JP6939417B2 - 重合性液晶化合物、重合性液晶組成物および液晶重合膜類 - Google Patents
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Description
たとえば、液晶表示装置は高品位の画像表示のために、位相差フィルムが使用されている。液晶重合膜は複屈折性を示すため、位相差フィルムとして使用可能である。従来、複屈折性を示す延伸ポリマーフィルムが、位相差フィルムとして用いられてきた。製膜性の容易さ、膜厚の薄膜化や耐久性の向上を目的として、液晶重合膜類を用いた位相差フィルムが検討されている。
W1は炭素数1〜10のアルコキシカルボニル、炭素数1〜10のアルカノイルまたは式(2)で表される基であり、該アルコキシカルボニルにおいて少なくとも一つの−CH2−は−O−で置き換えられてもよく、
A1は独立して1,4−フェニレンまたはナフタレン−2,6−ジイルであり、この1,4−フェニレンおよびナフタレン−2,6−ジイルにおいて、少なくとも一つの水素はフッ素、塩素、トリフルオロメチル、炭素数1〜5のアルキル、炭素数1〜5のアルコキシ、炭素数1〜5のアルコキシカルボニル、または炭素数1〜5のアルカノイルで置き換えられてもよく、
Z1は独立して−CH2CH2−、−COO−、−OCO−、−CH2O−、−OCH2−、−OCH2CH2O−、−CH=CHCOO−、−OCOCH=CH−、−CH2CH2COO−、−OCOCH2CH2−、−CH2CH2OCO−、または−COOCH2CH2−であり、
mおよびnは独立して0〜7の整数であり、かつ3≦m+n≦8であり、
P1は独立して式(2)で表される基である。
Y1は単結合、−O−、−COO−、−OCO−、または−OCOO−であり、
Q1は単結合または炭素数1〜20のアルキレンであり、該アルキレンにおいて少なくとも一つの−CH2−は−O−、−COO−、または−OCO−で置き換えられてもよく、
PGは式(PG−1)〜式(PG−9)のいずれか1つで表される官能基である。
R1は独立して水素、ハロゲン、メチル、エチル、またはトリフルオロメチルである。
[2] mおよびnが独立して2または3である、[1]に記載の重合性液晶組成物。
[3] 式(2)中、PGが式(PG−1)で表される官能基である、[1]または[2]に記載の重合性液晶組成物。
[4] Z1が独立して−COO−、−OCO−、−CH2CH2COO−、または−OCOCH2CH2−であり、Z1のうち少なくとも一つは−CH2CH2COO−または−OCOCH2CH2−である、[1]〜[3]のいずれか一項に記載の重合性液晶組成物。
[5] 重合性液晶組成物の全重量に対し、式(1)で表される化合物を1〜50重量%含有する、[1]〜[4]のいずれか一項に記載の重合性液晶組成物。
[6] 式(M1)で表される化合物をさらに含有する、[1]〜[5]のいずれか一項に記載の重合性液晶組成物。
ZMは独立して単結合、−CH2CH2−、−COO−、−OCO−、−C≡C−、−CH=CHCOO−、−OCOCH=CH−、−CH2CH2COO−、−OCOCH2CH2−、−CH2CH2OCO−または−COOCH2CH2−であり、
rおよびsは独立して1〜3の整数であり、
WMは独立して水素、フッ素、塩素、炭素数1〜10のアルキル、炭素数2〜10のアルケニル、または炭素数1〜10のフルオロアルキルであり、
YMは独立して単結合、−O−、−COO−、−OCO−、または−OCOO−であり、
QMは独立して単結合または炭素数1〜20のアルキレンであり、該アルキレンにおいて少なくとも一つの−CH2−は−O−、−COO−、または−OCO−で置き換えられてもよく、
PGMは独立して式(PG−1)〜式(PG−9)のいずれか1つで表される官能基である。
[7] 式(1)で表される化合物および式(M1)で表される化合物の合計重量に対し、式(1)で表される化合物を10〜90重量%含有する、[6]に記載の重合性液晶組成物。
[8] 式(M1)において、PGMが式(PG−1)で表される官能基である、[6]に記載の重合性液晶組成物。
[9] [1]〜[7]のいずれか一項に記載の重合性液晶組成物が重合した液晶重合膜類。
[10] 光配向膜により液晶分子を配向させた状態で固定化した、 [9]に記載の液晶重合膜類。
[11] [9]または[10]に記載の液晶重合膜類からなる位相差フィルム。
[12] [9]または[10]に記載の液晶重合膜類を有する偏光板。
[13] [9]または[10]に記載の液晶重合膜類を有する表示素子。
[14] 式(1−1)で表される、重合性液晶化合物。
T1は炭素数1〜10のアルキルまたは炭素数1〜10のアルコキシであり、
A1は独立して1,4−フェニレンであり、この1,4−フェニレンにおいて、少なくとも一つの水素はフッ素、塩素、トリフルオロメチル、炭素数1〜5のアルキル、炭素数1〜5のアルコキシ、炭素数1〜5のアルコキシカルボニル、または炭素数1〜5のアルカノイルで置き換えられてもよく、
Z1は独立して−COO−、−OCO−、−CH2CH2COO−、または−OCOCH2CH2−であり、
mおよびnはそれぞれ2または3であり、
Y1は単結合、−O−、−COO−、−OCO−、または−OCOO−であり、
Q1は単結合または炭素数1〜20のアルキレンであり、該アルキレンにおいて少なくとも一つの−CH2−は−O−、−COO−、または−OCO−で置き換えられてもよく、
PGは式(PG−1)〜式(PG−9)のいずれか1つで表される官能基である。
本発明において、「クロスニコル状態」とは対向配置した偏光板の偏光軸が直交した状態を指す。
本発明において、「パラレルニコル状態」とは対向配置した偏光板の偏光軸が一致した状態を指す。
本発明において「液晶化合物」とは、(A)純物質として液晶相を有する化合物および(B)液晶組成物の成分となる化合物の総称である。
本発明において、「単官能化合物」とは、重合性官能基を一つ有する化合物である。
本発明において、「多官能化合物」とは、重合性官能基を複数有する化合物である。
本発明において、「X官能化合物」とは、重合性官能基をX個有する化合物でありる。ここで、「X官能化合物」中のXは整数である。
本発明において、「重合性化合物」とは、重合性官能基を少なくとも一つ有する化合物である。
本発明において「重合性液晶化合物」とは、液晶化合物である重合性化合物である。
本発明において、「非液晶性重合性化合物」とは、純物質では液晶相を有さない化合物である重合性化合物である。
本発明において、「液晶重合膜」とは、重合性液晶組成物を重合して得られた物を意味する。
本発明において、「基材つき液晶重合膜」とは、基材上の重合性液晶組成物を重合して得られる、基材を含む物を意味する。
本発明において、「液晶重合膜類」とは、液晶重合膜および基材つき液晶重合膜の総称である。
本発明において、「位相差フィルム」とは、光学的異方性を有する偏光変換素子であって、主に光学素子に利用される物である。
本発明において「ホモジニアス配向」とは、チルト角が0度から5度である配向状態を指す。
本発明において「ホメオトロピック配向」とは、チルト角が、85度から90度である配向状態を指す。
本発明において「チルト配向」とは、液晶分子の長軸の配向方向が、基材から離れるにしたがって、基材に対して平行から垂直に立ちあがっている配向状態を指す。
本発明において、「ツイスト配向」とは、液晶分子の長軸方向の配向方向が基材に対して平行ではあり、かつ、液晶分子が基材から離れるにしたがって、基材表面の垂線を軸として、階段状にねじれている配向状態をいう。
正面コントラストが高い位相差フィルムを内蔵した表示素子が、幅広い色調を表示できるため、求められている。偏光板は、光学素子の一種である。正面コントラストが高い偏光板が、求められている。
式(PG−1)、式(PG−8)および式(PG−9)で表される官能基は、α、β不飽和ケトンの構造を有しているので、様々な手段により重合し、より大きな分子量を有する高分子へと変化させる重合性官能基である。
式(PG−2)は、電子供与性基に隣接したビニル基を有しているので、様々な手段により重合し、より大きな分子量を有する高分子へと変化させる重合性官能基である。
式(PG−3)〜式(PG−7)で表される官能基は、ひずみを有する環状エーテルを有しているので、様々な手段により重合し、より大きな分子量を有する高分子へと変化させる重合性官能基である。
(式(1−1)中、
T1は炭素数1〜10のアルキルまたは炭素数1〜10のアルコキシであり、
A1は独立して1,4−フェニレンであり、この1,4−フェニレンにおいて、少なくとも一つの水素はフッ素、塩素、トリフルオロメチル、炭素数1〜5のアルキル、炭素数1〜5のアルコキシ、炭素数1〜5のアルコキシカルボニル、または炭素数1〜5のアルカノイルで置き換えられてもよく、
Z1は独立して−COO−、−OCO−、−CH2CH2COO−、または−OCOCH2CH2−であり、
mおよびnはそれぞれ2または3であり、
Y1は単結合、−O−、−COO−、−OCO−、または−OCOO−であり、
Q1は単結合または炭素数1〜20のアルキレンであり、該アルキレンにおいて少なくとも一つの−CH2−は−O−、−COO−、または−OCO−で置き換えられてもよく、
PGは式(PG−1)〜式(PG−9)のいずれか1つで表される官能基である。
例えば、出発物質として、ACS. Medicinal. Chemistry. Letters. 2010. 1(7). 345-349.に記載の方法と同様にして合成したものを用い、下記の実施例1で示す反応スキームに従って合成を行うことができる。
本発明の重合性液晶組成物は、化合物(1)を1つ以上含有する。正面コントラストが向上するため、本発明の重合性液晶組成物では、重合性液晶組成物の全量に対して、化合物(1)を1〜50重量%含有することが好ましく、3〜30重量%含有することがより好ましい。
AMは独立して1,4−フェニレン、1,4−シクロヘキシレン、またはナフタレン−2,6−ジイルであり、この1,4−フェニレンまたはナフタレン−2,6−ジイルにおいて少なくとも1つの水素はフッ素、塩素、シアノ、ホルミル、炭素数1〜5のアルキル、炭素数1〜5のアルコキシ、炭素数2〜5のアルケニル、炭素数1〜5のアルコキシカルボニル、炭素数1〜5のアルカノイル、または炭素数1〜5のフルオロアルキルで置き換えられてもよく、
ZMは独立して単結合、−CH2CH2−、−COO−、−OCO−、−C≡C−、−CH=CHCOO−、−OCOCH=CH−、−CH2CH2COO−、−OCOCH2CH2−、−CH2CH2OCO−または−COOCH2CH2−であり、
rおよびsは独立して1〜3の整数であり、
WMは独立して水素、フッ素、塩素、炭素数1〜10のアルキル、炭素数2〜10のアルケニル、または炭素数1〜10のフルオロアルキルであり、
YMは独立して単結合、−O−、−COO−、−OCO−、または−OCOO−であり、
QMは独立して単結合または炭素数1〜20のアルキレンであり、該アルキレンにおいて少なくとも一つの−CH2−は−O−、−COO−、または−OCO−で置き換えられてもよく、
PGMは独立して式(PG−1)〜式(PG−9)のいずれか1つで表される官能基である。
本発明の重合性液晶組成物に1種類以上の添加物を添加してもよい。
液晶重合膜表面の機械的強度および耐薬品性を向上させるため、重合性液晶組成物への重合性化合物である界面活性剤の添加が好ましく、紫外線で重合反応を開始する界面活性剤がさらに好ましい。
液晶重合膜が均一な配向になりやすいため、および、重合性液晶組成物の塗布性が向上するため、重合性液晶組成物中の界面活性剤は、重合性液晶組成物全量に対して0.0001〜0.5重量%が好ましく、0.01〜0.2重量%がより好ましい。
界面活性剤は、イオン性界面活性剤および非イオン性界面活性剤に分類される。
シリコーン系非イオン性界面活性剤、フッ素系非イオン性界面活性剤、ビニル系非イオン性界面活性剤などが非イオン性界面活性剤である。
液晶重合体膜の原料である重合性液晶組成物への、重合性官能基を有する界面活性剤の添加は、液晶重合膜の表面硬度を向上する。
非液晶性重合性化合物はビニル系重合性官能基を1つまたは2つ以上有する化合物が典型的である。
重合性液晶組成物への側鎖および/または末端に極性基を有する非液晶性重合性化合物の添加により、該重合性液晶組成物と基材との密着性の向上が期待できる。
ペンタエリストールトリアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールEO付加トリアクリレート、トリスアクリロイルオキシエチルフォスフェート、トリス(アクリロイルオキシエチル)イソシアヌレート、アルキル変性ジペンタエリスリトールトリアクリレート、EO変性トリメチロールプロパントリアクリレート、PO変性トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、アルキル変性ジペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ジペンタエリスリトールモノヒドロキシペンタアクリレート、アルキル変性ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、ペンタエリストールトリメタアクリレート、トリメチロールプロパントリメタアクリレート、トリメチロールEO付加トリメタアクリレート、トリスメタアクリロイルオキシエチルフォスフェート、トリスメタアクリロイルオキシエチルイソシアヌレート、アルキル変性ジペンタエリスリトールトリメタアクリレート、EO変性トリメチロールプロパントリメタアクリレート、PO変性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、アルキル変性ジペンタエリスリトールテトラメタアクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラメタアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサメタアクリレート、ジペンタエリスリトールモノヒドロキシペンタメタアクリレート、アルキル変性ジペンタエリスリトールペンタメタアクリレートなどが、2官能化合物ではない多官能化合物の非液晶性重合性化合物である。重合性液晶組成物へのビスフェノール構造又はカルド構造を有する重合性化合物の添加は、重合体の硬化度の向上および液晶重合膜のホメオトロピック配向を誘導する。
該連鎖移動剤の量の増加により、重合性液晶化合物の反応率は低下する。該連鎖移動剤の量の増加により、該重合体の鎖の長さは減少する。
ドデカンチオール、2−エチルへキシル−(3−メルカプト)プロピオネートなどが、単官能化合物であるチオール誘導体である。トリメチロールプロパントリス(3−メルカプトプロピオネート)、ペンタエリスリトールテトラキス(3−メルカプトプロピオネート)、1,4−ビス(3−メルカプトブチリルオキシ)ブタン、ペンタエリスリトールテトラキス(3−メルカプトブチレート)、1,3,5−トリス(3−メルカプトブチルオキシエチル)−1,3,5−トリアジン−2,4,6(1H,3H,5H)−トリオンなどが、多官能化合物であるチオール誘導体である。
2,4−ジフェニル−4−メチル−1−ペンテン、2,4−ジフェニル−1−ブテンなどが、スチレンダイマー系連鎖移動剤である。
(a)フェノール系酸化防止剤、(b)イオウ系酸化防止剤、(c)リン酸系酸化防止剤、(d)ヒンダードアミン系酸化防止剤などが、重合阻害剤である。重合性液晶組成物との相溶性や液晶重合膜類の透明性の観点から、フェノール系酸化防止剤が好ましい。相溶性の観点から、水酸基のオルト位にt−ブチル基を有するフェノール系酸化防止剤が好ましい。
重合性液晶組成物への光安定剤の添加は、重合性液晶組成物の耐候性を向上させる。
重合性液晶組成物への酸化防止剤の添加は、重合性液晶組成物の耐候性を向上させる。
重合性液晶組成物へのシランカップリング剤の添加は、基材と液晶重合膜との間の密着性を改善する。
エステル、アミド系化合物、アルコール、エーテル、グリコールモノアルキルエーテル、芳香族炭化水素、ハロゲン化芳香族炭化水素、脂肪族炭化水素、ハロゲン化脂肪族炭化水素、脂環式炭化水素、ケトン、アセテート系溶剤などが溶剤の成分となる。
ガラス、プラスチック、金属などが、基材の材質である。該ガラスや該金属は表面にスリット状の加工を施してもよい。該プラスチックは、延伸処理並びに親水化処理および疎水化処理などの表面処理を施してもよい。
(1)レーヨン、綿、ポリアミドなどの素材からなるラビング布を金属ロールなどに捲き付け、
(2)基材に該ロールを接し、
(3)該ロールを回転させながら基材表面と平行に該ロールを移動させる、又は該ロールを固定したまま基材を移動させる。
ラビングの前に、基材上に重合体被膜を設け、該被膜上をラビングしてもいい。該被膜はポリイミド、ポリアミック酸またはポリビニルアルコールなどのラビング配向膜と呼ばれるものが用いられる。
ラビングにより、基材つき液晶重合膜の配向の欠陥などを防止できる。
(1)基材上に、光配向膜と呼ばれる重合体被膜を設け、
(2)基材に波長250〜400nmの直線偏光を照射し、
(3)必要に応じて、加熱処理を施す。
該光配向膜は、感光性基を有し、かつ、ポリイミド、ポリアミック酸またはポリアクリレートなどを含む。感光性基は光吸収により化学反応をおこす官能基である。異性化、二量化、転移、分解そのほかの光励起に伴う構造変化が、該化学反応である。少量の偏光UV照射で光配向膜を作成できるため、感光性基は、カルコン骨格、シナモイル骨格、スチルベン骨格、シクロブタン骨格、またはアゾベンゼン骨格を含む官能基であることが好ましい。偏光UV照射により、液晶重合膜の配向の欠陥などを防止でき、ラビングによる削れなどによる配向の欠陥も防止できる。
本発明の基材つき液晶重合膜は、以下の工程で得る。
(1)重合性液晶組成物を基材上に塗布し、必要に応じて乾燥させて塗膜を形成させる。
(2)該重合性液晶組成物を配向させた状態で、光、熱、触媒などの手段で重合させ、基材つき液晶重合膜を得る。
これにより、塗膜中の重合性液晶組成物が液晶状態の配向を維持したまま固定化する。
ヨウ素又は二色性色素をドープした吸収型の偏光板、およびワイヤーグリッド偏光板等の反射型偏光板が、偏光板である。
(1)基材つき液晶重合膜と、粘接着剤層を有する基板とを、該液晶重合膜と該粘接着剤層とが接するように張り合わせ、
(2)該液晶重合膜と該粘接着剤層とが接するように張り合わせた物を、基材つき液晶重合膜の基材部分と、該液晶重合膜との間で剥離させ、
(3)粘接着剤層を有する基材上の該液晶重合膜を、上記(1)および(2)と同様の方法で、別の基材へ定着させる。
本発明の実施例において、「DCC」は1,3−ジシクロヘキシルカルボジイミドである。
本発明の実施例において、「DMAP」は4−ジメチルアミノピリジンである。
本発明の実施例において、「pTSA」はp-トルエンスルホン酸である。
本発明の実施例において、「Irg−907」は、BASFジャパン(株)製のイルガキュアー(商標)907である。
本発明の実施例において、「NCI−930」は、(株)ADEKA製のアデカクルーズ(商標)NCI−930である。
本発明の実施例において、「FTX−218」は、(株)ネオス製のフタージェント(商標)FTX−218である。
本発明の実施例において、「TF370」は、エボニック・ジャパン(株)のTEGOFlow(商標)370である。
本発明の実施例において、「ポリフローNo.75」は、共栄社化学(株)のポリフロー(商標)No.75である。
本発明の実施例において、「分子量既知のポリスチレン」は、東ソー株式会社製の品番0006476である。
本発明の実施例において、「パラジウム炭素」は、東京化成工業株式会社製のP1528である。
本発明の実施例において、NMRは、ブルカー製のDRX−500で計測した。
本発明の実施例において、ゲル浸透クロマトグラフは、島津製作所製のLC−9A型で計測した。
本発明の実施例において、ゲル浸透クロマトグラフのカラムは、Shodex(商標)GF−7M HQである。
<光学特性等の計測に用いた機材>
本発明の実施例において、偏光顕微鏡は(株)ニコン社製のECLIPSE E600 POLである。
本発明の実施例において、偏光解析装置は、シンテック(株)製のOPIPRO偏光解析装置である。
本発明の実施例において、輝度計は、YOKOGAWA 3298Fである。
本発明の実施例において、ワイヤーグリッド偏光板は、ポラテクノ社製のUVT300Aである。
本発明の実施例において、「313nm付近の波長の照度を計測するための受光器」とは、ウシオ電機社製のUVD−S313である
本発明の実施例において、「365nm付近の波長の照度を計測するための受光器」とは、ウシオ電機社製のUVD−S365である。
<それ以外の計測に用いた機材>
本発明の実施例において、融点測定装置は、メトラー・トレド(株)製の温度コントローラーFP90およびホットステージFP82からなるシステムである。
本発明の実施例において、液晶重合膜の部分の段差は、KLA TENCOR(株)製のアルファステップIQで計測した。
<試作装置>
本発明の実施例において、超高圧水銀灯は、ウシオ電機社製のマルチライトUSH−250BYである。
本発明の実施例において、紫外線照度計は、ウシオ電機社製のUIT−150−Aである。
本発明の実施例において、313nm付近の波長の照度を計測するための受光器は、ウシオ電機社製のUVD−S313である。
本発明の実施例において、365nm付近の波長の照度を計測するための受光器は、ウシオ電機社製のUVD−S365である。
化合物の構造は、計測対象である化合物をCDCl3に溶解し、その溶液の500MHzの1H−NMRを測定し、決定した。NMRの実測値は、TMSを基準としたシフトの値を、単位ppmを除いてあらわした。NMRの実測値の表記において、sはシングレット、dはダブレット、tはトリプレット、mはマルチプレットを表す。
<重量平均分子量の計測>
重量平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフで決定した。展開時のカラムの温度は、40℃に設定した。THFを、ゲル浸透クロマトグラフの展開溶媒として使用した。このとき、分子量既知のポリスチレンを、重量平均分子量を決定するための標準物質として用いた。
<目視による観察方法>
配向欠陥の有無は、位相差フィルムを形成した基材をクロスニコルに配置した2枚の偏光板の間に挟持し判定した。該基材を水平面内で回転させ、明暗の状態を目視で確認した。暗状態にて光が抜けて見える箇所がある、または明状態および暗状態を共に確認できないとき、配向欠陥が「あり」とした。配向欠陥が「あり」でないとき、配向欠陥が「なし」とした。
液晶重合膜のレターデーションを、偏光解析装置で、光の入射角を0°にして計測した。レターデーションの計測に使用した光の波長は、550nmである。
<ホモジニアス配向の判定>
偏光解析装置を用いて、液晶重合膜の表面に対する光の入射角を−50°から50°まで5°刻みで変えて、レターデーションを計測した。ここで光の入射角の傾き方向は液晶重合膜の遅相軸と同じである。以下の両方の条件を満たすときは、液晶重合膜がホモジニアス配向であるとみなした。
(a)液晶重合膜の入射角に対するレターデーションが上に凸である場合、かつ
(b)それぞれの、入射角の絶対値(absolute value)が同じときのReの計測値の差が、5%以内である場合。
複屈折率は、(レターデーション)/(膜厚)で算出した。
クロスニコル状態での輝度を以下の手順で測定した。
(1)基材つき液晶重合膜を2枚の偏光板の間に挟持し、かつ、該両偏光板がクロスニコルになるように、輝度計に配置し、
(2)該基材を水平に回転させた時に最小となった輝度を、「クロスニコル状態での輝度」とした。
パラレルニコル状態での輝度を以下の手順で測定した。
(1)基材つき液晶重合膜を2枚の偏光板の間に挟持し、かつ、該両偏光板がパラレルニコルになるように、輝度計に配置し、
(2)該基材を水平に回転させた時に最大となった輝度を、「パラレルニコル状態での輝度」とした。
転移温度の測定は、融点測定装置のホットプレートに試料を置き、偏光顕微鏡で転移温度を測定した。転移温度の測定は、3℃/分の速度で昇温しながら行った。
ガラス基材を有する液晶重合膜の膜厚は、以下の手順で計測した。
(1)液晶重合膜を有するガラス基材から、液晶重合膜を削り出し、
(2)液晶重合膜を有する部分と液晶重合膜を除いた部分の段差を計測し、
(3)その計測値を膜厚とした。
<光配向剤の調製>
特開2012−087286の実施例9の記載と同様の方法で、式(J)で表されるポリマーを合成した。
配向膜付きのガラスの基材は次の手順で作成した。
手順(1)光配向剤(1)をガラスにスピンコートし、塗膜を作成した。
手順(2)100℃のホットプレート上に塗膜を有する基材を60秒間静置し、該塗膜から溶剤を除去した。
手順(3)該基材上の該塗布膜に対し、90°の方向から、室温で、一定出力の、直線偏光紫外線を、照射し、配向膜付きのガラスの基材を作成した。
ただし、該手順(3)の直線偏光紫外線は、超高圧水銀灯からの光をワイヤーグリッド偏光板に透過し得た。また、313nm付近の波長の照度を計測するための受光器を用いて、該手順(3)の該基材上の該塗布膜の表面に対する、直線偏光紫外線の露光量が200mJ/cm2になるように、手順(3)の照射時間を20秒から40秒の間で調整した。
化合物(1−1−3−1)を、以下の手順で合成した。
化合物(1−1−3−1)の1H−NMRのシグナルは以下のとおりである。
8.31(d,2H),8.28(d,2H),8.17(d,4H),7.96(s,1H),7.51(d,1H),7.40(d,4H),7.33(d,1H),6.99(d,4H),6.41(d,2H),6.16−6.08(m,2H),5.83(d,2H),4.19(t,4H),4.05(t,4H),3.78(s,3H),1.88−1.81(m,4H),1.77−1.70(m,4H),1.58−1.44(m,8H).
化合物(1−1−1−1)の1H−NMRのシグナルは以下のとおりである。
8.24(d,2H),8.22(d,2H),7.93(s,1H),7.48(d,1H),7.29(d,1H),7.21−7.16(m,8H),6.86(d,4H),6.41(d,2H),6.16−6.08(m,2H),5.83(d,2H),4.17(t,4H),3.96(t,4H),3.76(s,3H),3.04(t,4H),2.90(t,4H),1.84−1.77(m,4H),1.75−1.69(m,4H),1.56−1.42(m,8H).
化合物(1−1−5−1)の1H−NMRのシグナルは以下のとおりである。
8.14(d,4H),7.71(s,1H),7.33(d,2H),7.31(d,2H),7.23(d,1H),7.18−7.14(m,4H),7.04(d,1H),6.97(d,4H),6.41(d,2H),6.16−6.08(m,2H),5.83(d,2H),4.19(t,4H),4.05(t,4H),3.82(s,3H),3.14−3.07(m,4H),2.97(t,2H),2.91(t,2H),1.88−1.81(m,4H),1.77−1.69(m,4H),1.58−1.44(m,8H).
化合物(1−1−2−1)の1H−NMRのシグナルは以下のとおりである。
8.24(d,2H),8.22(d,2H),7.92(s,1H),7.47(d,1H),7.29(d,1H),7.21−7.16(m,8H),6.86(d,4H),6.41(d,2H),6.16−6.08(m,2H),5.83(d,2H),4.17(t,4H),3.96(t,4H),3.04(t,4H),2.90(t,4H),2.72(s,3H),1.84−1.77(m,4H),1.75−1.69(m,4H),1.56−1.42(m,8H).
化合物(1−2−2−1)の1H−NMRのシグナルは以下のとおりである。
8.31(d,2H),8.28(d,2H),8.17(d,4H),7.96(s,1H),7.51(d,1H),7.40(d,4H),7.33(d,1H),6.99(d,4H),6.44−6.35(m,3H),6.17−6.02(m,3H),5.86−5.79(m,3H),4.43−4.40(m,2H),4.25−4.21(m,2H),4.19(t,4H),4.08−4.03(m,4H),1.89−1.82(m,4H),1.77−1.70(m,4H),1.59−1.44(m,8H).
化合物(C−1)の構造を、下記に示した。化合物(C−1)は、重合性液晶化合物である。
カラムクロマトグラフィーの充填材はシリカゲルであり、溶離液はトルエンと酢酸エチルとの混合物v/v=9/1である。
化合物(C−2)の構造を、下記に示した。化合物(C−2)は、重合性液晶化合物である。
カラムクロマトグラフィーの充填材はシリカゲルであり、溶離液はトルエンと酢酸エチルとの混合物v/v=9/1である。
化合物(C−3)の構造を、下記に示した。化合物(C−3)は、重合性液晶化合物である。
化合物(C−4)の構造を、下記に示した。化合物(C−4)は、重合性液晶化合物である。
化合物(M1−1−1)は、特開2003−238491号の実施例3の手順において、2,7−ジヒドロキシフルオレンの代わりに2,7−ジヒドロキシ−9−メチルフルオレンを使用し、合成した。
化合物(M2−1−1)は、Makromolekclare Chemie (1991), 192(1), 59-74に記載の方法と同様の方法で合成した。
<重合性液晶組成物の作成>
<重合性液晶組成物(S−1)>
シクロヘキサノンに、表1で記載した化合物を、表1で記載した量混ぜて、重合性液晶組成物(S−1)から(S−3)を作成した。表1中の0は、該当する化合物を混ぜなかったことを示す。
重合性液晶組成物(S−1)から(S−3)は、化合物(1)を含有しており、本願の発明に該当する。
重合性液晶組成物(SC−1)から(SC−3)は、化合物(1)を含有しておらず、本願の発明に該当しない。
[実施例9]
基材つき液晶重合膜を以下の手順で作成した。
手順(1)重合性液晶組成物を、偏光UV処理済み配向膜付きのガラスの基材の上へ、スピンコートにより塗布し、
手順(2)該基材を、80℃で3分間、ホットプレートにより加熱し、
手順(3)続けて、該基材を、室温で3分間、冷却し、
手順(4)重合性液晶組成物から結晶が析出したかを確認し、
手順(5)該基材上の重合性液晶組成物に対し、90°の方向から、窒素雰囲気下の室温で、一定出力の、超高圧水銀灯の光を、照射し、該基材上の重合性液晶組成物を重合させた。
ただし、365nm付近の波長の照度を計測するための受光器を用いて、該手順(5)の重合性液晶組成物の表面に対する超高圧水銀灯の光の露光量が500mJ/cm2になるように、手順(5)の照射時間を5秒から10秒の間で調整した。
重合性液晶組成物ごとに基材つき液晶重合膜を作成した。重合性液晶組成物から作成した基材つき液晶重合膜の評価は、表3の結果となった。表3の「−」は重合性液晶組成物から結晶が析出したため、計測していないことを示す。
本発明の化合物(1)は、化合物(C−1)および(C−2)と比べて、より多量の含有量であっても、配向欠陥なしの基材つき液晶重合膜を得ることができることがわかった。
このことから、本発明の重合性液晶化合物を含有する重合性液晶組成物を原料の一部とすることで、正面コントラストの高い基材つき液晶重合膜が得られることが明らかになった。
Claims (14)
- 式(1)で表される化合物を含有する、重合性液晶組成物。
式(1)中、
W1は炭素数1〜10のアルコキシカルボニル、炭素数1〜10のアルカノイルまたは式(2)で表される基であり、該アルコキシカルボニルにおいて少なくとも一つの−CH2−は−O−で置き換えられてもよく、
A1は独立して1,4−フェニレンまたはナフタレン−2,6−ジイルであり、この1,4−フェニレンおよびナフタレン−2,6−ジイルにおいて、少なくとも一つの水素はフッ素、塩素、トリフルオロメチル、炭素数1〜5のアルキル、炭素数1〜5のアルコキシ、炭素数1〜5のアルコキシカルボニル、または炭素数1〜5のアルカノイルで置き換えられてもよく、
Z1は独立して−CH2CH2−、−COO−、−OCO−、−CH2O−、−OCH2−、−OCH2CH2O−、−CH=CHCOO−、−OCOCH=CH−、−CH2CH2COO−、−OCOCH2CH2−、−CH2CH2OCO−、または−COOCH2CH2−であり、
mおよびnは独立して0〜7の整数であり、かつ3≦m+n≦8であり、
P1は独立して式(2)で表される基である。
式(2)中、
Y1は単結合、−O−、−COO−、−OCO−、または−OCOO−であり、
Q1は単結合または炭素数1〜20のアルキレンであり、該アルキレンにおいて少なくとも一つの−CH2−は−O−、−COO−、または−OCO−で置き換えられてもよく、
PGは式(PG−1)〜式(PG−9)のいずれか1つで表される官能基である。
式(PG−1)〜式(PG−9)中、
R1は独立して水素、ハロゲン、メチル、エチル、またはトリフルオロメチルである。 - mおよびnが独立して2または3である、請求項1に記載の重合性液晶組成物。
- 式(2)中、PGが式(PG−1)で表される官能基である、請求項1または2に記載の重合性液晶組成物。
- Z1が独立して−COO−、−OCO−、−CH2CH2COO−、または−OCOCH2CH2−であり、Z1のうち少なくとも一つは−CH2CH2COO−または−OCOCH2CH2−である、請求項1から3のいずれか一項に記載の重合性液晶組成物。
- 重合性液晶組成物の全重量に対し、式(1)で表される化合物を1〜50重量%含有する、請求項1〜4のいずれか一項に記載の重合性液晶組成物。
- 式(M1)で表される化合物をさらに含有する、請求項1〜5のいずれか一項に記載の重合性液晶組成物。
(式(M1)中、
AMは独立して1,4−フェニレン、1,4−シクロヘキシレン、またはナフタレン−2,6−ジイルであり、この1,4−フェニレンまたはナフタレン−2,6−ジイルにおいて少なくとも1つの水素はフッ素、塩素、シアノ、ホルミル、炭素数1〜5のアルキル、炭素数1〜5のアルコキシ、炭素数2〜5のアルケニル、炭素数1〜5のアルコキシカルボニル、炭素数1〜5のアルカノイル、または炭素数1〜5のフルオロアルキルで置き換えられてもよく、
ZMは独立して単結合、−CH2CH2−、−COO−、−OCO−、−C≡C−、−CH=CHCOO−、−OCOCH=CH−、−CH2CH2COO−、−OCOCH2CH2−、−CH2CH2OCO−または−COOCH2CH2−であり、
rおよびsは独立して1〜3の整数であり、
WMは独立して水素、フッ素、塩素、炭素数1〜10のアルキル、炭素数2〜10のアルケニル、または炭素数1〜10のフルオロアルキルであり、
YMは独立して単結合、−O−、−COO−、−OCO−、または−OCOO−であり、
QMは独立して単結合または炭素数1〜20のアルキレンであり、該アルキレンにおいて少なくとも一つの−CH2−は−O−、−COO−、または−OCO−で置き換えられてもよく、
PGMは独立して式(PG−1)〜式(PG−9)のいずれか1つで表される官能基である。
式(PG−1)〜式(PG−9)中、R1は独立して水素、ハロゲン、メチル、エチル、またはトリフルオロメチルである。) - 式(1)で表される化合物および式(M1)で表される化合物の合計重量に対し、式(1)で表される化合物を10〜90重量%含有する請求項6に記載の重合性液晶組成物。
- 式(M1)において、PGMが式(PG−1)で表される官能基である、請求項6に記載の重合性液晶組成物。
- 請求項1〜8のいずれか一項に記載の重合性液晶組成物が重合した液晶重合膜類。
- 光配向膜により液晶分子を配向させた状態で固定化した、 請求項9に記載の液晶重合膜類、
- 請求項9または10に記載の液晶重合膜類からなる位相差フィルム。
- 請求項9または10に記載の液晶重合膜類を有する偏光板。
- 請求項9または10に記載の液晶重合膜類を有する表示素子。
- 式(1−1)で表される、重合性液晶化合物。
式(1−1)中、
T1は炭素数1〜10のアルキルまたは炭素数1〜10のアルコキシであり、
A1は独立して1,4−フェニレンであり、この1,4−フェニレンにおいて、少なくとも一つの水素はフッ素、塩素、トリフルオロメチル、炭素数1〜5のアルキル、炭素数1〜5のアルコキシ、炭素数1〜5のアルコキシカルボニル、または炭素数1〜5のアルカノイルで置き換えられてもよく、
Z1は独立して−COO−、−OCO−、−CH2CH2COO−、または−OCOCH2CH2−であり、
mおよびnはそれぞれ2または3であり、
Y1は単結合、−O−、−COO−、−OCO−、または−OCOO−であり、
Q1は単結合または炭素数1〜20のアルキレンであり、該アルキレンにおいて少なくとも一つの−CH2−は−O−、−COO−、または−OCO−で置き換えられてもよく、
PGは式(PG−1)〜式(PG−9)のいずれか1つで表される官能基である。
式(PG−1)〜式(PG−9)中、R1は独立して水素、ハロゲン、メチル、エチル、またはトリフルオロメチルである。
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