TW201412955A - 液晶組成物及其製造方法、膜、偏光板以及液晶顯示裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種使用不同的2種以上的羧酸作為原料的一種，一舉製造結晶化抑制能力、溶解性及液晶性高的液晶組成物的方法。本發明是一種液晶組成物的製造方法，其藉由使式(III)所示的化合物與式(IV)所示的羧酸及式(V)所示的羧酸反應，而同時獲得式(I)所示的液晶化合物及式(II)所示的液晶化合物(P1為聚合性基；Sp1為碳數3~12的二價脂肪族基等。T1為1,4-伸苯基；T2為單鍵、具有環狀結構的二價基；A1為-COO-等；A2、A3為-OCO-等；B為具有環狀結構的二價基；X為氫原子、碳數1~12的烷基等；Y1、Y2為O、NR1、S；R1為氫原子、甲基)。式(I) P1-Sp1-T1-A1-B-A2-T1-Sp1-P1；式(II) P1-Sp1-T1-A1-B-A3-T2-X；式(III) HY1-B-Y2H；式(IV) P1-Sp1-T1-COOH；式(V) X-T2-COOH

Description

液晶組成物及其製造方法以及膜
本發明是有關於一種有效用於以光學各向異性膜、隔熱膜等各種光學構件的材料為代表的各種用途的液晶組成物及其製造方法以及使用液晶組成物的膜。
用於製作光學各向異性膜的聚合性液晶常常在塗佈步驟或乾燥後的步驟中結晶化，而一直成為問題。
相對於此，已知藉由在目標聚合性液晶中混合其他聚合性液晶，而可抑制結晶化。例如至今為止已知如下的例子：藉由使用將分子的末端具有2個(甲基)丙烯醯基的(甲基)丙烯酸酯化合物與其他聚合性液晶化合物併用而成的組成物、或在聚合性液晶的製造時製備成為分子的兩末端具有(甲基)丙烯醯基與烷基的無規混合物而成的組成物，而抑制結晶化，但結晶化抑制效果不充分。
另外，作為製造包含2種以上聚合性液晶的液晶組成物的方法，報告有使用2種以上原料而一舉製造包含2種以上聚合 性液晶的液晶組成物的方法。例如日本專利特表2001-521538號公報中記載有以下方法：使用具有羥基或其衍生物的化合物、與具有非羧基系脫離基及聚合性基的親核性化合物，合成包含2種以上聚合性液晶的液晶混合物；並記載能以短時間且低成本製造液晶性高的液晶組成物。國際公開WO96/04351號公報中記載有以下方法：使具有羥基等的化合物、與具有羧基衍生物及聚合性基的化合物反應，而製造包含2種以上聚合性液晶的組成物。
日本專利特表2001-521538號公報或國際公開WO96/04351號公報中所記載的方法，在經濟上、或所製造的組成物的性能上無法令人滿意。而且，日本專利特表2001-521538號公報中所記載的方法中，合成法僅記載1種(先製作核、再附上側鏈的方法)，是僅製作側鏈與核的鍵結形式受到限制的範圍的聚合性液晶的混合組成物的方法。另外，國際公開WO96/04351號公報中亦未記載一舉合成僅具有1個聚合性基的單官能聚合性液晶與具有2個聚合性基的2官能聚合性液晶而製造液晶組成物的方法。另外，並未暗示製造此種液晶組成物的方法。
本發明所欲解決的課題是提供一種使用不同的2種以上的羧酸作為原料的一種，一舉製造結晶化抑制能力、溶解性及液晶性高的液晶組成物的方法。
本發明者為了解決上述課題而進行銳意研究，結果發現，藉由使用具有特定結構、且不同的2種以上羧酸(具有聚合 性基者與不具有聚合性基者)，以及具有特定結構、且對苯二酚等作為原料進行反應，而可一舉製造結晶化抑制能力、溶解性及液晶性高的液晶組成物。
作為用以解決上述課題的手段的本發明如以下所述。
[1]一種液晶組成物的製造方法，其特徵在於：藉由使下述通式(III)所示的化合物與下述通式(IV)所示的羧酸及下述通式(V)所示的羧酸反應，而同時獲得下述通式(I)所示的液晶化合物及下述通式(II)所示的液晶化合物：P1-Sp1-T1-A1-B-A2-T1-Sp1-P1 通式(I)
P1-Sp1-T1-A1-B-A3-T2-X 通式(II)
HY1-B-Y2H 通式(III)
P1-Sp1-T1-COOH 通式(IV)
X-T2-COOH 通式(V)
(通式(I)~通式(V)中，P1表示聚合性基；Sp1表示可具有取代基的碳數3~12的二價脂肪族基，脂肪族基中的1個CH2或不鄰接的2個以上CH2可被-O-、-S-、-OCO-、-COO-或-OCOO-取代；T1表示1,4-伸苯基；T2表示單鍵或具有環狀結構的二價基； A1表示-COO-、-CONR1-(R1表示氫原子或甲基)或-COS-；A2及A3分別獨立地表示-OCO-、-NR1CO-(R1表示氫原子或甲基)或-SCO-；B表示可具有取代基的具有環狀結構的二價基；X表示氫原子、分支或直鏈狀的碳數1~12的烷基、分支或直鏈狀的碳數1~12的烷氧基、苯基、氰基、鹵素原子、硝基、乙醯基、乙烯基、甲醯基、-OC(=O)R(R為碳數1~12的烷基)、N-乙醯基醯胺基、丙烯醯胺基、N,N-二甲基胺基、N-順丁烯二醯亞胺基、甲基丙烯醯胺基、烯丙氧基、烷基的碳數為1~4的N-烷氧基胺甲醯基、烯丙氧基胺甲醯基、N-(2-甲基丙烯醯氧基乙基)胺甲醯氧基、N-(2-丙烯醯氧基乙基)胺甲醯氧基或下述式(V-I)所示的結構；Y1及Y2分別獨立地表示O、NR1(R1表示氫原子或甲基)或S)
-A4-T4-Sp2-P2 式(V-I)
(式(V-I)中，P2表示聚合性基或氫原子，A4、T4、Sp2分別獨立地與A2、T2、Sp1同義)。
[2]如上述[1]所述之液晶組成物的製造方法，其中較佳為通式(I)~通式(V)中，X表示氫原子、分支或直鏈狀的碳數1~12的烷基、分支或直鏈狀的碳數1~12的烷氧基、苯基、氰基、鹵 素原子、硝基、乙醯基或乙烯基。
[3]如上述[1]或[2]所述之液晶組成物的製造方法，其中較佳為進一步包括：藉由在混合酸酐或酸鹵化物中導入通式(IV)所示的羧酸及通式(V)所示的羧酸而進行活化的步驟；並且在活化步驟後，在鹼的存在下使通式(III)所示的化合物與經活化的通式(IV)所示的羧酸及通式(V)所示的羧酸反應。
[4]如上述[1]至[3]中任一項所述之液晶組成物的製造方法，其中較佳為通式(IV)所示的羧酸與通式(V)所示的羧酸的投入比以莫耳比計為75：25~99：1的範圍。
[5]如上述[1]至[4]中任一項所述之液晶組成物的製造方法，其中較佳為通式(I)所示的化合物與通式(II)所示的化合物的生成比以莫耳比計為50：50~98：2的範圍。
[6]如上述[1]至[5]中任一項所述之液晶組成物的製造方法，其中較佳為液晶組成物中的通式(I)所示的化合物與通式(II)所示的化合物的組成比以質量比計為50：50~95：5的範圍。
[7]如上述[1]至[6]中任一項所述之液晶組成物的製造方法，其中較佳為B為下述連結基群組(VI)所含的連結基的任一種：
(連結基群組(VI)中，R2~R10分別獨立地表示氫原子、分支或直鏈狀的碳數1~4的烷基、分支或直鏈狀的碳數1~4的烷氧基、鹵素原子、或碳數1~3的烷氧基羰基)。
[8]如上述[1]至[7]中任一項所述之液晶組成物的製造方法，其中較佳為T2為下述連結基群組(VII)所含的連結基的任一種：
[9]如上述[1]至[8]中任一項所述之液晶組成物的製造方法，其中較佳為B為下述連結基群組(VIII)所含的連結基的任一種：
[10]如上述[1]至[9]中任一項所述之液晶組成物的製造方法，其中較佳為X表示分支或直鏈狀的碳數1~4的烷基、直鏈狀的碳數1或2的烷氧基、或苯基。
[11]如上述[1]至[10]中任一項所述之液晶組成物的製造方法，其中較佳為Y1及Y2為O，A1為-COO-，A2及A3為-OCO-。
[12]一種液晶組成物，其藉由如上述[1]至[11]中任一項所述之液晶組成物的製造方法而製造。
[13]一種膜，其具有將如上述[12]所述之液晶組成物中的液晶化合物的配向進行固定而成的光學各向異性層。
[14]如上述[13]所述之膜，其中較佳為光學各向異性層是將液晶化合物的膽固醇狀配向進行固定而成。
[15]如上述[14]所述之膜，其中較佳為表現出選擇反射特性。
[16]如上述[14]或[15]所述之膜，其中較佳為在紅外線波長區域表現出選擇反射特性。
[17]如上述[13]所述之膜，其中較佳為光學各向異性層是將液晶化合物的水平配向(homogeneous alignment)進行固定而成。
[18]如上述[13]所述之膜，其中較佳為光學各向異性層是將液晶化合物的垂直配向(homeotropic alignment)進行固定而成。
[19]一種偏光板，其包含如上述[17]或[18]所述之膜、及偏光膜。
[20]一種液晶顯示裝置，其包含如上述[19]所述之偏光板。
根據本發明，可提供一種使用不同的2種以上羧酸作為原料的一種，而一舉製造結晶化抑制能力、溶解性及液晶性高的液晶組成物的方法。
圖1是實施例1的液晶性組成物與比較例1的液晶性組成物的X射線繞射光譜。
圖2是實施例6的液晶性組成物與比較例2的液晶性組成物的X射線繞射光譜。
以下，對本發明進行詳細地說明。以下所記載的構成要件的說明有時根據本發明的代表性的實施方式或具體例而成，但本發明並不限定於此種實施方式或具體例。另外，本說明書中，使用「~」而表示的數值範圍是指包含「~」的前後所記載的數值作為下限值及上限值的範圍。
[液晶組成物的製造方法]
本發明的液晶組成物的製造方法的特徵在於：藉由使下述通式(III)所示的化合物與下述通式(IV)所示的羧酸及下述通式(V)所示的羧酸反應，而同時獲得下述通式(I)所示的液晶化合物及下述通式(II)所示的液晶化合物。
P1-Sp1-T1-A1-B-A2-T1-Sp1-P1 通式(I)
P1-Sp1-T1-A1-B-A3-T2-X 通式(II)
HY1-B-Y2H 通式(III)
P1-Sp1-T1-COOH 通式(IV)
X-T2-COOH 通式(V)
(通式(I)~通式(V)中，P1表示聚合性基。Sp1表示可具有取代基的碳數3~12的二價脂肪族基，脂肪族基中的1個CH2或不鄰接的2個以上CH2可被-O-、-S-、-OCO-、-COO-或-OCOO-取代。T1表示1,4-伸苯基。T2表示單鍵或具有環狀結構的二價基。A1表示-COO-、-CONR1-(R1表示氫原子或甲基)或-COS-。A2及A3分別獨立地表示-OCO-、-NR1CO-(R1表示氫原子或甲基)或-SCO-。B表示可具有取代基的具有環狀結構的二價基。X表示氫原子、分支或直鏈狀的碳數1~12的烷基、分支或直鏈狀的碳數1~12的烷氧基、苯基、氰基、鹵素原子、硝基、乙醯基、乙烯基、甲醯基、-OC(=O)R(R為碳數1~12的烷基)、N-乙醯基醯胺基、丙烯醯胺基、N,N-二甲基胺基、N-順丁烯二醯亞胺基、甲基丙烯醯胺基、烯丙氧基、烷基的碳數為1~4的N-烷氧基胺甲醯基、烯丙氧基胺甲醯基、N-(2-甲基丙烯醯氧基乙基)胺甲醯氧基、N-(2-丙烯醯氧基乙基)胺甲醯氧基或下述式(V-I)所示的結構。Y1及Y2分別獨立地表示O、NR1(R1表示氫原子或甲基)或S。)
-A4-T4-Sp2-P2 式(V-I)
(式(V-I)中，P2表示聚合性基或氫原子，A4、T4、Sp2分別獨立地與上述A2、T2、Sp1同義。)
藉由此種構成，根據本發明的製造方法，而可提供使用不同的2種以上羧酸作為原料的一種，而一舉製造結晶化抑制能 力、溶解性及液晶性高的液晶組成物的方法。
<合成流程、合成順序、反應條件>
所謂「同時」獲得上述通式(I)所示的液晶化合物及上述通式(II)所示的液晶化合物，並非限定於以相同的時序合成兩種液晶化合物，而是指藉由使上述通式(III)所示的化合物與上述通式(IV)所示的羧酸及上述通式(V)所示的羧酸反應而以一鍋(one pot)獲得。
以下表示本發明的液晶組成物的製造方法的合成流程的例子。另外，本說明書中，化合物(I)~化合物(V)分別表示上述通式(I)~通式(V)所示的化合物。
本發明的液晶組成物的製造方法的合成順序並無特別限制，可為上述合成流程以外的合成順序。
上述通式(IV)所示的羧酸及上述通式(V)所示的羧酸的添加順序並無特別限制。
本發明的液晶組成物的製造方法較佳為進一步包括：藉由在混合酸酐或酸鹵化物中導入上述通式(IV)所示的羧酸及上述通式(V)所示的羧酸而進行活化的步驟；並且在上述活化步驟 後，在鹼的存在下，使上述通式(III)所示的化合物與經活化的上述通式(IV)所示的羧酸及上述通式(V)所示的羧酸反應。
作為上述活化步驟中所用的活化劑，並無特別限制，可使用：甲磺醯氯或甲苯磺醯氯等。作為上述鹼，並無特別限制，可使用：三級胺(例如三乙基胺、二異丙基乙基胺)、無機鹽等。上述活化步驟較佳為在冰浴冷卻下進行。
就上述通式(III)所示的化合物不會因活化劑而受到不良影響的觀點而言，較佳為在上述活化步驟後添加上述通式(III)所示的化合物。較佳為在上述活化步驟後，在鹼的存在下，在冰浴冷卻下在經活化的上述通式(IV)所示的羧酸及上述通式(V)所示的羧酸中，添加上述通式(III)所示的化合物。關於使上述通式(III)所示的化合物與經活化的上述通式(IV)所示的羧酸及上述通式(V)所示的羧酸反應時的條件，並無特別限制，較佳為0℃~30℃，更佳為10℃~25℃。
<通式(III)所示的化合物>
本發明的液晶組成物的製造方法是使用下述通式(III)所示的化合物作為原料的一種。
HY1-B-Y2H 通式(III)
通式(III)中，B表示可具有取代基的具有環狀結構的二價基。Y1及Y2分別獨立地表示O、NR1(R1表示氫原子或甲基) 或S。
B表示可具有取代基的具有環狀結構的二價基，較佳為下述連結基群組(VI)所含的連結基的任一種。
連結基群組(VI)中，R2~R10分別獨立地表示氫原子、分支或直鏈狀的碳數1~4的烷基、分支或直鏈狀的碳數1~4的烷氧基、鹵素原子、或碳數1~3的烷氧基羰基。
更佳為R2~R10分別獨立地為氫原子、分支或直鏈狀的碳數1~4的烷基，特佳為氫原子、直鏈狀的碳數1或2的烷基。
上述B進而特佳為下述連結基群組(VIII)所含的連結基的任一種。
Y1及Y2分別獨立地表示O、NR1(R1表示氫原子或甲基)或S，更佳為O。
以下表示通式(III)所示的化合物的例子，但本發明並不限定於以下例子。
<通式(IV)所示的羧酸>
本發明的液晶組成物的製造方法是使用下述通式(IV)所示的羧酸作為原料的一種。
P1-Sp1-T1-COOH 通式(IV)
上述通式(IV)中，P1表示聚合性基。Sp1表示可具有取代基的碳數3~12的二價脂肪族基，脂肪族基中的1個CH2或不鄰接的2個以上CH2可被-O-、-S-、-OCO-、-COO-或-OCOO-取代。T1表示1,4-伸苯基。
上述P1表示聚合性基，作為聚合性基，並無特別限制，關於聚合性基的詳細內容或較佳的範圍，可參照日本專利特開2002-129162號公報的[0161]~[0171]。上述P1較佳為乙烯性不飽和雙鍵基，更佳為甲基丙烯醯基或丙烯醯基，特佳為丙烯醯基。
上述Sp1表示可具有取代基的碳數3~12的二價脂肪族基，脂肪族基中的1個CH2或不鄰接的2個以上CH2可被-O-、-S-、-OCO-、-COO-或-OCOO-取代。
Sp1表示可具有取代基的碳數3~12的二價伸烷基，更佳為碳數3~8的伸烷基，尤佳為碳數3~6的伸烷基，伸烷基中的不鄰接的亞甲基可被-O-取代。伸烷基可有分支亦可無分支，但較佳為無分支的直鏈伸烷基。
以下表示通式(IV)所示的羧酸的例子，但本發明並不限定於以下例子。
<通式(V)所示的羧酸>
本發明的液晶組成物的製造方法是使用下述通式(V)所示的羧酸作為原料的一種。
X-T2-COOH 通式(V)
上述通式(V)中，T2表示單鍵或具有環狀結構的二價基。X表示氫原子、分支或直鏈狀的碳數1~12的烷基、分支或直鏈狀的碳數1~12的烷氧基、苯基、氰基、鹵素原子、硝基、乙醯基乙烯基、甲醯基、-OC(=O)R(R為碳數1~12的烷基)、N-乙醯基醯胺基、丙烯醯胺基、N,N-二甲基胺基、N-順丁烯二醯亞胺基、甲基丙烯醯胺基、烯丙氧基、烷基的碳數為1~4的N-烷氧基胺甲醯基、烯丙氧基胺甲醯基、N-(2-甲基丙烯醯氧基乙基)胺甲醯氧基、N-(2-丙烯醯氧基乙基)胺甲醯氧基或下述式(V-I)所示的結構。
-A4-T4-Sp2-P2 式(V-I)
(式(V-I)中，P2表示聚合性基或氫原子，A4、T4、Sp2分別獨立地與上述A2、T2、Sp1同義。)
上述T2表示單鍵或具有環狀結構的二價基，較佳為單鍵或具有二價芳香族烴基或二價雜環基的二價基，更佳為二價芳香族烴基或二價雜環基。
上述芳香族烴基的碳數較佳為6~22，更佳為6~14，尤佳為6~10，特佳為6。在上述二價芳香族烴基的碳數為6時，較佳為在間位或對位具有結合鍵，特佳為在對位具有結合鍵。
上述二價雜環基較佳為具有5員、6員或7員的雜環。上述二價雜環基更佳為5員環或6員環，最佳為6員環。作為構成雜環的雜原子，較佳為氮原子、氧原子及硫原子。雜環較佳為芳香族性雜環。芳香族性雜環通常為不飽和雜環。芳香族性雜環更佳為具有最多雙鍵的不飽和雜環。雜環的例子包括：呋喃環、噻吩環、吡咯環、吡咯啉環、吡咯啶環、噁唑環、異噁唑環、噻唑環、異噻唑環、咪唑環、咪唑啉環、咪唑啶環、吡唑環、吡唑啉環、吡唑啶環、三唑環、呋呫環、四唑環、吡喃環、噻哌喃環、吡啶環、哌啶環、噁嗪環、嗎啉環、噻嗪環、嗒嗪環、嘧啶環、吡嗪環、哌嗪環及三嗪環。
上述二價芳香族烴基或二價雜環基可進一步具有二價連結基。作為上述二價連結基，較佳為碳數2~4的烯基，更佳為碳數2的烯基。
本發明的液晶組成物的製造方法較佳為上述T2為下述連結基群組(VII)所含的連結基的任一種。
上述X表示氫原子、分支或直鏈狀的碳數1~12的烷基、分支或直鏈狀的碳數1~12的烷氧基、苯基、氰基、鹵素原 子、硝基、乙醯基或乙烯基，較佳為表示氫原子、分支或直鏈狀的碳數1~4的烷基、直鏈狀的碳數1或2的烷氧基、或苯基，更佳為分支或直鏈狀的碳數1~4的烷基、直鏈狀的碳數1或2的烷氧基、或苯基，特佳為直鏈狀的碳數1~4的烷基、苯基。
另外，上述X表示甲醯基、乙醯氧基、N-乙醯基醯胺基、丙烯醯胺基、N,N-二甲基胺基、N-順丁烯二醯亞胺基、甲基丙烯醯胺基、烯丙氧基、烷基的碳數為1~4的N-烷氧基胺甲醯基、烯丙氧基胺甲醯基、N-(2-甲基丙烯醯氧基乙基)胺甲醯氧基、N-(2-丙烯醯氧基乙基)胺甲醯氧基或上述式(V-I)所示的結構。
其中，較佳為丙烯醯胺基、甲基丙烯醯胺基、烯丙氧基、烯丙氧基胺甲醯基、或式(V-I)所示的結構，更佳為丙烯醯胺基、甲基丙烯醯胺基、或式(V-I)所示的結構。
關於式(V-I)，P2表示聚合性基或氫原子，較佳為聚合性基。較佳的聚合性基的範圍與上述P1同義。A4、T4、Sp2分別獨立地與上述A2、T2、Sp1同義，較佳的範圍亦相同。
作為式(V-I)，特佳為上述P2為甲基丙烯醯基或丙烯醯基，Sp2為碳數1~12的二價無分支的伸烷基，伸烷基中的1個CH2或不鄰接的2個以上CH2可被-O-、-OCO-、-COO-或-OCOO-取代，T4為1,4-伸苯基，A4為-OCO-。
以下表示通式(V)所示的羧酸的例子，但本發明並不限定於以下例子。
本發明的液晶組成物的製造方法中，上述通式(IV)所示的羧酸與上述通式(V)所示的羧酸的投入比以莫耳比計，較佳為75：25~99：1的範圍，更佳為77：33~95：5的範圍，特佳 為80：20~90：10的範圍。
<通式(I)所示的液晶化合物及通式(II)所示的化合物>
本發明的液晶組成物的製造方法的特徵在於：同時獲得下述通式(I)所示的液晶化合物及下述通式(II)所示的液晶化合物。
P1-Sp1-T1-A1-B-A2-T1-Sp1-P1 通式(I)
P1-Sp1-T1-A1-B-A3-T2-X 通式(II)
上述通式(I)及通式(II)中，P1表示聚合性基。Sp1表示可具有取代基的碳數3~12的二價脂肪族基，脂肪族基中的1個CH2或不鄰接的2個以上CH2可被-O-、-S-、-OCO-、-COO-或-OCOO-取代。T1表示1,4-伸苯基。T2表示單鍵或具有環狀結構的二價基。A1表示-COO-、-CONR1-(R1表示氫原子或甲基)或-COS-。A2及A3分別獨立地表示-OCO-、-NR1CO-(R1表示氫原子或甲基)或-SCO-。B表示可具有取代基的具有環狀結構的二價基。X表示氫原子、分支或直鏈狀的碳數1~12的烷基、分支或直鏈狀的碳數1~12的烷氧基、苯基、氰基、鹵素原子、硝基、乙醯基、乙烯基、甲醯基、-OC(=O)R(R為碳數1~12的烷基)、N-乙醯基醯胺基、丙烯醯胺基、N,N-二甲基胺基、N-順丁烯二醯亞胺基、甲基丙烯醯胺基、烯丙氧基、烷基的碳數為1~4的N-烷氧基胺甲醯 基、烯丙氧基胺甲醯基、N-(2-甲基丙烯醯氧基乙基)胺甲醯氧基、N-(2-丙烯醯氧基乙基)胺甲醯氧基或上述式(V-I)所示的結構。
上述通式(I)及通式(II)中，P1、Sp1、T2、B及X的較佳的範圍，與上述通式(III)~通式(V)中的P1、Sp1、T2、B及X的較佳的範圍相同。
上述通式(I)及通式(II)中，A1表示-COO-、-CONR1-(R1表示氫原子或甲基)或-COS-，更佳為-COO-。
上述通式(I)及通式(II)中，A2及A3分別獨立地表示-OCO-、-NR1CO-(R1表示氫原子或甲基)或-SCO-，更佳為-OCO-。
上述通式(I)及通式(II)中，特佳為上述A1為-COO-，且上述A2及A3為-OCO-。
以下，表示上述通式(I)所示的化合物的具體例，但本發明並不限定於以下例子。
以下，表示上述通式(II)所示的化合物的具體例，但本發明並不限定於以下例子。
表示或
<液晶組成物的組成>
本發明的液晶組成物的製造方法中，上述通式(I)所示的化合物與上述通式(II)所示的化合物的生成比以莫耳比計，較佳為50：50~98：2的範圍，更佳為60：40~96：4的範圍，特佳為70：30~94：6的範圍。
本發明的液晶組成物的製造方法中，液晶組成物中的上述通式(I)所示的化合物與上述通式(II)所示的化合物的組成比以質量比計，較佳為50：50~95：5的範圍，更佳為60：40~95：5的範圍，特佳為70：30~92：8的範圍。
[液晶組成物]
本發明的液晶組成物的特徵在於藉由本發明的液晶組成物的製造方法而製造。此種液晶組成物的液晶結構與並非藉由本發明的液晶組成物的製造方法而製造的液晶組成物不同，其結果是溶解性或結晶化抑制能力高。
本發明的液晶組成物的向列型-各向同性(Iso)相轉移溫度較佳為80℃~160℃，更佳為90℃~150℃。
[膜的構成]
本發明的膜是將本發明的液晶組成物中的液晶化合物的配向(例如水平配向、垂直配向、膽固醇狀配向、混合(hybrid)配向等)進行固定而成，且表現出光學各向異性的膜。此時，將本發明的液晶組成物中的液晶化合物的配向進行固定而成的光學各向異性層可具有2層以上。該膜例如可用作扭轉向列(Twisted Nematic，TN)模式、共面切換(In-plane Switching，IPS)模式等液晶顯示裝置的光學補償膜或1/2波長膜、1/4波長膜、相位差膜，而且可用於利用膽固醇狀配向的選擇反射的反射膜。
(反射膜)
本發明的膜可用作反射膜。作為本發明的膜，較佳為將 本發明的液晶組成物中的液晶化合物的膽固醇狀配向進行固定而成的膜。
(其他添加劑)
在將本發明的液晶組成物用於例如利用膽固醇狀配向的選擇反射的反射膜時，液晶組成物除了聚合性液晶外，可根據需要含有溶劑、包含不對稱碳原子的化合物、或聚合性起始劑(後述)或其他添加劑(例如纖維素酯)。
光學活性化合物(手性劑)：上述液晶組成物可表現膽固醇狀液晶相，因此較佳為含有光學活性化合物。但在上述棒狀液晶化合物為具有不對稱碳原子(asymmetric carbon atom)的分子時，亦存在即便不添加光學活性化合物，亦可穩定地形成膽固醇狀液晶相的情況。上述光學活性化合物可選自公知的各種手性劑(例如記載於「液晶裝置手冊、第3章4-3項、TN、超扭轉向列(Super Twisted Nematic，STN)用手性劑、第199頁、日本學術振興會第-42委員會編、1989」)。光學活性化合物通常包含不對稱碳原子，但不含不對稱碳原子的軸性不對稱化合物或面性不對稱化合物亦可用作手性劑。軸性不對稱化合物或面性不對稱化合物的例子包括：聯萘、螺烯(helicene)、對環芳烷(paracyclophane)及這些的衍生物。光學活性化合物(手性劑)可具有聚合性基。在光學活性化合物具有聚合性基、並且所併用的棒狀液晶化合物亦具有聚合性基時，可藉由聚合性光學活性化合物與聚合性棒狀液晶化合物的聚合反 應，而形成具有由棒狀液晶化合物衍生的重複單元、與由光學活性化合物衍生的重複單元的聚合物。在該形態下，聚合性光學活性化合物所具有的聚合性基較佳為與聚合性棒狀液晶化合物所具有的聚合性基為同種基團。因此，光學活性化合物的聚合性基亦較佳為不飽和聚合性基、環氧基或氮丙啶基，更佳為不飽和聚合性基，特佳為乙烯性不飽和聚合性基。
另外，光學活性化合物可為液晶化合物。
相對於所併用的液晶化合物，上述液晶組成物中的光學活性化合物較佳為1莫耳%~30莫耳%。進一步減少光學活性化合物的使用量在多數情況下不會對液晶性造成影響，因此較佳。因此，為了能以少量而達成所期望的螺旋間距的扭轉配向，可用作手性劑的光學活性化合物較佳為具有強扭轉力的化合物。作為此種表現出強的扭轉力的手性劑，例如可列舉：日本專利特開2003-287623號公報所記載的手性劑，並可較佳地用於本發明。
(溶劑)
作為液晶組成物的溶劑，較佳為使用有機溶劑。有機溶劑的例子包括：醯胺(例如N,N-二甲基甲醯胺)、亞碸(例如二甲基亞碸)、雜環化合物(例如吡啶)、烴(例如苯、己烷)、鹵烷(alkyl halide)(例如氯仿、二氯甲烷)、酯(例如乙酸甲酯、乙酸丁酯)、酮(例如丙酮、甲基乙基酮、環己酮)、醚(例如四氫呋喃、1,2-二甲氧基乙烷)。較佳為鹵烷及酮。可併用二種以上有機溶劑。
另外，在將本發明的液晶組成物用於液晶顯示裝置的光 學補償膜時，除了聚合性起始劑(後述)、上述溶劑外，可含有配向控制劑、界面活性劑、氟系聚合物等。
(配向控制劑)
本發明中的配向控制劑例如表示藉由添加於本發明的液晶組成物的塗佈液、在塗佈後偏析存在於液晶組成物的層的表面、即空氣界面側，而可控制液晶組成物在空氣界面側的配向的化合物(空氣界面配向劑)。或者本發明中的配向控制劑表示藉由在塗佈後偏析存在於液晶組成物的層與基板的界面，而可控制基板界面側的液晶組成物的配向的化合物、例如鎓鹽。
作為空氣界面側的配向控制劑，例如可使用低分子配向控制劑或高分子配向控制劑。作為低分子配向控制劑，例如可參考日本專利特開2002-20363號公報的段落0009~段落0083的記載、或日本專利特開2006-106662號公報的段落0111~段落0120、日本專利特開2012-211306號公報的段落0021~段落0029，並將其內容併入本申請案說明書中。另外，作為高分子配向控制劑，例如可參考日本專利特開2004-198511號公報的段落0021~段落0057的記載、或日本專利特開2006-106662號公報的段落0121~段落0167，並將其內容併入本申請案說明書中。
配向控制劑的使用量較佳為本發明的液晶組成物的塗佈液的固體成分的0.01質量%~10質量%，更佳為0.05質量%~5質量%。
藉由使用此種配向控制劑或配向膜，而本發明的液晶化 合物可形成與層的表面並行配向的水平配向狀態。
另外，若使用鎓鹽等作為基板界面側的配向控制劑，則可促進液晶化合物的界面的垂直配向。作為用作該垂直配向劑的鎓鹽，例如可參考日本專利特開2006-106662號公報的段落0052~段落0108的記載，並將這些內容併入本申請案說明書中。
鎓鹽的使用量較佳為本發明的液晶組成物的塗佈液的固體成分的0.01質量%~10質量%，更佳為0.5質量%~5質量%。
(界面活性劑)
作為界面活性劑，可列舉：先前公知的化合物，特佳為氟系化合物。作為界面活性劑，例如可參考日本專利特開2001-330725號公報的段落0028~段落0056所記載的化合物、及日本專利特開2006-106662號公報的段落0199~段落0207所記載的化合物，並將這些內容併入本申請案說明書中。
界面活性劑的使用量較佳為本發明的液晶組成物的塗佈液的固體成分的0.01質量%~10質量%，更佳為0.5質量%~5質量%。
(光學補償膜用途的其他添加劑)
作為光學補償膜用途的其他添加劑，例如可參考日本專利特開2005-97377號公報的段落0099~段落0101所記載的化合物，並將其內容併入本申請案說明書中。
藉由利用塗佈等的方法將本發明的液晶組成物製膜而可形成本發明的反射膜。作為本發明的膜的製作方法，較佳為將 至少含有本發明的液晶組成物的組成物塗佈於支撐體的表面或形成於其上的配向膜表面，使液晶組成物成為所期望的配向狀態，藉由聚合使其硬化，而將液晶組成物的配向狀態進行固定而形成。
液晶組成物的塗佈可藉由公知的方法(例如擠出塗佈法、直接凹版塗佈法、反向凹版塗佈法、模塗法、棒塗法、旋塗法)而實施。液晶性分子較佳為維持配向狀態而固定。固定化較佳為藉由導入至液晶性分子的聚合性基的聚合反應而實施。
聚合反應包括：使用熱聚合起始劑的熱聚合反應、及使用光聚合起始劑的光聚合反應。較佳為光聚合反應。
光聚合起始劑的例子包括：α-羰基化合物(美國專利2367661號、美國專利2367670號的各說明書記載)、偶姻醚(美國專利2448828號說明書記載)、α-烴取代芳香族偶姻化合物(美國專利2722512號說明書記載)、多核醌化合物(美國專利3046127號、美國專利2951758號的各說明書記載)、三芳基咪唑二聚物與對胺基苯基酮的組合(美國專利3549367號說明書記載)、吖啶及吩嗪化合物(日本專利特開昭60-105667號公報、美國專利4239850號說明書記載)、噁二唑化合物(美國專利4212970號說明書記載)、醯基氧化膦化合物(日本專利特公昭63-40799號公報、日本專利特公平5-29234號公報、日本專利特開平10-95788號公報、日本專利特開平10-29997號公報記載)。
光聚合起始劑的使用量較佳為塗佈液的固體成分的0.01質量%~20質量%，更佳為0.5質量%~5質量%。用以使盤 形液晶(discotic liquid crystal)性分子聚合的光照射，較佳為使用紫外線。照射能量較佳為20mJ/cm2~50J/cm2，更佳為100mJ/cm2~800mJ/cm2。為了促進光聚合反應，可在加熱條件下實施光照射。
包含液晶組成物的光學各向異性層的厚度較佳為0.1μm~50μm，更佳為0.5μm~30μm。
特別是，在將液晶化合物的膽固醇狀配向進行固定而成的膜中利用選擇反射性時，光學各向異性層的厚度尤佳為1μm~30μm，最佳為2μm~20μm。液晶層中的上述通式(I)所示的化合物與上述通式(II)所示的化合物的合計塗佈量(液晶配向促進劑的塗佈量)較佳為0.1mg/m2~500mg/m2，更佳為0.5mg/m2~450mg/m2，尤佳為0.75mg/m2~400mg/m2，最佳為1.0mg/m2~350mg/m2。
另一方面，在用作光學補償膜(例如將水平配向狀態固定的A-板或將垂直配向狀態固定的C-板)時，光學各向異性層的厚度較佳為0.1μm~50μm，更佳為0.5μm~30μm。
上述配向膜可藉由有機化合物(較佳為聚合物)的摩擦處理、無機化合物的斜向蒸鍍、具有微槽的層的形成、或如利用朗繆爾-布洛傑特(Langmuir-Blodgett)法(LB膜)的有機化合物(例如ω-二十三酸、二-十八烷基甲基氯化銨、硬脂酸甲酯)的累積的方法而設置。而且，亦已知藉由提供電場、提供磁場或光照射，而產生配向功能的配向膜。特佳為藉由聚合物的摩擦處理而 形成的配向膜。摩擦處理是藉由利用紙或布將聚合物層的表面朝固定方向進行多次摩擦而實施。配向膜所使用的聚合物的種類根據液晶性分子的配向(特別是平均傾斜角)而確定。為了使液晶性分子成水平(平均傾斜角：0°~50°)配向，而使用不降低配向膜的表面能的聚合物(通常的配向膜用聚合物)。為了使液晶性分子成垂直(平均傾斜角：50°~90°)配向，而使用降低配向膜的表面能的聚合物。為了降低配向膜的表面能，較佳為在聚合物的側鏈導入碳數為10~100的烴基。
關於具體的聚合物的種類，在關於使用與各種顯示模式對應的液晶性分子的光學補償片的文獻中有記載。
配向膜的厚度較佳為0.01μm~5μm，更佳為0.05μm~1μm。另外，在使用配向膜使光學各向異性層的液晶性分子配向後，可將液晶層轉印至透明支撐體上。以配向狀態固定的液晶性分子即便無配向膜亦可維持配向狀態。另外，在平均傾斜角小於5°的配向時，無須進行摩擦處理，且亦不需要配向膜。但為了改善液晶性分子與透明支撐體的密接性，而可使用在界面與液晶性分子形成化學鍵的配向膜(日本專利特開平9-152509號公報記載)。在為了改善密接性而使用配向膜時，亦可不實施摩擦處理。在將二種液晶層設置於透明支撐體的同側時，亦可使形成於透明支撐體上的液晶層發揮出作為設置於其上的液晶層的配向膜的功能。
本發明的膜或具有本發明的膜的光學各向異性元件可 具有透明支撐體。作為透明支撐體，可使用玻璃板或聚合物膜、較佳為聚合物膜。支撐體為透明是指透光率為80%以上。作為透明支撐體，通常使用光學各向同性的聚合物膜。所謂光學各向同性，具體而言，較佳為面內延遲(Re)小於10nm，更佳為小於5nm。另外，在光學各向同性透明支撐體中，厚度方向的延遲(Rth)亦較佳為小於10nm，更佳為小於5nm。
(選擇反射特性)
本發明的膜是將本發明的液晶組成物的膽固醇狀液晶相進行固定而成，較佳為表現出選擇反射特性，更佳為在紅外線波長區域表現出選擇反射特性。關於將膽固醇狀液晶相進行固定而成的光反射層，詳細地記載於日本專利特開2011-107178號公報及日本專利特開2011-018037號公報所記載的方法中，在本發明中亦可較佳地使用。
(積層體)
本發明的膜亦較佳為：使將本發明的液晶組成物的膽固醇狀液晶相固定而成的層進行多層積層而成的積層體。本發明的液晶組成物由於積層性亦良好，因此可容易地形成此種積層體。
(光學補償膜)
本發明的膜亦可用作光學補償膜。
在使用本發明的膜作為光學補償膜時，光學補償膜中的上述光學各向異性層的光學性質，根據液晶胞的光學性質、具體為顯示模式的不同而確定。若使用本發明的液晶組成物，則可製 造具有與液晶胞的各種顯示模式對應的各種光學性質的光學各向異性層。
例如，TN模式的液晶胞用光學各向異性層可參考日本專利特開平6-214116號公報、美國專利5583679號、美國專利5646703號及德國專利公報3911620A1號的記載，並將這些內容併入本申請案說明書中。另外，IPS模式或鐵電液晶(Ferroelectric Liquid Crystal，FLC)模式的液晶胞用光學各向異性層可參考日本專利特開平9-292522號公報及日本專利特開平10-54982號公報的記載，並將這些內容併入本申請案說明書中。另外，光學補償彎曲(Optically Compensated Bend，OCB)模式或混合排列向列(Hybrid Aligned Nematic，HAN)模式的液晶胞用光學各向異性層可參考美國專利5805253號及國際專利申請案WO96/37804號的記載，並將這些內容併入本申請案說明書中。另外，STN模式的液晶胞用光學各向異性層可參考日本專利特開平9-26572號公報的記載，並將這些內容併入本申請案說明書中。另外，垂直配向(Vertical Alignment，VA)模式的液晶胞用光學各向異性層可參考日本專利第2866372號公報的記載，並將這些內容併入本申請案說明書中。
特別是在本發明中，可較佳地用作IPS模式的液晶胞用光學各向異性層。例如，具有使本發明的液晶化合物水平配向的光學各向異性層的膜可用作A板。此處，所謂A板，是指慢軸的折射率大於厚度方向的折射率的單軸性雙折射層。在本發明的膜 為A板時，可藉由將550nm時的面內的相位差(Re)設為200nm~350nm的光學各向異性層以單層進行補償。
另外，具有使本發明的液晶化合物垂直配向的光學各向異性層的膜可用作正C板，可與雙軸膜等組合而使用。此處，所謂正C板，是指厚度方向的折射率大於面內的折射率的單軸性雙折射層。在本發明的膜為正C板時，雖取決於所組合的雙軸膜的光學特性，但例如550nm時的面內的相位差(Re)較佳為-10nm~10nm，550nm時的厚度方向的相位差(Rth)較佳為-250nm~-50nm。
[偏光板]
本發明亦關於一種至少包括具有上述光學各向異性層的膜(光學補償膜)、以及偏光膜的偏光板。上述光學各向異性層在具有偏光膜與配置於其至少一側的保護膜的偏光板中，可用作其保護膜。
另外，作為偏光板的構成，於在偏光膜的兩面配置保護膜的形態中，上述光學各向異性層亦可用作一面上的保護膜。
偏光膜有碘系偏光膜、使用二色性染料的染料系偏光膜或多烯系偏光膜。碘系偏光膜及染料系偏光膜通常可使用聚乙烯醇系膜而製造。
關於偏光膜的厚度，並無特別限制，偏光膜的厚度薄者，可將偏光板及組裝其的液晶顯示裝置進一步薄型化。就該觀點而言，偏光膜的厚度較佳為10μm以下。由於偏光膜內的光程 必須大於光的波長，因此偏光膜的膜厚的下限值為0.7μm以上、實質為1μm以上，通常較佳為比3μm厚。
[液晶顯示裝置]
本發明亦關於一種具有上述偏光板的液晶顯示裝置。關於液晶顯示裝置的配向模式，並無特別限制，例如可為利用TN模式、IPS模式、FLC模式、OCB模式、HAN模式、VA模式的液晶顯示裝置。例如關於利用VA模式的液晶顯示裝置，可參考日本專利特開2005-128503號公報的段落0109~段落0129的記載，並將其內容併入本申請案說明書中。另外，關於利用IPS模式的液晶顯示裝置，可參考日本專利特開2006-106662號公報的段落0027~段落0050的記載，並將其內容併入本申請案說明書中。
本發明的液晶顯示裝置例如可使用上述A板或C板。
上述光學各向異性層能以與偏光膜貼合的偏光板的狀態組裝進液晶顯示裝置中。另外，上述光學各向異性層可單獨、或製成與其他相位差層的積層體，作為視角補償膜而組裝。所組合的其他相位差層可根據作為視角補償的對象的液晶胞的配向模式等而選擇。
上述光學各向異性層可配置於液晶胞與視認側偏光膜之間，亦可配置於液晶胞與背光側偏光膜之間。
另外，本說明書中，Re(λ)、Rth(λ)分別表示波長λ時的面內的延遲及厚度方向的延遲。Re(λ)是在KOBRA 21ADH或WR(王子計測機器(股)製造)中使波長λ nm的光向膜法線 方向入射而測定。在選擇測定波長λ nm時，可手動交換波長選擇濾光片，或者可藉由程式等變換測定值而測定。
在所測定的膜為以單軸或雙軸的折射率橢圓體表現者時，藉由以下方法算出Rth(λ)。
在將面內的慢軸(藉由KOBRA 21ADH或WR進行判斷)作為傾斜軸(旋轉軸)(在無慢軸時將膜面內的任意的方向作為旋轉軸)的膜法線方向，在自法線方向至單側50度為止，以10度步進分別自其傾斜的方向入射波長λ nm的光，對Re(λ)進行全部6點的測定，根據該測定的延遲值與平均折射率的假定值及所輸入的膜厚值，由KOBRA 21ADH或WR算出上述Re(λ)。
上述中，在為具有自法線方向將面內的慢軸作為旋轉軸、在某傾斜角度的延遲值為0的方向的膜時，在比該傾斜角度大的傾斜角度時的延遲值將其符號變為負後，由KOBRA 21ADH或WR算出上述Rth(λ)。
另外，亦可將慢軸作為傾斜軸(旋轉軸)(無慢軸時將膜面內的任意的方向作為旋轉軸)，自任意傾斜的2方向測定延遲值，根據該值與平均折射率的假定值及所輸入的膜厚值，藉由以下式(1)及式(2)算出Rth。
式(1)
式(2)Rth={(nx+ny)/2-nz}×d
上述式中，Re(θ)表示自法線方向傾斜角度θ的方向時的延遲值，nx表示面內的慢軸方向的折射率，ny表示面內中與nx正交的方向的折射率，nz表示與nx及ny正交的方向的折射率。d為膜厚。
在所測定的膜為無法以單軸或雙軸的折射率橢圓體表現者、即所謂的無光學軸(optic axis)的膜時，藉由以下方法算出Rth(λ)。
將面內的慢軸(藉由KOBRA 21ADH或WR進行判斷)作為傾斜軸(旋轉軸)，在自-50度至+50度為止，以10度步進分別自其傾斜的方向對膜法線方向入射波長λ nm的光並測定11點的上述Re(λ)，根據該所測定的延遲值與平均折射率的假定值及所輸入的膜厚值，由KOBRA 21ADH或WR算出Rth(λ)。
在上述測定中，平均折射率的假定值可使用聚合物手冊(約翰威立公司(JOHN WILEY & SONS,INC))、各種光學補償膜的目錄值。對於平均折射率的值未知者，可藉由阿貝(Abbe) 折射計進行測定。以下例示主要的光學補償膜的平均折射率的值：醯化纖維素(1.48)、環烯烴聚合物(1.52)、聚碳酸酯(1.59)、聚甲基丙烯酸甲酯(1.49)、聚苯乙烯(1.59)。藉由輸入這些平均折射率的假定值與膜厚，而KOBRA 21ADH或WR會算出nx、ny、nz。根據該算出的nx、ny、nz，而進一步算出Nz=(nx-nz)/(nx-ny)。
另外，本說明書中，只要無特別附註，折射率的測定波長設為550nm。
實施例
以下列舉實施例與比較例進一步對本發明的特徵進行具體地說明。以下的實施例所示的材料、使用量、比例、處理內容、處理順序等，只要不脫離本發明的主旨，則可適當變更。因此，本發明的範圍不應由以下所示的具體例限定性地解釋。
[實施例1]
將化合物(IV-1)(21g、80mmol)、化合物(V-1)(1.3g、8.9mmol)與乙酸乙酯(24mL)、四氫呋喃(22mL)及三乙基胺(13mL)混合。在冰浴冷卻下，將所得的溶液緩慢地滴加至甲磺醯氯(10g、89mmol)的乙酸乙酯溶液中。此時，化合物(IV-1)與化合物(V-1)的投入比以莫耳比計為90：10。
接著，在冰浴冷卻下攪拌1小時，在冰浴冷卻下滴加化合物(III-1)的乙酸乙酯溶液，接著在冰浴冷卻下緩慢地滴加三乙基胺(14mL)。
然後，在反應溫度20℃下攪拌2小時，添加水(60g) 萃取有機層，接著以2%鹽酸水溶液、10%食鹽水的順序清洗有機層。
將該有機層的一部分取樣進行高效液相層析法(High Performance Liquid Chromatography，HPLC)測定，根據其面積比估計化合物(I-1)與化合物(II-1)的生成比，結果生成比以莫耳比計為82：18。將所得的結果記載於下述表1。
接著，將有機層抽吸過濾後，添加甲醇/水使結晶析出，將所生成的結晶過濾，而獲得包含化合物(I-1)與化合物(II-1)的液晶組成物。(產量為21.6g)
將所得的液晶組成物進行取樣而進行HPLC測定，根據其面積比估計化合物(I-1)與化合物(II-1)的組成比，結果組成比以質量比計為89：11。將所得的結果記載於下述表1。
該液晶組成物的向列型-各向同性(Iso)相轉移溫度為115℃。
另外，化合物(I-1)與化合物(II-1)的生成比及組成比，是藉由HPLC分析另外合成的化合物(I-1)與化合物(II-1)的標準樣品，使用根據面積比而求出的標準曲線而算出。
[實施例2~實施例13]
改變通式(III)所示的化合物、通式(IV)所示的化合物及通式(V)所示的化合物的種類、以及通式(IV)所示的化合物及通式(V)所示的化合物的投入比，除此以外，以與實施例1相同的實驗操作，進行包含通式(I)所示的化合物及通式(II) 所示的化合物的液晶組成物的合成、所得的液晶組成物中的通式(I)所示的化合物及通式(II)所示的化合物的生成比的測定、以及所得的液晶組成物中的通式(I)所示的化合物及通式(II)所示的化合物的組成比的測定。
將所得的結果表示於下述表1。
[實施例84]
羧酸(V-29)的合成
在甲磺醯氯(33.0mmol、2.6mL)的四氫呋喃(THF)溶液(17mL)中添加對苯二酚單甲醚(37mg)，將內溫冷卻至-5℃。於其中以內溫不上升至0℃以上的方式滴加化合物(IV-1)(31.5mmol、8.33g)與二異丙基乙基胺(33.0mmol、5.75mL)的THF溶液(16mL)。在-5℃下攪拌30分鐘後，添加二異丙基乙基胺(33.0mmol、5.75mL)、對-羥基苯甲醛的THF溶液(20mL)、4-二甲基胺基吡啶(DMAP)(一刮勺(Spatula))。然後，在室溫下攪拌4小時。添加甲醇(5mL)停止反應後，添加水與乙酸乙酯。利用旋轉蒸發器將藉由乙酸乙酯萃取的有機層除去溶劑，製成乙腈(67mL)的溶液後，於其中添加亞氯酸鈉(42.0mmol、3.80g)的水溶液(2mL)、磷酸二氫鈉二水合物(6.0mmol、0.94g)的水溶液(8.2mL)、過氧化氫水(4.0mL)，在室溫下攪拌12小時。添加1N鹽酸水溶液100mL後，進行過濾。藉由甲醇並藉由少量乙腈清洗殘渣，藉此獲得羧酸(V-29)。該羧酸(V-29)是上述通式(V)所示的化合物的例示化合物(V-29)。
液晶組成物的合成
將化合物(IV-1)(54g、204mmol)、化合物(V-29)(6.8g、17.7mmol)與乙酸乙酯(50mL)、THF(45mL)及二異丙基乙基胺(41.8mL)混合。在冰浴冷卻下，將所得的溶液緩慢地滴加至甲磺醯氯(25.5g、223mmol)的乙酸乙酯溶液中。此 時，化合物(IV-1)與化合物(V-1)的投入比以莫耳比計為92：8。
接著，在冰浴冷卻下攪拌1小時，在冰浴冷卻下滴加化合物(III-1)(13.5g、109mmol)的乙酸乙酯溶液，接著添加N-甲基咪唑(0.5g)後，在冰浴冷卻下緩慢地滴加三乙基胺(33.7mL)。
然後，在反應溫度20℃下攪拌2小時，添加水(140mL)萃取有機層，接著以2%鹽酸水溶液、10%食鹽水的順序清洗有機層。
將該有機層的一部分進行取樣而進行HPLC測定，根據其面積比估計化合物(I-1)與化合物(II-53)的生成比，結果生成比以莫耳比計為88：12。將所得的結果記載於下述表2。
接著，將有機層進行抽吸過濾後，添加甲醇/水使結晶析出，將所生成的結晶過濾，而獲得包含化合物(I-1)與化合物(II-53)的液晶組成物。(產量為60g)
將所得的液晶組成物進行取樣而進行HPLC測定，根據其面積比估計化合物(I-1)與化合物(II-53)的組成比，結果組成比以質量比計為87：113。將所得的結果記載於下述表2。
該液晶組成物的向列型-各向同性(Iso)相轉移溫度為140℃。
另外，化合物(I-1)與化合物(II-53)的生成比及組成比，是藉由HPLC分析另外合成的化合物(I-1)與化合物(II-53) 的標準樣品，使用根據面積比而求出的標準曲線而算出。
另外，以下述表所示的方式，改變通式(III)所示的化合物、通式(IV)所示的化合物及通式(V)所示的化合物的種類、以及通式(IV)所示的化合物及通式(V)所示的化合物的投入比，除此以外，以與實施例84相同的實驗操作，進行包含通式(I)所示的化合物及通式(II)所示的化合物的液晶組成物的合成、所得的液晶組成物中的通式(I)所示的化合物及通式(II)所示的化合物的生成比的測定、以及所得的液晶組成物中的通式(I)所示的化合物及通式(II)所示的化合物的組成比的測定。
將所得的結果表示於下述表2。
[比較例1]
根據以下流程合成化合物(II-1)。
在甲磺醯氯(10.22g)的THF溶液(20mL)中添加BHT(37mg)，將內溫冷卻至-5℃為止。於其中以內溫不上升至0℃以上的方式滴加化合物(IV-1)(31.5mmol、8.33g)與二異丙基乙基胺(17.6mL)的THF溶液(50mL)。在-5℃下攪拌30分鐘後，添加二異丙基乙基胺(16.7mL)、化合物(III-1)的THF溶液(20mL)、DMAP(一刮勺)。然後，在室溫下攪拌4小時。添加甲醇(5mL)停止反應後，添加水與乙酸乙酯。利用旋轉蒸發器將藉由乙酸乙酯萃取的有機層除去溶劑，藉由使用矽膠的管柱層析法而生成並獲得化合物(VI-1)。
在甲磺醯氯(3.5g)的THF溶液(10mL)中添加BHT(3mg)，將內溫冷卻至-5℃為止。於其中以內溫不上升至0℃以上的方式滴加化合物(V-1)(4.4g)與二異丙基乙基胺(4.7mL)的THF溶液(20mL)。在-5℃下攪拌30分鐘後，添加二異丙基乙基胺(4.7mL)、化合物(VI-1)(10g)的THF溶液(20mL)、 DMAP(一刮勺)。然後，在室溫下攪拌2小時。添加甲醇(50mL)停止反應後，添加水與乙酸乙酯。利用旋轉蒸發器將藉由乙酸乙酯萃取的有機層除去溶劑，而獲得化合物(II-1)的粗產物。進行藉由使用矽膠的管柱層析法的生成，而以59%的產率獲得化合物(II-1)。
將化合物(I-1)8.9g、化合物(II-1)1.1g、及甲基乙基酮20g在25℃下混合。將所得的液晶組成物作為比較例1的液晶組成物。
[比較例2]
使用化合物(V-4)代替化合物(V-1)，除此以外，以與比較例1的化合物(II-1)的合成相同的合成法，獲得化合物(II-4)。
將化合物(I-1)8.6g、化合物(II-4)1.4g、及甲基乙基酮20g在25℃下混合。將所得的液晶組成物作為比較例2的液晶組成物。
<溶解性試驗>
(溶解性試驗1)
將實施例1中所製造的液晶組成物10g與甲基乙基酮20g在25℃下混合。在2分鐘以內全部的固體完全溶解，而表現出良好的溶解性。
另一方面，在剛製備完比較例1的液晶組成物後至2分鐘後的溶液中，目視確認到存在少許的溶解殘留的固體。另外， 其後確認到，5分鐘後的全部固體完全溶解。
(溶解性試驗2)
將實施例6中所合成的液晶組成物10g與甲基乙基酮20g在25℃下混合。在5分鐘以內完全溶解，為良好的溶解性。
另一方面，在剛製備完比較例2的液晶組成物後至5分鐘後的溶液中，目視確認到存在少許的溶解殘留的結晶。
(其他溶解性試驗)
對於其他實施例2~實施例5及實施例7~實施例12中所製造的液晶組成物，亦同樣地進行溶解性試驗後，則可知溶解性提高。
<粉末X射線繞射試驗>
(X射線繞射試驗1)
對實施例1中所得的液晶組成物、及將比較例1中所用的2種液晶化合物充分混合而成的固體，使用理學(Rigaku)公司製造的RINT2000，藉由測定範圍為2θ=5°~55°、入射X射線為CuKα射線分別進行粉末X射線繞射測定。
如圖1所示，實施例1的液晶性組成物的X射線繞射光譜是與比較例1的液晶性組成物不同的X射線繞射光譜。
進行以上試驗的結果可知，實施例1中所得的液晶組成物的結晶結構與將比較例1中所用的2種液晶化合物混合而成的固體不同。
(X射線繞射試驗2)
對實施例6中所得的液晶組成物、及將比較例2中所用的2種液晶化合物充分混合而成的固體，以與X射線繞射試驗1相同的方法分別進行粉末X射線繞射測定。
如圖2所示，實施例6的液晶性組成物的X射線繞射光譜是與比較例2的液晶性組成物不同的X射線繞射光譜。
進行以上試驗的結果可知，實施例6中所得的液晶組成物的結晶結構與將比較例2中所用的2種液晶化合物混合而成的固體不同。
[實施例16]
<聚合性組成物的製備>
使用實施例1的組成物，製備下述組成的液晶性組成物塗佈液(A)。
<塗佈樣品的製作>
接著，使用所得的液晶性組成物製造實施例16的膜。
在經清洗的玻璃基板上，藉由旋塗法塗佈日產化學公司製造的聚醯亞胺配向膜SE-130，乾燥後在250℃下煅燒1小時。將其進行摩擦處理而製作附有配向膜的基板。在該基板的配向膜的摩擦處理表面上，藉由旋塗法在室溫下塗佈液晶性組成物塗佈液(A)，並在室溫下靜置30分鐘。
(結晶析出抑制的評價)
使用偏光顯微鏡，對所得的實施例16的塗佈膜的液晶膜表面的任意區域，目視測定結晶析出率，結果為10%。
[實施例16~實施例26及比較例3~比較例7]
將使用下述表3所記載的組成物代替實施例1的組成物的方面進行變更，並以與實施例16相同的方法，製備液晶性組成物塗佈液，並測定結晶析出率。結果如下述表3所示。
上述表3中，結晶析出性是將目視的塗佈膜上的結晶析出面積為0%~20%設為3、為20%~50%設為2，為50%以上設為1。
[實施例96]
<聚合性組成物的製備>
使用實施例84的組成物，製備下述組成的液晶性組成物塗佈液(A)。
(結晶析出抑制的評價)
使用偏光顯微鏡，對所得的實施例96的塗佈膜的液晶膜表面的任意區域，目視測定結晶析出率，結果為5%。
[實施例97~實施例107]
將使用下述表4所記載的組成物代替實施例1的組成物的方面進行變更，並以與實施例1相同的方法，製備液晶性組成物塗佈液，並測定結晶析出率。結果如下述表4所示。
上述表4中，結晶析出性是將目視的塗佈膜上的結晶析出面積為0%~20%設為3，為20%~50%設為2，為50%以上設為1。
比較組成物(1')~比較組成物(5')中，使用20重量份的化合物為2種異構物的混合物，表示或
比較例組成物1')
比較例組成物(2')
比較例組成物(3')
比較例組成物(4')
比較例組成物(5')
根據實施例16~實施例26及比較例3~比較例7的結果可知，各實施例中所得的液晶組成物與先前的使用聚合性液晶 化合物的液晶組成物相比，結晶化抑制能力亦優異。
[實施例51]
<選擇反射膜的製作>
使用實施例6的組成物，根據下述方法，製備液晶性組成物塗佈液(B)。
在以與實施例16相同的方式製作的附有配向膜的基板的配向膜表面，藉由旋塗法在室溫下塗佈液晶性組成物塗佈液 (B)，在120℃下進行3分鐘配向熟成後，在室溫下使用除去了紫外線(ultraviolet，UV)的短波長成分的高壓水銀燈，進行10秒鐘光照射將配向固定而獲得選擇反射膜。在塗佈後至進行加熱為止的期間，在塗佈膜上未見到結晶的析出。
藉由偏光顯微鏡觀察所得的選擇反射膜，結果確認到無配向缺陷且均勻地配向。接著，藉由島津公司製造的分光光度計UV-3100PC測定該膜的透射光譜，結果在紅外區域存在選擇反射峰值。
[實施例52~實施例61]
使用實施例1~實施例5及實施例7~實施例11的組成物代替實施例6的組成物，除此以外，以與實施例51相同的方式，分別製備液晶性組成物塗佈液。分別使用這些塗佈液，以與實施例51相同的方式，分別形成選擇反射膜。這些選擇反射膜均表現出良好的配向性。另外，藉由分光光度計UV-3100PC測定透射光譜，結果在紅外區域存在選擇反射峰值。
[實施例108~實施例119]
使用實施例84~實施例95的組成物代替實施例6的組成物，除此以外，以與實施例51相同的方式，分別製備液晶性組成物塗佈液。分別使用這些塗佈液，以與實施例51相同的方式，分別形成選擇反射膜。這些選擇反射膜均表現出良好的配向性。另外，藉由分光光度計UV-3100PC測定透射光譜，結果在紅外區域存在選擇反射峰值。
[實施例62]
<光學補償膜的製作(1)>
使用實施例1的組成物，根據下述方法，製備液晶性組成物塗佈液(C)。
在經清洗的玻璃基板上，藉由旋塗法塗佈日產化學公司製造的聚醯亞胺配向膜SE-130，乾燥後在250℃下煅燒1小時。將其進行摩擦處理而製作附有配向膜的基板。在該基板表面上，藉由旋塗法在室溫下塗佈液晶性組成物塗佈液(C)，在60℃下進行1分鐘配向熟成後，在室溫下使用除去了UV的短波長成分的高壓水銀燈，進行10秒鐘光照射將配向固定而形成光學補償膜。另外，在塗佈後至進行加熱為止的期間，在塗佈膜上未見到結晶的析出。
藉由偏光顯微鏡觀察所得的光學補償膜，結果確認到無 配向缺陷且均勻地配向。
接著，使用阿克索梅特里克斯(AXOMETRICS)公司的AxoScan(繆勒矩陣旋光儀(Mueller matrix polarimeter))，測定所得的光學補償膜的延遲(Re)，結果在550nm時的Re(550)為156.2nm。
[實施例63~實施例72]
使用實施例2~實施例11的組成物代替實施例1的組成物，除此以外，以與實施例62相同的方式，分別製備液晶性組成物塗佈液。分別使用這些塗佈液，以與實施例62相同的方式，分別形成光學補償膜。藉由偏光顯微鏡分別觀察所得的光學補償膜，結果確認到無配向缺陷且均勻地配向。另外，光學補償膜的550nm時的Re的測定值及膜厚如以下所述。
[實施例120~實施例131]
使用實施例84~實施例95的組成物代替實施例1的組成物，除此以外，以與實施例62相同的方式，分別製備液晶性組成物塗佈液。分別使用這些塗佈液，以與實施例62相同的方式，分別形成光學補償膜。藉由偏光顯微鏡分別觀察所得的光學補償膜，結果確認到無配向缺陷且均勻地配向。另外，光學補償膜的550nm時的Re的測定值及膜厚如以下所述。
[實施例73]
<光學補償膜的製作(2)>
使用實施例1的組成物，根據下述方法，製備液晶性組成物塗佈液(D)。
配向膜塗佈液的組成
改質聚乙烯醇
在經清洗的玻璃基板上，藉由線棒塗佈機以20ml/m2塗佈上述配向膜塗佈液。以60℃的溫風乾燥60秒鐘，接著以100℃的溫風乾燥120秒鐘，而製作附有配向膜的基板。在該基板表面上，藉由旋塗法在室溫下塗佈液晶性組成物塗佈液(D)，在60℃下進行1分鐘配向熟成後，在50℃下使用除去了UV的短波長成分的高壓水銀燈，進行10秒鐘光照射將配向固定而形成光學補償膜。另外，在塗佈後至進行加熱為止的期間，在塗佈膜上未見到結晶的析出。
藉由偏光顯微鏡觀察所得的光學補償膜，結果確認到無配向缺陷且均勻地配向。
接著，使用阿克索梅特里克斯公司的AxoScan(繆勒矩陣旋光儀)，測定所得的光學補償膜的Rth，結果550nm時的Rth為-123.1nm。
[實施例74~實施例83]
使用實施例2~實施例11的組成物代替實施例1的組成物，除此以外，以與實施例73相同的方式，分別製備液晶性組成物塗佈液。分別使用這些塗佈液，以與實施例73相同的方式，分別形成光學補償膜。藉由偏光顯微鏡分別觀察所得的光學補償 膜，結果確認到無配向缺陷且均勻地配向。另外，光學補償膜的550nm時的Rth的測定值及膜厚如以下所述。
[實施例132~實施例143]
使用實施例84~實施例95的組成物代替實施例1的組成物，除此以外，以與實施例73相同的方式，分別製備液晶性組成物塗佈液。分別使用這些塗佈液，以與實施例73相同的方式，分別形成光學補償膜。藉由偏光顯微鏡分別觀察所得的光學補償膜，結果確認到無配向缺陷且均勻地配向。另外，光學補償膜的550nm時的Rth的測定值及膜厚如以下所述。

Claims (20)

  1. 一種液晶組成物的製造方法，其特徵在於：藉由使下述通式(III)所示的化合物與下述通式(IV)所示的羧酸及下述通式(V)所示的羧酸反應，而同時獲得下述通式(I)所示的液晶化合物及下述通式(II)所示的液晶化合物：P1-Sp1-T1-A1-B-A2-T1-Sp1-P1 通式(I) P1-Sp1-T1-A1-B-A3-T2-X 通式(II) HY1-B-Y2H 通式(III) P1-Sp1-T1-COOH 通式(IV) X-T2-COOH 通式(V)(通式(I)~通式(V)中，P1表示聚合性基；Sp1表示可具有取代基的碳數3~12的二價脂肪族基，脂肪族基中的1個CH2或不鄰接的2個以上的CH2可被-O-、-S-、-OCO-、-COO-或-OCOO-取代；T1表示1,4-伸苯基；T2表示單鍵或具有環狀結構的二價基；A1表示-COO-、-CONR1-(R1表示氫原子或甲基)或-COS-；A2及A3分別獨立地表示-OCO-、-NR1CO-(R1表示氫原子或甲基)或-SCO-；B表示可具有取代基的具有環狀結構的二價基； X表示氫原子、分支或直鏈狀的碳數1~12的烷基、分支或直鏈狀的碳數1~12的烷氧基、苯基、氰基、鹵素原子、硝基、乙醯基、乙烯基、甲醯基、-OC(=O)R(R為碳數1~12的烷基)、N-乙醯基醯胺基、丙烯醯胺基、N,N-二甲基胺基、N-順丁烯二醯亞胺基、甲基丙烯醯胺基、烯丙氧基、烷基的碳數為1~4的N-烷氧基胺甲醯基、烯丙氧基胺甲醯基、N-(2-甲基丙烯醯氧基乙基)胺甲醯氧基、N-(2-丙烯醯氧基乙基)胺甲醯氧基或下述式(V-I)所示的結構；Y1及Y2分別獨立地表示O、NR1(R1表示氫原子或甲基)或S)-A4-T4-Sp2-P2 式(V-I)(式(V-I)中，P2表示聚合性基或氫原子，A4、T4、Sp2分別獨立地與上述A2、上述T2、上述Sp1同義)。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之液晶組成物的製造方法，其中通式(I)~通式(V)中，X表示氫原子、分支或直鏈狀的碳數1~12的烷基、分支或直鏈狀的碳數1~12的烷氧基、苯基、氰基、鹵素原子、硝基、乙醯基或乙烯基。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之液晶組成物的製造方法，其中進一步包括：藉由在混合酸酐或酸鹵化物中導入上述通式(IV)所示的羧酸及上述通式(V)所示的羧酸而進行活化的 步驟；且在上述活化步驟後，在鹼的存在下使上述通式(III)所示的化合物與經活化的上述通式(IV)所示的羧酸及上述通式(V)所示的羧酸反應。
  4. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之液晶組成物的製造方法，其中上述通式(IV)所示的羧酸與上述通式(V)所示的羧酸的投入比以莫耳比計為75：25~99：1的範圍。
  5. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之液晶組成物的製造方法，其中上述通式(I)所示的化合物與上述通式(II)所示的化合物的生成比以莫耳比計為50：50~98：2的範圍。
  6. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之液晶組成物的製造方法，其中液晶組成物中的上述通式(I)所示的化合物與上述通式(II)所示的化合物的組成比以質量比計為50：50~95：5的範圍。
  7. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之液晶組成物的製造方法，其中上述B為下述連結基群組(VI)所含的連結基的任一種： (連結基群組(VI)中，R2~R10分別獨立地表示氫原子、分支或直鏈狀的碳數1~4的烷基、分支或直鏈狀的碳數1~4的烷 氧基、鹵素原子、或碳數1~3的烷氧基羰基)。
  8. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之液晶組成物的製造方法，其中上述T2為下述連結基群組(VII)所含的連結基的任一種：
  9. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之液晶組成物的製造方法，其中上述B為下述連結基群組(VIII)所含的連結基的任一種：
  10. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之液晶組成物的製造方法，其中上述X表示分支或直鏈狀的碳數1~4的烷基、直鏈狀的碳數1或2的烷氧基、或苯基。
  11. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之液晶組成物的製造方法，其中上述Y1及Y2為O，上述A1為-COO-，上述A2及A3為-OCO-。
  12. 一種液晶組成物，其藉由如申請專利範圍第1項至第11項中任一項所述之液晶組成物的製造方法而製造。
  13. 一種膜，其包括將如申請專利範圍第12項所述之液晶組 成物中的上述液晶化合物的配向進行固定而成的光學各向異性層。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之膜，其中上述光學各向異性層是將上述液晶化合物的膽固醇狀配向進行固定而成。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之膜，其表現出選擇反射特性。
  16. 如申請專利範圍第14項或第15項所述之膜，其在紅外線波長區域表現出選擇反射特性。
  17. 如申請專利範圍第13項所述之膜，其中上述光學各向異性層是將上述液晶化合物的水平配向進行固定而成。
  18. 如申請專利範圍第13項所述之膜，其中上述光學各向異性層是將上述液晶化合物的垂直配向進行固定而成。
  19. 一種偏光板，其包含如申請專利範圍第17項或第18項所述之膜、以及偏光膜。
  20. 一種液晶顯示裝置，其包含如申請專利範圍第19項所述之偏光板。
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