WO2019160020A1 - 重合性液晶組成物、光学異方性膜、光学フィルム、偏光板および画像表示装置 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a polymerizable liquid crystal composition, an optically anisotropic film, an optical film, a polarizing plate, and an image display device.
- Optical films such as optical compensation sheets and retardation films are used in various image display devices in order to eliminate image coloring and expand the viewing angle.
- a stretched birefringent film has been used as the optical film, but in recent years, it has been proposed to use an optical film having an optically anisotropic film made of a liquid crystalline compound instead of the stretched birefringent film.
- an optical film formed using a composition containing a predetermined polymerizable compound and a polymerization initiator is known (see, for example, Patent Documents 1 to 3).
- JP 2010-031223 A International Publication No. 2014/010325 JP 2016-081035 A
- Patent Documents 1 to 3 depending on the type of the polymerizable compound, the solubility of the polymerizable liquid crystal composition may be inferior. Also, the type of the polymerizable compound, the polymerization initiator It is clear that depending on the type and polymerization conditions such as curing temperature, there is a durability problem that the birefringence changes when the formed optically anisotropic film is exposed to high temperature and high humidity. It was.
- the present invention provides a polymerizable liquid crystal composition, an optically anisotropic film, an optical film, a polarizing plate, and an image display device excellent in solubility used for forming an optically anisotropic film excellent in durability. This is the issue.
- the present inventors have found that the use of a polymerizable liquid crystal composition containing a polymerizable compound having a predetermined structure together with a polymerizable liquid crystal compound having a predetermined structure results in dissolution.
- the present invention has been completed by finding that the properties of the optical anisotropic film are improved and the durability of the formed optically anisotropic film is improved. That is, it has been found that the above-described problem can be achieved by the following configuration.
- Ar in formula (I) described later represents any aromatic ring selected from the group consisting of groups represented by formulas (Ar-1) to (Ar-5) described later.
- a 4 and A 5 in formula (Ar-2) to be described later represent —S—
- X in formula (Ar-2) to be described later is a carbon to which two cyano groups are bonded.
- the polymerizable liquid crystal composition according to [5] which is an atom.
- the ratio of the total molecular weight Mcy of the 1,4-cyclohexylene group moiety to the molecular weight Mw of the polymerizable liquid crystal compound represented by the formula (I) described later is 0.25 to 0.45
- the ratio of the total value Mcy of the molecular weight of the 1,4-cyclohexylene group moiety to the molecular weight Mw of the polymerizable compound represented by the formula (II) described later is 0.25 to 0.45
- An optically anisotropic film obtained by polymerizing the polymerizable liquid crystal composition according to any one of [1] to [8]. [10] The optically anisotropic film according to [9], which satisfies formula (III) described later. [11] An optical film having the optically anisotropic film according to [9] or [10]. [12] A polarizing plate comprising the optical film according to [11] and a polarizer. [13] An image display device having the optical film according to [11] or the polarizing plate according to [12].
- a polymerizable liquid crystal composition an optically anisotropic film, an optical film, a polarizing plate, and an image display device excellent in solubility used for forming an optically anisotropic film excellent in durability. be able to.
- FIG. 1A is a schematic cross-sectional view showing an example of the optical film of the present invention.
- FIG. 1B is a schematic cross-sectional view showing an example of the optical film of the present invention.
- FIG. 1C is a schematic cross-sectional view showing an example of the optical film of the present invention.
- a numerical range expressed using “to” means a range including numerical values described before and after “to” as a lower limit value and an upper limit value.
- the bonding direction of a divalent group (for example, —O—CO—) represented is not particularly limited unless the bonding position is clearly specified.
- D 2 in I) is —CO—O—, assuming that the position bonded to the Ar side is * 1, and the position bonded to the A 1 side is * 2, D 2 is * 1- It may be CO-O- * 2 or * 1-O-CO- * 2.
- the polymerizable liquid crystal composition of the present invention is represented by a polymerizable liquid crystal compound represented by the following formula (I) (hereinafter also abbreviated as “polymerizable liquid crystal compound (I)”) and the following formula (II).
- a polymerizable liquid crystal composition containing a polymerizable compound hereinafter also abbreviated as “polymerizable compound (II)”.
- the solubility of the polymerizable liquid crystal composition is improved, and the formed optically anisotropic film
- the present inventors presume as follows. That is, it is presumed that the compounding of the polymerizable compound (II) together with the polymerizable liquid crystal compound (I) inhibits packing between molecules, and as a result, the solubility of the polymerizable liquid crystal compound in the organic solvent is improved.
- the polymerizable liquid crystal compound (I) and the polymerizable compound (II) are both hydrophobic because they have a partial structure in which two 1,4-cyclohexylene groups are connected by a single bond. It is presumed that hydrolysis of the formed optically anisotropic film is suppressed, and as a result, durability of the optically anisotropic film is improved.
- each component of the polymerizable liquid crystal composition of the present invention will be described in detail.
- the polymerizable liquid crystal compound (I) contained in the polymerizable liquid crystal composition of the present invention is a polymerizable liquid crystal compound represented by the following formula (I).
- Cy 1 and Cy 2 represent 1,4-cyclohexylene groups.
- D 1 represents a single bond, —O—, —S—, —NR 1 —, * —O—CR 1 R 2 —, or * —O—CR 1 R 2 —.
- CR 3 R 4 — is represented. However, * represents a bonding position with C ( ⁇ O), and R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are each independently a hydrogen atom, a fluorine atom, or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. Represents.
- D 3 represents a single bond, —O—, —S—, or —NR 1 —
- R 1 represents a hydrogen atom, a fluorine atom, or a carbon number of 1 to 4. Represents an alkyl group.
- D 2 and D 4 are each independently a single bond, —CO—, —O—, —S—, —C ( ⁇ S) —, —CR 1 R 2 —, —CR 1 ⁇ CR 2 —, —NR 1 —, or a divalent linking group consisting of a combination of two or more thereof, wherein R 1 and R 2 are each independently a hydrogen atom or a fluorine atom Or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
- SP 1 and SP 2 are each independently a single bond, a linear or branched alkylene group having 1 to 12 carbon atoms, or a straight chain having 1 to 12 carbon atoms.
- Q represents a substituent.
- L 1 and L 2 represent a polymerizable group.
- Ar is an aromatic ring having 6 or more carbon atoms which may have a substituent, or a divalent fatty acid having 5 to 8 carbon atoms which may have a substituent.
- a 1 is an aromatic ring having 6 or more carbon atoms which may have a substituent, or a divalent divalent having 5 to 8 carbon atoms which may have a substituent. It represents an alicyclic hydrocarbon group, and one or more of —CH 2 — constituting the alicyclic hydrocarbon group may be substituted with —O—, —S— or —NH—.
- n represents an integer of 0 to 3, and when n is 2 or 3, the plurality of A 1 may be the same or different from each other, and a plurality of D 1 4 may be the same or different.
- Cy 1 and Cy 2 represent a 1,4-cyclohexylene group, and in the present invention, a trans-1,4-cyclohexylene group is preferable.
- D 1 is preferably a single bond, —O—, —NR 1 —, * —O—CH 2 —, or * —O—CH 2 —CH 2 —.
- a single bond or —O— is more preferable, and —O— is still more preferable.
- D 3 is preferably —O— or —NR 1 , more preferably —O—.
- examples of the divalent linking group represented by D 2 and D 4 include —CO—O—, —C ( ⁇ S) O—, —CR 1 R 2 —, —CR 1 R 2 -CR 1 R 2 -, - O-CR 1 R 2 -, - CR 1 R 2 -O-CR 1 R 2 -, - CO-O-CR 1 R 2 -, - O-CO-CR 1 R 2 —, —CR 1 R 2 —O—CO—CR 1 R 2 —, —CR 1 R 2 —CO—O—CR 1 R 2 —, —NR 1 —CR 1 R 2 —, and —CO— NR 1- and the like.
- —CO—O— is preferable.
- Examples of the linear or branched alkylene group having 1 to 12 carbon atoms represented by SP 1 and SP 2 in the above formula (I) include, for example, a methylene group, an ethylene group, a propylene group, a butylene group, a pentylene group, and hexylene. Preferred examples include a group, a methylhexylene group, and a heptylene group.
- SP 1 and SP 2 are as described above, wherein one or more of —CH 2 — constituting a linear or branched alkylene group having 1 to 12 carbon atoms is —O—, —S—, —NH.
- It may be a divalent linking group substituted with —, —N (Q) —, or —CO—, and examples of the substituent represented by Q include Y in formula (Ar-1) described later. Examples are the same as the substituents 1 may have.
- the polymerizable group represented by L 1 and L 2 is not particularly limited, but is preferably a polymerizable group capable of radical polymerization or cationic polymerization.
- a generally known radical polymerizable group can be used, and preferable examples include an acryloyl group or a methacryloyl group.
- the acryloyl group is generally fast in the polymerization rate, and the acryloyl group is preferable from the viewpoint of improving the productivity.
- the methacryloyl group can be similarly used as the polymerizable group.
- cationic polymerizable group generally known cationic polymerizable can be used, and specifically, an alicyclic ether group, a cyclic acetal group, a cyclic lactone group, a cyclic thioether group, a spiro orthoester group, and And vinyloxy groups.
- an alicyclic ether group or a vinyloxy group is preferable, and an epoxy group, an oxetanyl group, or a vinyloxy group is particularly preferable.
- particularly preferred polymerizable groups include the following.
- aromatic ring having 6 or more carbon atoms represented by Ar in the above formula (I) include, for example, aromatic hydrocarbon rings such as benzene ring, naphthalene ring, anthracene ring, and phenanthrolin ring; And aromatic heterocycles such as a ring, a pyrrole ring, a thiophene ring, a pyridine ring, a thiazole ring, and a benzothiazole ring.
- aromatic hydrocarbon rings such as benzene ring, naphthalene ring, anthracene ring, and phenanthrolin ring
- aromatic heterocycles such as a ring, a pyrrole ring, a thiophene ring, a pyridine ring, a thiazole ring, and a benzothiazole ring.
- a benzene ring for example, a 1,4-phenyl group and the like
- the divalent alicyclic hydrocarbon group having 5 to 8 carbon atoms represented by Ar is preferably a 5-membered ring or a 6-membered ring.
- the alicyclic hydrocarbon group may be saturated or unsaturated, but is preferably a saturated alicyclic hydrocarbon group.
- the divalent alicyclic hydrocarbon group represented by Ar for example, the description in paragraph [0078] of JP2012-21068A can be referred to, and the contents thereof are incorporated in the present specification.
- the substituent which the aromatic ring having 6 or more carbon atoms represented by Ar or the divalent alicyclic hydrocarbon group having 5 to 8 carbon atoms may have is represented by the following formula Examples thereof include the same substituents that Y 1 in (Ar-1) may have.
- Ar in the above formula (I) is selected from the group consisting of groups represented by the following formulas (Ar-1) to (Ar-5). It preferably represents any aromatic ring selected.
- * represents a bonding position with D 1 or D 2 in the above formula (I).
- Q 1 represents N or CH
- Q 2 represents —S—, —O—, or —N (R 5 ) —
- R 5 represents Y 1 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms
- Y 1 may have a substituent, an aromatic hydrocarbon group having 6 to 12 carbon atoms, or an aromatic complex having 3 to 12 carbon atoms. Represents a cyclic group.
- alkyl group having 1 to 6 carbon atoms represented by R 5 include, for example, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, a sec-butyl group, and a tert-butyl group.
- aromatic hydrocarbon group having 6 to 12 carbon atoms represented by Y 1 include aryl groups such as a phenyl group, a 2,6-diethylphenyl group, and a naphthyl group.
- Examples of the aromatic heterocyclic group having 3 to 12 carbon atoms represented by Y 1 include heteroaryl groups such as thienyl group, thiazolyl group, furyl group, and pyridyl group.
- Examples of the substituent that Y 1 may have include an alkyl group, an alkoxy group, and a halogen atom.
- As the alkyl group for example, a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 18 carbon atoms is preferable, and an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms (for example, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group).
- an alkoxy group for example, an alkoxy group having 1 to 18 carbon atoms is preferable, an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms (for example, a methoxy group, an ethoxy group, an n-butoxy group, a methoxyethoxy group, etc.) is more preferable.
- An alkoxy group having a number of 1 to 4 is more preferable, and a methoxy group or an ethoxy group is particularly preferable.
- the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom. Among them, a fluorine atom and a chlorine atom are preferable.
- Z 1 , Z 2 and Z 3 are each independently a hydrogen atom, a monovalent aliphatic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, carbon A monovalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms, a monovalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms, a halogen atom, a cyano group, a nitro group, —OR 6 , —NR 7 R 8 , or , —SR 9 , R 6 to R 9 each independently represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and Z 1 and Z 2 may be bonded to each other to form an aromatic ring. Good.
- the monovalent aliphatic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms is preferably an alkyl group having 1 to 15 carbon atoms, more preferably an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, specifically, a methyl group or an ethyl group.
- Isopropyl group, tert-pentyl group (1,1-dimethylpropyl group), tert-butyl group, 1,1-dimethyl-3,3-dimethyl-butyl group are more preferable, methyl group, ethyl group, tert-butyl group
- the group is particularly preferred.
- Examples of the monovalent alicyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms include cyclopropyl group, cyclobutyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, cycloheptyl group, cyclooctyl group, cyclodecyl group, methylcyclohexyl group, and ethylcyclohexyl.
- Monocyclic saturated hydrocarbon groups such as cyclobutenyl, cyclopentenyl, cyclohexenyl, cycloheptenyl, cyclooctenyl, cyclodecenyl, cyclopentadienyl, cyclohexadienyl, cyclooctadienyl, cyclodecadienyl
- Monocyclic unsaturated hydrocarbon groups such as dienes; bicyclo [2.2.1] heptyl group, bicyclo [2.2.2] octyl group, tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decyl group, Tricyclo [3.3.1.1 3,7 ] decyl group, tetracyclo [6.2.1.
- dodecyl group polycyclic saturated hydrocarbon group such as adamantyl group, and the like.
- the monovalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms include a phenyl group, a 2,6-diethylphenyl group, a naphthyl group, a biphenyl group, and the like.
- the aryl group (particularly a phenyl group) include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom. Among these, a fluorine atom, a chlorine atom, and a bromine atom are preferable.
- the alkyl group having 1 to 6 carbon atoms represented by R 6 to R 9 specifically includes, for example, methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group. Group, tert-butyl group, n-pentyl group, n-hexyl group and the like.
- a 4 and A 5 are each independently from —O—, —N (R 10 ) —, —S—, and —CO—.
- R 10 represents a hydrogen atom or a substituent. Examples of the substituent represented by R 10 include the same substituents that Y 1 in the above formula (Ar-1) may have.
- X represents a hydrogen atom or a nonmetallic atom belonging to Groups 14 to 16 to which a substituent may be bonded.
- Examples of the non-metal atoms of Group 14 to 16 represented by X include an oxygen atom, a sulfur atom, a nitrogen atom having a substituent, and a carbon atom having a substituent.
- substituents include Is, for example, an alkyl group, an alkoxy group, an alkyl-substituted alkoxy group, a cyclic alkyl group, an aryl group (eg, a phenyl group, a naphthyl group, etc.), a cyano group, an amino group, a nitro group, an alkylcarbonyl group, a sulfo group, a hydroxyl group, etc. Is mentioned.
- D 10 and D 11 are each independently a single bond, —CO—, —O—, —S—, —C ( ⁇ S) —, —CR 1.
- examples of the divalent linking group include the same as those described in D 2 and D 4 in the formula (I).
- each of SP 4 and SP 5 independently represents a single bond, a linear or branched alkylene group having 1 to 12 carbon atoms, or a straight chain having 1 to 12 carbon atoms.
- Q represents a substituent. Examples of the substituent include the same substituents as those which Y 1 in formula (Ar-1) may have.
- L 4 and L 5 each independently represent a monovalent organic group.
- the monovalent organic group include an alkyl group, an aryl group, and a heteroaryl group.
- the alkyl group may be linear, branched or cyclic, but is preferably linear.
- the alkyl group preferably has 1 to 30 carbon atoms, more preferably 1 to 20 carbon atoms, and still more preferably 1 to 10 carbon atoms.
- the aryl group may be monocyclic or polycyclic but is preferably monocyclic.
- the aryl group preferably has 6 to 25 carbon atoms, more preferably 6 to 10 carbon atoms.
- the heteroaryl group may be monocyclic or polycyclic.
- the number of heteroatoms constituting the heteroaryl group is preferably 1 to 3.
- the hetero atom constituting the heteroaryl group is preferably a nitrogen atom, a sulfur atom or an oxygen atom.
- the heteroaryl group preferably has 6 to 18 carbon atoms, more preferably 6 to 12 carbon atoms.
- the alkyl group, aryl group and heteroaryl group may be unsubstituted or may have a substituent. Examples of the substituent include the same substituents as those which Y 1 in formula (Ar-1) described later may have.
- Ax has at least one aromatic ring selected from the group consisting of an aromatic hydrocarbon ring and an aromatic heterocyclic ring, and has 2 to 30 carbon atoms.
- Ay represents a hydrogen atom, an optionally substituted alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, or an aromatic hydrocarbon ring and an aromatic group.
- the aromatic ring in Ax and Ay may have a substituent, and Ax and Ay may combine to form a ring.
- Q 3 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms which may have a substituent.
- Ax and Ay include those described in paragraphs [0039] to [0095] of Patent Document 2 (International Publication No. 2014/010325).
- Specific examples of the alkyl group having 1 to 6 carbon atoms represented by Q 3 include, for example, methyl, ethyl, propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, sec-butyl, tert, -Butyl group, n-pentyl group, n-hexyl group and the like, and examples of the substituent are the same as those which Y 1 in the above formula (Ar-1) may have. Can be mentioned.
- Ar in the above formula (I) is represented by the above formula (Ar-2) because the synthesis becomes easy and the light resistance of the formed optically anisotropic film is good.
- a 4 and A 5 in the above formula (Ar-2) represent —S—
- X in the above formula (Ar-2) represents 2 It is more preferably a group representing a carbon atom to which a number of cyano groups are bonded.
- aromatic ring having 6 or more carbon atoms represented by A 1 in the above formula (I) include those described as Ar 6 or more aromatic rings represented by Ar. Of these, a benzene ring (for example, a 1,4-phenyl group and the like) is preferable.
- divalent alicyclic hydrocarbon group having 5 to 8 carbon atoms represented by A 1 include those described as the divalent alicyclic hydrocarbon group having 5 to 8 carbon atoms represented by Ar.
- the substituent which the aromatic ring having 6 or more carbon atoms or the divalent alicyclic hydrocarbon group having 5 to 8 carbon atoms represented by A 1 may have as described above. Examples thereof include the same substituents that Y 1 in formula (Ar-1) may have.
- n represents an integer of 0 to 3, but is preferably an integer of 0 to 2 in the present invention from the viewpoint of the phase transition temperature and crystallinity.
- the polymerizable liquid crystal compound represented by the above formula (I) is preferably a polymerizable liquid crystal compound represented by the following formula (Ia) for the reason that the synthesis is easy.
- L 1 —SP 1 —D 3 —C ( ⁇ O) —Cy 1 —Cy 2 —C ( ⁇ O) —D 1 —Ar—D 8 —C ( ⁇ O) —Cy 5 —Cy 6 —C ( O) -D 9 -SP 2 -L 2 (Ia)
- Cy 1 , Cy 2 , D 1 , D 3 , SP 1 , SP 2 , L 1 , L 2 and Ar are the same as those in the formula (I).
- Cy 5 and Cy 6 represent a 1,4-cyclohexylene group, and a trans-1,4-cyclohexylene group is preferable.
- D 8 represents a single bond, —O—, —S—, —NR 1 —, * —O—CR 1 R 2 —, or * —O—CR 1 R 2 —.
- CR 3 R 4 — represents a single bond, —O—, —NR 1 —, * —O—CH 2 —, or * —O—CH 2 —CH 2 —, preferably a single bond, or , —O— is more preferable, and —O— is still more preferable.
- * represents a bonding position with C ( ⁇ O)
- R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are each independently a hydrogen atom, a fluorine atom, or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. Represents.
- D 9 represents a single bond, —O—, —S—, or —NR 1 —, and is preferably —O— or —NR 1 , -Is more preferable.
- R 1 represents a hydrogen atom, a fluorine atom, or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
- the polymerizable liquid crystal compound represented by the above formula (I) has a reverse wavelength dispersibility because the display characteristics when the formed optically anisotropic film is mounted on a display device are good.
- the compound shown is preferred.
- the “reverse wavelength dispersive” polymerizable liquid crystal compound means that when an in-plane retardation (Re) value at a specific wavelength (visible light range) of a retardation film produced using the same is measured. This means that the Re value becomes equal or higher as the measurement wavelength increases.
- the left side chain structure of Ar that is, L 1 —SP 1 —D 3 —C ( ⁇ O) —Cy 1 —Cy 2 —C ( ⁇ O) —
- “*” shown in the side chain structure represents a bonding position with Ar.
- the groups adjacent to the acryloyloxy group and the methacryloyl group are each a propylene group (a methyl group is an ethylene group). Represents a substituted group), and represents a mixture of positional isomers having different methyl group positions.
- the side chain structure on the right side of Ar that is, -D 2- (A 1 -D 4 ) n -SP 2 -L 2 is the side shown in Tables 1 and 2 above.
- side chain structures 3-1 to 3-12 shown in Table 3 below can be mentioned.
- “*” shown in the side chain structure represents a bonding position with Ar.
- the groups adjacent to the acryloyloxy group and methacryloyl group are each a propylene group (a group in which a methyl group is substituted with an ethylene group). Represents a mixture of positional isomers having different methyl group positions.
- Preferred examples of the polymerizable liquid crystal compound represented by the formula (I) or the formula (Ia) include compounds represented by the following formulas (1) to (14). Specifically, for the two K (side chain structures) in each compound represented by the following formulas (1) to (14), the side chains shown in Table 1 and Table 2 described above as one of the side chain structures. Examples thereof include compounds that employ any one of the structures and employ any of the side chain structures shown in Tables 1 to 3 described above as the other side chain structure.
- polymerizable liquid crystal compounds represented by the following formulas (I-1) to (I-11) are preferable.
- the polymerizable compound (II) contained in the polymerizable liquid crystal composition of the present invention is a polymerizable compound represented by the following formula (II). (B-Cy 3 -Cy 4 -D 5 ) s -A 2 -D 6- (A 3 -D 7 ) m -SP 3 -L 3 (II)
- Cy 3 and Cy 4 represent a 1,4-cyclohexylene group.
- D 5 , D 6 and D 7 are each independently a single bond, or —CO—, —O—, —S—, —C ( ⁇ S) —, —CR. 1 R 2 —, —CR 1 ⁇ CR 2 —, —NR 1 —, or a divalent linking group comprising a combination of two or more thereof, wherein R 1 and R 2 are each independently a hydrogen atom Represents a fluorine atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
- a 2 is an aromatic ring having 6 or more carbon atoms which may have a substituent, or a divalent group having 5 to 8 carbon atoms which may have a substituent. It represents a trivalent alicyclic hydrocarbon group, and one or more of —CH 2 — constituting the alicyclic hydrocarbon group may be substituted with —O—, —S— or —NH—.
- a 3 is a divalent aromatic ring having 6 or more carbon atoms which may have a substituent, or having 5 to 8 carbon atoms which may have a substituent.
- SP 3 represents a single bond, a linear or branched alkylene group having 1 to 12 carbon atoms, or a linear or branched alkylene group having 1 to 12 carbon atoms.
- L 3 represents a polymerizable group.
- B represents a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, or a linear or branched alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms.
- m represents an integer of 0 to 3, and when m is 2 or 3, the plurality of A 3 may be the same or different, and a plurality of D 3 7 may be the same or different.
- s represents 1 or 2, and when s is 2, the plurality of D 5 may be the same or different, and the plurality of B are the same. Or different.
- Cy 3 and Cy 4 represent a 1,4-cyclohexylene group, and in the present invention, a trans-1,4-cyclohexylene group is preferable.
- examples of the divalent linking group represented by D 5 , D 6 and D 7 include —CO—O—, —C ( ⁇ S) O—, —CR 1 R 2 —, — CR 1 R 2 -CR 1 R 2 -, - O-CR 1 R 2 -, - CR 1 R 2 -O-CR 1 R 2 -, - CO-O-CR 1 R 2 -, - O-CO- CR 1 R 2 —, —CR 1 R 2 —O—CO—CR 1 R 2 —, —CR 1 R 2 —CO—O—CR 1 R 2 —, —NR 1 —CR 1 R 2 —, and -CO-NR 1- and the like.
- —CO—O— is preferable.
- aromatic carbonization such as benzene ring, naphthalene ring, anthracene ring, phenanthroline ring, etc.
- a hydrogen ring aromatic heterocycles such as a furan ring, a pyrrole ring, a thiophene ring, a pyridine ring, a thiazole ring, and a benzothiazole ring.
- aromatic heterocycles such as a furan ring, a pyrrole ring, a thiophene ring, a pyridine ring, a thiazole ring, and a benzothiazole ring.
- a benzene ring for example, a 1,4-phenyl group and the like is preferable.
- the divalent alicyclic hydrocarbon group having 5 to 8 carbon atoms represented by A 2 and A 3 is preferably a 5-membered ring or a 6-membered ring.
- the alicyclic hydrocarbon group may be saturated or unsaturated, but is preferably a saturated alicyclic hydrocarbon group.
- the divalent alicyclic hydrocarbon group represented by A 2 and A 3 for example, the description in paragraph [0078] of JP2012-21068A can be referred to, and the contents thereof are described in the present specification. Incorporated.
- the trivalent alicyclic hydrocarbon group having 5 to 8 carbon atoms represented by A 2 is preferably a 5-membered ring or a 6-membered ring.
- the alicyclic hydrocarbon group may be saturated or unsaturated, but is preferably a saturated alicyclic hydrocarbon group.
- the substituent that the aromatic ring having 6 or more carbon atoms or the divalent alicyclic hydrocarbon group having 5 to 8 carbon atoms represented by A 2 and A 3 may have And the same substituents that Y 1 in formula (Ar-1) may have.
- a 2 in the above formula (II) is a group consisting of groups represented by the following formulas (A2-1) to (A2-5) for reasons of excellent molecular rigidity (durability).
- a polymerizable compound representing any one of the ring structures selected from is preferable.
- R 21 represents a substituent, and r 21 represents an integer of 0 to 4, preferably an integer of 0 to 2, and more preferably 0 or 1.
- R 22 represents a substituent, and r22 represents an integer of 0 to 6, preferably an integer of 0 to 2, and more preferably 0 or 1.
- R 23 represents an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and r23 represents an integer of 0 to 8, preferably an integer of 0 to 4, more preferably an integer of 0 to 2. More preferably, 0 or 1.
- Examples of the substituent represented by R 21 in the above formula (A2-1) and R 22 in the above formula (A2-2) include an alkyl group, an alkoxy group, a halogen atom, a cyano group, and an alkoxycarbonyl group. Is mentioned.
- the alkyl group for example, a linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 18 carbon atoms is preferable, and an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms (for example, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group).
- an alkoxy group for example, an alkoxy group having 1 to 18 carbon atoms is preferable, an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms (for example, a methoxy group, an ethoxy group, an n-butoxy group, a methoxyethoxy group, etc.) is more preferable.
- An alkoxy group having a number of 1 to 4 is more preferable, and a methoxy group or an ethoxy group is particularly preferable.
- the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom. Among them, a fluorine atom and a chlorine atom are preferable.
- the alkoxycarbonyl group include substituted or unsubstituted alkoxycarbonyl groups.
- an alkoxycarbonyl group having 1 to 18 carbon atoms is preferable, and an alkoxycarbonyl group having 1 to 8 carbon atoms ( For example, methoxycarbonyl group, ethoxycarbonyl group, n-butoxycarbonyl group and the like are more preferable.
- an alkoxycarbonyl group substituted with a polymerizable group such as an acryloxybutoxycarbonyl group is preferable.
- alkyl group having 1 to 5 carbon atoms represented by R 23 include, for example, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, n -A butyl group etc. are mentioned.
- examples of the linear or branched alkylene group having 1 to 12 carbon atoms represented by SP 3 include a methylene group, an ethylene group, a propylene group, a butylene group, a pentylene group, a hexylene group, and a methyl group.
- Preferable examples include a hexylene group and a heptylene group.
- SP 3 is a group in which one or more of —CH 2 — constituting a linear or branched alkylene group having 1 to 12 carbon atoms is —O—, —S—, —NH—, — N (Q) — or a divalent linking group substituted with —CO— may be used.
- Q substituent represented by Q
- Y 1 in the above formula (Ar-1) is present. Examples of the substituent which may be used are the same as those described above.
- the polymerizable group represented by L 3 is not particularly limited, but is preferably a polymerizable group capable of radical polymerization or cationic polymerization.
- L in the above formula (I) Examples are the same as the polymerizable group represented by 1 and L 2 .
- examples of the linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms represented by B include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, Examples thereof include a sec-butyl group, a t-butyl group, and a hexyl group. Among them, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms is preferable, and a methyl group or an ethyl group is more preferable.
- Examples of the linear or branched alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms represented by B include a methoxy group, an ethoxy group, an n-butoxy group, a methoxyethoxy group, and the like. Are preferably alkoxy groups, and more preferably methoxy groups or ethoxy groups.
- m represents an integer of 0 to 3. However, from the viewpoint of the phase transition temperature and crystallinity, in the present invention, m is preferably an integer of 0 to 2, and is 0 or 1. It is more preferable. In the above formula (II), s represents 1 or 2, but is preferably 1.
- the side chain structure on the left side of A 2 that is, B-Cy 3 -Cy 4 -D 5- includes side chain structures 4-1 to 4-5 shown in Table 4 below. .
- the side chain structure on the right side of A 2 that is, -D 6- (A 3 -D 7 ) m -SP 3 -L 3 is represented by Ar in the above formula (I).
- Examples of the right side chain structure include the side chain structures shown in Tables 1 to 3 described above.
- Preferred examples of the polymerizable compound represented by the formula (II) include compounds represented by the following formulas (21) to (38). Specifically, with respect to two K (side chain structures) in each compound represented by the following formulas (21) to (38), any one of the side chain structures shown in Table 4 described above as one of the side chain structures. And the other side chain structure employs any of the side chain structures shown in Tables 1 to 3 described above.
- polymerizable liquid crystal compounds represented by the following formulas (II-1) to (II-6) are preferable.
- the content of the polymerizable compound (II) is 0.1 to 50 parts by mass with respect to a total of 100 parts by mass of the polymerizable liquid crystal compound (I) and the polymerizable compound (II). It is preferably 0.5 to 30 parts by mass, more preferably 1 to 20 parts by mass.
- the ratio of the total value Mcy of the molecular weight of the 1,4-cyclohexylene group portion to the molecular weight Mw of the polymerizable liquid crystal compound (I) (Mcy / Mw) for the reason of good orientation. Is 0.25 to 0.45, and the ratio (Mcy / Mw) of the total value Mcy of the molecular weight of the 1,4-cyclohexylene group part to the molecular weight Mw of the polymerizable compound (II) is 0. It is preferably 25 to 0.45.
- the total value Mcy of the molecular weight of the 1,4-cyclohexylene group moiety means the molecular weight of the 1,4-cyclohexylene group contained in the polymerizable liquid crystal compound (I) or the polymerizable compound (II).
- the total value of (82.15), for example, Mcy of a partial structure in which two 1,4-cyclohexylene groups are linked by a single bond (hereinafter also abbreviated as “dicyclohexyl group”) is 164.29. It is calculated and Mcy in the case of having two dicyclohexyl groups is calculated as 328.60.
- the Hansen solubility parameter of the polymerizable liquid crystal compound (I) and the Hansen solubility of the polymerizable compound (II) The difference in value from the parameter is preferably less than 2.0, more preferably 0.1 or more and 1.5 or less.
- the Hansen solubility parameter (hereinafter also referred to as “HSP value”) is described in detail in Hansen, Charles (2007). Hansen Solubility Parameters: A user's handbook, Second Edition. Boca Raton, Fla: CRC Press. There is an explanation in ISBN 9780849372483.
- the HSP value is calculated by inputting the structural formula of the compound into the following software. As the software, HSPiP (Hansen Solubility Parameters in Practice) ver 4.1.07 is used.
- the polymerizable liquid crystal composition of the present invention may contain another polymerizable compound having one or more polymerizable groups in addition to the above-described polymerizable liquid crystal compound (I) and polymerizable compound (II).
- the polymerizable group that the other polymerizable compound has is not particularly limited, and examples thereof include an acryloyl group, a methacryloyl group, a vinyl group, a styryl group, and an allyl group. Of these, an acryloyl group and a methacryloyl group are preferable.
- the other polymerizable compound is preferably another polymerizable compound having 1 to 4 polymerizable groups because the wet heat durability of the formed optically anisotropic film is further improved. More preferred is another polymerizable compound having two groups.
- Examples of other polymerizable compounds include compounds described in paragraphs [0073] to [0074] of JP-A-2016-053709.
- Other polymerizable compounds include compounds represented by the formulas (M1), (M2), and (M3) described in paragraphs [0030] to [0033] of JP2014-077068A. More specifically, specific examples described in paragraphs [0046] to [0055] of the same publication can be given.
- those having the structures of formulas (1) to (3) described in JP-A-2014-198814 can also be preferably used, and more specifically, [0020] ] To [0035], [0042] to [0050], and specific examples described in paragraphs [0056] to [0057].
- the content in the case of containing such other polymerizable compounds may be less than 50% by mass with respect to the total mass including the polymerizable liquid crystal compound (I) and the polymerizable compound (II) described above. It is preferably 40% by mass or less, more preferably 2 to 30% by mass.
- the polymerizable liquid crystal composition of the present invention preferably contains a polymerization initiator.
- the polymerization initiator to be used is preferably a photopolymerization initiator capable of initiating a polymerization reaction by ultraviolet irradiation.
- Examples of the photopolymerization initiator 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, and the like.
- Group acyloin compounds described in US Pat. No. 2,722,512
- polynuclear quinone compounds described in US Pat. Nos.
- the polymerization initiator is an oxime type polymerization initiator. Specific examples thereof include those described in paragraphs [0049] to [0052] of International Publication No. 2017/170443. Agents.
- the polymerizable liquid crystal composition of the present invention preferably contains a solvent from the viewpoint of workability for forming an optically anisotropic film.
- a solvent from the viewpoint of workability for forming an optically anisotropic film.
- the solvent include ketones (eg, acetone, 2-butanone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, cyclopentanone, etc.), ethers (eg, dioxane, tetrahydrofuran, etc.), aliphatic hydrocarbons.
- hexane alicyclic hydrocarbons (for example, cyclohexane), aromatic hydrocarbons (for example, toluene, xylene, trimethylbenzene), halogenated carbons (for example, dichloromethane, dichloroethane, dichlorobenzene) , Chlorotoluene, etc.), esters (eg, methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, etc.), water, alcohols (eg, ethanol, isopropanol, butanol, cyclohexanol, etc.), cellosolves (eg, methyl cellosolve, ethyl cello) Rub etc.), cellosolve acetates, sulfoxides (eg dimethyl sulfoxide etc.), amides (eg dimethylformamide, dimethylacetamide etc.) and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
- the polymerizable liquid crystal composition of the present invention preferably contains a leveling agent from the viewpoint of keeping the surface of the optically anisotropic film smooth and facilitating alignment control.
- a leveling agent is preferably a fluorine-based leveling agent or a silicon-based leveling agent because of its high leveling effect with respect to the amount added, and from the viewpoint of preventing crying (bloom, bleed), a fluorine-based leveling agent.
- the leveling agent include compounds described in paragraphs [0079] to [0102] of JP 2007-069471, and general formulas described in JP 2013-047204 A ( I) (especially compounds described in paragraphs [0020] to [0032]), a compound represented by general formula (I) described in JP 2012-211306 A (particularly [0022] To the compound described in paragraph [0029], a liquid crystal alignment accelerator represented by the general formula (I) described in JP-A No.
- the polymerizable liquid crystal composition of the present invention can contain an alignment controller as required.
- the alignment control agent can form various alignment states such as homeotropic alignment (vertical alignment), inclined alignment, hybrid alignment, cholesteric alignment, etc. in addition to homogeneous alignment, It can be realized with precise control.
- a low-molecular alignment control agent or a high-molecular alignment control agent can be used as an alignment control agent that promotes homogeneous alignment.
- the low molecular orientation control agent include paragraphs [0009] to [0083] of JP-A No. 2002-20363, paragraphs [0111] to [0120] of JP-A No. 2006-106662, and JP-A 2012.
- the description in paragraphs [0021] to [0029] of Japanese Patent Publication No. 211306 can be referred to, and the contents thereof are incorporated herein.
- the polymer orientation control agent for example, refer to paragraphs [0021] to [0057] of JP-A No. 2004-198511 and paragraphs [0121] to [0167] of JP-A No. 2006-106662. The contents of which are incorporated herein by reference.
- Examples of the alignment control agent that forms or promotes homeotropic alignment include boronic acid compounds and onium salt compounds, and specifically, paragraphs [0023] to [0032] in JP-A-2008-225281. [0052] to [0058] paragraphs of JP2012-208397, paragraphs [0024] to [0055] of JP2008-026730A, and [0043] to [0055] of JP2016-193869A. Reference can be made to compounds described in paragraphs and the like, the contents of which are incorporated herein.
- the cholesteric orientation can be realized by adding a chiral agent to the polymerizable composition of the present invention, and the turning direction of the cholesteric orientation can be controlled by the direction of the chirality.
- the pitch of cholesteric orientation can be controlled according to the orientation regulating force of the chiral agent.
- the content is preferably 0.01 to 10% by mass, and preferably 0.05 to 5% by mass with respect to the total solid content in the polymerizable liquid crystal composition. More preferred. When the content is within this range, it is possible to obtain a uniform and highly transparent optically anisotropic film without realizing precipitation, phase separation, alignment defects and the like while realizing a desired alignment state.
- These alignment control agents can further impart a polymerizable functional group, in particular, a polymerizable functional group that can be polymerized with the polymerizable liquid crystal compound constituting the polymerizable liquid crystal composition of the present invention.
- the polymerizable liquid crystal composition of the present invention may contain components other than those described above.
- An agent, a crosslinking agent, etc. are mentioned.
- the optically anisotropic film of the present invention is an optically anisotropic film obtained by polymerizing the polymerizable liquid crystal composition of the present invention described above.
- Examples of the method for forming the optically anisotropic film include a method in which the polymerizable liquid crystal composition of the present invention described above is used to obtain a desired alignment state and then fixed by polymerization.
- the polymerization conditions are not particularly limited, but it is preferable to use ultraviolet rays in polymerization by light irradiation.
- the irradiation amount is preferably 10 mJ / cm 2 to 50 J / cm 2 , more preferably 20 mJ / cm 2 to 5 J / cm 2 , and still more preferably 30 mJ / cm 2 to 3 J / cm 2. 50 to 1000 mJ / cm 2 is particularly preferable.
- the optically anisotropic film can be formed on any support in the optical film of the present invention described later or on the polarizer in the polarizing plate of the present invention described later.
- the optically anisotropic film of the present invention preferably satisfies the following formula (III). 0.50 ⁇ Re (450) / Re (550) ⁇ 1.00 (III)
- Re (450) represents in-plane retardation of the optically anisotropic film at a wavelength of 450 nm
- Re (550) represents in-plane letter of the optically anisotropic film at a wavelength of 550 nm.
- the measurement wavelength of retardation is not specified, the measurement wavelength is 550 nm.
- the optically anisotropic film of the present invention is preferably a positive A plate or a positive C plate, more preferably a positive A plate.
- the positive A plate (positive A plate) and the positive C plate (positive C plate) are defined as follows.
- the refractive index in the slow axis direction in the film plane (direction in which the refractive index in the plane is maximum) is nx
- the refractive index in the direction perpendicular to the slow axis in the plane is ny
- the refractive index in the thickness direction is nz
- the positive A plate satisfies the relationship of the formula (A1)
- the positive C plate satisfies the relationship of the formula (C1).
- the positive A plate shows a positive value for Rth
- the positive C plate shows a negative value for Rth.
- Re (550) is preferably 100 to 180 nm, more preferably 120 to 160 nm, More preferably, it is 130 to 150 nm, and particularly preferably 130 to 140 nm.
- the “ ⁇ / 4 plate” is a plate having a ⁇ / 4 function, and specifically, a function of converting linearly polarized light having a specific wavelength into circularly polarized light (or circularly polarized light into linearly polarized light). It is a board which has.
- the optical film of the present invention is an optical film having the optical anisotropic film of the present invention.
- FIG. 1A, FIG. 1B, and FIG. 1C are schematic cross-sectional views showing examples of the optical film of the present invention.
- FIG. 1 is a schematic diagram, and the thickness relationship and positional relationship of each layer do not necessarily match the actual ones, and the support, alignment film, and hard coat layer shown in FIG. It is a member.
- the optical film 10 shown in FIG. 1 has a support 16, an alignment film 14, and an optical anisotropic film 12 in this order.
- the optical film 10 may have a hard coat layer 18 on the side opposite to the side on which the alignment film 14 of the support 16 is provided.
- the optically anisotropic film 12 may have a hard coat layer 18 on the side opposite to the side where the alignment film 14 is provided.
- optically anisotropic film included in the optical film of the present invention is the optically anisotropic film of the present invention described above.
- the thickness of the optically anisotropic film is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 10 ⁇ m, and more preferably 0.5 to 5 ⁇ m.
- the optical film of the present invention may have a support as a base material for forming the optically anisotropic film.
- a support is preferably transparent, and specifically has a light transmittance of 80% or more.
- Examples of such a support include a glass substrate and a polymer film, and examples of the material of the polymer film include a cellulose polymer; an acrylic polymer having an acrylate polymer such as a polymethyl methacrylate and a lactone ring-containing polymer.
- the thickness of the support is not particularly limited, but is preferably 5 to 60 ⁇ m, and more preferably 5 to 30 ⁇ m.
- the optical film of the present invention has the above-mentioned arbitrary support, it is preferable to have an alignment film between the support and the optically anisotropic film. Note that the above-described support may also serve as an alignment film.
- the alignment film generally contains a polymer as a main component.
- the polymer material for alignment film is described in many documents, and many commercially available products can be obtained.
- the polymer material used in the present invention is preferably polyvinyl alcohol or polyimide, and derivatives thereof. In particular, modified or unmodified polyvinyl alcohol is preferred.
- a photo-alignment film as the alignment film because it is possible to prevent the deterioration of the surface state by not contacting the alignment film surface when forming the alignment film.
- the photo-alignment film is not particularly limited, but is a polymer material such as a polyamide compound or a polyimide compound described in paragraphs [0024] to [0043] of International Publication No. 2005/096041; described in JP 2012-155308 A
- a liquid crystal alignment film formed of a liquid crystal aligning agent having a photo-alignable group, such as trade name LPP-JP265CP manufactured by Rollic Technologies, Inc. can be used.
- the thickness of the alignment film is not particularly limited. However, from the viewpoint of forming an optically anisotropic film having a uniform thickness by reducing surface irregularities that may exist on the support.
- the thickness is preferably from 01 to 10 ⁇ m, more preferably from 0.01 to 1 ⁇ m, still more preferably from 0.01 to 0.5 ⁇ m.
- the optical film of the present invention preferably has a hard coat layer in order to impart the physical strength of the film.
- the support may have a hard coat layer on the side opposite to the side on which the alignment film is provided (see FIG. 1B), and the side on which the alignment film of the optical anisotropic film is provided; May have a hard coat layer on the opposite side (see FIG. 1C).
- the hard coat layer those described in paragraphs [0190] to [0196] of JP-A-2009-98658 can be used.
- the optical film of the present invention may have another optical anisotropic film in addition to the optical anisotropic film of the present invention. That is, the optical film of the present invention may have a laminated structure of the optical anisotropic film of the present invention and another optical anisotropic film.
- Such other optically anisotropic film does not contain any one of the above-described polymerizable liquid crystal compound (I) and polymerizable compound (II), and other polymerizable compounds described above (particularly liquid crystal compounds). If it is an optically anisotropic film obtained using this, it will not specifically limit.
- liquid crystal compounds can be classified into a rod type and a disk type from the shape.
- Polymer generally refers to a polymer having a degree of polymerization of 100 or more (Polymer Physics / Phase Transition Dynamics, Masao Doi, 2 pages, Iwanami Shoten, 1992).
- any liquid crystal compound can be used, but a rod-like liquid crystal compound or a discotic liquid crystal compound (discotic liquid crystal compound) is preferably used.
- Two or more kinds of rod-like liquid crystal compounds, two or more kinds of disk-like liquid crystal compounds, or a mixture of a rod-like liquid crystal compound and a disk-like liquid crystal compound may be used.
- the liquid crystal compound described above it is more preferable to use a rod-like liquid crystal compound or a discotic liquid crystal compound having a polymerizable group, and the liquid crystal compound has two or more polymerizable groups in one molecule. Further preferred. When the liquid crystal compound is a mixture of two or more, it is preferable that at least one liquid crystal compound has two or more polymerizable groups in one molecule.
- the rod-like liquid crystal compound for example, those described in claim 1 of JP-T-11-53019 and paragraphs [0026] to [0098] of JP-A-2005-289980 can be preferably used.
- liquid crystal compound for example, those described in paragraphs [0020] to [0067] of JP-A-2007-108732 and paragraphs [0013] to [0108] of JP-A-2010-244038 can be preferably used. However, it is not limited to these.
- the optical film of the present invention preferably contains an ultraviolet (UV) absorber in consideration of the influence of external light (particularly ultraviolet rays).
- the ultraviolet absorber may be contained in the optically anisotropic film of the present invention, or may be contained in a member other than the optically anisotropic film constituting the optical film of the present invention.
- a support is preferably mentioned.
- the UV absorber any conventionally known UV absorber can be used.
- a benzotriazole-based or hydroxyphenyltriazine-based ultraviolet absorber is used from the viewpoint of high ultraviolet absorption and obtaining ultraviolet absorption capability (ultraviolet cut capability) used in an image display device. preferable.
- two or more ultraviolet absorbers having different maximum absorption wavelengths can be used in combination.
- Specific examples of the ultraviolet absorber include compounds described in paragraphs [0258] to [0259] of JP2012-18395A, and paragraphs [0055] to [0105] of JP2007-72163A. And the like.
- Tinuvin400, Tinuvin405, Tinuvin460, Tinuvin477, Tinuvin479, Tinuvin1577 can be used as a commercial item.
- the polarizing plate of the present invention has the above-described optical film of the present invention and a polarizer.
- the polarizing plate of the present invention can be used as a circularly polarizing plate when the above-described optically anisotropic film of the present invention is a ⁇ / 4 plate (positive A plate).
- the slow axis of the ⁇ / 4 plate and the absorption axis of the polarizer described later Is preferably 30 to 60 °, more preferably 40 to 50 °, still more preferably 42 to 48 °, and particularly preferably 45 °.
- the “slow axis” of the ⁇ / 4 plate means the direction in which the refractive index is maximum in the plane of the ⁇ / 4 plate
- the “absorption axis” of the polarizer means the direction having the highest absorbance. To do.
- the polarizer which the polarizing plate of this invention has is not specifically limited if it is a member which has a function which converts light into specific linearly polarized light,
- a conventionally well-known absorption type polarizer and reflection type polarizer can be utilized.
- As the absorption polarizer an iodine polarizer, a dye polarizer using a dichroic dye, a polyene polarizer, and the like are used.
- Iodine polarizers and dye polarizers include coating polarizers and stretchable polarizers, both of which can be applied. Polarized light produced by adsorbing iodine or dichroic dye to polyvinyl alcohol and stretching. A child is preferred.
- Patent No. 5048120, Patent No. 5143918, Patent No. 4691205, Patent No. 4751481 and Japanese Patent No. 4751486 can be cited, and known techniques relating to these polarizers can also be preferably used.
- the reflective polarizer a polarizer in which thin films having different birefringence are stacked, a wire grid polarizer, a polarizer in which a cholesteric liquid crystal having a selective reflection region and a quarter wavelength plate are combined, or the like is used.
- a polyvinyl alcohol resin (a polymer containing —CH 2 —CHOH— as a repeating unit, particularly at least one selected from the group consisting of polyvinyl alcohol and an ethylene-vinyl alcohol copolymer, in terms of better adhesion.
- a polyvinyl alcohol resin a polymer containing —CH 2 —CHOH— as a repeating unit, particularly at least one selected from the group consisting of polyvinyl alcohol and an ethylene-vinyl alcohol copolymer, in terms of better adhesion.
- the thickness of the polarizer is not particularly limited, but is preferably 3 ⁇ m to 60 ⁇ m, more preferably 5 ⁇ m to 30 ⁇ m, and even more preferably 5 ⁇ m to 15 ⁇ m.
- an adhesive layer may be disposed between the optically anisotropic film and the polarizer in the optical film of the present invention.
- the adhesive that can be used in the present invention include, but are not limited to, a polyvinyl alcohol-based adhesive.
- the image display device of the present invention is an image display device having the optical film of the present invention or the polarizing plate of the present invention.
- the display element used in the image display device of the present invention is not particularly limited, and examples thereof include a liquid crystal cell, an organic electroluminescence (hereinafter abbreviated as “EL”) display panel, a plasma display panel, and the like. Among these, a liquid crystal cell and an organic EL display panel are preferable, and a liquid crystal cell is more preferable. That is, the image display device of the present invention is preferably a liquid crystal display device using a liquid crystal cell as a display element, and an organic EL display device using an organic EL display panel as a display element, and is a liquid crystal display device. More preferred.
- the liquid crystal display device which is an example of the image display device of the present invention is a liquid crystal display device having the above-described polarizing plate of the present invention and a liquid crystal cell.
- the polarizing plate of the present invention is preferably used as the polarizing plate on the front side, and the polarizing plate of the present invention is used as the polarizing plate on the front side and the rear side. Is more preferable.
- the liquid crystal cell which comprises a liquid crystal display device is explained in full detail.
- the liquid crystal cell used in the liquid crystal display device is preferably in a VA (Vertical Alignment) mode, an OCB (Optically Compensated Bend) mode, an IPS (In-Plane-Switching) mode, or a TN (Twisted Nematic). It is not limited to.
- a TN mode liquid crystal cell rod-like liquid crystal molecules are substantially horizontally aligned when no voltage is applied, and are twisted and aligned at 60 to 120 °.
- the TN mode liquid crystal cell is most frequently used as a color TFT liquid crystal display device, and is described in many documents.
- a VA mode liquid crystal cell rod-like liquid crystalline molecules are aligned substantially vertically when no voltage is applied.
- the VA mode liquid crystal cell includes: (1) a narrowly defined VA mode liquid crystal cell in which rod-like liquid crystalline molecules are aligned substantially vertically when no voltage is applied, and substantially horizontally when a voltage is applied (Japanese Patent Laid-Open No. Hei 2-). 176625) (2) Liquid crystal cell (SID97, Digest of tech. Papers (Preliminary Proceed) 28 (1997) 845 in which the VA mode is converted into a multi-domain (MVA mode) for widening the viewing angle.
- VA mode liquid crystal cell includes: (1) a narrowly defined VA mode liquid crystal cell in which rod-like liquid crystalline molecules are aligned substantially vertically when no voltage is applied, and substantially horizontally when a voltage is applied (Japanese Patent Laid-Open No. Hei 2-). 176625) (2) Liquid crystal cell (SID97, Digest of tech. Papers (Preliminary Proceed) 28 (1997) 845 in which the VA mode is converted into a multi-domain (MVA mode) for widening the
- a liquid crystal cell in which rod-like liquid crystalline molecules are substantially vertically aligned when no voltage is applied and twisted multi-domain alignment is applied when a voltage is applied (Preliminary collections 58-59 of the Japan Liquid Crystal Society) (1998)) and (4) SURVIVAL mode liquid crystal cells (announced at LCD International 98).
- any of a PVA (Patterned Vertical Alignment) type, a photo-alignment type (Optical Alignment), and a PSA (Polymer-Stained Alignment) may be used. Details of these modes are described in JP-A-2006-215326 and JP-T 2008-538819.
- JP-A-10-54982, JP-A-11-202323, and JP-A-9-292522 are methods for reducing leakage light during black display in an oblique direction and improving the viewing angle using an optical compensation sheet. No. 11-133408, No. 11-305217, No. 10-307291, and the like.
- Organic EL display device As an organic EL display device which is an example of the image display device of the present invention, for example, from the viewing side, a polarizer, a ⁇ / 4 plate (positive A plate) made of the optically anisotropic film of the present invention, and an organic EL device. An embodiment having the display panel in this order is preferable.
- the organic EL display panel is a display panel configured using an organic EL element in which an organic light emitting layer (organic electroluminescence layer) is sandwiched between electrodes (between a cathode and an anode).
- the configuration of the organic EL display panel is not particularly limited, and a known configuration is adopted.
- dimethyl 4,4′-dicyclohexanedicarboxylate (S-1-b) 130 g.
- dimethyl 4,4′-dicyclohexanedicarboxylate (130 g) potassium hydroxide pellets (manufactured by Aldrich, purity 90%) 86.3 g, cumene 1300 mL, polyethylene glycol (PEG2000) 10 mL
- a Dean-Stark tube was attached and the mixture was heated and stirred at 120 ° C. After the methanol was distilled off, the external temperature was set to 180 ° C., and heating and refluxing were continued for 20 hours while the solvent was distilled off.
- 1 H-NMR of the obtained polymerizable liquid crystal compound (I-1) is shown below.
- carboxylic acid derivative (S-1-d) 12.90 g (33.9 mmol), N, N-dimethylformamide (DMF) 2.82 g, and 2,6-di-t-butyl 15 mg of -4-methylphenol was mixed at room temperature, and the internal temperature was cooled to 5 ° C.
- 3.94 g (33.1 mmol) of thionyl chloride (SOCl 2 ) was added dropwise so that the internal temperature did not rise above 10 ° C. After stirring at 20 ° C. for 30 minutes, the separated lower layer was removed.
- the obtained crude product was dissolved in 130 mL of THF and 40 mL of toluene at 45 ° C., and then 75 mL of isopropyl alcohol was added and the temperature was lowered to precipitate crystals. Further, 50 mL of methanol was added dropwise, and after cooling to 5 ° C., filtration was performed to obtain 13.5 g (13.9 mmol) of the polymerizable liquid crystal compound (I-2) represented by the above formula (I-2). Obtained (yield 90%).
- 1 H-NMR of the obtained polymerizable liquid crystal compound (I-2) is shown below.
- phenol derivative 1 represented by the following formula.
- a polymerizable liquid crystal compound (C-1) represented by the following formula (C-1) was synthesized by the method described in paragraph [0122] (Example 4) of JP-A-2016-081035.
- the group adjacent to the acryloyloxy group in the following formula (C-1) represents a propylene group (a group in which a methyl group is substituted with an ethylene group), and the polymerizable liquid crystal compound (C-1) has a methyl group.
- Examples 1 to 10 and Comparative Examples 1 to 3 [Preparation of composition for photo-alignment film]
- the cured film forming composition described in Example 1 of International Publication No. 2016/002722 was prepared as a composition for a photoalignment film.
- cellulose acylate film 1 (Preparation of cellulose acylate film 1)
- the core layer cellulose acylate dope and the outer layer cellulose acylate dope are filtered through a filter paper having an average pore size of 34 ⁇ m and a sintered metal filter having an average pore size of 10 ⁇ m, and then the core layer cellulose acylate dope and the outer layer cellulose acylate dope on both sides thereof 3 layers were simultaneously cast on a drum at 20 ° C. from a casting port (band casting machine).
- the film was peeled off at a solvent content of about 20% by mass, both ends in the width direction of the film were fixed with tenter clips, and dried while being stretched in the transverse direction at a stretch ratio of 1.1.
- the cellulose acylate film 1 with a thickness of 40 micrometers.
- the thickness of the core layer was 36 ⁇ m, and the thickness of the outer layers disposed on both sides of the core layer was 2 ⁇ m.
- the in-plane retardation of the obtained cellulose acylate film 1 was 0 nm.
- composition for photo-alignment film prepared previously was apply
- the obtained photoisomerizable composition layer was irradiated with polarized ultraviolet rays (10 mJ / cm 2 , using an ultrahigh pressure mercury lamp) to form a photo-alignment film.
- a polymerizable composition (coating liquid for optically anisotropic film) having the following composition was prepared and applied on the photo-alignment film with a bar coater.
- the coating film was subjected to orientation treatment at 135 ° C. to form a liquid crystal layer. Then, it cooled to 120 degreeC, the orientation fixation by 1000mJ / cm ⁇ 2 > ultraviolet irradiation was performed, the optically anisotropic film was formed, and the optical film for wavelength dispersion measurement was obtained. The in-plane retardation of the obtained optical film was 140 nm.
- ⁇ Coating solution for optically anisotropic film ⁇ Polymerizable liquid crystal compound (I) and the like (compounds shown in Table 5 below) See Table 5 below. Polymerizable compounds (II) (compounds shown in Table 5 below) See Table 5 below.
- Polymerization initiator S-1 below (Oxime type) 0.075 parts by mass-Fluorine-containing compound A 0.023 parts by mass-Hisolv MTEM (manufactured by Toho Chemical Co., Ltd.) 0.3 parts by mass-NK ester A-200 (manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.) 0 .15 parts by mass / cyclopentanone 46.6 parts by mass ⁇
- thermocellco explosion-proof cellco manufactured by Espec Corp.
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Abstract
本発明は、耐久性に優れた光学異方性膜の形成に用いられる溶解性に優れた重合性液晶組成物、光学異方性膜、光学フィルム、偏光板および画像表示装置を提供することを課題とする。本発明の重合性液晶組成物は、下記式(I)で表される重合性液晶化合物と、下記式(II)で表される重合性化合物とを含有する、重合性液晶組成物である。 L1-SP1-D3-C(=O)-Cy1-Cy2-C(=O)-D1-Ar-D2-(A1-D4)n-SP2-L2 ・・・(I) (B-Cy3-Cy4-D5)s-A2-D6-(A3-D7)m-SP3-L3 ・・・(II)
Description
本発明は、重合性液晶組成物、光学異方性膜、光学フィルム、偏光板および画像表示装置に関する。
光学補償シートや位相差フィルムなどの光学フィルムは、画像着色解消や視野角拡大のために、様々な画像表示装置で用いられている。
光学フィルムとしては延伸複屈折フィルムが使用されていたが、近年、延伸複屈折フィルムに代えて、液晶性化合物からなる光学異方性膜を有する光学フィルムを使用することが提案されている。
光学フィルムとしては延伸複屈折フィルムが使用されていたが、近年、延伸複屈折フィルムに代えて、液晶性化合物からなる光学異方性膜を有する光学フィルムを使用することが提案されている。
このような光学フィルムとして、所定の重合性化合物および重合開始剤を含有する組成物を用いて形成される光学フィルムが知られている(例えば、特許文献1~3参照)。
本発明者らは、特許文献1~3について検討したところ、重合性化合物の種類によっては、重合性液晶組成物の溶解性に劣る場合があり、また、重合性化合物の種類、重合開始剤の種類、および、硬化温度などの重合条件によっては、形成される光学異方性膜が高温高湿下に晒された場合において複屈折率が変化してしまうという耐久性の問題があることを明らかとした。
そこで、本発明は、耐久性に優れた光学異方性膜の形成に用いられる溶解性に優れた重合性液晶組成物、光学異方性膜、光学フィルム、偏光板および画像表示装置を提供することを課題とする。
本発明者らは、上記課題を達成すべく鋭意検討した結果、所定の構造を有する重合性液晶化合物とともに、所定の構造を有する重合性化合物を配合した重合性液晶組成物を用いることにより、溶解性が良好となり、形成される光学異方性膜の耐久性も向上することを見出し、本発明を完成させた。
すなわち、以下の構成により上記課題を達成することができることを見出した。
すなわち、以下の構成により上記課題を達成することができることを見出した。
[1] 後述する式(I)で表される重合性液晶化合物と、後述する式(II)で表される重合性化合物とを含有する、重合性液晶組成物。
[2] 後述する式(I)で表される重合性液晶化合物が、後述する式(Ia)で表される重合性液晶化合物である、[1]に記載の重合性液晶組成物。
[3] 後述する式(I)で表される重合性液晶化合物が、逆波長分散性を示す化合物である、[1]または[2]に記載の重合性液晶組成物。
[4] 後述する式(I)中のArが、後述する式(Ar-1)~(Ar-5)で表される基からなる群から選択されるいずれかの芳香環を表す、[1]~[3]のいずれかに記載の重合性液晶組成物。
[5] 後述する式(I)中のArが、後述する式(Ar-2)で表される基を表す、[4]に記載の重合性液晶組成物。
[6] 後述する式(Ar-2)中のA4およびA5が、-S-を表し、かつ、後述する式(Ar-2)中のXが、2個のシアノ基が結合した炭素原子である、[5]に記載の重合性液晶組成物。
[2] 後述する式(I)で表される重合性液晶化合物が、後述する式(Ia)で表される重合性液晶化合物である、[1]に記載の重合性液晶組成物。
[3] 後述する式(I)で表される重合性液晶化合物が、逆波長分散性を示す化合物である、[1]または[2]に記載の重合性液晶組成物。
[4] 後述する式(I)中のArが、後述する式(Ar-1)~(Ar-5)で表される基からなる群から選択されるいずれかの芳香環を表す、[1]~[3]のいずれかに記載の重合性液晶組成物。
[5] 後述する式(I)中のArが、後述する式(Ar-2)で表される基を表す、[4]に記載の重合性液晶組成物。
[6] 後述する式(Ar-2)中のA4およびA5が、-S-を表し、かつ、後述する式(Ar-2)中のXが、2個のシアノ基が結合した炭素原子である、[5]に記載の重合性液晶組成物。
[7] 後述する式(I)で表される重合性液晶化合物の分子量Mwに対する、1,4-シクロヘキシレン基部分の分子量の合計値Mcyの割合が、0.25~0.45であり、後述する式(II)で表される重合性化合物の分子量Mwに対する、1,4-シクロヘキシレン基部分の分子量の合計値Mcyの割合が、0.25~0.45である、[1]~[6]のいずれかに記載の重合性液晶組成物。
[8] 後述する式(I)で表される重合性液晶化合物のハンセン溶解度パラメータと、後述する式(II)で表される重合性化合物のハンセン溶解度パラメータとの値の差が、2.0未満である、[1]~[7]のいずれかに記載の重合性液晶組成物。
[8] 後述する式(I)で表される重合性液晶化合物のハンセン溶解度パラメータと、後述する式(II)で表される重合性化合物のハンセン溶解度パラメータとの値の差が、2.0未満である、[1]~[7]のいずれかに記載の重合性液晶組成物。
[9] [1]~[8]のいずれかに記載の重合性液晶組成物を重合して得られる光学異方性膜。
[10] 後述する式(III)を満たす、[9]に記載の光学異方性膜。
[11] [9]または[10]に記載の光学異方性膜を有する光学フィルム。
[12] [11]に記載の光学フィルムと、偏光子とを有する、偏光板。
[13] [11]に記載の光学フィルム、または、[12]に記載の偏光板を有する、画像表示装置。
[10] 後述する式(III)を満たす、[9]に記載の光学異方性膜。
[11] [9]または[10]に記載の光学異方性膜を有する光学フィルム。
[12] [11]に記載の光学フィルムと、偏光子とを有する、偏光板。
[13] [11]に記載の光学フィルム、または、[12]に記載の偏光板を有する、画像表示装置。
本発明によれば、耐久性に優れた光学異方性膜の形成に用いられる溶解性に優れた重合性液晶組成物、光学異方性膜、光学フィルム、偏光板および画像表示装置を提供することができる。
以下、本発明について詳細に説明する。
以下に記載する構成要件の説明は、本発明の代表的な実施態様に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施態様に限定されるものではない。
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および上限値として含む範囲を意味する。
また、本明細書において、表記される二価の基(例えば、-O-CO-)の結合方向は、結合位置を明記している場合を除き、特に制限されず、例えば、後述する式(I)中のD2が-CO-O-である場合、Ar側に結合している位置を*1、A1側に結合している位置を*2とすると、D2は、*1-CO-O-*2であってもよく、*1-O-CO-*2であってもよい。
以下に記載する構成要件の説明は、本発明の代表的な実施態様に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施態様に限定されるものではない。
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および上限値として含む範囲を意味する。
また、本明細書において、表記される二価の基(例えば、-O-CO-)の結合方向は、結合位置を明記している場合を除き、特に制限されず、例えば、後述する式(I)中のD2が-CO-O-である場合、Ar側に結合している位置を*1、A1側に結合している位置を*2とすると、D2は、*1-CO-O-*2であってもよく、*1-O-CO-*2であってもよい。
[重合性液晶組成物]
本発明の重合性液晶組成物は、下記式(I)で表される重合性液晶化合物(以下、「重合性液晶化合物(I)」とも略す。)と、下記式(II)で表される重合性化合物(以下、「重合性化合物(II)」とも略す。)とを含有する、重合性液晶組成物である。
L1-SP1-D3-C(=O)-Cy1-Cy2-C(=O)-D1-Ar-D2-(A1-D4)n-SP2-L2 ・・・(I)
(B-Cy3-Cy4-D5)s-A2-D6-(A3-D7)m-SP3-L3 ・・・(II)
本発明の重合性液晶組成物は、下記式(I)で表される重合性液晶化合物(以下、「重合性液晶化合物(I)」とも略す。)と、下記式(II)で表される重合性化合物(以下、「重合性化合物(II)」とも略す。)とを含有する、重合性液晶組成物である。
L1-SP1-D3-C(=O)-Cy1-Cy2-C(=O)-D1-Ar-D2-(A1-D4)n-SP2-L2 ・・・(I)
(B-Cy3-Cy4-D5)s-A2-D6-(A3-D7)m-SP3-L3 ・・・(II)
本発明においては、上述した通り、重合性液晶化合物(I)とともに、重合性化合物(II)を配合することにより、重合性液晶組成物の溶解性が向上し、形成される光学異方性膜の耐久性が良好となる。
これは、詳細には明らかではないが、本発明者らは以下のように推測している。
すなわち、重合性液晶化合物(I)とともに、重合性化合物(II)を配合することにより、分子同士のパッキングが阻害され、その結果、有機溶剤に対する重合性液晶化合物の溶解性が向上したと推測される。
また、重合性液晶化合物(I)および重合性化合物(II)が、いずれも、2個の1,4-シクロヘキシレン基が単結合で連結された部分構造を有しているため、疎水性となり、形成される光学異方性膜の加水分解が抑制され、その結果、光学異方性膜の耐久性が向上したものと推測される。
以下、本発明の重合性液晶組成物の各成分について詳細に説明する。
これは、詳細には明らかではないが、本発明者らは以下のように推測している。
すなわち、重合性液晶化合物(I)とともに、重合性化合物(II)を配合することにより、分子同士のパッキングが阻害され、その結果、有機溶剤に対する重合性液晶化合物の溶解性が向上したと推測される。
また、重合性液晶化合物(I)および重合性化合物(II)が、いずれも、2個の1,4-シクロヘキシレン基が単結合で連結された部分構造を有しているため、疎水性となり、形成される光学異方性膜の加水分解が抑制され、その結果、光学異方性膜の耐久性が向上したものと推測される。
以下、本発明の重合性液晶組成物の各成分について詳細に説明する。
〔重合性液晶化合物(I)〕
本発明の重合性液晶組成物が含有する重合性液晶化合物(I)は、下記式(I)で表される重合性液晶化合物である。
L1-SP1-D3-C(=O)-Cy1-Cy2-C(=O)-D1-Ar-D2-(A1-D4)n-SP2-L2 ・・・(I)
本発明の重合性液晶組成物が含有する重合性液晶化合物(I)は、下記式(I)で表される重合性液晶化合物である。
L1-SP1-D3-C(=O)-Cy1-Cy2-C(=O)-D1-Ar-D2-(A1-D4)n-SP2-L2 ・・・(I)
上記式(I)中、Cy1およびCy2は、1,4-シクロヘキシレン基を表す。
また、上記式(I)中、D1は、単結合、-O-、-S-、-NR1-、*-O-CR1R2-、または、*-O-CR1R2-CR3R4-を表す。ただし、*は、C(=O)との結合位置を表し、R1、R2、R3およびR4は、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子、または、炭素数1~4のアルキル基を表す。
また、上記式(I)中、D3は、単結合、-O-、-S-、または、-NR1-を表し、R1は、水素原子、フッ素原子、または、炭素数1~4のアルキル基を表す。
また、上記式(I)中、D2およびD4は、それぞれ独立に、単結合、または、-CO-、-O-、-S-、-C(=S)-、-CR1R2-、-CR1=CR2-、-NR1-、もしくは、これらの2つ以上の組み合わせからなる2価の連結基を表し、R1およびR2は、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子、または、炭素数1~4のアルキル基を表す。
また、上記式(I)中、SP1およびSP2は、それぞれ独立に、単結合、炭素数1~12の直鎖状もしくは分岐状のアルキレン基、または、炭素数1~12の直鎖状もしくは分岐状のアルキレン基を構成する-CH2-の1個以上が-O-、-S-、-NH-、-N(Q)-、もしくは、-CO-に置換された2価の連結基を表し、Qは、置換基を表す。
また、上記式(I)中、L1およびL2は、重合性基を表す。
また、上記式(I)中、Arは、置換基を有していてもよい炭素数6以上の芳香環、または、置換基を有していてもよい炭素数5~8の2価の脂環式炭化水素基を表し、脂環式炭化水素基を構成する-CH2-の1個以上が-O-、-S-または-NH-で置換されていてもよい。
また、上記式(I)中、A1は、置換基を有していてもよい炭素数6以上の芳香環、または、置換基を有していてもよい炭素数5~8の2価の脂環式炭化水素基を表し、脂環式炭化水素基を構成する-CH2-の1個以上が-O-、-S-または-NH-で置換されていてもよい。
また、上記式(I)中、nは、0~3の整数を表し、nが2または3である場合、複数のA1は、それぞれ同一であっても異なっていてもよく、複数のD4は、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。
また、上記式(I)中、D1は、単結合、-O-、-S-、-NR1-、*-O-CR1R2-、または、*-O-CR1R2-CR3R4-を表す。ただし、*は、C(=O)との結合位置を表し、R1、R2、R3およびR4は、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子、または、炭素数1~4のアルキル基を表す。
また、上記式(I)中、D3は、単結合、-O-、-S-、または、-NR1-を表し、R1は、水素原子、フッ素原子、または、炭素数1~4のアルキル基を表す。
また、上記式(I)中、D2およびD4は、それぞれ独立に、単結合、または、-CO-、-O-、-S-、-C(=S)-、-CR1R2-、-CR1=CR2-、-NR1-、もしくは、これらの2つ以上の組み合わせからなる2価の連結基を表し、R1およびR2は、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子、または、炭素数1~4のアルキル基を表す。
また、上記式(I)中、SP1およびSP2は、それぞれ独立に、単結合、炭素数1~12の直鎖状もしくは分岐状のアルキレン基、または、炭素数1~12の直鎖状もしくは分岐状のアルキレン基を構成する-CH2-の1個以上が-O-、-S-、-NH-、-N(Q)-、もしくは、-CO-に置換された2価の連結基を表し、Qは、置換基を表す。
また、上記式(I)中、L1およびL2は、重合性基を表す。
また、上記式(I)中、Arは、置換基を有していてもよい炭素数6以上の芳香環、または、置換基を有していてもよい炭素数5~8の2価の脂環式炭化水素基を表し、脂環式炭化水素基を構成する-CH2-の1個以上が-O-、-S-または-NH-で置換されていてもよい。
また、上記式(I)中、A1は、置換基を有していてもよい炭素数6以上の芳香環、または、置換基を有していてもよい炭素数5~8の2価の脂環式炭化水素基を表し、脂環式炭化水素基を構成する-CH2-の1個以上が-O-、-S-または-NH-で置換されていてもよい。
また、上記式(I)中、nは、0~3の整数を表し、nが2または3である場合、複数のA1は、それぞれ同一であっても異なっていてもよく、複数のD4は、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。
上記式(I)中、Cy1およびCy2は、1,4-シクロヘキシレン基を表し、本発明においては、トランス-1,4-シクロヘキシレン基が好ましい。
上記式(I)中、D1としては、単結合、-O-、-NR1-、*-O-CH2-、または、*-O-CH2-CH2-であることが好ましく、単結合、または、-O-であることがより好ましく、-O-であることが更に好ましい。
また、D3としては、-O-、または、-NR1であることが好ましく、-O-であることがより好ましい。
また、D3としては、-O-、または、-NR1であることが好ましく、-O-であることがより好ましい。
上記式(I)中、D2およびD4が示す2価の連結基としては、例えば、-CO-O-、-C(=S)O-、-CR1R2-、-CR1R2-CR1R2-、-O-CR1R2-、-CR1R2-O-CR1R2-、-CO-O-CR1R2-、-O-CO-CR1R2-、-CR1R2-O-CO-CR1R2-、-CR1R2-CO-O-CR1R2-、-NR1-CR1R2-、および、-CO-NR1-などが挙げられる。なかでも、-CO-O-であることが好ましい。
上記式(I)中、SP1およびSP2が示す炭素数1~12の直鎖状もしくは分岐状のアルキレン基としては、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基、ヘキシレン基、メチルヘキシレン基、へプチレン基等が好適に挙げられる。なお、SP1およびSP2は、上述した通り、炭素数1~12の直鎖状もしくは分岐状のアルキレン基を構成する-CH2-の1個以上が-O-、-S-、-NH-、-N(Q)-、もしくは、-CO-に置換された2価の連結基であってもよく、Qで表される置換基としては、後述する式(Ar-1)中のY1が有していてもよい置換基と同様のものが挙げられる。
上記式(I)中、L1およびL2が示す重合性基は、特に限定されないが、ラジカル重合また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、アクリロイル基またはメタクリロイル基を挙げることができる。この場合、重合速度はアクリロイル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ロイル基が好ましいが、メタクリロイル基も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、および、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、または、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、または、ビニルオキシ基が特に好ましい。
特に好ましい重合性基の例としては下記が挙げられる。
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、アクリロイル基またはメタクリロイル基を挙げることができる。この場合、重合速度はアクリロイル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ロイル基が好ましいが、メタクリロイル基も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、および、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、または、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、または、ビニルオキシ基が特に好ましい。
特に好ましい重合性基の例としては下記が挙げられる。
上記式(I)中、Arが示す炭素数6以上の芳香環としては、具体的には、例えば、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フェナンスロリン環等などの芳香族炭化水素環;フラン環、ピロール環、チオフェン環、ピリジン環、チアゾール環、ベンゾチアゾール環等の芳香族複素環;が挙げられる。なかでも、ベンゼン環(例えば、1,4-フェニル基など)が好ましい。
また、Arが示す炭素数5~8の2価の脂環式炭化水素基としては、5員環又は6員環であることが好ましい。また、脂環式炭化水素基は、飽和でも不飽和でもよいが飽和脂環式炭化水素基が好ましい。なお、Arで表される2価の脂環式炭化水素基としては、例えば、特開2012-21068号公報の[0078]段落の記載を参酌でき、この内容は本願明細書に組み込まれる。
また、上記式(I)中、Arが示す炭素数6以上の芳香環または炭素数5~8の2価の脂環式炭化水素基が有していてもよい置換基としては、後述する式(Ar-1)中のY1が有していてもよい置換基と同様のものが挙げられる。
また、Arが示す炭素数5~8の2価の脂環式炭化水素基としては、5員環又は6員環であることが好ましい。また、脂環式炭化水素基は、飽和でも不飽和でもよいが飽和脂環式炭化水素基が好ましい。なお、Arで表される2価の脂環式炭化水素基としては、例えば、特開2012-21068号公報の[0078]段落の記載を参酌でき、この内容は本願明細書に組み込まれる。
また、上記式(I)中、Arが示す炭素数6以上の芳香環または炭素数5~8の2価の脂環式炭化水素基が有していてもよい置換基としては、後述する式(Ar-1)中のY1が有していてもよい置換基と同様のものが挙げられる。
本発明においては、分子短軸方向の吸収波長を制御する観点から、上記式(I)中のArが、下記式(Ar-1)~(Ar-5)で表される基からなる群から選択されるいずれかの芳香環を表すことが好ましい。なお、下記式(Ar-1)~(Ar-5)中、*は、上記式(I)中のD1またはD2との結合位置を表す。
ここで、上記式(Ar-1)中、Q1は、NまたはCHを表し、Q2は、-S-、-O-、または、-N(R5)-を表し、R5は、水素原子または炭素数1~6のアルキル基を表し、Y1は、置換基を有してもよい、炭素数6~12の芳香族炭化水素基、または、炭素数3~12の芳香族複素環基を表す。
R5が示す炭素数1~6のアルキル基としては、具体的には、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、n-ペンチル基、および、n-ヘキシル基などが挙げられる。
Y1が示す炭素数6~12の芳香族炭化水素基としては、例えば、フェニル基、2,6-ジエチルフェニル基、ナフチル基などのアリール基が挙げられる。
Y1が示す炭素数3~12の芳香族複素環基としては、例えば、チエニル基、チアゾリル基、フリル基、ピリジル基などのヘテロアリール基が挙げられる。
また、Y1が有していてもよい置換基としては、例えば、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子などが挙げられる。
アルキル基としては、例えば、炭素数1~18の直鎖状、分岐鎖状または環状のアルキル基が好ましく、炭素数1~8のアルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、t-ブチル基、シクロヘキシル基等)がより好ましく、炭素数1~4のアルキル基であることが更に好ましく、メチル基またはエチル基であるのが特に好ましい。
アルコキシ基としては、例えば、炭素数1~18のアルコキシ基が好ましく、炭素数1~8のアルコキシ基(例えば、メトキシ基、エトキシ基、n-ブトキシ基、メトキシエトキシ基等)がより好ましく、炭素数1~4のアルコキシ基であることが更に好ましく、メトキシ基またはエトキシ基であるのが特に好ましい。
ハロゲン原子としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、中でも、フッ素原子、塩素原子であるのが好ましい。
R5が示す炭素数1~6のアルキル基としては、具体的には、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、n-ペンチル基、および、n-ヘキシル基などが挙げられる。
Y1が示す炭素数6~12の芳香族炭化水素基としては、例えば、フェニル基、2,6-ジエチルフェニル基、ナフチル基などのアリール基が挙げられる。
Y1が示す炭素数3~12の芳香族複素環基としては、例えば、チエニル基、チアゾリル基、フリル基、ピリジル基などのヘテロアリール基が挙げられる。
また、Y1が有していてもよい置換基としては、例えば、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子などが挙げられる。
アルキル基としては、例えば、炭素数1~18の直鎖状、分岐鎖状または環状のアルキル基が好ましく、炭素数1~8のアルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、t-ブチル基、シクロヘキシル基等)がより好ましく、炭素数1~4のアルキル基であることが更に好ましく、メチル基またはエチル基であるのが特に好ましい。
アルコキシ基としては、例えば、炭素数1~18のアルコキシ基が好ましく、炭素数1~8のアルコキシ基(例えば、メトキシ基、エトキシ基、n-ブトキシ基、メトキシエトキシ基等)がより好ましく、炭素数1~4のアルコキシ基であることが更に好ましく、メトキシ基またはエトキシ基であるのが特に好ましい。
ハロゲン原子としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、中でも、フッ素原子、塩素原子であるのが好ましい。
また、上記式(Ar-1)~(Ar-5)中、Z1、Z2およびZ3は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1~20の1価の脂肪族炭化水素基、炭素数3~20の1価の脂環式炭化水素基、炭素数6~20の1価の芳香族炭化水素基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、-OR6、-NR7R8、または、-SR9を表し、R6~R9は、それぞれ独立に、水素原子または炭素数1~6のアルキル基を表し、Z1およびZ2は、互いに結合して芳香環を形成してもよい。
炭素数1~20の1価の脂肪族炭化水素基としては、炭素数1~15のアルキル基が好ましく、炭素数1~8のアルキル基がより好ましく、具体的には、メチル基、エチル基、イソプロピル基、tert-ペンチル基(1,1-ジメチルプロピル基)、tert-ブチル基、1,1-ジメチル-3,3-ジメチル-ブチル基が更に好ましく、メチル基、エチル基、tert-ブチル基が特に好ましい。
炭素数3~20の1価の脂環式炭化水素基としては、例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロデシル基、メチルシクロヘキシル基、エチルシクロヘキシル基等の単環式飽和炭化水素基;シクロブテニル基、シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基、シクロヘプテニル基、シクロオクテニル基、シクロデセニル基、シクロペンタジエニル基、シクロヘキサジエニル基、シクロオクタジエニル基、シクロデカジエン等の単環式不飽和炭化水素基;ビシクロ[2.2.1]ヘプチル基、ビシクロ[2.2.2]オクチル基、トリシクロ[5.2.1.02,6]デシル基、トリシクロ[3.3.1.13,7]デシル基、テトラシクロ[6.2.1.13,6.02,7]ドデシル基、アダマンチル基等の多環式飽和炭化水素基;等が挙げられる。
炭素数6~20の1価の芳香族炭化水素基としては、具体的には、例えば、フェニル基、2,6-ジエチルフェニル基、ナフチル基、ビフェニル基などが挙げられ、炭素数6~12のアリール基(特にフェニル基)が好ましい。
ハロゲン原子としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、中でも、フッ素原子、塩素原子、臭素原子であるのが好ましい。
一方、R6~R9が示す炭素数1~6のアルキル基としては、具体的には、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、n-ペンチル基、および、n-ヘキシル基などが挙げられる。
炭素数1~20の1価の脂肪族炭化水素基としては、炭素数1~15のアルキル基が好ましく、炭素数1~8のアルキル基がより好ましく、具体的には、メチル基、エチル基、イソプロピル基、tert-ペンチル基(1,1-ジメチルプロピル基)、tert-ブチル基、1,1-ジメチル-3,3-ジメチル-ブチル基が更に好ましく、メチル基、エチル基、tert-ブチル基が特に好ましい。
炭素数3~20の1価の脂環式炭化水素基としては、例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロデシル基、メチルシクロヘキシル基、エチルシクロヘキシル基等の単環式飽和炭化水素基;シクロブテニル基、シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基、シクロヘプテニル基、シクロオクテニル基、シクロデセニル基、シクロペンタジエニル基、シクロヘキサジエニル基、シクロオクタジエニル基、シクロデカジエン等の単環式不飽和炭化水素基;ビシクロ[2.2.1]ヘプチル基、ビシクロ[2.2.2]オクチル基、トリシクロ[5.2.1.02,6]デシル基、トリシクロ[3.3.1.13,7]デシル基、テトラシクロ[6.2.1.13,6.02,7]ドデシル基、アダマンチル基等の多環式飽和炭化水素基;等が挙げられる。
炭素数6~20の1価の芳香族炭化水素基としては、具体的には、例えば、フェニル基、2,6-ジエチルフェニル基、ナフチル基、ビフェニル基などが挙げられ、炭素数6~12のアリール基(特にフェニル基)が好ましい。
ハロゲン原子としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、中でも、フッ素原子、塩素原子、臭素原子であるのが好ましい。
一方、R6~R9が示す炭素数1~6のアルキル基としては、具体的には、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、n-ペンチル基、および、n-ヘキシル基などが挙げられる。
また、上記式(Ar-2)および(Ar-3)中、A4およびA5は、それぞれ独立に、-O-、-N(R10)-、-S-、および、-CO-からなる群から選択される基を表し、R10は、水素原子または置換基を表す。
R10が示す置換基としては、上記式(Ar-1)中のY1が有していてもよい置換基と同様のものが挙げられる。
R10が示す置換基としては、上記式(Ar-1)中のY1が有していてもよい置換基と同様のものが挙げられる。
また、上記式(Ar-2)中、Xは、水素原子または置換基が結合していてもよい第14~16族の非金属原子を表す。
また、Xが示す第14~16族の非金属原子としては、例えば、酸素原子、硫黄原子、置換基を有する窒素原子、置換基を有する炭素原子が挙げられ、置換基としては、具体的には、例えば、アルキル基、アルコキシ基、アルキル置換アルコキシ基、環状アルキル基、アリール基(例えば、フェニル基、ナフチル基など)、シアノ基、アミノ基、ニトロ基、アルキルカルボニル基、スルホ基、水酸基等が挙げられる。
また、Xが示す第14~16族の非金属原子としては、例えば、酸素原子、硫黄原子、置換基を有する窒素原子、置換基を有する炭素原子が挙げられ、置換基としては、具体的には、例えば、アルキル基、アルコキシ基、アルキル置換アルコキシ基、環状アルキル基、アリール基(例えば、フェニル基、ナフチル基など)、シアノ基、アミノ基、ニトロ基、アルキルカルボニル基、スルホ基、水酸基等が挙げられる。
また、上記式(Ar-3)中、D10およびD11は、それぞれ独立に、単結合、または、-CO-、-O-、-S-、-C(=S)-、-CR1R2-、-CR1=CR2-、-NR1-、もしくは、これらの2つ以上の組み合わせからなる2価の連結基を表し、R1およびR2は、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子、または、炭素数1~4のアルキル基を表す。
ここで、2価の連結基としては、上記式(I)中のD2およびD4において説明したものと同様のものが挙げられる。
ここで、2価の連結基としては、上記式(I)中のD2およびD4において説明したものと同様のものが挙げられる。
また、上記式(Ar-3)中、SP4およびSP5は、それぞれ独立に、単結合、炭素数1~12の直鎖状もしくは分岐状のアルキレン基、または、炭素数1~12の直鎖状もしくは分岐状のアルキレン基を構成する-CH2-の1個以上が-O-、-S-、-NH-、-N(Q)-、もしくは、-CO-に置換された2価の連結基を表し、Qは、置換基を表す。置換基としては、上記式(Ar-1)中のY1が有していてもよい置換基と同様のものが挙げられる。
また、上記式(Ar-3)中、L4およびL5は、それぞれ独立に1価の有機基を表す。
ここで、1価の有機基としては、例えば、アルキル基、アリール基、ヘテロアリール基などを挙げることができる。アルキル基は、直鎖状、分岐状または環状であってもよいが、直鎖状が好ましい。アルキル基の炭素数は、1~30が好ましく、1~20がより好ましく、1~10が更に好ましい。また、アリール基は、単環であっても多環であってもよいが単環が好ましい。アリール基の炭素数は、6~25が好ましく、6~10がより好ましい。また、ヘテロアリール基は、単環であっても多環であってもよい。ヘテロアリール基を構成するヘテロ原子の数は1~3が好ましい。ヘテロアリール基を構成するヘテロ原子は、窒素原子、硫黄原子、酸素原子が好ましい。ヘテロアリール基の炭素数は6~18が好ましく、6~12がより好ましい。また、アルキル基、アリール基およびヘテロアリール基は、無置換であってもよく、置換基を有していてもよい。置換基としては、後述する式(Ar-1)中のY1が有していてもよい置換基と同様のものが挙げられる。
ここで、1価の有機基としては、例えば、アルキル基、アリール基、ヘテロアリール基などを挙げることができる。アルキル基は、直鎖状、分岐状または環状であってもよいが、直鎖状が好ましい。アルキル基の炭素数は、1~30が好ましく、1~20がより好ましく、1~10が更に好ましい。また、アリール基は、単環であっても多環であってもよいが単環が好ましい。アリール基の炭素数は、6~25が好ましく、6~10がより好ましい。また、ヘテロアリール基は、単環であっても多環であってもよい。ヘテロアリール基を構成するヘテロ原子の数は1~3が好ましい。ヘテロアリール基を構成するヘテロ原子は、窒素原子、硫黄原子、酸素原子が好ましい。ヘテロアリール基の炭素数は6~18が好ましく、6~12がより好ましい。また、アルキル基、アリール基およびヘテロアリール基は、無置換であってもよく、置換基を有していてもよい。置換基としては、後述する式(Ar-1)中のY1が有していてもよい置換基と同様のものが挙げられる。
また、上記式(Ar-4)~(Ar-5)中、Axは、芳香族炭化水素環および芳香族複素環からなる群から選ばれる少なくとも1つの芳香環を有する、炭素数2~30の有機基を表す。
また、上記式(Ar-4)~(Ar-5)中、Ayは、水素原子、置換基を有していてもよい炭素数1~12のアルキル基、または、芳香族炭化水素環および芳香族複素環からなる群から選択される少なくとも1つの芳香環を有する、炭素数2~30の有機基を表す。
ここで、AxおよびAyにおける芳香環は、置換基を有していてもよく、AxとAyとが結合して環を形成していてもよい。
また、Q3は、水素原子、または、置換基を有していてもよい炭素数1~6のアルキル基を表す。
AxおよびAyとしては、特許文献2(国際公開第2014/010325号)の[0039]~[0095]段落に記載されたものが挙げられる。
また、Q3が示す炭素数1~6のアルキル基としては、具体的には、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、n-ペンチル基、および、n-ヘキシル基などが挙げられ、置換基としては、上記式(Ar-1)中のY1が有していてもよい置換基と同様のものが挙げられる。
また、上記式(Ar-4)~(Ar-5)中、Ayは、水素原子、置換基を有していてもよい炭素数1~12のアルキル基、または、芳香族炭化水素環および芳香族複素環からなる群から選択される少なくとも1つの芳香環を有する、炭素数2~30の有機基を表す。
ここで、AxおよびAyにおける芳香環は、置換基を有していてもよく、AxとAyとが結合して環を形成していてもよい。
また、Q3は、水素原子、または、置換基を有していてもよい炭素数1~6のアルキル基を表す。
AxおよびAyとしては、特許文献2(国際公開第2014/010325号)の[0039]~[0095]段落に記載されたものが挙げられる。
また、Q3が示す炭素数1~6のアルキル基としては、具体的には、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、n-ペンチル基、および、n-ヘキシル基などが挙げられ、置換基としては、上記式(Ar-1)中のY1が有していてもよい置換基と同様のものが挙げられる。
本発明においては、合成が容易となり、また、形成される光学異方性膜の耐光性が良好となる理由から、上記式(I)中のArが、上記式(Ar-2)で表される基を表すことが好ましく、具体的には、上記式(Ar-2)中のA4およびA5が、-S-を表し、かつ、上記式(Ar-2)中のXが、2個のシアノ基が結合した炭素原子を表す基であることがより好ましい。
上記式(I)中、A1が示す炭素数6以上の芳香環としては、具体的には、例えば、Arが示す炭素数6以上の芳香環として説明したものが挙げられる。なかでも、ベンゼン環(例えば、1,4-フェニル基など)が好ましい。
また、A1が示す炭素数5~8の2価の脂環式炭化水素基としては、Arが示す炭素数5~8の2価の脂環式炭化水素基として説明したものが挙げられる。
また、上記式(I)中、A1が示す炭素数6以上の芳香環または炭素数5~8の2価の脂環式炭化水素基が有していてもよい置換基としては、上述した式(Ar-1)中のY1が有していてもよい置換基と同様のものが挙げられる。
また、A1が示す炭素数5~8の2価の脂環式炭化水素基としては、Arが示す炭素数5~8の2価の脂環式炭化水素基として説明したものが挙げられる。
また、上記式(I)中、A1が示す炭素数6以上の芳香環または炭素数5~8の2価の脂環式炭化水素基が有していてもよい置換基としては、上述した式(Ar-1)中のY1が有していてもよい置換基と同様のものが挙げられる。
上記式(I)中、nは、0~3の整数を表すが、相転移温度および結晶性の観点から、本発明においては、0~2の整数であることが好ましい。
本発明においては、合成が容易となる理由から、上記式(I)で表される重合性液晶化合物が、下記式(Ia)で表される重合性液晶化合物であることが好ましい。
L1-SP1-D3-C(=O)-Cy1-Cy2-C(=O)-D1-Ar-D8-C(=O)-Cy5-Cy6-C(=O)-D9-SP2-L2 ・・・(Ia)
L1-SP1-D3-C(=O)-Cy1-Cy2-C(=O)-D1-Ar-D8-C(=O)-Cy5-Cy6-C(=O)-D9-SP2-L2 ・・・(Ia)
上記式(Ia)中、Cy1、Cy2、D1、D3、SP1、SP2、L1、L2およびArは、それぞれ、上記式(I)中のものと同様である。
また、上記式(Ia)中、Cy5およびCy6は、1,4-シクロヘキシレン基を表し、トランス-1,4-シクロヘキシレン基が好ましい。
また、上記式(Ia)中、D8は、単結合、-O-、-S-、-NR1-、*-O-CR1R2-、または、*-O-CR1R2-CR3R4-を表し、単結合、-O-、-NR1-、*-O-CH2-、または、*-O-CH2-CH2-であることが好ましく、単結合、または、-O-であることがより好ましく、-O-であることが更に好ましい。ただし、*は、C(=O)との結合位置を表し、R1、R2、R3およびR4は、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子、または、炭素数1~4のアルキル基を表す。
また、上記式(Ia)中、D9は、単結合、-O-、-S-、または、-NR1-を表し、-O-、または、-NR1であることが好ましく、-O-であることがより好ましい。ただし、R1は、水素原子、フッ素原子、または、炭素数1~4のアルキル基を表す。
また、上記式(Ia)中、Cy5およびCy6は、1,4-シクロヘキシレン基を表し、トランス-1,4-シクロヘキシレン基が好ましい。
また、上記式(Ia)中、D8は、単結合、-O-、-S-、-NR1-、*-O-CR1R2-、または、*-O-CR1R2-CR3R4-を表し、単結合、-O-、-NR1-、*-O-CH2-、または、*-O-CH2-CH2-であることが好ましく、単結合、または、-O-であることがより好ましく、-O-であることが更に好ましい。ただし、*は、C(=O)との結合位置を表し、R1、R2、R3およびR4は、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子、または、炭素数1~4のアルキル基を表す。
また、上記式(Ia)中、D9は、単結合、-O-、-S-、または、-NR1-を表し、-O-、または、-NR1であることが好ましく、-O-であることがより好ましい。ただし、R1は、水素原子、フッ素原子、または、炭素数1~4のアルキル基を表す。
本発明においては、形成される光学異方性膜を表示装置に搭載した際の表示特性が良好となる理由から、上記式(I)で表される重合性液晶化合物が、逆波長分散性を示す化合物であることが好ましい。
ここで、「逆波長分散性」の重合性液晶化合物とは、これを用いて作製された位相差フィルムの特定波長(可視光範囲)における面内のレターデーション(Re)値を測定した際に、測定波長が大きくなるにつれてRe値が同等または高くなるものをいう。
ここで、「逆波長分散性」の重合性液晶化合物とは、これを用いて作製された位相差フィルムの特定波長(可視光範囲)における面内のレターデーション(Re)値を測定した際に、測定波長が大きくなるにつれてRe値が同等または高くなるものをいう。
上記式(I)または上記式(Ia)中、Arの左側の側鎖構造、すなわち、L1-SP1-D3-C(=O)-Cy1-Cy2-C(=O)-D1-としては、下記表1および表2に示す側鎖構造1-1~1-14および2-1~2-14が挙げられる。
なお、下記表1および表2中、側鎖構造に示される「*」は、Arとの結合位置を表す。また、下記表1中の1-2および下記表2中の2-2で表される側鎖構造において、それぞれアクリロイルオキシ基およびメタクリロイル基に隣接する基は、プロピレン基(メチル基がエチレン基に置換した基)を表し、メチル基の位置が異なる位置異性体の混合物を表す。
なお、下記表1および表2中、側鎖構造に示される「*」は、Arとの結合位置を表す。また、下記表1中の1-2および下記表2中の2-2で表される側鎖構造において、それぞれアクリロイルオキシ基およびメタクリロイル基に隣接する基は、プロピレン基(メチル基がエチレン基に置換した基)を表し、メチル基の位置が異なる位置異性体の混合物を表す。
一方、上記式(Ia)中、Arの右側の側鎖構造、すなわち、-D1-C(=O)-Cy2-Cy1-C(=O)-D3-SP1-L1としては、上述した表1および表2に示す側鎖構造1-1~1-14および2-1~2-14と同様の側鎖構造が挙げられる。
また、上記式(I)中、Arの右側の側鎖構造、すなわち、-D2-(A1-D4)n-SP2-L2としては、上述した表1および表2に示す側鎖構造1-1~1-14および2-1~2-14と同様の側鎖構造の他、下記表3に示す側鎖構造3-1~3-12が挙げられる。
なお、下記表3中、側鎖構造に示される「*」は、Arとの結合位置を表す。また、下記表3中の3-7および3-8で表される側鎖構造において、それぞれアクリロイルオキシ基およびメタクリロイル基に隣接する基は、プロピレン基(メチル基がエチレン基に置換した基)を表し、メチル基の位置が異なる位置異性体の混合物を表す。
なお、下記表3中、側鎖構造に示される「*」は、Arとの結合位置を表す。また、下記表3中の3-7および3-8で表される側鎖構造において、それぞれアクリロイルオキシ基およびメタクリロイル基に隣接する基は、プロピレン基(メチル基がエチレン基に置換した基)を表し、メチル基の位置が異なる位置異性体の混合物を表す。
上記式(I)または上記式(Ia)で表される重合性液晶化合物としては、例えば、下記式(1)~(14)で表される化合物が好適に挙げられる。
具体的には、下記式(1)~(14)で表される各化合物における2つのK(側鎖構造)について、いずれか一方の側鎖構造として上述した表1および表2に示す側鎖構造のいずれかを採用し、他方の側鎖構造として上述した表1~表3に示す側鎖構造のいずれかを採用した化合物が挙げられる。
具体的には、下記式(1)~(14)で表される各化合物における2つのK(側鎖構造)について、いずれか一方の側鎖構造として上述した表1および表2に示す側鎖構造のいずれかを採用し、他方の側鎖構造として上述した表1~表3に示す側鎖構造のいずれかを採用した化合物が挙げられる。
〔重合性化合物(II)〕
本発明の重合性液晶組成物が含有する重合性化合物(II)は、下記式(II)で表される重合性化合物である。
(B-Cy3-Cy4-D5)s-A2-D6-(A3-D7)m-SP3-L3 ・・・(II)
本発明の重合性液晶組成物が含有する重合性化合物(II)は、下記式(II)で表される重合性化合物である。
(B-Cy3-Cy4-D5)s-A2-D6-(A3-D7)m-SP3-L3 ・・・(II)
上記式(II)中、Cy3およびCy4は、1,4-シクロヘキシレン基を表す。
また、上記式(II)中、D5、D6およびD7は、それぞれ独立に、単結合、または、-CO-、-O-、-S-、-C(=S)-、-CR1R2-、-CR1=CR2-、-NR1-、もしくは、これらの2つ以上の組み合わせからなる2価の連結基を表し、R1およびR2は、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子、または、炭素数1~4のアルキル基を表す。
また、上記式(II)中、A2は、置換基を有していてもよい炭素数6以上の芳香環、または、置換基を有していてもよい炭素数5~8の2価または3価の脂環式炭化水素基を表し、前記脂環式炭化水素基を構成する-CH2-の1個以上が-O-、-S-または-NH-で置換されていてもよい。
また、上記式(II)中、A3は、置換基を有していてもよい炭素数6以上の2価の芳香環、または、置換基を有していてもよい炭素数5~8の2価の脂環式炭化水素基を表し、脂環式炭化水素基を構成する-CH2-の1個以上が-O-、-S-または-NH-で置換されていてもよい。
また、上記式(II)中、SP3は、単結合、炭素数1~12の直鎖状もしくは分岐状のアルキレン基、または、炭素数1~12の直鎖状もしくは分岐状のアルキレン基を構成する-CH2-の1個以上が-O-、-S-、-NH-、-N(Q)-、もしくは、-CO-に置換された2価の連結基を表し、Qは、置換基を表す。
また、上記式(II)中、L3は、重合性基を表す。
また、上記式(II)中、Bは、水素原子、炭素数1~12の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基、または、炭素数1~12の直鎖状もしくは分岐状のアルコキシ基を表す。
また、上記式(II)中、mは、0~3の整数を表し、mが2または3である場合、複数のA3は、それぞれ同一であっても異なっていてもよく、複数のD7は、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。
また、上記式(II)中、sは、1または2を表し、sが2である場合、複数のD5は、それぞれ同一であっても異なっていてもよく、複数のBは、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。
また、上記式(II)中、D5、D6およびD7は、それぞれ独立に、単結合、または、-CO-、-O-、-S-、-C(=S)-、-CR1R2-、-CR1=CR2-、-NR1-、もしくは、これらの2つ以上の組み合わせからなる2価の連結基を表し、R1およびR2は、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子、または、炭素数1~4のアルキル基を表す。
また、上記式(II)中、A2は、置換基を有していてもよい炭素数6以上の芳香環、または、置換基を有していてもよい炭素数5~8の2価または3価の脂環式炭化水素基を表し、前記脂環式炭化水素基を構成する-CH2-の1個以上が-O-、-S-または-NH-で置換されていてもよい。
また、上記式(II)中、A3は、置換基を有していてもよい炭素数6以上の2価の芳香環、または、置換基を有していてもよい炭素数5~8の2価の脂環式炭化水素基を表し、脂環式炭化水素基を構成する-CH2-の1個以上が-O-、-S-または-NH-で置換されていてもよい。
また、上記式(II)中、SP3は、単結合、炭素数1~12の直鎖状もしくは分岐状のアルキレン基、または、炭素数1~12の直鎖状もしくは分岐状のアルキレン基を構成する-CH2-の1個以上が-O-、-S-、-NH-、-N(Q)-、もしくは、-CO-に置換された2価の連結基を表し、Qは、置換基を表す。
また、上記式(II)中、L3は、重合性基を表す。
また、上記式(II)中、Bは、水素原子、炭素数1~12の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基、または、炭素数1~12の直鎖状もしくは分岐状のアルコキシ基を表す。
また、上記式(II)中、mは、0~3の整数を表し、mが2または3である場合、複数のA3は、それぞれ同一であっても異なっていてもよく、複数のD7は、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。
また、上記式(II)中、sは、1または2を表し、sが2である場合、複数のD5は、それぞれ同一であっても異なっていてもよく、複数のBは、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。
上記式(II)中、Cy3およびCy4は、1,4-シクロヘキシレン基を表し、本発明においては、トランス-1,4-シクロヘキシレン基が好ましい。
上記式(II)中、D5、D6およびD7が示す2価の連結基としては、例えば、-CO-O-、-C(=S)O-、-CR1R2-、-CR1R2-CR1R2-、-O-CR1R2-、-CR1R2-O-CR1R2-、-CO-O-CR1R2-、-O-CO-CR1R2-、-CR1R2-O-CO-CR1R2-、-CR1R2-CO-O-CR1R2-、-NR1-CR1R2-、および、-CO-NR1-などが挙げられる。なかでも、-CO-O-であることが好ましい。
上記式(II)中、A2およびA3が示す炭素数6以上の芳香環としては、具体的には、例えば、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フェナンスロリン環等などの芳香族炭化水素環;フラン環、ピロール環、チオフェン環、ピリジン環、チアゾール環、ベンゾチアゾール環等の芳香族複素環;が挙げられる。なかでも、ベンゼン環(例えば、1,4-フェニル基など)が好ましい。
また、A2およびA3が示す炭素数5~8の2価の脂環式炭化水素基としては、5員環又は6員環であることが好ましい。また、脂環式炭化水素基は、飽和でも不飽和でもよいが飽和脂環式炭化水素基が好ましい。なお、A2およびA3で表される2価の脂環式炭化水素基としては、例えば、特開2012-21068号公報の[0078]段落の記載を参酌でき、この内容は本願明細書に組み込まれる。
また、A2が示す炭素数5~8の3価の脂環式炭化水素基としては、5員環又は6員環であることが好ましい。また、脂環式炭化水素基は、飽和でも不飽和でもよいが飽和脂環式炭化水素基が好ましい。
また、上記式(II)中、A2およびA3が示す炭素数6以上の芳香環または炭素数5~8の2価の脂環式炭化水素基が有していてもよい置換基としては、上述した式(Ar-1)中のY1が有していてもよい置換基と同様のものが挙げられる。
また、A2およびA3が示す炭素数5~8の2価の脂環式炭化水素基としては、5員環又は6員環であることが好ましい。また、脂環式炭化水素基は、飽和でも不飽和でもよいが飽和脂環式炭化水素基が好ましい。なお、A2およびA3で表される2価の脂環式炭化水素基としては、例えば、特開2012-21068号公報の[0078]段落の記載を参酌でき、この内容は本願明細書に組み込まれる。
また、A2が示す炭素数5~8の3価の脂環式炭化水素基としては、5員環又は6員環であることが好ましい。また、脂環式炭化水素基は、飽和でも不飽和でもよいが飽和脂環式炭化水素基が好ましい。
また、上記式(II)中、A2およびA3が示す炭素数6以上の芳香環または炭素数5~8の2価の脂環式炭化水素基が有していてもよい置換基としては、上述した式(Ar-1)中のY1が有していてもよい置換基と同様のものが挙げられる。
本発明においては、分子の剛直性(耐久性)に優れる理由から、上記式(II)中のA2が、下記式(A2-1)~(A2-5)で表される基からなる群から選択されるいずれかの環構造を表す重合性化合物であることが好ましい。
上記式(A2-1)~(A2-5)中、*は、D5またはD6との結合位置を表す。
また、R21は、置換基を表し、r21は、0~4の整数を表し、0~2の整数であることが好ましく、0または1であることがより好ましい。
また、R22は、置換基を表し、r22は、0~6の整数を表し、0~2の整数であることが好ましく、0または1であることがより好ましい。
また、R23は、炭素数1~5のアルキル基を表し、r23は、0~8の整数を表し、0~4の整数であることが好ましく、0~2の整数であることがより好ましく、0または1であることが更に好ましい。
また、R21は、置換基を表し、r21は、0~4の整数を表し、0~2の整数であることが好ましく、0または1であることがより好ましい。
また、R22は、置換基を表し、r22は、0~6の整数を表し、0~2の整数であることが好ましく、0または1であることがより好ましい。
また、R23は、炭素数1~5のアルキル基を表し、r23は、0~8の整数を表し、0~4の整数であることが好ましく、0~2の整数であることがより好ましく、0または1であることが更に好ましい。
上記式(A2-1)中のR21、および、上記式(A2-2)中のR22が示す置換基としては、例えば、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、シアノ基、アルコキシカルボニル基などが挙げられる。
アルキル基としては、例えば、炭素数1~18の直鎖状、分岐鎖状または環状のアルキル基が好ましく、炭素数1~8のアルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、t-ブチル基、シクロヘキシル基等)がより好ましく、炭素数1~4のアルキル基であることが更に好ましく、メチル基またはエチル基であるのが特に好ましい。
アルコキシ基としては、例えば、炭素数1~18のアルコキシ基が好ましく、炭素数1~8のアルコキシ基(例えば、メトキシ基、エトキシ基、n-ブトキシ基、メトキシエトキシ基等)がより好ましく、炭素数1~4のアルコキシ基であることが更に好ましく、メトキシ基またはエトキシ基であるのが特に好ましい。
ハロゲン原子としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、中でも、フッ素原子、塩素原子であるのが好ましい。
アルコキシカルボニル基としては、置換もしくは無置換のアルコキシカルボニル基があげられ、無置換のアルコキシカルボニル基としては、例えば炭素数1~18のアルコキシカルボニル基が好ましく、炭素数1~8のアルコキシカルボニル基(例えば、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、n-ブトキシカルボニル基等)がより好ましい。置換のアルコキシカルボニル基としては、例えば、アクリルオキシブトキシカルボニル基など、重合性基が置換したアルコキシカルボニル基が好ましい。
アルキル基としては、例えば、炭素数1~18の直鎖状、分岐鎖状または環状のアルキル基が好ましく、炭素数1~8のアルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、t-ブチル基、シクロヘキシル基等)がより好ましく、炭素数1~4のアルキル基であることが更に好ましく、メチル基またはエチル基であるのが特に好ましい。
アルコキシ基としては、例えば、炭素数1~18のアルコキシ基が好ましく、炭素数1~8のアルコキシ基(例えば、メトキシ基、エトキシ基、n-ブトキシ基、メトキシエトキシ基等)がより好ましく、炭素数1~4のアルコキシ基であることが更に好ましく、メトキシ基またはエトキシ基であるのが特に好ましい。
ハロゲン原子としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、中でも、フッ素原子、塩素原子であるのが好ましい。
アルコキシカルボニル基としては、置換もしくは無置換のアルコキシカルボニル基があげられ、無置換のアルコキシカルボニル基としては、例えば炭素数1~18のアルコキシカルボニル基が好ましく、炭素数1~8のアルコキシカルボニル基(例えば、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、n-ブトキシカルボニル基等)がより好ましい。置換のアルコキシカルボニル基としては、例えば、アクリルオキシブトキシカルボニル基など、重合性基が置換したアルコキシカルボニル基が好ましい。
上記式(A2-3)~(A2-5)中、R23が示す炭素数1~5のアルキル基としては、具体的には、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基等が挙げられる。
上記式(II)中、SP3が示す炭素数1~12の直鎖状もしくは分岐状のアルキレン基としては、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基、ヘキシレン基、メチルヘキシレン基、へプチレン基等が好適に挙げられる。なお、SP3は、上述した通り、炭素数1~12の直鎖状もしくは分岐状のアルキレン基を構成する-CH2-の1個以上が-O-、-S-、-NH-、-N(Q)-、もしくは、-CO-に置換された2価の連結基であってもよく、Qで表される置換基としては、上述した式(Ar-1)中のY1が有していてもよい置換基と同様のものが挙げられる。
上記式(II)中、L3が示す重合性基は、特に限定されないが、ラジカル重合またはカチオン重合可能な重合性基が好ましく、具体的には、例えば、上述した式(I)中のL1およびL2が示す重合性基と同様のものが挙げられる。
上記式(II)中、Bが示す炭素数1~12の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、t-ブチル基、ヘキシル基等が挙げられ、なかでも、炭素数1~4のアルキル基であることが好ましく、メチル基またはエチル基であるのがより好ましい。
また、Bが示す炭素数1~12の直鎖状もしくは分岐状のアルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、n-ブトキシ基、メトキシエトキシ基等が挙げられ、なかでも、炭素数1~4のアルコキシ基であることが好ましく、メトキシ基またはエトキシ基であることがより好ましい。
また、Bが示す炭素数1~12の直鎖状もしくは分岐状のアルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、n-ブトキシ基、メトキシエトキシ基等が挙げられ、なかでも、炭素数1~4のアルコキシ基であることが好ましく、メトキシ基またはエトキシ基であることがより好ましい。
上記式(II)中、mは、0~3の整数を表すが、相転移温度および結晶性の観点から、本発明においては、0~2の整数であることが好ましく、0または1であることがより好ましい。
また、上記式(II)中、sは、1または2を表すが、1であることが好ましい。
また、上記式(II)中、sは、1または2を表すが、1であることが好ましい。
上記式(II)中、A2の左側の側鎖構造、すなわち、B-Cy3-Cy4-D5-としては、下記表4に示す側鎖構造4-1~4-5が挙げられる。
一方、上記式(II)中、A2の右側の側鎖構造、すなわち、-D6-(A3-D7)m-SP3-L3としては、上記式(I)中のArの右側の側鎖構造として例示した上述した表1~3に示す側鎖構造が挙げられる。
上記式(II)で表される重合性化合物としては、例えば、下記式(21)~(38)で表される化合物が好適に挙げられる。
具体的には、下記式(21)~(38)で表される各化合物における2つのK(側鎖構造)について、いずれか一方の側鎖構造として上述した表4に示す側鎖構造のいずれかを採用し、他方の側鎖構造として上述した表1~表3に示す側鎖構造のいずれかを採用した化合物が挙げられる。
具体的には、下記式(21)~(38)で表される各化合物における2つのK(側鎖構造)について、いずれか一方の側鎖構造として上述した表4に示す側鎖構造のいずれかを採用し、他方の側鎖構造として上述した表1~表3に示す側鎖構造のいずれかを採用した化合物が挙げられる。
本発明においては、上記重合性化合物(II)の含有量は、上述した重合性液晶化合物(I)および上記重合性化合物(II)の合計100質量部に対して0.1~50質量部であることが好ましく、0.5~30質量部であることがより好ましく、1~20質量部であることが更に好ましい。
また、本発明においては、配向性が良好となる理由から、上記重合性液晶化合物(I)の分子量Mwに対する、1,4-シクロヘキシレン基部分の分子量の合計値Mcyの割合(Mcy/Mw)が、0.25~0.45となり、かつ、上記重合性化合物(II)の分子量Mwに対する、1,4-シクロヘキシレン基部分の分子量の合計値Mcyの割合(Mcy/Mw)が、0.25~0.45となることが好ましい。
ここで、「1,4-シクロヘキシレン基部分の分子量の合計値Mcy」とは、重合性液晶化合物(I)または重合性化合物(II)に含まれている1,4-シクロヘキシレン基の分子量(82.15)の合計値を言い、例えば、2個の1,4-シクロヘキシレン基が単結合で連結された部分構造(以下、「ジシクロヘキシル基」とも略す。)のMcyは164.29と算出され、ジシクロヘキシル基を2個有する場合のMcyは328.60と算出される。
ここで、「1,4-シクロヘキシレン基部分の分子量の合計値Mcy」とは、重合性液晶化合物(I)または重合性化合物(II)に含まれている1,4-シクロヘキシレン基の分子量(82.15)の合計値を言い、例えば、2個の1,4-シクロヘキシレン基が単結合で連結された部分構造(以下、「ジシクロヘキシル基」とも略す。)のMcyは164.29と算出され、ジシクロヘキシル基を2個有する場合のMcyは328.60と算出される。
更に、本発明においては、形成される光学異方性膜の耐久性がより良好となる理由から、上記重合性液晶化合物(I)のハンセン溶解度パラメータと、上記重合性化合物(II)のハンセン溶解度パラメータとの値の差が、2.0未満であることが好ましく、0.1以上1.5以下であることがより好ましい。
ここで、ハンセン溶解度パラメータ(以下、「HSP値」ともいう。)の詳細については、Hansen,Charles(2007).Hansen Solubility Parameters:A user’s handbook,Second Edition.Boca Raton,Fla:CRC Press.ISBN 9780849372483に説明がある。
また、HSP値は、以下のソフトウェアに化合物の構造式を入力することにより算出される。ソフトウェアとしては、HSPiP(Hansen Solubility Parameters in Practice) ver4.1.07が用いられる。
ここで、ハンセン溶解度パラメータ(以下、「HSP値」ともいう。)の詳細については、Hansen,Charles(2007).Hansen Solubility Parameters:A user’s handbook,Second Edition.Boca Raton,Fla:CRC Press.ISBN 9780849372483に説明がある。
また、HSP値は、以下のソフトウェアに化合物の構造式を入力することにより算出される。ソフトウェアとしては、HSPiP(Hansen Solubility Parameters in Practice) ver4.1.07が用いられる。
〔他の重合性化合物〕
本発明の重合性液晶組成物は、上述した重合性液晶化合物(I)および重合性化合物(II)以外に、重合性基を1個以上有する他の重合性化合物を含んでいてもよい。
ここで、他の重合性化合物が有する重合性基は特に限定されず、例えば、アクリロイル基、メタクリロイル基、ビニル基、スチリル基、アリル基等が挙げられる。なかでも、アクリロイル基、メタクリロイル基を有しているのが好ましい。
本発明の重合性液晶組成物は、上述した重合性液晶化合物(I)および重合性化合物(II)以外に、重合性基を1個以上有する他の重合性化合物を含んでいてもよい。
ここで、他の重合性化合物が有する重合性基は特に限定されず、例えば、アクリロイル基、メタクリロイル基、ビニル基、スチリル基、アリル基等が挙げられる。なかでも、アクリロイル基、メタクリロイル基を有しているのが好ましい。
他の重合性化合物としては、形成される光学異方性膜の湿熱耐久性がより向上する理由から、重合性基を1個~4個有する他の重合性化合物であるのが好ましく、重合性基を2個有する他の重合性化合物であるのがより好ましい。
他の重合性化合物としては、特開2016-053709号公報の[0073]~[0074]段落に記載された化合物が挙げられる。
また、他の重合性化合物としては、特開2014-077068号公報の[0030]~[0033]段落に記載された式(M1)、(M2)、(M3)で表される化合物が挙げられ、より具体的には、同公報の[0046]~[0055]段落に記載された具体例が挙げられる。
また、他の重合性化合物としては、特開2014-198814号公報に記載の式(1)~(3)の構造のものも好ましく用いることができ、より具体的には、同公報の[0020]~[0035]、[0042]~[0050]、[0056]~[0057]段落に記載された具体例が挙げられる。
また、他の重合性化合物としては、特開2014-077068号公報の[0030]~[0033]段落に記載された式(M1)、(M2)、(M3)で表される化合物が挙げられ、より具体的には、同公報の[0046]~[0055]段落に記載された具体例が挙げられる。
また、他の重合性化合物としては、特開2014-198814号公報に記載の式(1)~(3)の構造のものも好ましく用いることができ、より具体的には、同公報の[0020]~[0035]、[0042]~[0050]、[0056]~[0057]段落に記載された具体例が挙げられる。
このような他の重合性化合物を含有する場合の含有量は、上述した重合性液晶化合物(I)および重合性化合物(II)を含めた合計質量に対して、50質量%未満であることが好ましく、40質量%以下であることがより好ましく、2~30質量%であることが更に好ましい。
〔重合開始剤〕
本発明の重合性液晶組成物は、重合開始剤を含有していることが好ましい。
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。
光重合開始剤としては、例えば、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)、アクリジンおよ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)およびオキサジアゾール化合物(米国特許第4212970号明細書記載)、アシルフォスフィンオキシド化合物(特公昭63-40799号公報、特公平5-29234号公報、特開平10-95788号公報、特開平10-29997号公報記載)等が挙げられる。
また、本発明においては、重合開始剤がオキシム型の重合開始剤であることも好ましく、その具体例としては、国際公開第2017/170443号の[0049]~[0052]段落に記載された開始剤が挙げられる。
本発明の重合性液晶組成物は、重合開始剤を含有していることが好ましい。
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。
光重合開始剤としては、例えば、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)、アクリジンおよ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)およびオキサジアゾール化合物(米国特許第4212970号明細書記載)、アシルフォスフィンオキシド化合物(特公昭63-40799号公報、特公平5-29234号公報、特開平10-95788号公報、特開平10-29997号公報記載)等が挙げられる。
また、本発明においては、重合開始剤がオキシム型の重合開始剤であることも好ましく、その具体例としては、国際公開第2017/170443号の[0049]~[0052]段落に記載された開始剤が挙げられる。
〔溶媒〕
本発明の重合性液晶組成物は、光学異方性膜を形成する作業性等の観点から、溶媒を含有するのが好ましい。
溶媒としては、具体的には、例えば、ケトン類(例えば、アセトン、2-ブタノン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、シクロペンタノンなど)、エーテル類(例えば、ジオキサン、テトラヒドロフランなど)、脂肪族炭化水素類(例えば、ヘキサンなど)、脂環式炭化水素類(例えば、シクロヘキサンなど)、芳香族炭化水素類(例えば、トルエン、キシレン、トリメチルベンゼンなど)、ハロゲン化炭素類(例えば、ジクロロメタン、ジクロロエタン、ジクロロベンゼン、クロロトルエンなど)、エステル類(例えば、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチルなど)、水、アルコール類(例えば、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、シクロヘキサノールなど)、セロソルブ類(例えば、メチルセロソルブ、エチルセロソルブなど)、セロソルブアセテート類、スルホキシド類(例えば、ジメチルスルホキシドなど)、アミド類(例えば、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミドなど)等が挙げられ、これらを1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
本発明の重合性液晶組成物は、光学異方性膜を形成する作業性等の観点から、溶媒を含有するのが好ましい。
溶媒としては、具体的には、例えば、ケトン類(例えば、アセトン、2-ブタノン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、シクロペンタノンなど)、エーテル類(例えば、ジオキサン、テトラヒドロフランなど)、脂肪族炭化水素類(例えば、ヘキサンなど)、脂環式炭化水素類(例えば、シクロヘキサンなど)、芳香族炭化水素類(例えば、トルエン、キシレン、トリメチルベンゼンなど)、ハロゲン化炭素類(例えば、ジクロロメタン、ジクロロエタン、ジクロロベンゼン、クロロトルエンなど)、エステル類(例えば、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチルなど)、水、アルコール類(例えば、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、シクロヘキサノールなど)、セロソルブ類(例えば、メチルセロソルブ、エチルセロソルブなど)、セロソルブアセテート類、スルホキシド類(例えば、ジメチルスルホキシドなど)、アミド類(例えば、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミドなど)等が挙げられ、これらを1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
〔レベリング剤〕
本発明の重合性液晶組成物は、光学異方性膜の表面を平滑に保ち、配向制御を容易にする観点から、レベリング剤を含有することが好ましい。
このようなレベリング剤としては、添加量に対するレベリング効果が高い理由から、フッ素系レベリング剤またはケイ素系レベリング剤であることが好ましく、泣き出し(ブルーム、ブリード)を起こしにくい観点から、フッ素系レベリング剤であることがより好ましい。
レベリング剤としては、具体的には、例えば、特開2007-069471号公報の[0079]~[0102]段落の記載に記載された化合物、特開2013-047204号公報に記載された一般式(I)で表される化合物(特に[0020]~[0032]段落に記載された化合物)、特開2012-211306号公報に記載された一般式(I)で表される化合物(特に[0022]~[0029]段落に記載された化合物)、特開2002-129162号公報に記載された一般式(I)で表される液晶配向促進剤(特に[0076]~[0078]および[0082]~[0084]段落に記載された化合物)、特開2005-099248号公報に記載された一般式(I)、(II)および(III)で表される化合物(特に[0092]~[0096]段落に記載された化合物)などが挙げられる。なお、後述する配向制御剤としての機能を兼ね備えてもよい。
本発明の重合性液晶組成物は、光学異方性膜の表面を平滑に保ち、配向制御を容易にする観点から、レベリング剤を含有することが好ましい。
このようなレベリング剤としては、添加量に対するレベリング効果が高い理由から、フッ素系レベリング剤またはケイ素系レベリング剤であることが好ましく、泣き出し(ブルーム、ブリード)を起こしにくい観点から、フッ素系レベリング剤であることがより好ましい。
レベリング剤としては、具体的には、例えば、特開2007-069471号公報の[0079]~[0102]段落の記載に記載された化合物、特開2013-047204号公報に記載された一般式(I)で表される化合物(特に[0020]~[0032]段落に記載された化合物)、特開2012-211306号公報に記載された一般式(I)で表される化合物(特に[0022]~[0029]段落に記載された化合物)、特開2002-129162号公報に記載された一般式(I)で表される液晶配向促進剤(特に[0076]~[0078]および[0082]~[0084]段落に記載された化合物)、特開2005-099248号公報に記載された一般式(I)、(II)および(III)で表される化合物(特に[0092]~[0096]段落に記載された化合物)などが挙げられる。なお、後述する配向制御剤としての機能を兼ね備えてもよい。
〔配向制御剤〕
本発明の重合性液晶組成物は、必要に応じて、配向制御剤を含有することができる。
配向制御剤により、ホモジニアス配向の他、ホメオトロピック配向(垂直配向)、傾斜配向、ハイブリッド配向、コレステリック配向等の種々の配向状態を形成することができ、また、特定の配向状態をより均一かつより精密に制御して実現することができる。
本発明の重合性液晶組成物は、必要に応じて、配向制御剤を含有することができる。
配向制御剤により、ホモジニアス配向の他、ホメオトロピック配向(垂直配向)、傾斜配向、ハイブリッド配向、コレステリック配向等の種々の配向状態を形成することができ、また、特定の配向状態をより均一かつより精密に制御して実現することができる。
ホモジニアス配向を促進する配向制御剤としては、例えば、低分子の配向制御剤や、高分子の配向制御剤を用いることができる。
低分子の配向制御剤としては、例えば、特開2002-20363号公報の[0009]~[0083]段落、特開2006-106662号公報の[0111]~[0120]段落、および、特開2012-211306公報の[0021]~[0029]段落の記載を参酌することができ、この内容は本願明細書に組み込まれる。
また、高分子の配向制御剤としては、例えば、特開2004-198511号公報の[0021]~[0057]段落、および、特開2006-106662号公報の[0121]~[0167]段落を参酌することができ、この内容は本願明細書に組み込まれる。
低分子の配向制御剤としては、例えば、特開2002-20363号公報の[0009]~[0083]段落、特開2006-106662号公報の[0111]~[0120]段落、および、特開2012-211306公報の[0021]~[0029]段落の記載を参酌することができ、この内容は本願明細書に組み込まれる。
また、高分子の配向制御剤としては、例えば、特開2004-198511号公報の[0021]~[0057]段落、および、特開2006-106662号公報の[0121]~[0167]段落を参酌することができ、この内容は本願明細書に組み込まれる。
また、ホメオトロピック配向を形成または促進する配向制御剤としては、例えば、ボロン酸化合物、オニウム塩化合物が挙げられ、具体的には、特開2008-225281号公報の[0023]~[0032]段落、特開2012-208397号公報の[0052]~[0058]段落、特開2008-026730号公報の[0024]~[0055]段落、特開2016-193869号公報の[0043]~[0055]段落などに記載された化合物を参酌することができ、この内容は本願明細書に組み込まれる。
一方、コレステリック配向は、本発明の重合性組成物にキラル剤を加えることにより実現することができ、そのキラル性の向きによりコレステリック配向の旋回方向を制御できる。なお、キラル剤の配向規制力に応じてコレステリック配向のピッチを制御することができる。
配向制御剤の含有する場合の含有量は、重合性液晶組成物中の全固形分質量に対して0.01~10質量%であることが好ましく、0.05~5質量%であることがより好ましい。含有量がこの範囲であると、望む配向状態を実現しつつ、析出や相分離、配向欠陥等が無く、均一で透明性の高い光学異方性膜を得ることができる。
これらの配向制御剤は、さらに重合性官能基、特に、本発明の重合性液晶組成物を構成する重合性液晶化合物と重合可能な重合性官能基を付与することができる。
これらの配向制御剤は、さらに重合性官能基、特に、本発明の重合性液晶組成物を構成する重合性液晶化合物と重合可能な重合性官能基を付与することができる。
〔その他の成分〕
本発明の重合性液晶組成物は、上述した成分以外の成分を含有してもよく、例えば、上述した重合性液晶化合物以外の液晶化合物、界面活性剤、チルト角制御剤、配向助剤、可塑剤、および、架橋剤などが挙げられる。
本発明の重合性液晶組成物は、上述した成分以外の成分を含有してもよく、例えば、上述した重合性液晶化合物以外の液晶化合物、界面活性剤、チルト角制御剤、配向助剤、可塑剤、および、架橋剤などが挙げられる。
[光学異方性膜]
本発明の光学異方性膜は、上述した本発明の重合性液晶組成物を重合して得られる光学異方性膜である。
光学異方性膜の形成方法としては、例えば、上述した本発明の重合性液晶組成物を用いて、所望の配向状態とした後に、重合により固定化する方法などが挙げられる。
ここで、重合条件は特に限定されないが、光照射による重合においては、紫外線を用いることが好ましい。照射量は、10mJ/cm2~50J/cm2であることが好ましく、20mJ/cm2~5J/cm2であることがより好ましく、30mJ/cm2~3J/cm2であることが更に好ましく、50~1000mJ/cm2であることが特に好ましい。また、重合反応を促進するため、加熱条件下で実施してもよい。
なお、本発明においては、光学異方性膜は、後述する本発明の光学フィルムにおける任意の支持体上や、後述する本発明の偏光板における偏光子上に形成することができる。
本発明の光学異方性膜は、上述した本発明の重合性液晶組成物を重合して得られる光学異方性膜である。
光学異方性膜の形成方法としては、例えば、上述した本発明の重合性液晶組成物を用いて、所望の配向状態とした後に、重合により固定化する方法などが挙げられる。
ここで、重合条件は特に限定されないが、光照射による重合においては、紫外線を用いることが好ましい。照射量は、10mJ/cm2~50J/cm2であることが好ましく、20mJ/cm2~5J/cm2であることがより好ましく、30mJ/cm2~3J/cm2であることが更に好ましく、50~1000mJ/cm2であることが特に好ましい。また、重合反応を促進するため、加熱条件下で実施してもよい。
なお、本発明においては、光学異方性膜は、後述する本発明の光学フィルムにおける任意の支持体上や、後述する本発明の偏光板における偏光子上に形成することができる。
本発明の光学異方性膜は、下記式(III)を満たしていることが好ましい。
0.50<Re(450)/Re(550)<1.00 ・・・(III)
ここで、上記式(III)中、Re(450)は、光学異方性膜の波長450nmにおける面内レターデーションを表し、Re(550)は、光学異方性膜の波長550nmにおける面内レターデーションを表す。なお、本明細書において、レターデーションの測定波長を明記していない場合は、測定波長は550nmとする。
また、面内レターデーションおよび厚み方向のレターデーションの値は、AxoScan OPMF-1(オプトサイエンス社製)を用い、測定波長の光を用いて測定した値をいう。
具体的には、AxoScan OPMF-1にて、平均屈折率((Nx+Ny+Nz)/3)と膜厚(d(μm))を入力することにより、
遅相軸方向(°)
Re(λ)=R0(λ)
Rth(λ)=((nx+ny)/2-nz)×d
が算出される。
なお、R0(λ)は、AxoScan OPMF-1で算出される数値として表示されるものであるが、Re(λ)を意味している。
0.50<Re(450)/Re(550)<1.00 ・・・(III)
ここで、上記式(III)中、Re(450)は、光学異方性膜の波長450nmにおける面内レターデーションを表し、Re(550)は、光学異方性膜の波長550nmにおける面内レターデーションを表す。なお、本明細書において、レターデーションの測定波長を明記していない場合は、測定波長は550nmとする。
また、面内レターデーションおよび厚み方向のレターデーションの値は、AxoScan OPMF-1(オプトサイエンス社製)を用い、測定波長の光を用いて測定した値をいう。
具体的には、AxoScan OPMF-1にて、平均屈折率((Nx+Ny+Nz)/3)と膜厚(d(μm))を入力することにより、
遅相軸方向(°)
Re(λ)=R0(λ)
Rth(λ)=((nx+ny)/2-nz)×d
が算出される。
なお、R0(λ)は、AxoScan OPMF-1で算出される数値として表示されるものであるが、Re(λ)を意味している。
本発明の光学異方性膜は、ポジティブAプレートまたはポジティブCプレートであることが好ましく、ポジティブAプレートであることがより好ましい。
ここで、ポジティブAプレート(正のAプレート)とポジティブCプレート(正のCプレート)は以下のように定義される。
フィルム面内の遅相軸方向(面内での屈折率が最大となる方向)の屈折率をnx、面内の遅相軸と面内で直交する方向の屈折率をny、厚み方向の屈折率をnzとしたとき、ポジティブAプレートは式(A1)の関係を満たすものであり、ポジティブCプレートは式(C1)の関係を満たすものである。なお、ポジティブAプレートはRthが正の値を示し、ポジティブCプレートはRthが負の値を示す。
式(A1) nx>ny≒nz
式(C1) nz>nx≒ny
なお、上記「≒」とは、両者が完全に同一である場合だけでなく、両者が実質的に同一である場合も包含する。
「実質的に同一」とは、ポジティブAプレートでは、例えば、(ny-nz)×d(ただし、dはフィルムの厚みである)が、-10~10nm、好ましくは-5~5nmの場合も「ny≒nz」に含まれ、(nx-nz)×dが、-10~10nm、好ましくは-5~5nmの場合も「nx≒nz」に含まれる。また、ポジティブCプレートでは、例えば、(nx-ny)×d(ただし、dはフィルムの厚みである)が、0~10nm、好ましくは0~5nmの場合も「nx≒ny」に含まれる。
フィルム面内の遅相軸方向(面内での屈折率が最大となる方向)の屈折率をnx、面内の遅相軸と面内で直交する方向の屈折率をny、厚み方向の屈折率をnzとしたとき、ポジティブAプレートは式(A1)の関係を満たすものであり、ポジティブCプレートは式(C1)の関係を満たすものである。なお、ポジティブAプレートはRthが正の値を示し、ポジティブCプレートはRthが負の値を示す。
式(A1) nx>ny≒nz
式(C1) nz>nx≒ny
なお、上記「≒」とは、両者が完全に同一である場合だけでなく、両者が実質的に同一である場合も包含する。
「実質的に同一」とは、ポジティブAプレートでは、例えば、(ny-nz)×d(ただし、dはフィルムの厚みである)が、-10~10nm、好ましくは-5~5nmの場合も「ny≒nz」に含まれ、(nx-nz)×dが、-10~10nm、好ましくは-5~5nmの場合も「nx≒nz」に含まれる。また、ポジティブCプレートでは、例えば、(nx-ny)×d(ただし、dはフィルムの厚みである)が、0~10nm、好ましくは0~5nmの場合も「nx≒ny」に含まれる。
本発明の光学異方性膜がポジティブAプレートである場合、λ/4板として機能する観点から、Re(550)が100~180nmであることが好ましく、120~160nmであることがより好ましく、130~150nmであることが更に好ましく、130~140nmであること特に好ましい。
ここで、「λ/4板」とは、λ/4機能を有する板であり、具体的には、ある特定の波長の直線偏光を円偏光に(または円偏光を直線偏光に)変換する機能を有する板である。
ここで、「λ/4板」とは、λ/4機能を有する板であり、具体的には、ある特定の波長の直線偏光を円偏光に(または円偏光を直線偏光に)変換する機能を有する板である。
[光学フィルム]
本発明の光学フィルムは、本発明の光学異方性膜を有する光学フィルムである。
図1A、図1Bおよび図1C(以下、これらの図面を特に区別を要しない場合は「図1」と略す。)は、それぞれ本発明の光学フィルムの一例を示す模式的な断面図である。
なお、図1は模式図であり、各層の厚みの関係や位置関係などは必ずしも実際のものとは一致せず、図1に示す支持体、配向膜およびハードコート層は、いずれも任意の構成部材である。
図1に示す光学フィルム10は、支持体16と、配向膜14と、光学異方性膜12とをこの順で有する。
また、光学フィルム10は、図1Bに示すように、支持体16の配向膜14が設けられた側とは反対側にハードコート層18を有していてもよく、図1Cに示すように、光学異方性膜12の配向膜14が設けられた側とは反対側にハードコート層18を有していてもよい。
以下、本発明の光学フィルムに用いられる種々の部材について詳細に説明する。
本発明の光学フィルムは、本発明の光学異方性膜を有する光学フィルムである。
図1A、図1Bおよび図1C(以下、これらの図面を特に区別を要しない場合は「図1」と略す。)は、それぞれ本発明の光学フィルムの一例を示す模式的な断面図である。
なお、図1は模式図であり、各層の厚みの関係や位置関係などは必ずしも実際のものとは一致せず、図1に示す支持体、配向膜およびハードコート層は、いずれも任意の構成部材である。
図1に示す光学フィルム10は、支持体16と、配向膜14と、光学異方性膜12とをこの順で有する。
また、光学フィルム10は、図1Bに示すように、支持体16の配向膜14が設けられた側とは反対側にハードコート層18を有していてもよく、図1Cに示すように、光学異方性膜12の配向膜14が設けられた側とは反対側にハードコート層18を有していてもよい。
以下、本発明の光学フィルムに用いられる種々の部材について詳細に説明する。
〔光学異方性膜〕
本発明の光学フィルムが有する光学異方性膜は、上述した本発明の光学異方性膜である。
本発明の光学フィルムにおいては、上記光学異方性膜の厚みについては特に限定されないが、0.1~10μmであるのが好ましく、0.5~5μmであるのがより好ましい。
本発明の光学フィルムが有する光学異方性膜は、上述した本発明の光学異方性膜である。
本発明の光学フィルムにおいては、上記光学異方性膜の厚みについては特に限定されないが、0.1~10μmであるのが好ましく、0.5~5μmであるのがより好ましい。
〔支持体〕
本発明の光学フィルムは、上述したように、光学異方性膜を形成するための基材として支持体を有していてもよい。
このような支持体は、透明であるのが好ましく、具体的には、光透過率が80%以上であるのが好ましい。
本発明の光学フィルムは、上述したように、光学異方性膜を形成するための基材として支持体を有していてもよい。
このような支持体は、透明であるのが好ましく、具体的には、光透過率が80%以上であるのが好ましい。
このような支持体としては、例えば、ガラス基板やポリマーフィルムが挙げられ、ポリマーフィルムの材料としては、セルロース系ポリマー;ポリメチルメタクリレート、ラクトン環含有重合体等のアクリル酸エステル重合体を有するアクリル系ポリマー;熱可塑性ノルボルネン系ポリマー;ポリカーボネート系ポリマー;ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル系ポリマー;ポリスチレン、アクリロニトリル・スチレン共重合体(AS樹脂)等のスチレン系ポリマー;ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン・プロピレン共重合体等のポリオレフィン系ポリマー;、塩化ビニル系ポリマー;ナイロン、芳香族ポリアミド等のアミド系ポリマー;イミド系ポリマー;スルホン系ポリマー;ポリエーテルスルホン系ポリマー;ポリエーテルエーテルケトン系ポリマー;ポリフェニレンスルフィド系ポリマー;塩化ビニリデン系ポリマー;ビニルアルコール系ポリマー;ビニルブチラール系ポリマー;アリレート系ポリマー;ポリオキシメチレン系ポリマー;エポキシ系ポリマー;またはこれらのポリマーを混合したポリマーが挙げられる。
また、後述する偏光子がこのような支持体を兼ねる態様であってもよい。
また、後述する偏光子がこのような支持体を兼ねる態様であってもよい。
本発明においては、上記支持体の厚みについては特に限定されないが、5~60μmであるのが好ましく、5~30μmであるのがより好ましい。
〔配向膜〕
本発明の光学フィルムは、上述した任意の支持体を有する場合、支持体と光学異方性膜との間に、配向膜を有しているのが好ましい。なお、上述した支持体が配向膜を兼ねる態様であってもよい。
本発明の光学フィルムは、上述した任意の支持体を有する場合、支持体と光学異方性膜との間に、配向膜を有しているのが好ましい。なお、上述した支持体が配向膜を兼ねる態様であってもよい。
配向膜は、一般的にはポリマーを主成分とする。配向膜用ポリマー材料としては、多数の文献に記載があり、多数の市販品を入手することができる。
本発明において利用されるポリマー材料は、ポリビニルアルコール又はポリイミド、及びその誘導体が好ましい。特に変性又は未変性のポリビニルアルコールが好ましい。
本発明に使用可能な配向膜については、例えば、国際公開第01/88574号の43頁24行~49頁8行に記載された配向膜;特許第3907735号公報の段落[0071]~[0095]に記載の変性ポリビニルアルコール;特開2012-155308号公報に記載された液晶配向剤により形成される液晶配向膜;等が挙げられる。
本発明において利用されるポリマー材料は、ポリビニルアルコール又はポリイミド、及びその誘導体が好ましい。特に変性又は未変性のポリビニルアルコールが好ましい。
本発明に使用可能な配向膜については、例えば、国際公開第01/88574号の43頁24行~49頁8行に記載された配向膜;特許第3907735号公報の段落[0071]~[0095]に記載の変性ポリビニルアルコール;特開2012-155308号公報に記載された液晶配向剤により形成される液晶配向膜;等が挙げられる。
本発明においては、配向膜の形成時に配向膜表面に接触しないことで面状悪化を防ぐことが可能となる理由から、配向膜としては光配向膜を利用することも好ましい。
光配向膜としては特に限定はされないが、国際公開第2005/096041号の段落[0024]~[0043]に記載されたポリアミド化合物やポリイミド化合物などのポリマー材料;特開2012-155308号公報に記載された光配向性基を有する液晶配向剤により形成される液晶配向膜;Rolic Technologies社製の商品名LPP-JP265CPなどを用いることができる。
光配向膜としては特に限定はされないが、国際公開第2005/096041号の段落[0024]~[0043]に記載されたポリアミド化合物やポリイミド化合物などのポリマー材料;特開2012-155308号公報に記載された光配向性基を有する液晶配向剤により形成される液晶配向膜;Rolic Technologies社製の商品名LPP-JP265CPなどを用いることができる。
また、本発明においては、上記配向膜の厚さは特に限定されないが、支持体に存在しうる表面凹凸を緩和して均一な膜厚の光学異方性膜を形成するという観点から、0.01~10μmであることが好ましく、0.01~1μmであることがより好ましく、0.01~0.5μmであることがさらに好ましい。
〔ハードコート層〕
本発明の光学フィルムは、フィルムの物理的強度を付与するために、ハードコート層を有しているのが好ましい。具体的には、支持体の配向膜が設けられた側とは反対側にハードコート層を有していてもよく(図1B参照)、光学異方性膜の配向膜が設けられた側とは反対側にハードコート層を有していてもよい(図1C参照)。
ハードコート層としては特開2009-98658号公報の段落[0190]~[0196]に記載のものを使用することができる。
本発明の光学フィルムは、フィルムの物理的強度を付与するために、ハードコート層を有しているのが好ましい。具体的には、支持体の配向膜が設けられた側とは反対側にハードコート層を有していてもよく(図1B参照)、光学異方性膜の配向膜が設けられた側とは反対側にハードコート層を有していてもよい(図1C参照)。
ハードコート層としては特開2009-98658号公報の段落[0190]~[0196]に記載のものを使用することができる。
〔他の光学異方性膜〕
本発明の光学フィルムは、本発明の光学異方性膜とは別に、他の光学異方性膜を有していてもよい。
すなわち、本発明の光学フィルムは、本発明の光学異方性膜と他の光学異方性膜との積層構造を有していてもよい。
このような他の光学異方性膜は、上述した重合性液晶化合物(I)および重合性化合物(II)のいずれか一方を配合せず、上述した他の重合性化合物(特に、液晶化合物)を用いて得られる光学異方性膜であれば特に限定されない。
ここで、一般的に、液晶化合物はその形状から、棒状タイプと円盤状タイプに分類できる。さらにそれぞれ低分子と高分子タイプがある。高分子とは一般に重合度が100以上のものを指す(高分子物理・相転移ダイナミクス,土井 正男 著,2頁,岩波書店,1992)。本発明では、いずれの液晶化合物を用いることもできるが、棒状液晶化合物またはディスコティック液晶化合物(円盤状液晶化合物)を用いるのが好ましい。2種以上の棒状液晶化合物、2種以上の円盤状液晶化合物、または棒状液晶化合物と円盤状液晶化合物との混合物を用いてもよい。上述の液晶化合物の固定化のために、重合性基を有する棒状液晶化合物または円盤状液晶化合物を用いて形成することがより好ましく、液晶化合物が1分子中に重合性基を2以上有することがさらに好ましい。液晶化合物が二種類以上の混合物の場合には、少なくとも1種類の液晶化合物が1分子中に2以上の重合性基を有していることが好ましい。
棒状液晶化合物としては、例えば、特表平11-513019号公報の請求項1や特開2005-289980号公報の段落[0026]~[0098]に記載のものを好ましく用いることができ、ディスコティック液晶化合物としては、例えば、特開2007-108732号公報の段落[0020]~[0067]や特開2010-244038号公報の段落[0013]~[0108]に記載のものを好ましく用いることができるが、これらに限定されない。
本発明の光学フィルムは、本発明の光学異方性膜とは別に、他の光学異方性膜を有していてもよい。
すなわち、本発明の光学フィルムは、本発明の光学異方性膜と他の光学異方性膜との積層構造を有していてもよい。
このような他の光学異方性膜は、上述した重合性液晶化合物(I)および重合性化合物(II)のいずれか一方を配合せず、上述した他の重合性化合物(特に、液晶化合物)を用いて得られる光学異方性膜であれば特に限定されない。
ここで、一般的に、液晶化合物はその形状から、棒状タイプと円盤状タイプに分類できる。さらにそれぞれ低分子と高分子タイプがある。高分子とは一般に重合度が100以上のものを指す(高分子物理・相転移ダイナミクス,土井 正男 著,2頁,岩波書店,1992)。本発明では、いずれの液晶化合物を用いることもできるが、棒状液晶化合物またはディスコティック液晶化合物(円盤状液晶化合物)を用いるのが好ましい。2種以上の棒状液晶化合物、2種以上の円盤状液晶化合物、または棒状液晶化合物と円盤状液晶化合物との混合物を用いてもよい。上述の液晶化合物の固定化のために、重合性基を有する棒状液晶化合物または円盤状液晶化合物を用いて形成することがより好ましく、液晶化合物が1分子中に重合性基を2以上有することがさらに好ましい。液晶化合物が二種類以上の混合物の場合には、少なくとも1種類の液晶化合物が1分子中に2以上の重合性基を有していることが好ましい。
棒状液晶化合物としては、例えば、特表平11-513019号公報の請求項1や特開2005-289980号公報の段落[0026]~[0098]に記載のものを好ましく用いることができ、ディスコティック液晶化合物としては、例えば、特開2007-108732号公報の段落[0020]~[0067]や特開2010-244038号公報の段落[0013]~[0108]に記載のものを好ましく用いることができるが、これらに限定されない。
〔紫外線吸収剤〕
本発明の光学フィルムは、外光(特に紫外線)の影響を考慮して、紫外線(UV)吸収剤を含むことが好ましい。
紫外線吸収剤は、本発明の光学異方性膜に含有されてしてもよいし、本発明の光学フィルムを構成する光学異方性膜以外の部材に含有されていてもよい。光学異方性膜以外の部材としては、例えば、支持体が好適に挙げられる。
紫外線吸収剤としては、紫外線吸収性を発現できる従来公知のものがいずれも使用できる。このような紫外線吸収剤のうち、紫外線吸収性が高く、画像表示装置で用いられる紫外線吸収能(紫外線カット能)を得る観点から、ベンゾトリアゾール系またはヒドロキシフェニルトリアジン系の紫外線吸収剤を用いることが好ましい。
また、紫外線の吸収幅を広くするために、最大吸収波長の異なる紫外線吸収剤を2種以上併用することができる。
紫外線吸収剤としては、具体的には、例えば、特開2012-18395公報の[0258]~[0259]段落に記載された化合物、特開2007-72163号公報の[0055]~[0105]段落に記載された化合物などが挙げられる。
また、市販品として、Tinuvin400、Tinuvin405、Tinuvin460、Tinuvin477、Tinuvin479、および、Tinuvin1577(いずれもBASF社製)等を用いることができる。
本発明の光学フィルムは、外光(特に紫外線)の影響を考慮して、紫外線(UV)吸収剤を含むことが好ましい。
紫外線吸収剤は、本発明の光学異方性膜に含有されてしてもよいし、本発明の光学フィルムを構成する光学異方性膜以外の部材に含有されていてもよい。光学異方性膜以外の部材としては、例えば、支持体が好適に挙げられる。
紫外線吸収剤としては、紫外線吸収性を発現できる従来公知のものがいずれも使用できる。このような紫外線吸収剤のうち、紫外線吸収性が高く、画像表示装置で用いられる紫外線吸収能(紫外線カット能)を得る観点から、ベンゾトリアゾール系またはヒドロキシフェニルトリアジン系の紫外線吸収剤を用いることが好ましい。
また、紫外線の吸収幅を広くするために、最大吸収波長の異なる紫外線吸収剤を2種以上併用することができる。
紫外線吸収剤としては、具体的には、例えば、特開2012-18395公報の[0258]~[0259]段落に記載された化合物、特開2007-72163号公報の[0055]~[0105]段落に記載された化合物などが挙げられる。
また、市販品として、Tinuvin400、Tinuvin405、Tinuvin460、Tinuvin477、Tinuvin479、および、Tinuvin1577(いずれもBASF社製)等を用いることができる。
[偏光板]
本発明の偏光板は、上述した本発明の光学フィルムと、偏光子とを有するものである。
また、本発明の偏光板は、上述した本発明の光学異方性膜がλ/4板(ポジティブAプレート)である場合、円偏光板として用いることができる。
また、本発明の偏光板は、上述した本発明の光学異方性膜がλ/4板(ポジティブAプレート)である場合、λ/4板の遅相軸と後述する偏光子の吸収軸とのなす角が30~60°であることが好ましく、40~50°であることがより好ましく、42~48°であることが更に好ましく、45°であることが特に好ましい。
ここで、λ/4板の「遅相軸」は、λ/4板の面内において屈折率が最大となる方向を意味し、偏光子の「吸収軸」は、吸光度の最も高い方向を意味する。
本発明の偏光板は、上述した本発明の光学フィルムと、偏光子とを有するものである。
また、本発明の偏光板は、上述した本発明の光学異方性膜がλ/4板(ポジティブAプレート)である場合、円偏光板として用いることができる。
また、本発明の偏光板は、上述した本発明の光学異方性膜がλ/4板(ポジティブAプレート)である場合、λ/4板の遅相軸と後述する偏光子の吸収軸とのなす角が30~60°であることが好ましく、40~50°であることがより好ましく、42~48°であることが更に好ましく、45°であることが特に好ましい。
ここで、λ/4板の「遅相軸」は、λ/4板の面内において屈折率が最大となる方向を意味し、偏光子の「吸収軸」は、吸光度の最も高い方向を意味する。
〔偏光子〕
本発明の偏光板が有する偏光子は、光を特定の直線偏光に変換する機能を有する部材であれば特に限定されず、従来公知の吸収型偏光子および反射型偏光子を利用することができる。
吸収型偏光子としては、ヨウ素系偏光子、二色性染料を利用した染料系偏光子、およびポリエン系偏光子などが用いられる。ヨウ素系偏光子および染料系偏光子には、塗布型偏光子と延伸型偏光子があり、いずれも適用できるが、ポリビニルアルコールにヨウ素または二色性染料を吸着させ、延伸して作製される偏光子が好ましい。
また、基材上にポリビニルアルコール層を形成した積層フィルムの状態で延伸および染色を施すことで偏光子を得る方法として、特許第5048120号公報、特許第5143918号公報、特許第4691205号公報、特許第4751481号公報、特許第4751486号公報を挙げることができ、これらの偏光子に関する公知の技術も好ましく利用することができる。
反射型偏光子としては、複屈折の異なる薄膜を積層した偏光子、ワイヤーグリッド型偏光子、選択反射域を有するコレステリック液晶と1/4波長板とを組み合わせた偏光子などが用いられる。
なかでも、密着性がより優れる点で、ポリビニルアルコール系樹脂(-CH2-CHOH-を繰り返し単位として含むポリマー。特に、ポリビニルアルコールおよびエチレン-ビニルアルコール共重合体からなる群から選択される少なくとも1つ)を含む偏光子であることが好ましい。
本発明の偏光板が有する偏光子は、光を特定の直線偏光に変換する機能を有する部材であれば特に限定されず、従来公知の吸収型偏光子および反射型偏光子を利用することができる。
吸収型偏光子としては、ヨウ素系偏光子、二色性染料を利用した染料系偏光子、およびポリエン系偏光子などが用いられる。ヨウ素系偏光子および染料系偏光子には、塗布型偏光子と延伸型偏光子があり、いずれも適用できるが、ポリビニルアルコールにヨウ素または二色性染料を吸着させ、延伸して作製される偏光子が好ましい。
また、基材上にポリビニルアルコール層を形成した積層フィルムの状態で延伸および染色を施すことで偏光子を得る方法として、特許第5048120号公報、特許第5143918号公報、特許第4691205号公報、特許第4751481号公報、特許第4751486号公報を挙げることができ、これらの偏光子に関する公知の技術も好ましく利用することができる。
反射型偏光子としては、複屈折の異なる薄膜を積層した偏光子、ワイヤーグリッド型偏光子、選択反射域を有するコレステリック液晶と1/4波長板とを組み合わせた偏光子などが用いられる。
なかでも、密着性がより優れる点で、ポリビニルアルコール系樹脂(-CH2-CHOH-を繰り返し単位として含むポリマー。特に、ポリビニルアルコールおよびエチレン-ビニルアルコール共重合体からなる群から選択される少なくとも1つ)を含む偏光子であることが好ましい。
本発明においては、偏光子の厚みは特に限定されないが、3μm~60μmであるのが好ましく、5μm~30μmであるのがより好ましく、5μm~15μmであるのが更に好ましい。
〔粘着剤層〕
本発明の偏光板は、本発明の光学フィルムにおける光学異方性膜と、偏光子との間に、粘着剤層が配置されていてもよい。
光学異方性膜と偏光子との積層のために用いられる粘着剤層としては、例えば、動的粘弾性測定装置で測定した貯蔵弾性率G’と損失弾性率G”との比(tanδ=G”/G’)が0.001~1.5である物質のことを表し、いわゆる、粘着剤やクリープしやすい物質等が含まれる。本発明に用いることのできる粘着剤としては、例えば、ポリビニルアルコール系粘着剤が挙げられるが、これに限定されない。
本発明の偏光板は、本発明の光学フィルムにおける光学異方性膜と、偏光子との間に、粘着剤層が配置されていてもよい。
光学異方性膜と偏光子との積層のために用いられる粘着剤層としては、例えば、動的粘弾性測定装置で測定した貯蔵弾性率G’と損失弾性率G”との比(tanδ=G”/G’)が0.001~1.5である物質のことを表し、いわゆる、粘着剤やクリープしやすい物質等が含まれる。本発明に用いることのできる粘着剤としては、例えば、ポリビニルアルコール系粘着剤が挙げられるが、これに限定されない。
[画像表示装置]
本発明の画像表示装置は、本発明の光学フィルムまたは本発明の偏光板を有する、画像表示装置である。
本発明の画像表示装置に用いられる表示素子は特に限定されず、例えば、液晶セル、有機エレクトロルミネッセンス(以下、「EL」と略す。)表示パネル、プラズマディスプレイパネル等が挙げられる。
これらのうち、液晶セル、有機EL表示パネルであるのが好ましく、液晶セルであるのがより好ましい。すなわち、本発明の画像表示装置としては、表示素子として液晶セルを用いた液晶表示装置、表示素子として有機EL表示パネルを用いた有機EL表示装置であるのが好ましく、液晶表示装置であるのがより好ましい。
本発明の画像表示装置は、本発明の光学フィルムまたは本発明の偏光板を有する、画像表示装置である。
本発明の画像表示装置に用いられる表示素子は特に限定されず、例えば、液晶セル、有機エレクトロルミネッセンス(以下、「EL」と略す。)表示パネル、プラズマディスプレイパネル等が挙げられる。
これらのうち、液晶セル、有機EL表示パネルであるのが好ましく、液晶セルであるのがより好ましい。すなわち、本発明の画像表示装置としては、表示素子として液晶セルを用いた液晶表示装置、表示素子として有機EL表示パネルを用いた有機EL表示装置であるのが好ましく、液晶表示装置であるのがより好ましい。
〔液晶表示装置〕
本発明の画像表示装置の一例である液晶表示装置は、上述した本発明の偏光板と、液晶セルとを有する液晶表示装置である。
なお、本発明においては、液晶セルの両側に設けられる偏光板のうち、フロント側の偏光板として本発明の偏光板を用いるのが好ましく、フロント側およびリア側の偏光板として本発明の偏光板を用いるのがより好ましい。
以下に、液晶表示装置を構成する液晶セルについて詳述する。
本発明の画像表示装置の一例である液晶表示装置は、上述した本発明の偏光板と、液晶セルとを有する液晶表示装置である。
なお、本発明においては、液晶セルの両側に設けられる偏光板のうち、フロント側の偏光板として本発明の偏光板を用いるのが好ましく、フロント側およびリア側の偏光板として本発明の偏光板を用いるのがより好ましい。
以下に、液晶表示装置を構成する液晶セルについて詳述する。
<液晶セル>
液晶表示装置に利用される液晶セルは、VA(Vertical Alignment)モード、OCB(Optically Compensated Bend)モード、IPS(In-Plane-Switching)モード、又はTN(Twisted Nematic)であることが好ましいが、これらに限定されるものではない。
TNモードの液晶セルでは、電圧無印加時に棒状液晶性分子が実質的に水平配向し、更に60~120゜にねじれ配向している。TNモードの液晶セルは、カラーTFT液晶表示装置として最も多く利用されており、多数の文献に記載がある。
VAモードの液晶セルでは、電圧無印加時に棒状液晶性分子が実質的に垂直に配向している。VAモードの液晶セルには、(1)棒状液晶性分子を電圧無印加時に実質的に垂直に配向させ、電圧印加時に実質的に水平に配向させる狭義のVAモードの液晶セル(特開平2-176625号公報記載)に加えて、(2)視野角拡大のため、VAモードをマルチドメイン化した(MVAモードの)液晶セル(SID97、Digest of tech.Papers(予稿集)28(1997)845記載)、(3)棒状液晶性分子を電圧無印加時に実質的に垂直配向させ、電圧印加時にねじれマルチドメイン配向させるモード(n-ASMモード)の液晶セル(日本液晶討論会の予稿集58~59(1998)記載)及び(4)SURVIVALモードの液晶セル(LCDインターナショナル98で発表)が含まれる。また、PVA(Patterned Vertical Alignment)型、光配向型(Optical Alignment)、及びPSA(Polymer-Sustained Alignment)のいずれであってもよい。これらのモードの詳細については、特開2006-215326号公報、及び特表2008-538819号公報に詳細な記載がある。
IPSモードの液晶セルは、棒状液晶分子が基板に対して実質的に平行に配向しており、基板面に平行な電界が印加することで液晶分子が平面的に応答する。IPSモードは電界無印加状態で黒表示となり、上下一対の偏光板の吸収軸は直交している。光学補償シートを用いて、斜め方向での黒表示時の漏れ光を低減させ、視野角を改良する方法が、特開平10-54982号公報、特開平11-202323号公報、特開平9-292522号公報、特開平11-133408号公報、特開平11-305217号公報、特開平10-307291号公報などに開示されている。
液晶表示装置に利用される液晶セルは、VA(Vertical Alignment)モード、OCB(Optically Compensated Bend)モード、IPS(In-Plane-Switching)モード、又はTN(Twisted Nematic)であることが好ましいが、これらに限定されるものではない。
TNモードの液晶セルでは、電圧無印加時に棒状液晶性分子が実質的に水平配向し、更に60~120゜にねじれ配向している。TNモードの液晶セルは、カラーTFT液晶表示装置として最も多く利用されており、多数の文献に記載がある。
VAモードの液晶セルでは、電圧無印加時に棒状液晶性分子が実質的に垂直に配向している。VAモードの液晶セルには、(1)棒状液晶性分子を電圧無印加時に実質的に垂直に配向させ、電圧印加時に実質的に水平に配向させる狭義のVAモードの液晶セル(特開平2-176625号公報記載)に加えて、(2)視野角拡大のため、VAモードをマルチドメイン化した(MVAモードの)液晶セル(SID97、Digest of tech.Papers(予稿集)28(1997)845記載)、(3)棒状液晶性分子を電圧無印加時に実質的に垂直配向させ、電圧印加時にねじれマルチドメイン配向させるモード(n-ASMモード)の液晶セル(日本液晶討論会の予稿集58~59(1998)記載)及び(4)SURVIVALモードの液晶セル(LCDインターナショナル98で発表)が含まれる。また、PVA(Patterned Vertical Alignment)型、光配向型(Optical Alignment)、及びPSA(Polymer-Sustained Alignment)のいずれであってもよい。これらのモードの詳細については、特開2006-215326号公報、及び特表2008-538819号公報に詳細な記載がある。
IPSモードの液晶セルは、棒状液晶分子が基板に対して実質的に平行に配向しており、基板面に平行な電界が印加することで液晶分子が平面的に応答する。IPSモードは電界無印加状態で黒表示となり、上下一対の偏光板の吸収軸は直交している。光学補償シートを用いて、斜め方向での黒表示時の漏れ光を低減させ、視野角を改良する方法が、特開平10-54982号公報、特開平11-202323号公報、特開平9-292522号公報、特開平11-133408号公報、特開平11-305217号公報、特開平10-307291号公報などに開示されている。
〔有機EL表示装置〕
本発明の画像表示装置の一例である有機EL表示装置としては、例えば、視認側から、偏光子と、本発明の光学異方性膜からなるλ/4板(ポジティブAプレート)と、有機EL表示パネルとをこの順で有する態様が好適に挙げられる。
また、有機EL表示パネルは、電極間(陰極および陽極間)に有機発光層(有機エレクトロルミネッセンス層)を挟持してなる有機EL素子を用いて構成された表示パネルである。有機EL表示パネルの構成は特に制限されず、公知の構成が採用される。
本発明の画像表示装置の一例である有機EL表示装置としては、例えば、視認側から、偏光子と、本発明の光学異方性膜からなるλ/4板(ポジティブAプレート)と、有機EL表示パネルとをこの順で有する態様が好適に挙げられる。
また、有機EL表示パネルは、電極間(陰極および陽極間)に有機発光層(有機エレクトロルミネッセンス層)を挟持してなる有機EL素子を用いて構成された表示パネルである。有機EL表示パネルの構成は特に制限されず、公知の構成が採用される。
以下に実施例に基づいて本発明をさらに詳細に説明する。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。したがって、本発明の範囲は以下に示す実施例により限定的に解釈されるべきものではない。
〔重合性液晶化合物(I-1)の合成〕
<化合物(I-1a)の合成>
下記式(I-1a)で表される化合物(I-1a)の合成は、Justus Liebigs Annalen der Chemie,726,103-109(1969)に記載の方法を参考に、マロノニロリル、二硫化炭素および2-t-ブチルベンゾキノンから合成した。
<化合物(I-1a)の合成>
下記式(I-1a)で表される化合物(I-1a)の合成は、Justus Liebigs Annalen der Chemie,726,103-109(1969)に記載の方法を参考に、マロノニロリル、二硫化炭素および2-t-ブチルベンゾキノンから合成した。
上記スキームに示すように、4,4-ビフェニルジカルボン酸ジメチル(S-1-a)125g(0.462mol)を、酢酸1000mLに加え、パラジウム炭素触媒(湿体)12.5gを加えたのちに、130℃2MPaにてオートクレーブ中で接触水素化反応させた。
反応終了後、室温まで冷却した後に、ろ過にて触媒を除いた。酢酸を減圧留去し、その後、酢酸エチル、炭酸水素ナトリウム水溶液を添加、撹拌、分液して水層を除去し、さらに、有機層を10%食塩水で洗浄した。この溶液に硫酸ナトリウムを加えて乾燥し、溶媒を濃縮することで、4,4’-ジシクロヘキサンジカルボン酸ジメチル(S-1-b)(130g)を得た。
これ以上の精製は行わず、引き続き、4,4’-ジシクロヘキサンジカルボン酸ジメチル(130g)、水酸化カリウムペレット(Aldrich製、純度90%)86.3g、クメン1300mL、ポリエチレングリコール(PEG2000)10mLを混合し、ディーンスターク管をつけて120℃にて加熱撹拌した。メタノールを留去した後に、外設を180℃として、溶媒を留去しながら20時間加熱還流を続けた。NMR(Nuclear Magnetic Resonance)にて反応進行を確認し、反応終了後、冷却し、反応液にエタノール1300mLを添加した後に、析出しているカリウム塩をろ取した。
次いで、このカリウム塩を水1300mlに溶解し、氷冷下で濃塩酸を系のpHが3になるまで添加し、析出したカルボン酸をろ取し、粗体を回収した。
回収した粗体をアセトン500mLに懸濁し、50℃で30分撹拌した後に、室温に冷却し、結晶をろ取した。このリスラリー操作を2回繰り返すことで、トランス体の含率がほぼ100%である、ジシクロヘキサンジカルボン酸(S-1-c)の結晶を93.9g(収率80%)得た。
反応終了後、室温まで冷却した後に、ろ過にて触媒を除いた。酢酸を減圧留去し、その後、酢酸エチル、炭酸水素ナトリウム水溶液を添加、撹拌、分液して水層を除去し、さらに、有機層を10%食塩水で洗浄した。この溶液に硫酸ナトリウムを加えて乾燥し、溶媒を濃縮することで、4,4’-ジシクロヘキサンジカルボン酸ジメチル(S-1-b)(130g)を得た。
これ以上の精製は行わず、引き続き、4,4’-ジシクロヘキサンジカルボン酸ジメチル(130g)、水酸化カリウムペレット(Aldrich製、純度90%)86.3g、クメン1300mL、ポリエチレングリコール(PEG2000)10mLを混合し、ディーンスターク管をつけて120℃にて加熱撹拌した。メタノールを留去した後に、外設を180℃として、溶媒を留去しながら20時間加熱還流を続けた。NMR(Nuclear Magnetic Resonance)にて反応進行を確認し、反応終了後、冷却し、反応液にエタノール1300mLを添加した後に、析出しているカリウム塩をろ取した。
次いで、このカリウム塩を水1300mlに溶解し、氷冷下で濃塩酸を系のpHが3になるまで添加し、析出したカルボン酸をろ取し、粗体を回収した。
回収した粗体をアセトン500mLに懸濁し、50℃で30分撹拌した後に、室温に冷却し、結晶をろ取した。このリスラリー操作を2回繰り返すことで、トランス体の含率がほぼ100%である、ジシクロヘキサンジカルボン酸(S-1-c)の結晶を93.9g(収率80%)得た。
次いで、上記スキームに示すように、化合物(S-1-c)10.0g(39.3mmol)、N,N-ジメチルアセトアミド(DMAc)50mL、トリエチルアミン8.0ml(78.6mmol)、および、2,6-ジ-t-ブチル-4-メチルフェノール433mgを室温(23℃)にて混合した。
混合物に、4-メチルスルホニルオキシブチルアクリレート9.61g(43.2mmol)を加え、100℃にて5時間撹拌した。室温まで冷却した後、1N塩酸水30ml、トルエン50mlを加え、40℃にて撹拌後、分液を行った。有機層を、5%炭酸水素ナトリウム水溶液、1%炭酸水素ナトリウム水溶液、1%炭酸水素ナトリウム水溶液で順次洗浄したのちに、2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-1-オキシル(TEMPO)20mgを加えてから、溶媒を減圧留去した。残渣にヘキサン100mLを加えて結晶を析出させたのちに5℃まで冷却し、氷水下で30分間撹拌したのちに、粗体をろ取した。得られた粗体に2,6-ジ-t-ブチル-4-メチルフェノール30mg添加し、トルエン10mL、ヘキサン80mLにけん濁させ、30分撹拌したのちに、ろ取し、送風乾燥することで、カルボン酸誘導体(S-1-d)を6.5g得た(収率43%)。
得られたカルボン酸誘導体(S-1-d)の1H-NMR(Nuclear Magnetic Resonance)を以下に示す。
1H-NMR(溶媒:CDCl3)δ(ppm):1.0-1.1(m,6H),1.3-1.5(m,4H),1.7-1.8(m,8H),2.0-2.1(m,4H),2.2(tt,1H),2.2(tt,1H),4.1(t,2H),4.2(t,2H),5.8(dd,1H),6.1(dd,1H),6.4(dd,1H)
混合物に、4-メチルスルホニルオキシブチルアクリレート9.61g(43.2mmol)を加え、100℃にて5時間撹拌した。室温まで冷却した後、1N塩酸水30ml、トルエン50mlを加え、40℃にて撹拌後、分液を行った。有機層を、5%炭酸水素ナトリウム水溶液、1%炭酸水素ナトリウム水溶液、1%炭酸水素ナトリウム水溶液で順次洗浄したのちに、2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-1-オキシル(TEMPO)20mgを加えてから、溶媒を減圧留去した。残渣にヘキサン100mLを加えて結晶を析出させたのちに5℃まで冷却し、氷水下で30分間撹拌したのちに、粗体をろ取した。得られた粗体に2,6-ジ-t-ブチル-4-メチルフェノール30mg添加し、トルエン10mL、ヘキサン80mLにけん濁させ、30分撹拌したのちに、ろ取し、送風乾燥することで、カルボン酸誘導体(S-1-d)を6.5g得た(収率43%)。
得られたカルボン酸誘導体(S-1-d)の1H-NMR(Nuclear Magnetic Resonance)を以下に示す。
1H-NMR(溶媒:CDCl3)δ(ppm):1.0-1.1(m,6H),1.3-1.5(m,4H),1.7-1.8(m,8H),2.0-2.1(m,4H),2.2(tt,1H),2.2(tt,1H),4.1(t,2H),4.2(t,2H),5.8(dd,1H),6.1(dd,1H),6.4(dd,1H)
上記スキームに示すように、カルボン酸誘導体(S-1-d)2.53g(6.65mmol)、N,N-ジメチルホルムアミド(DMF)0.5mL、2,6-ジ-t-ブチル-4-メチルフェノール33mgを室温にて混合し、内温を5℃まで冷却した。混合物に、塩化チオニル(SOCl2)0.58ml(7.98mmol)を内温が10℃以上に上昇しないように滴下した。20℃で30分撹拌した後、分離した下層を除去した。内温を5℃まで冷却し、化合物(I-1a)0.92g(3.02mmol)のテトラヒドロフラン(THF)溶液(10ml)を加えた。N,N-ジイソプロピルエチルアミン(DIPEA)2.90ml(16.6mmol)を内温が10℃以上に上昇しないように滴下した後、30℃にて2時間撹拌した。撹拌後、1N塩酸水15ml、酢酸エチル15mlを加えて反応を停止し、分液を行った。有機層を10%食塩水で洗浄した後、硫酸マグネシウムで乾燥し、溶媒を減圧留去にて濃縮した。得られた濃縮液に内温40℃でイソプロピルアルコール30mLを滴下し、その後内温5℃まで冷却することで結晶を析出させ、ろ別した。得られた粗体を酢酸エチル10mLに溶解させた後に、イソプロピルアルコール35mLを加えて再結晶することで、上記式(I-1)で表される重合性液晶化合物(I-1)2.65g(2.58mmol)を得た(収率85%)。
得られた重合性液晶化合物(I-1)の1H-NMRを以下に示す。
1H-NMR(溶媒:CDCl3)δ(ppm):1.0-1.2(m,12H),1.3(s,9H),1.3-1.5(m,4H),1.5-1.6(m,4H),1.7-1.8(m,8H),1.8-2.0(m,8H),2.0-2.1(m,4H),2.1-2.3(m,6H),2.5(tt,1H),2.6(tt,1H),4.1(m,4H),4.2(m,4H),5.8(dd,2H),6.1(dd,2H),6.4(dd,2H),7.3(s,1H)
得られた重合性液晶化合物(I-1)の1H-NMRを以下に示す。
1H-NMR(溶媒:CDCl3)δ(ppm):1.0-1.2(m,12H),1.3(s,9H),1.3-1.5(m,4H),1.5-1.6(m,4H),1.7-1.8(m,8H),1.8-2.0(m,8H),2.0-2.1(m,4H),2.1-2.3(m,6H),2.5(tt,1H),2.6(tt,1H),4.1(m,4H),4.2(m,4H),5.8(dd,2H),6.1(dd,2H),6.4(dd,2H),7.3(s,1H)
〔重合性液晶化合物(I-2)の合成〕
<化合物(I-2a)の合成>
下記式(I-2a)で表される化合物(I-2a)の合成は、2-t-ブチルベンゾキノンをベンゾキノンに変更した以外は、化合物(I-1a)と同様の方法で合成した。
<化合物(I-2a)の合成>
下記式(I-2a)で表される化合物(I-2a)の合成は、2-t-ブチルベンゾキノンをベンゾキノンに変更した以外は、化合物(I-1a)と同様の方法で合成した。
上記スキームに示すように、カルボン酸誘導体(S-1-d)12.90g(33.9mmol)、N,N-ジメチルホルムアミド(DMF)2.82g、および、2,6-ジ-t-ブチル-4-メチルフェノール15mgを室温にて混合し、内温を5℃まで冷却した。混合物に、塩化チオニル(SOCl2)3.94g(33.1mmol)を内温が10℃以上に上昇しないように滴下した。20℃で30分撹拌した後、分離した下層を除去した。内温を5℃まで冷却し、化合物(I-2a)3.83g(15.4mmol)のテトラヒドロフラン(THF)溶液(100ml)を加えた。N,N-ジイソプロピルエチルアミン(DIPEA)8.57g(66.3mmol)を内温が10℃以上に上昇しないように滴下した後、室温にて2時間撹拌した。撹拌後、イソプロピルアルコール75mLを滴下して、反応を停止し、さらにメタノール50mLを滴下し、その後、5℃まで冷却してから析出した結晶をろ別した。得られた粗体を45℃でTHF130mL、トルエン40mLに溶解させた後に、イソプロピルアルコール75mLを加えて降温し、結晶を析出させた。さらにメタノール50mLを滴下したのちに、5℃まで冷却してからろ過することで、上記式(I-2)で表される重合性液晶化合物(I-2)13.5g(13.9mmol)を得た(収率90%)。
得られた重合性液晶化合物(I-2)の1H-NMRを以下に示す。
1H-NMR(溶媒:CDCl3)δ(ppm):1.0-1.2(m,12H),1.3-1.5(m,4H),1.5-1.6(m,4H),1.7-1.8(m,8H),1.8-2.0(m,8H),2.0-2.1(m,4H),2.1-2.2(m,4H),2.2(tt,2H),2.5(tt,2H),4.1(t,4H),4.2(t,4H),5.8(dd,2H),6.1(dd,2H),6.4(dd,2H),7.3(s,2H)
得られた重合性液晶化合物(I-2)の1H-NMRを以下に示す。
1H-NMR(溶媒:CDCl3)δ(ppm):1.0-1.2(m,12H),1.3-1.5(m,4H),1.5-1.6(m,4H),1.7-1.8(m,8H),1.8-2.0(m,8H),2.0-2.1(m,4H),2.1-2.2(m,4H),2.2(tt,2H),2.5(tt,2H),4.1(t,4H),4.2(t,4H),5.8(dd,2H),6.1(dd,2H),6.4(dd,2H),7.3(s,2H)
〔重合性液晶化合物(I-3)の合成〕
<化合物(I-3a)の合成>
下記式(I-3a)で表される化合物(I-3a)の合成は、2-t-ブチルベンゾキノンを2-メチルベンゾキノンに変更した以外は、化合物(I-1a)と同様の方法で合成した。
<化合物(I-3a)の合成>
下記式(I-3a)で表される化合物(I-3a)の合成は、2-t-ブチルベンゾキノンを2-メチルベンゾキノンに変更した以外は、化合物(I-1a)と同様の方法で合成した。
上記スキームに示すように、カルボン酸誘導体(S-1-d)0.99g(2.60mmol)、N,N-ジメチルホルムアミド(DMF)0.5mL、2,6-ジ-t-ブチル-4-メチルフェノール13mgを室温にて混合し、内温を5℃まで冷却した。混合物に、塩化チオニル(SOCl2)0.23ml(3.12mmol)を内温が10℃以上に上昇しないように滴下した。20℃で30分撹拌した後、分離した下層を除去した。内温を5℃まで冷却し、化合物(I-3a)0.31g(1.18mmol)のTHF溶液(10.0ml)を加えた。N,N-ジイソプロピルエチルアミン(DIPEA)1.13ml(6.50mmol)を内温が10℃以上に上昇しないように滴下した後、室温にて2時間撹拌した。撹拌後、イソプロピルアルコール75mL、メタノール50mLを滴下し、析出した結晶をろ別した。得られた粗体を45℃でTHF、イソプロピルアルコールで再結晶することで、上記式(I-3)で表される重合性液晶化合物(I-3)1.06g(1.08mmol)を得た(収率91%)。
得られた重合性液晶化合物(I-3)の1H-NMRを以下に示す。
1H-NMR(溶媒:CDCl3)δ(ppm):1.0-1.2(m,12H),1.3-1.5(m,4H),1.5-1.6(m,4H),1.7-1.8(m,8H),1.8-2.0(m,8H),2.0-2.1(m,4H),2.1-2.2(m,4H),2.2(s,3H),2.2(tt,2H),2.5(tt,1H),2.6(tt,1H),4.1(t,4H),4.2(t,4H),5.8(dd,2H),6.1(dd,2H),6.4(dd,2H),7.2(s,1H)
得られた重合性液晶化合物(I-3)の1H-NMRを以下に示す。
1H-NMR(溶媒:CDCl3)δ(ppm):1.0-1.2(m,12H),1.3-1.5(m,4H),1.5-1.6(m,4H),1.7-1.8(m,8H),1.8-2.0(m,8H),2.0-2.1(m,4H),2.1-2.2(m,4H),2.2(s,3H),2.2(tt,2H),2.5(tt,1H),2.6(tt,1H),4.1(t,4H),4.2(t,4H),5.8(dd,2H),6.1(dd,2H),6.4(dd,2H),7.2(s,1H)
〔重合性液晶化合物(I-4)の合成〕
<化合物(I-4a)の合成>
下記式(I-4a)で表される化合物(I-4a)の合成は、Journal of Organic Chemistry”(2004);69(6);p.2164-2177に記載の方法を参考に、シアノ酢酸4-アクリロイルブチルを用いて合成した。
<化合物(I-4a)の合成>
下記式(I-4a)で表される化合物(I-4a)の合成は、Journal of Organic Chemistry”(2004);69(6);p.2164-2177に記載の方法を参考に、シアノ酢酸4-アクリロイルブチルを用いて合成した。
上記スキームに示すように、カルボン酸誘導体(S-1-d)3.80g(10.0mmol)、N,N-ジメチルアセトアミド(DMAc)5.0mL、2,6-ジ-t-ブチル-4-メチルフェノール40mgを室温にて混合し、内温を5℃まで冷却した。混合物に、塩化チオニル(SOCl2)0.73ml(10.0mmol)を内温が10℃以上に上昇しないように滴下した。10℃以下で30分撹拌した後、内温を5℃まで冷却し、化合物(I-3a)1.25g(4.23mmol)のTHF溶液(15.0ml)を加えた。ついで、N,N-ジイソプロピルエチルアミン(DIPEA)3.47ml(19.9mmol)を内温が10℃以上に上昇しないように滴下した後、室温にて2時間撹拌した。撹拌後、1N塩酸水20ml、酢酸エチル20mlを加えて反応を停止し、分液を行った。有機層を10%食塩水で洗浄した後、硫酸マグネシウムで乾燥し、溶媒を減圧留去した。得られた粗体をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製し、上記式(I-4)で表される重合性液晶化合物(I-4)4.03g(3.60mmol)を得た(収率85%)。
得られた重合性液晶化合物(I-4)の1H-NMRを以下に示す。
1H-NMR(溶媒:CDCl3)δ(ppm):1.0-1.2(m,12H),1.3-1.5(m,4H),1.5-1.6(m,4H),1.7-1.8(m,8H),1.8-2.0(m,8H),2.0-2.1(m,4H),2.1-2.2(m,8H),2.2(tt,2H),2.5(tt,2H),4.1(t,4H),4.2(t,4H),4.4-4.5(m,4H),5.9(m,3H),6.2(m,3H),6.5(m,3H),7.2(s,2H)
得られた重合性液晶化合物(I-4)の1H-NMRを以下に示す。
1H-NMR(溶媒:CDCl3)δ(ppm):1.0-1.2(m,12H),1.3-1.5(m,4H),1.5-1.6(m,4H),1.7-1.8(m,8H),1.8-2.0(m,8H),2.0-2.1(m,4H),2.1-2.2(m,8H),2.2(tt,2H),2.5(tt,2H),4.1(t,4H),4.2(t,4H),4.4-4.5(m,4H),5.9(m,3H),6.2(m,3H),6.5(m,3H),7.2(s,2H)
上記スキームに示すように、カルボン酸誘導体(S-1-d)1.9g(5.0mmol)、2-メチルハイドロキノン0.28g(2.27mmol)、塩化メチレン20mL、および、2,6-ジ-t-ブチル-4-メチルフェノール40mgを室温にて混合した。混合物に、3-[(エチルカルボンイミドイル)アミノ]-N,N-ジメチル-1-プロパンアミン塩酸塩1.05g、トリエチルアミン0.55gを加え、室温にて5時間撹拌した。
反応終了後、水を加えて水層を除去し、希塩酸で洗浄した。有機層を硫酸マグネシウムで乾燥させ、乾燥剤をろ過したのちに、溶媒を減圧留去した。
メタノールを加えて析出した結晶をろ取し、さらに、メタノールでリスラリー洗浄、ろ過することで、上記式(I-5)で表される重合性液晶化合物(I-5)を1.25g得た(収率65%)。
得られた重合性液晶化合物(I-5)の1H-NMRを以下に示す。
1H-NMR(溶媒:CDCl3)δ(ppm):1.0-1.2(m,12H),1.4-1.9(m,24H),2.0(m,4H),2.1-2.2(m,9H),2.5(m,2H),4.1(t,4H),4.2(t,4H),5.8(dd,2H),6.1(dd,2H),6.4(dd,2H),6.9-7.0(m,3H)
反応終了後、水を加えて水層を除去し、希塩酸で洗浄した。有機層を硫酸マグネシウムで乾燥させ、乾燥剤をろ過したのちに、溶媒を減圧留去した。
メタノールを加えて析出した結晶をろ取し、さらに、メタノールでリスラリー洗浄、ろ過することで、上記式(I-5)で表される重合性液晶化合物(I-5)を1.25g得た(収率65%)。
得られた重合性液晶化合物(I-5)の1H-NMRを以下に示す。
1H-NMR(溶媒:CDCl3)δ(ppm):1.0-1.2(m,12H),1.4-1.9(m,24H),2.0(m,4H),2.1-2.2(m,9H),2.5(m,2H),4.1(t,4H),4.2(t,4H),5.8(dd,2H),6.1(dd,2H),6.4(dd,2H),6.9-7.0(m,3H)
〔重合性液晶化合物(I-6)の合成〕
<フェノール誘導体1の合成>
パラヒドロキシ安息香酸(9.0g)をジメチルアセトアミド(70mL)中で攪拌し、トリエチルアミン(9.8mL)とメタンスルホン酸 4-アクリロイルオキシブチル(11.1g)とジブチルヒドロキシトルエン(BHT)(0.2g)を加え、内温70℃で10時間攪拌した。30℃まで冷却した後、水と酢酸エチルを加えて水層を除去し、飽和重曹水と希塩酸、食塩水の順に洗浄した。硫酸マグネシウムで有機層を乾燥し、乾燥剤をろ過した後、BHT(0.1g)を加えて溶媒を減圧留去し、下記式で表されるフェノール誘導体1を得た。
<フェノール誘導体1の合成>
パラヒドロキシ安息香酸(9.0g)をジメチルアセトアミド(70mL)中で攪拌し、トリエチルアミン(9.8mL)とメタンスルホン酸 4-アクリロイルオキシブチル(11.1g)とジブチルヒドロキシトルエン(BHT)(0.2g)を加え、内温70℃で10時間攪拌した。30℃まで冷却した後、水と酢酸エチルを加えて水層を除去し、飽和重曹水と希塩酸、食塩水の順に洗浄した。硫酸マグネシウムで有機層を乾燥し、乾燥剤をろ過した後、BHT(0.1g)を加えて溶媒を減圧留去し、下記式で表されるフェノール誘導体1を得た。
<重合性液晶化合物(I-6)の合成>
カルボン酸誘導体(S-1-d)1.9g(5.0mmol)、フェノール誘導体1(1.20g(4.55mmol))、塩化メチレン20mL、および、2,6-ジ-t-ブチル-4-メチルフェノール40mgを室温にて混合した。混合物に、3-[(エチルカルボンイミドイル)アミノ]-N,N-ジメチル-1-プロパンアミン塩酸塩1.05g、トリエチルアミン0.55gを加え、室温にて5時間撹拌した。
反応終了後、水を加えて水層を除去し、希塩酸で洗浄した。有機層を硫酸マグネシウムで乾燥させ、乾燥剤をろ過した後に、溶媒を減圧留去した。メタノールを加えて析出した結晶をろ取し、さらに、シリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製することで、下記式(I-6)で表される重合性液晶化合物(I-6)を2.89g得た(収率68%)。
カルボン酸誘導体(S-1-d)1.9g(5.0mmol)、フェノール誘導体1(1.20g(4.55mmol))、塩化メチレン20mL、および、2,6-ジ-t-ブチル-4-メチルフェノール40mgを室温にて混合した。混合物に、3-[(エチルカルボンイミドイル)アミノ]-N,N-ジメチル-1-プロパンアミン塩酸塩1.05g、トリエチルアミン0.55gを加え、室温にて5時間撹拌した。
反応終了後、水を加えて水層を除去し、希塩酸で洗浄した。有機層を硫酸マグネシウムで乾燥させ、乾燥剤をろ過した後に、溶媒を減圧留去した。メタノールを加えて析出した結晶をろ取し、さらに、シリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製することで、下記式(I-6)で表される重合性液晶化合物(I-6)を2.89g得た(収率68%)。
〔重合性液晶化合物(I-7)の合成〕
<カルボン酸誘導体(S-2-d)の合成>
4-メチルスルホニルオキシブチルアクリレートに代えて、6-メチルスルホニルオキシヘキシルアクリレートを用いた以外は、カルボン酸誘導体(S-1-d)と同様、下記式(S-2-d)で表されるカルボン酸誘導体(S-2-d)を合成した。
<カルボン酸誘導体(S-2-d)の合成>
4-メチルスルホニルオキシブチルアクリレートに代えて、6-メチルスルホニルオキシヘキシルアクリレートを用いた以外は、カルボン酸誘導体(S-1-d)と同様、下記式(S-2-d)で表されるカルボン酸誘導体(S-2-d)を合成した。
<重合性液晶化合物(I-7)の合成>
カルボン酸誘導体(S-1-d)に代えて、カルボン酸誘導体(S-2-d)を用いた以外は、重合性液晶化合物(I-6)と同様の方法で、下記式(I-7)で表される重合性液晶化合物(I-7)を合成した。
カルボン酸誘導体(S-1-d)に代えて、カルボン酸誘導体(S-2-d)を用いた以外は、重合性液晶化合物(I-6)と同様の方法で、下記式(I-7)で表される重合性液晶化合物(I-7)を合成した。
〔重合性液晶化合物(C-1)の合成〕
特開2016-081035号公報の[0122]段落(実施例4)に記載された方法で、下記式(C-1)で表される重合性液晶化合物(C-1)を合成した。
なお、下記式(C-1)中のアクリロイルオキシ基に隣接する基は、プロピレン基(メチル基がエチレン基に置換した基)を表し、重合性液晶化合物(C-1)は、メチル基の位置が異なる位置異性体の混合物を表す。
特開2016-081035号公報の[0122]段落(実施例4)に記載された方法で、下記式(C-1)で表される重合性液晶化合物(C-1)を合成した。
なお、下記式(C-1)中のアクリロイルオキシ基に隣接する基は、プロピレン基(メチル基がエチレン基に置換した基)を表し、重合性液晶化合物(C-1)は、メチル基の位置が異なる位置異性体の混合物を表す。
〔重合性液晶化合物(II-1)の合成〕
<カルボン酸クロリド誘導体1の合成>
4-エチルシクロヘキシル-4-シクロヘキシルカルボン酸(31g)をトルエン40mL、ジメチルホルムアミド(0.3mL)を加えて60℃に加熱し、塩化チオニル(18g)を滴下し、内温60℃で3時間攪拌した。
その後、溶媒を減圧留去し、下記式で表されるカルボン酸クロリド誘導体1(33g)を得た。
<カルボン酸クロリド誘導体1の合成>
4-エチルシクロヘキシル-4-シクロヘキシルカルボン酸(31g)をトルエン40mL、ジメチルホルムアミド(0.3mL)を加えて60℃に加熱し、塩化チオニル(18g)を滴下し、内温60℃で3時間攪拌した。
その後、溶媒を減圧留去し、下記式で表されるカルボン酸クロリド誘導体1(33g)を得た。
<フェノール誘導体2の合成>
バニリン酸(10.9g)をジメチルアセトアミド(70mL)中で攪拌し、トリエチルアミン(9.8mL)とメタンスルホン酸4-アクリロイルオキシブチル(11.1g)とBHT(0.2g)を加え、内温70℃で10時間攪拌した。30℃まで冷却した後、水と酢酸エチルを加えて水層を除去し、飽和重曹水と希塩酸、食塩水の順に洗浄した。硫酸マグネシウムで有機層を乾燥し、乾燥剤をろ過した後、BHT(0.1g)を加えて溶媒を減圧留去し、下記式で表されるフェノール誘導体2を得た。
バニリン酸(10.9g)をジメチルアセトアミド(70mL)中で攪拌し、トリエチルアミン(9.8mL)とメタンスルホン酸4-アクリロイルオキシブチル(11.1g)とBHT(0.2g)を加え、内温70℃で10時間攪拌した。30℃まで冷却した後、水と酢酸エチルを加えて水層を除去し、飽和重曹水と希塩酸、食塩水の順に洗浄した。硫酸マグネシウムで有機層を乾燥し、乾燥剤をろ過した後、BHT(0.1g)を加えて溶媒を減圧留去し、下記式で表されるフェノール誘導体2を得た。
<重合性化合物(II-1)の合成>
フェノール誘導体2(13.1g)をテトラヒドロフラン70mL中で攪拌し、ジメチルアミノピリジン(0.3g)とカルボン酸クロリド誘導体1(12.7g)を加えた。反応液を内温0℃になるまで冷却し、トリエチルアミン(7.6mL)を滴下し、25℃にて2時間攪拌し、メタノール(20mL)を加えてさらに30分攪拌した。水と酢酸エチルを加えて水層を除去し、飽和重曹水と希塩酸、食塩水の順に洗浄した後、硫酸マグネシウムで有機層を乾燥し、乾燥剤をろ過した。BHT(0.1g)を加えて溶媒を減圧留去し、メタノール(80mL)を加えて内温0℃になるまで冷却し、3時間攪拌して生成した結晶をろ過することで、下記式(II-1)で表される重合性化合物(II-1)を13g得た。
得られた重合性化合物(II-1)の1H-NMRを以下に示す。
1H-NMR(溶媒:CDCl3)δ(ppm):0.8-1.3(m,14H),1.5-1.6(m,2H),1.7-1.9(m,10H),2.1-2.2(m,2H),2.5-2.6(m,1H),3.9(s,3H),4.2(t,2H),4.4(t,2H),5.8(dd,1H),6.1(dd,1H),6.4(dd,1H),7.0(d,1H),7.6-7.7(m,2H)
フェノール誘導体2(13.1g)をテトラヒドロフラン70mL中で攪拌し、ジメチルアミノピリジン(0.3g)とカルボン酸クロリド誘導体1(12.7g)を加えた。反応液を内温0℃になるまで冷却し、トリエチルアミン(7.6mL)を滴下し、25℃にて2時間攪拌し、メタノール(20mL)を加えてさらに30分攪拌した。水と酢酸エチルを加えて水層を除去し、飽和重曹水と希塩酸、食塩水の順に洗浄した後、硫酸マグネシウムで有機層を乾燥し、乾燥剤をろ過した。BHT(0.1g)を加えて溶媒を減圧留去し、メタノール(80mL)を加えて内温0℃になるまで冷却し、3時間攪拌して生成した結晶をろ過することで、下記式(II-1)で表される重合性化合物(II-1)を13g得た。
得られた重合性化合物(II-1)の1H-NMRを以下に示す。
1H-NMR(溶媒:CDCl3)δ(ppm):0.8-1.3(m,14H),1.5-1.6(m,2H),1.7-1.9(m,10H),2.1-2.2(m,2H),2.5-2.6(m,1H),3.9(s,3H),4.2(t,2H),4.4(t,2H),5.8(dd,1H),6.1(dd,1H),6.4(dd,1H),7.0(d,1H),7.6-7.7(m,2H)
〔重合性液晶化合物(II-2)の合成〕
<フェノール誘導体3の合成>
2,5-ジヒドロキシ安息香酸(10g)をジメチルアセトアミド(50mL)中で攪拌し、トリエチルアミン(9.8mL)とメタンスルホン酸 4-アクリロイルオキシブチル(11.1g)とBHT(0.2g)を加え、内温70℃で10時間攪拌した。30℃まで冷却した後、水と酢酸エチルを加えて水層を除去し、飽和重曹水と希塩酸、食塩水の順に洗浄した。硫酸マグネシウムで有機層を乾燥し、乾燥剤をろ過した後、BHT(0.1g)を加えて溶媒を減圧留去し、下記式で表されるフェノール誘導体3を得た。
<フェノール誘導体3の合成>
2,5-ジヒドロキシ安息香酸(10g)をジメチルアセトアミド(50mL)中で攪拌し、トリエチルアミン(9.8mL)とメタンスルホン酸 4-アクリロイルオキシブチル(11.1g)とBHT(0.2g)を加え、内温70℃で10時間攪拌した。30℃まで冷却した後、水と酢酸エチルを加えて水層を除去し、飽和重曹水と希塩酸、食塩水の順に洗浄した。硫酸マグネシウムで有機層を乾燥し、乾燥剤をろ過した後、BHT(0.1g)を加えて溶媒を減圧留去し、下記式で表されるフェノール誘導体3を得た。
<重合性化合物(II-2)の合成>
フェノール誘導体3(3.2g)をテトラヒドロフラン16mL中で攪拌し、ジメチルアミノピリジン(0.1g)とカルボン酸クロリド誘導体1(6.3g)を加えた。反応液を内温0℃になるまで冷却し、トリエチルアミン(3.6mL)を滴下し、25℃にて3時間攪拌し、メタノール(30mL)と水(15mL)を加えてさらに30分攪拌した。内温0℃になるまで冷却し、3時間攪拌して生成した結晶をろ過した。結晶を水10mLとメタノール(50mL)に中で30分攪拌し、ろ過することで、下記式(II-2)で表される重合性化合物(II-2)を8.5g得た。
得られた重合性化合物(II-2)の1H-NMRを以下に示す。
1H-NMR(溶媒:CDCl3)δ(ppm):0.8-1.3(m,28H),1.4-1.6(m,4H),1.7-1.9(m,16H),2.1-2.3(m,4H),2.4-2.6(m,2H),4.2(t,2H),4.3(t,2H),5.8(dd,1H),6.1(dd,1H),6.4(dd,1H),7.0(d,1H),7.2(dd,1H),7.6(d,1H)
フェノール誘導体3(3.2g)をテトラヒドロフラン16mL中で攪拌し、ジメチルアミノピリジン(0.1g)とカルボン酸クロリド誘導体1(6.3g)を加えた。反応液を内温0℃になるまで冷却し、トリエチルアミン(3.6mL)を滴下し、25℃にて3時間攪拌し、メタノール(30mL)と水(15mL)を加えてさらに30分攪拌した。内温0℃になるまで冷却し、3時間攪拌して生成した結晶をろ過した。結晶を水10mLとメタノール(50mL)に中で30分攪拌し、ろ過することで、下記式(II-2)で表される重合性化合物(II-2)を8.5g得た。
得られた重合性化合物(II-2)の1H-NMRを以下に示す。
1H-NMR(溶媒:CDCl3)δ(ppm):0.8-1.3(m,28H),1.4-1.6(m,4H),1.7-1.9(m,16H),2.1-2.3(m,4H),2.4-2.6(m,2H),4.2(t,2H),4.3(t,2H),5.8(dd,1H),6.1(dd,1H),6.4(dd,1H),7.0(d,1H),7.2(dd,1H),7.6(d,1H)
[実施例1~10および比較例1~3]
〔光配向膜用組成物の調製〕
国際公開第2016/002722号の実施例1に記載された硬化膜形成組成物を光配向膜用組成物として調製した。
〔光配向膜用組成物の調製〕
国際公開第2016/002722号の実施例1に記載された硬化膜形成組成物を光配向膜用組成物として調製した。
〔セルロースアシレートフィルム1の作製〕
(コア層セルロースアシレートドープの作製)
下記の組成物をミキシングタンクに投入し、攪拌して、各成分を溶解し、コア層セルロースアシレートドープとして用いるセルロースアセテート溶液を調製した。
─────────────────────────────────
コア層セルロースアシレートドープ
─────────────────────────────────
アセチル置換度2.88のセルロースアセテート 100質量部
特開2015-227955号公報の実施例に
記載されたポリエステル化合物B 12質量部
下記の化合物G 2質量部
メチレンクロライド(第1溶媒) 430質量部
メタノール(第2溶剤) 64質量部
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(コア層セルロースアシレートドープの作製)
下記の組成物をミキシングタンクに投入し、攪拌して、各成分を溶解し、コア層セルロースアシレートドープとして用いるセルロースアセテート溶液を調製した。
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コア層セルロースアシレートドープ
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アセチル置換度2.88のセルロースアセテート 100質量部
特開2015-227955号公報の実施例に
記載されたポリエステル化合物B 12質量部
下記の化合物G 2質量部
メチレンクロライド(第1溶媒) 430質量部
メタノール(第2溶剤) 64質量部
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(外層セルロースアシレートドープの作製)
上記のコア層セルロースアシレートドープ90質量部に下記のマット剤溶液を10質量部加え、外層セルロースアシレートドープとして用いるセルロースアセテート溶液を調製した。
─────────────────────────────────
マット剤溶液
─────────────────────────────────
平均粒子サイズ20nmのシリカ粒子
(AEROSIL R972、日本アエロジル(株)製) 2質量部
メチレンクロライド(第1溶媒) 76質量部
メタノール(第2溶剤) 11質量部
上記のコア層セルロースアシレートドープ 1質量部
─────────────────────────────────
上記のコア層セルロースアシレートドープ90質量部に下記のマット剤溶液を10質量部加え、外層セルロースアシレートドープとして用いるセルロースアセテート溶液を調製した。
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マット剤溶液
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平均粒子サイズ20nmのシリカ粒子
(AEROSIL R972、日本アエロジル(株)製) 2質量部
メチレンクロライド(第1溶媒) 76質量部
メタノール(第2溶剤) 11質量部
上記のコア層セルロースアシレートドープ 1質量部
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(セルロースアシレートフィルム1の作製)
上記コア層セルロースアシレートドープと上記外層セルロースアシレートドープを平均孔径34μmのろ紙および平均孔径10μmの焼結金属フィルターでろ過した後、上記コア層セルロースアシレートドープとその両側に外層セルロースアシレートドープとを3層同時に流延口から20℃のドラム上に流延した(バンド流延機)。溶剤含有率略20質量%の状態で剥ぎ取り、フィルムの幅方向の両端をテンタークリップで固定し、横方向に延伸倍率1.1倍で延伸しつつ乾燥した。その後、熱処理装置のロール間を搬送することにより、さらに乾燥し、厚み40μmのセルロースアシレートフィルム1を作製した。コア層の厚みは36μmであり、コア層の両側に配置された外層の厚みは、それぞれ2μmであった。また、得られたセルロースアシレートフィルム1の面内レターデーションは0nmであった。
上記コア層セルロースアシレートドープと上記外層セルロースアシレートドープを平均孔径34μmのろ紙および平均孔径10μmの焼結金属フィルターでろ過した後、上記コア層セルロースアシレートドープとその両側に外層セルロースアシレートドープとを3層同時に流延口から20℃のドラム上に流延した(バンド流延機)。溶剤含有率略20質量%の状態で剥ぎ取り、フィルムの幅方向の両端をテンタークリップで固定し、横方向に延伸倍率1.1倍で延伸しつつ乾燥した。その後、熱処理装置のロール間を搬送することにより、さらに乾燥し、厚み40μmのセルロースアシレートフィルム1を作製した。コア層の厚みは36μmであり、コア層の両側に配置された外層の厚みは、それぞれ2μmであった。また、得られたセルロースアシレートフィルム1の面内レターデーションは0nmであった。
〔光学フィルムの作製〕
作製したセルロースアシレートフィルム1の片側の面に、先に調製した光配向膜用組成物をバーコーターで塗布した。塗布後、120℃のホットプレート上で1分間乾燥して溶剤を除去し、厚さ0.3μmの光異性化組成物層を形成した。得られた光異性化組成物層を偏光紫外線照射(10mJ/cm2、超高圧水銀ランプ使用)することで、光配向膜を形成した。
次いで、下記の組成を有する重合性組成物(光学異方性膜用塗布液)を調製し、光配向膜上にバーコーターで塗布した。塗膜を135℃で配向処理し、液晶層を形成した。その後、120℃まで冷却して1000mJ/cm2の紫外線照射による配向固定化を行い、光学異方性膜を形成し、波長分散測定用の光学フィルムを得た。得られた光学フィルムの面内レターデーションは140nmであった。
――――――――――――――――――――――――――――――――――
光学異方性膜用塗布液
――――――――――――――――――――――――――――――――――
・重合性液晶化合物(I)など(下記表5に記載の化合物) 下記表5参照
・重合性化合物(II)(下記表5に記載の化合物) 下記表5参照
・下記重合開始剤S-1(オキシム型) 0.075質量部
・下記含フッ素化合物A 0.023質量部
・ハイソルブMTEM(東邦化学工業社製) 0.3質量部
・NKエステルA-200(新中村化学工業社製) 0.15質量部
・シクロペンタノン 46.6質量部
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作製したセルロースアシレートフィルム1の片側の面に、先に調製した光配向膜用組成物をバーコーターで塗布した。塗布後、120℃のホットプレート上で1分間乾燥して溶剤を除去し、厚さ0.3μmの光異性化組成物層を形成した。得られた光異性化組成物層を偏光紫外線照射(10mJ/cm2、超高圧水銀ランプ使用)することで、光配向膜を形成した。
次いで、下記の組成を有する重合性組成物(光学異方性膜用塗布液)を調製し、光配向膜上にバーコーターで塗布した。塗膜を135℃で配向処理し、液晶層を形成した。その後、120℃まで冷却して1000mJ/cm2の紫外線照射による配向固定化を行い、光学異方性膜を形成し、波長分散測定用の光学フィルムを得た。得られた光学フィルムの面内レターデーションは140nmであった。
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光学異方性膜用塗布液
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・重合性液晶化合物(I)など(下記表5に記載の化合物) 下記表5参照
・重合性化合物(II)(下記表5に記載の化合物) 下記表5参照
・下記重合開始剤S-1(オキシム型) 0.075質量部
・下記含フッ素化合物A 0.023質量部
・ハイソルブMTEM(東邦化学工業社製) 0.3質量部
・NKエステルA-200(新中村化学工業社製) 0.15質量部
・シクロペンタノン 46.6質量部
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<耐久性>
作製したフィルムを85℃85%RH(相対湿度)のサーモセルコ(エスペック社製防爆セルコ)に投入し、21日後に取出した。
投入前の波長550nmにおけるRe(以下、本段落において「初期Re」と略す。)と、21日後に取り出した後の波長550nmにおけるRe(以下、本段落において「試験後Re」と略す。)とを、Axo Scan(OPMF-1、オプトサイエンス社製)を用いて測定し、投入前後でのRe変化の絶対値を下記式にて計算し、下記基準にて評価した。結果を下記表5に示す。
|ΔRe| = (試験後Re-初期Re)/初期Re
5:|ΔRe|が3%未満
4:|ΔRe|が3%以上5%未満
3:|ΔRe|が5%以上7%未満
2:|ΔRe|が7%以上10%未満
1:|ΔRe|が10%以上
作製したフィルムを85℃85%RH(相対湿度)のサーモセルコ(エスペック社製防爆セルコ)に投入し、21日後に取出した。
投入前の波長550nmにおけるRe(以下、本段落において「初期Re」と略す。)と、21日後に取り出した後の波長550nmにおけるRe(以下、本段落において「試験後Re」と略す。)とを、Axo Scan(OPMF-1、オプトサイエンス社製)を用いて測定し、投入前後でのRe変化の絶対値を下記式にて計算し、下記基準にて評価した。結果を下記表5に示す。
|ΔRe| = (試験後Re-初期Re)/初期Re
5:|ΔRe|が3%未満
4:|ΔRe|が3%以上5%未満
3:|ΔRe|が5%以上7%未満
2:|ΔRe|が7%以上10%未満
1:|ΔRe|が10%以上
<溶解性>
実施例および比較例で調製した各光学異方性膜用塗布液から上述した重合開始剤S-1(オキシム型)、含フッ素化合物A、ハイソルブMTEM(東邦化学工業社製)およびNKエステルA-200(新中村化学工業社製)を除き、かつ、シクロペンタノン添加量を変更して固形分濃度を45%、40%、35%、30%、および、15%に調整した試験液を作製した。
これらの試験液を25℃にて1カ月間静置し、外観変化を観察した。1カ月経過した段階で析出なき最大の固形分濃度を評価結果に記載した。結果を下記表5に示す。
実施例および比較例で調製した各光学異方性膜用塗布液から上述した重合開始剤S-1(オキシム型)、含フッ素化合物A、ハイソルブMTEM(東邦化学工業社製)およびNKエステルA-200(新中村化学工業社製)を除き、かつ、シクロペンタノン添加量を変更して固形分濃度を45%、40%、35%、30%、および、15%に調整した試験液を作製した。
これらの試験液を25℃にて1カ月間静置し、外観変化を観察した。1カ月経過した段階で析出なき最大の固形分濃度を評価結果に記載した。結果を下記表5に示す。
<配向欠陥>
シャーカステン上に2枚の偏光板をクロスニコルに配置し、2枚の偏光板の間に実施例および比較例で調製した各光学フィルムを消光位に配置し、面状を目視観察および顕微鏡観察にて評価した。具体的には、4cm角の各フィルムサンプル中における、配向欠陥に起因する輝点の数をカウントし(異物起因のものはカウントせず)、下記基準にて評価した。結果を下記表5に示す。
5:4cm角サンプル中における配向欠陥由来の輝点が5個未満
4:4cm角サンプル中における配向欠陥由来の輝点が5個以上10個未満
3:4cm角サンプル中における配向欠陥由来の輝点が10個以上30個未満
2:4cm角サンプル中における配向欠陥由来の輝点が30個以上50個未満
1:4cm角サンプル中における配向欠陥由来の輝点が50個以上またはカウント不能
シャーカステン上に2枚の偏光板をクロスニコルに配置し、2枚の偏光板の間に実施例および比較例で調製した各光学フィルムを消光位に配置し、面状を目視観察および顕微鏡観察にて評価した。具体的には、4cm角の各フィルムサンプル中における、配向欠陥に起因する輝点の数をカウントし(異物起因のものはカウントせず)、下記基準にて評価した。結果を下記表5に示す。
5:4cm角サンプル中における配向欠陥由来の輝点が5個未満
4:4cm角サンプル中における配向欠陥由来の輝点が5個以上10個未満
3:4cm角サンプル中における配向欠陥由来の輝点が10個以上30個未満
2:4cm角サンプル中における配向欠陥由来の輝点が30個以上50個未満
1:4cm角サンプル中における配向欠陥由来の輝点が50個以上またはカウント不能
表5に示す結果から、重合性液晶化合物(I)を配合し、重合性化合物(II)を配合しない場合は、溶解性が劣ることが分かった(比較例1および3)。
また、重合性液晶化合物(I)に該当しない重合性液晶化合物と、重合性化合物(II)とを配合した場合は、形成される光学異方性膜の耐久性が劣ることが分かった(比較例2)。
これに対し、重合性液晶化合物(I)と、重合性化合物(II)とをいずれも配合した場合には、溶解性が良好となり、形成される光学異方性膜の耐久性も優れることが分かった(実施例1~10)。
また、重合性液晶化合物(I)に該当しない重合性液晶化合物と、重合性化合物(II)とを配合した場合は、形成される光学異方性膜の耐久性が劣ることが分かった(比較例2)。
これに対し、重合性液晶化合物(I)と、重合性化合物(II)とをいずれも配合した場合には、溶解性が良好となり、形成される光学異方性膜の耐久性も優れることが分かった(実施例1~10)。
10 光学フィルム
12 光学異方性膜
14 配向膜
16 支持体
18 ハードコート層
12 光学異方性膜
14 配向膜
16 支持体
18 ハードコート層
Claims (13)
- 下記式(I)で表される重合性液晶化合物と、下記式(II)で表される重合性化合物とを含有する、重合性液晶組成物。
L1-SP1-D3-C(=O)-Cy1-Cy2-C(=O)-D1-Ar-D2-(A1-D4)n-SP2-L2 ・・・(I)
(B-Cy3-Cy4-D5)s-A2-D6-(A3-D7)m-SP3-L3 ・・・(II)
前記式(I)中、Cy1およびCy2は、1,4-シクロヘキシレン基を表す。
また、D1は、単結合、-O-、-S-、-NR1-、*-O-CR1R2-、または、*-O-CR1R2-CR3R4-を表す。ただし、*は、C(=O)との結合位置を表し、R1、R2、R3およびR4は、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子、または、炭素数1~4のアルキル基を表す。
また、D3は、単結合、-O-、-S-、または、-NR1-を表し、R1は、水素原子、フッ素原子、または、炭素数1~4のアルキル基を表す。
また、D2およびD4は、それぞれ独立に、単結合、または、-CO-、-O-、-S-、-C(=S)-、-CR1R2-、-CR1=CR2-、-NR1-、もしくは、これらの2つ以上の組み合わせからなる2価の連結基を表し、R1およびR2は、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子、または、炭素数1~4のアルキル基を表す。
また、SP1およびSP2は、それぞれ独立に、単結合、炭素数1~12の直鎖状もしくは分岐状のアルキレン基、または、炭素数1~12の直鎖状もしくは分岐状のアルキレン基を構成する-CH2-の1個以上が-O-、-S-、-NH-、-N(Q)-、もしくは、-CO-に置換された2価の連結基を表し、Qは、置換基を表す。
また、L1およびL2は、重合性基を表す。
また、Arは、置換基を有していてもよい炭素数6以上の芳香環、または、置換基を有していてもよい炭素数5~8の2価の脂環式炭化水素基を表し、前記脂環式炭化水素基を構成する-CH2-の1個以上が-O-、-S-または-NH-で置換されていてもよい。
また、A1は、置換基を有していてもよい炭素数6以上の芳香環、または、置換基を有していてもよい炭素数5~8の2価の脂環式炭化水素基を表し、前記脂環式炭化水素基を構成する-CH2-の1個以上が-O-、-S-または-NH-で置換されていてもよい。
また、nは、0~3の整数を表し、nが2または3である場合、複数のA1は、それぞれ同一であっても異なっていてもよく、複数のD4は、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。
前記式(II)中、Cy3およびCy4は、1,4-シクロヘキシレン基を表す。
また、D5、D6およびD7は、それぞれ独立に、単結合、または、-CO-、-O-、-S-、-C(=S)-、-CR1R2-、-CR1=CR2-、-NR1-、もしくは、これらの2つ以上の組み合わせからなる2価の連結基を表し、R1およびR2は、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子、または、炭素数1~4のアルキル基を表す。
また、A2は、置換基を有していてもよい炭素数6以上の芳香環、または、置換基を有していてもよい炭素数5~8の2価または3価の脂環式炭化水素基を表し、前記脂環式炭化水素基を構成する-CH2-の1個以上が-O-、-S-または-NH-で置換されていてもよい。
また、A3は、置換基を有していてもよい炭素数6以上の芳香環、または、置換基を有していてもよい炭素数5~8の2価の脂環式炭化水素基を表し、前記脂環式炭化水素基を構成する-CH2-の1個以上が-O-、-S-または-NH-で置換されていてもよい。
また、SP3は、単結合、炭素数1~12の直鎖状もしくは分岐状のアルキレン基、または、炭素数1~12の直鎖状もしくは分岐状のアルキレン基を構成する-CH2-の1個以上が-O-、-S-、-NH-、-N(Q)-、もしくは、-CO-に置換された2価の連結基を表し、Qは、置換基を表す。
また、L3は、重合性基を表す。
また、Bは、水素原子、炭素数1~12の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基、または、炭素数1~12の直鎖状もしくは分岐状のアルコキシ基を表す。
また、mは、0~3の整数を表し、mが2または3である場合、複数のA3は、それぞれ同一であっても異なっていてもよく、複数のD7は、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。
また、sは、1または2を表し、sが2である場合、複数のD5は、それぞれ同一であっても異なっていてもよく、複数のBは、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。 - 前記式(I)で表される重合性液晶化合物が、下記式(Ia)で表される重合性液晶化合物である、請求項1に記載の重合性液晶組成物。
L1-SP1-D3-C(=O)-Cy1-Cy2-C(=O)-D1-Ar-D8-C(=O)-Cy5-Cy6-C(=O)-D9-SP2-L2 ・・・(Ia)
前記式(Ia)中、Cy1、Cy2、D1、D3、SP1、SP2、L1、L2およびArは、それぞれ、前記式(I)中のものと同様である。
また、Cy5およびCy6は、1,4-シクロヘキシレン基を表す。
また、D8は、単結合、-O-、-S-、-NR1-、*-O-CR1R2-、または、*-O-CR1R2-CR3R4-を表す。ただし、*は、C(=O)との結合位置を表し、R1、R2、R3およびR4は、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子、または、炭素数1~4のアルキル基を表す。
また、D9は、単結合、-O-、-S-、または、-NR1-を表し、R1は、水素原子、フッ素原子、または、炭素数1~4のアルキル基を表す。 - 前記式(I)で表される重合性液晶化合物が、逆波長分散性を示す化合物である、請求項1または2に記載の重合性液晶組成物。
- 前記式(I)中のArが、下記式(Ar-1)~(Ar-5)で表される基からなる群から選択されるいずれかの芳香環を表す、請求項1~3のいずれか1項に記載の重合性液晶組成物。
ここで、前記式(Ar-1)~(Ar-5)中、*は、D1またはD2との結合位置を表す。
また、Q1は、NまたはCHを表す。
また、Q2は、-S-、-O-、または、-N(R5)-を表し、R5は、水素原子または炭素数1~6のアルキル基を表す。
また、Y1は、置換基を有してもよい、炭素数6~12の芳香族炭化水素基、または、炭素数3~12の芳香族複素環基を表す。
また、Z1、Z2およびZ3は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1~20の1価の脂肪族炭化水素基、炭素数3~20の1価の脂環式炭化水素基、炭素数6~20の1価の芳香族炭化水素基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、-OR6、-NR7R8、または、-SR9を表し、R6~R9は、それぞれ独立に、水素原子または炭素数1~6のアルキル基を表し、Z1およびZ2は、互いに結合して芳香環を形成してもよい。
また、A4およびA5は、それぞれ独立に、-O-、-N(R10)-、-S-、および、-CO-からなる群から選択される基を表し、R10は、水素原子または置換基を表す。
また、Xは、水素原子または置換基が結合していてもよい第14~16族の非金属原子を表す。
また、D10およびD11は、それぞれ独立に、単結合、または、-CO-、-O-、-S-、-C(=S)-、-CR1R2-、-CR1=CR2-、-NR1-、もしくは、これらの2つ以上の組み合わせからなる2価の連結基を表し、R1およびR2は、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子、または、炭素数1~4のアルキル基を表す。
また、SP4およびSP5は、それぞれ独立に、単結合、炭素数1~12の直鎖状もしくは分岐状のアルキレン基、または、炭素数1~12の直鎖状もしくは分岐状のアルキレン基を構成する-CH2-の1個以上が-O-、-S-、-NH-、-N(Q)-、もしくは、-CO-に置換された2価の連結基を表し、Qは、置換基を表す。
また、L4およびL5は、それぞれ独立に1価の有機基を表す。
また、Axは、芳香族炭化水素環および芳香族複素環からなる群から選ばれる少なくとも1つの芳香環を有する、炭素数2~30の有機基を表す。
また、Ayは、水素原子、置換基を有していてもよい炭素数1~12のアルキル基、または、芳香族炭化水素環および芳香族複素環からなる群から選択される少なくとも1つの芳香環を有する、炭素数2~30の有機基を表す。
また、AxおよびAyにおける芳香環は、置換基を有していてもよく、AxとAyとが結合して環を形成していてもよい。
また、Q3は、水素原子、または、置換基を有していてもよい炭素数1~6のアルキル基を表す。 - 前記式(I)中のArが、前記式(Ar-2)で表される基を表す、請求項4に記載の重合性液晶組成物。
- 前記式(Ar-2)中のA4およびA5が、-S-を表し、かつ、前記式(Ar-2)中のXが、2個のシアノ基が結合した炭素原子である、請求項5に記載の重合性液晶組成物。
- 前記式(I)で表される重合性液晶化合物の分子量Mwに対する、1,4-シクロヘキシレン基部分の分子量の合計値Mcyの割合が、0.25~0.45であり、
前記式(II)で表される重合性化合物の分子量Mwに対する、1,4-シクロヘキシレン基部分の分子量の合計値Mcyの割合が、0.25~0.45である、請求項1~6のいずれか1項に記載の重合性液晶組成物。 - 前記式(I)で表される重合性液晶化合物のハンセン溶解度パラメータと、前記式(II)で表される重合性化合物のハンセン溶解度パラメータとの値の差が、2.0未満である、請求項1~7のいずれか1項に記載の重合性液晶組成物。
- 請求項1~8のいずれか1項に記載の重合性液晶組成物を重合して得られる光学異方性膜。
- 下記式(III)を満たす、請求項9に記載の光学異方性膜。
0.50<Re(450)/Re(550)<1.00 ・・・(III)
ここで、式(III)中、Re(450)は、前記光学異方性膜の波長450nmにおける面内レターデーションを表し、Re(550)は、前記光学異方性膜の波長550nmにおける面内レターデーションを表す。 - 請求項9または10に記載の光学異方性膜を有する光学フィルム。
- 請求項11に記載の光学フィルムと、偏光子とを有する、偏光板。
- 請求項11に記載の光学フィルム、または、請求項12に記載の偏光板を有する、画像表示装置。
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