WO2011162292A1 - 重合性化合物 - Google Patents

重合性化合物 Download PDF

Info

Publication number
WO2011162292A1
WO2011162292A1 PCT/JP2011/064258 JP2011064258W WO2011162292A1 WO 2011162292 A1 WO2011162292 A1 WO 2011162292A1 JP 2011064258 W JP2011064258 W JP 2011064258W WO 2011162292 A1 WO2011162292 A1 WO 2011162292A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
compound
group
liquid crystal
film
formula
Prior art date
Application number
PCT/JP2011/064258
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
理俊 水村
峻也 加藤
石綿 靖宏
正臣 木村
Original Assignee
富士フイルム株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 富士フイルム株式会社 filed Critical 富士フイルム株式会社
Publication of WO2011162292A1 publication Critical patent/WO2011162292A1/ja
Priority to US13/716,372 priority Critical patent/US8765235B2/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00Liquid crystal materials
    • C09K19/04Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
    • C09K19/38Polymers
    • C09K19/3804Polymers with mesogenic groups in the main chain
    • C09K19/3814Polyethers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C251/00Compounds containing nitrogen atoms doubly-bound to a carbon skeleton
    • C07C251/02Compounds containing nitrogen atoms doubly-bound to a carbon skeleton containing imino groups
    • C07C251/24Compounds containing nitrogen atoms doubly-bound to a carbon skeleton containing imino groups having carbon atoms of imino groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09BORGANIC DYES OR CLOSELY-RELATED COMPOUNDS FOR PRODUCING DYES, e.g. PIGMENTS; MORDANTS; LAKES
    • C09B55/00Azomethine dyes
    • C09B55/002Monoazomethine dyes
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/04Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements made of organic materials, e.g. plastics
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2323/00Functional layers of liquid crystal optical display excluding electroactive liquid crystal layer characterised by chemical composition
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2323/00Functional layers of liquid crystal optical display excluding electroactive liquid crystal layer characterised by chemical composition
    • C09K2323/03Viewing layer characterised by chemical composition
    • C09K2323/035Ester polymer, e.g. polycarbonate, polyacrylate or polyester
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/20Filters
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/30Polarising elements
    • G02B5/3025Polarisers, i.e. arrangements capable of producing a definite output polarisation state from an unpolarised input state
    • G02B5/3033Polarisers, i.e. arrangements capable of producing a definite output polarisation state from an unpolarised input state in the form of a thin sheet or foil, e.g. Polaroid
    • G02B5/3041Polarisers, i.e. arrangements capable of producing a definite output polarisation state from an unpolarised input state in the form of a thin sheet or foil, e.g. Polaroid comprising multiple thin layers, e.g. multilayer stacks
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/30Polarising elements
    • G02B5/3083Birefringent or phase retarding elements

Definitions

  • the present invention relates to a polymerizable compound useful in various applications including materials for various optical members such as an optically anisotropic film and a heat shielding film.
  • the film thickness can be reduced by using a liquid crystal exhibiting a high ⁇ n for an optical film such as a retardation plate.
  • ⁇ n is one of the important basic physical properties of a liquid crystal compound
  • a liquid crystal exhibiting a high ⁇ n is a retardation plate, a polarizing element, a selective reflection film, a color filter, an antireflection film, a viewing angle compensation film, which are constituent elements of an optical element.
  • Holography, alignment film, and many other industrial fields Non-Patent Document 1.
  • Patent Documents 1 to 4 various compounds having an azomethine bond have been proposed as polymerizable liquid crystal compounds.
  • P 1 and P 2 each represent a polymerizable group;
  • Each m1 and m2, represents an integer of 1 to 10, of the CH 2 of m1 or m2, 1 single CH 2 or non-adjacent two or more CH 2 may be replaced by oxygen atom or a sulfur atom;
  • R 1 and R 2 are each an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, an alkoxycarbonyl group having 2 to 5 carbon atoms, an acyloxy group having 2 to 5 carbon atoms, carbon Represents an acyl group having 2 to 4 atoms, an amide group having 2 to 5 carbon atoms, a cyano group, or a halogen atom, and n1 and n2 each represents an integer of 0 to 4;
  • R 3 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms;
  • Z 1 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon
  • P 1 and P 2 are each a polymerizable group selected from the group consisting of groups represented by the following formulas (P-1) to (P-5) [1 ] To [3]:
  • each of R 11 to R 13 represents a hydrogen atom or a methyl group.
  • the present invention relates to a polymerizable compound represented by the following formula (I).
  • the compound of the following formula (I) is characterized by having one azomethine group in the molecule together with a mesogen.
  • a liquid crystal compound having an azomethine group in the molecule exhibits a high ⁇ n.
  • a conventional bisazomethine liquid crystal compound having two azomethine groups in the molecule has a yellow problem, and its use is limited.
  • the compound of the following formula (I) shows sufficiently high ⁇ n and is white, so there is no problem of coloring. Furthermore, the compound of the following formula (I) has a problem that the temperature range to be a liquid crystal phase is wide because the side chain connecting the terminal polymerizable group and the mesogen is somewhat long, and crystallizes and becomes cloudy in the polymerization process. Can also be eliminated. Furthermore, since the solubility in a solvent and the compatibility with other liquid crystal materials are also good and it can be cured by polymerization, it is useful for various applications such as optical members. In particular, since ⁇ n is high, it is useful for producing optical films such as a retardation film and a selective reflection film that are required to exhibit desired optical characteristics in the form of a thin film.
  • P 1 and P 2 each represent a polymerizable group; Each m1 and m2, represents an integer of 1 to 10, of the CH 2 of m1 or m2, 1 single CH 2 or non-adjacent two or more CH 2 may be replaced by oxygen atom or a sulfur atom; R 1 and R 2 are each an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, an alkoxycarbonyl group having 2 to 5 carbon atoms, an acyloxy group having 2 to 5 carbon atoms, carbon Represents an acyl group having 2 to 4 atoms, an amide group having 2 to 5 carbon atoms, a cyano group, or a halogen atom, and n1 and n2 each represents an integer of 0 to 4; R 3 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms; Z 1 represents —COO—, —OCO—, —COS—, —SCO—, or
  • P 1 and P 2 each represent a polymerizable group.
  • the polymerizable group a polymerizable group capable of radical polymerization or cationic polymerization is preferable.
  • the radically polymerizable group a generally known radically polymerizable group can be used, and as a preferable one, a (meth) acrylate group (used as a term including both an acrylate group and a methacrylate group) is used. Can be mentioned. In this case, it is known that the acrylate group is generally fast in the polymerization rate, and the acrylate group is preferable from the viewpoint of improving the productivity.
  • the methacrylate group can also be used as the polymerizable group of the high ⁇ n liquid crystal.
  • cationic polymerizable group generally known cationic polymerizable groups can be used. Specifically, alicyclic ether group, cyclic acetal group, cyclic lactone group, cyclic thioether group, spiro orthoester group, vinyloxy group Examples include groups. Of these, alicyclic ether groups and vinyloxy groups are preferable, and epoxy groups, oxetanyl groups, and vinyloxy groups are particularly preferable.
  • P 1 and P 2 may be different from each other, that is, the compound of the formula (I) may contain two or more polymerizable groups. In that case, each may have a polymerizable group having a different polymerization reaction mechanism such as a radical polymerizable group and a cationic polymerizable group, or may have a polymerizable group having the same reaction mechanism.
  • P 1 and P 2 are each preferably a polymerizable group represented by any of the following formulas (P-1) to (P-5).
  • each of R 11 to R 13 represents a hydrogen atom or a methyl group. * Is a bonding position with an alkylene chain.
  • P 1 and P 2 are each preferably a (meth) acrylate group, that is, any one of the following groups.
  • m1 and m2 each represent an integer of 1 to 10.
  • the upper limit temperature showing the liquid crystal phase is high, but it is easy to crystallize and the solubility becomes low, so other components contained in the composition (for example, it may be necessary to reduce the ratio of the compound from the viewpoint of solubility or compatibility in a solvent or other liquid crystal material.
  • the side chain is long (for example, m1 and m2 are 4 to 6), the solubility is improved, but the upper limit temperature indicating the liquid crystal phase is lowered, the smectic phase is easily generated, and the nematic phase range is increased.
  • the above formula (I) of the m1 or m2 amino CH 2 in one CH 2 or nonadjacent two or more CH 2 may be replaced by an oxygen atom or a sulfur atom.
  • the compound of the formula (I) preferably has an expanded nematic phase range than the conventional azomethine compound. From this viewpoint, m1 and m2 are each preferably 2 to 8, and preferably 3 to 6. Is more preferable.
  • the compound used in the composition of the present invention has at least a cyclic aromatic group linked by 3 to 5 rings, has a high NI point (nematic liquid crystal phase ⁇ isotropic phase transition temperature), specifically 160 It exhibits an extremely high NI point of not lower than ° C. and greatly contributes to an improvement in ⁇ n of the composition.
  • the compound of the present invention is a compound having 3 to 5 aromatic rings, and the aromatic ring increases the polarizability in the molecular major axis direction compared to an unsaturated ring or a non-aromatic ring, It contributes to the improvement of ⁇ n.
  • an increase in the number of rings leads to an increase in melting point and viscosity, and there is a drawback that in the application area used for the optical film, crystallization is likely to occur in the coating process, and the film uniformity is lowered.
  • Type and number of substituents For high ⁇ n, it is effective to lengthen the absorption, which is the cause of coloring of the conventional bisazomethine liquid crystal compound, but the compound of the formula (I) according to the present invention has an azomethine bond.
  • the type of the substituents of the two linked aromatic rings hardly affects the color of the compound, and a compound having an arbitrary substituent can be used. From the viewpoint of solubility, the substituent contributes to improvement in solubility as the size of the atom is larger, and the solubility is lowered and the orientation is lowered as the size is smaller. Therefore, it is desirable to have a substituent.
  • the number of substituents the higher the number, the higher the solubility can be expected.
  • both n1 and n2 are preferably 0, one of them is 1 and the other is 0, and both are 1.
  • the number of rings of the compound is preferably 3 or 4, and n is preferably 0 or 1.
  • R 1 and R 2 are each an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, an alkoxycarbonyl group having 2 to 5 carbon atoms, an acyloxy group having 2 to 5 carbon atoms, carbon
  • An acyl group having 2 to 4 atoms, an amide group having 2 to 5 carbon atoms, a cyano group, or a halogen atom (for example, a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, or an iodine atom) is represented.
  • it is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, an amide group having 2 to 5 carbon atoms, an alkoxycarbonyl group having 2 to 5 carbon atoms, or a halogen atom
  • Preferred are an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, an alkoxycarbonyl group having 1 to 4 carbon atoms, and a halogen atom.
  • N 0, 1 or 2, preferably 0 or 1.
  • R 3 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. Even if R 3 is a hydrogen atom, it has sufficient hydrolysis resistance for this application. Depending on the application, R 3 is preferably an alkyl group for applications that require extremely high hydrolysis resistance. As the length of the alkyl group, if the length is too long, the liquid crystal phase is destabilized. Therefore, R 3 is preferably short. Specifically, R 3 is preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, more preferably an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and further preferably an alkyl group having 1 to 2 carbon atoms.
  • Linking group type As the linking group for connecting the ring structure, it is preferable to use a linking group having a rigid structure in order to stabilize the liquid crystal phase (improve the NI point). However, when many rigid ones are used, it is conceivable that the solubility is lowered by improving the crystallinity and the nematic liquid crystal phase range is reduced by stabilizing the smectic phase. However, a single bond that gives a rigid structure is not preferable as a linking group with a skeleton having an azomethine bond because absorption may be long-waved due to ⁇ -conjugate expansion and coloring may occur.
  • Z 1 represents —COO—, —OCO—, —COS—, —COS—, —SCO—, —NHCO—, more preferably —COO—, —OCO—, — COS-, -COS-, and -SCO-, more preferably -COO- and -OCO-.
  • L 1 is preferably —OCO— or —OCO—CH ⁇ CH—.
  • Z 1 and L 2 are preferably —OCO—.
  • the polymerizable compound represented by the general formula (I) of the present invention can be produced by various methods. For example, it can manufacture by the method according to Reaction formula (1) shown below.
  • the compound (A) is an aromatic aldehyde, and a commercially available product or one synthesized by a known method can be used.
  • the compound (B) is an aminophenol derivative, and a commercially available product or one synthesized by a known method can be used.
  • an aminophenol derivative is shown as an example of the compound (B)
  • a commercially available product or an aminothiophenol or diaminobenzene derivative synthesized by a known method can also be used as the compound (B).
  • Compound (D) can be synthesized by referring to the method described in paragraphs [0085] to [0087] of page 10 of JP-A-2002-97170.
  • the polymerizable compound represented by the general formula (I) synthesizes the compound (C) by a dehydration condensation reaction between the compound (A) and the compound (B) in the reaction formula (1), It can be synthesized by reacting compound (C) with compound (D).
  • a polymerization inhibitor such as a hydroquinone derivative may be used.
  • Examples of the polymerizable compound of the present invention include liquid crystal compounds. Since the liquid crystalline compound exhibits a high ⁇ n, it is expected that a film whose orientation is fixed can achieve a desired optical characteristic with a thinner film than a film using a liquid crystalline compound having a lower ⁇ n. .
  • the polymerizable compound of the present invention also satisfies a plurality of characteristics such as being chemically stable, easily dissolved in a solvent, easily polymerized, and colorless and transparent.
  • a cured film produced using the compound of the present invention will be able to satisfy a plurality of characteristics such as sufficient hardness, colorless and transparent, and good weather resistance and heat resistance.
  • the cured film formed using the compound of the present invention includes, for example, a retardation plate, a polarizing element, a selective reflection film, a color filter, an antireflection film, a viewing angle compensation film, a holography, which are constituent elements of an optical element. It can be used for various applications such as alignment films.
  • compositions of the compound of said Formula (I), and the film which consists of the said composition.
  • the composition of the present invention is useful as a material for various optical films such as a phase film and a reflective film.
  • One aspect of the composition of the present invention is a polymerizable composition containing at least one compound of the formula (I) and at least one chiral compound.
  • a film formed by fixing the composition of the present embodiment after forming a cholesteric liquid crystal phase exhibits selective reflection characteristics with respect to light of a predetermined wavelength according to the helical pitch, and a reflective film (for example, , Useful as an infrared reflective film).
  • the compound of the formula (I) may be a main component or may be used as an additive. If the compound of formula (I) is contained in an amount of 5% by mass or more based on the total mass of the composition, the effect of the compound of formula (I) can be obtained, preferably 10 to 85% by mass, The amount is preferably 10 to 75% by mass, more preferably 15 to 70% by mass. However, it is not limited to this range.
  • the chiral compound may be liquid crystalline or non-liquid crystalline.
  • the chiral compounds are known various chiral agents (for example, described in Liquid Crystal Device Handbook, Chapter 3-4-3, TN, chiral agent for STN, 199 pages, edited by Japan Society for the Promotion of Science, 142nd Committee, 1989) You can choose from.
  • a chiral compound generally contains an asymmetric carbon atom, but an axial asymmetric compound or a planar asymmetric compound containing no asymmetric carbon atom can also be used.
  • Examples of the axial asymmetric compound or the planar asymmetric compound include binaphthyl, helicene, paracyclophane, and derivatives thereof.
  • the chiral compound (chiral agent) may have a polymerizable group.
  • the rod-shaped liquid crystal compound used in combination also has a polymerizable group, a repeating unit derived from the rod-shaped liquid crystal compound by a polymerization reaction of the polymerizable chiral compound and the polymerizable rod-shaped liquid crystal compound And a polymer having a repeating unit derived from a chiral compound.
  • the polymerizable group possessed by the polymerizable chiral compound is preferably the same group as the polymerizable group possessed by the polymerizable rod-like liquid crystal compound. Accordingly, the polymerizable group of the chiral compound is also preferably an unsaturated polymerizable group, an epoxy group or an aziridinyl group, more preferably an unsaturated polymerizable group, and an ethylenically unsaturated polymerizable group. Particularly preferred.
  • the chiral compound in the composition of the present invention is preferably 1 to 30 mol% with respect to the compound of the formula (I) used in combination.
  • a smaller amount of chiral compound is preferred because it often does not affect liquid crystallinity.
  • the chiral compound is preferably a compound having a strong twisting force so that the twisted orientation of the desired helical pitch can be achieved even with a small amount. Examples of such a chiral agent exhibiting a strong twisting force include those described in JP-A-2003-287623, which can be preferably used in the present invention.
  • composition of the present invention may contain one or more other liquid crystal compounds together with the compound of the formula (I). Since the compound of the formula (I) is highly compatible with other liquid crystal compounds, mixing with other liquid crystal compounds does not cause opacification and can form a highly transparent film. . Since other liquid crystalline compounds can be used in combination, compositions having various compositions suitable for various applications can be provided. Examples of other liquid crystal compounds that can be used in combination are rod-like nematic liquid crystal compounds.
  • rod-like nematic liquid crystal compounds examples include azomethines, azoxys, cyanobiphenyls, cyanophenyl esters, benzoates, cyclohexanecarboxylic acid phenyl esters, cyanophenylcyclohexanes, cyano-substituted phenylpyrimidines, alkoxy-substituted Phenylpyrimidines, phenyldioxanes, tolanes and alkenylcyclohexylbenzonitriles are included. Not only low-molecular liquid crystal compounds but also high-molecular liquid crystal compounds can be used.
  • the rod-like liquid crystal compound having no polymerizable group is described in various documents (for example, Y. Goto et.al., Mol. Cryst. Liq. Cryst. 1995, Vol. 260, pp. 23-28).
  • the polymerizable rod-like liquid crystal compound can be obtained by introducing a polymerizable group into the rod-like liquid crystal compound.
  • the polymerizable group include an unsaturated polymerizable group, an epoxy group, and an aziridinyl group, preferably an unsaturated polymerizable group, and particularly preferably an ethylenically unsaturated polymerizable group.
  • the polymerizable group can be introduced into the molecule of the rod-like liquid crystal compound by various methods.
  • the number of polymerizable groups possessed by the polymerizable rod-like liquid crystal compound is preferably 1 to 6, more preferably 1 to 3.
  • Examples of the polymerizable rod-like liquid crystal compound are described in Makromol. Chem. 190, 2255 (1989), Advanced Materials 5, 107 (1993), US Pat. No. 4,683,327, US Pat. No. 5,622,648, US Pat. No. 5,770,107, International Publication WO95 / 22586. No. 95/24455, No. 97/00600, No. 98/23580, No.
  • Two or more kinds of polymerizable rod-like liquid crystal compounds may be used in combination. When two or more kinds of polymerizable rod-like liquid crystal compounds are used in combination, the alignment temperature can be lowered.
  • the amount of other liquid crystal compounds added there are no particular restrictions on the amount of other liquid crystal compounds added. Even if the content ratio of the compound of the formula (I) is high, the content ratio of other liquid crystal compounds may be high, or the content ratios may be equal to each other, and can be adjusted to a preferable range according to the application.
  • the composition of the present invention preferably contains a polymerization initiator.
  • the polymerization initiator used is preferably a photopolymerization initiator that can initiate a polymerization reaction by ultraviolet irradiation.
  • photopolymerization initiators include ⁇ -carbonyl compounds (described in US Pat. Nos. 2,367,661 and 2,367,670), acyloin ether (described in US Pat. No. 2,448,828), ⁇ -hydrocarbon substituted aromatics.
  • Group acyloin compounds described in US Pat. No.
  • the amount of the photopolymerization initiator used is preferably 0.1 to 20% by mass, more preferably 1 to 8% by mass, based on the composition (solid content in the case of a coating solution).
  • Alignment Control Agent that contributes to a liquid crystal phase (for example, cholesteric liquid crystal phase) stably or rapidly may be added to the composition of the present invention.
  • the alignment control agent include fluorine-containing (meth) acrylate-based polymers and compounds represented by the following general formulas (X1) to (X3). You may contain 2 or more types selected from these. These compounds can reduce the tilt angle of the molecules of the liquid crystal compound or can be substantially horizontally aligned at the air interface of the layer.
  • horizontal alignment means that the major axis of the liquid crystal molecule is parallel to the film surface, but it is not required to be strictly parallel. An orientation with an inclination angle of less than 20 degrees is meant.
  • R 1 , R 2 and R 3 each independently represent a hydrogen atom or a substituent
  • X 1 , X 2 and X 3 each represent a single bond or a divalent linking group.
  • the substituent represented by each of R 1 to R 3 is preferably a substituted or unsubstituted alkyl group (more preferably an unsubstituted alkyl group or a fluorine-substituted alkyl group), an aryl group (particularly a fluorine-substituted alkyl group).
  • An aryl group having a group is preferred), a substituted or unsubstituted amino group, an alkoxy group, an alkylthio group, and a halogen atom.
  • the divalent linking groups represented by X 1 , X 2 and X 3 are each an alkylene group, an alkenylene group, a divalent aromatic group, a divalent heterocyclic residue, —CO—, —NRa— (Ra Is a divalent linking group selected from the group consisting of —O—, —S—, —SO—, —SO 2 —, and combinations thereof. Is preferred.
  • the divalent linking group is selected from the group consisting of an alkylene group, a phenylene group, —CO—, —NRa—, —O—, —S—, and —SO 2 — or selected from the group. It is more preferably a divalent linking group in which at least two groups are combined.
  • the number of carbon atoms of the alkylene group is preferably 1-12.
  • the alkenylene group preferably has 2 to 12 carbon atoms.
  • the number of carbon atoms of the divalent aromatic group is preferably 6-10.
  • R represents a substituent
  • m represents an integer of 0 to 5.
  • Preferred substituents for R are the same as those listed as preferred ranges for the substituents represented by R 1 , R 2 , and R 3 .
  • m preferably represents an integer of 1 to 3, particularly preferably 2 or 3.
  • R 4 , R 5 , R 6 , R 7 , R 8 and R 9 each independently represent a hydrogen atom or a substituent.
  • the substituents represented by R 4 , R 5 , R 6 , R 7 , R 8 and R 9 are each preferably a substituent represented by R 1 , R 2 and R 3 in the general formula (XI). It is the same as that mentioned as a thing.
  • Examples of the compounds represented by the formulas (X1) to (X3) that can be used as the alignment control agent in the present invention include compounds described in JP-A-2005-99248.
  • the alignment control agent one type of the compounds represented by the general formulas (X1) to (X3) may be used alone, or two or more types may be used in combination.
  • the addition amount of the compound represented by any one of the general formulas (X1) to (X3) in the composition is preferably 0.01 to 10% by mass based on the mass of the compound of the formula (I). It is more preferably from 01 to 5% by mass, particularly preferably from 0.02 to 1% by mass.
  • composition of the present invention comprises one or more kinds of antioxidants, ultraviolet absorbers, sensitizers, stabilizers, plasticizers, chain transfer agents, polymerization inhibitors, and antifoaming agents.
  • Other additives such as a colorant such as an agent, a leveling agent, a thickener, a flame retardant, a surfactant, a dispersant, a dye and a pigment may be contained.
  • composition of the present invention is useful as a material for various optical films such as a retardation film and a reflective film.
  • An example of a method for producing the film is as follows: (i) Applying the polymerizable composition of the present invention to the surface of a substrate or the like to bring it into a liquid crystal phase (cholesteric liquid crystal phase, etc.) (ii) allowing the curing reaction of the polymerizable composition to proceed and fixing the liquid crystal phase to form a cured film; Is a production method comprising at least It is also possible to produce a film in which a plurality of the cured films are laminated by repeating the steps (i) and (ii) a plurality of times.
  • the polymerizable composition of the present invention is applied to the surface of the substrate or the alignment film formed thereon.
  • the composition is preferably prepared as a coating solution in which a material is dissolved and / or dispersed in a solvent.
  • a solvent used for preparing the coating solution an organic solvent is preferably used.
  • organic solvent examples include amides (eg N, N-dimethylformamide); sulfoxides (eg dimethyl sulfoxide); heterocyclic compounds (eg pyridine); hydrocarbons (eg benzene, hexane); alkyl halides (eg chloroform, dichloromethane); Esters (eg, methyl acetate, butyl acetate); ketones (eg, acetone, methyl ethyl ketone); ethers (eg, tetrahydrofuran, 1,2-dimethoxyethane); 1,4-butanediol diacetate, and the like.
  • alkyl halides and ketones are particularly preferable.
  • Two or more organic solvents may be used in combination.
  • the coating liquid can be applied by various methods such as a wire bar coating method, an extrusion coating method, a direct gravure coating method, a reverse gravure coating method, and a die coating method.
  • a coating film can be formed by discharging the composition from a nozzle using an ink jet apparatus.
  • the composition applied to the surface to become a coating film is brought into a liquid crystal phase state such as a cholesteric liquid crystal phase.
  • the liquid crystal phase may be obtained by drying the coating film and removing the solvent.
  • the liquid crystal phase can be stably formed by heating to the temperature of the isotropic phase and then cooling to the liquid crystal phase transition temperature.
  • the liquid crystal phase transition temperature of the composition is preferably in the range of 10 to 250 ° C., more preferably in the range of 10 to 150 ° C. from the viewpoint of production suitability and the like.
  • a cooling step or the like may be required to lower the temperature to a temperature range exhibiting a liquid crystal phase.
  • a high temperature is required to make the isotropic liquid state higher than the temperature range once exhibiting the liquid crystal phase, which is disadvantageous from waste of thermal energy, deformation of the substrate, and alteration.
  • the coating film in a liquid crystal phase is cured.
  • Curing may proceed according to any polymerization method such as a radical polymerization method, an anionic polymerization method, a cationic polymerization method, or a coordination polymerization method.
  • a suitable polymerization method will be selected.
  • a polymer having a unit derived from the compound of the formula (I) of the present invention in the constituent unit is obtained.
  • ultraviolet light is irradiated to advance the curing reaction.
  • a light source such as an ultraviolet lamp is used.
  • the curing reaction of the composition proceeds, the cholesteric liquid crystal phase is fixed, and a cured film is formed.
  • the amount of irradiation energy of ultraviolet rays is not particularly limited, but is generally preferably about 100 mJ / cm 2 to 800 mJ / cm 2 .
  • ultraviolet irradiation may be performed under heating conditions. Moreover, it is preferable to maintain the temperature at the time of ultraviolet irradiation in the temperature range which exhibits a liquid crystal phase so that a liquid crystal phase may not be disturbed. Also, since the oxygen concentration in the atmosphere is related to the degree of polymerization, if the desired degree of polymerization is not reached in the air and the film strength is insufficient, the oxygen concentration in the atmosphere is reduced by a method such as nitrogen substitution. It is preferable.
  • the liquid crystal phase is fixed and a cured film is formed.
  • the state in which the liquid crystal phase is “fixed” is the most typical and preferred state in which the orientation of the compound that is the liquid crystal phase is maintained. However, it is not limited to this. Specifically, in the temperature range of 0 ° C. to 50 ° C., and in the temperature range of ⁇ 30 ° C. to 70 ° C. under more severe conditions, the layer has no fluidity and is oriented by an external field or external force. It shall mean a state in which the fixed orientation form can be kept stable without causing a change in form.
  • the alignment state of the liquid crystal phase is fixed by a curing reaction that proceeds by ultraviolet irradiation.
  • the composition in the cured film no longer needs to exhibit liquid crystal properties.
  • the composition may be no longer liquid crystalline due to a high molecular weight due to the curing reaction.
  • the thickness of the cured film is not particularly limited. Depending on the application or desired optical properties, the preferred film thickness will be determined. In general, the thickness is preferably 0.05 to 50 ⁇ m, more preferably 1 to 35 ⁇ m.
  • the film of the present invention may have a substrate.
  • the substrate is self-supporting, and there is no limitation on the material and optical characteristics as long as it supports the cured film. It can be selected from a glass plate, a quartz plate, a polymer film, and the like. Depending on the application, high transparency to ultraviolet light will be required. Examples of the polymer film having high transparency to visible light include polymer films for various optical films used as members of display devices such as liquid crystal display devices.
  • the substrate examples include polyester films such as polyethylene terephthalate (PET), polybutylene terephthalate, and polyethylene naphthalate (PEN); polycarbonate (PC) films and polymethyl methacrylate films; polyolefin films such as polyethylene and polypropylene; polyimide films, An acetyl cellulose (TAC) film etc. are mentioned. Polyethylene terephthalate and triacetyl cellulose are preferred.
  • the film of the present invention may have an alignment layer between the substrate and the cured film.
  • the alignment layer has a function of more precisely defining the alignment direction of the liquid crystal compound.
  • the alignment layer can be provided by means such as a rubbing treatment of an organic compound (preferably a polymer), oblique vapor deposition of an inorganic compound, or formation of a layer having a microgroove.
  • an alignment layer in which an alignment function is generated by application of an electric field, application of a magnetic field, or light irradiation is also known.
  • the alignment layer is preferably formed on the surface of the polymer film by rubbing treatment.
  • a polymer of an organic compound is preferable, and a polymer that can be crosslinked by itself or a polymer that is crosslinked by a crosslinking agent is often used. Of course, polymers having both functions are also used.
  • polymers examples include polymethyl methacrylate, acrylic acid / methacrylic acid copolymer, styrene / maleimide copolymer, polyvinyl alcohol and modified polyvinyl alcohol, poly (N-methylol acrylamide) Styrene / vinyl toluene copolymer, chlorosulfonated polyethylene, nitrocellulose, polyvinyl chloride, chlorinated polyolefin, polyester, polyimide, vinyl acetate / vinyl chloride copolymer, ethylene / vinyl acetate copolymer, carboxymethyl cellulose And polymers such as silica, gelatin, polyethylene, polypropylene and polycarbonate, and compounds such as silane coupling agents.
  • polymers examples include water-soluble polymers such as poly (N-methylacrylamide), carboxymethyl cellulose, gelatin, polyvir alcohol and modified polyvinyl alcohol, and further gelatin, polyvir alcohol and modified polyvinyl alcohol.
  • water-soluble polymers such as poly (N-methylacrylamide), carboxymethyl cellulose, gelatin, polyvir alcohol and modified polyvinyl alcohol, and further gelatin, polyvir alcohol and modified polyvinyl alcohol.
  • polyvinyl alcohol and modified polyvinyl alcohol can be mentioned.
  • One aspect of the film of the present invention is a film in which the orientation of the liquid crystal phase (for example, horizontal alignment, vertical alignment, hybrid alignment, etc.) of the polymerizable composition of the present invention is fixed.
  • the film exhibits optical anisotropy.
  • the film is used as an optical compensation film for a liquid crystal display device or the like.
  • One aspect of the film of the present invention is a film in which the cholesteric liquid crystal phase of the polymerizable composition of the present invention is fixed, and shows selective reflection characteristics with respect to light in a predetermined wavelength range.
  • the film exhibiting selective reflection characteristics in the infrared wavelength region is used as a heat shielding member, for example, affixed to a window glass of a building or a vehicle, or incorporated in a laminated glass.
  • the film of the present invention can be used for various applications such as polarizing elements, selective reflection films, color filters, antireflection films, viewing angle compensation films, holography, alignment films, which are constituent elements of optical elements. .
  • the present invention is a polymer obtained by polymerizing a polymer obtained by polymerizing one or more of the polymerizable compounds of the formula (I) and a polymerizable composition containing the polymerizable compound of the present invention. Also related to molecules.
  • the polymer may be liquid crystalline or non-liquid crystalline. Since it contains a repeating unit derived from the polymerizable compound of the formula (I), it exhibits a high ⁇ n and is useful as a material for various optical elements.
  • Example 17 Synthesis of exemplary compound (V-7): Synthesis was performed in the same manner as in Example 15 except that 4-amino-o-cresol was used instead of 4-amino-m-cresol. The yield was 5.9 g (19% yield).
  • 1H-NMR (CDCl 3 ): ⁇ 1.8-2.0 (brs, 8H), 2.3 (s, 3H), 4.1 (m, 4H), 4.3 (m, 4H), 5.8 (d, 2H), 6.1 (dd , 2H), 6.4 (d, 2H), 6.5 (d, 1H), 7.0 (d ⁇ 2,4H), 7.1 (m, 3H), 7.5 (d, 2H), 7.8 (m, 3H), 8.4 ( s, 1H)
  • Example 18 Synthesis of exemplary compound (V-8): Synthesis was performed in the same manner as in Example 15 except that 4-aminophenol was used instead of 4-amino-m-cresol. The yield was 9.5 g (yield 31%).
  • 1H-NMR (CDCl 3 ): ⁇ 1.8-2.0 (brs, 8H), 4.1 (m, 4H), 4.3 (m, 4H), 5.8 (d, 2H), 6.1 (dd, 2H), 6.4 (d , 2H), 6.5 (s, 1H), 7.0 (d ⁇ 2,4H), 7.0 (d ⁇ 2,4H), 7.5 (d, 2H), 7.8 (d ⁇ 2,3H), 8.4 (s, 1H )
  • Example 19 Synthesis of exemplary compound (VII-1): The compound was synthesized in the same manner as in Example 15 except that 4-acryloyloxybenzoic acid was used instead of 4-acryloyloxycinnamic acid. The yield was 5.7 g (19% yield).
  • 1H-NMR (CDCl 3 ): ⁇ 1.8-2.0 (brs, 8H), 2.4 (s, 3H), 4.1 (m, 4H), 4.3 (m, 4H), 5.8 (d, 2H), 6.2 (dd , 2H), 6.4 (d, 2H), 6.9-7.1 (m, 7H), 7.8 (d, 2H), 8.1 (d, 2H), 8.3 (s, 1H)
  • FIGS. 1 and 2 absorption spectra of a series of compounds are shown in FIGS. 1 and 2, respectively.
  • the graph of FIG. 3 is a graph obtained by enlarging a part of the graph of FIG. 1
  • FIG. 4 is a graph obtained by enlarging a part of the graph of FIG.
  • R-1 is a liquid crystal compound not containing an azomethine group and is a monoazomethine compound, but the side chain connecting the polymerizable group and the mesogen is short
  • (R-2) is a bisazomethine compound
  • R-3) is a liquid crystal compound containing no azomethine group.
  • the formula (I) It can be understood that all of these compounds have high ⁇ n. Further, from the absorption spectrum curves shown in FIGS. 1 and 2, the conventionally known bisazomethine-type polymerizable liquid crystal (R-2) has a yellowish color because it has an absorption at a wavelength of 400 nm or more, but the formula ( It can be understood that the monoazomethine compound of I) has a small absorption at a wavelength of 400 nm or more and is white.
  • Example 20 Production of Retardation Film (Examples 20 to 38, Comparative Examples 4 and 5)
  • Example 20 Production of Retardation Film Using the compound (I-2) of the present invention synthesized in Example 1, a liquid crystalline composition coating liquid (1) having the following composition was prepared.
  • Illustrative compound (I-2) 100 parts by mass Air interface aligning agent (1) 0.1 part by mass Polymerization initiator IRGACURE 819 (manufactured by Ciba Japan) 3 parts by mass Solvent chloroform 800 parts by mass
  • a polyimide alignment film SE-130 manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd. was applied on the cleaned glass substrate by a spin coating method, dried and then baked at 250 ° C. for 1 hour. This was rubbed to produce a substrate with an alignment film.
  • a liquid crystal composition coating solution (1) is applied on the rubbing-treated surface of the alignment film of this substrate by spin coating at room temperature, and subjected to alignment aging at 120 ° C. for 30 seconds, followed by UV irradiation at room temperature in a nitrogen gas atmosphere. Using the high-pressure mercury lamp from which the short wavelength component was removed, the alignment was fixed by irradiating with light for 10 seconds to prepare the retardation film of Example 20. During the period after application and before heating, no crystal deposition was observed in the coating film.
  • the phase film obtained by aligning and fixing the liquid crystal composition was observed with a polarizing microscope, it was confirmed that there was no alignment defect and the film was uniformly uniaxially aligned. Furthermore, as a result of measuring this film in Tip-Tilt mode using AxoScan made by AXOMETRIX, the average tilt angle of the liquid crystal calculated by this apparatus is 1 degree, and an A-plate type retardation film can be formed. It was confirmed. In addition, ⁇ n at a wavelength of 550 nm calculated from the phase difference measured using this apparatus and the film thickness of retardation film 1 measured using a confocal laser film thickness measuring apparatus (FV-7510 manufactured by Keyence Corporation) is 0.00. 273 and haze was 0.07.
  • Examples 21 to 38 Preparation of retardation film A liquid crystal composition coating solution was prepared in the same manner except that each compound synthesized in each of the above examples was used instead of the exemplified compound (I-2). Were prepared respectively. Using these coating liquids, the retardation films of the respective examples were formed in the same manner as in Example 20. All of these retardation films exhibited good orientation and had a low haze of 0.1 or less. The ⁇ n values of the retardation film obtained in the same manner as in Example 20 are summarized in the following table.
  • Comparative Example 4 Production of Comparative Retardation Film A liquid crystal composition coating liquid (2) having the following composition was prepared in the same manner as in Example 20. 100 parts by mass of the above polymerizable liquid crystal compound (R-1) Air interface alignment agent (1) 0.1 parts by mass Polymerization initiator IRGACURE 819 (manufactured by Ciba Japan) 3 parts by mass Solvent 800 parts by mass of chloroform
  • a retardation film of Comparative Example 4 was produced in the same manner as in Example 20 except that the liquid crystalline composition coating liquid (2) was used instead of the liquid crystalline composition coating liquid (1).
  • the alignment aging temperature was 90 ° C.
  • some crystals were deposited on the coating film before heating after coating. Therefore, even after reheating and orientation ripening, film thickness unevenness remained in the deposited portion.
  • ⁇ n at a wavelength of 550 nm of the retardation film of Comparative Example 4 measured by the same method as in Example 20 was 0.256, and the haze was 0.18.
  • Comparative Example 5 Production of retardation film for comparative example
  • a liquid crystal composition coating liquid (3) having the following composition was prepared. 100 parts by mass of the above polymerizable liquid crystal compound (R-2) Air interface alignment agent (1) 0.1 parts by mass Polymerization initiator IRGACURE 819 (manufactured by Ciba Japan) 3 parts by mass Solvent chloroform 800 parts by mass Liquid crystalline composition coating liquid ( A retardation film of Comparative Example 5 was produced in the same manner as in Example 18 except that the liquid crystalline composition coating liquid (3) was used instead of 1). However, since the upper limit temperature of the liquid crystal of this liquid crystal composition was lower than that of Example 1, the alignment aging temperature was 90 ° C.
  • the retardation film prepared using the compound of the general formula (I) of the present invention was prepared using the conventional monoazomethine type polymerizable liquid crystalline compound (R-1). It can be understood that ⁇ n is large and haze is small as compared with the prepared retardation film. Further, while the film produced using the conventional bisschiff type polymerizable liquid crystal compound (R-2) is yellow, the retardation films of the examples of the present invention are all white and have a low haze. I can understand that.
  • Example 39 Preparation of selective reflection film Using the exemplary compound (I-2) of the present invention synthesized in Example 1, a liquid crystalline composition coating liquid (11) having the following composition was prepared.
  • Illustrative compound (I-2) 33 parts by mass polymerizable liquid crystal compound (R-3) 67 parts by mass chiral agent Paliocolor LC756 (manufactured by BASF) 3 parts by mass air interface alignment agent (1) 0.04 parts by mass polymerization initiator IRGACURE 819 (Ciba Japan Co., Ltd.) 3 parts by weight solvent chloroform 300 parts by weight
  • a liquid crystal composition coating solution (11) was applied to the alignment film surface of the substrate with an alignment film manufactured in the same manner as in Example 20 at room temperature by spin coating, and alignment aging was performed at 120 ° C. for 3 minutes.
  • the selective reflection film of Example 39 was obtained by fixing the alignment by irradiating with light for 10 seconds using a high pressure mercury lamp from which the short wavelength component of UV was removed. During the period after application and before heating, no crystal deposition was observed in the coating film. When the obtained selective reflection film was observed with a polarizing microscope, it was confirmed that there was no alignment defect and the film was uniformly aligned.
  • Examples 40 to 57 Preparation of selective reflection film A liquid crystal was prepared in the same manner as in Example 39 except that each of the exemplified compounds synthesized in the above examples was used in place of the exemplified compound (I-2). Each of the composition coating solutions was prepared. Using these coating solutions, selective reflection films of Examples 40 to 57 were produced in the same manner as in Example 39, respectively. All of these selective reflection films showed good orientation.
  • the peak half-value width of the selective reflection film obtained in the same manner and ⁇ n obtained therefrom are summarized in the following table.
  • Comparative Example 6 Preparation of Selective Reflective Film for Comparative Example A liquid crystalline composition coating solution (12) having the following composition was prepared in the same manner as in Example 39.
  • Polymerizable liquid crystal compound (R-1) 100 parts by mass chiral agent Palicolor LC756 (manufactured by BASF) 2.8 parts by mass air interface alignment agent (1) 0.04 parts by mass polymerization initiator IRGACURE 819 (manufactured by Ciba Japan) 3 parts by mass Partial solvent Chloroform 300 parts by weight
  • a selective reflection film of Comparative Example 6 was produced in the same manner as in Example 39 except that the liquid crystalline composition coating liquid (12) was used instead of the liquid crystalline composition coating liquid (11).
  • the alignment aging temperature was 90 ° C.
  • This selective reflection film had a selective reflection peak in the infrared region centered around 1000 nm, and its half-value width was 120 nm. ⁇ n at a wavelength of 1000 nm calculated using the half width of the peak and the helical period of the liquid crystal composition was 0.190.
  • This selective reflection film had a selective reflection peak in the infrared region centered around 1000 nm, and its half-value width was 154 nm. ⁇ n at a wavelength of 1000 nm calculated using the half width of the peak and the helical period of the liquid crystal composition was 0.243. The film color was yellow.
  • the selective reflection film produced using the compound of the general formula (I) of the present invention was produced using the conventional monoazomethine polymerizable liquid crystal compound (R-1). It can be understood that ⁇ n is large and the selective reflection wavelength region is wide as compared with the selective reflection film. Further, it can be understood that the selective reflection films of the examples of the present invention are all colorless, while the film produced using the conventional bisazomethine polymerizable liquid crystal (R-2) is yellow. .

Abstract

 高いΔnで且つ無色の新規な重合性アゾメチン化合物の提供。 式(I)で表される化合物である。P1及びP2は、重合性基;m1及びm2は、1~10の整数;R1及びR2は、炭素原子数1~4のアルキル基、炭素原子数1~4のアルコキシ基、炭素原子数2~5のアルコキシカルボニル基、炭素原子数2~5のアシルオキシ基、炭素原子数2~4のアシル基、炭素原子数2~5のアミド基、シアノ基、又はハロゲン原子;n1及びn2はそれぞれ、0~4の整数;R3は、水素原子、又は炭素原子数1~4のアルキル基;Z1及びL1はそれぞれ所定の二価基;nは0、1又は2である。

Description

重合性化合物
 本発明は、光学異方性フィルム、遮熱フィルム等の種々の光学部材の材料をはじめとして、種々の用途において有用な重合性化合物に関する。
 近年、液晶表示装置の小型化が望まれており、それに伴い光学フィルムの薄膜化が求められている。例えば、高いΔnを示す液晶を、位相差板等の光学フィルムに用いることにより膜厚を薄くすることができる。Δnは液晶化合物の重要な基本物性のひとつであり、高いΔnを示す液晶は、光学素子の構成要素である位相差板、偏光素子、選択反射膜、カラーフィルタ、反射防止膜、視野角補償膜、ホログラフィー、配向膜、など多くの工業分野に利用することができる(非特許文献1)。
 従来、重合性液晶化合物として、アゾメチン結合を有する化合物が種々提案されている(特許文献1~4)。
特開2007-279363号公報 特開2007-206461号公報 特開2009-149754号公報 特開2008-203709号公報
D.J.Broer, G.N.Mol, J.A.M.M.Van Haaren, and J.LubAdv. Mater., 1999,11,573
 重合性液晶の高Δn化には、化合物の吸収を長波化することが知られているが、吸収を長波化しすぎると着色するという問題があり、無色での用途を想定した場合、着色しない範囲で長波化し高Δnを達成することが重要となる。従来公知の重合性アゾメチン液晶化合物では、Δnが不十分であるか、または高Δnを達成した重合性アゾメチン液晶化合物であっても吸収が長波化してしまい、着色するという問題があった。
 本発明は、高いΔnを示し、且つ溶剤への溶解性や他の液晶材料との相溶性も良好で無色の新規な重合性アゾメチン化合物を提供することを課題とする。
 上記課題を解決するための手段は、以下の通りである。
[1] 式(I)で表される化合物:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
式中、P1及びP2はそれぞれ、重合性基を表し;
m1及びm2はそれぞれ、1~10の整数を表し、m1又はm2のCH2のうち、1つのCH2又は隣接しない2以上のCH2は、酸素原子又は硫黄原子に置き換わっていてもよく;
1及びR2はそれぞれ、炭素原子数1~4のアルキル基、炭素原子数1~4のアルコキシ基、炭素原子数2~5のアルコキシカルボニル基、炭素原子数2~5のアシルオキシ基、炭素原子数2~4のアシル基、炭素原子数2~5のアミド基、シアノ基、又はハロゲン原子を表し、n1及びn2はそれぞれ、0~4の整数を表し;
3は、水素原子、又は炭素原子数1~4のアルキル基を表し;
1は、-COO-、-OCO-、-COS-、-SCO-、又は-NHCO-を表し;
1は、-COO-、-OCO-、-COS-、-SCO-、-OCO-CH=CH-、又は-NHCO-を表し、;
nは0、1又は2である。
[2] 式(I)中、n=0の時、L1が-OCO-または-OCO-CH=CH-である[1]の化合物。
[3] 式(I)中、n=1の時、Z1及びL1が-OCO-である[1]の化合物。
[4] 式(I)中、P1及びP2がそれぞれ、以下の式(P-1)~式(P-5)で表される基からなる群から選ばれる重合性基である[1]~[3]のいずれかの化合物:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
式中、R11~R13はそれぞれ、水素原子又はメチル基を表す。
[5] 式(I)中、P1及びP2はそれぞれ、メタクリレート基又はアクリレート基である[1]~[4]のいずれかの化合物。
[6] 式(I)中、m1及びm2がそれぞれ2~8である[1]~[5]のいずれかの化合物。
 本発明によれば、高いΔnを示し、且つ溶剤への溶解性及び他の液晶材料との相溶性も良好な無色の新規な重合性アゾメチン化合物を提供することを課題とする。
実施例で測定した式(I)の化合物及び比較例用化合物の吸収スペクトル曲線である。 実施例で測定した式(I)の化合物及び比較例用化合物の吸収スペクトル曲線である。 図1の吸収スペクトル曲線を拡大したグラフである。 図2の吸収スペクトル曲線を拡大したグラフである。
 以下、本発明について詳細に説明する。なお、本明細書において「~」を用いて表される数値範囲は、「~」の前後に記載される数値を下限値及び上限値とし
1.重合性化合物
 本発明は、下記式(I)で表される重合性化合物に関する。下記式(I)の化合物は、メソゲンとともに、アゾメチン基を分子内に一つ有することを特徴とする。アゾメチン基を分子内に有する液晶化合物は、高Δnを示すが、一方で、従来の、アゾメチン基を分子内に2つ有するビスアゾメチン液晶化合物は黄色の問題があり、用途が制限される。下記式(I)の化合物は、十分に高いΔnを示すとともに、白色であるので、着色の問題はない。さらに、下記式(I)の化合物は、末端の重合性基とメソゲンを繋ぐ側鎖の長さがある程度長いので、液晶相となる温度範囲が広く、重合工程において結晶化し、白濁化するという問題も解消できる。さらに、溶剤への溶解性、及び他の液晶材料との相溶性も良好であり、重合で硬化可能であることから、光学部材等の種々の用途に有用である。特に、Δnが高いことから、薄膜の形態で所望の光学特性を示すことが要求される位相差膜及び選択反射膜等の光学フィルムの作製に有用である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
式中、P1及びP2はそれぞれ、重合性基を表し;
m1及びm2はそれぞれ、1~10の整数を表し、m1又はm2のCH2のうち、1つのCH2又は隣接しない2以上のCH2は、酸素原子又は硫黄原子に置き換わっていてもよく;
1及びR2はそれぞれ、炭素原子数1~4のアルキル基、炭素原子数1~4のアルコキシ基、炭素原子数2~5のアルコキシカルボニル基、炭素原子数2~5のアシルオキシ基、炭素原子数2~4のアシル基、炭素原子数2~5のアミド基、シアノ基、又はハロゲン原子を表し、n1及びn2はそれぞれ、0~4の整数を表し;
3は、水素原子、又は炭素原子数1~4のアルキル基を表し;
1は、-COO-、-OCO-、-COS-、-SCO-、又は-NHCO-を表し、;
1は、-COO-、-OCO-、-COS-、-SCO-、-OCO-CH=CH-、又は-NHCO-を表し;
nは0、1又は2である。
 前記式中、P1及びP2はそれぞれ、重合性基を表す。重合性基としては、ラジカル重合又はカチオン重合可能な重合性基が好ましい。ラジカル重合性基としては、一般に知られているラジカル重合性基を用いることができ、好適なものとして、(メタ)アクリレート基(アクリレート基及びメタクリレート基の双方を含む意味の用語として用いる)とを挙げることができる。この場合、重合速度はアクリレート基が一般的に速いことが知られており、生産性向上の観点からアクリレート基が好ましいが、メタクリレート基も高Δn液晶の重合性基として同様に使用することができる。カチオン重合性基としては、一般に知られているカチオン重合性を用いることができ、具体的には、脂環式エーテル基、環状アセタール基、環状ラクトン基、環状チオエーテル基、スピロオルソエステル基、ビニルオキシ基などを挙げることができる。中でも、脂環式エーテル基、ビニルオキシ基が好適であり、エポキシ基、オキセタニル基、ビニルオキシ基が特に好ましい。前記式中、P1及びP2は互いに異なっていてもよく、即ち、前記式(I)の化合物は、重合性基を2種以上含んでいてもよい。その場合は、ラジカル重合性基とカチオン重合性基等、重合反応機構が異なる重合性基をそれぞれ有していてもよいし、同一の反応機構の重合性基を有していてもよい。
 P1及びP2はそれぞれ、下記式(P-1)~(P-5)のいずれかで表される重合性基であるのが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
 式中、R11~R13はそれぞれ、水素原子又はメチル基を表す。*がアルキレン鎖との結合位置である。
 P1及びP2はそれぞれ、(メタ)アクリレート基であるのが好ましく、即ち、以下のいずれかの基であるのが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
 前記式中、m1及びm2はそれぞれ、1~10の整数を表す。側鎖の長さが短い(例えば、m1及びm2が1~3である)と液晶相を示す上限温度は高いが結晶化し易く、溶解性が低くなるので、組成物に含まれる他の成分(例えば、溶媒又は他の液晶材料)への溶解性又は相溶性の観点で、該化合物の割合を小さくする必要がある場合がある。一方、側鎖が長い(例えば、m1及びm2が4~6である)と、溶解性は良化するが、液晶相を示す上限温度が低下したり、スメクチック相が出やすくなりネマチック相範囲が狭くなり、配向の均一性が低下する場合がある。また、側鎖が長くなると、分子の動きの自由度を増大させることになるので、剛性の高い膜質が要求される用途には、側鎖が短めの化合物を用いるのが好ましく、また膜の脆性改良の用途には、側鎖が長めの化合物を用いるのが好ましい。また、上記式(I)中のm1又はm2個のCH2のうち、1つのCH2又は隣接しない2以上のCH2は、酸素原子又は硫黄原子に置き換わっていてもよい。-CH2-をSやOで置換したものは、結合基周りの回転性が増大し、即ち、自由度が増大するため、膜の脆性改良目的に効果がある。前記式(I)の化合物は、従来のアゾメチン化合物よりもネマチック相範囲が拡大されているのが好ましく、この観点からm1及びm2はそれぞれ、2~8であるのが好ましく、3~6であるのがより好ましい。
 環の種類と個数:
 高いΔnのためには、配向秩序を高くすることが必要であり、このためには液晶相の上限温度を上げることが有効である。本発明の組成物に使用する化合物は少なくとも環状の芳香族基を3環~5環連結したものであり、NI点(ネマチック液晶相→等方相の転移温度)が高く、具体的には160℃以上という極めて高いNI点を示し、組成物のΔnの向上に大きく寄与する。また、本発明の化合物は、3環~5環の芳香族環を有する化合物であり、芳香族環は、不飽和環や非芳香族環と比べて分子長軸方向の分極率を増大し、Δnの向上に寄与する。但し、環数の増大は、融点や粘性の増大を招き、光学膜に使用する用途領域では塗布工程で結晶化を起こしやすく膜均一性が下がるといった欠点もある。
 置換基の種類と個数:
 高いΔnのためには、吸収を長波化することが有効であり、それが従来のビスアゾメチン系液晶化合物の着色の原因であったが、本発明による式(I)の化合物では、アゾメチン結合によって繋がれた2つの芳香環の置換基の種類は化合物の色味にほとんど影響を与えず、任意の置換基を有する化合物を使用することができる。溶解性の観点からみると、置換基は原子の大きさがより大きいほど溶解性の向上に寄与し、小さいほど溶解性が低下し、配向性が低下する。このことから、置換基を有することが望ましい。置換基の数としては、より多いほど溶解性の上昇が期待できるが、多過ぎると液晶性が損なわれることから、1又は2個が好ましい。即ち、n1及びn2の双方が0、いずれか一方が1で且つ他方が0、双方が1、のいずれかが好ましい。
 これらを踏まえて、該化合物の環数としては環の数が3または4であるのが好ましく、nは0または1であるのが好ましい。
 R1及びR2はそれぞれ、炭素原子数1~4のアルキル基、炭素原子数1~4のアルコキシ基、炭素原子数2~5のアルコキシカルボニル基、炭素原子数2~5のアシルオキシ基、炭素原子数2~4のアシル基、炭素原子数2~5のアミド基、シアノ基、又はハロゲン原子(例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子)を表す。より好ましくは炭素原子数1~4のアルキル基、炭素原子数1~4のアルコキシ基、炭素原子数2~5のアミド基、炭素原子数2~5のアルコキシカルボニル基、ハロゲン原子であり、さらに好ましくは炭素原子数1~4のアルキル基、炭素原子数1~4のアルコキシ基、炭素原子数1~4のアルコキシカルボニル基、ハロゲン原子である。
 nは0、1又は2を表し、好ましくは0又は1である。
 R3は、水素原子、又は炭素原子数1~4のアルキル基を表す。R3が水素原子であっても本用途に対して十分な加水分解耐性を有している。用途によっては極めて加水分解耐性が必要な用途ではR3はアルキル基であるのが好ましい。アルキル基の長さとしては、長すぎると液晶相を不安定化することから、R3は短いことが好ましい。具体的には、R3は炭素原子数1~4のアルキル基であるのが好ましく、炭素原子数1~3のアルキル基がより好ましく、炭素原子数1~2のアルキル基がさらに好ましい。
連結基の種類:
 環構造をつなぐ連結基としては、液晶相安定化(NI点の向上)のためには剛直な構造を有したものを用いることが好ましい。しかし、剛直なものを多く用いると結晶性向上による溶解性低下、スメクチック相安定化によるネマチック液晶相範囲の縮小が考えられる。ただし、剛直な構造を与える単結合は、π共役拡大により吸収が長波化し着色する恐れがあることから、アゾメチン結合を有する骨格との連結基としては好ましくない。具体的には前記式中、Z1は、-COO-、-OCO-、-COS-、-COS-、-SCO-、-NHCO-を表し、より好ましくは-COO-、-OCO-、-COS-、-COS-、-SCO-であり、さらに好ましくは-COO-、-OCO-である。前記式中、L1は、-COO-、-OCO-、-COS-、-SCO-、-OCO-CH=CH-、-NHCO-を表し、より好ましくは-COO-、-OCO-、-COS-、-SCO-、-OCO-CH=CH-であり、さらに好ましくは-COO-、-OCO-、-OCO-CH=CH-である。
 式(I)中、n=0の時、L1が-OCO-または-OCO-CH=CH-であるのが好ましい。
 式(I)中、n=1の時、Z1及びL2が-OCO-であるのが好ましい。
 以下に、前記式(I)で表される化合物の具体例を挙げるが、以下の具体例に何ら限定されるものではない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
 本発明の前記一般式(I)で表される重合性化合物は種々の方法で製造することができる。例えば、下記に示す反応式(1)に従う方法により製造することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
 但し、前記反応式(1)中、R1、R2、Z1、L1、R3、P1、及びP2等の符号は、一般式(I)におけるそれぞれと同義であり、好ましい範囲も同様である。
 前記反応式(1)において、化合物(A)は芳香族アルデヒドであり、市販品又は公知の方法により合成したものを用いることができる。前記反応式(1)において、化合物(B)はアミノフェノール誘導体であり、市販品又は公知の方法により合成したものを用いることができる。なお、化合物(B)の例としてアミノフェノール誘導体を示しているが、市販品又は公知の方法により合成したアミノチオフェノール、ジアミノベンゼン誘導体も化合物(B)として用いることができる。また、化合物(D)は特開2002-97170号公報の10頁、[0085]~[0087]段落に記載の方法を参照して合成できる。
 すなわち、前記一般式(I)で表される重合性化合物は、前記反応式(1)における、化合物(A)と化合物(B)との脱水縮合反応で化合物(C)を合成し、続いて化合物(C)と化合物(D)との反応により合成することができる。
 また、反応中の熱重合を抑えるためにハイドロキノン誘導体などの重合禁止剤を用いてもよい。
 本発明の重合性化合物の例には、液晶性化合物が含まれる。前記液晶性化合物は、高いΔnを示すので、その配向を固定した膜は、より低いΔnの液晶性化合物を利用した膜と比較して、より薄膜で所望の光学特性を達成することが期待できる。
 また、本発明の重合性化合物は、化学的に安定であり、溶剤に溶解しやすく、重合しやすく、無色透明であるなど、複数の特性をも満足する。本発明の化合物を用いて作製される硬化膜は、十分な硬度を示し、無色透明であり、耐候性・耐熱性が良好である等、複数の特性を満足し得るであろう。従って、本発明の化合物を利用して形成された硬化膜は、例えば、光学素子の構成要素である位相差板、偏光素子、選択反射膜、カラーフィルタ、反射防止膜、視野角補償膜、ホログラフィー、配向膜等、種々の用途に利用することができる。
2. 重合性組成物及びフィルム
 本発明は、前記式(I)の化合物の少なくとも1種を含有する重合性組成物、及び当該組成物からなるフィルムにも関する。本発明の組成物は、位相膜、反射膜等の種々の光学フィルムの材料として有用である。
 本発明の組成物の一態様は、前記式(I)の化合物の少なくとも1種と、少なくとも1種のキラル化合物とを含有する重合性組成物である。本態様の組成物をコレステリック液晶相とした後、それを固定して形成された膜は、その螺旋ピッチに応じて、所定の波長の光に対して、選択反射特性を示し、反射膜(例えば、赤外線反射膜)として有用である。本発明の高いΔnを示す重合性化合物を利用することにより、より低いΔnの液晶性化合物を利用した同一の厚みの膜と比較して、反射波長域が広帯域化されるという利点がある。
 本発明の組成物について、前記式(I)の化合物は、主成分であっても、添加剤として使用されていてもよい。前記式(I)の化合物を組成物の全質量に対して、5質量%以上含有していれば、式(I)の化合物による効果を得ることができ、好ましくは10~85質量%、より好ましくは10~75質量%、さらに好ましくは15~70質量%である。但し、この範囲に限定されるものではない。
(1) キラル化合物
 本発明の組成物をコレステリック液晶相を示す組成物として調製するためには、キラル化合物を添加するのが好ましい。キラル化合物は液晶性であっても、非液晶性であってもよい。前記キラル化合物は、公知の種々のキラル剤(例えば、液晶デバイスハンドブック、第3章4-3項、TN、STN用カイラル剤、199頁、日本学術振興会第142委員会編、1989に記載)から選択することができる。キラル化合物は、一般に不斉炭素原子を含むが、不斉炭素原子を含まない軸性不斉化合物あるいは面性不斉化合物も用いることができる。軸性不斉化合物または面性不斉化合物の例には、ビナフチル、ヘリセン、パラシクロファンおよびこれらの誘導体が含まれる。キラル化合物(キラル剤)は、重合性基を有していてもよい。キラル化合物が重合性基を有するとともに、併用する棒状液晶化合物も重合性基を有する場合は、重合性キラル化合物と重合性棒状液晶合物との重合反応により、棒状液晶化合物から誘導される繰り返し単位と、キラル化合物から誘導される繰り返し単位とを有するポリマーを形成することができる。この態様では、重合性キラル化合物が有する重合性基は、重合性棒状液晶化合物が有する重合性基と、同種の基であることが好ましい。従って、キラル化合物の重合性基も、不飽和重合性基、エポキシ基又はアジリジニル基であることが好ましく、不飽和重合性基であることがさらに好ましく、エチレン性不飽和重合性基であることが特に好ましい。
 本発明の組成物中のキラル化合物は、併用される式(I)の化合物に対して、1~30モル%であることが好ましい。キラル化合物の使用量を、より少なくした方が液晶性に影響を及ぼさないことが多いため好まれる。従って、キラル化合物は、少量でも所望の螺旋ピッチの捩れ配向を達成可能なように、強い捩り力のある化合物が好ましい。この様な、強い捩れ力を示すキラル剤としては、例えば、特開2003-287623公報に記載のキラル剤が挙げられ、本発明に好ましく用いることができる。
(2)他の液晶化合物
 本発明の組成物は、前記式(I)の化合物とともに、他の1種以上の液晶性化合物を含有していてもよい。前記式(I)の化合物は、他の液晶性化合物との相溶性も高いので、他の液晶性化合物を混合しても、不透明化等が生じず、透明性の高い膜を形成可能である。他の液晶性化合物を併用可能であることから、種々の用途に適する種々の組成の組成物を提供できる。併用可能な他の液晶化合物の例には、棒状ネマチック液晶化合物である。前記棒状ネマチック液晶化合物の例には、アゾメチン類、アゾキシ類、シアノビフェニル類、シアノフェニルエステル類、安息香酸エステル類、シクロヘキサンカルボン酸フェニルエステル類、シアノフェニルシクロヘキサン類、シアノ置換フェニルピリミジン類、アルコキシ置換フェニルピリミジン類、フェニルジオキサン類、トラン類及びアルケニルシクロヘキシルベンゾニトリル類が含まれる。低分子液晶化合物だけではなく、高分子液晶化合物も用いることができる。
 本発明に利用可能な他の液晶化合物は、重合性であっても非重合性であってもよい。重合性基を有しない棒状液晶化合物については、様々な文献(例えば、Y. Goto et.al., Mol. Cryst. Liq. Cryst. 1995, Vol. 260, pp.23-28)に記載がある。
 重合性棒状液晶化合物は、重合性基を棒状液晶化合物に導入することで得られる。重合性基の例には、不飽和重合性基、エポキシ基、及びアジリジニル基が含まれ、不飽和重合性基が好ましく、エチレン性不飽和重合性基が特に好ましい。重合性基は種々の方法で、棒状液晶化合物の分子中に導入できる。重合性棒状液晶化合物が有する重合性基の個数は、好ましくは1~6個、より好ましくは1~3個である。重合性棒状液晶化合物の例は、Makromol.Chem.,190巻、2255頁(1989年)、Advanced  Materials  5巻、107頁(1993年)、米国特許第4683327号明細書、同5622648号明細書、同5770107号明細書、国際公開WO95/22586号公報、同95/24455号公報、同97/00600号公報、同98/23580号公報、同98/52905号公報、特開平1-272551号公報、同6-16616号公報、同7-110469号公報、同11-80081号公報、及び特開2001-328973号公報などに記載の化合物が含まれる。2種類以上の重合性棒状液晶化合物を併用してもよい。2種類以上の重合性棒状液晶化合物を併用すると、配向温度を低下させることができる。
 他の液晶化合物の添加量については特に制限はない。前記式(I)の化合物の含有割合が高くても、他の液晶化合物の含有割合が高くても、互いに等しい含有割合であってもよく、用途に応じて好ましい範囲に調整することができる。
(3) 重合開始剤
 本発明の組成物は、重合開始剤を含有しているのが好ましい。例えば、紫外線照射により硬化反応を進行させて硬化膜を形成する態様では、使用する重合開始剤は、紫外線照射によって重合反応を開始可能な光重合開始剤であるのが好ましい。光重合開始剤の例には、α-カルボニル化合物(米国特許第2367661号、同2367670号の各明細書記載)、アシロインエーテル(米国特許第2448828号明細書記載)、α-炭化水素置換芳香族アシロイン化合物(米国特許第2722512号明細書記載)、多核キノン化合物(米国特許第3046127号、同2951758号の各明細書記載)、トリアリールイミダゾールダイマーとp-アミノフェニルケトンとの組み合わせ(米国特許第3549367号明細書記載)、アクリジン及びフェナジン化合物(特開昭60-105667号公報、米国特許第4239850号明細書記載)及びオキサジアゾール化合物(米国特許第4212970号明細書記載)等が挙げられる。
 光重合開始剤の使用量は、組成物(塗布液の場合は固形分)の0.1~20質量%であることが好ましく、1~8質量%であることがさらに好ましい。
(4) 配向制御剤
 本発明の組成物中に、安定的に又は迅速に液晶相(例えば、コレステリック液晶相)となるのに寄与する配向制御剤を添加してもよい。配向制御剤の例には、含フッ素(メタ)アクリレート系ポリマー、及び下記一般式(X1)~(X3)で表される化合物が含まれる。これらから選択される2種以上を含有していてもよい。これらの化合物は、層の空気界面において、液晶化合物の分子のチルト角を低減若しくは実質的に水平配向させることができる。尚、本明細書で「水平配向」とは、液晶分子長軸と膜面が平行であることをいうが、厳密に平行であることを要求するものではなく、本明細書では、水平面とのなす傾斜角が20度未満の配向を意味するものとする。液晶化合物が空気界面付近で水平配向する場合、配向欠陥が生じ難いため、可視光領域での透明性が高くなる。一方、液晶化合物の分子が大きなチルト角で配向すると、例えば、コレステリック液晶相とする場合は、その螺旋軸が膜面法線からずれるため、反射率が低下したり、フィンガープリントパターンが発生し、ヘイズの増大や回折性を示すため好ましくない。
 配向制御剤として利用可能な前記含フッ素(メタ)アクリレート系ポリマーの例は、特開2007-272185号公報の[0018]~[0043]等に記載がある。
 以下、配向制御剤として利用可能な、下記一般式(X1)~(X3)について、順に説明する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
 式中、R1、R2及びR3は各々独立して、水素原子又は置換基を表し、X1、X2及びX3は単結合又は二価の連結基を表す。R1~R3で各々表される置換基としては、好ましくは置換もしくは無置換の、アルキル基(中でも、無置換のアルキル基又はフッ素置換アルキル基がより好ましい)、アリール基(中でもフッ素置換アルキル基を有するアリール基が好ましい)、置換もしくは無置換のアミノ基、アルコキシ基、アルキルチオ基、ハロゲン原子である。X1、X2及びX3で各々表される二価の連結基は、アルキレン基、アルケニレン基、二価の芳香族基、二価のヘテロ環残基、-CO-、-NRa-(Raは炭素原子数が1~5のアルキル基又は水素原子)、-O-、-S-、-SO-、-SO2-及びそれらの組み合わせからなる群より選ばれる二価の連結基であることが好ましい。二価の連結基は、アルキレン基、フェニレン基、-CO-、-NRa-、-O-、-S-及び-SO2-からなる群より選ばれる二価の連結基又は該群より選ばれる基を少なくとも二つ組み合わせた二価の連結基であることがより好ましい。アルキレン基の炭素原子数は、1~12であることが好ましい。アルケニレン基の炭素原子数は、2~12であることが好ましい。二価の芳香族基の炭素原子数は、6~10であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
 式中、Rは置換基を表し、mは0~5の整数を表す。mが2以上の整数を表す場合、複数個のRは同一でも異なっていてもよい。Rとして好ましい置換基は、R1、R2、及びR3で表される置換基の好ましい範囲として挙げたものと同様である。mは、好ましくは1~3の整数を表し、特に好ましくは2又は3である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
 式中、R4、R5、R6、R7、R8及びR9は各々独立して、水素原子又は置換基を表す。R4、R5、R6、R7、R8及びR9でそれぞれ表される置換基は、好ましくは一般式(XI)におけるR1、R2及びR3で表される置換基の好ましいものとして挙げたものと同様である。
 本発明において配向制御剤として使用可能な、前記式(X1)~(X3)で表される化合物の例には、特開2005-99248号公報に記載の化合物が含まれる。
 なお、本発明では、配向制御剤として、前記一般式(X1)~(X3)で表される化合物の一種を単独で用いてもよいし、二種以上を併用してもよい。
 前記組成物中における、一般式(X1)~(X3)のいずれかで表される化合物の添加量は、前記式(I)の化合物の質量の0.01~10質量%が好ましく、0.01~5質量%がより好ましく、0.02~1質量%が特に好ましい。
(5)その他の添加剤
 本発明の組成物は、1種又は2種類以上の、酸化防止剤、紫外線吸収剤、増感剤、安定剤、可塑剤、連鎖移動剤、重合禁止剤、消泡剤、レべリング剤、増粘剤、難燃剤、界面活性物質、分散剤、染料、顔料等の色材、等の他の添加剤を含有していてもよい。
(6)組成物を用いたフィルムの作製方法
 本発明の組成物は、位相差フィルム、反射フィルム等の種々の光学フィルムの材料として有用である。当該フィルムの製造方法の一例は、
 (i)  基板等の表面に、本発明の重合性組成物を塗布して、液晶相(コレステリック液晶相等)の状態にすること、
 (ii) 前記重合性組成物の硬化反応を進行させ、液晶相を固定して硬化膜を形成すること、
を少なくとも含む製造方法である。
 (i)及び(ii)の工程を、複数回繰り返して、複数の上記硬化膜が積層されたフィルムを作製することもできる。
 前記(i)工程では、まず、基板又はその上に形成された配向膜の表面に、本発明の重合性組成物を塗布する。前記組成物は、溶媒に材料を溶解及び/又は分散した、塗布液として調製されるのが好ましい。塗布液の調製に使用する溶媒としては、有機溶媒が好ましく用いられる。該有機溶媒としては、アミド(例えばN,N-ジメチルホルムアミド);スルホキシド(例えばジメチルスルホキシド);ヘテロ環化合物(例えばピリジン);炭化水素(例えばベンゼン、ヘキサン);アルキルハライド(例えばクロロホルム、ジクロロメタン);エステル(例えば酢酸メチル、酢酸ブチル);ケトン(例えばアセトン、メチルエチルケトン);エーテル(例えばテトラヒドロフラン、1,2-ジメトキシエタン);1,4-ブタンジオールジアセテートなどが含まれる。これらの中でも、アルキルハライド及びケトンが特に好ましい。二種類以上の有機溶媒を併用してもよい。
 前記塗布液の塗布は、ワイヤーバーコーティング法、押し出しコーティング法、ダイレクトグラビアコーティング法、リバースグラビアコーティング法、ダイコーティング法等の種々の方法によって行うことができる。また、インクジェット装置を用いて、組成物をノズルから吐出して、塗膜を形成することもできる。
 次に、表面に塗布され、塗膜となった組成物を、コレステリック液晶相等の液晶相の状態にする。前記組成物が、溶媒を含む塗布液として調製されている態様では、塗膜を乾燥し、溶媒を除去することで、液晶相の状態にすることができる場合がある。また、液晶相への転移温度とするために、所望により、前記塗膜を加熱してもよい。例えば、一旦等方性相の温度まで加熱し、その後、液晶相転移温度まで冷却する等によって、安定的に液晶相の状態にすることができる。前記組成物の液晶相転移温度は、製造適性等の面から10~250℃の範囲内であることが好ましく、10~150℃の範囲内であることがより好ましい。10℃未満であると液晶相を呈する温度範囲にまで温度を下げるために冷却工程等が必要となることがある。また200℃を超えると、一旦液晶相を呈する温度範囲よりもさらに高温の等方性液体状態にするために高温を要し、熱エネルギーの浪費、基板の変形、変質等からも不利になる。
 次に、(ii)の工程では、液晶相の状態となった塗膜を硬化させる。硬化は、ラジカル重合法、アニオン重合法、カチオン重合法、配位重合法等、いずれの重合法に従って進行させてもよい。式(I)の化合物に応じて、適する重合法が選択されるであろう。この重合により、本発明の式(I)の化合物から誘導される単位を構成単位中に有する重合体が得られる。
 一例では、紫外線を照射して、硬化反応を進行させる。紫外線照射には、紫外線ランプ等の光源が利用される。この工程では、紫外線を照射することによって、前記組成物の硬化反応が進行し、コレステリック液晶相が固定されて、硬化膜が形成される。
 紫外線の照射エネルギー量については特に制限はないが、一般的には、100mJ/cm2~800mJ/cm2程度が好ましい。また、前記塗膜に紫外線を照射する時間については特に制限はないが、硬化膜の充分な強度及び生産性の双方の観点から決定されるであろう。
 硬化反応を促進するため、加熱条件下で紫外線照射を実施してもよい。また、紫外線照射時の温度は、液晶相が乱れないように、液晶相を呈する温度範囲に維持するのが好ましい。また、雰囲気の酸素濃度は重合度に関与するため、空気中で所望の重合度に達せず、膜強度が不十分の場合には、窒素置換等の方法により、雰囲気中の酸素濃度を低下させることが好ましい。
 上記工程では、液晶相が固定されて、硬化膜が形成される。ここで、液晶相を「固定化した」状態は、液晶相となっている化合物の配向が保持された状態が最も典型的、且つ好ましい態様である。それだけには限定されず、具体的には、通常0℃~50℃、より過酷な条件下では-30℃~70℃の温度範囲において、該層に流動性が無く、また外場や外力によって配向形態に変化を生じさせることなく、固定化された配向形態を安定に保ち続けることができる状態を意味するものとする。本発明では、紫外線照射によって進行する硬化反応により、液晶相の配向状態を固定する。
 なお、本発明においては、液晶相の光学的性質が層中において保持されていれば十分であり、最終的に硬化膜中の組成物がもはや液晶性を示す必要はない。例えば、組成物が、硬化反応により高分子量化して、もはや液晶性を失っていてもよい。
 上記硬化膜の厚みについては特に制限はない。用途に応じて、又は所望とされる光学特性に応じて、好ましい膜厚が決定されるであろう。一般的には、厚さは0.05~50μmが好ましく、1~35μmがより好ましい。
(7)基板
 本発明のフィルムは、基板を有していてもよい。当該基板は自己支持性があり、上記硬化膜を支持するものであれば、材料及び光学的特性についてなんら限定はない。ガラス板、石英板、及びポリマーフィルム等から選択することができる。用途によっては、紫外光に対する高い透明性が要求されるであろう。可視光に対する透過性が高いポリマーフィルムとしては、液晶表示装置等の表示装置の部材として用いられる種々の光学フィルム用のポリマーフィルムが挙げられる。前記基板としては、例えばポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート(PEN)等のポリエステルフィルム;ポリカーボネート(PC)フィルム、ポリメチルメタクリレートフィルム;ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィンフィルム;ポリイミドフィルム、トリアセチルセルロース(TAC)フィルム、などが挙げられる。ポリエチレンテレフタレート、トリアセチルセルロースが好ましい。
(8)配向層
 本発明のフィルムは、基板と前記硬化膜との間に、配向層を有していてもよい。配向層は、液晶化合物の配向方向をより精密に規定する機能を有する。配向層は、有機化合物(好ましくはポリマー)のラビング処理、無機化合物の斜方蒸着、マイクログルーブを有する層の形成等の手段で設けることができる。さらには、電場の付与、磁場の付与、或いは光照射により配向機能が生じる配向層も知られている。配向層は、ポリマーの膜の表面に、ラビング処理により形成するのが好ましい。
 配向層に用いられる材料としては、有機化合物のポリマーが好ましく、それ自体が架橋可能なポリマーか、或いは架橋剤により架橋されるポリマーがよく用いられる。当然、双方の機能を有するポリマーも用いられる。ポリマーの例としては、ポリメチルメタクリレ-ト、アクリル酸/メタクリル酸共重合体、スチレン/マレインイミド共重合体、ポリビニルアルコ-ル及び変性ポリビニルアルコ-ル、ポリ(N-メチロ-ルアクリルアミド)、スチレン/ビニルトルエン共重合体、クロロスルホン化ポリエチレン、ニトロセルロース、ポリ塩化ビニル、塩素化ポリオレフィン、ポリエステル、ポリイミド、酢酸ビニル/塩化ビニル共重合体、エチレン/酢酸ビニル共重合体、カルボキシメチルセルロ-ス、ゼラチン、ポリエチレン、ポリプロピレン及びポリカーボネート等のポリマー及びシランカップリング剤等の化合物を挙げることができる。好ましいポリマーの例としては、ポリ(N-メチロ-ルアクリルアミド)、カルボキシメチルセルロ-ス、ゼラチン、ポリビルアルコール及び変性ポリビニルアルコール等の水溶性ポリマーであり、さらにゼラチン、ポリビルアルコール及び変性ポリビニルアルコールが好ましく、特にポリビルアルコール及び変性ポリビニルアルコールを挙げることができる。
(9)本発明のフィルムの用途
 本発明のフィルムの一態様は、本発明の重合性組成物の、液晶相の配向(例えば、水平配向、垂直配向、ハイブリッド配向等)を固定したフィルムであって、光学異方性を示すフィルムである。当該フィルムは、液晶表示装置等の光学補償フィルム等として利用される。
 本発明のフィルムの一態様は、本発明の重合性組成物のコレステリック液晶相を固定したフィルムであって、所定の波長域の光に対して選択反射特性を示すフィルムである。赤外線波長域(波長800~1300nm)に選択反射特性を示す当該フィルムは、例えば建物又は車両の窓ガラスに貼付され、もしくは合わせガラスに組み込まれて、遮熱部材として利用される。
 また、本発明のフィルムは、光学素子の構成要素である、偏光素子、選択反射膜、カラーフィルタ、反射防止膜、視野角補償膜、ホログラフィー、配向膜等、種々の用途に利用することができる。
3. 高分子
 本発明は、前記式(I)の重合性化合物の1種又は2種以上を重合してなる高分子、及び本発明の重合性化合物を含有する重合性組成物を重合してなる高分子にも関する。該高分子は、液晶性であっても、非液晶性であってもよい。前記式(I)の重合性化合物から誘導される繰り返し単位を含むことから、高いΔnを示し、種々の光学要素の材料として有用である。
 以下に実施例と比較例(なお比較例は公知技術というわけではない)を挙げて本発明の特徴をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。従って、本発明の範囲は以下に示す具体例により限定的に解釈されるべきものではない。
1.式(I)の化合物の合成例と物性
(1)実施例1
例示化合物(I-2)の合成:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022
(1)4-ヒドロキシベンズアルデヒド 7.32g(60mmol)を、トルエン 30mlを加えた3つ口フラスコに添加した。窒素雰囲気下、内温を40℃まで上昇させたのち、4-アミノ-o-ブロモフェノール 11.3g(60mmol)を添加した。その後、2時間リフラックスを行い、ディーンシュタルク装置で水・トルエンを完全に留去させ、黄色固体を得た。この固体をTHF50mlに完溶させた(溶液Aとする)。
(2)別途、3つ口フラスコにMsCl 10.2ml(132mmol)とTHF 20mlを添加し、氷・メタノールバスに浸し、内温を-5℃にした。この溶液に、内温を5℃以下に保ちながら、4-アクリロイルオキシ安息香酸 31.7g(120mmol)/ジイソプロピルエチルアミン(以下、DIPEAとする)26.1ml(150mmol)/2,6-ジ-t-ブチル-4-メチルフェノール 0.30g/THF 70mlの混合溶液を滴下した。この溶液を5℃以下に保って、2時間攪拌した後、DIPEA 26.1ml(150mmol)、DMAP 0.15g、(1)で調製した溶液Aをこの順で添加した(内温を5℃以下に維持)。反応温度を25℃に上昇し、2時間攪拌後、メタノールを10ml加えてクエンチした。酢酸エチル/純水を加えて分液し、有機層を硫酸ナトリウムで乾燥させた後、濃縮し、粗結晶を得た。この粗結晶を酢酸エチル/メタノールにより再結晶し、白色固体である化合物(I-2)を29.7g(収率63%)で得た。
1H-NMR(CDCl3) : δ= 1.8-2.0(brs,8H), 4.1(brs,4H), 4.3(brs,4H), 5.8(d,2H), 6.1(dd,2H), 6.4(d,2H), 7.0(d×2,4H), 7.2-7.3(d×3,6H), 7.5(s,1H), 8.0(d,2H), 8.2(d×2,4H), 8.5(s,1H)
(2)実施例2
例示化合物(I-5)の合成:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023
 4-アミノ-o-ブロモフェノールの代わりに4-アミノ-m-クレゾールを用いた以外は実施例1と同様の方法により合成した。収量は28.9g(収率67%)であった。
1H-NMR(CDCl3) : δ= 1.8-2.0(brs,8H), 2.4(s,3H), 4.0-4.1(m,4H), 4.2-4.3(m,4H), 5.8(d,2H), 6.2(dd,2H), 6.4(d,2H), 6.9-7.1(d,7H), 7.3-7.4(d,2H), 8.0(d,2H),  8.1(m,4H), 8.4(s,1H)
(3)実施例3
例示化合物(I-6)の合成:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024
 4-アミノ-o-ブロモフェノールの代わりに4-アミノ-3-クロロフェノールを用いた以外は実施例1と同様の方法により合成した。収量は26.6g(収率60%)であった。
1H-NMR(CDCl3) : δ= 1.8-2.0(brs,8H), 4.0-4.2(brs,4H), 4.2-4.3(brs,4H), 5.8(d,2H), 6.1(dd,2H), 6.4(d,2H), 7.0(d,4H), 7.1(d,1H), 7.2(d,1H), 7.3(m,3H), 8.0(d,2H), 8.1(d×2,4H), 8.4(s,1H)
(4)実施例4
例示化合物(I-4)の合成:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000025
 4-アミノ-o-ブロモフェノールの代わりに4-アミノ-3-メトキシフェノールを用いた以外は実施例1と同様の方法により合成した。収量は25.6g(収率58%)であった。
1H-NMR(CDCl3) : δ= 1.8-2.0(brs,8H), 3.9(s,3H), 4.1(brs,4H), 4.3(brs,4H), 5.8(d,2H), 6.1(dd,2H), 6.4(d,2H), 6.8(d,2H), 7.0(d,4H), 7.1(d,1H), 7.3(d,2H), 8.0(d,2H), 8.2(d,4H), 8.5(s,1H)
(5)実施例5
例示化合物(I-3)の合成:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000026
 4-アミノ-o-ブロモフェノールの代わりに4-アミノ-2-クロロフェノールを用いた以外は実施例1と同様の方法により合成した。収量は28.0g(収率63%)であった。
1H-NMR(CDCl3) : δ= 1.8-2.0(brs,8H), 4.1(brs,4H), 4.3(brs,4H), 5.8(d,2H), 6.1(dd,2H), 6.4(d,2H), 7.0(d,4H), 7.2(d,1H), 7.3(m,4H), 8.0(d,2H), 8.2(d×2,4H), 8.5(s,1H)
(6)実施例6
例示化合物(I-1)の合成:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000027
 4-アミノ-o-ブロモフェノールの代わりに4-アミノ-o-クレゾールを用いた以外は実施例1と同様の方法により合成した。収量は30.7g(収率71%)であった。
1H-NMR(CDCl3) : δ= 1.8-2.0(brs,8H), 2.3(s,3H), 4.1(brs,4H), 4.3(brs,4H), 5.8(d,2H), 6.1(dd,2H), 6.4(d,2H), 7.0(d,4H), 7.1-7.2(m,3H), 7.3(d,2H), 8.0(d,2H), 8.2(d,4H), 8.5(s,1H)
(7)実施例7
例示化合物(I-9)の合成:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000028
 4-アミノ-o-ブロモフェノールの代わりに4-アミノフェノール、4-ヒドロキシベンズアルデヒドの代わりにバニリンを用いた以外は実施例1と同様の方法により合成した。収量は28.7g(収率65%)であった。
1H-NMR(DMSO) : δ= 1.7-1.9(brs,8H), 3.8(s,3H), 4.1-4.3(m,8H), 5.9(d,2H), 6.2(dd,2H), 6.3(d,2H), 7.1(d,4H), 7.3-7.4(d×2,5H), 7.6(d,1H), 7.7(s,1H), 8.1(m,4H), 8.7(s,1H)
(8)実施例8
例示化合物(I-13)の合成:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000029
 4-アミノ-o-ブロモフェノールの代わりに4-アミノ3-ブロモフェノール、4-ヒドロキシベンズアルデヒドの代わりにバニリンを用いた以外は実施例1と同様の方法により合成した。収量は30.3g(収率62%)であった。
1H-NMR(CDCl3) : δ= 1.8-2.0(brs,8H), 3.9(s,3H), 4.1(brs,4H), 4.3(brs,4H), 5.8(d,2H), 6.1(dd,2H), 6.4(d,2H), 7.0(d,4H), 7.1(d,1H), 7.2(d,1H), 7.3(d,1H), 7,4(d,1H), 7.5(s,1H), 7.8(s,1H), 8.2(d,4H), 8.5(s,1H)
(9)実施例9
例示化合物(I-15)の合成:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000030
 4-アミノ-o-ブロモフェノールの代わりに4-アミノ-m-クレゾール、4-ヒドロキシベンズアルデヒドの代わりにバニリンを用いた以外は実施例1と同様の方法により合成した。収量は26.5g(収率59%)であった。
1H-NMR(CDCl3) : δ= 1.8-2.0(brs,8H), 2.4(s,3H), 3.9(s,3H), 4.1(m,4H), 4.3(m,4H), 5.8(d,2H), 6.1(dd,2H), 6.4(d,2H), 7.0(d×2,4H), 7.1(m,3H), 7.4(d,1H), 7.7(s,1H), 8.2(d×2,4H), 8.4(s,1H)
(10)実施例10
例示化合物(II-1)の合成:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000031
 4-アミノ-o-ブロモフェノールの代わりに4-アミノ-m-クレゾール、4-ヒドロキシベンズアルデヒドの代わりに4-ヒドロキシアセトフェノンを用いた以外は実施例1と同様の方法により合成した。収量は25.5g(収率58%)であった。
1H-NMR(CDCl3) : δ= 1.8-2.0(brs,8H), 2.1(s,3H), 2.3(s,3H), 4.1(brs,4H), 4.3(brs,4H), 5.8(d,2H), 6.2(dd,2H), 6.4(d,2H), 6.7(d,1H), 6.9-7.1(m,6H), 7.3-7.4(d,2H), 
8.0-8.3(m,6H)
(11)実施例11
例示化合物(I-7)の合成:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000032
 4-アミノ-o-ブロモフェノールの代わりに4-アミノ-2-メトキシカルボニルフェノール、を用いた以外は実施例1と同様の方法により合成した。収量は27.5g(収率60%)であった。
1H-NMR(CDCl3) : δ= 1.8-2.0(brs,8H), 3.7(s,3H), 4.1(brs,4H), 4.3(brs,4H), 5.8(d,2H), 6.1(dd,2H), 6.4(d,2H), 7.0(d,4H), 7.3(d,2H), 7.5(d,1H), 7.9(s,1H), 8.0(d,2H), 8.2(d,4H), 8.5(s,1H)
(12)実施例12
例示化合物(I-12)の合成:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000033
 4-アミノ-o-ブロモフェノールの代わりに4-アミノ-2、6-ジクロロフェノールを用いた以外は実施例1と同様の方法により合成した。収量は28.4g(収率61%)であった。
1H-NMR(DMSO) : δ= 1.8-2.0(brs,8H), 4.1-4.3(brs,8H), 5.9(d,2H), 6.2(dd,2H), 6.4(d,2H), 7.1(d×2,4H), 7.4(d,2H), 7.6(s×2,2H), 8.0-8.2(d×3,6H), 8.8(s,1H)
(13)実施例13
例示化合物(I-10)の合成:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000034
 4-アミノ-o-ブロモフェノールの代わりに4-アミノ-2、5-ジクロロフェノールを用いた以外は実施例1と同様の方法により合成した。収量は29.7g(収率64%)であった。
1H-NMR(DMSO) : δ= 1.8-2.0(brs,8H), 4.1-4.3(brs,8H), 5.9(d,2H), 6.2(dd,2H), 6.3(d,2H), 7.1(d×2,4H), 7.5(d,2H), 7.7(s,1H), 7.8(s,1H), 8.0-8.2(m,6H), 8.7(s,1H)
(14)実施例14
例示化合物(I-11)の合成:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000035
 4-アミノ-o-ブロモフェノールの代わりに4-アミノ-2、5-ジメチルフェノールを用いた以外は実施例1と同様の方法により合成した。収量は29.5g(収率62%)であった。
1H-NMR(DMSO) : δ= 1.8-2.0(brs,8H), 2.1(s,3H), 2.3(s,3H), 4.0-4.2(brs,8H), 5.9(d,2H), 6.2(dd,2H), 6.3(d,2H), 7.1(d,2H), 7.2(d×2,4H), 7.4(d,2H), 8.0-8.2(m,6H), 8.6(s,1H)
(15)実施例15
例示化合物(V-1)の合成:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000036
(1)4-アクリロイルオキシベンズアルデヒド 12.4g(50mmol)を、2,6-ジ-t-ブチル-4-メチルフェノール 0.30gとトルエン 20mlを加えた3つ口フラスコに添加した。窒素雰囲気下、内温を40℃まで上昇させたのち、4-アミノ-m-クレゾール 6.2g(50mmol)を添加した。その後、2時間リフラックスを行い、ディーンシュタルク装置で水・トルエンを完全に留去させ、褐色の油状物質を得た。この油状物質を、THF 30mlに完溶させた(溶液Aとする)。
(2)別途、3つ口フラスコにMsCl 4.3ml(55mmol)とTHF 10mlを添加し、氷・メタノールバスに浸し、内温を-5℃にした。この溶液に、内温を5℃以下に保ちながら、4-アクリロイルオキシ桂皮酸 14.5g(50mmol)/ジイソプロピルエチルアミン(以下、DIPEAとする)9.6ml(55mmol)/2,6-ジ-t-ブチル-4-メチルフェノール 0.30g/THF 30mlの混合溶液を滴下した。この溶液を5℃以下に保って、2h攪拌した後、DIPEA 9.6ml(55mmol)、DMAP 0.15g、(1)で調製した溶液Aをこの順で添加した(内温を5℃以下に維持)。反応温度を25℃に上昇し、2時間攪拌後、メタノールを10ml加えてクエンチした。酢酸エチル/純水を加えて分液し、有機層を硫酸ナトリウムで乾燥させた後、濃縮し、褐色の油状物質を得た。この油状物質を酢酸エチル/ヘキサンによりカラムにかけて濃縮し、MeOHで再結晶することで、白色固体である化合物(V-1)を6.3g(収率20%)得た。
1H-NMR(CDCl3) : δ= 1.8-2.0(brs,8H), 2.4(s,3H), 4.1(m,4H), 4.3(m,4H), 5.8(d,2H), 6.1(dd,2H), 6.4(d,2H), 6.5(d,1H), 6.9-7.1(m,7H), 7.5(d,2H), 7.8(d×2,3H), 8.3(s,1H)
(16)実施例16
例示化合物(V-2)の合成:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000037
 4-アミノ-m-クレゾールの代わりに4-アミノ-3-クロロフェノールを用いた以外は実施例15と同様の方法により合成した。収量は5.8g(収率18%)であった。
1H-NMR(DMSO) : δ= 1.8-2.0(brs,8H), 4.0(m,4H), 4.2(m,4H), 5.9(d,2H), 6.1(dd,2H), 6.4(d,2H), 6.7(d,1H), 7.0(d,2H), 7.1(d,2H), 7.2(d,1H), 7.3(d,1H), 7.4(s,1H), 7.7(d,2H), 7.8(d,1H), 7.9(d,2H), 8.5(s,1H)
(17)実施例17
例示化合物(V-7)の合成:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000038
 4-アミノ-m-クレゾールの代わりに4-アミノ-o-クレゾールを用いた以外は実施例15と同様の方法により合成した。収量は5.9g(収率19%)であった。
1H-NMR(CDCl3) : δ= 1.8-2.0(brs,8H), 2.3(s,3H), 4.1(m,4H), 4.3(m,4H), 5.8(d,2H), 6.1(dd,2H), 6.4(d,2H), 6.5(d,1H), 7.0(d×2,4H), 7.1(m,3H), 7.5(d,2H), 7.8(m,3H), 8.4(s,1H)
(18)実施例18
例示化合物(V-8)の合成:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000039
 4-アミノ-m-クレゾールの代わりに4-アミノフェノールを用いた以外は実施例15と同様の方法により合成した。収量は9.5g(収率31%)であった。
1H-NMR(CDCl3) : δ= 1.8-2.0(brs,8H), 4.1(m,4H), 4.3(m,4H), 5.8(d,2H), 6.1(dd,2H), 6.4(d,2H), 6.5(s,1H), 7.0(d×2,4H), 7.0(d×2,4H), 7.5(d,2H), 7.8(d×2,3H), 8.4(s,1H)
(19)実施例19
例示化合物(VII-1)の合成:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000040
 4-アクリロイルオキシ桂皮酸の代わりに4-アクリロイルオキシ安息香酸を用いた以外は実施例15と同様の方法により合成した。収量は5.7g(収率19%)であった。
1H-NMR(CDCl3) : δ= 1.8-2.0(brs,8H), 2.4(s,3H), 4.1(m,4H), 4.3(m,4H), 5.8(d,2H), 6.2(dd,2H), 6.4(d,2H), 6.9-7.1(m,7H), 7.8(d,2H), 8.1(d,2H), 8.3(s,1H)
式(I)の化合物の物性:
 上記で合成した各化合物のΔnを、液晶便覧(液晶便覧編集委員会)のp.202に記載の方法に従って、直接測定した。具体的には、上記で合成した各化合物を、くさび型セルに注入し、これに波長550nmのレーザー光を照射し、透過光の屈折角を測定することにより、Δnを求めた。
 下記表に、各化合物のΔn、偏光顕微鏡によるテクスチャー観察によって求めた相転移温度、結晶の色味についても併せて示す。また、比較例として、下記の比較例用化合物(R-1)及び(R-2)についても同様にして、Δn、相転移温度、及び固体の色味を併せて示した。なお、下記表中の「Δn」の欄の温度は、測定温度を意味する。さらに、一連の化合物の吸収スペクトルを図1及び2にそれぞれ示した。図3のグラフは、図1のグラフの一部を拡大したグラフであり、図4は図2のグラフの一部を拡大したグラフである。
 なお、(R-1)は、アゾメチン基を含まない液晶化合物であり、モノアゾメチン化合物であるが、重合性基とメソゲンとを連結する側鎖が短く;(R-2)は、ビスアゾメチン化合物であり;及び(R-3)はアゾメチン基を含まない液晶化合物である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000041
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000042
 上記表に示す結果より、式(I)の範囲外のモノアゾメチン型重合性液晶化合物(R-1)及びアゾメチン基を含まない液晶性化合物(R-3)と比較して、式(I)の化合物はいずれも、高Δnであることが理解できる。また、図1及び2に示す吸収スペクトル曲線から、従来知られているビスアゾメチン型重合性液晶(R-2)は波長400nm以上に吸収を持つことから黄色味を持つが、本発明の式(I)のモノアゾメチン化合物は、波長400nm以上の吸収が小さく、白色であることが理解できる。
2.位相差膜の作製と評価(実施例20~38、比較例4及び5)
(1)実施例20:位相差膜の作製
 実施例1で合成した本発明の化合物(I-2)を用いて、下記の組成の液晶性組成物塗布液(1)を調製した。
例示化合物(I-2)                 100質量部
空気界面配向剤(1)                 0.1質量部
重合開始剤IRGACURE819(チバジャパン社製)        3質量部
溶媒 クロロホルム                  800質量部
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000043
 次に、洗浄したガラス基板上に日産化学社製ポリイミド配向膜SE-130をスピンコート法により塗布し、乾燥後に250℃で1時間焼成した。これをラビング処理して配向膜付き基板を作製した。この基板の配向膜のラビング処理面上に、液晶性組成物塗布液(1)をスピンコート法により室温で塗布し、120℃で30秒配向熟成を行った後に、窒素ガス雰囲気下室温でUVの短波長成分を除去した高圧水銀ランプを用いて10秒間光照射して配向を固定し実施例20の位相差膜を作製した。塗布後に加熱するまでの間に、塗布膜に結晶の析出は見られなかった。
 この液晶組成物を配向固定して得られた位相膜を偏光顕微鏡で観察したところ配向欠陥が無く均一に一軸配向していることが確認できた。
 さらにこの膜をAXOMETRIX社製のAxoScanを用いてTip-Tiltモードで測定した結果、この装置が算出した液晶の平均傾斜角度は1度であり、A-plate型の位相差膜が形成できていることを確認した。
 また、この装置を用いて測定した位相差と、共焦点レーザー膜厚測定装置(キーエンス社製FV-7510)を用いて測定した位相差膜1の膜厚から算出した波長550nmにおけるΔnは0.273であり、ヘイズは0.07であった。
(2)実施例21~38:位相差膜の作製
 上記実施例でそれぞれ合成した各化合物を、例示化合物(I-2)の代わりにそれぞれ用いた以外は同様にして、液晶性組成物塗布液をそれぞれ調製した。これらの塗布液をそれぞれ用いて、実施例20と同様にして各実施例の位相差膜をそれぞれ形成した。
 これらの位相差膜はいずれも良好な配向性を示し、0.1以下の低いヘイズであった。実施例20と同様にして求めた位相差膜のΔnを、下記表にまとめた。
(3)比較例4:比較例用位相差膜の作製
 実施例20と同様にして下記の組成の液晶性組成物塗布液(2)を調製した。
上記重合性液晶化合物(R-1)             100質量部
空気界面配向剤(1)                  0.1質量部
重合開始剤IRGACURE819(チバジャパン社製)          3質量部
溶媒 クロロホルム                   800質量部
 液晶性組成物塗布液(1)の代わりに液晶性組成物塗布液(2)を用いる以外は実施例20と同様にして比較例4の位相差膜を作製した。但し、この液晶組成物の液晶上限温度が実施例1よりも低いため、配向熟成の温度は90℃とした。また塗布後に加熱するまでの間に、塗布膜上に結晶が一部析出した。そのため再加熱して配向熟成後も、析出部分に膜厚ムラが残った。
 実施例20と同様な方法によって測定した比較例4の位相差膜の波長550nmにおけるΔnは0.256であり、ヘイズは0.18であった。
(4)比較例5:比較例用位相差膜の作製
 実施例20と同様にして下記の組成の液晶性組成物塗布液(3)を調製した。
上記重合性液晶化合物(R-2)             100質量部
空気界面配向剤(1)                  0.1質量部
重合開始剤IRGACURE819(チバジャパン社製)          3質量部
溶媒 クロロホルム                   800質量部
 液晶性組成物塗布液(1)の代わりに液晶性組成物塗布液(3)を用いる以外は実施例18と同様にして比較例5の位相差膜を作製した。但し、この液晶組成物の液晶上限温度が実施例1よりも低いため、配向熟成の温度は90℃とした。また塗布後に加熱するまでの間に、塗布膜上に結晶が一部析出した。そのため再加熱して配向熟成後も、析出部分に膜厚ムラが残った。実施例20と同様な方法によって測定した比較例4の位相差膜の波長550nmにおけるΔnは0.360であり、ヘイズは0.13であった。
 下記表に結果を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000044
 上記表に示した結果から、本発明の一般式(I)の化合物を利用して作製された位相差膜は、従来のモノアゾメチン型重合性液晶性化合物(R-1)を利用して作製された位相差膜と比較して、Δnが大きく、且つヘイズが小さいことが理解できる。また、従来のビスシッフ型重合性液晶化合物(R-2)を利用して作製された膜が黄色であるのに対し、本発明の実施例の位相差膜はいずれも白色であり、ヘイズが小さいことも理解できる。
3.選択反射膜の作製と評価(実施例39~57、比較例6及び7)
(1) 実施例39:選択反射膜の作製
 実施例1で合成した本発明の例示化合物(I-2)を用いて、下記の組成の液晶性組成物塗布液(11)を調製した。
例示化合物(I-2)                   33質量部
重合性液晶化合物(R-3)                67質量部
キラル剤Paliocolor LC756 (BASF社製) 3質量部
空気界面配向剤(1)                 0.04質量部
重合開始剤IRGACURE819(チバジャパン社製)    3質量部
溶媒 クロロホルム                   300質量部
 実施例20と同様にして製作した配向膜付き基板の配向膜表面に液晶性組成物塗布液(11)をスピンコート法により室温で塗布し、120℃で3分間配向熟成を行った後に、室温でUVの短波長成分を除去した高圧水銀ランプを用いて10秒間光照射して配向を固定し実施例39の選択反射膜を得た。塗布後に加熱するまでの間に、塗布膜に結晶の析出は見られなかった。
 得られた選択反射膜を偏光顕微鏡で観察したところ配向欠陥が無く均一に配向していることを確認した。さらにこの膜を島津社製の分光光度計UV-3100PCで透過スペクトルを測定したところ1000nmに中心を持つ赤外領域に選択反射ピークがあり、その半値幅が136nmであった。ピークの半値幅と液晶組成物の螺旋周期とを用いて算出した波長1000nmにおけるΔnは0.219であった。
(2)実施例40~57:選択反射膜の作製
 上記実施例でそれぞれ合成した各例示化合物を、例示化合物(I-2)の代わりにそれぞれ用いた以外は、実施例39と同様にして液晶性組成物塗布液をそれぞれ調製した。これらの塗布液をそれぞれ用いて、実施例39と同様な方法によって、実施例40~57の選択反射膜をそれぞれ作製した。これらの選択反射膜はいずれも良好な配向性を示した。
 同様に求めた選択反射膜のピーク半値幅とそれから求められるΔnを下記表にまとめた。
(3)比較例6:比較例用選択反射膜の作製
 実施例39と同様にして下記の組成の液晶性組成物塗布液(12)を調製した。
重合性液晶化合物(R-1)               100質量部
キラル剤Paliocolor LC756 (BASF社製)2.8質量部
空気界面配向剤(1)                 0.04質量部
重合開始剤IRGACURE819(チバジャパン社製)          3質量部
溶媒 クロロホルム                   300質量部
 液晶性組成物塗布液(11)の代わりに液晶性組成物塗布液(12)を用いる以外は実施例39と同様にして比較例6の選択反射膜を作製した。但し、この液晶組成物の液晶上限温度が実施例39で用いた組成物よりも低いため、配向熟成の温度は90℃とした。
 この選択反射膜は、1000nm付近に中心を持つ赤外領域に選択反射ピークがあり、その半値幅が120nmであった。ピークの半値幅と液晶組成物の螺旋周期とを用いて算出した波長1000nmにおけるΔnは0.190であった。
(4)比較例7:比較例用選択反射膜の作製
 実施例39と同様にして下記の組成の液晶性組成物塗布液(13)を調製した。
重合性液晶化合物(R-2)                33質量部
重合性液晶化合物(R-3)                67質量部
キラル剤Paliocolor LC756 (BASF社製)2.8質量部
空気界面配向剤(1)                 0.04質量部
重合開始剤IRGACURE819(チバジャパン社製)          3質量部
溶媒 クロロホルム                   300質量部
 液晶性組成物塗布液(11)の代わりに液晶性組成物塗布液(13)を用いる以外は実施例39と同様にして比較例7の選択反射膜を作製した。
 この選択反射膜は、1000nm付近に中心を持つ赤外領域に選択反射ピークがあり、その半値幅が154nmであった。ピークの半値幅と液晶組成物の螺旋周期とを用いて算出した波長1000nmにおけるΔnは0.243であった。膜の色は黄色であった。
 下記表に結果を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000045
 上記表に示した結果から、本発明の一般式(I)の化合物を利用して作製された選択反射膜は、従来のモノアゾメチン重合性液晶化合物(R-1)を利用して作製された選択反射膜と比較して、Δnが大きく、また、選択反射波長域も広いことが理解できる。さらに、従来のビスアゾメチン重合性液晶(R-2)を利用して作製された膜が黄色であるのに対して、本発明の実施例の選択反射膜はいずれも無色であることが理解できる。

Claims (6)

  1. 式(I)で表される化合物:
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
    式中、P1及びP2はそれぞれ、重合性基を表し;
    m1及びm2はそれぞれ、1~10の整数を表し、m1又はm2のCH2のうち、1つのCH2又は隣接しない2以上のCH2は、酸素原子又は硫黄原子に置き換わっていてもよく;
    1及びR2はそれぞれ、炭素原子数1~4のアルキル基、炭素原子数1~4のアルコキシ基、炭素原子数2~5のアルコキシカルボニル基、炭素原子数2~5のアシルオキシ基、炭素原子数2~4のアシル基、炭素原子数2~5のアミド基、シアノ基、又はハロゲン原子を表し、n1及びn2はそれぞれ、0~4の整数を表し;
    3は、水素原子、又は炭素原子数1~4のアルキル基を表し;
    1は、-COO-、-OCO-、-COS-、-SCO-、又は-NHCO-を表し;
    1は、-COO-、-OCO-、-COS-、-SCO-、-OCO-CH=CH-、又は-NHCO-を表し、;
    nは0、1又は2である。
  2. 式(I)中、n=0の時、L1が-OCO-または-OCO-CH=CH-である請求項1に記載の化合物。
  3. 式(I)中、n=1の時、Z1及びL1が-OCO-である請求項1に記載の化合物。
  4. 式(I)中、P1及びP2がそれぞれ、以下の式(P-1)~式(P-5)で表される基からなる群から選ばれる重合性基である請求項1~3のいずれか1項に記載の化合物:
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
    式中、R11~R13はそれぞれ、水素原子又はメチル基を表す。
  5. 式(I)中、P1及びP2はそれぞれ、メタクリレート基又はアクリレート基である請求項1~4のいずれか1項に記載の化合物。
  6. 式(I)中、m1及びm2がそれぞれ2~8である請求項1~5のいずれか1項に記載の化合物。
PCT/JP2011/064258 2010-06-22 2011-06-22 重合性化合物 WO2011162292A1 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/716,372 US8765235B2 (en) 2010-06-22 2012-12-17 Polymerizable compound

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010141469A JP5660812B2 (ja) 2010-06-22 2010-06-22 重合性化合物
JP2010-141469 2010-06-22

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US13/716,372 Continuation US8765235B2 (en) 2010-06-22 2012-12-17 Polymerizable compound

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2011162292A1 true WO2011162292A1 (ja) 2011-12-29

Family

ID=45371469

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2011/064258 WO2011162292A1 (ja) 2010-06-22 2011-06-22 重合性化合物

Country Status (3)

Country Link
US (1) US8765235B2 (ja)
JP (1) JP5660812B2 (ja)
WO (1) WO2011162292A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012006996A (ja) * 2010-06-22 2012-01-12 Fujifilm Corp 重合性組成物、高分子、及びフィルム

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8768235B2 (en) 2009-12-29 2014-07-01 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Double-sided image recording device having a compact form factor
KR101525458B1 (ko) * 2013-01-23 2015-06-03 애경화학 주식회사 열안정성이 우수하고 고복굴절률을 가지는 신규한 반응성 메조겐 화합물 및 그 제조방법
KR101535845B1 (ko) * 2013-10-30 2015-07-13 애경화학 주식회사 3개의 벤젠링 사이에 에스테르결합 및 이민결합과 양 말단에 가변길이의 스페이서 그룹을 갖는 신규한 반응성 메조겐 화합물 및 그 제조방법
JP6263010B2 (ja) * 2013-12-03 2018-01-17 富士フイルム株式会社 重合性組成物およびフィルム、並びにそのフィルムを用いた位相差膜および反射膜
DE202016103361U1 (de) 2016-06-24 2017-09-26 Heico Befestigungstechnik Gmbh Befestiger sowie Scheibe dafür

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007206461A (ja) * 2006-02-02 2007-08-16 Fujifilm Corp 重合性化合物、液晶性組成物、重合体、光記録媒体用フィルタ、光記録媒体、並びに、光記録方法及び光再生方法
JP2007279363A (ja) * 2006-04-06 2007-10-25 Fujifilm Corp 重合性化合物、液晶性組成物、重合体、光記録媒体用フィルタ、光記録媒体、並びに、光記録方法及び光再生方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1611189B1 (en) * 2003-04-08 2014-03-26 Merck Patent GmbH Polymerised liquid crystal film with retardation or orientation pattern
JP4973234B2 (ja) 2007-02-22 2012-07-11 住友化学株式会社 光学フィルム
JP2009149754A (ja) 2007-12-20 2009-07-09 Sumitomo Chemical Co Ltd 重合性化合物および該重合性化合物を重合してなる光学フィルム

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007206461A (ja) * 2006-02-02 2007-08-16 Fujifilm Corp 重合性化合物、液晶性組成物、重合体、光記録媒体用フィルタ、光記録媒体、並びに、光記録方法及び光再生方法
JP2007279363A (ja) * 2006-04-06 2007-10-25 Fujifilm Corp 重合性化合物、液晶性組成物、重合体、光記録媒体用フィルタ、光記録媒体、並びに、光記録方法及び光再生方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
GUILLEVIC, M. ET AL.: "Structure-property relationships in ortho-metallated imine complexes of Re(I)", POLYHEDRON, vol. 19, no. 3, 2000, pages 249 - 257 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012006996A (ja) * 2010-06-22 2012-01-12 Fujifilm Corp 重合性組成物、高分子、及びフィルム

Also Published As

Publication number Publication date
JP2012006843A (ja) 2012-01-12
JP5660812B2 (ja) 2015-01-28
US20130123453A1 (en) 2013-05-16
US8765235B2 (en) 2014-07-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5718260B2 (ja) 重合性液晶化合物、重合性組成物、高分子材料、及びフィルム
WO2011162291A1 (ja) 重合性組成物、高分子、及びフィルム
JP5411770B2 (ja) 重合性液晶化合物、重合性液晶組成物、高分子、及びフィルム
JP5411769B2 (ja) 重合性液晶化合物、重合性液晶組成物、高分子、及びフィルム
JP5660812B2 (ja) 重合性化合物
WO2016035873A1 (ja) 重合性化合物、ポリマー、重合性組成物、およびフィルム
JP5813295B2 (ja) 重合性組成物、高分子、及びフィルム
JP2012184168A (ja) 化合物、重合性組成物、高分子材料、及びフィルム
JP5705465B2 (ja) 重合性組成物、高分子、及びフィルム
JP5824431B2 (ja) 光学活性化合物、キラル剤、液晶組成物および光学フィルム
JP5723641B2 (ja) 重合性化合物、重合性液晶組成物、高分子化合物およびフィルム
JP5411771B2 (ja) 化合物、重合性組成物、高分子、及びフィルム
JP5889031B2 (ja) 重合性液晶組成物、高分子材料とその製造方法及びフィルム
JP5721484B2 (ja) 重合性液晶組成物、それを用いた高分子材料および光学異方性フィルム、並びに重合性液晶化合物
JP2013064890A (ja) 重合体および赤外線反射フィルム
JP6511407B2 (ja) 重合性化合物、重合性組成物、およびフィルム
JP5824432B2 (ja) 光学活性化合物、液晶組成物および光学フィルム

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 11798174

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 11798174

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1