられる。化合物(4)が、シクロヘキサン−1,4−ジイル基を有する場合、そのシクロヘキサン−1,4−ジイル基は、トランス型であることが好ましい。
Figure 0006874874
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中でも、式(4−5)、式(4−6)、式(4−7)、式(4−8)、式(4−9)、式(4−10)、式(4−11)、式(4−12)、式(4−13)、式(4−14)、式(4−15)、式(4−22)、式(4−24)、式(4−25)、式(4−26)、式(4−27)、式(4−28)及び式(4−29)で表される化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種が好ましい。
本発明の組成物は、二種以上の化合物(4)を含んでもよい。二種以上の重合性液晶化合物を組み合わせる場合、その内の少なくとも1種が化合物(4)であることが好ましく、その内の二種以上が化合物(4)であることがより好ましい。組み合わせることにより、液晶−結晶相転移温度以下の温度でも一時的に液晶相を保持することができる場合がある。二種の重合性液晶化合物を組み合わせる場合の混合比としては、通常1:99〜50:50であり、好ましくは5:95〜50:50であり、より好ましくは10:90〜50:50である。
化合物(4)は、例えば、Lub et al. Recl.Trav.Chim.Pays−Bas,115, 321−328(1996)、特許第4719156号等の公知文献に記載の方法により製造することができる。
本発明の組成物における重合性液晶化合物の含有割合は、重合性液晶化合物の配向性を高くするという観点から、本発明の組成物の固形分100質量部に対して、好ましくは70〜99.5質量部であり、より好ましくは80〜99質量部であり、さらに好ましくは80〜94質量部であり、特に好ましくは80〜90質量部である。ここで、固形分とは、本発明の組成物中の溶剤以外の成分の合計量をいう。
本発明の組成物は、好ましくは、重合開始剤及び溶剤を含み、光増感剤、重合禁止剤及びレベリング剤を含んでもよい。
本発明の組成物における化合物(1)の含有量は、重合性液晶化合物100質量部に対して、通常50質量部以下であり、好ましくは0.1質量部以上10質量部以下であり、より好ましくは0.1質量部以上5質量部以下である。重合性液晶化合物100質量部に対する化合物(1)の含有量が50質量部以下であると、重合性液晶化合物及び化合物(1)の配向の乱れが少ない偏光膜を得ることができる傾向がある。
<溶剤>
溶剤は、重合性液晶化合物及び化合物(1)を完全に溶解し得るものが好ましい。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。
溶剤としては、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、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、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、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、ヘプタン等の脂肪族炭化水素溶剤;トルエン、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、ジメトキシエタン等のエーテル溶剤;及び、クロロホルム、クロロベンゼン等の塩素含有溶剤;が挙げられる。これら溶剤は、単独で用いてもよいし、複数を組み合わせて用いてもよい。
本発明の組成物が溶剤を含む場合、溶剤の含有割合は、本発明の組成物の総量に対して50〜98質量%が好ましい。換言すると、本発明の組成物における固形分は、2〜50質量%が好ましい。該固形分が50質量%以下であると、本発明の組成物の粘度が低くなり、本発明の組成物から得られる偏光膜の厚みが略均一になり、当該偏光膜にムラが生じにくくなる傾向がある。かかる固形分は、製造しようとする偏光膜の厚みを考慮して定めることができる。
<重合開始剤>
重合開始剤は、重合性液晶化合物の重合反応を開始し得る化合物である。重合開始剤としては、光の作用により活性ラジカルを発生する光重合開始剤が好ましい。
重合開始剤としては、ベンゾイン化合物、ベンゾフェノン化合物、アルキルフェノン化合物、アシルホスフィンオキサイド化合物、トリアジン化合物、ヨードニウム塩及びスルホニウム塩が挙げられる。
ベンゾイン化合物としては、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル及びベンゾインイソブチルエーテルが挙げられる。
ベンゾフェノン化合物としては、ベンゾフェノン、o−ベンゾイル安息香酸メチル、4−フェニルベンゾフェノン、4−ベンゾイル−4’−メチルジフェニルサルファイド、3,3’,4,4’−テトラ(tert−ブチルパーオキシカルボニル)ベンゾフェノン及び2,4,6−トリメチルベンゾフェノンが挙げられる。
アルキルフェノン化合物としては、ジエトキシアセトフェノン、2−メチル−2−モルホリノ−1−(4−メチルチオフェニル)プロパン−1−オン、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、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、1,2−ジフェニル−2,2−ジメトキシエタン−1−オン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−〔4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル〕プロパン−1−オン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン及び2−ヒドロキシ−2−メチル−1−〔4−(1−メチルビニル)フェニル〕プロパン−1−オンのオリゴマーが挙げられる。
アシルホスフィンオキサイド化合物としては、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド及びビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)フェニルホスフィンオキサイドが挙げられる。
トリアジン化合物としては、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−(4−メトキシフェニル)−1,3,5−トリアジン、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−(4−メトキシナフチル)−1,3,5−トリアジン、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−(4−メトキシスチリル)−1,3,5−トリアジン、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−〔2−(5−メチルフラン−2−イル)エテニル〕−1,3,5−トリアジン、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−〔2−(フラン−2−イル)エテニル〕−1,3,5−トリアジン、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−〔2−(4−ジエチルアミノ−2−メチルフェニル)エテニル〕−1,3,5−トリアジン及び2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−〔2−(3,4−ジメトキシフェニル)エテニル〕−1,3,5−トリアジンが挙げられる。
ヨードニウム塩およびスルホニウム塩としては、例えば、下記式で表される塩が挙げられる。
Figure 0006874874
重合開始剤は、一種類のみを用いてもよく、二種類以上を組み合わせて用いてもよい。
重合開始剤としては、市販のものを用いることができる。市販の重合開始剤としては、イルガキュア(Irgacure)(登録商標)907、184、651、819、250及び369(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ株式会社製);セイクオール(登録商標)BZ、Z及びBEE(精工化学株式会社製);カヤキュアー(kayacure)(登録商標)BP100及びUVI−6992(ダウ・ケミカル株式会社製);アデカオプトマーSP−152及びSP−170(株式会社ADEKA製);TAZ−A及びTAZ−PP(日本シイベルヘグナー株式会社製);及び、TAZ−104(株式会社三和ケミカル製)が挙げられる。
本発明の組成物が重合開始剤を含む場合、本発明の組成物における重合開始剤の含有量は、重合性液晶化合物の配向を乱しにくいという観点から、重合性液晶化合物100質量部に対して、通常0.1〜30質量部であり、好ましくは0.5〜10質量部であり、より好ましくは0.5〜8質量部である。
<光増感剤>
本発明の組成物が光重合開始剤を含有する場合、本発明の組成物は、好ましくは光増感剤を含有する。本発明の組成物が、光重合開始剤及び光増感剤を含有することにより、重合性液晶化合物の重合反応がより促進される傾向がある。該光増感剤としては、キサントン及びチオキサントン等のキサントン化合物(例えば、2,4−ジエチルチオキサントン、2−イソプロピルチオキサントン);アントラセン及びアルコキシ基含有アントラセン(例えば、ジブトキシアントラセン)等のアントラセン化合物;フェノチアジン及びルブレンが挙げられる。
本発明の組成物が光増感剤を含む場合、本発明の組成物における光増感剤の含有量は、重合性液晶化合物100質量部に対して、好ましくは0.1〜30質量部であり、より好ましくは0.5〜10質量部であり、さらに好ましくは0.5〜8質量部である。
<重合禁止剤>
重合禁止剤としては、ハイドロキノン、アルコキシ基含有ハイドロキノン、アルコキシ基含有カテコール(例えば、ブチルカテコール)、ピロガロール、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捕捉剤;チオフェノール類;β−ナフチルアミン類及びβ−ナフトール類が挙げられる。
本発明の組成物が重合禁止剤を含むことにより、重合性液晶化合物の重合反応の進行度合いをコントロールすることができる。
本発明の組成物が重合禁止剤を含む場合、本発明の組成物における重合禁止剤の含有量は、重合性液晶化合物100質量部に対して、好ましくは0.1〜30質量部であり、より好ましくは0.5〜10質量部であり、さらに好ましくは0.5〜8質量部である。
<レベリング剤>
レベリング剤とは、本発明の組成物の流動性を調整し、本発明の組成物を塗布して得られる塗布膜をより平坦にする機能を有するものであり、例えば、界面活性剤が挙げることができる。好ましいレベリング剤は、ポリアクリレート化合物を主成分とするレベリング剤及びフッ素原子含有化合物を主成分とするレベリング剤である。
ポリアクリレート化合物を主成分とするレベリング剤としては、BYK−350、BYK−352、BYK−353、BYK−354、BYK−355、BYK−358N、BYK−361N、BYK−380、BYK−381及びBYK−392(BYK−Chemie GmbH製)が挙げられる。
フッ素原子含有化合物を主成分とするレベリング剤としては、メガファック(登録商標)R−08、R−30、R−90、F−410、F−411、F−443、F−445、F−470、F−471、F−477、F−479、F−482、F−483(DIC株式会社製);サーフロン(登録商標)S−381、S−382、S−383、S−393、SC−101、SC−105、KH−40及び、SA−100(AGCセイミケミカル株式会社製);E1830及び、E5844(株式会社ダイキンファインケミカル研究所製);エフトップEF301、EF303、EF351及びEF352(三菱マテリアル電子化成株式会社製)が挙げられる。
本発明の組成物がレベリング剤を含む場合、レベリング剤の含有量は、重合性液晶化合物100質量部に対して、好ましくは0.3質量部以上5質量部以下であり、よりが好ましくは0.5質量部以上3質量部以下である。
レベリング剤の含有量が前記の範囲内であると、重合性液晶化合物を水平配向させることが容易であり、且つ、得られる偏光膜がより平滑となる傾向がある。重合性液晶化合物に対するレベリング剤の含有量が前記の範囲を超えると、得られる偏光膜にムラが生じやすい傾向がある。本発明の組成物は、二種以上のレベリング剤を含んでもよい。
<偏光膜の製造方法>
化合物(1)を含む偏光膜は、例えば、本発明の組成物を塗布することにより得ることができる。好ましくは、下記工程(A)〜(C)を含む製造方法によって製造することができる。
工程(A):基材又は配向膜が形成された基材の表面に、本発明の組成物を塗布する工程工程(B):形成された塗布膜に含まれる重合性液晶化合物及び化合物(1)を配向させる工程
工程(C):配向した重合性液晶化合物に活性エネルギー線を照射することにより重合性液晶化合物を重合する工程
<工程(A)>
<基材>
基材は、ガラス基材でも樹脂基材でもよいが、好ましくは、樹脂基材である。樹脂からなるフィルム基材を用いることで、薄い偏光板を得ることができる。
樹脂基材は、好ましくは、透明樹脂基材である。透明樹脂基材とは、光、特に可視光を透過し得る透光性を有する基材を意味し、透光性とは、波長380nm〜780nmにわたる光線に対しての視感度補正透過率が80%以上となる特性をいう。
基材は、好ましくは1/4波長板機能を有する位相差フィルム(以下、1/4波長板ということがある)である。基材に1/4波長板を用いることによって、円偏光板を得ることができる。
この際、偏光膜の透過軸と、1/4波長板の遅相軸(光軸)とが実質的に45°となるようにして積層するのが好ましい。実質的に45°とは、通常45±5°の範囲である。
また、偏光膜と1/4波長板の光軸を一致又は、直交させることで光学補償フィルムとして機能する偏光フィルムを得ることができる。
1/4波長板は、通常、式(40)で表される光学特性を有し、好ましくは式(40−1)で表される光学特性を有する。
100nm<Re(550)<160nm (40)
130nm<Re(550)<150nm (40−1)
Re(550)は波長550nmの光に対する面内位相差値を表す。
さらに、1/4波長板は、好ましくは、逆波長分散特性を有する。逆波長分散特性とは、短波長での面内位相差値の方が長波長での面内位相差値よりも大きい事であり、好ましくは、式(50)及び式(51)で表される光学特性を満たす。Re(λ)は波長λnmの光に対する面内位相差値を表す。式(50)及び式(51)で表される光学特性を有する1/4波長板を備えた円偏光板は、可視光域における各波長の光に対して、一様な偏光変換の特性が得られるため、反射防止特性に優れる傾向がある。
Re(450)/Re(550)≦1.00 (50)
1.00≦Re(630)/Re(550) (51)
基材は1/2波長板機能を有する位相差フィルムであってもよい。
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、ノルボルネン系ポリマーなどのポリオレフィン;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及びセルロースアセテートプロピオネートなどの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;及びポリフェニレンオキシド等が挙げられる。好ましくは、セルロースエステル、環状オレフィン系樹脂、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリエチレンテレフタレート、又はポリメタクリル酸エステルである。
セルロースエステルは、セルロースに含まれる水酸基の少なくとも一部が、エステル化されたものであり、市場から入手することができる。また、セルロースエステルを含む基材も市場から入手することができる。市販のセルロースエステルを含む基材としては、フジタック(登録商標)フィルム(富士写真フィルム株式会社製)、KC8UX2M(、KC8UY)及び、KC4UY(コニカミノルタオプト株式会社製)等が挙げられる。
環状オレフィン系樹脂とは、ノルボルネン又は多環ノルボルネン系モノマー等の環状オレフィンの重合体、若しくはそれらの共重合体を含むものである。当該環状オレフィン系樹脂は、開環構造を含んでもよく、また、開環構造を含む環状オレフィン系樹脂を水素添加したものでもよい。また、当該環状オレフィン系樹脂は、透明性を著しく損なわず、著しく吸湿性を増大させない範囲で、鎖状オレフィン及びビニル化芳香族化合物に由来する構造単位を含んでいてもよい。また、当該環状オレフィン系樹脂は、その分子内に極性基が導入されていてもよい。
鎖状オレフィンとしては、エチレン及びプロピレン等が挙げられ、ビニル化芳香族化合物としては、スチレン、α−メチルスチレン及びアルキル置換スチレン等が挙げられる。
環状オレフィン系樹脂が、環状オレフィンと、鎖状オレフィン又はビニル化芳香族化合物との共重合体である場合、環状オレフィンに由来する構造単位の含有量は、共重合体の全構造単位に対して、通常50モル%以下であり、好ましくは15〜50モル%である。
環状オレフィン系樹脂が、環状オレフィンと、鎖状オレフィンと、ビニル化芳香族化合物との三元共重合体である場合、鎖状オレフィンに由来する構造単位の含有量は、共重合体の全構造単位に対して、通常5〜80モル%であり、ビニル化芳香族化合物に由来する構造単位の含有割合は、共重合体の全構造単位に対して、通常5〜80モル%である。このような三元共重合体は、高価な環状オレフィンの使用量を比較的少なくすることができるという利点がある。
環状オレフィン系樹脂は、市場から入手できる。市販の環状オレフィン系樹脂としては、Topas(登録商標)(Ticona社(独)製)、アートン(登録商標)(JSR株式会社製)、ゼオノア(ZEONOR)(登録商標)(日本ゼオン株式会社製)、ゼオネックス(ZEONEX)(登録商標)(日本ゼオン株式会社製)及び、アペル(登録商標)(三井化学株式会社製)等が挙げられる。このような環状オレフィン系樹脂を、例えば、溶剤キャスト法、溶融押出法などの公知の手段により製膜して、基材とすることができる。 市販の環状オレフィン系樹脂を含む基材としては、エスシーナ(登録商標)(積水化学工業株式会社製)、SCA40(登録商標)(積水化学工業株式会社製)、ゼオノアフィルム(登録商標)(オプテス株式会社製)及び、アートンフィルム(登録商標)(JSR株式会社製)等が挙げられる。
基材には、表面処理を施してもよい。表面処理の方法としては、例えば、真空から大気圧の雰囲気下で、コロナまたはプラズマで基材の表面を処理する方法、基材表面をレーザー処理する方法、基材表面をオゾン処理する方法、基材表面をケン化処理する方法、基材表面を火炎処理する方法、基材表面にカップリング剤を塗布する方法、基材表面をプライマー処理する方法、及び、反応性モノマーや反応性を有するポリマーを基材表面に付着させた後に放射線、プラズマ又は紫外線を照射して反応させるグラフト重合法などが挙げられる。中でも、真空から大気圧の雰囲気下で、基材表面をコロナまたはプラズマ処理する方法が好ましい。
コロナまたはプラズマで基材の表面処理を行う方法としては、大気圧近傍の圧力下で、対向した電極間に基材を設置し、コロナまたはプラズマを発生させて、基材の表面処理を行う方法、対向した電極間にガスを流し、電極間でガスをプラズマ化し、プラズマ化したガスを基材に吹付ける方法、および、低圧条件下で、グロー放電プラズマを発生させて、基材の表面処理を行う方法が挙げられる。
中でも、大気圧近傍の圧力下で、対向した電極間に基材を設置し、コロナまたはプラズマを発生させて、基材の表面処理を行う方法、または、対向した電極間にガスを流し、電極間でガスをプラズマ化し、プラズマ化したガスを基材に吹付ける方法が好ましい。かかるコロナまたはプラズマによる表面処理は、通常、市販の表面処理装置により行われる。
基材は、本発明の組成物を塗布する面とは反対の面に保護フィルムを有していてもよい。保護フィルムとしては、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート及びポリオレフィンなどのフィルム、並びに、当該フィルムにさらに粘着層を有するフィルム等が挙げられる。中でも、乾燥時における熱変形が小さいため、ポリエチレンテレフタレートが好ましい。保護フィルムを、本組成物を塗布する面とは反対の面に有することで、基材搬送時のフィルムのゆれや塗布面のわずかな振動を抑えることができ、塗膜の均一性を向上させることができる。
基材の厚さは、実用的な取扱いができる程度の重量である点では、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。基材の厚さは、通常5〜300μmであり、好ましくは20〜200μmである。
基材の長手方向の長さは、通常10〜3000mであり、好ましくは100〜2000mである。基材の短手方向の長さは、通常0.1〜5mであり、好ましくは0.2〜2mである。
<配向膜>
本発明における配向膜とは、重合性液晶化合物を所望の方向に配向させる、配向規制力を有するものである。
配向膜としては、本発明の組成物の塗布などにより溶解しない溶剤耐性を有し、また、溶剤の除去や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。かかる配向膜としては、配向性ポリマーを含む配向膜、光配向膜及び表面に凹凸パターンや複数の溝を形成し配向させるグルブ配向膜等が挙げられる。
配向性ポリマーとしては、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。2種以上の配向性ポリマーを組み合わせて用いてもよい。
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、又は、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)ことで基材の表面に形成される。
前記溶剤としては、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、メチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、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、乳酸エチルなどのエステル溶剤、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、メチルアミルケトン、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、ヘプタン等の脂肪族炭化水素溶剤、トルエン、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、ジメトキシエタン等のエーテル溶剤、および、クロロホルム、クロロベンゼン等の塩素化炭化水素溶剤が挙げられる。これら溶剤は、単独で用いてもよいし、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
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質量%が好ましく、0.1から10質量%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、日産化学工業株式会社製)、オプトマー(登録商標、JSR株式会社製)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、スピンコ−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、スリットコーティング法、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などの公知の方法が挙げられる。本発明の偏光膜を、後述するRoll to Roll形式の連続的製造方法により製造する場合、当該塗布方法には通常、グラビアコーティング法、ダイコーティング法又はフレキソ法などの印刷法が採用される。
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、加熱乾燥及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を行う(ラビング法)。
ラビングする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。
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。
光配向膜は、通常、光反応性基を有するポリマー又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」ということがある。)を基材に塗布し、光(好ましくは、偏光UV)を照射することで基材の表面に形成される。光配向膜は、照射する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できる点でより好ましい。
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一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に含まれる溶剤としては、上述の配向性ポリマー組成物に含まれる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、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、配向性ポリマー組成物から溶剤を除去する方法と同じ方法が挙げられる。
偏光を照射するには、基板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又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−ザ−などが挙げられ、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ及びメタルハライドランプがより好ましい。これらのランプは、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、ラビング又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。
グルブ配向膜は、膜表面の凹凸パターンまたは複数の溝によって液晶配向が得られる膜である。H.V.ケネルらによって、複数の等間隔に並んだ直線状のグルブ(溝)を有する基材に液晶分子を置いた場合、その溝に沿った方向に液晶分子が配向するという事実が報告されている(Physical Review A24(5)、2713ページ、1981年)。
グルブ配向膜を基材の表面に形成する具体的な方法としては、感光性ポリイミド表面に周期的な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不要なポリイミド膜を除去し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UV硬化樹脂層を形成し、樹脂層を基材フィルムへ移してから硬化する方法、UV硬化樹脂層を形成した基材フィルムを搬送し、複数の溝を有するロール状の原盤をUV硬化樹脂層表面に押し当てて凹凸を形成後硬化する方法等が挙げられ、特開平6−34976号公報、特開2011−242743号公報記載の方法等を用いることができる。
上記方法の中でも、複数の溝を有するロール状の原盤をUV硬化樹脂層表面に押し当てて凹凸を形成後硬化する方法が好ましい。ロール状原盤としては、耐久性の観点からステンレス(SUS)鋼を用いることができる。
UV硬化樹脂としては、単官能アクリレートの重合体、多官能アクリレートの重合体またはこれらの混合物の重合体を用いることができる。
単官能アクリレートとは、アクリロイルオキシ基(CH2=CH−COO−)及びメタクリロイルオキシ基(CH2=C(CH3)−COO−)からなる群より選ばれる基(以下、(メタ)アクリロイルオキシ基と記すこともある。)を分子内に1個有する化合物である。
(メタ)アクリロイルオキシ基を1個有する単官能アクリレートとしては、炭素数4から16のアルキル(メタ)アクリレート、炭素数2から14のβカルボキシアルキル(メタ)アクリレート、炭素数2から14のアルキル化フェニル(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート及びイソボニル(メタ)アクリレートなどが挙げられる。
多官能アクリレートとは、通常、(メタ)アクリロイルオキシ基を分子内に2個乃至6個有する化合物である。
(メタ)アクリロイルオキシ基を2個有する2官能アクリレートとしては、1,3−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート;1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート;エチレングリコールジ(メタ)アクリレート;ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート;ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート;トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート;テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート;ポリエチレングリコールジアクリレート;ビスフェノールAのビス(アクリロイロキシエチル)エーテル;エトキシ化ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート;プロポキシ化ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート;エトキシ化ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート及び3−メチルペンタンジオールジ(メタ)アクリレートなどが例示される。
(メタ)アクリロイルオキシ基を3個乃至6個有する多官能アクリレートとしては、
トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート;ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート;トリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレートトリ(メタ)アクリレート;エトキシ化トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート;プロポキシ化トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート;ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート;ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート;ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート;トリペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート;トリペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート;トリペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート;トリペンタエリスリトールヘプタ(メタ)アクリレート;トリペンタエリスリトールオクタ(メタ)アクリレート;
ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレートと酸無水物との反応物;ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレートと酸無水物との反応物;
トリペンタエリスリトールヘプタ(メタ)アクリレートと酸無水物との反応物;
カプロラクトン変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート;カプロラクトン変性ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート;カプロラクトン変性トリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレートトリ(メタ)アクリレート;カプロラクトン変性ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート;カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート;カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート;カプロラクトン変性トリペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート;カプロラクトン変性トリペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート;カプロラクトン変性トリペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート;カプロラクトン変性トリペンタエリスリトールヘプタ(メタ)アクリレート;カプロラクトン変性トリペンタエリスリトールオクタ(メタ)アクリレート;カプロラクトン変性ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレートと酸無水物との反応物;カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレートと酸無水物との反応物、及びカプロラクトン変性トリペンタエリスリトールヘプタ(メタ)アクリレートと酸無水物との反応物などが挙げられる。なお、ここに示した多官能アクリレートの具体例において、(メタ)アクリレートとは、アクリレート又はメタクリレートを意味する。また、カプロラクトン変性とは、(メタ)アクリレート化合物のアルコール由来部位と(メタ)アクリロイルオキシ基との間に、カプロラクトンの開環体、又は、開環重合体が導入されていることを意味する。
かかる多官能アクリレートには市販品を用いることもできる。
かかる市販品としては、A−DOD−N、A−HD−N、A−NOD−N、APG−100、APG−200、APG−400、A−GLY−9E、A−GLY−20E、A−TMM−3、A−TMPT、AD−TMP、ATM−35E、A−TMMT、A−9550、A−DPH、HD−N、NOD−N、NPG、TMPT(新中村化学株式会社製)、”ARONIX M−220”、同”M−325”、同”M−240”、同”M−270”同”M−309”同”M−310”、同”M−321”、同”M−350” 、同”M−360” 、同”M−305” 、同”M−306” 、同”M−450” 、同”M−451” 、同”M−408” 、同”M−400” 、同”M−402” 、同”M−403” 、同”M−404” 、同”M−405” 、同”M−406”(東亜合成株式会社製)、”EBECRYL11”、同”145” 、同”150” 、同”40” 、同”140” 、同”180” 、DPGDA、HDDA、TPGDA、HPNDA、PETIA、PETRA、TMPTA、TMPEOTA、DPHA、EBECRYLシリーズ(ダイセル・サイテック株式会社製)などを挙げることができる。
グルブ配向膜の凹凸としては、凸部の幅は0.05〜5μmであることが好ましく、凹部の幅は0.1〜5μmであることが好ましく、凹凸の段差の深さは2μm以下、好ましくは0.01〜1μm以下であることが好ましい。この範囲であれば、配向乱れの小さな液晶配向を得ることができる。
配向膜の厚さは、通常10nm〜10000nmであり、好ましくは10nm〜1000nmであり、より好ましくは10nm〜500nmである。
本発明の組成物を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して例示したものと同じ方法が挙げられる。
<工程(B)>
本発明の組成物が溶剤を含む場合には、通常、形成された塗布膜から溶剤を除去する。
溶剤の除去方法としては、自然乾燥法、通風乾燥法、加熱乾燥及び減圧乾燥法等が挙げられる。
形成された塗布膜に含まれる重合性液晶化合物は、通常、溶液状態に転移する温度以上に加熱し、次いで液晶配向する温度まで冷却することによって配向し液晶相を形成する。
形成された塗布膜に含まれる重合性液晶化合物が配向する温度は、予め、当該重合性液晶化合物を含む組成物を用いたテクスチャー観察などにより求めればよい。また、溶剤の除去と液晶配向とを同時に行ってもよい。この際の温度としては、除去する溶媒や重合性液晶化合物の種類にもよるが、50〜200℃の範囲が好ましく、基材が樹脂基材の場合には、80〜130℃の範囲がより好ましい。
1/4波長板である基材を用いて、本発明の偏光膜と該1/4波長板とを有する円偏光板を得る場合には、重合性液晶化合物の配向方向は、得られる偏光膜の透過軸と、該基材の遅相軸(光軸)とが実質的に45°となるようにすればよい。
<工程(C)>
配向した重合性液晶化合物に活性エネルギー線を照射することにより、重合性液晶化合物を重合する。
配向した重合性液晶化合物が重合することによって、配向した状態で重合した重合性液晶化合物と、該重合性液晶化合物と共に配向した化合物(1)とを含む偏光膜が得られる。
スメクチック液晶相を保持したまま重合した重合性液晶化合物を含む偏光膜は、従来のホストゲスト型偏光膜、すなわち、ネマチック液晶相を保持したままで重合性液晶化合物等を重合して得られる偏光膜と比較して偏光性能が高く、また、二色性色素又はリオトロピック液晶型の液晶化合物のみを塗布したものと比較して、偏光性能及び強度に優れる。
活性エネルギー線の光源としては、紫外線、電子線、X線等を発生するものであればよい。好ましくは、低圧水銀灯、中圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、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の波長400nm以下に発光分布を有する光源である。
活性エネルギー線の照射エネルギーは、重合開始剤の活性化に有効な波長領域の照射強度が10〜5000mJ/cmとなるように設定することが好ましく、より好ましくは100〜2000mJ/cmである。照射エネルギーが10mJ/cmよりも低いと重合性液晶化合物の硬化が不十分となる傾向がある。
かくして形成された本発明の偏光膜の厚みは、0.5μm以上10μm以下の範囲が好ましく、1μm以上5μm以下がさらに好ましい。本発明の偏光膜の厚さは、干渉膜厚計やレーザー顕微鏡あるいは触針式膜厚計の測定で求めることができる。
本発明の偏光膜は、X線回折測定においてブラッグピークが得られるものであると特に好ましい。このようなブラッグピークが得られる本発明の偏光膜としては、例えば、ヘキサチック相又はクリスタル相に由来する回折ピークを示すものが挙げられる。
本発明の偏光膜の極大吸収(λmax1)は、好ましくは350〜550nmの範囲に存在し、より好ましくは410〜540nmの範囲に存在し、さらに好ましくは430〜530nmの範囲に存在する。また、本発明の偏光膜に含まれる化合物(1)を適用な溶媒に溶解して測定した極大吸収(λmax2)に比して、λmax1は長波長シフトしていると好ましい。かかる長波長シフトは、重合した重合性液晶化合物によって形成された分子鎖間に、化合物(1)が分散したときに発現するものであり、化合物(1)が該分子鎖に強く相互作用していることを示している。長波長シフトとは、吸収極大の差分(λmax1−λmax2)が正の値となることを意味し、その差は、15nm以上であると好ましく、30nm以上であるとさらに好ましい。
本発明の偏光膜が示す二色比は、好ましくは15以上であり、より好ましくは25以上である。
使用した基材が1/4波長板でない場合は、得られた本発明の偏光膜と、1/4波長板とを積層することで円偏光板を得ることができる。この際、本発明の偏光膜の透過軸と、1/4波長板の遅相軸(光軸)とが実質的に45°となるようにして積層するのが好ましい。また、本発明の偏光膜の透過軸と、1/4波長板等の位相差フィルムの光軸とを一致又は、直交させることで光学補償フィルムとして機能する偏光板を得ることもできる。
本発明の偏光膜と1/4波長板との積層は、本発明の偏光膜が形成された、基材又は配向膜が形成された基材と共に行ってもよいし、基材又は、基材及び配向膜を取り除いて行ってもよい。基材又は配向膜が形成された基材の表面に形成された本発明の偏光膜と、1/4波長板との積層は、例えば、本発明の偏光膜が形成された面と、1/4波長板とを接着剤を用いて貼合した後、該基材又は配向膜が形成された基材を取り除くことで行うことができる。この際、接着剤は、本発明の偏光膜に塗布されてもよいし、1/4波長板に塗布されてもよい。
<本発明の偏光膜の連続的製造方法>
本発明の偏光膜は、好ましくは、Roll to Roll形式により連続的に製造される。図1を参照しながら、Roll to Roll形式により、本発明の偏光膜を連続的に製造する方法の要部の一例を説明する。
基材が第1の巻芯210Aに巻き取られている第1ロール210は例えば、市場から容易に入手できる。このようなロールの形態で市場から入手できる基材としては、すでに例示した基材の中でも、セルロースエステル、環状オレフィン系樹脂、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート又はポリメタクリル酸エステルからなるフィルムなどが挙げられる。
続いて、前記第1ロール210から基材を巻き出す。基材を巻き出す方法は該第1ロール210の巻芯210Aに適当な回転手段を設置し、当該回転手段により第1ロール210を回転させることにより行われる。また、第1ロール210から基材を搬送する方向に、適当な補助ロール300を設置し、当該補助ロール300の回転手段で基材を巻き出す形式でもよい。さらに、第1の巻芯210A及び補助ロール300ともに回転手段を設置することで、基材に適度な張力を付与しながら、基材を巻き出す形式でもよい。
前記第1ロール210から巻き出された基材は、塗布装置211Aを通過する際に、その表面上に当該塗布装置211Aにより光配向膜形成用組成物が塗布される。このように連続的に光配向膜形成用組成物を塗布するための塗布装置211Aとしては、グラビアコーティング法、ダイコーティング法及び、フレキソ法が好ましい。
塗布装置211Aを通過した基材は、乾燥炉212Aへと搬送され、乾燥炉212Aによって乾燥されて、基材表面に第一の塗布膜が連続的に形成される。乾燥炉212Aには、例えば、通風乾燥法と加熱乾燥法とを組み合わせた熱風式乾燥炉が用いられる。乾燥炉212Aの設定温度は、前記光配向膜形成用組成物に含まれる溶剤の種類などに応じて定められる。乾燥炉212Aは、互いに異なる設定温度の、複数のゾーンからなるものであってもよいし、互いに異なる設定温度の複数の乾燥炉を直列に設置したものであってもよい。
得られた第一の塗布膜に、偏光UV照射装置213Aによって偏光を照射することにより、光配向膜が得られる。
続いて、光配向膜が形成された基材は、塗布装置211Bを通過する。塗布装置211Bによって光配向膜上に溶剤を含む本発明の組成物が塗布された後、乾燥炉212Bを通過することにより、該本発明の組成物に含まれる重合性液晶化合物が配向した第二の塗布膜が得られる。乾燥炉212Bは、光配向膜上に塗布された溶剤を含む本発明の組成物から溶剤を除去する役割とともに、該組成物に含まれる重合性液晶化合物が配向するように熱エネルギーを与える役割とを担う。乾燥炉212Bは、乾燥炉212Aと同様に、互いに異なる設定温度の複数のゾーンからなるものであってもよいし、互いに異なる設定温度の複数の乾燥炉を直列に設置したものであってもよい。
第二の塗布膜に含まれる重合性液晶化合物が配向した状態で、活性エネルギー線照射装置213Bへと搬送される。活性エネルギー線照射装置213Bにおいて、さらに活性エネルギー線照射がされる。活性エネルギー線照射装置213Bによる活性エネルギー線照射によって、重合性液晶化合物が配向した状態で重合し偏光膜が得られる。
かくして連続的に製造された本偏光板は、第2の巻芯220Aに巻き取られ、第2ロール220の形態が得られる。なお、巻き取る際には、適当なスペーサを用いた供巻きを行ってもよい。
このように、基材が、第1ロール210から、塗布装置211A、乾燥炉212A、偏光UV照射装置213A、塗布装置211B、乾燥炉212B、活性エネルギー線照射装置213B、の順で通過することで、Roll to Roll形式により連続的に本偏光板を製造することができる。
また、図1に示す製造方法では、本発明の偏光膜を連続的に製造する方法を示したが、例えば、基材を、第1ロールから、塗布装置211A、乾燥炉212A、偏光UV照射装置213Aの順で通過させ、これを巻芯に巻き取ることでロール状の基材と光配向膜の積層体を製造し、さらに、該ロール状の積層体を巻き出し、塗布装置211B、乾燥炉212B、活性エネルギー線照射装置213Bの順で通過させることで、本発明の偏光膜を連続的に製造することもできる。
第2ロール220の形態で、本発明の偏光膜を製造した場合には、第2ロール220から長尺の本発明の偏光膜を巻き出し、所定の寸法に裁断してから、裁断された偏光膜に1/4波長板を貼合することにより円偏光板を製造することができる。また、長尺の1/4波長板が巻芯に巻き取られている第3ロールを準備することで、長尺の円偏光板を連続的に製造することもできる。
長尺の円偏光板を連続的に製造する方法について、図2を参照して説明する。かかる製造方法は、
第2ロール220から連続的に本発明の偏光膜を巻き出すとともに、長尺の1/4波長板が巻き取られている第3ロール230から連続的に長尺の1/4波長板を巻き出す工程と、
本発明の偏光膜と、前記長尺の1/4波長板とを連続的に貼合して長尺の円偏光板を得る工程と、
得られた長尺の円偏光板を第4の巻芯240Aに巻き取り、第4ロール240を得る工程とからなる。この方法はいわゆるRoll to Roll貼合である。なお、貼合には接着剤を用いてもよい。
<本発明の偏光膜の用途>
本発明の偏光膜、及び、本発明の偏光膜と1/4波長板とを有する円偏光板は、さまざまな表示装置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又は発光装置を含むものである。本偏光板を備える表示装置としては、例えば、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、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)及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及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。
本発明の偏光膜は、特に、液晶表示装置、有機エレクトロルミネッセンス(EL)表示装置及び無機エレクトロルミネッセンス(EL)表示装置に有効に用いることができる。
本発明の偏光膜と1/4波長板とを有する円偏光板は、特に、有機エレクトロルミネッセンス(EL)表示装置及び無機エレクトロルミネッセンス(EL)表示装置に有効に用いることができる。
本発明の偏光膜を液晶表示装置に用いる場合、本発明の偏光膜は液晶セルの外部に備えられてもよいし、液晶セル内部に備えられてもよい。
特に透過型のアクティブマトリックスのカラー液晶表示装置の液晶セル内部に備えられている場合の第一の構成を、図3を用いて以下説明する。該表示装置30は、第一の基体31、第一の本発明の偏光膜32、カラーフィルタ層33、平坦化層34、ITO電極層35、第一の配向膜36、液晶層37、第二の配向膜38、第二の本発明の偏光膜39、薄膜トランジスタ回路およびピクセル電極を含むTFT層40、並びに、第二の基体41から構成される。
カラーフィルタ層とは、基盤41側からの入射光から所望の波長の光を取り出す層を示し、たとえば白色光から所望の波長以外の波長の光を吸収して所望の波長の光のみを透過させる層であってもよいし、入射光の波長を波長変換させて所望の波長の光を出射させる層であってもよい。
前期第一および第二の本発明の偏光膜はそれぞれ配向膜を第一および第二の基体側に包含していてもよい。配向膜はラビング配向膜であってもよいし光配向膜を用いてもよい。
また第一の本発明の偏光膜は位相差層を包含していてもよい。
次に第二の構成を、図4を用いて以下説明する。該表示装置60は、第一の基体61、第一の本発明の偏光膜62、カラーフィルタ層63、平坦化層64、ITO電極層65、第一の配向膜66、液晶層67、第二の配向膜68、薄膜トランジスタ回路およびピクセル電極を含むTFT層70、並びに第二の基体71、第二の偏光膜72、から構成される。
第二の基盤71のTFT層70の反対側に位置する第二の偏光膜72は、本発明の偏光膜であってもよいし、ポリビニルアルコールをヨウ素で染色して延伸して作成される偏光膜であってもよい。
第三の構成を、図5を用いて以下説明する。該表示装置80は、第一の基体81、カラーフィルタ層82、第一の本発明の偏光膜83、平坦化層84、ITO電極層85、第一の配向膜86、液晶層87、第二の配向膜88、薄膜トランジスタ回路およびピクセル電極を含むTFT層90、並びに第二の基体91、第二の偏光膜92、から構成される。
第三の構成のうち、第二の偏光膜92は本発明の偏光膜であってもよいし、ポリビニルアルコールをヨウ素で染色して延伸して作成される偏光膜であってもよい。第二の偏光膜92が本発明による偏光膜である場合、第二の偏光膜は第一の構成と同様に、第二の基体91とTFT層90の間に位置していてもよい。
また第三の構成のうちカラーフィルタ層82は第一の基体81の液晶層と反対側に位置していてもよい。
カラーフィルタ層に包含される粒子によって偏光が散乱して偏光解消がおこり得る。そのため、第一〜第三の構成のうち、本発明による第一の偏光膜がカラーフィルタ層より液晶層側に位置している第三の構成がより好ましい。
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。例中の「%」及び「部」は、特記ない限り、質量%及び質量部である。
実施例1
Figure 0006874874
式(2A)で表される化合物0.15g、式(3A)で表される化合物0.10g、リン酸カリウム0.50g、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)0.0087g、トリ−tert−ブチルホスホニウムテトラフルオロボレート0.011g及び1,4−ジオキサン3gを混合した。得られた混合物を、窒素雰囲気下、100℃で18時間攪拌した。得られた反応混合物を濃縮した後、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶出液:クロロホルム)で精製した。得られた固体をアセトニトリルで洗浄後、乾燥させることにより、橙色固体である式(1A)で表される化合物(以下、化合物(1A)という)0.03gを得た。
Mw:371(GC−MS)
極大吸収波長(λmax2)=360nm(クロロホルム溶液)
実施例2
Figure 0006874874
式(2B)で表される化合物0.30g、式(3A)で表される化合物0.21g、酢酸カリウム0.38g、[1,1’−ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン]ジクロロパラジウム(II)0.129g及びジエチレングリコールジメチルエーテル18.0gを混合した。得られた混合物を、窒素雰囲気下、140℃で3時間攪拌した。得られた反応混合物を濃縮した後、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶出液:クロロホルム)で精製した。得られた固体をアセトニトリルで洗浄後、乾燥させることにより、橙色固体である式(1B)で表される化合物(以下、化合物(1B)という)0.010gを得た。
Mw:434(LC−MS)
極大吸収波長(λmax2)=437nm(クロロホルム溶液)
実施例3
Figure 0006874874
式(2C)で表される化合物0.40g、式(3A)で表される化合物0.25g、酢酸カリウム0.45g、[1,1’−ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン]ジクロロパラジウム(II)0.150g及びジエチレングリコールジメチルエーテル24.0gを混合した。得られた混合物を、窒素雰囲気下、140℃で3時間攪拌した。得られた反応混合物を濃縮した後、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶出液:クロロホルム)で精製した。得られた固体をアセトニトリルで洗浄後、乾燥させることにより、橙色固体である式(1C)で表される化合物(以下、化合物(1C)という)0.032gを得た。
Mw:490(LC−MS)
極大吸収波長(λmax2)=438nm(クロロホルム溶液)
[重合性液晶化合物]
下記式(4−6)で表される化合物[以下、化合物(4−6)という]、下記式(4−8)で表される化合物[以下、化合物(4−8)という]、下記式(4−14)で表される化合物[以下、化合物(4−14)という]及び下記式(4−17)で表される化合物[以下、化合物(4−17)という]を用いた。
なお、化合物(4−6)は、Lub et al. Recl.Trav.Chim.Pays−Bas,115, 321−328(1996)記載の方法で合成した。また、この方法に準拠して、化合物(4−8)を製造した。
化合物(4−14)及び化合物(4−17)は、特許第4719156号記載の方法に準拠して製造した
化合物(4−6):
Figure 0006874874
〔相転移温度の測定〕
化合物(4−6)の相転移温度は、化合物(4−6)からなる膜の相転移温度を求めることで確認した。その操作は以下のとおりである。
配向膜を形成したガラス基板上に、化合物(4−6)からなる膜を形成し、加熱しながら、偏光顕微鏡(BX−51、オリンパス社製)によるテクスチャー観察によって相転移温度を確認した。化合物(4−6)は、120℃まで昇温後、降温時において、112℃でネマチック相に相転移し、110℃でスメクチックA相に相転移し、94℃でスメクチックB相へ相転移した。
化合物(4−8):
Figure 0006874874
〔相転移温度の測定〕
化合物(4−6)の相転移温度測定と同様にして、化合物(4−8)の相転移温度を確認した。化合物(4−8)は、140℃まで昇温後、降温時において、131℃でネマチック相に相転移し80℃でスメクチックA相に相転移し、68℃でスメクチックB相へ相転移した。
化合物(4−14):
Figure 0006874874
〔相転移温度の測定〕
化合物(4−6)の相転移温度測定と同様にして、化合物(4−14)の相転移温度を確認した。化合物(4−14)は、140℃まで昇温後、降温時において、106℃でネマチック相に相転移し103℃でスメクチックA相に相転移し、86℃でスメクチックB相へ相転移した。
化合物(4−17):
Figure 0006874874
〔相転移温度の測定〕
化合物(4−6)の相転移温度測定と同様にして、化合物(4−17)の相転移温度を確認した。化合物(4−17)は、140℃まで昇温後、降温時において、119℃でネマチック相に相転移し100℃でスメクチックA相に相転移し、77℃でスメクチックB相へ相転移した。
実施例4
〔組成物の調製〕
下記の成分を混合し、80℃で1時間攪拌することで、組成物(1)を得た。
重合性液晶化合物;化合物(4−6) 75部
化合物(4−8) 25部
化合物(1); 化合物(1A) 2.5部
重合開始剤;
2−ジメチルアミノ−2−ベンジル−1−(4−モルホリノフェニル)ブタン−1−オン(イルガキュア369;チバ スペシャルティケミカルズ社製) 6部
レベリング剤;
ポリアクリレート化合物(BYK−361N;BYK−Chemie社製)
1.5部
溶剤;クロロホルム 250部
〔相転移温度の測定〕
化合物(4−6)と同様に、組成物(1)に含まれる成分の相転移温度を求めた。かかる成分は、140℃まで昇温後、降温時において、115℃でネマチック相に相転移し105℃でスメクチックA相に相転移し、75℃でスメクチックB相へ相転移した。
〔偏光膜の製造及びその評価〕
1.配向膜の形成
ガラス基板上に、ポリビニルアルコール(ポリビニルアルコール1000完全ケン化型、和光純薬工業株式会社製)の2質量%水溶液をスピンコート法により塗布し、乾燥後、厚さ100nmの膜を形成した。続いて、得られた膜の表面にラビング処理を施すことにより配向膜を形成した。ラビング処理は、半自動ラビング装置(商品名:LQ−008型、常陽工学株式会社製)を用いて、布(商品名:YA−20−RW、吉川化工株式会社製)によって、押し込み量0.15mm、回転数500rpm、16.7mm/sの条件で行った。かかるラビング処理により、ガラス基板上に配向膜が形成された積層体1を得た。
2.偏光膜の形成
積層体1の配向膜上に、組成物(1)をスピンコート法により塗布し、120℃のホットプレート上で1分間加熱乾燥した後、速やかに室温まで冷却して、前記配向膜上に配向した重合性液晶化合物を含む乾燥被膜を形成した。次いで、UV照射装置(SPOT CURE SP−7;ウシオ電機株式会社製)を用い、紫外線を、露光量2000mJ/cm(365nm基準)で乾燥被膜に照射することにより、該乾燥被膜に含まれる重合性液晶化合物を、配向状態を保持したまま重合させ、該乾燥被膜から偏光膜(1)を形成し積層体2を得た。この際の偏光膜の厚みをレーザー顕微鏡(オリンパス株式会社社製 OLS3000)により測定したところ、1.7μmであった。
3.X線回折測定
偏光膜(1)に対して、X線回折装置X’Pert PRO MPD(スペクトリス株式会社製)を用いてX線回折測定を行った。ターゲットとしてCuを用いてX線管電流40mA、X線管電圧45kVの条件で発生したX線を固定発散スリット1/2°を介してラビング方向(予め、偏光膜下にある配向膜のラビング方向を求めておく。)から入射させ、走査範囲2θ=4.0〜40.0°の範囲で2θ=0.01671°ステップで走査して測定を行った結果、2θ=20.1°付近にピーク半価幅(FWHM)=約0.31°のシャープな回折ピーク(ブラッグピーク)が得られた。また、ラビング垂直方向からの入射でも同等な結果を得た。ピーク位置から求めた秩序周期(d)は約4.4Åであり、高次スメクチック相を反映した構造を形成していることがわかった。
4.二色比の測定
極大吸収波長における透過軸方向の吸光度(A)及び吸収軸方向の吸光度(A)を、分光光度計(島津製作所株式会社製 UV−3150)に、積層体2を備えたフォルダーを、セットした装置を用いてダブルビーム法で測定した。該フォルダーは、リファレンス側は光量を50%カットするメッシュを設置した。測定された透過軸方向の吸光度(A)及び吸収軸方向の吸光度(A)の値から、比(A/A)を算出し、二色比とした。極大吸収波長(λmax1)は376nmであり、この波長での二色比は38と高い値を示した。二色比が高いほど、偏光膜として有用であるといえる。化合物(1A)の極大吸収波長(λmax2)は360nmであることから、長波長シフトしていることが判明した。この長波長シフトの結果は、本発明の偏光膜中において、重合性液晶化合物が重合してなる密な分子鎖間に、化合物(1A)が分散しているとき、該化合物(1A)がその分子鎖と強く相互作用していることを示すものである。
また、形成された偏光膜(1)表面に保護フィルム(40μmTAC(コニカミノルタ株式会社製「KC4UY」))を配置し、その上から下記条件で光を照射することによって耐光性を評価する。形成された偏光膜は、耐光性に優れる。
耐光性試験における光の照射条件は以下の通りである。
使用機器:ATLAS社製 サンテストXLS+
使用光源:キセノンアークランプ
露光条件:250mW/m
試験時間:120時間
暴露量:108000KJ/m
温度:60℃
実施例5
実施例4において、化合物(1A)に代えて化合物(1B)を用いる以外は実施例4と同様に実施することにより、化合物(1B)を含む組成物および偏光膜が得られる。
実施例6
実施例4において、化合物(1A)に代えて化合物(1C)を用いる以外は実施例4と同様に実施することにより、化合物(1C)を含む組成物および偏光膜が得られる。
実施例7
実施例1において、式(2A)で表される化合物に代えて式(2D)で表される化合物を用いる以外は実施例1と同様に実施することにより、式(1D)で表される化合物が得られる。
Figure 0006874874
実施例8
実施例4において、化合物(1A)に代えて化合物(1D)を用いる以外は実施例4と同様に実施することにより、化合物(1D)を含む組成物および偏光膜が得られる。
実施例9

Figure 0006874874
式(2E)で表される化合物0.30g、式(3A)で表される化合物0.25g、酢酸カリウム0.45g、[1,1’−ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン]ジクロロパラジウム(II)0.15g及びジエチレングリコールジメチルエーテル18gを混合した。得られた混合物を、窒素雰囲気下、140℃で3時間攪拌した。得られた反応混合物を濃縮した後、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶出液:テトラヒドロフラン)で精製した。得られた固体をアセトニトリルで洗浄後、乾燥させることにより、橙色固体である式(1E)で表される化合物(以下、化合物(1E)という)0.14gを得た。収率は、化合物(2E)基準で40%であった。
M/Z:384(EI−MS)
極大吸収波長(λmax2)=363nm(クロロホルム溶液)
H−NMR(DMSO−d6):δ(ppm) 2.06(s、3H)、7.73(m、4H)、7.95(m、4H)、8.03(m、4H)、10.1(s、1H)。
実施例10
化合物(1A)の代わりに化合物(1E)を用いたこと以外は、実施例4と同様にして、偏光膜を作製した。同様に極大吸収波長ならびに二色比を測定したところ、極大吸収波長(λmax1)は392nmであり、二色比は30と高い値を示した。また、実施例9に記載したとおり極大吸収波長(λmax2)は363nmであるため、長波長シフトしていることが判明した。この結果は、偏光膜中において、重合性液晶化合物が重合してなる密な分子鎖間に、化合物(1E)が分散しているとき、該化合物(1E)がその分子鎖と強く相互作用していることを示すものである。
実施例11
実施例1において、式(2A)で表される化合物に代えて式(2F)で表される化合物を用いる以外は実施例1と同様に実施することにより、式(1F)で表される化合物が得られる。
Figure 0006874874
実施例12
実施例4において、化合物(1A)に代えて化合物(1F)を用いる以外は実施例4と同様に実施することにより、化合物(1F)を含む組成物および偏光膜が得られる。
実施例13
Figure 0006874874
式(2G)で表される化合物0.30g、式(3A)で表される化合物0.22g、酢酸カリウム0.39g、[1,1’−ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン]ジクロロパラジウム(II)0.13g及びジエチレングリコールジメチルエーテル18gを混合した。得られた混合物を、窒素雰囲気下、140℃で3時間攪拌した。得られた反応混合物を濃縮した後、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶出液:テトラヒドロフラン)で精製した。得られた固体をアセトニトリルで洗浄後、乾燥させることにより、橙色固体である式(1G)で表される化合物(以下、化合物(1G)という)0.26gを得た。収率は、化合物(2G)基準で76%であった。
M/Z:428(EI−MS)
極大吸収波長(λmax2)=360nm(クロロホルム溶液)
H−NMR(CDCl):δ(ppm) 0.88(t、3H)、1.30(m、10H)、1.63(t、2H)、2.21(s、3H)、2.68(t、2H)、7.25(d、2H)、7.33(d、2H)、7.67(m、4H)、7.85(d、2H)、7.96(d、2H)。
実施例14
化合物(1A)の代わりに化合物(1G)を用いたこと以外は、実施例4と同様にして、偏光膜を作製した。同様に極大吸収波長ならびに二色比を測定したところ、極大吸収波長(λmax1)は380nmであり、二色比は60と高い値を示した。また、実施例13に記載したとおり極大吸収波長(λmax2)は360nmであるため、長波長シフトしていることが判明した。この結果は、偏光膜中において、重合性液晶化合物が重合してなる密な分子鎖間に、化合物(1G)が分散しているとき、該化合物(1G)がその分子鎖と強く相互作用していることを示すものである。
実施例15
Figure 0006874874
式(2G)で表される化合物0.30g、式(3B)で表される化合物0.30g、リン酸カリウム0.85g、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)0.0147g、トリ−tert−ブチルホスホニウムテトラフルオロボレート0.0187g及び1,4−ジオキサン6gを混合した。得られた混合物を、窒素雰囲気下、100℃で5時間攪拌した。得られた反応混合物を濃縮した後、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶出液:テトラヒドロフラン)で精製した。得られた固体をアセトニトリルで洗浄後、乾燥させることにより、橙色固体である式(1H)で表される化合物(以下、化合物(1H)という)0.11gを得た。収率は、化合物(2G)基準で28%であった。
M/Z:482(EI−MS)
極大吸収波長(λmax2)=355nm(クロロホルム溶液)
本発明の新規な化合物は、波長350nm〜550nmの範囲に極大吸収を有し、二色性色素として機能する化合物であり、該化合物を含む本発明の組成物は、二色比が高い偏光膜を与える。
210 第1ロール
210A 巻芯
220 第2ロール
220A 巻芯
211A,211B 塗布装置
212A,212B 乾燥炉
213A 偏光UV照射装置
213B 活性エネルギー線照射装置
300 補助ロール
230 第3ロール
230A 巻芯
240 第4ロール
240A 巻芯
300 補助ロール

Claims (15)

  1. 重合性液晶化合物と下記式(1)の化合物とを含む組成物。
    式(1):

    Figure 0006874874
    [式中、Rは、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数1〜20のアシル基、炭素数2〜20のアルコキシカルボニル基、炭素数1〜20のアシルオキシ基または−N(R10)(R11)を表し、R10は、炭素数1〜20のアシル基、炭素数1〜20のアルキルスルホニル基または炭素数6〜20のアリールスルホニル基を表わし、R11は、水素原子または炭素数1〜20のアルキル基を表し、R10とR11とが互いに結合して、それらが結合する窒素原子とともに、−N−CO−または−N−SO−を含む環を形成してもよい。前記アルキル基、前記アルコキシ基、前記アシル基、前記アルコキシカルボニル基、前記アシルオキシ基、前記アルキルスルホニル基および前記アリールスルホニル基を構成する一つ以上の水素原子は、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、アミノ基または置換基を有するアミノ基で置き換わっていてもよい。前記アルキル基および前記アルコキシ基を構成する炭素原子間には、−O−または−NR20−が挿入されていてもよく、R20は、水素原子または炭素数1〜20のアルキル基を表わす。
    およびRは、水素原子以外の置換基であって、それぞれ独立して、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のアルコキシ基、ハロゲン原子、またはシアノ基を表し、上記炭素数1〜4のアルキル基および上記炭素数1〜4アルコキシ基を構成する少なくとも一つの水素原子は、ハロゲン原子またはヒドロキシ基で置換されていてもよく、p及びqは、それぞれ独立して0〜2の整数である。
    は炭素数1〜20のアシル基、炭素数1〜20のアルキルスルホニル基または炭素数6〜20のアリールスルホニル基を表し、Rは水素原子または炭素数1〜20のアルキル基を表し、RとRとが互いに結合して、それらが結合する窒素原子とともに、−N−CO−または−N−SO−を含む環を形成してもよく、前記アシル基、前記アルキルスルホニル基および前記アリールスルホニル基を構成する一つ以上の水素原子は、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、アミノ基または置換基を有するアミノ基で置き換わっていてもよい。前記アルキル基および前記アルコキシ基を構成する炭素原子間には、−O-または−NR21−が挿入されていてもよく、R21は、水素原子または炭素数1〜20のアルキル基を表わす。
    Yは、式(Y1):
    Figure 0006874874
    (式中、*はNとの結合部位を表す。Rは、水素原子以外の置換基であって、それぞれ独立して、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のアルコキシ基、ハロゲン原子、またはシアノ基を表し、上記炭素数1〜4のアルキル基および上記炭素数1〜4アルコキシ基を構成する少なくとも一つの水素原子は、ハロゲン原子またはヒドロキシ基で置換されていてもよく、rは0〜2の整数である。)
    で示される基を表す。]
  2. p、qおよびrが0である請求項1に記載の組成物。
  3. 前記重合性液晶化合物が、スメクチック液晶相を示す請求項1又は2に記載の組成物。
  4. さらに重合開始剤を含む請求項1〜3の何れかに記載の組成物。
  5. 請求項1〜4のいずれかに記載の組成物から形成される偏光膜。
  6. 前記偏光膜の極大吸収波長(λmax1)が、式(1)で表される化合物の極大吸収波長(λmax2)よりも長い請求項5に記載の偏光膜。
  7. λmax1と、λmax2との差が15nm以上である請求項6に記載の偏光膜。
  8. X線回折測定においてブラッグピークを示す請求項5〜7のいずれかに記載の偏光膜。
  9. 請求項5〜8のいずれかに記載の偏光膜を備える液晶表示装置。
  10. 請求項5〜8のいずれかに記載の偏光膜、液晶層および基体を備える液晶セル。
  11. 前記偏光膜が、前記基体と前記液晶層との間に配置される請求項10に記載の液晶セル。
  12. 前記基体と前記液晶層との間に、カラーフィルタがさらに配置される請求項11に記載の液晶セル。
  13. 請求項5〜8のいずれかに記載の偏光膜と1/4波長板とを有する円偏光板。
  14. 請求項5〜8のいずれかに記載の偏光膜と有機EL素子とを備える有機EL表示装置。
  15. 請求項13に記載の円偏光板と有機EL素子とを備える有機EL表示装置。
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