KR102541109B1 - 화합물, 혼합물, 액정 조성물, 경화물, 광학 이방체, 반사막 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 과제는, 자외선 등의 광조사에 의한 노광에 의하여 HTP의 강도를 증가시키는 화합물, 및 상기 화합물을 포함하는 혼합물을 제공하는 것이다. 또, 본 발명의 다른 과제는, 액정 조성물, 경화물, 광학 이방체, 및 반사막을 제공하는 것이다.
본 발명의 화합물은, 하기 일반식 (1)로 나타난다.

Description

화합물, 혼합물, 액정 조성물, 경화물, 광학 이방체, 반사막
본 발명은, 화합물, 혼합물, 액정 조성물, 경화물, 광학 이방체, 및 반사막에 관한 것이다.
액정성을 나타내는 화합물(이후, "액정성 화합물"이라고도 함)은, 다양한 용도에 적용할 수 있다. 예를 들면, 액정성 화합물은, 위상차막으로 대표되는 광학 이방체의 제조, 또는 콜레스테릭 액정상(液晶相)을 고정하여 이루어지는 반사막의 제조에 적용된다.
일반적으로, 콜레스테릭 액정상은, 네마틱 액정에 카이랄 화합물을 첨가함으로써 형성된다. 그중에서도, 강한 나선 비틀림력(HTP: Helical twisting power)을 갖는 카이랄 화합물로서, 바이나프틸 유도체가 이용되는 경우가 많다.
특허문헌 1에서는, 바이나프틸 유도체의 중간체로서, 분자 중에, 스틸벤 구조를 포함하는 바이나프톨 유도체를 개시하고 있다. 다만, 특허문헌 1의 실시예란에 기재된 합성 방법에서는, 스틸벤 구조로서 트랜스 스틸벤 구조만을 포함하는 바이나프톨 유도체가 선택적으로 합성된다.
특허문헌 1: 일본 공개특허공보 2003-055315호
한편, 최근, 자외선 등의 광조사에 의한 노광에 의하여 HTP의 강도를 증가시키는 카이랄 화합물이 요망되고 있다. 본 발명자들은, 특허문헌 1에 기재된 상기 바이나프톨 유도체에 대하여 검토했는데, 노광에 의하여 HTP의 강도가 저감되어, 원하는 요구를 만족시키지 않는 것을 발견했다.
그래서, 본 발명은, 자외선 등의 광조사에 의한 노광에 의하여 HTP의 강도를 증가시키는 화합물, 및 상기 화합물을 포함하는 혼합물을 제공하는 것을 과제로 한다.
또, 본 발명은, 액정 조성물, 경화물, 광학 이방체, 및 반사막을 제공하는 것도 과제로 한다.
본 발명자들은, 후술하는 일반식 (1)로 나타나는 화합물에 의하면 상기 과제를 해결할 수 있는 것을 알아내, 본 발명을 완성시켰다.
즉, 이하의 구성에 의하여 상기 과제를 해결할 수 있는 것을 알아냈다.
〔1〕후술하는 일반식 (1)로 나타나는 화합물.
〔2〕상기 L1이, 단결합을 나타내는, 〔1〕에 기재된 화합물.
〔3〕상기 R1, 상기 R3, 및 상기 R5로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1개 이상이, 상기 일반식 (2)로 나타나는 1가의 치환기를 나타내고, 또한 상기 R2, 상기 R4, 및 상기 R6으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1개 이상이, 상기 일반식 (2)로 나타나는 1가의 치환기를 나타내는, 〔1〕 또는 〔2〕에 기재된 화합물.
〔4〕상기 R1과 상기 R2가 서로 결합하여 환 구조를 형성하고 있는, 〔1〕 내지 〔3〕 중 어느 하나에 기재된 화합물.
〔5〕상기 L1이 일반식 (3)으로 나타나는 2가의 연결기를 나타내거나, 상기 Ri가 *-LS1-방향족 탄화 수소환기를 나타내거나, 또는 상기 R1 및 상기 R2가 서로 결합하여 *-LS2-2가의 방향족 탄화 수소환기-LS2-*를 나타내는, 〔1〕 내지 〔4〕 중 어느 하나에 기재된 화합물. 또한, LS1 및 LS2는, 각각 독립적으로, 단결합 또는 2가의 연결기를 나타내고, *는, 결합 위치를 나타낸다.
〔6〕상기 R7 및 상기 R8이, 수소 원자를 나타내는, 〔1〕 내지 〔5〕 중 어느 하나에 기재된 화합물.
〔7〕상기 Ar1이 벤젠환기를 나타내는, 〔1〕 내지 〔6〕 중 어느 하나에 기재된 화합물.
〔8〕상기 R1~상기 R6이, 모두, 후술하는 일반식 (4)로 나타나는 1가의 치환기 이외의 1가의 치환기를 나타내는, 〔1〕 내지 〔7〕 중 어느 하나에 기재된 화합물.
〔9〕〔8〕에 기재된 화합물과, 후술하는 일반식 (Y1)로 나타나는 화합물로 이루어지는 혼합물.
〔10〕상기 일반식 (6)으로 나타나는 1가의 치환기의 함유량에 대한 상기 일반식 (2)로 나타나는 1가의 치환기의 함유량의 비가, 5 이상인, 〔9〕에 기재된 혼합물.
〔11〕액정성 화합물과, 〔1〕 내지 〔8〕 중 어느 하나에 기재된 화합물 또는 〔9〕 혹은 〔10〕에 기재된 혼합물을 포함하는, 액정 조성물.
〔12〕〔11〕에 기재된 액정 조성물을 경화하여 이루어지는 경화물.
〔13〕〔11〕에 기재된 액정 조성물을 이용하여 형성되는, 광학 이방체.
〔14〕〔11〕에 기재된 액정 조성물을 이용하여 형성되는, 반사막.
본 발명에 의하면, 자외선 등의 광조사에 의한 노광에 의하여 HTP의 강도를 증가시키는 화합물, 및 상기 화합물을 포함하는 혼합물을 제공할 수 있다.
또, 본 발명에 의하면, 액정 조성물, 경화물, 광학 이방체, 및 반사막을 제공할 수 있다.
이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.
이하에 기재하는 구성 요건의 설명은, 본 발명의 대표적인 실시형태에 근거하여 이루어지는 경우가 있지만, 본 발명은 그와 같은 실시형태에 한정되는 것은 아니다.
또한, 본 명세서에 있어서, "~"를 이용하여 나타나는 수치 범위는, "~"의 전후에 기재되는 수치를 하한값 및 상한값으로서 포함하는 범위를 의미한다.
또, 본 명세서에 있어서, "(메트)아크릴로일"이란, 아크릴로일 또는 메타크릴로일을 의미한다.
[일반식 (1)로 나타나는 화합물]
일반식 (1)로 나타나는 화합물(이하, "특정 화합물"이라고도 함)의 특징점으로서, R1~R6 중 적어도 1개가, 후술하는 일반식 (2)로 나타나는 1가의 치환기를 포함하는 점을 들 수 있다. 바꾸어 말하면, 특정 화합물은, 후술하는 일반식 (2)로 나타나는 1가의 치환기를 포함함으로써, 분자 중에 시스 스틸벤 유도체 구조가 도입되어 있다. 후술하는 일반식 (2)로 나타나는 1가의 치환기는, 자외선 등의 에너지 조사를 받으면 트랜스 스틸벤 유도체 구조로 광이성화되고, 이 결과로서, 특정 화합물의 HTP의 강도가 증가한다.
또, 후술하는 바와 같이, 특정 화합물 중의 R1 및 R2가 서로 결합하여 환 구조를 형성하고 있는 경우, 특정 화합물은, 바이나프틸 골격의 회전이 억제되기 때문에, HTP의 온도 의존성이 낮고(바꾸어 말하면, HTP가 온도에 의존하여 변화하기 어렵고), 또한 노광 후의 HTP가 높다.
또한, 본 명세서 중, "바이나프틸 골격"이란, 후술하는 일반식 (1) 중의 R1~R6 이외의 구조 부위(이하에 나타내는 구조 부위)를 의도한다. 즉, 후술하는 일반식 (1-1) 및 일반식 (1-2) 중의 R1~R6 이외의 구조 부위를 총칭한 것에 해당한다.
[화학식 1]
Figure 112021022519411-pct00001
이하, 특정 화합물에 대하여 상세히 설명한다.
[화학식 2]
Figure 112021022519411-pct00002
일반식 (1) 중, R1~R6은, 각각 독립적으로, 수소 원자, 또는 1가의 치환기를 나타낸다. 단, R1~R6 중 적어도 1개는, 후술하는 일반식 (2)로 나타나는 1가의 치환기를 나타낸다.
R1~R6으로 나타나는 1가의 치환기로서는, 예를 들면 알킬기, 알콕시기, 아릴기, 아릴카보닐옥시기, 아릴옥시카보닐기, 아릴아마이드기, 알콕시카보닐기, 알킬카보닐옥시기, 및 신나모일옥시기 등의 1가의 치환기; 후술하는 일반식 (2)로 나타나는 1가의 치환기; 후술하는 일반식 (4)로 나타나는 1가의 치환기 등을 들 수 있다.
상기 R1~R6으로 나타나는 알킬기, 및 알킬카보닐옥시기 중의 알킬기로서는, 직쇄상, 분기쇄상, 및 환상 중 어느 것이어도 되고, 예를 들면 탄소수 1~10(바람직하게는, 탄소수 1~6)의 알킬기를 들 수 있다.
상기 R1~R6으로 나타나는 알콕시기, 및 알콕시카보닐기 중의 알콕시기로서는, 직쇄상, 분기쇄상, 및 환상 중 어느 것이어도 되고, 예를 들면 탄소수 1~10(바람직하게는, 탄소수 1~6)의 알콕시기를 들 수 있다.
상기 R1~R6으로 나타나는 아릴기, 및 아릴카보닐옥시기, 아릴옥시카보닐기와 아릴아마이드기 중의 아릴기로서는, 예를 들면 탄소수 6~18의 아릴기(예를 들면, 페닐기)를 들 수 있다.
상기 알킬기, 알콕시기, 아릴기, 아릴카보닐옥시기, 아릴옥시카보닐기, 아릴아마이드기, 알콕시카보닐기, 알킬카보닐옥시기, 및 신나모일옥시기 등의 1가의 치환기는, 치환기를 더 갖고 있어도 된다.
치환기로서는 특별히 제한되지 않지만, 예를 들면 탄소수 1~10의 알콕시기, 페녹시기, 및 이하에 나타내는 중합성기를 포함하는 기 등을 들 수 있다.
상기 중합성기를 포함하는 기에 있어서의 중합성기로서는, 공지의 중합성기를 들 수 있고, 반응성의 점에서, 부가 중합 반응이 가능한 관능기가 바람직하며, 중합성 에틸렌성 불포화기 또는 환중합성기가 보다 바람직하다. 중합성기로서는, 예를 들면 (메트)아크릴로일옥시기, (메트)아크릴로일아미노기, 바이닐기, 말레이미드기, 아세틸기, 스타이릴기, 알릴기, 에폭시기, 옥세테인기, 및 이들 기를 포함하는 기 등을 들 수 있다. 또한, 상기 각 기 중의 수소 원자는, 할로젠 원자 등 다른 치환기로 치환되어 있어도 된다.
중합성기의 적합한 구체예로서는, 이하의 일반식 (P-1)~(P-21)로 나타나는 기를 들 수 있다. 또한, 이하 식 중의 *는 결합 위치를 나타낸다. 또, Ra는, 수소 원자 또는 메틸기를 나타낸다. 또, Me는 메틸기, Et는 에틸기를 나타낸다.
[화학식 3]
Figure 112021022519411-pct00003
[화학식 4]
Figure 112021022519411-pct00004
상기 중합성기를 포함하는 기는, 상술한 중합성기를 갖고 있으면 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면 하기 일반식 (PA)로 나타나는 기를 들 수 있다.
*-LA-P (PA)
일반식 (PA) 중, LA는, 단결합 또는 2가의 연결기를 나타낸다. P는, 상술한 일반식 (P-1)~(P-21)로 나타나는 기를 나타낸다. *는, 결합 위치를 나타낸다.
상기 LA로 나타나는 2가의 연결기로서는, 예를 들면 탄소수 1~10의 직쇄상 혹은 분기쇄상의 알킬렌기, 또는 탄소수 1~10의 직쇄상 혹은 분기쇄상의 알킬렌기에 있어서의 1개 이상의 -CH2-가 -O-, -S-, -NH-, -N(CH3)-, -CO-, -OCO-, 및 -COO-로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 기로 치환된 2가의 연결기가 바람직하다.
LA로 나타나는 2가의 연결기로서는, 탄소수 1~10의 직쇄상 혹은 분기쇄상의 알킬렌기에 있어서 1개 이상의 -CH2-가 -O-로 치환된 기가 보다 바람직하다.
일반식 (PA)로 나타나는 기로서는, "*-O-(CH2)k-P(k는, 1~10의 정수를 나타냄)"로 나타나는 기가 바람직하다.
다만, 예를 들면 R1~R6으로 나타나는, 아릴카보닐옥시기, 아릴옥시카보닐기, 또는 아릴아마이드기가, 치환기를 갖는 경우, 치환기를 갖는 아릴카보닐옥시기, 치환기를 갖는 아릴옥시카보닐기, 및 치환기를 갖는 아릴아마이드기로서는, 예를 들면 하기 일반식 (T1)로 나타나는 기를 들 수 있다.
[화학식 5]
Figure 112021022519411-pct00005
일반식 (T1) 중, L11은, -O-CO-, -CO-O-, -N(Rb)-CO-, 또는 -CO-N(Rb)-를 나타낸다. Rb는, 수소 원자 또는 탄소수 1~10의 알킬기를 나타낸다.
LA 및 P는, 상술한 일반식 (PA) 중의 LA 및 P와 각각 동일한 의미이며, 적합 양태도 동일하다.
R11은, 1가의 치환기를 나타낸다. R11로 나타나는 1가의 치환기로서는, 예를 들면 탄소수 1~3의 알콕시기 등을 들 수 있다.
S11 및 S12는, 각각 독립적으로, 0~5의 정수를 나타낸다. 단, 1≤S11+S12≤5이다.
R1~R6으로 나타나는 1가의 치환기로서는, 그중에서도 알콕시기, 아릴카보닐옥시기, 아릴옥시카보닐기, 아릴아마이드기, 또는 상술한 일반식 (2)로 나타나는 1가의 치환기가 바람직하다. 또, 후술하는 바와 같이, R1과 R2는, 서로 결합하여 환 구조를 형성하고 있어도 된다.
이하, 상기 일반식 (2)로 나타나는 1가의 치환기, 및 상기 일반식 (4)로 나타나는 1가의 치환기에 대하여 설명한다.
먼저, 상기 일반식 (2)로 나타나는 1가의 치환기에 대하여 설명한다.
특정 화합물은, 일반식 (2)로 나타나는 1가의 치환기를 포함함으로써, 분자 중에 시스 스틸벤 유도체 구조가 도입되어 있다. 구체적으로는, 일반식 (2)로 나타나는 1가의 치환기 중의 L1이 단결합을 나타내는 경우, 일반식 (2) 중에 명시되는 올레핀 이중 결합 부위 (CA=C)에 있어서, 일반식 (2) 중에 명시되는 Ar1과 일반식 (1) 중의 바이나프틸 골격 중에 포함되는 벤젠환(일반식 (2)로 나타나는 1가의 치환기가 결합하는 벤젠환을 의도함)이 시스형 배치가 되어, 시스 스틸벤 유도체 구조가 형성된다. 또, 일반식 (2)로 나타나는 1가의 치환기 중의 L1이 일반식 (3)으로 나타나는 2가의 연결기를 나타내는 경우, 일반식 (2) 중에 명시되는 올레핀 이중 결합 부위 (CA=C)에 있어서, 일반식 (2) 중에 명시되는 Ar1과 일반식 (3)에 명시되는 Ar2가 시스형 배치가 되어, 시스 스틸벤 유도체 구조가 형성된다.
[화학식 6]
Figure 112021022519411-pct00006
일반식 (2) 중, Ar1은, n+1가의 방향족 탄화 수소환기를 나타낸다.
상기 방향족 탄화 수소환기를 구성하는 방향족 탄화 수소환으로서는 특별히 제한되지 않지만, 예를 들면 탄소수 6~20의 방향족 탄화 수소환을 들 수 있고, 탄소수 6~10의 방향족 탄화 수소환이 바람직하며, 그중에서도 벤젠환이 바람직하다(즉, Ar1은, 벤젠환기가 바람직하다).
CA는, 탄소 원자를 나타낸다.
R7 및 R8은, 각각 독립적으로, 수소 원자, 사이아노기, 치환 보릴기, 치환 실릴기, 치환 알루미늄기, 할로젠 원자, 알콕시카보닐기, 알킬카보닐기, 또는 탄소수 1~10의 1가의 지방족 탄화 수소기를 나타낸다.
R7 및 R8로 나타나는 치환 보릴기로서는, 예를 들면 *-BRX1RX2(RX1 및 RX2는, 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 1가의 치환기를 나타낸다. 단, RX1 및 RX2 중 1개 이상은 1가의 치환기를 나타낸다. 또한, RX1 및 RX2가 서로 결합하여 환 구조를 형성하고 있어도 됨)로 나타나는 기를 들 수 있다.
RX1 및 RX2로 나타나는 1가의 치환기로서는 특별히 제한되지 않지만, 예를 들면 탄소수 1~10의 알킬기(직쇄상, 분기쇄상, 및 환상 중 어느 것이어도 됨), 페닐기, 또는 탄소수 1~10의 알콕시기 등을 들 수 있다.
R7 및 R8로 나타나는 치환 실릴기로서는, 예를 들면 *-SiRX3RX4RX5(RX3~RX5는, 각각 독립적으로, 1가의 치환기를 나타냄)로 나타나는 기를 들 수 있다.
RX3~RX5로 나타나는 1가의 치환기로서는 특별히 제한되지 않지만, 예를 들면 탄소수 1~10의 알킬기(직쇄상, 분기쇄상, 및 환상 중 어느 것이어도 됨), 및 페닐기 등을 들 수 있다.
R7 및 R8로 나타나는 치환 알루미늄기로서는, *-AlRX5RX6(RX5 및 RX6은, 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 1가의 치환기를 나타낸다. 단, RX5 및 RX6 중 1개 이상은 1가의 치환기를 나타낸다. 또한, RX5 및 RX6이 서로 결합하여 환 구조를 형성하고 있어도 됨)으로 나타나는 기를 들 수 있다.
RX5 및 RX6으로 나타나는 1가의 치환기로서는 특별히 제한되지 않지만, 예를 들면 탄소수 1~10의 알킬기(직쇄상, 분기쇄상, 및 환상 중 어느 것이어도 됨), 및 페닐기 등을 들 수 있다.
R7 및 R8로 나타나는 할로젠 원자로서는, 불소 원자, 염소 원자, 브로민 원자, 및 아이오딘 원자 등을 들 수 있다.
R7 및 R8로 나타나는 알콕시카보닐기 중의 알킬기로서는, 직쇄상, 분기쇄상, 및 환상 중 어느 것이어도 되고, 예를 들면 탄소수 1~10(바람직하게는, 탄소수 1~6)의 알킬기를 들 수 있다. 상기 알콕시카보닐기는, 치환기를 더 갖고 있어도 된다.
R7 및 R8로 나타나는 알킬카보닐기 중의 알킬기로서는, 직쇄상, 분기쇄상, 및 환상 중 어느 것이어도 되고, 예를 들면 탄소수 1~10(바람직하게는, 탄소수 1~6)의 알킬기를 들 수 있다. 상기 알킬카보닐기는, 치환기를 더 갖고 있어도 된다.
R7 및 R8로 나타나는 탄소수 1~10의 1가의 지방족 탄화 수소기로서는, 직쇄상, 분기쇄상, 및 환상 중 어느 것이어도 된다.
상기 탄소수 1~10의 1가의 지방족 탄화 수소기로서는, 탄소수 1~10(바람직하게는 탄소수 1~6, 보다 바람직하게는 탄소수 1~4)의 알킬기, 탄소수 2~10(바람직하게는 탄소수 2~6, 보다 바람직하게는 탄소수 2~4)의 알켄일기, 및 탄소수 2~10(바람직하게는 탄소수 2~6, 보다 바람직하게는 탄소수 2~4)의 알카인일기를 들 수 있다. 또, 상기 탄소수 1~10의 1가의 지방족 탄화 수소기는, 치환기를 더 갖고 있어도 된다.
R7 및 R8로서는, 그중에서도 수소 원자가 바람직하다.
Ri는, 1가의 치환기를 나타낸다.
Ri로 나타나는 1가의 치환기로서는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면 알킬기, 알콕시기, 아릴기, 아릴카보닐옥시기, 아릴옥시카보닐기, 아릴아마이드기, 알콕시카보닐기, 알킬카보닐옥시기, 및 신나모일옥시기 등의 1가의 치환기 등을 들 수 있다.
상기 Ri로 나타나는 알킬기, 알콕시기, 아릴기, 아릴카보닐옥시기, 아릴옥시카보닐기, 아릴아마이드기, 알콕시카보닐기, 및 알킬카보닐옥시기는, 각각 상술한 일반식 (1) 중의 R1~R6으로 나타나는 알킬기, 알콕시기, 아릴기, 아릴카보닐옥시기, 아릴옥시카보닐기, 아릴아마이드기, 알콕시카보닐기, 및 알킬카보닐옥시기와 동일한 의미이며, 적합 양태도 동일하다.
Ri로 나타나는 1가의 치환기로서는, 알콕시기, 아릴카보닐옥시기, 아릴옥시카보닐기, 아릴아마이드기, 또는 알콕시카보닐기가 바람직하다.
일반식 (2) 중, n이 2 이상인 경우, 복수 존재하는 Ri는, 각각 동일해도 되고 달라도 된다.
n은, 0~5의 정수를 나타낸다.
n의 수는 특별히 제한되지 않지만, 0~3의 정수가 바람직하고, 1~3의 정수가 보다 바람직하다.
L1은, 단결합, 또는 하기 일반식 (3)으로 나타나는 2가의 연결기를 나타낸다. 또, *는, 일반식 (1) 중의 바이나프틸 골격과의 결합 위치를 나타낸다.
또한, L1이 단결합을 나타내는 경우, CA로 나타나는 탄소 원자가, 상기 일반식 (1) 중의 바이나프틸 골격과의 결합 부위를 나타낸다.
L1로서는, 그중에서도 HTP 증가율이 보다 큰 점에서, 단결합이 바람직하다.
이하, 상기 일반식 (3)으로 나타나는 2가의 연결기를 설명한다.
[화학식 7]
Figure 112021022519411-pct00007
일반식 (3) 중, L2는, 단결합, 또는 2가의 연결기를 나타낸다.
L2로 나타나는 2가의 연결기로서는 특별히 제한되지 않지만, 예를 들면 2가의 지방족 탄화 수소기(직쇄상, 분기쇄상 또는 환상이어도 되고, 탄소수 1~20인 것이 바람직하며, 예를 들면 알킬렌기, 알켄일렌기, 및 알카인일렌기를 들 수 있음), -O-, -S-, -SO2-, -NRA-, -CO-(-C(=O)-), -COO-(-C(=O)O-), -OCO-(-OC(=O)-), -NRA-CO-, -CO-NRA-, -SO3-, -SO2NRA-, -NRASO2-, -N=N-, -CH=N-, -N=CH-, 및 이들을 2종 이상 조합한 기를 들 수 있다. 여기에서, RA는, 수소 원자 또는 알킬기(바람직하게는 탄소수 1~10)를 나타낸다.
또한, 상기 2가의 연결기 중의 수소 원자는, 할로젠 원자 등의 다른 치환기로 치환되어 있어도 된다.
L2로 나타나는 2가의 연결기로서는, 그중에서도 -O-, -CO-, -COO-, 또는 -OCO-가 바람직하고, -COO-, 또는 -OCO-가 보다 바람직하다.
Ar2는, 2가의 방향족 탄화 수소환기를 나타낸다.
상기 방향족 탄화 수소환기를 구성하는 방향족 탄화 수소환으로서는 특별히 제한되지 않지만, 예를 들면 탄소수 6~20의 방향족 탄화 수소환을 들 수 있고, 탄소수 6~10의 방향족 탄화 수소환이 바람직하며, 그중에서도 벤젠환이 보다 바람직하다.
일반식 (3) 중, *는, 상기 일반식 (1) 중의 바이나프틸 골격과의 결합 위치를 나타낸다. **는, 상기 일반식 (2) 중의 상기 CA로 나타나는 탄소 원자와의 결합 부위를 나타낸다.
다음으로, 상기 일반식 (4)로 나타나는 1가의 치환기에 대하여 설명한다.
특정 화합물은, 일반식 (4)로 나타나는 1가의 치환기를 포함함으로써, 분자 중에 트랜스 스틸벤 유도체 구조가 도입될 수 있다. 구체적으로는, 일반식 (4)로 나타나는 1가의 치환기 중의 L3이 단결합을 나타내는 경우, 일반식 (4) 중에 명시되는 올레핀 이중 결합 부위 (CB=C)에 있어서, 일반식 (4) 중에 명시되는 Ar3과 일반식 (1) 중의 바이나프틸 골격 중에 포함되는 벤젠환(일반식 (4)로 나타나는 1가의 치환기가 결합하는 벤젠환을 의도함)이 트랜스형 배치가 되어, 트랜스 스틸벤 유도체 구조가 형성된다. 또, 일반식 (4)로 나타나는 1가의 치환기 중의 L3이 일반식 (5)로 나타나는 2가의 연결기를 나타내는 경우, 일반식 (4) 중에 명시되는 올레핀 이중 결합 부위 (CB=C)에 있어서, 일반식 (4) 중에 명시되는 Ar3과 일반식 (5)에 명시되는 Ar4가 트랜스형 배치가 되어, 트랜스 스틸벤 유도체 구조가 형성된다.
[화학식 8]
Figure 112021022519411-pct00008
일반식 (4) 중, Ar3은, m+1가의 방향족 탄화 수소환기를 나타낸다.
상기 방향족 탄화 수소환기를 구성하는 방향족 탄화 수소환으로서는 특별히 제한되지 않지만, 예를 들면 탄소수 6~20의 방향족 탄화 수소환을 들 수 있고, 탄소수 6~10의 방향족 탄화 수소환이 바람직하며, 그중에서도 벤젠환이 보다 바람직하다.
CB는, 탄소 원자를 나타낸다.
R9 및 R10은, 각각 독립적으로, 수소 원자, 사이아노기, 치환 보릴기, 치환 실릴기, 치환 알루미늄기, 할로젠 원자, 알콕시카보닐기, 알킬카보닐기, 또는 탄소수 1~10의 1가의 지방족 탄화 수소기를 나타낸다.
R9 및 R10으로 나타나는 치환 보릴기, 치환 실릴기, 치환 알루미늄기, 할로젠 원자, 알콕시카보닐기, 알킬카보닐기, 및 탄소수 1~10의 1가의 지방족 탄화 수소기로서는, 일반식 (2) 중의 R7 및 R8로 나타나는 치환 보릴기, 치환 실릴기, 치환 알루미늄기, 할로젠 원자, 알콕시카보닐기, 알킬카보닐기, 및 탄소수 1~10의 1가의 지방족 탄화 수소기와 동일한 것을 들 수 있고, 그 적합 양태도 동일하다.
R9 및 R10으로서는, 그중에서도 수소 원자가 바람직하다.
Rj는, 1가의 치환기를 나타낸다.
Rj로 나타나는 1가의 치환기로서는, 일반식 (2) 중의 Ri로 나타나는 1가의 치환기와 동일한 것을 들 수 있고, 그 적합 양태도 동일하다.
일반식 (4) 중, 또한 m이 2 이상인 경우, 복수 존재하는 Rj는, 각각 동일해도 되고 달라도 된다.
m은, 0~5의 정수를 나타낸다.
m의 수는 특별히 제한되지 않지만, 0~3의 정수가 바람직하고, 1~3의 정수가 보다 바람직하다.
L3은, 단결합, 또는 하기 일반식 (5)로 나타나는 2가의 연결기를 나타낸다. 또, *는, 일반식 (1) 중의 바이나프틸 골격과의 결합 위치를 나타낸다.
또한, L3이 단결합을 나타내는 경우, CB로 나타나는 탄소 원자가, 상기 일반식 (1) 중의 바이나프틸 골격과의 결합 부위를 나타낸다.
L3으로서는, 그중에서도 단결합이 바람직하다.
이하, 상기 일반식 (5)로 나타나는 2가의 연결기를 설명한다.
[화학식 9]
Figure 112021022519411-pct00009
일반식 (5) 중, L4는, 단결합, 또는 2가의 연결기를 나타낸다.
L4로 나타나는 2가의 연결기로서는, 일반식 (3) 중의 L2로 나타나는 2가의 치환기와 동일한 것을 들 수 있고, 그 적합 양태도 동일하다.
Ar4는, 2가의 방향족 탄화 수소환기를 나타낸다.
Ar4로 나타나는 2가의 방향족 탄화 수소환기로서는, 일반식 (3) 중의 Ar2로 나타나는 2가의 방향족 탄화 수소환기와 동일한 것을 들 수 있고, 그 적합 양태도 동일하다.
일반식 (5) 중, *는, 상기 일반식 (1) 중의 바이나프틸 골격과의 결합 위치를 나타낸다. **는, 상기 일반식 (4) 중의 상기 CB로 나타나는 탄소 원자와의 결합 부위를 나타낸다.
일반식 (1) 중, R1~R6으로 나타나는 1가의 치환기로서는, HTP 증가율이 보다 커지는 점에서, 상기 일반식 (4)로 나타나는 1가의 치환기 이외의 기인 것이 바람직하다.
또, 노광 후 HTP가 크고, 또한 HTP 증가율이 보다 커지는 점에서, 일반식 (1)에 있어서 R1~R6 중 2 이상이, 상기 일반식 (2)로 나타나는 1가의 치환기인 것이 바람직하다. 그중에서도, R1, R3, 및 R5로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1개 이상이 일반식 (2)로 나타나는 1가의 치환기를 나타내고, 또한 R2, R4, 및 R6으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1개 이상이 일반식 (2)로 나타나는 1가의 치환기를 나타내는 것이 바람직하다.
또, 노광 후 HTP가 보다 커지는 점에서, 특정 화합물은, 하기 양태 (A), 하기 양태 (B), 및 하기 양태 (C)로부터 선택되는 1개 이상의 양태를 충족시키는 것이 바람직하다.
양태 (A): 상기 일반식 (2)로 나타나는 1가의 치환기에 있어서, L1이 일반식 (3)으로 나타나는 2가의 연결기를 나타낸다.
양태 (B): 상기 일반식 (2)로 나타나는 1가의 치환기에 있어서, Ri가, *-LS1-1가의 방향족 탄화 수소환기를 나타낸다.
양태 (C): 일반식 (1) 중의 R1 및 R2가 서로 결합하여, *-LS2-2가의 방향족 탄화 수소환기-LS2-*를 나타낸다.
LS1 및 LS2는, 각각 독립적으로, 단결합 또는 2가의 연결기를 나타낸다. LS1 및 LS2로 나타나는 2가의 연결기는, 일반식 (3) 중의 L2로 나타나는 2가의 연결기와 동일한 의미이다. LS1 및 LS2로서는, 단결합, 2가의 지방족 탄화 수소기(직쇄상, 분기쇄상 또는 환상이어도 되고, 탄소수 1~20인 것이 바람직하며, 예를 들면 알킬렌기, 알켄일렌기, 및 알카인일렌기를 들 수 있음), -O-, -CO-, -NH-CO-, -CO-NH-, -COO-, 또는 -OCO-가 바람직하다.
양태 (B)에서 나타내는 1가의 방향족 탄화 수소환기를 구성하는 방향족 탄화 수소환으로서는 특별히 제한되지 않지만, 예를 들면 탄소수 6~20의 방향족 탄화 수소환을 들 수 있고, 탄소수 6~10의 방향족 탄화 수소환이 바람직하며, 그중에서도 벤젠환이 보다 바람직하다.
양태 (C)에서 나타내는 2가의 방향족 탄화 수소환기를 구성하는 방향족 탄화 수소환으로서는 특별히 제한되지 않지만, 예를 들면 탄소수 6~20의 방향족 탄화 수소환을 들 수 있고, 탄소수 6~10의 방향족 탄화 수소환이 바람직하며, 그중에서도 벤젠환이 보다 바람직하다.
특히, 노광 후 HTP가 보다 커지는 점에서, 특정 화합물은, 후술하는 일반식 (1-2)로 나타나고, 또한 상기 양태 (A), 상기 양태 (B), 및 상기 양태 (C)로부터 선택되는 1개 이상의 양태를 충족시키는 것이 바람직하다.
상기 구성으로 한 경우, 특정 화합물은, 방향족 탄화 수소환기가 단결합 또는 2가의 연결기를 통하여 3개 이상 연결되어 있는(단, 바이나프틸 골격 중의 나프탈렌환끼리의 연결은 포함하지 않음) 구조를 포함하고, 이 구조가 노광 후의 HTP를 보다 크게 하는 요인의 하나라고 추측된다.
상세하게는, 양태 (A)의 특정 화합물은, 바이나프틸 골격 중에 포함되는 나프탈렌환과, 일반식 (3) 중에 명시되는 Ar2와, 일반식 (2) 중에 명시되는 Ar1이, 단결합 또는 2가의 연결기를 통하여 연결되어 있는 구조를 포함한다. 또, 양태 (B)의 특정 화합물은, 바이나프틸 골격 중에 포함되는 나프탈렌환과, 일반식 (2) 중에 명시되는 Ar1과, 상기 Ri 중의 방향족 탄화 수소환이, 단결합 또는 2가의 연결기를 통하여 연결되어 있는 구조를 포함한다. 또, 양태 (C)의 특정 화합물은, 바이나프틸 골격 중에 포함되는 2개의 나프탈렌환과, R1 및 R2가 서로 결합하여 형성되는 *-LS2-2가의 방향족 탄화 수소환기-LS2-* 중의 방향족 탄화 수소환이, 단결합 또는 2가의 연결기를 통하여 연결되어 있는 구조를 포함한다.
또, 노광 후 HTP가 크고, 또한 HTP의 온도 의존성이 보다 작은 점에서, 일반식 (1) 중, R1과 R2가 서로 결합하여 환 구조를 형성하고 있는 것이 바람직하다.
상기 환 구조로서는 특별히 제한되지 않지만, 방향족환 및 비방향족환 중 어느 것이어도 되는데, 비방향환인 것이 바람직하고, 질소 원자, 산소 원자 및 황 원자 등의 헤테로 원자를 포함하고 있어도 된다.
상기 환 구조의 환원수는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면 5~12이다. 또한, 상기 환원수는, 일반식 (1) 중에 명시되는 4개의 탄소 원자를 포함하는 수이다.
일반식 (1) 중, 실선과 파선이 평행한 부분은, 일중 결합, 또는 이중 결합을 나타낸다. 실선과 파선이 평행한 부분이 일중 결합인 경우에는, 특정 화합물은, 하기 일반식 (1-1)로 나타나는 화합물에 상당하고, 실선과 파선이 평행한 부분이 이중 결합인 경우에는, 특정 화합물은, 하기 일반식 (1-2)로 나타나는 화합물에 상당한다. 특정 화합물은, 본 발명의 효과가 보다 우수한 점에서, 그중에서도 하기 일반식 (1-2)로 나타나는 화합물인 것이 바람직하다.
또한, 하기 일반식 (1-1) 및 하기 일반식 (1-2) 중의 R1~R6은, 일반식 (1) 중의 R1~R6과 각각 동일한 의미이며, 또 적합한 양태도 동일하다.
[화학식 10]
Figure 112021022519411-pct00010
특정 화합물로서는, 그중에서도 하기 일반식 (X1)로 나타나는 화합물이 바람직하다.
[화학식 11]
Figure 112021022519411-pct00011
일반식 (X1) 중, RX1~RX6은, 각각 독립적으로, 수소 원자, 또는 1가의 치환기를 나타낸다. 단, RX1~RX6 중 적어도 1개는, 상술한 일반식 (2)로 나타나는 1가의 치환기를 나타낸다. 또, RX1~RX6은, 상술한 일반식 (4)로 나타나는 1가의 치환기를 갖지 않는다.
RX1~RX6으로 나타나는 1가의 치환기로서는, 예를 들면 알킬기, 알콕시기, 아릴기, 아릴카보닐옥시기, 아릴옥시카보닐기, 아릴아마이드기, 알콕시카보닐기, 알킬카보닐옥시기, 및 신나모일옥시기 등의 1가의 치환기; 상술한 일반식 (2)로 나타나는 1가의 치환기 등을 들 수 있다.
상기 RX1~RX6으로 나타나는 알킬기, 알콕시기, 아릴기, 아릴카보닐옥시기, 아릴옥시카보닐기, 아릴아마이드기, 알콕시카보닐기, 및 알킬카보닐옥시기는, 각각 상술한 일반식 (1) 중의 R1~R6으로 나타나는 알킬기, 알콕시기, 아릴기, 아릴카보닐옥시기, 아릴옥시카보닐기, 아릴아마이드기, 알콕시카보닐기, 및 알킬카보닐옥시기와 동일한 의미이며, 적합 양태도 동일하다.
RX1~RX6으로 나타나는 1가의 치환기로서는, 그중에서도 알콕시기, 아릴카보닐옥시기, 아릴옥시카보닐기, 아릴아마이드기, 또는 상술한 일반식 (2)로 나타나는 1가의 치환기가 바람직하다. 또, 후술하는 바와 같이, RX1과 RX2는, 서로 결합하여 환 구조를 형성하고 있어도 된다.
노광 후 HTP가 크고, 또한 HTP 증가율이 보다 커지는 점에서, 일반식 (X1)에 있어서 RX1~RX6 중 2 이상이, 상기 일반식 (2)로 나타나는 1가의 치환기인 것이 바람직하다. 그중에서도, RX1, RX3, 및 RX5로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1개 이상이 일반식 (2)로 나타나는 1가의 치환기를 나타내고, 또한 RX2, RX4, 및 RX6으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1개 이상이 일반식 (2)로 나타나는 1가의 치환기를 나타내는 것이 바람직하다.
또, 노광 후 HTP가 보다 커지는 점에서, 일반식 (X1)로 나타나는 화합물은, 하기 양태 (A), 하기 양태 (B), 및 하기 양태 (C)로부터 선택되는 1개 이상의 양태를 충족시키는 것이 바람직하다.
양태 (A): 상기 일반식 (2)로 나타나는 1가의 치환기에 있어서, L1이 상술한 일반식 (3)으로 나타나는 2가의 연결기를 나타낸다.
양태 (B): 상기 일반식 (2)로 나타나는 1가의 치환기에 있어서, Ri가, *-LS1-1가의 방향족 탄화 수소환기를 나타낸다.
양태 (C): 일반식 (1) 중의 R1 및 R2가 서로 결합하여, *-LS2-2가의 방향족 탄화 수소환기-LS2-*를 나타낸다.
LS1 및 LS2는, 각각 독립적으로, 단결합 또는 2가의 연결기를 나타낸다. LS1 및 LS2로 나타나는 2가의 연결기는, 일반식 (3) 중의 L2로 나타나는 2가의 연결기와 동일한 의미이다. LS1 및 LS2로서는, 단결합, 2가의 지방족 탄화 수소기(직쇄상, 분기쇄상 또는 환상이어도 되고, 탄소수 1~20인 것이 바람직하며, 예를 들면 알킬렌기, 알켄일렌기, 및 알카인일렌기를 들 수 있음), -O-, -CO-, -NH-CO-, -CO-NH-, -COO-, 또는 -OCO-가 바람직하다.
양태 (B)에서 나타내는 1가의 방향족 탄화 수소환기를 구성하는 방향족 탄화 수소환으로서는 특별히 제한되지 않지만, 예를 들면 탄소수 6~20의 방향족 탄화 수소환을 들 수 있고, 탄소수 6~10의 방향족 탄화 수소환이 바람직하며, 그중에서도 벤젠환이 보다 바람직하다.
양태 (C)에서 나타내는 2가의 방향족 탄화 수소환기를 구성하는 방향족 탄화 수소환으로서는 특별히 제한되지 않지만, 예를 들면 탄소수 6~20의 방향족 탄화 수소환을 들 수 있고, 탄소수 6~10의 방향족 탄화 수소환이 바람직하며, 그중에서도 벤젠환이 보다 바람직하다.
특히, 노광 후 HTP가 보다 커지는 점에서, 일반식 (X1)로 나타나는 화합물은, 상술한 일반식 (1-2)로 나타나는 구조와 동일한 구조를 갖고(바꾸어 말하면, 일반식 (X1) 중의 실선과 파선이 평행한 부분이 모두 이중 결합을 나타내고), 또한 상기 양태 (A), 상기 양태 (B), 및 상기 양태 (C)로부터 선택되는 1개 이상의 양태를 충족시키는 것이 바람직하다.
상기 구성으로 한 경우, 일반식 (X1)로 나타나는 화합물은, 방향족 탄화 수소환기가 단결합 또는 2가의 연결기를 통하여 3개 이상 연결되어 있는(단, 바이나프틸 골격 중의 나프탈렌환끼리의 연결은 포함하지 않음) 구조를 포함하고, 이 구조가 노광 후의 HTP를 보다 크게 하는 요인의 하나라고 추측된다. 상세하게는, 양태 (A)의 일반식 (X1)로 나타나는 화합물은, 바이나프틸 골격 중에 포함되는 나프탈렌환과, 일반식 (3) 중에 명시되는 Ar2와, 일반식 (2) 중에 명시되는 Ar1이, 단결합 또는 2가의 연결기를 통하여 연결되어 있는 구조를 포함한다. 또, 양태 (B)의 일반식 (X1)로 나타나는 화합물은, 바이나프틸 골격 중에 포함되는 나프탈렌환과, 일반식 (2) 중에 명시되는 Ar1과, 상기 Ri 중의 방향족 탄화 수소환이, 단결합 또는 2가의 연결기를 통하여 연결되어 있는 구조를 포함한다. 또, 양태 (C)의 일반식 (X1)로 나타나는 화합물은, 바이나프틸 골격 중에 포함되는 2개의 나프탈렌환과, R1 및 R2가 서로 결합하여 형성되는 *-LS2-2가의 방향족 탄화 수소환기-LS2-* 중의 방향족 탄화 수소환이, 단결합 또는 2가의 연결기를 통하여 연결되어 있는 구조를 포함한다.
또, 노광 후 HTP가 크고, 또한 HTP의 온도 의존성이 보다 작은 점에서, 일반식 (X1) 중, RX1과 RX2가 서로 결합하여 환 구조를 형성하고 있는 것이 바람직하다.
상기 환 구조로서는 특별히 제한되지 않지만, 방향족환 및 비방향족환 중 어느 것이어도 되는데, 비방향환인 것이 바람직하고, 질소 원자, 산소 원자 및 황 원자 등의 헤테로 원자를 포함하고 있어도 된다.
상기 환 구조의 환원수는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면 5~12이다. 또한, 상기 환원수는, 일반식 (X1) 중에 명시되는 4개의 탄소 원자를 포함시킨 수이다.
특정 화합물에 있어서, 상술한 일반식 (2)로 나타나는 1가의 치환기의 함유량(이하 "X1(몰)"이라고도 함), 및 상술한 일반식 (4)로 나타나는 1가의 치환기의 함유량(이하 "Y1(몰)"이라고도 함)은, 1H NMR(핵자기 공명)에 의하여 구할 수 있다. 특정 화합물이, 상술한 일반식 (2)로 나타나는 1가의 치환기와 상술한 일반식 (4)로 나타나는 1가의 치환기를 포함하는 경우, X1/Y1은, 5 이상인 것이 바람직하고, 10 이상인 것이 보다 바람직하다.
특정 화합물은, 공지의 방법에 준하여 합성할 수 있다. 예를 들면, 톨란 구조를 갖는 바이나프톨 유도체를 접촉 환원에 의하여 환원하는 공정을 포함하는 제법, 및 톨란 구조를 갖는 바이나프톨 유도체를 하이드로메탈화에 의하여 치환 알켄으로 하는 공정을 포함하는 제법 등에 의하여 합성할 수 있다.
또, 특정 화합물은, R체여도 되고 S체여도 되며, R체와 S체의 혼합물이어도 된다.
이하에, 상기 특정 화합물의 구체예를 나타내지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 또한, 이하의 화합물에 대해서는, R체만, 또는 S체만을 예시하는 경우가 있지만, 대응하는 S체, 및 R체도 이용할 수 있다.
[화학식 12]
Figure 112021022519411-pct00012
[화학식 13]
Figure 112021022519411-pct00013
[화학식 14]
Figure 112021022519411-pct00014
[화학식 15]
Figure 112021022519411-pct00015
[화학식 16]
Figure 112021022519411-pct00016
[화학식 17]
Figure 112021022519411-pct00017
[화학식 18]
Figure 112021022519411-pct00018
[화학식 19]
Figure 112021022519411-pct00019
[화학식 20]
Figure 112021022519411-pct00020
[화학식 21]
Figure 112021022519411-pct00021
[화학식 22]
Figure 112021022519411-pct00022
[화학식 23]
Figure 112021022519411-pct00023
[화학식 24]
Figure 112021022519411-pct00024
[화학식 25]
Figure 112021022519411-pct00025
[화학식 26]
Figure 112021022519411-pct00026
[화학식 27]
Figure 112021022519411-pct00027
〔용도〕
상기 특정 화합물은, 이른바 카이랄제로서, 다양한 용도에 적용할 수 있다. 예를 들면, 특정 화합물과 액정성 화합물을 혼합하여 얻어지는 액정 조성물을 이용함으로써, 콜레스테릭 액정상을 형성할 수 있다.
[혼합물]
본 발명의 혼합물은, 상술한 일반식 (X1)로 나타나는 화합물과, 하기 일반식 (Y1)로 나타나는 화합물로 이루어진다.
이하, 하기 일반식 (Y1)로 나타나는 화합물에 대하여 상세히 설명한다.
[화학식 28]
Figure 112021022519411-pct00028
일반식 (Y1) 중, R11~R16은, 각각 독립적으로, 수소 원자, 또는 1가의 치환기를 나타낸다. 단, R11~R16 중 적어도 1개는, 후술하는 일반식 (6)으로 나타나는 1가의 치환기를 나타낸다.
R11~R16으로 나타나는 1가의 치환기로서는, 예를 들면 알킬기, 알콕시기, 아릴기, 아릴카보닐옥시기, 아릴옥시카보닐기, 아릴아마이드기, 알콕시카보닐기, 알킬카보닐옥시기, 및 신나모일옥시기 등의 1가의 치환기; 상술한 일반식 (2)로 나타나는 1가의 치환기; 후술하는 일반식 (6)으로 나타나는 1가의 치환기 등을 들 수 있다.
상기 R11~R16으로 나타나는 알킬기, 알콕시기, 아릴기, 아릴카보닐옥시기, 아릴옥시카보닐기, 아릴아마이드기, 알콕시카보닐기, 및 알킬카보닐옥시기는, 각각 상술한 일반식 (1) 중의 R1~R6으로 나타나는 알킬기, 알콕시기, 아릴기, 아릴카보닐옥시기, 아릴옥시카보닐기, 아릴아마이드기, 알콕시카보닐기, 및 알킬카보닐옥시기와 동일한 의미이며, 적합 양태도 동일하다.
R11~R16으로 나타나는 1가의 치환기로서는, 그중에서도 알콕시기, 아릴카보닐옥시기, 아릴옥시카보닐기, 아릴아마이드기, 또는 상술한 일반식 (6)으로 나타나는 1가의 치환기가 바람직하다. 또, 후술하는 바와 같이, R11과 R12는, 서로 결합하여 환 구조를 형성하고 있어도 된다.
이하, 상기 일반식 (6)으로 나타나는 1가의 치환기에 대하여 설명한다.
일반식 (Y1)로 나타나는 화합물은, 일반식 (6)으로 나타나는 1가의 치환기를 포함함으로써, 분자 중에 트랜스 스틸벤 유도체 구조가 도입된다. 구체적으로는, 일반식 (6)으로 나타나는 1가의 치환기 중의 L5가 단결합을 나타내는 경우, 일반식 (6) 중에 명시되는 올레핀 이중 결합 부위 (CC=C)에 있어서, 일반식 (6) 중에 명시되는 Ar5와 일반식 (Y1) 중의 바이나프틸 골격 중에 포함되는 벤젠환(일반식 (6)으로 나타나는 1가의 치환기가 결합하는 벤젠환을 의도함)이 트랜스형 배치가 되어, 트랜스 스틸벤 유도체 구조가 형성된다. 또, 일반식 (6)으로 나타나는 1가의 치환기 중의 L5가 일반식 (7)로 나타나는 2가의 연결기를 나타내는 경우, 일반식 (6) 중에 명시되는 올레핀 이중 결합 부위 (CC=C)에 있어서, 일반식 (6) 중에 명시되는 Ar5와 일반식 (7)에 명시되는 Ar6이 트랜스형 배치가 되어, 트랜스 스틸벤 유도체 구조가 형성된다.
[화학식 29]
Figure 112021022519411-pct00029
일반식 (6) 중, Ar5는, l+1가의 방향족 탄화 수소환기를 나타낸다.
상기 방향족 탄화 수소환기를 구성하는 방향족 탄화 수소환으로서는 특별히 제한되지 않지만, 예를 들면 탄소수 6~20의 방향족 탄화 수소환을 들 수 있고, 탄소수 6~10의 방향족 탄화 수소환이 바람직하며, 그중에서도 벤젠환이 바람직하다.
CC는, 탄소 원자를 나타낸다.
R17 및 R18은, 각각 독립적으로, 수소 원자, 사이아노기, 치환 보릴기, 치환 실릴기, 치환 알루미늄기, 할로젠 원자, 알콕시카보닐기, 알킬카보닐기, 또는 탄소수 1~10의 1가의 지방족 탄화 수소기를 나타낸다.
R17 및 R18로 나타나는 치환 보릴기, 치환 실릴기, 치환 알루미늄기, 할로젠 원자, 알콕시카보닐기, 알킬카보닐기, 또는 탄소수 1~10의 1가의 지방족 탄화 수소기로서는, 일반식 (2) 중의 R7 및 R8로 나타나는 치환 보릴기, 치환 실릴기, 치환 알루미늄기, 할로젠 원자, 알콕시카보닐기, 알킬카보닐기, 및 탄소수 1~10의 1가의 지방족 탄화 수소기와 동일한 것을 들 수 있고, 그 적합 양태도 동일하다.
R17 및 R18로서는, 그중에서도 수소 원자가 바람직하다.
Rk는, 1가의 치환기를 나타낸다.
Rk로 나타나는 1가의 치환기로서는, 일반식 (2) 중의 Ri로 나타나는 1가의 치환기와 동일한 것을 들 수 있고, 그 적합 양태도 동일하다.
일반식 (6) 중, l이 2 이상인 경우, 복수 존재하는 Rk는, 각각 동일해도 되고 달라도 된다.
l은, 0~5의 정수를 나타낸다.
l의 수는 특별히 제한되지 않지만, 0~3의 정수가 바람직하고, 1~3의 정수가 보다 바람직하다.
L5는, 단결합, 또는 하기 일반식 (7)로 나타나는 2가의 연결기를 나타낸다. 또, *는, 상기 일반식 (Y1) 중의 바이나프틸 골격과의 결합 위치를 나타낸다.
또한, L5가 단결합을 나타내는 경우, CC로 나타나는 탄소 원자가, 상기 일반식 (Y1) 중의 바이나프틸 골격과의 결합 부위를 나타낸다.
L5로서는, 그중에서도 단결합이 바람직하다.
이하, 상기 일반식 (7)로 나타나는 2가의 연결기를 설명한다.
[화학식 30]
Figure 112021022519411-pct00030
일반식 (7) 중, L6은, 단결합, 또는 2가의 연결기를 나타낸다.
L6으로 나타나는 2가의 연결기로서는, 일반식 (3) 중의 L2로 나타나는 2가의 치환기와 동일한 것을 들 수 있고, 그 적합 양태도 동일하다.
Ar6은, 2가의 방향족 탄화 수소환기를 나타낸다.
Ar6으로 나타나는 2가의 방향족 탄화 수소환기로서는, 일반식 (3) 중의 Ar2로 나타나는 2가의 방향족 탄화 수소환기와 동일한 것을 들 수 있고, 그 적합 양태도 동일하다.
일반식 (7) 중, *는, 상기 일반식 (Y1) 중의 바이나프틸 골격과의 결합 위치를 나타낸다. **는, 상기 일반식 (6) 중의 상기 CC와의 결합 부위를 나타낸다.
또, 일반식 (Y1)에 있어서 R11~R16 중 2 이상이, 상기 일반식 (6)으로 나타나는 1가의 치환기인 것이 바람직하다. 그중에서도, R11, R13, 및 R15로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1개 이상이 일반식 (6)으로 나타나는 1가의 치환기를 나타내고, 또한 R12, R14, 및 R16으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1개 이상이 일반식 (6)으로 나타나는 1가의 치환기를 나타내는 것이 바람직하다.
또, HTP의 온도 의존성이 보다 작은 점에서, 일반식 (Y1) 중, R11과 R12가 서로 결합하여 환 구조를 형성하고 있는 것이 바람직하다.
상기 환 구조로서는 특별히 제한되지 않지만, 방향족환 및 비방향족환 중 어느 것이어도 되는데, 비방향환인 것이 바람직하고, 질소 원자, 산소 원자 및 황 원자 등의 헤테로 원자를 포함하고 있어도 된다.
상기 환 구조의 환원수는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면 5~12이다. 또한, 상기 환원수는, 일반식 (Y1) 중에 명시되는 4개의 탄소 원자를 포함시킨 수이다.
일반식 (Y1) 중, 실선과 파선이 평행한 부분은, 일중 결합, 또는 이중 결합을 나타낸다. 실선과 파선이 평행한 부분이 일중 결합인 경우에는, 일반식 (Y1)로 나타나는 화합물은, 하기 일반식 (Y1-1)로 나타나는 화합물에 상당하고, 실선과 파선이 평행한 부분이 이중 결합인 경우에는, 일반식 (Y1)로 나타나는 카이랄 화합물은, 하기 일반식 (Y1-2)로 나타나는 화합물에 상당한다.
또한, 하기 일반식 (Y1-1) 및 하기 일반식 (Y1-2) 중의 R11~R16은, 일반식 (Y1) 중의 R11~R16과 각각 동일한 의미이며, 또 적합한 양태도 동일하다.
[화학식 31]
Figure 112021022519411-pct00031
혼합물 중, 상기 일반식 (X1)로 나타나는 화합물과, 상기 일반식 (Y1)로 나타나는 화합물의 혼합비는 특별히 제한되지 않으며, 원하는 초기 HTP 및 HTP 증가율이 되도록 임의의 비율로 혼합하면 된다. 바꾸어 말하면, 상기 혼합물은, 상기 일반식 (X1)로 나타나는 화합물과 상기 일반식 (Y1)로 나타나는 화합물의 혼합비를 조정함으로써, 원하는 초기 HTP 및 HTP 증가율을 설정할 수 있다.
그중에서도, HTP 증가율이 보다 커지는 점에서, 혼합물에 있어서의 일반식 (2)로 나타나는 1가의 치환기의 함유량(이하 "X2(몰)"라고도 함)과 일반식 (6)으로 나타나는 1가의 치환기의 함유량(이하 "Y2(몰)"라고도 함)의 함유비(일반식 (6)으로 나타나는 1가의 치환기의 함유량에 대한 일반식 (2)로 나타나는 1가의 치환기의 함유량(X2/Y2))는, 5 이상이 바람직하고, 10 이상이 보다 바람직하다.
또한, 혼합물에 있어서, 일반식 (2)로 나타나는 1가의 치환기의 함유량 및 일반식 (6)으로 나타나는 1가의 치환기의 함유량은, 1H NMR(핵자기 공명)에 의하여 구할 수 있다.
또, 혼합물 중, 상기 일반식 (X1)로 나타나는 화합물과 상기 일반식 (Y1)로 나타나는 화합물의 조합으로서는, 하기 요건 (A) 및 하기 요건 (B)를 모두 충족시키는 조합인 것이 바람직하다.
요건 (A):
혼합물 중, 상기 일반식 (X1) 중 및 상기 일반식 (Y1) 중에 있어서 실선과 파선이 평행한 부분이 모두 이중 결합을 나타내거나, 또는 상기 일반식 (X1) 중 및 상기 일반식 (Y1) 중에 있어서 실선과 파선이 평행한 부분이 모두 일중 결합을 나타낸다.
요건 (B):
·상기 일반식 (X1)로 나타나는 화합물에 있어서, RX1과 RX2가 서로 결합하여 환 구조를 형성하지 않는 경우:
혼합물 중, 상기 일반식 (X1)로 나타나는 화합물에 있어서 RX1이 일반식 (2)로 나타나는 1가의 치환기를 나타내는 경우, 상기 일반식 (Y1)로 나타나는 화합물에 있어서 R11이 일반식 (6)으로 나타나는 1가의 치환기를 나타내고, 상기 일반식 (X1)로 나타나는 화합물에 있어서 RX2가 일반식 (2)로 나타나는 1가의 치환기를 나타내는 경우, 상기 일반식 (Y1)로 나타나는 화합물에 있어서 R12가 일반식 (6)으로 나타나는 1가의 치환기를 나타내며, 상기 일반식 (X1)로 나타나는 화합물에 있어서 RX3이 일반식 (2)로 나타나는 1가의 치환기를 나타내는 경우, 상기 일반식 (Y1)로 나타나는 화합물에 있어서 R13이 일반식 (6)으로 나타나는 1가의 치환기를 나타내고, 상기 일반식 (X1)로 나타나는 화합물에 있어서 RX4가 일반식 (2)로 나타나는 1가의 치환기를 나타내는 경우, 상기 일반식 (Y1)로 나타나는 화합물에 있어서 R14가 일반식 (6)으로 나타나는 1가의 치환기를 나타내며, 상기 일반식 (X1)로 나타나는 화합물에 있어서 RX5가 일반식 (2)로 나타나는 1가의 치환기를 나타내는 경우, 상기 일반식 (Y1)로 나타나는 화합물에 있어서 R15가 일반식 (6)으로 나타나는 1가의 치환기를 나타내고, 상기 일반식 (X1)로 나타나는 화합물에 있어서 RX6이 일반식 (2)로 나타나는 1가의 치환기를 나타내는 경우, 상기 일반식 (Y1)로 나타나는 화합물에 있어서 R16이 일반식 (6)으로 나타나는 1가의 치환기를 나타낸다.
또한, 상기 양태에 있어서, 일반식 (2) 중의 L1, R7, R8, Ar1, Ri 및 n은, 일반식 (6) 중의 L5, R17, R18, Ar5, Rk, 및 l과 각각 동일하며, 또한 상기 일반식 (X1)로 나타나는 화합물에 있어서의 일반식 (2)로 나타나는 1가의 치환기 이외를 나타내는 RX1~RX6은, 상기 일반식 (Y1)로 나타나는 화합물에 있어서의 일반식 (6)으로 나타나는 1가의 치환기 이외를 나타내는 R11~R16과 각각 동일한 것이 바람직하다.
·상기 일반식 (X1)로 나타나는 화합물에 있어서, RX1과 RX2가 서로 결합하여 환 구조를 형성하는 경우:
혼합물 중, 상기 일반식 (X1)로 나타나는 화합물에 있어서 RX3이 일반식 (2)로 나타나는 1가의 치환기를 나타내는 경우, 상기 일반식 (Y1)로 나타나는 화합물에 있어서 R13이 일반식 (6)으로 나타나는 1가의 치환기를 나타내고, 상기 일반식 (X1)로 나타나는 화합물에 있어서 RX4가 일반식 (2)로 나타나는 1가의 치환기를 나타내는 경우, 상기 일반식 (Y1)로 나타나는 화합물에 있어서 R14가 일반식 (6)으로 나타나는 1가의 치환기를 나타내며, 상기 일반식 (X1)로 나타나는 화합물에 있어서 RX5가 일반식 (2)로 나타나는 1가의 치환기를 나타내는 경우, 상기 일반식 (Y1)로 나타나는 화합물에 있어서 R15가 일반식 (6)으로 나타나는 1가의 치환기를 나타내고, 상기 일반식 (X1)로 나타나는 화합물에 있어서 RX6이 일반식 (2)로 나타나는 1가의 치환기를 나타내는 경우, 상기 일반식 (Y1)로 나타나는 화합물에 있어서 R16이 일반식 (6)으로 나타나는 1가의 치환기를 나타내며, 또한 상기 일반식 (Y)로 나타나는 화합물에 있어서 R11과 R12가 서로 결합하여 환 구조를 나타낸다.
또한, 상기 양태에 있어서, 일반식 (2) 중의 L1, R7, R8, Ar1, Ri 및 n은, 일반식 (6) 중의 L5, R17, R18, Ar5, Rk, 및 l과 각각 동일하며, 상기 일반식 (X1)로 나타나는 화합물에 있어서의 일반식 (2)로 나타나는 1가의 치환기 이외를 나타내는 RX3~RX6은, 상기 일반식 (Y1)로 나타나는 화합물에 있어서의 일반식 (6)으로 나타나는 1가의 치환기 이외를 나타내는 R13~R16과 각각 동일하고, 또한 상기 일반식 (X1)로 나타나는 화합물에 있어서의 RX1과 RX2가 서로 결합하여 형성되는 환 구조와, 상기 일반식 (Y)로 나타나는 화합물에 있어서의 R11과 R12가 서로 결합하여 형성되는 환 구조가 동일한 것이 바람직하다.
〔용도〕
상기 혼합물은, 이른바 카이랄제로서, 다양한 용도에 적용할 수 있다. 예를 들면, 상기 혼합물과 액정성 화합물을 혼합하여 얻어지는 액정 조성물을 이용함으로써, 콜레스테릭 액정상을 형성할 수 있다.
[액정 조성물]
다음으로, 본 발명의 액정 조성물에 대하여 설명한다.
본 발명의 액정 조성물은, 액정성 화합물과, 상술한 특정 화합물 또는 상술한 혼합물을 포함한다.
이하에, 본 발명의 액정 조성물에 포함되는 각 성분에 대하여 설명한다.
〔액정성 화합물〕
상기 액정성 화합물은, 액정성을 나타내는 화합물을 의미한다. 또한, 화합물이 액정성을 나타낸다란, 온도를 변화시켰을 때에, 결정상(結晶相)(저온 측)과 등방상(고온 측)의 사이에 중간상을 발현하는 성질을 화합물이 갖는 것을 의도한다. 구체적인 관찰 방법으로서는, 메틀러 토레도사제 핫스테이지 시스템 FP90 등으로 화합물을 가열 또는 강온하면서, 편광 현미경 하에서 관찰함으로써, 액정상에서 유래하는 광학성 이방성과 유동성을 확인할 수 있다.
액정성 화합물로서는, 액정성을 갖고 있으면 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 봉상 네마틱 액정성 화합물 등을 들 수 있다.
봉상 네마틱 액정성 화합물로서는, 예를 들면 아조메타인류, 아족시류, 사이아노바이페닐류, 사이아노페닐에스터류, 벤조산 에스터류, 사이클로헥세인카복실산 페닐에스터류, 사이아노페닐사이클로헥세인류, 사이아노 치환 페닐피리미딘류, 알콕시 치환 페닐피리미딘류, 페닐다이옥세인류, 톨란류, 및 알켄일사이클로헥실벤조나이트릴류 등을 들 수 있다. 또한, 저분자 액정성 화합물뿐만 아니라, 고분자 액정성 화합물도 이용할 수 있다.
액정성 화합물은, 중합성이어도 되고 비중합성이어도 된다.
중합성기를 갖지 않는 봉상 액정성 화합물에 대해서는, 다양한 문헌(예를 들면, Y. Goto et. al., Mol. Cryst. Liq. Cryst. 1995, Vol. 260, pp.23-28)에 기재가 있다.
한편, 중합성 봉상 액정성 화합물은, 중합성기를 봉상 액정성 화합물에 도입함으로써 얻어진다. 중합성기의 예에는, 불포화 중합성기, 에폭시기, 및 아지리딘일기 등이 포함되고, 불포화 중합성기가 바람직하며, 에틸렌성 불포화 중합성기가 보다 바람직하다. 중합성기는 다양한 방법으로, 봉상 액정성 화합물의 분자 중에 도입할 수 있다. 중합성 봉상 액정성 화합물이 갖는 중합성기의 개수는, 바람직하게는 1~6개, 보다 바람직하게는 1~3개이다. 2종류 이상의 중합성 봉상 액정성 화합물을 병용해도 된다. 2종류 이상의 중합성 봉상 액정성 화합물을 병용하면, 배향 온도를 저하시킬 수 있다.
액정성 화합물로서는, 콜레스테릭 액정상을 고정할 수 있는 점에서, 적어도 1개 이상의 중합성기를 갖는 액정성 화합물이 바람직하고, 적어도 2개 이상의 중합성기를 갖는 액정성 화합물이 보다 바람직하다.
액정성 화합물로서는, 하기 일반식 (LC)로 나타나는 화합물이 바람직하다.
[화학식 32]
Figure 112021022519411-pct00032
일반식 (LC) 중, P11 및 P12는, 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 중합성기를 나타낸다. 단, P11 및 P12 중 적어도 일방이 중합성기를 나타낸다. L11 및 L12는, 각각 독립적으로, 단결합 또는 2가의 연결기를 나타낸다. A11~A15는, 각각 독립적으로, 치환기를 갖고 있어도 되는, 방향족 탄화 수소환기 또는 방향족 복소환기를 나타낸다. Z11~Z14는, 각각 독립적으로, 단결합 또는 2가의 연결기를 나타낸다. m3 및 m4는, 각각 독립적으로, 0 또는 1의 정수를 나타낸다.
일반식 (LC) 중, P11 및 P12로 나타나는 중합성기로서는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 상술한 일반식 (P-1)~(P-21)로 나타나는 중합성기를 들 수 있다.
P11 및 P12는, 적어도 어느 1개 이상이 중합성기를 나타내고, 모두 중합성기를 나타내는 것이 바람직하다.
일반식 (LC) 중, L11 및 L12로 나타나는 2가의 연결기로서는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 탄소수 1~20의 직쇄상 혹은 분기쇄상의 알킬렌기, 및 탄소수 1~20의 직쇄상 혹은 분기쇄상의 알킬렌기에 있어서 1개 또는 2개 이상의 -CH2-가 -O-, -S-, -NH-, -N(CH3)-, -CO-, -OCO-, 또는 -COO-로 치환된 기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 연결기를 들 수 있다. L11 및 L12로 나타나는 2가의 연결기로서는, 탄소수 1~20의 직쇄상 혹은 분기쇄상의 알킬렌기에 있어서 1개 또는 2개 이상의 -CH2-가 -O-로 치환된 기가 바람직하다.
일반식 (LC) 중, A11~A15는, 각각 독립적으로, 치환기를 갖고 있어도 되는, 방향족 탄화 수소환기 또는 방향족 복소환기를 나타낸다.
상기 방향족 탄화 수소환기의 환원수는 특별히 제한되지 않지만, 예를 들면 5~10이다.
방향족 탄화 수소환기를 구성하는 방향족 탄화 수소환으로서는, 단환 구조 및 다환 구조 중 어느 것이어도 된다.
상기 방향족 탄화 수소환의 탄소수는 특별히 한정되지 않지만, 6~18이 바람직하고, 6~10이 보다 바람직하다. 방향족 탄화 수소환의 구체예로서는, 예를 들면 벤젠환, 바이페닐환, 나프탈렌환, 안트라센환, 페난트렌환, 및 플루오렌환을 들 수 있다. 그중에서도, 벤젠환이 바람직하다. 또한, 상기 방향족 탄화 수소환은, 환 상의 수소 원자가 2개 제거됨으로써, 방향족 탄화 수소환기를 구성한다.
상기 방향족 복소환기의 환원수로서는, 예를 들면 5~10이다.
방향족 복소환기를 구성하는 방향족 복소환으로서는, 단환 구조 및 다환 구조 중 어느 것이어도 된다.
상기 방향족 복소환기가 포함하는 헤테로 원자로서는, 예를 들면 질소 원자, 산소 원자 및 황 원자를 들 수 있다. 방향족 복소환의 탄소수는 특별히 한정되지 않지만, 5~18이 바람직하다. 상기 방향족 복소환의 구체예로서는, 예를 들면 피리딘환, 피리다진환, 피리미딘환, 피라진환, 트라이아진환, 싸이오펜환, 싸이아졸환, 및 이미다졸환을 들 수 있다. 또한, 상기 방향족 복소환은, 환 상의 수소 원자가 2개 제거됨으로써, 방향족 복소환기를 구성한다.
방향족 탄화 수소환기 및 방향족 복소환기는, 치환기를 갖고 있어도 된다. 치환기의 종류는 특별히 제한되지 않으며, 공지의 치환기를 들 수 있다. 예를 들면, 할로젠 원자, 알킬기, 알콕시기, 아릴기, 수산기, 아미노기, 카복실기, 설폰아마이드기, N-설폰일아마이드기, 아실기, 아실옥시기, 사이아노기, 나이트로기, 및 알콕시카보닐기를 들 수 있다. 상기 각 기는, 또한 치환기로 치환되어 있어도 된다. 예를 들면, 알킬기 중의 수소 원자가 불소 원자로 치환되어 있어도 된다. 또, 치환기의 수는 특별히 제한되지 않으며, 방향족 탄화 수소환기 및 방향족 복소환기는 1개의 치환기를 갖고 있어도 되고, 복수의 치환기를 갖고 있어도 된다.
그중에서도, 일반식 (LC)로 나타나는 화합물의 용해성이 보다 향상되는 점에서, 치환기가, 불소 원자, 염소 원자, 플루오로알킬기, 알콕시기, 또는 알킬기인 것이 바람직하고, 플루오로알킬기, 알콕시기, 또는 알킬기인 것이 보다 바람직하다.
상기 플루오로알킬기와 알킬기 중의 탄소수, 및 알콕시기 중의 알킬기의 탄소수는 특별히 제한되지 않지만, 1~10이 바람직하고, 1~5가 보다 바람직하며, 1~3이 더 바람직하고, 1이 특히 바람직하다.
또한, 플루오로알킬기란, 알킬기 중 적어도 1개의 수소 원자가 불소 원자로 치환된 기이며, 모든 수소 원자가 불소 원자로 치환되어 있는 것이 바람직하다(이른바, 퍼플루오로알킬기가 바람직하다).
A11~A15는, 치환기를 갖고 있어도 되는 방향족 탄화 수소환기가 바람직하고, 1위와 4위에서 결합하는 페닐렌기가 보다 바람직하다.
일반식 (LC) 중, Z11~Z14로 나타나는 2가의 연결기로서는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 2가의 지방족 탄화 수소기(직쇄상, 분기쇄상 또는 환상이어도 되고, 탄소수 1~20인 것이 바람직하며, 예를 들면 알킬렌기를 들 수 있다. 그 이외에도, 알켄일렌기, 알카인일렌기여도 됨), -O-, -S-, -SO2-, -NR1-, -CO-(-C(=O)-), -COO-(-C(=O)O-), -OCO-(-OC(=O)-), -NR1-CO-, -CO-NR1-, -SO3-, -SO2NR1-, -NR1SO2-, -N=N-, -CH=N-, -N=CH-, 및 이들을 2종 이상 조합한 기를 들 수 있다. 여기에서, R1은, 수소 원자 또는 알킬기(바람직하게는 탄소수 1~10)를 나타낸다. 또한, 상기 2가의 연결기 중의 수소 원자는, 할로젠 원자 등의 다른 치환기로 치환되어 있어도 된다.
Z11~Z14로서는, 그중에서도 -COO-, -OCO-, 또는 -CH=CH-가 바람직하다.
일반식 (LC) 중, m3 및 m4는, 각각 독립적으로, 0 또는 1의 정수를 나타내고, 0이 바람직하다.
일반식 (LC)로 나타나는 화합물은, 공지의 방법으로 합성할 수 있다.
이하에, 상기 일반식 (LC)로 나타나는 화합물의 구체예를 나타내지만, 이것에 한정되는 것은 아니다.
[화학식 33]
Figure 112021022519411-pct00033
[화학식 34]
Figure 112021022519411-pct00034
[화학식 35]
Figure 112021022519411-pct00035
일반식 (LC)로 나타나는 화합물은, 단독으로 이용해도 되고, 복수를 조합하여 이용해도 된다.
본 발명의 액정 조성물 중의 액정성 화합물의 함유량은, 액정성 조성물의 전체 질량에 대하여, 5~99질량%가 바람직하고, 25~98질량%가 보다 바람직하며, 65~98질량%가 더 바람직하고, 70~98질량%가 특히 바람직하다.
〔특정 화합물 또는 혼합물〕
본 발명의 액정 조성물은, 특정 화합물 또는 혼합물을 함유한다. 특정 화합물 및 혼합물은, 상술한 바와 같다. 또한, 특정 화합물은, 단독으로 이용해도 되고, 복수를 조합하여 이용해도 된다.
본 발명의 액정 조성물 중의 특정 화합물 또는 혼합물의 함유량은, 액정성 화합물의 전체 질량에 대하여, 1~20질량%가 바람직하고, 2~15질량%가 보다 바람직하며, 2~10질량%가 더 바람직하다.
〔중합 개시제〕
액정 조성물은, 중합 개시제를 포함하고 있어도 된다.
중합 개시제는, 자외선 조사에 의하여 중합 반응을 개시 가능한 광중합 개시제인 것이 바람직하다. 광중합 개시제로서는, 예를 들면 α-카보닐 화합물, 아실로인에터, α-탄화 수소 치환 방향족 아실로인 화합물, 다핵 퀴논 화합물, 페나진 화합물, 및 옥사다이아졸 화합물을 들 수 있다.
액정 조성물 중에서의 중합 개시제의 함유량은 특별히 제한되지 않지만, 액정성 화합물의 전체 질량에 대하여, 0.1~20질량%가 바람직하고, 1~8질량%가 보다 바람직하다.
상기 이외에도, 액정 조성물은, 용제, 배향 제어제, 산화 방지제, 자외선 흡수제, 증감제, 안정제, 가소제, 연쇄 이동제, 중합 금지제, 소포제, 레벨링제, 증점제, 난연제, 계면활성제, 분산제, 중합성 모노머, 및 염료와 안료 등의 색재 등의 다른 첨가제를 포함하고 있어도 된다.
〔용도〕
상기 액정 조성물은, 다양한 용도에 적용할 수 있다. 예를 들면, 액정 조성물을 이용하여, 스크린, 광학 이방체, 또는 반사막을 형성할 수 있다. 또한, 예를 들면 액정성 화합물이 중합성기를 갖는 경우, 경화 처리(광조사 처리 또는 가열 처리 등)를 액정성 조성물에 실시함으로써, 경화물이 얻어지고, 경화물은 광학 이방체 또는 반사막에 적합하게 적용할 수 있다.
또한, 광학 이방체란, 광학 이방성을 갖는 물질을 의도한다.
또, 반사막이란, 콜레스테릭 액정상을 고정하여 이루어지는 층에 상당하고, 소정의 반사 대역의 광을 반사할 수 있다. 반사막은, 예를 들면 투명 스크린에 적합하게 적용할 수 있다.
이하에, 액정 조성물의 경화 방법에 대하여 설명한다.
액정 조성물을 경화(중합 경화)하는 방법은 특별히 제한되지 않으며, 공지의 방법을 채용할 수 있다. 예를 들면, 소정의 기판과 액정 조성물을 접촉시켜, 기판 상에 조성물층을 형성하는 공정 X와, 조성물층에 노광을 행하는 공정 Y와, 조성물층에 경화 처리를 실시하는 공정 Z를 갖는 양태를 들 수 있다.
본 양태에 의하면, 액정성 화합물을 배향시킨 상태로 고정화할 수 있어, 이른바 광학 이방체, 또는 콜레스테릭 액정상을 고정화하여 이루어지는 층을 형성할 수 있다.
이하, 공정 X~Z의 절차에 대하여 상세히 설명한다.
공정 X는, 기판과 액정 조성물을 접촉시켜, 기판 상에 조성물층을 형성하는 공정이다. 사용되는 기판의 종류는 특별히 제한되지 않으며, 공지의 기판(예를 들면, 수지 기판, 유리 기판, 세라믹 기판, 반도체 기판, 및 금속 기판)을 들 수 있다.
기판과 액정 조성물을 접촉시키는 방법은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면 기판 상에 액정 조성물을 도포하는 방법, 및 액정 조성물 중에 기판을 침지하는 방법을 들 수 있다.
또한, 기판과 액정 조성물을 접촉시킨 후, 필요에 따라 기판 상의 조성물층으로부터 용제를 제거하기 위하여, 건조 처리를 실시해도 된다. 또, 액정성 화합물의 배향을 촉진하여 액정상의 상태로 하기 위하여, 가열 처리를 실시해도 된다.
공정 Y는, 조성물층에 대하여, i선 등을 이용한 노광 처리를 행하는 공정이다.
노광 처리에 의하여 상술한 특정 화합물은 광이성화를 발생하고, HTP가 증가한다. 이 결과로서, 조성물층 중의 액정성 화합물이 배향하여 콜레스테릭 액정상이 형성된다.
또한, 노광 처리에 있어서, 노광량 및/또는 노광 파장 등을 적절히 조정함으로써, HTP의 변화의 정도도 조정할 수 있다. 또, 노광 후는, 액정성 화합물의 배향을 촉진하여 액정상의 상태로 하기 위하여, 가열 처리를 더 실시해도 된다.
공정 Z는, 공정 Y를 거친 조성물층에 경화 처리를 실시하는 공정이다.
경화 처리의 방법은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면 광경화 처리 및 열경화 처리를 들 수 있다. 그중에서도, 광경화 처리가 바람직하다.
경화 처리로서 광경화 처리를 행하는 경우, 액정 조성물은, 광중합 개시제를 포함하는 것이 바람직하다. 광경화 처리에 있어서의 조사광의 파장은, 상술한 노광 처리에 있어서의 조사광의 파장과는 다른 것이 바람직하다.
상기 경화 처리에 의하여, 콜레스테릭 액정상을 고정화하여 이루어지는 층이 형성된다. 다만, 콜레스테릭 액정상을 고정화하여 이루어지는 층은, 더이상 액정성을 나타낼 필요는 없다. 보다 구체적으로는, 예를 들면 콜레스테릭 액정상을 "고정화한" 상태는, 콜레스테릭 액정상으로 되어 있는 액정성 화합물의 배향이 유지된 상태가 가장 전형적이며, 또한 바람직한 양태이다. 보다 구체적으로는, 통상 0~50℃, 보다 과혹(過酷)한 조건하에서는 -30~70℃의 온도 범위에 있어서, 층에 유동성이 없고, 또 외장 또는 외력에 의하여 배향 형태에 변화를 발생시키지 않으며, 고정화된 배향 형태를 안정적으로 계속 유지할 수 있는 상태인 것이 바람직하다.
실시예
이하에 실시예에 근거하여 본 발명을 더 상세히 설명한다. 이하의 실시예에 나타내는 재료, 사용량, 비율, 처리 내용, 및 처리 절차 등은, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한 적절히 변경할 수 있다. 따라서, 본 발명의 범위는 이하에 나타내는 실시예에 의하여 한정적으로 해석되어야 하는 것은 아니다.
[실시예 1]
〔화합물 CD-1의 합성〕
[화학식 36]
Figure 112021022519411-pct00036
<중간체 1의 합성>
(R)-바이나프톨(간토 가가쿠제) 65.0g, 및 아세트산 뷰틸(와코 준야쿠제) 500mL를 2L 3구 플라스크에 넣은 후, 0℃에서 브로민(와코 준야쿠제) 100g을 적하하고 5시간 교반했다. 계속해서, 얻어진 반응액을, 아황산 수소 나트륨수(아황산 수소 나트륨(와코 준야쿠제) 21.7g, 물 290mL), 물 325mL, 및 탄산 수소 나트륨수(탄산 수소 나트륨(와코 준야쿠제) 13.0g, 물 300mL)의 순서로 세정했다. 세정 후의 용액을 황산 마그네슘으로 건조한 후, 용매를 감압 증류 제거하여, 3구 플라스크로 옮겼다.
계속해서, 상기 3구 플라스크 내에, DMF(N,N-dimethylformamide, 와코 준야쿠제) 80.2g, 탄산 칼륨(와코 준야쿠제) 78.0g, 아세트산 뷰틸(와코 준야쿠제) 75.0g, 및 다이브로모메테인(와코 준야쿠제) 43.5g을 첨가하고, 90℃에서 4시간 교반했다. 얻어진 반응액을 실온으로 냉각한 후, 고체를 여과 분리했다. 고체를 여과 분리한 후의 용액에, 아세트산 에틸(와코 준야쿠제) 170mL, 및 메탄올(와코 준야쿠제) 550mL를 첨가하여, 발생한 고체를 여과 채취했다. 이어서, 얻어진 고체를, 40℃에서 12시간 송풍 건조하여, 중간체 1을 얻었다(66.0g, 수율: 75%).
<중간체 2의 합성>
중간체 1 20.0g, 에타인일아니솔(도쿄 가세이제) 17.4g, 아이오딘화 구리(와코 준야쿠제) 0.08g, 트라이페닐포스핀팔라듐 다이클로라이드(도쿄 가세이제) 0.22g, 트라이에틸아민(와코 준야쿠제) 120mL, 및 피리딘(와코 준야쿠제) 40mL를 500mL 3구 플라스크에 넣고, 90℃에서 3시간 교반했다. 계속해서, 얻어진 반응액을 0°로 냉각한 후, 메탄올(와코 준야쿠제) 400mL를 첨가하고, 발생한 고체를 여과 채취했다. 이어서, 얻어진 고체를, 40℃에서 12시간 송풍 건조하여, 중간체 2를 얻었다(22.0g, 수율: 90%).
<화합물 CD-1의 합성>
중간체 2 20.0g, 린들라 촉매(도쿄 가세이제) 10.0g, 퀴놀린(와코 준야쿠제) 9.2g, 및 1,4-다이옥세인(와코 준야쿠제) 100mL를 300mL 3구 플라스크에 넣고, 수소 치환하여 80℃에서 6시간 교반했다. 셀라이트 여과로 고체를 여과 분리하고, 얻어진 용액을 칼럼 크로마토그래피로 정제 후, 40℃에서 12시간 송풍 건조하여, 화합물 CD-1을 얻었다(18.0g, 수율: 90%).
화합물 CD-1의 1H NMR(중용매: DMSO(Dimethyl sulfoxide)-d6): δ8.01(2H, d), 7.94(2H, s), 7.52(2H, d), 7.16(8H, m), 6.76(4H, d), 6.67(4H, d), 5.70(2H, s), 3.57(6H, s)
화합물 CD-1의 1H NMR의 측정 결과로부터, 화합물 CD-1은, 상술한 일반식 (2)로 나타나는 1가의 치환기를 포함하고, 또한 상술한 일반식 (4)로 나타나는 1가의 치환기를 포함하고 있지 않은 것을 확인했다.
〔초기 HTP, 노광 후 HTP, 및 노광에 의한 HTP 증가율의 평가〕
화합물 CD-1을 이용하여, 초기(미노광 시)의 나선 비틀림력(초기 HTP), 노광 후의 나선 비틀림력(노광 후 HTP), 및 노광에 의한 HTP 증가율의 평가를 실시했다.
<시료 용액의 조제>
하기 구조로 나타나는 액정성 화합물 LC-1과, 화합물 CD-1(카이랄 화합물)을 혼합한 후, 얻어진 혼합물에 용제를 첨가함으로써, 하기 조성의 시료 용액을 조제했다.
·하기 구조로 나타나는 액정성 화합물 LC 100질량부
·화합물 CD-1 5질량부
·용제(MEK(메틸에틸케톤)/사이클로헥산온=90/10(질량비))
용질 농도가 30질량%가 되는 양
[화학식 37]
Figure 112021022519411-pct00037
<액정층 1의 제작>
다음으로, 세정한 유리 기판 상에 폴리이미드 배향막 SE-130(닛산 가가쿠사제)을 도포하여 도막을 형성했다. 얻어진 도막을 소성한 후, 러빙 처리함으로써, 배향막 포함 기판을 제작했다. 이 배향막의 러빙 처리면에, 30μL의 상기 시료 용액을 회전수 1000rpm, 10초간의 조건으로 스핀 코트한 후, 90℃에서 1분간 숙성하여 액정층 1을 얻었다.
<평가>
(초기 HTP)
액정층 1의 중심 반사 파장을 측정하고, 하기 식 (1)에 의하여 초기 HTP를 구했다.
식 (1): HTP=(액정성 화합물의 평균 굴절률)/{(액정성 화합물에 대한 카이랄 화합물의 농도(질량%))×(중심 반사 파장(nm))}[μm-1]
또한, 상기 식 (1) 중, "액정성 화합물의 평균 굴절률"은, 1.55라고 가정하여 계산했다. 또, "중심 반사 파장"은, 분광기(시마즈제 UV-3100)를 이용하여 측정했다.
(노광 후 HTP)
액정층 1에 대하여, 파장 365nm의 광을 노광량이 100mJ/cm2가 되도록 조사한 후, 노광 후의 액정층 1의 중심 반사 파장을 측정했다. 이어서, 상술한 식 (1)에 의하여 노광 후 HTP를 구했다.
(HTP 증가율)
얻어진 초기 HTP 및 노광 후 HTP의 각 값으로부터, 하기 식 (2)에 의하여 HTP 증가율을 산출했다.
식 (2): HTP 증가율={(노광 후의 HTP)-(노광 전의 HTP)}/(노광 전의 HTP)×100[%]
하기 평가 기준에 근거하여, 초기 HTP, 노광 후 HTP, 및 노광에 의한 HTP 증가율의 평가를 실시했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
≪평가 기준(초기 HTP)≫
"A": 초기 HTP가 50[μm-1] 이상이다.
"B": 초기 HTP가 25[μm-1] 이상 50[μm-1] 미만이다.
"C": 초기 HTP가 25[μm-1] 미만이다.
≪평가 기준(노광 후 HTP)≫
"AA": 노광 후 HTP가 70[μm-1] 이상이다.
"A": 노광 후 HTP가 50[μm-1] 이상 70[μm-1] 미만이다.
"B": 노광 후 HTP가 30[μm-1] 이상 50[μm-1] 미만이다.
"C": 노광 후 HTP가 30[μm-1] 미만이다.
≪평가 기준(HTP 증가율)≫
"AA": HTP 증가율이 200% 이상이다.
"A": HTP 증가율이 150% 이상 200% 미만이다.
"B": HTP 증가율이 100% 이상 150% 미만이다.
"C": HTP 증가율이 100% 미만이다.
"D": HTP가 증가하지 않는다.
〔HTP의 온도 의존성 평가〕
상술한 식 (1)에 의하여, 액정층 1(미노광 시)의 40℃ 및 90℃에 있어서의 각 HTP를 산출했다.
또한, "각 온도(40℃, 90℃)에 있어서의 중심 반사 파장"은, 제작한 액정층을 핫스테이지(메틀러 토레도사제, FP90/FP82HT)를 이용하여 40℃ 및 90℃로 각각 가열한 상태에서, 현미경(니콘사제, ECLIPSE E600-POL)과 분광 광도계(OCEAN OPTICS사제, USB-4000/USB4H09800)를 이용하여 중심 반사 파장을 측정했다.
(HTP의 온도 변화율의 산출)
하기 식 (3)에 의하여 HTP의 온도 변화율을 산출함으로써, HTP의 온도 의존성을 평가했다.
식 (3): 온도 변화율={(40℃에 있어서의 HTP)-(90℃에 있어서의 HTP)}/(40℃에 있어서의 HTP)×100[%]
상기 식 (3)으로부터 산출한 값에 의하여, 하기 평가 기준에 근거하여 HTP의 온도 의존성의 평가를 실시했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
≪평가 기준(HTP 온도 의존성)≫
"A": 온도 변화율이 2% 미만이다.
"B": 온도 변화율이 2% 이상 5% 미만이다.
"C": 온도 변화율이 5% 이상이다.
[실시예 2]
상술한 화합물 CD-1과 동일한 수법으로 화합물 CD-2를 합성했다. 이하에 화합물 CD-2의 합성 수법을 나타낸다.
[화학식 38]
Figure 112021022519411-pct00038
화합물 CD-2의 1H NMR(DMSO-d6)의 측정 결과로부터, 화합물 CD-2는, 상술한 일반식 (2)로 나타나는 1가의 치환기와, 상술한 일반식 (4)로 나타나는 1가의 치환기를 모두 포함하고 있으며, 일반식 (2)로 나타나는 1가의 치환기의 함유량(X1몰)과 일반식 (4)로 나타나는 1가의 치환기의 함유량(Y1몰)의 함유비(X1/Y1)가 1인 것을 확인했다.
이어서, 상술한 화합물 CD-2를 이용하여, 실시예 1과 동일한 평가를 실시했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
[실시예 3~13, 비교예 1~2]
상술한 화합물 CD-1과 동일한 수법으로 화합물 CD-3~CD-13, 및 비교용 화합물 CCD-1~CCD-2를 합성했다. 이어서, 상술한 각 화합물을 이용하여, 실시예 1과 동일한 평가를 실시했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
[실시예 14]
〔화합물 CD-14의 합성〕
상술한 화합물 CD-1과 동일한 수법, 및 Advanced Synthesis and catalysis, 356, 179-188(2014)에 기재된 수법으로 화합물 CD-14를 합성했다. 이어서, 상술한 각 화합물을 이용하여, 실시예 1과 동일한 평가를 실시했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
[화학식 39]
Figure 112021022519411-pct00039
[실시예 15]
〔화합물 CD-15의 합성〕
상술한 화합물 CD-1과 동일한 수법, Tetrahedron, 72, 1553-1540(2016)에 기재된 수법, 및 Organic Chemistry, 9, 1883-1890(2013)에 기재된 수법으로 화합물 CD-15를 합성했다. 이어서, 상술한 각 화합물을 이용하여, 실시예 1과 동일한 평가를 실시했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
[화학식 40]
Figure 112021022519411-pct00040
[실시예 16~18]
〔화합물 CCD-3의 합성〕
상술한 화합물 CD-1 및 CD-2와 동일한 수법으로 화합물 CCD-3을 합성했다.
[화학식 41]
Figure 112021022519411-pct00041
화합물 CCD-3의 1H NMR(DMSO-d6)의 측정 결과로부터, 화합물 CCD-3은, 상술한 일반식 (2)로 나타나는 1가의 치환기를 포함하고 있지 않고, 또한 상술한 일반식 (6)으로 나타나는 1가의 치환기를 포함하고 있는 것을 확인했다. 또한, 화합물 CCD-3은, 상술한 일반식 (Y1)로 나타나는 화합물에 해당한다.
〔실시예 16〕
<시료 용액의 조제>
상술한 화합물 CD-1 및 화합물 CD-2를 표 1의 배합비로 혼합함으로써, 혼합물을 조제했다. 이어서, 상술한 액정성 화합물 LC-1과, 2종의 카이랄 화합물로 이루어지는 상기 혼합물을 혼합한 후, 얻어진 혼합물에 용제를 첨가함으로써, 하기 조성의 시료 용액을 조제했다.
·액정성 화합물 LC-1 100질량부
·화합물 CD-1 및 화합물 CD-2의 혼합물 5질량부
·용제(MEK(메틸에틸케톤)/사이클로헥산온=90/10(질량비))
용질 농도가 30질량%가 되는 양
이어서, 상술한 시료 용액을 이용한 것 이외에는 실시예 1의 액정층 1의 제작 방법과 동일한 수법에 의하여 액정층을 제작했다. 또, 실시예 1과 동일한 수법에 의하여 평가를 실시했다. 결과를 표 2에 나타낸다.
〔실시예 17〕
상술한 화합물 CD-1 및 화합물 CD-2를 표 1의 배합비로 혼합한 것 이외에는, 실시예 16과 동일한 방법에 의하여 액정층을 제작했다. 또, 실시예 1과 동일한 수법에 의하여 평가를 실시했다. 결과를 표 2에 나타낸다.
〔실시예 18〕
상술한 화합물 CD-1 및 화합물 CCD-3을 표 1의 배합비로 혼합한 것 이외에는, 실시예 16과 동일한 방법에 의하여 액정층을 제작했다. 또, 실시예 1과 동일한 수법에 의하여 평가를 실시했다. 결과를 표 2에 나타낸다.
이하에, 표 1 및 표 2를 나타낸다.
표 1 중, "함유비 X1/Y1"이란, 화합물 중에 있어서의, 일반식 (2)로 나타나는 1가의 치환기의 함유량(X1몰)과 일반식 (4)로 나타나는 1가의 치환기의 함유량(Y1몰)의 함유비이며, X1을 Y1로 나눈 값을 의도한다.
표 1 중, 화합물 CD-1, 및 화합물 CD-3~화합물 CD-15는, 상술한 일반식 (X1)에 해당한다.
표 2 중, "함유비 X2/Y2"란, 혼합물 중의, 일반식 (2)로 나타나는 1가의 치환기의 함유량(X2몰)과 일반식 (6)으로 나타나는 1가의 치환기의 함유량(Y2몰)의 함유비이며, X2를 Y2로 나눈 값을 의도한다.
표 2 중, 화합물 CD-1, 및 화합물 CD-2는, 실시예 1에서 사용되고 있는 화합물 CD-1, 및 실시예 2에서 사용되고 있는 화합물 CD-2를 의도한다.
표 2 중, 화합물 CD-2 및 화합물 CCD-3은, 상술한 일반식 (Y1)에 해당한다.
[표 1]
Figure 112021022519411-pct00042
[표 2]
Figure 112021022519411-pct00043
[표 3]
Figure 112021022519411-pct00044
[표 4]
Figure 112021022519411-pct00045
표 1의 결과로부터, 실시예의 화합물은, 자외선 등의 광조사에 의한 노광에 의하여 HTP의 강도를 증가시키고 있으며, 또 그 HTP 증가율도 우수한 것이 확인되었다.
실시예 1과 실시예 2의 대비로부터, 특정 화합물이, 일반식 (4)로 나타나는 치환기를 포함하지 않는 경우, HTP 증가율이 큰 것을 확인할 수 있다.
또, 실시예 1과 실시예 6의 대비로부터, 특정 화합물 중, L1이 단결합인 경우, HTP 증가율이 큰 것을 확인할 수 있다.
또, 실시예 1과 실시예 7 및 실시예 8의 대비로부터, 특정 화합물 중, R1과 R2가 서로 결합하여 환 구조를 형성하고 있는 경우, 노광 후 HTP가 크고, 또 HTP의 온도 의존성이 작은 것을 확인할 수 있다. 또한, 실시예 1과 실시예 7~10의 대비로부터도, 특정 화합물 중, R1과 R2가 서로 결합하여 환 구조를 형성하고 있는 경우, 노광 후 HTP가 크고, 또 HTP의 온도 의존성이 작은 것을 확인할 수 있다.
또, 실시예 1과 실시예 11의 대비로부터, 특정 화합물 중, R1, R3 및 R5로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1개 이상이 일반식 (2)로 나타나는 1가의 치환기이며, 또한 R2, R4 및 R6으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1개 이상이 일반식 (2)로 나타나는 1가의 치환기인 경우, 노광 후 HTP와 HTP 증가율이 큰 것을 확인할 수 있다.
또, 실시예 1과 실시예 4~6의 대비로부터, 특정 화합물에 있어서, 방향족 탄화 수소환기가 단결합 또는 2가의 연결기를 통하여 3개 이상 연결되어 있는(단, 바이나프틸 골격 중의 나프탈렌환끼리의 연결은 포함하지 않음) 구조를 포함하는 경우, 노광 후 HTP가 큰 것이 명확하다.
또, 실시예 1과 실시예 13의 대비로부터, 일반식 (2) 중의 Ar1이 벤젠환인 경우, HTP 증가율이 큰 것을 확인할 수 있다.
또, 실시예 1과 실시예 14 및 실시예 15의 대비로부터, 일반식 (2) 중의 R7 및 R8이 수소 원자인 경우, 노광 후 HTP 및 HTP 증가율이 큰 것을 확인할 수 있다.
또한, 표 2 중의 실시예 16~18의 대비로부터, 혼합물에 있어서 X2/Y2의 값이 5 이상인 경우(바람직하게는 10 이상인 경우), HTP 증가율이 큰 것을 확인할 수 있다.
한편, 혼합물에 있어서 X2/Y2의 값이 작을수록, 혼합물의 노광 전 HTP는 큰 것도 명확하다. 따라서, 일반식 (4)로 나타나는 치환기를 포함하지 않는 특정 화합물(상술한 일반식 (X1)로 나타나는 화합물에 해당함)과, 일반식 (Y1)로 나타나는 화합물을 임의의 비율로 혼합한 경우, 얻어지는 혼합물은, 원하는 초기 HTP와 HTP 증가율로 설정이 가능해진다.
[실시예 19: 반사막의 제작]
〔액정 조성물의 조제〕
하기에 나타내는 배합으로, 액정 조성물을 조제했다.
·상술한 액정성 화합물 LC-1 100질량부
·화합물 CD-1 5질량부
·하기에 나타내는 계면활성제 S-1 0.1질량부
·IRGACURE 907(BASF제) 3질량부
·용제(MEK(메틸에틸케톤)/사이클로헥산온=90/10(질량비))
용질 농도가 30질량%가 되는 양
계면활성제 S-1은 일본 특허공보 제5774518호에 기재된 화합물이며, 하기 구조를 갖는다.
[화학식 42]
Figure 112021022519411-pct00046
〔반사막의 제작〕
세정한 유리 기판 상에 폴리이미드 배향막 재료 SE-130(닛산 가가쿠사제)을 도포하여 도막을 형성했다. 얻어진 도막을 소성한 후, 러빙 처리함으로써, 배향막 포함 기판을 제작했다. 이 배향막의 러빙 처리면에, 상기 액정 조성물 40μL를 회전수 1500rpm, 10초간의 조건으로 스핀 코트함으로써, 조성물층을 형성하고, 90℃에서 1분간 건조(숙성)하여, 조성물층 중의 액정성 화합물을 배향시켰다(바꾸어 말하면, 콜레스테릭 액정상의 상태로 했다).
다음으로, 액정성 화합물을 배향시킨 조성물층에 대하여, 개구부를 갖는 마스크를 통하여, 광원(UVP사제, 2UV·트랜스 일루미네이터)으로부터 파장 365nm의 광을 3.0mW/cm2의 조사 강도로 30초간 조사했다(CD-1의 HTP를 증가시키는 처리에 해당). 마스크의 개구부와 비개구부의 차이에 의하여, 조성물층은, 파장 365nm의 광이 조사된 개소와, 조사되어 있지 않은 개소가 존재하는 상태이다.
계속해서, 조성물층에 대하여, 마스크를 제거한 상태에서, 25℃, 질소 분위기하에서 500mJ/cm2의 조사량으로 자외선(HOYA-SCHOTT제, EXECURE 3000-W)을 조사하여 경화 처리를 실시하고, 반사막(콜레스테릭 액정상을 고정화하여 이루어지는 층에 해당)으로 했다.
얻어진 반사막은, 파장 365nm의 광이 조사된 개소가 단파장, 조사되어 있지 않은 개소가 장파장 반사를 나타내어, 선택 반사 파장이 다른 것(콜레스테릭층의 나선의 피치가 다른 것)이 확인되었다.

Claims (14)

  1. 일반식 (1-2)로 나타나는 화합물.
    Figure 112022133454918-pct00056

    일반식 (1-2) 중, R1 및 R2는, 각각 독립적으로, 알콕시기, 아릴카보닐옥시기, 신나모일옥시기, 하기 일반식 (2)로 나타나는 1가의 치환기, 또는 하기 일반식 (4)로 나타나는 1가의 치환기를 나타낸다. R3~R6는, 각각 독립적으로, 수소 원자, 알킬기, 알콕시기, 아릴기, 아릴카보닐옥시기, 아릴옥시카보닐기, 아릴아마이드기, 알콕시카보닐기, 알킬카보닐옥시기, 신나모일옥시기, 하기 일반식 (2)로 나타나는 1가의 치환기, 또는 하기 일반식 (4)로 나타나는 1가의 치환기를 나타낸다. 단, R1~R6 중 적어도 1개는, 하기 일반식 (2)로 나타나는 1가의 치환기를 나타낸다. R1과 R2는, 서로 결합하여 환 구조를 형성해도 된다. R1과 R2가 결합하여 환 구조를 형성하는 경우, R1과 R2가 결합함으로써 형성되는 연결기는, *-O-CH2-O-*, *-O-CH2CH2CH2CH2-O-*, *-O-CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2-O-*, *-O-CH2-Ph-CH2-O-*, 또는 *-LS2-2가의 벤젠환기-LS2-*로 나타나는 기를 나타낸다. LS2는 -OCO- 를 나타낸다.
    Figure 112022133454918-pct00048

    일반식 (2) 중, Ar1은, n+1가의 방향족 탄화 수소환기를 나타낸다. CA는, 탄소 원자를 나타낸다. R7 및 R8은, 각각 독립적으로, 수소 원자, 사이아노기, 치환 보릴기, 치환 실릴기, 치환 알루미늄기, 할로젠 원자, 알콕시카보닐기, 알킬카보닐기, 또는 탄소수 1~10의 1가의 지방족 탄화 수소기를 나타낸다. Ri는, 알킬기, 알콕시기, 아릴기, 아릴카보닐옥시기, 아릴옥시카보닐기, 아릴아마이드기, 알콕시카보닐기, 알킬카보닐옥시기, 또는 신나모일옥시기를 나타낸다. n은, 0~5의 정수를 나타낸다. L1은, 단결합, 또는 하기 일반식 (3)으로 나타나는 2가의 연결기를 나타낸다. *는, 상기 일반식 (1-2) 중의 바이나프틸 골격과의 결합 위치를 나타낸다.
    또한, n이 2 이상인 경우, 복수 존재하는 Ri는, 각각 동일해도 되고 달라도 된다.
    Figure 112022133454918-pct00049

    일반식 (3) 중, L2는, 단결합, 또는 -OCO- 를 나타낸다. Ar2는, 2가의 방향족 탄화 수소환기를 나타낸다. *는, 상기 일반식 (1-2) 중의 바이나프틸 골격과의 결합 위치를 나타낸다. **는, 상기 일반식 (2) 중의 상기 CA와의 결합 부위를 나타낸다.
    Figure 112022133454918-pct00057

    일반식 (4) 중, Ar3은, m+1가의 방향족 탄화 수소환기를 나타낸다. CB는, 탄소 원자를 나타낸다. R9 및 R10은, 각각 독립적으로, 수소 원자, 사이아노기, 치환 보릴기, 치환 실릴기, 치환 알루미늄기, 할로젠 원자, 알콕시카보닐기, 알킬카보닐기, 또는 탄소수 1~10의 1가의 지방족 탄화 수소기를 나타낸다. Rj는, 알킬기, 알콕시기, 아릴기, 아릴카보닐옥시기, 아릴옥시카보닐기, 아릴아마이드기, 알콕시카보닐기, 알킬카보닐옥시기, 또는 신나모일옥시기를 나타낸다. m은, 0~5의 정수를 나타낸다. L3은, 단결합, 또는 하기 일반식 (5)로 나타나는 2가의 연결기를 나타낸다. *는, 상기 일반식 (1-2) 중의 바이나프틸 골격과의 결합 위치를 나타낸다.
    또한, m이 2 이상인 경우, 복수 존재하는 Rj는, 각각 동일해도 되고 달라도 된다.
    Figure 112022133454918-pct00058

    일반식 (5) 중, Ar4는, 2가의 방향족 탄화 수소환기를 나타낸다. L4는, 단결합, 또는 -OCO- 를 나타낸다. *는, 상기 일반식 (1-2) 중의 바이나프틸 골격과의 결합 위치를 나타낸다. **는, 상기 일반식 (4) 중의 상기 CB와의 결합 부위를 나타낸다.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 L1이, 단결합을 나타내는, 화합물.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 R1, 상기 R3, 및 상기 R5로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1개 이상이, 상기 일반식 (2)로 나타나는 1가의 치환기를 나타내고, 또한 상기 R2, 상기 R4, 및 상기 R6으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1개 이상이, 상기 일반식 (2)로 나타나는 1가의 치환기를 나타내는, 화합물.
  4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 R1과 상기 R2가 서로 결합하여 환 구조를 형성하고 있는, 화합물.
  5. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 L1이 일반식 (3)으로 나타나는 2가의 연결기를 나타내거나; 상기 Ri가 *-LS1-방향족 탄화 수소환기를 나타내거나; 또는 상기 R1 및 상기 R2가 서로 결합하여, R1과 R2가 결합함으로써 형성되는 연결기는, *-O-CH2-O-*, *-O-CH2CH2CH2CH2-O-*, *-O-CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2-O-*, *-O-CH2-Ph-CH2-O-*, 또는 *-LS2-2가의 벤젠환기-LS2-*로 나타나는 기를 나타내는; 화합물. 또한, LS1는, 단결합, 2가의 지방족 탄화 수소기, -NH-CO-, -CO-NH-, -COO-, 또는 -OCO- 를 나타내고, LS2는, -OCO- 를 나타내고, *는, 결합 위치를 나타낸다.
  6. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 R7 및 상기 R8이, 수소 원자를 나타내는, 화합물.
  7. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 Ar1이 벤젠환기를 나타내는, 화합물.
  8. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 R1 및 R2가, 각각 독립적으로, 알콕시기, 아릴카보닐옥시기, 신나모일옥시기, 또는 상기 일반식 (2)로 나타나는 1가의 치환기를 나타내고,
    상기 R3~상기 R6이, 모두, 상기 일반식 (4)로 나타나는 1가의 치환기 이외의 1가의 치환기를 나타내는, 화합물.
  9. 청구항 8에 기재된 화합물과, 하기 일반식 (Y1-2)로 나타나는 화합물로 이루어지는 혼합물.
    Figure 112022133454918-pct00059

    일반식 (Y1-2) 중, R11~R16은, 각각 독립적으로, 수소 원자, 알킬기, 알콕시기, 아릴기, 아릴카보닐옥시기, 아릴옥시카보닐기, 아릴아마이드기, 알콕시카보닐기, 알킬카보닐옥시기, 신나모일옥시기, 하기 일반식 (2)로 나타나는 1가의 치환기, 또는 하기 일반식 (6)으로 나타나는 1가의 치환기를 나타낸다. 단, R11~R16 중 적어도 1개는, 하기 일반식 (6)으로 나타나는 1가의 치환기를 나타낸다. R11과 R12는, 서로 결합하여 환 구조를 형성해도 된다.
    Figure 112022133454918-pct00060

    일반식 (2) 중, Ar1은, n+1가의 방향족 탄화 수소환기를 나타낸다. CA는, 탄소 원자를 나타낸다. R7 및 R8은, 각각 독립적으로, 수소 원자, 사이아노기, 치환 보릴기, 치환 실릴기, 치환 알루미늄기, 할로젠 원자, 알콕시카보닐기, 알킬카보닐기, 또는 탄소수 1~10의 1가의 지방족 탄화 수소기를 나타낸다. Ri는, 알킬기, 알콕시기, 아릴기, 아릴카보닐옥시기, 아릴옥시카보닐기, 아릴아마이드기, 알콕시카보닐기, 알킬카보닐옥시기, 또는 신나모일옥시기를 나타낸다. n은, 0~5의 정수를 나타낸다. L1은, 단결합, 또는 하기 일반식 (3)으로 나타나는 2가의 연결기를 나타낸다. *는, 상기 일반식 (Y1-2) 중의 바이나프틸 골격과의 결합 위치를 나타낸다.
    또한, n이 2 이상인 경우, 복수 존재하는 Ri는, 각각 동일해도 되고 달라도 된다.
    Figure 112022133454918-pct00061

    일반식 (3) 중, L2는, 단결합, 또는 -OCO- 를 나타낸다. Ar2는, 2가의 방향족 탄화 수소환기를 나타낸다. *는, 상기 일반식 (Y1-2) 중의 바이나프틸 골격과의 결합 위치를 나타낸다. **는, 상기 일반식 (2) 중의 상기 CA와의 결합 부위를 나타낸다.
    Figure 112022133454918-pct00053

    일반식 (6) 중, Ar5는, l+1가의 방향족 탄화 수소환기를 나타낸다. CC는, 탄소 원자를 나타낸다. R17 및 R18은, 각각 독립적으로, 수소 원자, 사이아노기, 치환 보릴기, 치환 실릴기, 치환 알루미늄기, 할로젠 원자, 알콕시카보닐기, 알킬카보닐기, 또는 탄소수 1~10의 1가의 지방족 탄화 수소기를 나타낸다. Rk는, 알킬기, 알콕시기, 아릴기, 아릴카보닐옥시기, 아릴옥시카보닐기, 아릴아마이드기, 알콕시카보닐기, 알킬카보닐옥시기, 또는 신나모일옥시기를 나타낸다. l은, 0~5의 정수를 나타낸다. L5는, 단결합, 또는 하기 일반식 (7)로 나타나는 2가의 연결기를 나타낸다. *는, 상기 일반식 (Y1-2) 중의 바이나프틸 골격과의 결합 위치를 나타낸다.
    또한, l이 2 이상인 경우, 복수 존재하는 Rk는, 각각 동일해도 되고 달라도 된다.
    Figure 112022133454918-pct00054

    일반식 (7) 중, Ar6은, 2가의 방향족 탄화 수소환기를 나타낸다. L6은, 단결합, -O-, -CO-, -COO-, 또는 -OCO- 를 나타낸다. *는, 상기 일반식 (Y1-2) 중의 바이나프틸 골격과의 결합 위치를 나타낸다. **는, 상기 일반식 (6) 중의 상기 CC와의 결합 부위를 나타낸다.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 일반식 (6)으로 나타나는 1가의 치환기의 함유량에 대한 상기 일반식 (2)로 나타나는 1가의 치환기의 함유량의 비가, 5 이상인, 혼합물.
  11. 액정성 화합물과, 청구항 1 또는 청구항 2에 기재된 화합물을 포함하는, 액정 조성물.
  12. 청구항 11에 기재된 액정 조성물을 경화하여 이루어지는 경화물.
  13. 청구항 11에 기재된 액정 조성물을 이용하여 형성되는, 광학 이방체.
  14. 청구항 11에 기재된 액정 조성물을 이용하여 형성되는, 반사막.
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