WO2023223639A1 - 重合性化合物、重合性組成物、光学フィルムおよび表示装置 - Google Patents

重合性化合物、重合性組成物、光学フィルムおよび表示装置 Download PDF

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WO2023223639A1
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polymerizable
group
polymerizable compound
film
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PCT/JP2023/008742
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真之介 吉岡
憲之 飛田
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住友化学株式会社
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    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C69/00Esters of carboxylic acids; Esters of carbonic or haloformic acids
    • C07C69/76Esters of carboxylic acids having a carboxyl group bound to a carbon atom of a six-membered aromatic ring
    • C07C69/84Esters of carboxylic acids having a carboxyl group bound to a carbon atom of a six-membered aromatic ring of monocyclic hydroxy carboxylic acids, the hydroxy groups and the carboxyl groups of which are bound to carbon atoms of a six-membered aromatic ring
    • C07C69/92Esters of carboxylic acids having a carboxyl group bound to a carbon atom of a six-membered aromatic ring of monocyclic hydroxy carboxylic acids, the hydroxy groups and the carboxyl groups of which are bound to carbon atoms of a six-membered aromatic ring with etherified hydroxyl groups
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F20/00Homopolymers and copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride, ester, amide, imide or nitrile thereof
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    • C08F20/10Esters
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    • H10K59/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/10OLED displays

Definitions

  • the present invention provides an optical film comprising a polymerizable compound, a polymerizable composition containing the polymerizable compound, and a polymer of the polymerizable compound or a cured product of the polymerizable composition, and the optical film.
  • the present invention relates to a display device including the present invention.
  • a polarizing plate has been used in a flat panel display (FPD) by being attached to an image display element such as a liquid crystal cell or an organic EL display element.
  • FPD flat panel display
  • an image display element such as a liquid crystal cell or an organic EL display element.
  • polymerizable liquid crystal compounds such as those described in Patent Document 1 have been developed.
  • a dichroic guest-host polarizer formed from a composition comprising a dichroic dye and a dichroic dye has been used.
  • An optical film including a light-absorbing anisotropic film formed from a guest-host polarizer is generally produced by applying a composition containing a polymerizable liquid crystal compound and a dichroic dye together with a solvent onto a film such as a base film. It is produced through the steps of forming a coating film and heating and drying the coating film to cause a phase transition of a polymerizable liquid crystal compound to a liquid crystal state.
  • a coating film many have poor solubility in solvents due to their molecular structure, and many have a high phase transition temperature to a liquid crystal phase. When the solubility of the polymerizable liquid crystal compound is low, it may precipitate in the coating liquid or crystallize and precipitate.
  • phase transition temperature of the polymerizable liquid crystal compound when the phase transition temperature of the polymerizable liquid crystal compound is high, it is necessary to heat the polymerizable liquid crystal compound to a temperature higher than the phase transition temperature of the polymerizable liquid crystal compound to effect the phase transition when forming the light absorption anisotropic film.
  • Such precipitation and precipitation of polymerizable liquid crystal compounds and heating at high temperatures during the formation of a light-absorbing anisotropic film not only deteriorate the film formability but also affect the dichroic ratio of the resulting light-absorbing anisotropic film. This may cause a decrease in the temperature.
  • An object of the present invention is to provide a polymerizable compound that has excellent solubility in solvents and a low phase transition temperature.
  • a polymerizable compound represented by the following formula (1) is represented by the following formula (1).
  • Y1 in formula (1) is a divalent group represented by -COO- or -OCO-
  • W1 is a divalent group represented by -O-, -COO- or -OCO-
  • U1 and U2 in formula (1) are acryloyloxy groups.
  • a polymerizable composition comprising the polymerizable compound according to any one of [1] to [4] above and a dichroic dye.
  • the polymerizable compound of the present invention has the formula (1):
  • polymerizable compound (1) (hereinafter also referred to as "polymerizable compound (1)").
  • X1 and X2 independently represent a 1,4-phenylene group that may have a substituent or a cyclohexane-1,4-diyl group that may have a substituent. .
  • at least one of X1 and X2 is a 1,4-phenylene group which may have a substituent.
  • -CH 2 - constituting the cyclohexane-1,4-diyl group may be replaced with -O-, -S- or -NR-
  • R is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or phenyl represents a group.
  • the optional substituents of the 1,4-phenylene group which may have a substituent or the cyclohexane-1,4-diyl group which may have a substituent include a halogen atom, a carbon number of 1 -4 alkyl group, fluoroalkyl group having 1 to 4 carbon atoms, alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, cyano group or nitro group, 1,4-phenylene group or cyclohexane-1,4-diyl
  • a hydrogen atom contained in the group may be substituted with any of the above groups.
  • X1 and X2 in formula (1) are preferably an unsubstituted 1,4-phenylene group or an unsubstituted cyclohexane-1,4-diyl group.
  • the cyclohexane-1,4-diyl group may be in the cis or trans form.
  • Y 1 is more preferably -CH 2 CH 2 -, -COO-, -OCO-, -CH 2 O- or a single bond, and is a divalent group represented by -COO- or -OCO-. It is even more preferable that there be.
  • W1 represents a single bond, -O-, -S-, -COO-, -OCO- or -OCOO-, and 2 represented by -O-, -COO- or -OCO- It is preferably a valent group, and -O- is more preferred.
  • Y1 is a divalent group represented by -COO- or -OCO-
  • W1 is -O-, -COO- or -OCO-. It is preferable that it is a divalent group.
  • V1 and V2 each independently represent an alkanediyl group having 1 to 20 carbon atoms which may have a substituent.
  • -CH 2 - constituting the alkanediyl group may be replaced with -O-, -S-, -NH-, -COO-, -OCO- or -OCOO-.
  • the alkanediyl groups represented by V1 and V2 include methylene group, ethylene group, propane-1,3-diyl group, butane-1,3-diyl group, butane-1,4-diyl group, pentane-1, 5-diyl group, hexane-1,6-diyl group, heptane-1,7-diyl group, octane-1,8-diyl group, decane-1,10-diyl group, tetradecane-1,14-diyl group, and Examples include icosane-1,20-diyl group.
  • the alkanediyl group represented by V1 and V2 preferably has 2 to 18 carbon atoms, more preferably 4 to 16 carbon atoms, and still more preferably 6 to 16 carbon atoms. From the viewpoint of phase transition temperature, at least one -CH 2 - of V1 or V2 is replaced with -O-, -S-, -NH-, -COO-, -OCO- or -OCOO-. preferable. From the viewpoint of dichroic ratio, it is preferable that V1 and V2 are unsubstituted alkanediyl groups.
  • the optional substituents of the alkanediyl group include a cyano group and a halogen atom, and the hydrogen atom contained in the alkanediyl group may be substituted with the group.
  • the alkanediyl group is preferably unsubstituted, more preferably an unsubstituted linear alkanediyl group.
  • U1 and U2 each independently represent a hydrogen atom or a polymerizable group. However, at least one of U1 and U2 is a polymerizable group, and it is preferable that both U1 and U2 are polymerizable groups.
  • a polymerizable group refers to a group that can participate in a polymerization reaction by active radicals, acids, etc. generated from a polymerization initiator. Examples of the polymerizable group include vinyl group, vinyloxy group, 1-chlorovinyl group, isopropenyl group, 4-vinylphenyl group, (meth)acryloyl group, (meth)acryloyloxy group, oxiranyl group, oxetanyl group, etc. Can be mentioned.
  • (meth)acryloyl group (meth)acryloyloxy group, vinyloxy group, oxiranyl group and oxetanyl group are preferred, (meth)acryloyloxy group is more preferred, and acryloyloxy group is even more preferred.
  • the polymerizable group represented by U1 and the polymerizable group represented by U2 may be different from each other, but are preferably of the same type, and at least one of U1 and U2 is a (meth)acryloyloxy group. It is preferable that there be one, it is more preferable that both are (meth)acryloyloxy groups, and it is even more preferable that both are acryloyloxy groups.
  • a cyclohexane-1,4-diyl group is a group represented by V1 and a group represented by attached to the group represented.
  • the cyclohexane-1,4-diyl group may be in the cis or trans form.
  • the polymerizable compound (1) having such a structure has a cyclohexane-1,4-diyl group represented by V1 and/or X1 via -OCO- or -O- in formula (1).
  • the solubility in solvents is improved and the phase transition temperature can be significantly lowered compared to the case where the compound is bonded to a group.
  • the polymerizable compound (1) is preferably a liquid crystal compound.
  • the liquid crystal may be either thermotropic liquid crystal or lyotropic liquid crystal, but thermotropic liquid crystal is preferable when mixed with a dichroic dye described below.
  • thermotropic liquid crystal When the polymerizable compound (1) is a thermotropic liquid crystal compound, it may be a thermotropic liquid crystal compound exhibiting a nematic liquid crystal phase or a thermotropic liquid crystal compound exhibiting a smectic liquid crystal phase.
  • the liquid crystal state of the polymerizable compound (1) is preferably a smectic liquid crystal phase, and a higher-order smectic phase is preferable for high performance.
  • higher-order smectic liquid crystal compounds capable of forming a smectic B phase, a smectic D phase, a smectic E phase, a smectic F phase, a smectic G phase, a smectic H phase, a smectic I phase, a smectic J phase, a smectic K phase, or a smectic L phase.
  • higher-order smectic liquid crystal compounds forming a smectic B phase, smectic F phase, or smectic I phase are even more preferred.
  • the polymerizable compound (1) has the formula (1A) in formula (1):
  • Examples of the polymerizable compound (1) in which the partial structure (1A) is an asymmetric structure include the following structures (1A-1) and (1A) in which X1 and X2 in formula (1) are both 1,4-phenylene groups. -2) having the following structures (1A-3) and (1A-4) in which X1 is a cyclohexane-1,4-diyl group and X2 is a 1,4-phenylene group Polymerizable compound (1) and a polymerizable compound having the following structures (1A-5) and (1A-6) in which X1 is a 1,4-phenylene group and X2 is a cyclohexane-1,4-diyl group (1) etc. are mentioned. Note that * in the following structures (1A-1) to (1A-6) each means a bonding portion with V1 or W1 in formula (1).
  • polymerizable compound (1) examples include compounds represented by formulas (1-1) to (1-24).
  • the cyclohexane-1,4-diyl group contained in the polymerizable compound (1) is preferably a trans form.
  • the liquid phase-liquid crystal phase transition temperature of the polymerizable compound (1) is preferably 25°C or more and 150°C or less. It is preferable that the phase transition temperature to the liquid crystal phase is within the above range from the viewpoints of easy industrial production and improved productivity.
  • the liquid phase-liquid crystal phase transition temperature of the polymerizable compound (1) is usually 40°C or higher, more preferably 50°C or higher, even more preferably 60°C or higher, and more preferably from the viewpoint of productivity. is 120°C or lower, more preferably 110°C or lower, particularly preferably 100°C or lower.
  • the higher smectic phase-smectic phase transition temperature of the polymerizable compound (1) is more preferably 100°C or less, further preferably 90°C or less, particularly preferably 80°C or less from the viewpoint of productivity.
  • the phase transition temperature of the polymerizable compound (1) is low, it becomes possible to form a film without being exposed to high temperature conditions, and it is expected that the resulting optical film will have even higher optical properties.
  • the liquid crystal phase transition temperature can be measured using, for example, a polarizing microscope equipped with a temperature control stage, a differential scanning calorimeter (DSC), a thermogravimetric differential thermal analyzer (TG-DTA), or the like.
  • the polymerizable compound (1) is manufactured by Methoden der Organic Chemie, Organic Reactions, Organic Syntheses, Comprehensive Organic Synthesis, Known organic synthesis reactions described in the New Experimental Chemistry Course (e.g. condensation reaction, esterification reaction, Williamson reaction) , Ullmann reaction, Wittig reaction, Schiff base formation reaction, benzylation reaction, Sonogashira reaction, Suzuki-Miyaura reaction, Negishi reaction, Kumada reaction, Hiyama reaction, Buchwald-Hartwig reaction, Friedel-Crafts reaction, Heck reaction, Aldol reaction etc.) can be manufactured by appropriately combining them depending on the structure.
  • condensation reaction esterification reaction, Williamson reaction
  • Wittig reaction Wittig reaction
  • Schiff base formation reaction benzylation reaction
  • Sonogashira reaction Suzuki-Miyaura reaction
  • Negishi reaction Kumada reaction
  • Hiyama reaction Hiyama reaction
  • Buchwald-Hartwig reaction Friedel-Crafts reaction
  • Heck reaction Aldol reaction etc.
  • a compound represented by formula (2) in which U1 is an acryloyloxy group can be produced by the following method.
  • V1, V2, X1, X2, Y1, W1, and U2 in the following formulas (2) to (4), formula (6), and formula (7) each have the same meaning as in formula (1). It is a structure corresponding to V1, V2, X1, X2, Y1, W1, and U2 of the target polymerizable compound (1).
  • V1 represents an alkanediyl group having 1 to 20 carbon atoms which may have a substituent, and -CH 2 - constituting the alkanediyl group is -O-, -S-, -NH-, - May be replaced with COO-, -OCO- or -OCOO-, X3 represents a halogen atom]
  • Step (i-1) is usually carried out in the presence of a basic compound.
  • basic compounds include metal carbonates such as sodium carbonate, potassium carbonate, cesium carbonate, calcium carbonate, and magnesium carbonate; metal hydrogen carbonates such as lithium hydrogen carbonate, sodium hydrogen carbonate, potassium hydrogen carbonate, and cesium hydrogen carbonate; water;
  • metal hydroxides such as lithium oxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide, cesium hydroxide, and calcium hydroxide.
  • the amount of the basic compound in step (i-1) is preferably 1.4 mol or more, more preferably 1.8 mol or more, and preferably 3 mol or less, more preferably 3 mol or more, per 1 mol of compound (3). Preferably it is 2.5 mol or less.
  • the amount of 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid used in the reaction of step (i-1) is preferably 1.0 mol or more, more preferably 1.1 mol or more, and even more preferably is 1.2 mol or more, preferably 2.0 mol or less, more preferably 1.7 mol or less, even more preferably 1.5 mol or less.
  • amount of 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid is greater than or equal to the lower limit and less than the upper limit, byproducts are less likely to be produced.
  • step (i-1) the reaction between 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid and compound (3) is usually carried out in a solvent.
  • Solvents include ketone solvents such as acetone, methyl ethyl ketone, cyclopentanone, cyclohexanone, methyl amyl ketone or methyl isobutyl ketone; aliphatic hydrocarbon solvents such as pentane, hexane or heptane; aromatic solvents such as toluene, xylene, benzene or chlorobenzene.
  • hydrocarbon solvents such as acetonitrile; ether solvents such as tetrahydrofuran and dimethoxyethane; ester solvents such as ethyl lactate; halogenated hydrocarbon solvents such as chloroform and dichloromethane; dimethyl sulfoxide, N-methyl-2- Examples include aprotic polar solvents such as pyrrolidone, N,N-dimethylformamide, N,N-dimethylacetamide, and hexamethylphosphoric triamide. These solvents may be used alone or in combination.
  • the amount of the solvent to be used is not particularly limited, but is preferably 0.5 to 50 parts by mass, and more The amount is preferably 1 to 30 parts by weight, more preferably 1 to 20 parts by weight.
  • the reaction conditions in step (i-1) may be determined as appropriate.
  • the reaction temperature is preferably 60 to 150°C, more preferably 80 to 120°C.
  • the reaction time is preferably 1 minute to 72 hours, more preferably 1 to 48 hours, and even more preferably 1 to 24 hours.
  • compound (4) is composed of 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid and formula (5):
  • step (i-2) It can also be obtained by subjecting the compound represented by (hereinafter also referred to as “compound (5)”) to an esterification reaction (hereinafter also referred to as “step (i-2)").
  • the esterification reaction between 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid and compound (5) is preferably carried out in the presence of a condensing agent.
  • a condensing agent By performing the esterification reaction in the presence of a condensing agent, the esterification reaction can be performed efficiently and quickly.
  • 1-cyclohexyl-3-(2-morpholinoethyl)carbodiimidemeth-para-toluenesulfonate dicyclohexylcarbodiimide, diisopropylcarbodiimide, 1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide, 1-ethyl- Carbodiimide compounds such as 3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide hydrochloride (commercially available as water-soluble carbodiimide: WSC), bis(2,6-diisopropylphenyl)carbodiimide, and bis(trimethylsilyl)carbodiimide, 2-methyl-6- Nitrobenzoic anhydride, 2,2'-carbonylbis-1H-imidazole, 1,1'-oxalyldiimidazole, diphenylphosphoryl azide, 1(4-nitrobenzenesulf
  • the condensing agent is preferably a carbodiimide compound, 2,2'-carbonylbis-1H-imidazole, 1H-benzotriazol-1-yloxytripyrrolidinophosphonium hexafluorophosphate, 1H-benzotriazol-1-yloxytris( dimethylamino)phosphonium hexafluorophosphate, N,N,N',N'-tetramethyl-O-(N-succinimidyl)uronium tetrafluoroborate, O-(6-chlorobenzotriazol-1-yl)-N, N,N',N'-tetramethyluronium hexafluorophosphate, 2-chloro-1,3-dimethylimidazolinium chloride, and 2-chloro-1-methylpyridinium iodide, and from the economic point of view More preferred are carbodiimide compounds.
  • carbodiimide compounds dicyclohexylcarbodiimide, diisopropylcarbodiimide, 1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide, 1-ethyl-3-(3 -dimethylaminopropyl)carbodiimide hydrochloride (water-soluble carbodiimide) and bis(2,6-diisopropylphenyl)carbodiimide are preferred.
  • the amount of the condensing agent used is usually 1.0 to 1.5 mol per 1 mol of compound (5).
  • additives such as N-hydroxysuccinimide, benzotriazole, paranitrophenol, and 3,5-dibutyl-4-hydroxytoluene may be added.
  • the amount of these additives used is preferably 0.01 to 0.1 mol per 1 mol of compound (5).
  • the esterification reaction may be performed in the presence of a catalyst.
  • the catalyst include N,N-dimethylaminopyridine, N,N-dimethylaniline, dimethylammonium pentafluorobenzenesulfonate, and the like. Among them, N,N-dimethylaminopyridine and N,N-dimethylaniline are preferred, and N,N-dimethylaminopyridine is more preferred.
  • the amount used is preferably 0.01 to 0.1 mol per 1 mol of compound (5).
  • the amount of 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid used in the reaction in step (i-2) is preferably 1.0 mol or more, more preferably 1.1 mol or more, even more preferably 1.1 mol or more, per 1 mol of compound (3). is 1.2 mol or more, preferably 2.0 mol or less, more preferably 1.7 mol or less, even more preferably 1.5 mol or less.
  • the amount of 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid is at least the above-mentioned lower limit and below the above-mentioned upper limit, the yield of compound (4) will be good, and by-products will be less likely to be produced, so that it can be produced with good productivity.
  • the esterification reaction is usually carried out in a solvent.
  • the solvent include the same solvents as those exemplified as solvents that can be used in the reaction of 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid and compound (3) in step (i-1).
  • the amount of the solvent to be used is not particularly limited, but it is preferably 0.5 to 50 parts by mass, and more The amount is preferably 1 to 30 parts by weight, more preferably 1 to 20 parts by weight.
  • the conditions for the esterification reaction may be determined as appropriate. From the viewpoint of reaction yield and productivity, the temperature of the esterification reaction is preferably -20 to 100°C, more preferably -10 to 60°C, and still more preferably -5 to 50°C. Further, the time for the esterification reaction is preferably 1 minute to 72 hours, more preferably 1 to 48 hours, and even more preferably 1 to 24 hours. By performing the esterification reaction in the above temperature range and time range, the reaction yield is likely to be improved. The degree of progress of the reaction can be confirmed by analytical means such as high performance liquid chromatography, thin layer chromatography, and gas chromatography.
  • step (ii) After obtaining a compound represented by (hereinafter also referred to as “compound (7)”) (hereinafter also referred to as “step (ii)”), the obtained compound (7) and formula (8):
  • step (iii) By carrying out an esterification reaction (hereinafter also referred to as “step (iii)") with the compound represented by the above formula (2) (hereinafter also referred to as “compound (8)”), the polymerizable compound represented by the above formula (2) (1) is obtained.
  • Step (ii) is a step of acryloylating compound (4).
  • Acid chloride can be produced using conventionally known organic synthesis methods, but commercially available (meth)acrylic acid chloride may also be used.
  • the acid chloride is preferably present in an amount of 1.0 mol or more and 15.0 mol or less per 1 mol of compound (4).
  • the acid halide is present in an amount of preferably 1.05 mol or more, still more preferably 1.1 mol or more, and more preferably 5.0 mol or less, even more preferably 5.0 mol or more, per 1 mol of compound (4). is present in an amount of 3.0 molar equivalents.
  • Step (ii) is usually performed in the presence of a basic substance.
  • the basic substance include amines such as trimethylamine, triethylamine, N,N-diisopropylethylamine, N,N-dimethylaniline, and N,N-diethylaniline.
  • amines such as trimethylamine, triethylamine, N,N-diisopropylethylamine, N,N-dimethylaniline, and N,N-diethylaniline.
  • the basic substance is preferably present in an amount of 1.0 mol or more and 15.0 mol or less per 1 mol of compound (4).
  • the reaction between compound (4) and acid chloride is likely to be promoted, and compound (7) can be obtained in a sufficiently high yield.
  • the basic substance is present in an amount of preferably 1.1 mol or more, still more preferably 1.2 mol or more, and more preferably 10.0 mol or less, and still more preferably 10.0 mol or more, per 1 mol of compound (4).
  • it is present in an amount of 5.0 moles or less.
  • step (ii) the reaction between the compound (4) and the acid chloride is preferably carried out in the presence of a solvent.
  • a solvent include the same solvents as those exemplified as solvents that can be used in the reaction between 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid and alcohol compound (3).
  • the amount of the solvent used is not particularly limited, but it is usually at least 2 parts by mass, preferably 3 parts by mass, per 1 part by mass of compound (4) so that each compound can be sufficiently dissolved and the reaction can proceed efficiently. In order to avoid using an excessive amount of solvent, the amount is usually 100 parts by mass or less, preferably 70 parts by mass or less, and more preferably 50 parts by mass or less.
  • the reaction between compound (4) and acid chloride may use additives as necessary, and may be carried out, for example, in the presence of a polymerization inhibitor to prevent polymerization.
  • a polymerization inhibitor examples include 2,6-di-tert-butyl-p-cresol (BHT), 2,2'-methylenebis(6-tert-butyl-p-cresol), triphenyl phosphite, and Examples include tris(nonylphenyl) phosphate, phenothiazine, and the like.
  • BHT 2,6-di-tert-butyl-p-cresol
  • 2,2'-methylenebis(6-tert-butyl-p-cresol) triphenyl phosphite
  • Examples include tris(nonylphenyl) phosphate, phenothiazine, and the like.
  • the amount added is preferably 0.005 mol or more, more preferably 0.01 mol or more, and preferably 0.5
  • step (ii) the reaction between the compound (4) and the acid chloride can be carried out by, for example, adding the acid chloride dropwise to a mixture containing the compound (4), a basic substance, and optionally a solvent and additives. This can be done by
  • the conditions for the reaction can be determined as appropriate depending on the type of each compound used, the scale of the reaction, etc.
  • the reaction temperature between compound (4) and acid chloride is preferably -10°C to 25°C, more preferably -5°C to 25°C.
  • the reaction temperature is within the above range, the reaction between compound (4) and the acid chloride tends to proceed, and since the conditions are mild, it is easier to obtain the target compound more safely.
  • the reaction time may be determined depending on the type, ratio, temperature, etc. of the compounds used, and is preferably 10 minutes to 24 hours, more preferably 10 minutes to 12 hours, although it also depends on the reaction scale. .
  • compound (7) can be obtained by performing treatments and operations such as post-treatments such as filtration, neutralization, extraction, and washing with water, and isolation treatments such as distillation and crystallization.
  • Compound (8) used in the reaction of step (iii) can be produced by appropriately combining various known organic synthesis reactions described above depending on its structure.
  • the esterification reaction between compound (7) and compound (8) is preferably carried out in the presence of a condensing agent.
  • a condensing agent By performing the esterification reaction in the presence of a condensing agent, the esterification reaction can be performed efficiently and quickly.
  • the condensing agent include those similar to those exemplified as condensing agents that can be used in the esterification reaction of 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid and compound (5).
  • the amount of the condensing agent used is usually 0.8 to 1.2 mol per 1 mol of compound (7).
  • the additives and catalysts exemplified for the esterification reaction between 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid and compound (5) can be used, respectively.
  • the amount of each is preferably 0.01 to 0.1 mol per 1 mol of compound (7).
  • esterification reaction between compound (7) and compound (8) is usually carried out in a solvent.
  • the solvent include the same solvents as those exemplified as solvents that can be used in the reaction of 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid and compound (3) in step (i-1).
  • the amount of the solvent used is not particularly limited, but is preferably 1 to 50 parts by mass, more preferably 1 to 40 parts by mass, based on 1 part by mass of compound (7) and compound (8). Parts by weight, more preferably 1 to 30 parts by weight.
  • the conditions for the esterification reaction may be determined as appropriate. From the viewpoint of reaction yield and productivity, the temperature of the esterification reaction is preferably -20 to 60°C, more preferably -20 to 40°C. Further, the time for the esterification reaction is preferably 1 minute to 72 hours, more preferably 1 to 48 hours, and even more preferably 1 to 24 hours. By performing the esterification reaction in the above temperature range and time range, the reaction yield is likely to be improved. The degree of progress of the reaction can be confirmed by analytical means such as high performance liquid chromatography, thin layer chromatography, and gas chromatography.
  • the reaction is completed, as necessary, for example, by performing treatments and operations that can be adopted in organic synthetic chemistry, such as post-treatments such as filtration, neutralization, extraction, and water washing, and isolation treatments such as distillation and crystallization.
  • treatments and operations that can be adopted in organic synthetic chemistry such as post-treatments such as filtration, neutralization, extraction, and water washing, and isolation treatments such as distillation and crystallization.
  • the desired polymerizable compound (1) can be isolated.
  • the structure of the obtained compound can be identified by measurements such as NMR spectrum, IR spectrum, mass spectrum, elemental analysis, etc.
  • the polymerizable compound (1) of the present invention in which the cyclohexane ring is bonded to the adjacent groups V1 and X1 through *-COO-, is obtained by starting from relatively inexpensive 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid. Since it can be prepared as a raw material and the manufacturing process can be simplified, the cyclohexane-1,4-diyl group can be converted to the group represented by V1 and/or the group represented by X1 via -OCO- or -O-. Compared with conventional polymerizable compounds having a bonding structure, it is advantageous in terms of manufacturing cost and manufacturing efficiency.
  • the present invention also targets a polymerizable composition containing the polymerizable compound (1) of the present invention and a dichroic dye.
  • the polymerizable compound (1) of the present invention has a low phase transition temperature and excellent solvent solubility, and is particularly useful in light absorption anisotropic films (polarizing films) having a high dichroic ratio. Suitable as a forming material.
  • the content of the polymerizable compound (1) in the polymerizable composition of the present invention is preferably 40 to 99.9% by mass, more preferably 60 to 99% by mass, based on the solid content of the polymerizable composition. and more preferably 70 to 99% by mass.
  • the orientation of the polymerizable compound (1) tends to be high.
  • the solid content of the polymerizable composition means the total amount of components excluding volatile substances such as solvents from the composition.
  • the solid content in other compositions, etc. will similarly refer to the total amount of the components of the target composition, etc., excluding volatile substances such as solvents.
  • the polymerizable composition may contain other polymerizable compounds other than the polymerizable compound (1) of the present invention.
  • the proportion of the polymerizable compound (1) to the total mass of all polymerizable compounds contained in the polymerizable composition is preferably is 51% by mass or more, more preferably 70% by mass or more, still more preferably 90% by mass or more.
  • Dichroic dye refers to a dye that has a property that the absorbance in the long axis direction of the molecule is different from the absorbance in the short axis direction.
  • the dichroic dye contained in the polymerizable composition of the present invention preferably has the property of absorbing visible light, and more preferably has a maximum absorption wavelength ( ⁇ MAX) in the range of 380 to 680 nm.
  • Examples of such dichroic dyes include acridine dyes, oxazine dyes, cyanine dyes, naphthalene dyes, azo dyes, and anthraquinone dyes, among which azo dyes are preferred.
  • azo dyes examples include monoazo dyes, bisazo dyes, trisazo dyes, tetrakisazo dyes, and stilbene azo dyes, with bisazo dyes and trisazo dyes being preferred.
  • dichroic dyes can be appropriately selected and used from those known in the art. Dichroic dyes may be used alone or in combination, but in order to obtain absorption in the entire visible light range, it is preferable to combine two or more types of dichroic dyes, and it is preferable to combine three or more types of dichroic dyes. is more preferable. In particular, by mixing two or more types of dichroic dyes with different absorption wavelengths, it is possible to create light-absorbing anisotropic films with various hues. can do. A light absorption anisotropic film having such absorption characteristics can be used in a variety of applications.
  • Examples of azo dyes include compounds having the following structure.
  • T 1 -A 1 (-N NA 2 )
  • T 1 and T 2 are electron-withdrawing groups or electron-emitting groups, and are located at substantially 180° with respect to the azo bond plane.
  • p represents an integer from 0 to 4. When p is 2 or more, each A 2 may be the same or different from each other.
  • the content of the dichroic dye (or the total amount when it contains multiple types) is usually determined based on 100 parts by mass of all the polymerizable compounds contained in the polymerizable composition.
  • the amount is 1 to 60 parts by weight, preferably 1 to 40 parts by weight, and more preferably 1 to 20 parts by weight. If the content of the dichroic dye is less than this range, light absorption tends to be insufficient and sufficient polarization performance may not be obtained. Furthermore, if the amount exceeds this range, the alignment of liquid crystal molecules tends to be inhibited.
  • polymerizable compounds exhibiting smectic liquid crystallinity have high viscosity, so from the viewpoint of improving the coating properties of the polymerizable composition and facilitating the formation of a cured film of the polymerizable composition, the polymerizable composition may be further coated with a solvent. It is preferable to include.
  • the solvent used in the polymerizable composition can be appropriately selected depending on the solubility of the polymerizable compound (1) and the dichroic dye used. Specifically, the same solvents as those exemplified as solvents that can be used in the production of polymerizable compound (1) can be mentioned.
  • the content of the solvent is preferably 100 to 1900 parts by mass, more preferably 150 to 900 parts by mass, and even more preferably 180 to 600 parts by mass, based on 100 parts by mass of the solid content of the polymerizable composition. be.
  • the polymerizable composition may contain a polymerization initiator.
  • the polymerization initiator is a compound that can initiate a polymerization reaction of a polymerizable compound, and a photopolymerization initiator is preferable in that it can initiate a polymerization reaction under lower temperature conditions.
  • photopolymerization initiators that can generate active radicals or acids by the action of light.
  • photopolymerization initiators that generate radicals by the action of light are included. Agents are preferred.
  • Polymerization initiators can be used alone or in combination.
  • a known photopolymerization initiator can be used.
  • a photopolymerization initiator that generates active radicals a self-cleavage type photopolymerization initiator, a hydrogen abstraction type photopolymerization initiator, etc.
  • self-cleavable photopolymerization initiators self-cleavable benzoin compounds, acetophenone compounds, hydroxyacetophenone compounds, ⁇ -aminoacetophenone compounds, oxime ester compounds, acylphosphine oxide compounds, azo compounds, etc. Can be used.
  • hydrogen abstracting type photopolymerization initiators include hydrogen abstracting benzophenone compounds, alkylphenone compounds, benzoin ether compounds, benzyl ketal compounds, dibenzosuberone compounds, anthraquinone compounds, xanthone compounds, and thioxanthone compounds.
  • compounds, halogenoacetophenone compounds, dialkoxyacetophenone compounds, halogenobisimidazole compounds, halogenotriazine compounds, triazine compounds, etc. can be used.
  • photopolymerization initiator that generates acid
  • iodonium salts iodonium salts, sulfonium salts, etc.
  • sulfonium salts etc.
  • reaction at low temperatures is preferred from the viewpoint of preventing dissolution of the dye, and self-cleavable photoinitiators are preferred from the viewpoint of reaction efficiency at low temperatures, particularly acetophenone compounds, hydroxyacetophenone compounds, and ⁇ -aminoacetophenone. and oxime ester compounds are preferred.
  • photopolymerization initiator examples include the following.
  • Benzoin compounds such as benzoin, benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, benzoin isopropyl ether and benzoin isobutyl ether; 2-Hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one, 1,2-diphenyl-2,2-dimethoxyethan-1-one, 2-hydroxy-2-methyl-1-[4-(2- Hydroxyacetophenones such as oligomers of hydroxyethoxy)phenyl]propan-1-one, 1-hydroxycyclohexylphenylketone and 2-hydroxy-2-methyl-1-[4-(1-methylvinyl)phenyl]propan-1-one system compound; ⁇ -Aminoacetophenones such as 2-methyl-2-morpholino-1-(4-methylthiophenyl)propan-1-one, 2-dimethylamino-2-benzyl-1-(4-morpholinophenyl)but
  • 1,2-octanedione 1-[4-(phenylthio)-,2-(O-benzoyloxime)], ethanone, 1-[9-ethyl-6-(2-methylbenzoyl)-9H-carbazole-3 -yl]-,1-(O-acetyloxime); acylphosphines such as 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide and bis(2,4,6-trimethylbenzoyl)phenylphosphine oxide; Oxide compounds; Benzophenone, methyl o-benzoylbenzoate, 4-phenylbenzophenone, 4-benzoyl-4'-methyldiphenyl sulfide, 3,3',4,4'-tetra(tert-butylperoxycarbonyl)benzophenone and 2,4, Benzophenone compounds such as 6-trimethylbenzophenone; Dialkoxyacetophenone compounds such as diethoxyacetophenone;
  • a commercially available photopolymerization initiator may be used.
  • Commercially available polymerization initiators include Irgacure (registered trademark) 907, 184, 651, 819, 250, and 369, 379, 127, 754, OXE01, OXE02, OXE03 (manufactured by BASF); Omnirad BCIM, Esacure 1001M, Esacure KIP160 (manufactured by IDM Resins B.V.); Sequal (registered trademark) BZ, Z, and BEE (manufactured by Seiko Kagaku Co., Ltd.); Kayacure (registered trademark) BP100, and UVI-6992 (manufactured by Seiko Chemical Co., Ltd.) ⁇ Adeka Optomer SP-152, N-1717, N-1919, SP-170, Adeka Arcles NCI-831, Adeka Arcles NCI-930 (manufactured by ADEKA Corporation); TAZ-
  • the content of the polymerization initiator in the polymerizable composition is preferably 0.1 to 10 parts by mass, more preferably 0.5 parts by mass, based on 100 parts by mass of all polymerizable compounds contained in the polymerizable composition. ⁇ 8 parts by weight, more preferably 1 to 8 parts by weight, particularly preferably 1 to 6 parts by weight. When the content of the polymerization initiator is within the above range, the polymerization reaction can be carried out without significantly disturbing the orientation of the polymerizable compound (1).
  • the polymerizable composition may contain a leveling agent.
  • the leveling agent has the function of adjusting the fluidity of the polymerizable composition and making the coating film obtained by applying the composition more flat, and specifically includes a surfactant.
  • the leveling agent include organically modified silicone oil-based, polyacrylate-based, and perfluoroalkyl-based leveling agents. Among these, polyacrylate-based and perfluoroalkyl-based leveling agents are preferred.
  • Leveling agents can be used alone or in combination of two or more.
  • polyacrylate leveling agents examples include “BYK-350,” “BYK-352,” “BYK-353,” “BYK-354,” “BYK-355,” “BYK-358N,” and “BYK-350.” 361N”, “BYK-380”, “BYK-381” and “BYK-392” (BYK Chemie).
  • perfluoroalkyl leveling agents examples include “Megafac (registered trademark) R-08", “Megafac (registered trademark) R-30", “R-90", “F-410", and “F-411".
  • “, "F-443”, “F-445”, “F-470”, “F-471”, “F-477”, “F-479”, “F-482” and “F-483” DIC Corporation
  • “Surflon (registered trademark) S-381", “S-382”, “S-383", “S-393”, "SC-” 101", “SC-105", “KH-40” and “SA-100” AGC Seimi Chemical Co., Ltd.
  • E1830 "E5844” (Daikin Fine Chemical Research Institute Co., Ltd.)
  • “F-TOP EF301'', ⁇ EFTOP EF303'', ⁇ EFTOP EF351'', and ⁇ EFTOP EF352'' Mitsubishi Materials Electronic Chemicals Co.
  • the content thereof is preferably 0.01 to 5 parts by mass, more preferably 0.01 to 5 parts by mass, based on 100 parts by mass of all polymerizable compounds contained in the polymerizable composition. .05 to 3 parts by mass.
  • the content of the leveling agent is within the above range, it becomes easy to horizontally align the polymerizable compound (1), and the resulting light-absorbing anisotropic film tends to be smoother.
  • the polymerizable composition may contain other additives other than the leveling agent.
  • other additives include photosensitizers, antioxidants, mold release agents, stabilizers, colorants such as bluing agents, flame retardants, and lubricants.
  • the content of the additives is preferably more than 0% and 20% by mass or less, more preferably more than 0%, based on the solid content of the polymerizable composition. It is 10% by mass or less.
  • the polymerizable composition can be produced by a conventionally known preparation method, and is usually prepared by mixing the polymerizable compound (1) and the dichroic dye, and if necessary, a solvent, a polymerization initiator, the above additives, etc. , can be prepared by stirring.
  • the liquid phase-liquid crystal phase transition temperature in the polymerizable composition of the present invention containing the polymerizable compound (1) is preferably 25°C or higher and 150°C or lower. It is preferable that the phase transition temperature to the liquid crystal phase is within the above range from the viewpoints of easy industrial production and improved productivity.
  • the liquid phase-liquid crystal phase transition temperature is usually 40°C or higher, more preferably 50°C or higher, even more preferably 60°C or higher, and more preferably 120°C or lower from the viewpoint of productivity, and The temperature is preferably 110°C or lower, particularly preferably 100°C or lower.
  • the nematic phase-smectic phase transition temperature is more preferably 100°C or lower, and even more preferably 95°C or lower, from the viewpoint of productivity.
  • the liquid crystal phase transition temperature also tends to decrease when mixed with a dichroic dye.
  • the phase transition temperature of the polymerizable composition is lowered, it becomes possible to form a film without being exposed to high-temperature conditions, and it is expected that the resulting optical film will have even higher optical properties.
  • the liquid crystal phase transition temperature can be measured using, for example, a polarizing microscope equipped with a temperature control stage, a differential scanning calorimeter (DSC), a thermogravimetric differential thermal analyzer (TG-DTA), or the like.
  • the above phase transition temperature is the temperature of the polymerizable compound (1), the dichroic dye, and the other liquid crystal compound constituting the polymerizable composition. It means the temperature measured using a mixture of and mixed in the same ratio as the composition in the polymerizable composition.
  • ⁇ Optical film> For example, forming a coating film of the polymerizable composition of the present invention on a base material or an alignment film, removing the solvent from the coating film, and heating the polymerizable compound (1) to a temperature higher than the phase transition to a liquid phase. After raising the temperature, lowering the temperature to cause a phase transition of the polymerizable compound (1) to a liquid crystal phase (for example, a smectic phase), and polymerizing (curing) the polymerizable compound (1) while maintaining the liquid crystal phase.
  • An optical film having polarizing performance can be obtained by a method including:
  • the present invention also targets an optical film containing a polymer of the polymerizable compound (1) or a cured product of the polymerizable composition of the present invention.
  • a coating film of the polymerizable composition can be formed by applying the polymerizable composition onto a substrate, an alignment film, or the like.
  • the base material include glass substrates, and polyolefins such as polyethylene, polypropylene, and norbornene polymers; cyclic olefin resins; polyvinyl alcohol; polyethylene terephthalate; polymethacrylic esters; polyacrylic esters; triacetyl cellulose; Examples include film base materials composed of cellulose esters such as diacetyl cellulose and cellulose acetate propionate; polyethylene naphthalate; polycarbonate; polysulfone; polyether sulfone; polyether ketone; polyphenylene sulfide and polyphenylene oxide.
  • the alignment film has alignment regulating power to align the liquid crystal of the polymerizable compound (1) in a desired direction.
  • the alignment film facilitates liquid crystal alignment of the polymerizable compound (1).
  • the state of liquid crystal alignment such as horizontal alignment, vertical alignment, hybrid alignment, and tilted alignment, changes depending on the properties of the alignment film and the polymerizable compound (1), and the combination thereof can be arbitrarily selected. For example, if the alignment film is a material that exhibits horizontal alignment as an alignment regulating force, the polymerizable compound (1) can form horizontal alignment or hybrid alignment; if the alignment film is a material that exhibits vertical alignment, the polymerizable compound (1) Compound (1) can form a vertical alignment or a tilted alignment.
  • Expressions such as “horizontal” and “vertical” refer to the direction of the long axis of the oriented polymerizable compound (1) with reference to the plane of the light-absorbing anisotropic film.
  • horizontal alignment means that the long axis of the polymerizable compound (1) is oriented in a direction horizontal to the plane of the light-absorbing anisotropic film
  • vertical alignment means that the long axis of the polymerizable compound (1) is aligned in a direction parallel to the plane of the light-absorbing anisotropic film.
  • the long axis of the polymerizable compound (1) is oriented in a direction perpendicular to the polymerizable compound (1).
  • vertical here means 90° ⁇ 20° with respect to the plane of the light absorption anisotropic film.
  • the polymerizable compound (1) and the dichroic dye may be aligned perpendicularly to the plane of the light-absorbing anisotropic film.
  • the alignment regulating force can be adjusted arbitrarily by changing the surface condition and rubbing conditions, and if it is made of a photo-alignable polymer, it can be adjusted by changing the polarized light irradiation conditions. It is possible to arbitrarily adjust it by etc.
  • liquid crystal alignment can also be controlled by selecting physical properties such as surface tension and liquid crystallinity of the polymerizable compound (1).
  • the alignment film formed between the base material and the light-absorbing anisotropic film is insoluble in the solvent used when forming the light-absorbing anisotropic film on the alignment film, and it is difficult to remove the solvent. It is preferable that the material has heat resistance in heat treatment for orienting liquid crystal.
  • the alignment film include an alignment film made of an alignment polymer, a photo-alignment film, a groove alignment film, a stretched film stretched in the orientation direction, and the like.
  • the base material and alignment film can be appropriately selected and used from those conventionally known as those that can be used in the production of optical films, depending on the intended use of the optical film and the desired performance of the light-absorbing anisotropic film.
  • Examples of methods for applying the polymerizable composition to a substrate include extrusion coating method, direct gravure coating method, reverse gravure coating method, CAP coating method, slit coating method, microgravure method, die coating method, inkjet method, etc. It will be done.
  • Other examples include a method of coating using a coater such as a dip coater, a bar coater, or a spin coater. Among these, when coating continuously in a roll-to-roll format, coating methods such as microgravure, inkjet, slit coating, and die coating are preferred; when coating on sheet substrates such as glass, uniformity A spin coating method with a high
  • a dry coating film is formed by removing the solvent by drying or the like under conditions in which the polymerizable compound (1) contained in the coating film obtained from the polymerizable composition does not cure (polymerize).
  • drying method include natural drying, ventilation drying, heating drying, and reduced pressure drying.
  • the temperature is raised to a temperature higher than the temperature at which the polymerizable compound (1) undergoes a phase transition to a liquid phase, and then the temperature is lowered to transform the polymerizable compound (1) into a liquid crystal phase ( phase transition to smectic phase).
  • a phase transition may be performed after removing the solvent in the coating film, or may be performed simultaneously with the removal of the solvent.
  • a light-absorbing anisotropic film is formed as a cured product of the polymerizable composition.
  • a photopolymerization method is preferred as the curing method.
  • the light irradiated to the dry coating film depends on the type of polymerizable compound (1) contained in the dry coating film (in particular, the type of polymerizable group possessed by the polymerizable compound), and the type of polymerization initiator. and their amounts, etc., and are appropriately selected.
  • Specific examples include one or more types of light selected from the group consisting of visible light, ultraviolet light, infrared light, X-rays, ⁇ -rays, ⁇ -rays, and ⁇ -rays, and active electron beams.
  • ultraviolet light is preferable because it is easy to control the progress of the polymerization reaction and it is possible to use photopolymerization equipment that is widely used in the field.
  • the polymerization temperature can also be controlled by irradiating the dry coating film with light while cooling it with an appropriate cooling means.
  • the light source of the active energy rays includes a low-pressure mercury lamp, a medium-pressure mercury lamp, a high-pressure mercury lamp, an ultra-high-pressure mercury lamp, a xenon lamp, a halogen lamp, a carbon arc lamp, a tungsten lamp, a gallium lamp, an excimer laser, and a wavelength range of 380 ⁇
  • Examples include an LED light source that emits light at 440 nm, a chemical lamp, a black light lamp, a microwave-excited mercury lamp, and a metal halide lamp.
  • the ultraviolet irradiation intensity is usually 10 to 3,000 mW/cm 2 .
  • the ultraviolet irradiation intensity is preferably an intensity in a wavelength range effective for activating the photopolymerization initiator.
  • the light irradiation time is usually 0.1 seconds to 10 minutes, preferably 1 second to 5 minutes, more preferably 5 seconds to 3 minutes, and even more preferably 10 seconds to 1 minute.
  • the cumulative amount of light is usually 10 to 3,000 mJ/cm 2 , preferably 50 to 2,000 mJ/cm 2 , more preferably 100 to 1,000 mJ/cm 2 cm2 .
  • the cumulative amount of light is within the above range, the polymerizable compound can be sufficiently cured, and the resulting light-absorbing anisotropic film has an excellent effect of suppressing coloring.
  • the polymerizable compound (1) is cured (polymerized) while maintaining a liquid crystal phase, particularly a smectic phase, preferably a higher-order smectic phase, and a light-absorbing anisotropic film is formed.
  • a liquid crystal phase particularly a smectic phase, preferably a higher-order smectic phase
  • a light-absorbing anisotropic film is formed.
  • the light-absorbing anisotropic film (polarizing film) obtained by curing (polymerizing) the polymerizable compound (1) while maintaining the smectic phase liquid crystal state is a light-absorbing anisotropic film (polarizing film) obtained by curing (polymerizing) the polymerizable compound (1) while maintaining the smectic phase liquid crystal state.
  • a guest-type polarizing film that is, a light-absorbing anisotropic film made of a nematic liquid crystal state
  • it has the advantage of high polarization performance. Furthermore, it has the advantage of being superior in strength compared to those coated with only dichroic dyes or lyotropic liquid crystals.
  • the thickness of the light absorption anisotropic film can be appropriately selected depending on the display device to which it is applied, and is preferably 0.1 to 5 ⁇ m, more preferably 0.2 to 3 ⁇ m.
  • the optical film of the present invention preferably has a dichroic ratio of 20 or more.
  • the dichroic ratio refers to the absorption intensity ratio of two linearly polarized lights that vibrate perpendicularly to each other in the light incident on the light absorption anisotropic film, and the absorbance A1 ( ⁇ ) in the alignment direction for light with a wavelength ⁇ nm and the absorbance A2 ( ⁇ ) in the direction perpendicular to the orientation plane (A2/A1).
  • an optical film having a dichroic ratio of 20 or more can be obtained by orienting the polymerizable compound (1) and the dichroic dye in the horizontal direction with respect to the plane of the light-absorbing anisotropic film. .
  • the dichroic ratio is more preferably 30 or more. Although it depends on the type of dichroic dye, in the case of a liquid crystal cured film cured in a nematic liquid crystal phase, the dichroic ratio is about 5 to 10. The dichroic ratio can be measured, for example, according to the method described in Examples below.
  • a display device is a device having a display mechanism, and includes a light emitting element or a light emitting device as a light source.
  • Examples of the display device include a liquid crystal display device, an organic electroluminescence (EL) display device, an inorganic electroluminescence (EL) display device, a touch panel display device, an electron emission display device (such as a field emission display (FED), and a surface field emission display device).
  • EL organic electroluminescence
  • EL inorganic electroluminescence
  • FED field emission display
  • Display devices SED
  • electronic paper display devices using electronic ink or electrophoretic elements
  • plasma display devices projection display devices (grating light valve (GLV) display devices, digital micromirror devices (DMD)) display devices, etc.) and piezoelectric ceramic displays
  • organic EL display devices and touch panel display devices are particularly preferred, and organic EL display devices are particularly preferred.
  • HPLC measurement used for analysis of each compound may be performed under any conditions as long as peaks derived from each polymerizable compound can be separated.
  • An example of HPLC measurement conditions is shown below.
  • Measurement condition Measuring device: HPLC LC-10AT (manufactured by Shimadzu Corporation) Column: L-Column ODS (inner diameter 3.0 mm, length 150 mm, particle size 3 ⁇ m) Temperature: 40°C Mobile phase A: 0.1% (v/v)-TFA/water Mobile phase B: 0.1% (v/v)-TFA/acetonitrile Gradient: 0 min 70%-B 30min 100%-B 60min 100%-B 60.01min 70%-B 75min 70%-B Flow rate: 0.5mL/min Injection volume: 5 ⁇ L Detection wavelength: 254nm
  • a 100 mL four-necked flask equipped with a Dimroth condenser and a thermometer was placed in a nitrogen atmosphere, and 47.8 g of trans-1,4-cyclohexanedicarboxylic acid and Compound (D-2) (manufactured by Tokyo Kasei Kogyo Co., Ltd.) 20 .0g, DMAP (N,N-dimethylaminopyridine, manufactured by Fuji Film Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) 0.18 g, BHT (manufactured by Fuji Film Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) 0.44 g, and N-methyl-2-pyrrolidone.
  • D-2 trans-1,4-cyclohexanedicarboxylic acid and Compound (D-2) (manufactured by Tokyo Kasei Kogyo Co., Ltd.) 20 .0g
  • DMAP N,N-dimethylaminopyridine, manufactured by Fuji Film Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
  • Compound (C-3) was synthesized by the same procedure as the synthesis of compound (B-1), except that compound (D-3) was used instead of compound (D-4).
  • a 100 mL four-neck flask equipped with a Dimroth condenser and a thermometer was placed in a nitrogen atmosphere, and 3.1 g of compound (A-1), 3.0 g of compound (C-1), and DMAP (Fuji Film Wako Pure Chemical Industries, Ltd. ), 0.1 g of BHT (manufactured by Fuji Film Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), and 23.0 g of chloroform (manufactured by Kanto Kagaku Co., Ltd.) were added and mixed, and then IPC was added using a dropping funnel. (manufactured by Fuji Film Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) (1.0 g) was further added, and these were reacted overnight at 0°C.
  • Synthesis Example 5 Polymerizable compound (1-e) was synthesized in the same manner as Synthesis Example 1, except that compound (C-5) was used instead of compound (C-1).
  • the rubbing process was performed using a semi-automatic rubbing device (product name: LQ-008 model, manufactured by Joyo Engineering Co., Ltd.) with a cloth (product name: YA-20-RW, manufactured by Yoshikawa Kako Co., Ltd.) with a pressing depth of 0.15 mm.
  • the rotation speed was 500 rpm and 16.7 mm/s.
  • I means a liquid phase
  • N means a nematic liquid crystal phase
  • SmA means a smectic A liquid crystal phase
  • SmB means a smectic B liquid crystal phase.
  • Example 1 (i) Preparation of polymerizable composition
  • Polymerizable composition 1 was obtained by mixing the following components and stirring at 80°C for 1 hour.
  • the dichroic dye an azo dye described in Examples of JP-A-2013-101328 was used.
  • ⁇ Polymerization initiator 2-dimethylamino-2-benzyl-1-(4-morpholinophenyl)butan-1-one (Irgacure 369; manufactured by Ciba Specialty Chemicals) 6 parts
  • Leveling agent Polyacrylate compound (BYK-361N; manufactured by BYK-Chemie) 1.2 parts / Solvent: o-xylene 250 parts
  • phase transition temperature PVA alignment film subjected to rubbing treatment obtained in the same manner as laminate 1 used for measuring phase transition temperature of polymerizable compounds (1-a) to (1-f)
  • Polymerizable composition 1 was coated on a glass substrate with a glass plate, the temperature was raised from room temperature to 150°C, and then cooled to room temperature. The changes during cooling were observed using a polarizing microscope, and the temperature at which the phase transition occurred was measured. The results are shown in Table 2. Note that each symbol indicating a phase transition in Table 2 has the same meaning as in Table 1.
  • Example 2 Polymerizable composition 2 was prepared in the same manner as in Example 1, except that polymerizable compound (1-b) was used instead of polymerizable compound (1-a). The phase transition temperature of the obtained polymerizable composition was measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 2.
  • Example 3 Polymerizable composition 3 was prepared in the same manner as in Example 1, except that polymerizable compound (1-c) was used instead of polymerizable compound (1-a). The phase transition temperature of the obtained polymerizable composition was measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 2.
  • Example 4 Polymerizable composition 4 was prepared in the same manner as in Example 1, except that polymerizable compound (1-d) was used instead of polymerizable compound (1-a). The phase transition temperature of the obtained polymerizable composition was measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 2.
  • Example 5 Polymerizable composition 5 was prepared in the same manner as in Example 1, except that polymerizable compound (1-e) was used instead of polymerizable compound (1-a). The phase transition temperature of the obtained polymerizable composition was measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 2.
  • the transmission axis refers to the polarization direction of the component of the light incident on the polarizing film that is transmitted through the polarizing film
  • the absorption axis refers to the polarization direction of the component of the light that is incident on the polarizing film that is absorbed by the polarizing film. Refers to the polarization direction of a component.
  • the dichroic ratio was evaluated according to the following evaluation criteria. The results are shown in Table 2.
  • the phase transition temperature is lowered, making it possible to form a film at a lower temperature.

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Abstract

溶剤に対する溶解性に優れ、かつ、相転移温度の低い重合性化合物を提供すること。

Description

重合性化合物、重合性組成物、光学フィルムおよび表示装置
 本発明は、重合性化合物、前記重合性化合物を含む重合性組成物、および、前記重合性化合物の重合体または重合性組成物の硬化物を含んで構成される光学フィルム、および前記光学フィルムを含む表示装置に関する。
 従来、偏光板は、フラットパネル表示装置(FPD)において、液晶セルや有機EL表示素子等の画像表示素子に貼合されて用いられている。近年、フラットパネル表示装置に対する薄型化の要求に伴い、その構成要素の1つである偏光板や偏光膜の薄型化を実現するために、例えば、特許文献1に記載するような重合性液晶化合物と二色性色素とを含む組成物から形成される二色性のゲスト-ホスト偏光子が用いられている。
特開2007-510946号公報
 ゲスト-ホスト偏光子から形成される光吸収異方性膜を含む光学フィルムは、一般に、重合性液晶化合物と二色性色素を溶剤とともに含む組成物を、基材フィルム等のフィルム上に塗布して塗膜を形成し、該塗膜を加熱乾燥することにより重合性液晶化合物を液晶状態に相転移させる工程を経て作製される。従来の重合性液晶化合物においては、その分子構造に由来して溶剤への溶解性が乏しいものや、液晶相への相転移温度が高いものも多い。重合性液晶化合物の溶解性が低い場合、塗工液中に沈殿したり、結晶化して析出したりすることがある。また、重合性液晶化合物の相転移温度が高い場合には、光吸収異方性膜の形成時に重合性液晶化合物の相転移温度より高い温度まで加熱して相転移させる必要がある。このような重合性液晶化合物の沈殿や析出、光吸収異方性膜形成時における高温下での加熱は、製膜性の低下のみならず、得られる光吸収異方性膜の二色比の低下を生じる原因となり得る。
 本発明は、溶剤に対する溶解性に優れ、かつ、相転移温度の低い重合性化合物を提供することを目的とする。
 本発明者等は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明は、以下の好適な態様を提供するものである。
[1]下記式(1)で表される重合性化合物。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
[式(1)中、
 X1およびX2は、互いに独立に、置換基を有していてもよい1,4-フェニレン基または置換基を有していてもよいシクロヘキサン-1,4-ジイル基を表し(ただし、X1およびX2のうちの少なくとも1つは、置換基を有していてもよい1,4-フェニレン基である)、シクロへキサン-1,4-ジイル基を構成する-CH-は、-O-、-S-または-NR-に置き換わっていてもよく、Rは、炭素数1~6のアルキル基またはフェニル基を表し、
 Y1は、-CHCH-、-CHO-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、単結合、-N=N-、-CR=CR-、-C≡C-または-CR=N-を表し、RおよびRは、互いに独立に、水素原子または炭素数1~4のアルキル基を表し、
 U1およびU2は、互いに独立に、水素原子または重合性基を表し(ただし、U1およびU2のうちの少なくとも1つは重合性基である)、
 W1は、単結合、-O-、-S-、-COO-、-OCO-または-OCOO-を表し、
 V1およびV2は、互いに独立に、置換基を有していてもよい炭素数1~20のアルカンジイル基を表し、該アルカンジイル基を構成する-CH-は、-O-、-S-、-NH-、-COO-、-OCO-または-OCOO-に置き換わっていてもよい。]
[2]スメクチック液晶相を示す、前記[1]に記載の重合性化合物。
[3]式(1)中のY1が-COO-または-OCO-で表される2価の基であり、W1が-O-、-COO-または-OCO-で表される2価の基である、前記[1]または[2]に記載の重合性化合物。
[4]式(1)中のU1およびU2がアクリロイルオキシ基である、前記[1]~[3]のいずれかに記載の重合性化合物。
[5]前記[1]~[4]のいずれかに記載の重合性化合物と二色性色素とを含む、重合性組成物。
[6]さらに溶媒を含む、前記[5]に記載の重合性組成物。
[7]前記[1]~[4]のいずれか記載の重合性化合物の重合体、または、前記[5]または[6]に記載の重合性組成物の硬化物を含む、光学フィルム。
[8]二色比が20以上である、前記[7]に記載の光学フィルム。
[9]前記[8]に記載の光学フィルムを含む、表示装置。
 本発明によれば、溶剤に対する溶解性に優れ、かつ、相転移温度の低い重合性化合物を提供することができる。
 以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。なお、本発明の範囲はここで説明する実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を損なわない範囲で種々の変更をすることができる。
 <重合性化合物>
 本発明の重合性化合物は、式(1):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
で表される化合物である(以下、「重合性化合物(1)」ともいう)。
 式(1)中、X1およびX2は、互いに独立に、置換基を有していてもよい1,4-フェニレン基または置換基を有していてもよいシクロヘキサン-1,4-ジイル基を表す。
ただし、X1およびX2のうちの少なくとも1つは、置換基を有していてもよい1,4-フェニレン基である。シクロへキサン-1,4-ジイル基を構成する-CH-は、-O-、-S-または-NR-に置き換わっていてもよく、Rは、炭素数1~6のアルキル基またはフェニル基を表す。
 置換基を有していてもよい1,4-フェニレン基または置換基を有していてもよいシクロへキサン-1,4-ジイル基が任意に有する置換基としては、ハロゲン原子、炭素数1~4のアルキル基、炭素数1~4のフルオロアルキル基、炭素数1~4のアルコキシ基、シアノ基またはニトロ基が挙げられ、1,4-フェニレン基またはシクロへキサン-1,4-ジイル基に含まれる水素原子が前記いずれかの基によって置換されていてもよい。式(1)中のX1およびX2は、好ましくは無置換の1,4-フェニレン基または無置換のシクロへキサン-1,4-ジイル基である。シクロへキサン-1,4-ジイル基はシス体であっても、トランス体であってもよい。
 式(1)中のY1は、-CHCH-、-CHO-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、単結合、-N=N-、-CR=CR-、-C≡C-または-CR=N-を表し、RおよびRは、互いに独立に、水素原子または炭素数1~4のアルキル基を表す。Yは、-CHCH-、-COO-、-OCO-、-CHO-または単結合であることがより好ましく、-COO-または-OCO-で表される2価の基であることがさらに好ましい。
 式(1)中、W1は、単結合、-O-、-S-、-COO-、-OCO-または-OCOO-を表し、-O-、-COO-または-OCO-で表される2価の基であることが好ましく、-O-がより好ましい。
 本発明の一態様において、式(1)中、Y1が-COO-または-OCO-で表される2価の基であり、かつ、W1が-O-、-COO-または-OCO-で表される2価の基であることが好ましい。
 式(1)中、V1およびV2は、互いに独立に、置換基を有していてもよい炭素数1~20のアルカンジイル基を表す。前記アルカンジイル基を構成する-CH-は、-O-、-S-、-NH-、-COO-、-OCO-または-OCOO-に置き換わっていてもよい。V1およびV2で表されるアルカンジイル基としては、メチレン基、エチレン基、プロパン-1,3-ジイル基、ブタン-1,3-ジイル基、ブタン-1,4-ジイル基、ペンタン-1,5-ジイル基、ヘキサン-1,6-ジイル基、ヘプタン-1,7-ジイル基、オクタン-1,8-ジイル基、デカン-1,10-ジイル基、テトラデカン-1,14-ジイル基およびイコサン-1,20-ジイル基等が挙げられる。V1およびV2で表されるアルカンジイル基の炭素数は、好ましくは2~18、より好ましくは4~16、さらに好ましくは6~16である。相転移温度の観点からは、V1またはV2の少なくとも1つの-CH-は、-O-、-S-、-NH-、-COO-、-OCO-または-OCOO-に置き換わっているのが好ましい。二色比の観点からは、V1およびV2が置換基を有していないアルカンジイル基が好ましい。
 前記アルカンジイル基が任意に有する置換基としては、シアノ基およびハロゲン原子等が挙げられ、アルカンジイル基に含まれる水素原子が前記基に置換されていてもよい。本発明の一態様において、前記アルカンジイル基は無置換であることが好ましく、無置換の直鎖状アルカンジイル基であることがより好ましい。
 式(1)中、U1およびU2は、互いに独立に、水素原子または重合性基を表す。ただし、U1およびU2のうちの少なくとも1つは重合性基であり、U1およびU2がともに重合性基であることが好ましい。重合性基とは、重合開始剤から発生する活性ラジカルや酸などによって重合反応に関与し得る基のことをいう。重合性基としては、例えば、ビニル基、ビニルオキシ基、1-クロロビニル基、イソプロペニル基、4-ビニルフェニル基、(メタ)アクリロイル基、(メタ)アクリロイルオキシ基、オキシラニル基、オキセタニル基等が挙げられる。中でも、(メタ)アクリロイル基、(メタ)アクリロイルオキシ基、ビニルオキシ基、オキシラニル基およびオキセタニル基が好ましく、(メタ)アクリロイルオキシ基がより好ましく、アクリロイルオキシ基がさらに好ましい。
 U1で示される重合性基とU2で示される重合性基とは、互いに異なっていてもよいが、同じ種類の基であることが好ましく、U1およびU2の少なくとも一方が(メタ)アクリロイルオキシ基であることが好ましく、両方が(メタ)アクリロイルオキシ基であることがより好ましく、両方がアクリロイルオキシ基であることがさらに好ましい。
 重合性化合物(1)においては、シクロヘキサン-1,4-ジイル基が、それぞれ*-COO-(*でシクロヘキサン-1,4-ジイル基と結合)を介してV1で表される基およびX1で表される基に結合している。シクロへキサン-1,4-ジイル基は、シス体であっても、トランス体であってもよい。かかる構造を有する重合性化合物(1)は、式(1)中、シクロヘキサン-1,4-ジイル基が-OCO-または-O-を介してV1で表される基および/またはX1で表される基に結合している場合と比較して、溶剤に対する溶解性が向上し、かつ、相転移温度を大幅に低下させ得る。この効果は、特にシクロヘキサン-1,4-ジイル基が-OCO-または-O-を介してV1で表される基に結合している場合と比較して顕著になり得る。重合性化合物(1)が溶剤への溶解性や相転移温度の低下効果に優れる理由は必ずしも定かではないが、シクロヘキサン環が*-COO-により隣接する基と結合(*で結合)している重合性化合物(1)では、シクロヘキサン環がエーテル構造(-O-)によって隣接する基に結合している場合と比べて分子同士のスタックが弱くなり、分子の柔軟性が高くなることに起因すると考えられる。一方、一般的に、化合物を構成する分子の直線性が低くなると高い液晶性や二色比を確保し難くなる傾向にある。シクロヘキサン環とV1およびX1で表される基との結合部分がエステル構造である場合、該結合部分がエーテル構造である場合と比較して分子の直線性が低下しやすくなるが、重合性化合物(1)は、前記分子構造の違いによる利点を生かすことによって優れた溶剤溶解性とより一層低い相転移温度を実現するとともに、高い二色比を実現し得る。
 重合性化合物(1)は、好ましくは液晶性の化合物である。液晶性はサーモトロピック液晶でもリオトロピック液晶でもよいが、後述する二色性色素と混合する場合には、サーモトロピック液晶が好ましい。重合性化合物(1)がサーモトロピック液晶化合物である場合、ネマチック液晶相を示すサーモトロピック性液晶化合物であってもよいし、スメクチック液晶相を示すサーモトロピック性液晶化合物であってもよい。偏光性能を発現する光吸収異方性膜を形成するために用いる場合、重合性化合物(1)が示す液晶状態は、スメクチック液晶相であることが好ましく、高次スメクチック相であることが高性能化の観点からより好ましい。中でも、スメクチックB相、スメクチックD相、スメクチックE相、スメクチックF相、スメクチックG相、スメクチックH相、スメクチックI相、スメクチックJ相、スメクチックK相またはスメクチックL相を形成し得る高次スメクチック液晶化合物がより好ましく、スメクチックB相、スメクチックF相またはスメクチックI相を形成する高次スメクチック液晶化合物がさらに好ましい。重合性化合物(1)が形成する液晶相がこれらの高次スメクチック相であると、偏光性能のより高い光吸収異方性膜を製造することができる。
 重合性化合物(1)は、式(1)中、式(1A):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
〔式(1A)中、X1、Y1およびX2はそれぞれ上記と同じ意味を表し、*は、それぞれ、式(1)中のV1またはW1との結合部を表す〕
で示される部分が非対称構造であると、スメクチック液晶性を発現しやすくなる点で好ましい。
 部分構造(1A)が非対称構造である重合性化合物(1)としては、例えば、式(1)中のX1とX2がともに1,4-フェニレン基である下記構造(1A-1)、(1A-2)を有する重合性化合物(1)、X1がシクロヘキサン-1,4-ジイル基であり、X2が1,4-フェニレン基である下記構造(1A-3)、(1A-4)を有する重合性化合物(1)、および、X1が1,4-フェニレン基であり、X2がシクロヘキサン-1,4-ジイル基である下記構造(1A-5)、(1A-6)を有する重合性化合物(1)等が挙げられる。なお、下記構造(1A-1)~(1A-6)中の*は、それぞれ、式(1)中のV1またはW1との結合部を意味する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
 重合性化合物(1)としては、具体的には例えば、式(1-1)~式(1-24)で表される化合物が挙げられる。重合性化合物(1)に含まれるシクロヘキサン-1,4-ジイル基はトランス体であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
 重合性化合物(1)の液体相-液晶相転移温度は、好ましくは25℃以上150℃以下である。液晶相への相転移温度が前記範囲内であると、工業的に製造しやすく生産性を向上し得る等の観点から好ましい。本発明において、重合性化合物(1)の液体相-液晶相転移温度は、通常40℃以上、より好ましくは50℃以上、さらに好ましくは60℃以上であり、また、生産性の観点からより好ましくは120℃以下、さらに好ましくは110℃以下、特に好ましくは100℃以下である。重合性化合物(1)の高次スメクチック相-スメチクック相転移温度は、生産性の観点からより好ましくは100℃以下、さらに好ましくは90℃以下、特に好ましくは80℃以下である。重合性化合物(1)の相転移温度が低いと、高温条件下に曝されることなく製膜することが可能となり、得られる光学フィルムへのより一層高い光学特性の付与が期待できる。
 なお、液晶相転移温度は、例えば、温度調節ステージを備えた偏光顕微鏡や、示差走査熱量計(DSC)、熱重量示差熱分析装置(TG-DTA)等を用いて測定することができる。
 重合性化合物(1)は、Methoden der Organischen Chemie、Organic Reactions、OrganicSyntheses、Comprehensive Organic Synthesis、新実験化学講座等に記載されている公知の有機合成反応(例えば、縮合反応、エステル化反応、ウイリアムソン反応、ウルマン反応、ウイッティヒ反応、シッフ塩基生成反応、ベンジル化反応、薗頭反応、鈴木-宮浦反応、根岸反応、熊田反応、檜山反応、ブッフバルト-ハートウィッグ反応、フリーデルクラフト反応、ヘック反応、アルドール反応等)を、その構造に応じて、適宜組み合わせることにより、製造することができる。
 例えば、U1がアクリロイルオキシ基である式(2)で表される化合物は、以下の方法によって製造することができる。なお、下記式(2)~式(4)、式(6)および式(7)中のV1、V2、X1、X2、Y1、W1およびU2はそれぞれ、式(1)におけるものと同一の意味を表し、目的とする重合性化合物(1)のV1、V2、X1、X2、Y1、W1およびU2に対応する構造である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
 まず、1,4-シクロヘキサンジカルボン酸と、式(3):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
[式(3)中、
 V1は、置換基を有していてもよい炭素数1~20のアルカンジイル基を表し、該アルカンジイル基を構成する-CH-は、-O-、-S-、-NH-、-COO-、-OCO-または-OCOO-に置き換わっていてもよく、
 X3は、ハロゲン原子を表す]
で表される化合物(以下、「化合物(3)」ともいう)とを、塩基性条件下で反応させる(以下、「工程(i-1)」ともいう)ことにより、式(4):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
で表される化合物(以下、「化合物(4)」ともいう)を得る。
 工程(i-1)は、通常、塩基性化合物の存在下で行われる。塩基性化合物としては、例えば炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸セシウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム等の金属炭酸塩;炭酸水素リチウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、炭酸水素セシウム等の金属炭酸水素塩;水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化セシウム、水酸化カルシウム等の金属水酸化物などが挙げられる。
 工程(i-1)における塩基性化合物の量は、化合物(3)1モルに対して、好ましくは1.4モル以上、より好ましくは1.8モル以上であり、好ましくは3モル以下、より好ましくは2.5モル以下である。
 工程(i-1)の反応に用いる1,4-シクロヘキサンジカルボン酸の量は、化合物(3)1モルに対して、好ましくは1.0モル以上、より好ましくは1.1モル以上、さらに好ましくは1.2モル以上であり、好ましくは2.0モル以下、より好ましくは1.7モル以下、さらに好ましくは1.5モル以下である。1,4-シクロヘキサンジカルボン酸の量が前記下限以上および前記上限以下であると、副生成物が生成しにくい。
 工程(i-1)において1,4-シクロヘキサンジカルボン酸と化合物(3)との反応は、通常、溶媒中で行われる。溶媒としては、アセトン、メチルエチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、メチルアミルケトンまたはメチルイソブチルケトンなどのケトン系溶媒;ペンタン、ヘキサンまたはヘプタンなどの脂肪族炭化水素溶媒;トルエン、キシレン、ベンゼンまたはクロロベンゼンなどの芳香族炭化水素溶媒;アセトニトリルなどのニトリル系溶媒;テトラヒドロフラン、ジメトキシエタンなどのエーテル系溶媒;乳酸エチルなどのエステル系溶媒;クロロホルム、ジクロロメタンなどのハロゲン化炭化水素溶媒;ジメチルスルホキシド、N-メチル-2-ピロリドン、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、ヘキサメチルホスホリックトリアミドなどの非プロトン性極性溶媒;などが挙げられる。これら溶媒は、単独で用いてもよいし、複数を組み合わせて用いてもよい。
 溶媒の使用量は、特に限定されるものではないが、1,4-シクロヘキサンジカルボン酸と化合物(3)との合計1質量部に対して、好ましくは0.5~50質量部であり、より好ましくは1~30質量部であり、さらに好ましくは1~20質量部である。
 工程(i-1)における反応条件は適宜決定すればよい。反応収率や生産性の観点から、反応温度は、好ましくは60~150℃、より好ましくは80~120℃である。また、反応時間は、好ましくは1分~72時間であり、より好ましくは1~48時間であり、さらに好ましくは1~24時間である。上記の温度範囲および時間範囲で1,4-シクロヘキサンジカルボン酸とアルコール化合物(3)との反応を行うことにより、反応収率が向上しやすい。反応の進行度合いは、高速液体クロマトグラフィー、薄層クロマトグラフィー、ガスクロマトグラフィー等の分析手段により確認できる。
 1,4-シクロヘキサンジカルボン酸と化合物(3)との反応終了後、濾過、中和、抽出、水洗等の後処理、蒸留や結晶化等の単離処理等の処理、操作を施すことにより、化合物(4)を得ることができる。
 また、化合物(4)は、1,4-シクロヘキサンジカルボン酸と、式(5):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
で表される化合物(以下、「化合物(5)」ともいう)とをエステル化反応させる(以下、「工程(i-2)」ともいう)ことにより得ることもできる。
 1,4-シクロヘキサンジカルボン酸と化合物(5)とのエステル化反応は、好ましくは縮合剤の存在下において行われる。縮合剤の存在下でエステル化反応を行うことにより、エステル化反応を効率良く迅速に行うことができる。
 縮合剤としては、1-シクロヘキシル-3-(2-モルホリノエチル)カルボジイミドメト-パラ-トルエンスルホネート、ジシクロヘキシルカルボジイミド、ジイソプロピルカルボジイミド、1-エチル-3-(3-ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド、1-エチル-3-(3-ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド塩酸塩(水溶性カルボジイミド:WSCとして市販)、ビス(2、6-ジイソプロピルフェニル)カルボジイミドおよび、ビス(トリメチルシリル)カルボジイミド等のカルボジイミド化合物、2-メチル-6-ニトロ安息香酸無水物、2,2’-カルボニルビス-1H-イミダゾール、1,1’-オキサリルジイミダゾール、ジフェニルホスフォリルアジド、1(4-ニトロベンゼンスルフォニル)-1H-1、2、4-トリアゾール、1H-ベンゾトリアゾール-1-イルオキシトリピロリジノホスホニウムヘキサフルオロホスフェート、1H-ベンゾトリアゾール-1-イルオキシトリス(ジメチルアミノ)ホスホニウムヘキサフルオロホスフェート、N,N,N’,N’-テトラメチル-O-(N-スクシンイミジル)ウロニウムテトラフルオロボレート、N-(1,2,2,2-テトラクロロエトキシカルボニルオキシ)スクシンイミド、N-カルボベンゾキシスクシンイミド、O-(6-クロロベンゾトリアゾール-1-イル)-N,N,N’,N’-テトラメチルウロニウムテトラフルオロボレート、O-(6-クロロベンゾトリアゾール-1-イル)-N,N,N’,N’-テトラメチルウロニウムヘキサフルオロホスフェート、2-ブロモ-1-エチルピリジニウムテトラフルオロボレート、2-クロロ-1,3-ジメチルイミダゾリニウムクロリド、2-クロロ-1,3-ジメチルイミダゾリニウムヘキサフルオロホスフェート、2-クロロ-1-メチルピリジニウムアイオダイド、2-クロロ-1-メチルピリジニウム パラ-トルエンスルホネート、2-フルオロ-1-メチルピリジニウム パラ-トルエンスルホネート並びに、トリクロロ酢酸ペンタクロロフェニルエステル等が挙げられる。
 縮合剤は、好ましくは、カルボジイミド化合物、2,2’-カルボニルビス-1H-イミダゾール、1H-ベンゾトリアゾール-1-イルオキシトリピロリジノホスホニウムヘキサフルオロホスフェート、1H-ベンゾトリアゾール-1-イルオキシトリス(ジメチルアミノ)ホスホニウムヘキサフルオロホスフェート、N,N,N’,N’-テトラメチル-O-(N-スクシンイミジル)ウロニウムテトラフルオロボレート、O-(6-クロロベンゾトリアゾール-1-イル)-N,N,N’,N’-テトラメチルウロニウムヘキサフルオロホスフェート、2-クロロ-1,3-ジメチルイミダゾリニウムクロリドおよび、2-クロロ-1-メチルピリジニウムアイオダイドであり、経済性の観点からはカルボジイミド化合物がより好ましい。
 カルボジイミド化合物の中でも、反応性、コスト、使用できる溶剤の選択肢が多いという点で、ジシクロヘキシルカルボジイミド、ジイソプロピルカルボジイミド、1-エチル-3-(3-ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド、1-エチル-3-(3-ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド塩酸塩(水溶性カルボジイミド)および、ビス(2、6-ジイソプロピルフェニル)カルボジイミドが好ましい。
 縮合剤の使用量は、化合物(5)1モルに対して、通常1.0~1.5モルである。
 エステル化反応では、さらに、N-ヒドロキシスクシンイミド、ベンゾトリアゾール、パラニトロフェノール、3,5-ジブチル-4-ヒドロキシトルエン等の添加剤を加えてもよい。これらの添加剤の使用量は、化合物(5)1モルに対して、好ましくは0.01~0.1モルである。
 また、エステル化反応は触媒の存在下で行ってもよい。触媒としては、N,N-ジメチルアミノピリジン、N,N-ジメチルアニリン、ジメチルアンモニウムペンタフルオロベンゼンスルホナート等が挙げられる。中でも、N,N-ジメチルアミノピリジンおよび、N,N-ジメチルアニリンが好ましく、N,N-ジメチルアミノピリジンがより好ましい。触媒を使用する場合、その使用量は、化合物(5)1モルに対して、好ましくは0.01~0.1モルである。
 工程(i-2)において反応に用いる1,4-シクロヘキサンジカルボン酸の量は、化合物(3)1モルに対して、好ましくは1.0モル以上、より好ましくは1.1モル以上、さらに好ましくは1.2モル以上であり、好ましくは2.0モル以下、より好ましくは1.7モル以下、さらに好ましくは1.5モル以下である。1,4-シクロヘキサンジカルボン酸の量が前記下限以上および前記上限以下であると、化合物(4)の収率が良好になり、また、副生成物が生成しにくく、生産性よく製造し得る。
 エステル化反応は、通常、溶媒中で行われる。溶媒としては、工程(i-1)において1,4-シクロヘキサンジカルボン酸と化合物(3)との反応に用い得る溶媒として例示したものと同様のものが挙げられる。
 溶媒の使用量は、特に限定されるものではないが、1,4-シクロヘキサンジカルボン酸と化合物(5)との合計1質量部に対して、好ましくは0.5~50質量部であり、より好ましくは1~30質量部であり、さらに好ましくは1~20質量部である。
 エステル化反応の条件は適宜決定すればよい。反応収率や生産性の観点から、エステル化反応の温度は、好ましくは-20~100℃であり、より好ましくは-10~60℃であり、さらに好ましくは-5~50℃である。また、エステル化反応の時間は、好ましくは1分~72時間であり、より好ましくは1~48時間であり、さらに好ましくは1~24時間である。上記の温度範囲および時間範囲でエステル化反応を行うことにより、反応収率が向上しやすい。反応の進行度合いは、高速液体クロマトグラフィー、薄層クロマトグラフィー、ガスクロマトグラフィー等の分析手段により確認できる。
 1,4-シクロヘキサンジカルボン酸と化合物(5)との反応終了後、濾過、中和、抽出、水洗等の後処理、蒸留や結晶化等の単離処理等の処理、操作を施すことにより、化合物(4)を得ることができる。
 工程(i-1)および(i-2)の反応に用いる化合物(3)および(5)は、その構造に応じて、先に記載した公知の種々の有機合成反応を適宜組み合わせることにより製造することができる。また、市販品を使用してもよい。
 次いで、上記化合物(4)と、式(6):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
[式(6)中、Yは水素原子またはメチル基を表す]
で表される酸クロリドとを反応させることにより、式(7):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
で表される化合物(以下、「化合物(7)」ともいう)を得た(以下、「工程(ii)」ともいう)後、得られた化合物(7)と、式(8):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
で表される化合物(以下、「化合物(8)」ともいう)とをエステル化反応させる(以下、「工程(iii)」ともいう)ことにより、上記式(2)で表される重合性化合物(1)が得られる。
 工程(ii)は、化合物(4)をアクリロイル化する工程である。酸クロリドは、従来公知の有機合成方法を用いて製造し得るが、市販されている(メタ)アクリル酸クロリドを用いてもよい。
 工程(ii)において、酸クロリドは、化合物(4)1モルに対して、好ましくは1.0モル以上15.0モル以下の量で存在する。酸クロリドが前記範囲内の量で存在すると、化合物(4)との反応が進みやすく、高い収率で化合物(6)を得ることができる。酸ハライドは、化合物(4)1モルに対して、より好ましくは1.05モル以上、さらに好ましくは1.1モル以上の量で存在し、また、より好ましくは5.0モル以下、さらに好ましくは3.0モル当量の量で存在する。
 工程(ii)は、通常、塩基性物質の存在下で行われる。塩基性物質としては、例えば、トリメチルアミン、トリエチルアミン、N,N-ジイソプロピルエチルアミン、N,N-ジメチルアニリン、N,N-ジエチルアニリン等のアミン類が挙げられる。特に、収率が向上しやすい観点から、化合物(4)と酸クロリドとの反応を芳香族アミンの存在下で行うことが好ましい。
 化合物(4)と酸クロリドとの反応において塩基性物質は、化合物(4)1モルに対して、好ましくは1.0モル以上15.0モル以下の量で存在する。塩基性物質が前記範囲内の量で存在すると、化合物(4)と酸クロリドとの反応が促進されやすく、十分に高い収率で化合物(7)を得ることができる。塩基性物質は、化合物(4)1モルに対して、より好ましくは1.1モル以上、さらに好ましくは1.2モル以上の量で存在し、また、より好ましくは10.0モル以下、さらに好ましくは5.0モル以下の量で存在する。
 工程(ii)において、前記化合物(4)と酸クロリドとの反応は、好ましくは溶媒の存在下で行う。溶媒としては、1,4-シクロヘキサンジカルボン酸とアルコール化合物(3)との反応に用い得る溶媒として例示したものと同様のものが挙げられる。
 前記溶媒の使用量は特に限定されないが、各化合物が十分に溶解して反応が効率よく進行し得るよう、通常、化合物(4)1質量部に対して2質量部以上、好ましくは3質量部以上であり、過剰な溶媒の使用を避けるため、通常100質量部以下、好ましくは70質量部以下、より好ましくは50質量部以下である。
 化合物(4)と酸クロリドとの反応には、必要に応じて添加剤を用いてもよく、例えば重合を防止するために重合禁止剤の存在下で行ってもよい。重合禁止剤としては、例えば、2,6-ジ-tert-ブチル-p-クレゾール(BHT)、2,2’-メチレンビス(6-tert-ブチル-p-クレゾール)、亜リン酸トリフェニル、亜リン酸トリス(ノニルフェニル)、フェノチアジン等が挙げられる。重合禁止剤を用いる場合、その添加量は、化合物(4)1モルに対して、好ましくは0.005モル以上、さらに好ましくは0.01モル以上であり、また、好ましくは0.5モル以下である。
 工程(ii)において、前記化合物(4)と酸クロリドとの反応は、例えば、化合物(4)および塩基性物質、必要に応じて溶媒や添加剤を含む混合物に対して、酸クロリドを滴下することにより行うことができる。
 前記反応における条件は、用いる各化合物の種類や反応規模等に応じて適宜決定し得る。例えば、化合物(4)と酸クロリドとの反応温度は、好ましくは-10℃~25℃、より好ましくは-5℃~25℃である。反応温度が前記範囲内であると、化合物(4)と酸クロリドとの反応が進みやすく、穏やかな条件であるためより安全に目的の化合物を得やすい。
 反応時間は、使用する化合物の種類、比率および温度等に応じて決定すればよく、反応規模等にもよるが、好ましくは10分~24時間であり、より好ましくは10分~12時間である。
 反応終了後、濾過、中和、抽出、水洗等の後処理、蒸留や結晶化等の単離処理等の処理、操作を施すことにより、化合物(7)を得ることができる。
 工程(iii)の反応に用いる化合物(8)は、その構造に応じて、先に記載した公知の種々の有機合成反応を適宜組み合わせることにより製造することができる。
 化合物(7)と化合物(8)とのエステル化反応は、好ましくは縮合剤の存在下において行われる。縮合剤の存在下でエステル化反応を行うことにより、エステル化反応を効率良く迅速に行うことができる。縮合剤としては、1,4-シクロヘキサンジカルボン酸と化合物(5)とのエステル化反応において用い得る縮合剤として例示したものと同様のものが挙げられる。
 縮合剤の使用量は、化合物(7)1モルに対して、通常0.8~1.2モルである。
 化合物(7)と化合物(8)とのエステル化反応においては、さらに、1,4-シクロヘキサンジカルボン酸と化合物(5)とのエステル化反応に関して例示した添加剤および触媒をそれぞれ使用し得る。添加剤や触媒を用いる場合、その量はそれぞれ、化合物(7)1モルに対して、好ましくは0.01~0.1モルである。
 また、化合物(7)と化合物(8)とのエステル化反応は、通常溶媒中で行われる。溶媒としては、工程(i-1)において1,4-シクロヘキサンジカルボン酸と化合物(3)との反応に用い得る溶媒として例示したものと同様のものが挙げられる。
 溶媒の使用量は、特に限定されるものではないが、化合物(7)と化合物(8)との合計1質量部に対して、好ましくは1~50質量部であり、より好ましくは1~40質量部であり、さらに好ましくは1~30質量部である。
 エステル化反応の条件は適宜決定すればよい。反応収率や生産性の観点から、エステル化反応の温度は、好ましくは-20~60℃であり、より好ましくは-20~40℃である。また、エステル化反応の時間は、好ましくは1分~72時間であり、より好ましくは1~48時間であり、さらに好ましくは1~24時間である。上記の温度範囲および時間範囲でエステル化反応を行うことにより、反応収率が向上しやすい。反応の進行度合いは、高速液体クロマトグラフィー、薄層クロマトグラフィー、ガスクロマトグラフィー等の分析手段により確認できる。
 反応終了後、必要に応じて、例えば、濾過、中和、抽出、水洗等の後処理、蒸留や結晶化等の単離処理等の有機合成化学において採用し得る処理、操作を施すことにより、所望の重合性化合物(1)を単離することができる。
 得られた化合物の構造は、NMRスペクトル、IRスペクトル、マススペクトル等の測定、元素分析等により、同定することができる。
 式(1)中、シクロヘキサン環が*-COO-により隣接する基V1およびX1とそれぞれ結合している本発明の重合性化合物(1)は、比較的安価な1,4-シクロヘキサンジカルボン酸を出発原料として調製でき、また、製造工程も簡素化できるため、シクロヘキサン-1,4-ジイル基が-OCO-または-O-を介してV1で表される基および/またはX1で表される基に結合する構造を有する従来の重合性化合物と比較して、製造コスト面や製造効率の面等においても有利である。
 <重合性組成物>
 本発明は、本発明の重合性化合物(1)と二色性色素とを含む重合性組成物も対象とする。先に記載の通り、本発明の重合性化合物(1)は、相転移温度が低く、溶剤溶解性に優れており、特に、高い二色比を有する光吸収異方性膜(偏光膜)の形成材料として好適である。
 本発明の重合性組成物における重合性化合物(1)の含有量は、重合性組成物の固形分に対して、好ましくは40~99.9質量%であり、より好ましくは60~99質量%であり、さらに好ましくは70~99質量%である。重合性化合物の含有量が上記範囲内であると、重合性化合物(1)の配向性が高くなる傾向がある。なお、本明細書において、重合性組成物の固形分とは、該組成物から溶剤等の揮発性物質を除いた成分の合計量を意味する。以下、他の組成物等における固形分についても同様に、対象とする組成物等から溶剤等の揮発性物質を除いた成分の合計量をいう。
 本発明において、重合性組成物は、本発明の重合性化合物(1)以外の他の重合性化合物を含んでいてもよい。本発明の一実施態様において、配向秩序度の高い光吸収異方性膜を得る観点から、重合性組成物に含まれる全重合性化合物の総質量に対する重合性化合物(1)の割合は、好ましくは51質量%以上であり、より好ましくは70質量%以上であり、さらに好ましくは90質量%以上である。
 二色性色素とは、分子の長軸方向における吸光度と、短軸方向における吸光度とが異なる性質を有する色素をいう。本発明の重合性組成物に含まれる二色性色素としては、可視光を吸収する特性を有する特性を有することが好ましく、380~680nmの範囲に吸収極大波長(λMAX)を有するものがより好ましい。このような二色性色素としては、例えば、アクリジン色素、オキサジン色素、シアニン色素、ナフタレン色素、アゾ色素およびアントラキノン色素などが挙げられるが、中でもアゾ色素が好ましい。アゾ色素としては、モノアゾ色素、ビスアゾ色素、トリスアゾ色素、テトラキスアゾ色素およびスチルベンアゾ色素などが挙げられ、好ましくはビスアゾ色素およびトリスアゾ色素である。これらの二色性色素は、当該分野で公知のものから適宜選択して用いることができる。二色性色素は単独でも、組み合わせてもよいが、可視光全域で吸収を得るためには、2種類以上の二色性色素を組み合わせるのが好ましく、3種類以上の二色性色素を組み合わせるのがより好ましい。特に吸収波長の異なる2種以上の二色性色素を混合することで、様々な色相の光吸収異方性膜を作製することができ、可視光全域に吸収を有する光吸収異方性膜とすることができる。このような吸収特性を有する光吸収異方性膜とすることで、様々な用途に展開し得る。
 アゾ色素としては、例えば、下記構造を有する化合物が挙げられる。
 T-A(-N=N-A-N=N-A -T
[式中、AおよびAおよびAは、互いに独立に、置換基を有していてもよい1,4-フェニレン基、置換基を有していてもよいナフタレン-1,4-ジイル基、置換基を有していてもよい安息香酸フェニルエステル基、置換基を有していてもよい4,4‘-スチルベニレン基、または置換基を有していてもよい2価の複素環基を表し、TおよびTは電子吸引基あるいは電子放出基であり、アゾ結合面内に対して実質的に180°の位置に有する。pは0~4の整数を表す。pが2以上である場合、各々のAは互いに同一でも異なっていてもよい。可視域に吸収を示す範囲で-N=N-結合が-C=C-、-COO-、-NHCO-、-N=CH-結合に置き換わっていてもよい。]
 二色性色素の含有量(複数種含む場合にはその合計量)は、良好な光吸収特性を得る観点から、重合性組成物中に含まれる全重合性化合物100質量部に対して、通常1~60質量部であり、好ましくは1~40質量部であり、より好ましくは1~20質量部である。二色性色素の含有量がこの範囲より少ないと光吸収が不十分となりやすく、十分な偏光性能が得られない可能性がある。また、この範囲よりも多いと液晶分子の配向が阻害されやすくなる傾向にある。
 一般にスメクチック液晶性を示す重合性化合物は粘度が高いため、重合性組成物の塗布性を向上させて重合性組成物の硬化膜の形成を容易にする観点から、重合性組成物は溶媒をさらに含むことが好ましい。
 重合性組成物に用いる溶媒は、用いる重合性化合物(1)および二色性色素の溶解性等に応じて適宜選択することができる。具体的には、重合性化合物(1)の製造において使用し得る溶媒として例示したものと同様のものが挙げられる。溶媒の含有量は、重合性組成物の固形分100質量部に対して、好ましくは100~1900質量部であり、より好ましくは150~900質量部であり、さらに好ましくは180~600質量部である。
 重合性組成物は重合開始剤を含有していてもよい。重合開始剤は、重合性化合物の重合反応を開始し得る化合物であり、より低温条件下で重合反応を開始できる点において光重合開始剤が好ましい。具体的には、光の作用により活性ラジカルまたは酸を発生できる光重合開始剤が挙げられ、中でも、サーモトロピック液晶の相状態に依存しないという観点から、光の作用によりラジカルを発生する光重合開始剤が好ましい。重合開始剤は単独または二種以上組合せて使用できる。
 光重合開始剤としては、公知の光重合開始剤を用いることができ、例えば、活性ラジカルを発生する光重合開始剤としては、自己開裂型の光重合開始剤、水素引き抜き型の光重合開始剤がある。
 自己開裂型の光重合開始剤として、自己開裂型のベンゾイン系化合物、アセトフェノン系化合物、ヒドロキシアセトフェノン系化合物、α-アミノアセトフェノン系化合物、オキシムエステル系化合物、アシルホスフィンオキサイド系化合物、アゾ系化合物等を使用できる。また、水素引き抜き型光重合開始剤として、水素引き抜き型のベンゾフェノン系化合物、アルキルフェノン系化合物、ベンゾインエーテル系化合物、ベンジルケタール系化合物、ジベンゾスベロン系化合物、アントラキノン系化合物、キサントン系化合物、チオキサントン系化合物、ハロゲノアセトフェノン系化合物、ジアルコキシアセトフェノン系化合物、ハロゲノビスイミダゾール系化合物、ハロゲノトリアジン系化合物、トリアジン系化合物等を使用できる。
 酸を発生する光重合開始剤としては、ヨードニウム塩およびスルホニウム塩等を使用できる。
 この中でも、色素の溶解を防ぐ観点から低温での反応が好ましく、低温での反応効率の観点から自己開裂型の光重合開始剤が好ましく、特にアセトフェノン系化合物、ヒドロキシアセトフェノン系化合物、α-アミノアセトフェノン系化合物、オキシムエステル系化合物が好ましい。
 光重合開始剤としては、具体的には例えば、以下のものが挙げられる。
 ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテルおよびベンゾインイソブチルエーテル等のベンゾイン系化合物;
 2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニルプロパン-1-オン、1,2-ジフェニル-2,2-ジメトキシエタン-1-オン、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-〔4-(2-ヒドロキシエトキシ)フェニル〕プロパン-1-オン、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンおよび2-ヒドロキシ-2-メチル-1-〔4-(1-メチルビニル)フェニル〕プロパン-1-オンのオリゴマー等のヒドロキシアセトフェノン系化合物;
 2-メチル-2-モルホリノ-1-(4-メチルチオフェニル)プロパン-1-オン、2-ジメチルアミノ-2-ベンジル-1-(4-モルホリノフェニル)ブタン-1-オン等のα-アミノアセトフェノン系化合物;
 1,2-オクタンジオン,1-[4-(フェニルチオ)-,2-(O-ベンゾイルオキシム)]、エタノン,1-[9-エチル-6-(2-メチルベンゾイル)-9H-カルバゾール-3-イル]-,1-(O-アセチルオキシム)等のオキシムエステル系化合物; 2,4,6-トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイドおよびビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)フェニルホスフィンオキサイド等のアシルホスフィンオキサイド系化合物;
 ベンゾフェノン、o-ベンゾイル安息香酸メチル、4-フェニルベンゾフェノン、4-ベンゾイル-4’-メチルジフェニルサルファイド、3,3’,4,4’-テトラ(tert-ブチルパーオキシカルボニル)ベンゾフェノンおよび2,4,6-トリメチルベンゾフェノン等のベンゾフェノン化合物;
 ジエトキシアセトフェノンなどのジアルコキシアセトフェノン系化合物;
 2,4-ビス(トリクロロメチル)-6-(4-メトキシフェニル)-1,3,5-トリアジン、2,4-ビス(トリクロロメチル)-6-(4-メトキシナフチル)-1,3,5-トリアジン、2,4-ビス(トリクロロメチル)-6-(4-メトキシスチリル)-1,3,5-トリアジン、2,4-ビス(トリクロロメチ_ル)-6-〔2-(5-メチルフラン-2-イル)エテニル〕-1,3,5-トリアジン、2,4-ビス(トリクロロメチル)-6-〔2-(フラン-2-イル)エテニル〕-1,3,5-トリアジン、2,4-ビス(トリクロロメチル)-6-〔2-(4-ジエチルアミノ-2-メチルフェニル)エテニル〕-1,3,5-トリアジンおよび2,4-ビス(トリクロロメチル)-6-〔2-(3,4-ジメトキシフェニル)エテニル〕-1,3,5-トリアジン等のトリアジン系化合物。光重合開始剤は、例えば上記の光重合開始剤から重合性化合物(1)との関係において適宜選択すればよい。
 また、市販の光重合開始剤を用いてもよい。市販の重合開始剤としては、イルガキュア(Irgacure)(登録商標)907、184、651、819、250、および369、379、127、754、OXE01、OXE02、OXE03(BASF社製);Omnirad BCIM、Esacure 1001M、Esacure KIP160(IDM Resins B.V.社製);セイクオール(登録商標)BZ、Z、およびBEE(精工化学株式会社製);カヤキュアー(kayacure)(登録商標)BP100、およびUVI-6992(ダウ・ケミカル株式会社製);アデカオプトマーSP-152、N-1717、N-1919、SP-170、アデカアークルズNCI-831、アデカアークルズNCI-930(株式会社ADEKA製);TAZ-A、およびTAZ-PP(日本シイベルヘグナー株式会社製);並びに、TAZ-104(株式会社三和ケミカル製);等が挙げられる。
 重合性組成物における重合開始剤の含有量は、重合性組成物中に含まれる全重合性化合物100質量部に対して、好ましくは0.1~10質量部であり、より好ましくは0.5~8質量部、さらに好ましくは1~8質量部、特に好ましくは1~6質量部である。重合開始剤の含有量が上記の範囲内であると、重合性化合物(1)の配向を大きく乱すことなく、重合反応を行うことができる。
 重合性組成物はレベリング剤を含んでいてもよい。レベリング剤は、重合性組成物の流動性を調整し、該組成物を塗布することにより得られる塗膜をより平坦にする機能を有し、具体的には、界面活性剤が挙げられる。レベリング剤としては、有機変性シリコーンオイル系、ポリアクリレート系およびパーフルオロアルキル系のレベリング剤が挙げられる。中でも、ポリアクリレート系およびパーフルオロアルキル系のレベリング剤が好ましい。レベリング剤は単独または2種以上組合せて使用できる。
 ポリアクリレート系のレベリング剤としては、例えば、“BYK-350”、“BYK-352”、“BYK-353”、“BYK-354”、“BYK-355”、“BYK-358N”、“BYK-361N”、“BYK-380”、“BYK-381”および“BYK-392”(BYK Chemie社)が挙げられる。
 パーフルオロアルキル系のレベリング剤としては、例えば、“メガファック(登録商標)R-08”、同“R-30”、同“R-90”、同“F-410”、同“F-411”、同“F-443”、同“F-445”、同“F-470”、同“F-471”、同“F-477”、同“F-479”、同“F-482”および同“F-483”(DIC(株));“サーフロン(登録商標)S-381”、同“S-382”、同“S-383”、同“S-393”、同“SC-101”、同“SC-105”、“KH-40”および“SA-100”(AGCセイミケミカル(株));“E1830”、“E5844”((株)ダイキンファインケミカル研究所);“エフトップEF301”、“エフトップEF303”、“エフトップEF351”および“エフトップEF352”(三菱マテリアル電子化成(株))が挙げられる。
 重合性組成物がレベリング剤を含有する場合、その含有量は、重合性組成物中に含まれる全重合性化合物100質量部に対して、好ましくは0.01~5質量部、より好ましくは0.05~3質量部である。レベリング剤の含有量が上記範囲内であると、重合性化合物(1)を水平配向させることが容易になり、かつ得られる光吸収異方性膜がより平滑となる傾向がある。
 重合性組成物は、レベリング剤以外の他の添加剤を含有してよい。他の添加剤としては、例えば、光増感剤、酸化防止剤、離型剤、安定剤、ブルーイング剤等の着色剤、難燃剤および滑剤などが挙げられる。他の添加剤を含有する場合、その添加剤の含有量は、重合性組成物の固形分に対して、0%を超えて20質量%以下であることが好ましく、より好ましくは0%を超えて10質量%以下である。
 重合性組成物は、従来公知の調製方法により製造することができ、通常、重合性化合物(1)および二色性色素、並びに、必要に応じて溶媒、重合開始剤および上記添加剤等を混合、撹拌することにより調製することができる。
 本発明の一態様において、重合性化合物(1)を含む本発明の重合性組成物における液体相-液晶相転移温度は、好ましくは25℃以上150℃以下である。液晶相への相転移温度が前記範囲内であると、工業的に製造しやすく生産性を向上し得る等の観点から好ましい。本発明において、前記液体相-液晶相転移温度は、通常40℃以上、より好ましくは50℃以上、さらに好ましくは60℃以上であり、また、生産性の観点からより好ましくは120℃以下、さらに好ましくは110℃以下、特に好ましくは100℃以下である。前記ネマチック相-スメチクック相転移温度は、生産性の観点からより好ましくは100℃以下、さらに好ましくは95℃以下である。重合性化合物(1)を含む本発明の重合性組成物においては、二色性色素と混合した状態での液晶相転移温度も低下しやすい。重合性組成物の相転移温度が低くなると、高温条件下に曝されることなく製膜することが可能となり、得られる光学フィルムへのより一層高い光学特性の付与が期待できる。
 なお、液晶相転移温度は、例えば、温度調節ステージを備えた偏光顕微鏡や、示差走査熱量計(DSC)、熱重量示差熱分析装置(TG-DTA)等を用いて測定することができる。重合性化合物(1)と二色性色素、場合により他の液晶化合物を含む場合、上記相転移温度は重合性組成物を構成する重合性化合物(1)と二色性色素と他の液晶化合物とを重合性組成物における組成と同じ比率で混合した混合物を用いて測定される温度を意味する。
 <光学フィルム>
 例えば、基材や配向膜上に本発明の重合性組成物の塗膜を形成すること、該塗膜から溶媒を除去すること、重合性化合物(1)が液体相に相転移する温度以上まで昇温した後降温して、重合性化合物(1)を液晶相(例えばスメクチック相)に相転移させること、および、前記液晶相を保持したまま重合性化合物(1)を重合(硬化)させることを含む方法により、偏光性能を有する光学フィルムを得ることができる。本発明は、重合性化合物(1)の重合体、または、本発明の重合性組成物の硬化物を含む、光学フィルムも対象とする。
 重合性組成物の塗膜は、基材上または配向膜上などに重合性組成物を塗布することにより形成できる。
 基材としては、例えば、ガラス基材、および、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ノルボルネン系ポリマー等のポリオレフィン;環状オレフィン系樹脂;ポリビニルアルコール;ポリエチレンテレフタレート;ポリメタクリル酸エステル;ポリアクリル酸エステル;トリアセチルセルロース、ジアセチルセルロース及びセルロースアセテートプロピオネート等のセルロースエステル;ポリエチレンナフタレート;ポリカーボネート;ポリスルホン;ポリエーテルスルホン;ポリエーテルケトン;ポリフェニレンスルフィドおよびポリフェニレンオキシド等から構成されるフィルム基材が挙げられる。
 配向膜は、重合性化合物(1)を所望の方向に液晶配向させる、配向規制力を有するものである。配向膜は、重合性化合物(1)の液晶配向を容易にする。水平配向、垂直配向、ハイブリッド配向、傾斜配向等の液晶配向の状態は、配向膜および重合性化合物(1)の性質によって変化し、その組み合わせは任意に選択することができる。例えば、配向膜が配向規制力として水平配向を発現させる材料であれば、重合性化合物(1)は水平配向またはハイブリッド配向を形成することができ、垂直配向を発現させる材料であれば、重合性化合物(1)は垂直配向または傾斜配向を形成することができる。水平、垂直等の表現は、光吸収異方性膜平面を基準とした場合の、配向した重合性化合物(1)の長軸の方向を表す。例えば、水平配向とは光吸収異方性膜平面に対して水平な方向に、配向した重合性化合物(1)の長軸を有することであり、垂直配向とは光吸収異方性膜平面に対して垂直な方向に、配向した重合性化合物(1)の長軸を有することである。なお、ここでいう垂直とは、光吸収異方性膜平面に対して90°±20°のことを意味する。
 X-Y平面での偏光性能を得る場合には、重合性化合物(1)と二色性色素とが光吸収異方性膜平面に対して水平配向すればよいし、Z方向(光吸収異方性膜の膜厚方向)での偏光性を得る場合には、重合性化合物(1)と二色性色素とが光吸収異方性膜平面に対して垂直配向すればよい。
 配向規制力は、配向膜が配向性ポリマーから形成されている場合は、表面状態やラビング条件によって任意に調整することが可能であり、光配向性ポリマーから形成されている場合は、偏光照射条件等によって任意に調整することが可能である。また、重合性化合物(1)の、表面張力や液晶性等の物性を選択することにより、液晶配向を制御することもできる。
 基材と光吸収異方性膜との間に形成される配向膜としては、配向膜上に光吸収異方性膜を形成する際に使用される溶媒に不溶であり、また、溶媒の除去や液晶の配向のための加熱処理における耐熱性を有するものが好ましい。配向膜としては、配向性ポリマーからなる配向膜、光配向膜およびグルブ(groove)配向膜、配向方向に延伸してある延伸フィルム等が挙げられる。
 基材や配向膜は、光学フィルムの用途や光吸収異方性膜に所望する性能等に応じて、従来光学フィルムの製造に用い得るものとして公知のものから適宜選択して用いることができる。
 重合性組成物を基材等に塗布する方法としては、押し出しコーティング法、ダイレクトグラビアコーティング法、リバースグラビアコーティング法、CAPコーティング法、スリットコーティング法、マイクログラビア法、ダイコーティング法、インクジェット法等が挙げられる。また、ディップコーター、バーコーター、スピンコーター等のコーターを用いて塗布する方法等も挙げられる。中でも、Roll to Roll形式で連続的に塗布する場合には、マイクログラビア法、インクジェット法、スリットコーティング法、ダイコーティング法による塗布方法が好ましく、ガラス等の枚葉基材に塗布する場合には、均一性の高いスピンコーティング法が好ましい。
 次いで、重合性組成物から得られた塗膜中に含まれる重合性化合物(1)が硬化(重合)しない条件で、溶媒を乾燥等によって除去することにより、乾燥塗膜が形成される。乾燥方法としては、自然乾燥法、通風乾燥法、加熱乾燥および減圧乾燥法等が挙げられる。
 さらに、重合性化合物(1)を液体相に相転移させるため、重合性化合物(1)が液体相に相転移する温度以上まで昇温した後降温し、重合性化合物(1)を液晶相(スメクチック相)に相転移させる。かかる相転移は、前記塗膜中の溶媒除去後に行ってもよいし、溶媒の除去と同時に行ってもよい。
 重合性化合物(1)の液晶状態を保持したまま、重合性化合物(1)を硬化(重合)させることにより、重合性組成物の硬化物として光吸収異方性膜が形成される。硬化方法としては光重合法が好ましい。光重合において、乾燥塗膜に照射する光としては、当該乾燥塗膜に含まれる重合性化合物(1)の種類(特に、該重合性化合物が有する重合性基の種類)、重合開始剤の種類およびそれらの量等に応じて適宜選択される。その具体例としては、可視光、紫外光、赤外光、X線、α線、β線およびγ線からなる群より選択される1種以上の光や活性電子線が挙げられる。中でも、重合反応の進行を制御し易い点や、光重合装置として当分野で広範に用いられているものが使用できるという点で、紫外光が好ましく、紫外光によって、光重合可能なように、重合性組成物に含有される重合性化合物(1)や重合開始剤の種類を選択しておくことが好ましい。また、重合時に、適切な冷却手段により乾燥塗膜を冷却しながら光照射することで、重合温度を制御することもできる。
 前記活性エネルギー線の光源としては、低圧水銀ランプ、中圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ、キセノンランプ、ハロゲンランプ、カーボンアーク灯、タングステンランプ、ガリウムランプ、エキシマレーザー、波長範囲380~440nmを発光するLED光源、ケミカルランプ、ブラックライトランプ、マイクロウェーブ励起水銀灯、メタルハライドランプ等が挙げられる。
 紫外線照射強度は、通常、10~3,000mW/cmである。紫外線照射強度は、好ましくは光重合開始剤の活性化に有効な波長領域における強度である。光を照射する時間は、通常0.1秒~10分であり、好ましくは1秒~5分、より好ましくは5秒~3分、さらに好ましくは10秒~1分である。このような紫外線照射強度で1回または複数回照射すると、その積算光量は、通常10~3,000mJ/cm、好ましくは50~2,000mJ/cm、より好ましくは100~1,000mJ/cmである。積算光量が前記範囲内であると、重合性化合物を十分に硬化させることができ、また、得られる光吸収異方性膜における着色抑制効果に優れる。
 光重合を行うことにより、重合性化合物(1)は、液晶相、特にスメクチック相、好ましくは高次スメクチック相の液晶状態を保持したまま硬化(重合)し、光吸収異方性膜が形成される。重合性化合物(1)がスメクチック相の液晶状態を保持したまま硬化(重合)して得られる光吸収異方性膜(偏光膜)は、前記二色性色素の作用にも伴い、従来のホストゲスト型偏光フィルム、すなわち、ネマチック相の液晶状態からなる光吸収異方性膜と比較して、偏光性能が高いという利点がある。さらに、二色性色素やリオトロピック液晶のみを塗布したものと比較して、強度に優れるという利点もある。
 光吸収異方性膜の厚みは、適用される表示装置に応じて適宜選択でき、好ましくは0.1~5μm、より好ましくは0.2~3μmである。
 本発明の一実施態様において、本発明の光学フィルムは20以上の二色比を有することが好ましい。ここで、二色比とは、光吸収異方性膜に入射した光の、互いに垂直に振動する2つの直線偏光の吸収強度比をいい、波長λnmの光に対する配向方向の吸光度A1(λ)と配向面内垂直方向の吸光度A2(λ)との比(A2/A1)を意味する。本発明においては、重合性化合物(1)と二色性色素とを光吸収異方性膜平面に対して水平方向に配向させることにより、二色比が20以上である光学フィルムを得られ得る。二色比が高ければ高い程、吸収選択性の優れる偏光膜となる。本発明の光学フィルムにおいて、二色比はより好ましくは30以上である。なお、二色性色素の種類にもよるが、ネマチック液晶相の状態で硬化した液晶硬化膜の場合には、二色比は5~10程度である。
 二色比は、例えば、後述する実施例に記載の方法に従って測定できる。
 本発明の光学フィルムは偏光性能に優れるため、種々の表示装置に好適に用いることができる。表示装置とは、表示機構を有する装置であり、発光源として発光素子または発光装置を含む。表示装置としては、例えば、液晶表示装置、有機エレクトロルミネッセンス(EL)表示装置、無機エレクトロルミネッセンス(EL)表示装置、タッチパネル表示装置、電子放出表示装置(電場放出表示装置(FED等)、表面電界放出表示装置(SED))、電子ペーパー(電子インクや電気泳動素子を用いた表示装置)、プラズマ表示装置、投射型表示装置(グレーティングライトバルブ(GLV)表示装置、デジタルマイクロミラーデバイス(DMD)を有する表示装置等)および圧電セラミックディスプレイ等が挙げられ、特に有機EL表示装置およびタッチパネル表示装置が好ましく、特に有機EL表示装置が好ましい。例えば、本発明の重合性化合物(1)を含む重合性組成物から形成される光吸収異方性膜を含む光学フィルムを粘着剤または接着剤を介して表示装置の表面に貼合することで、本発明の光学フィルムを含む表示装置を得ることができる。
 以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。例中の「%」および「部」は、特記ない限り、質量%および質量部である。
 各化合物の分析に用いるHPLC測定は、各重合性化合物に由来するピークを分離できる限りいずれの条件で行ってもよい。HPLC測定条件の一例を以下に示す。
(測定条件)
 測定装置:HPLC LC-10AT(島津製作所製)
 カラム:L-Column ODS(内径3.0mm、長さ150mm、粒径3μm) 温度:40℃
 移動相A:0.1%(v/v)-TFA/水
 移動相B:0.1%(v/v)-TFA/アセトニトリル
 グラジエント:0min 70%-B
        30min 100%-B
        60min 100%-B
        60.01min 70%-B
        75min 70%-B
 流速:0.5mL/min
 注入量:5μL
 検出波長:254nm
1.化合物(A-1)および化合物(C-1)~(C-5)の合成
 以下の方法に従い、化合物(A-1)および化合物(C-1)~(C-5)を調製した。
(1)化合物(A-1)の合成
 下記構造を有する化合物(A-1)を、Liquid Crystals,1995,Vol.18,No.2,319-326記載の方法で合成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
(2)化合物(C-1)の合成
 下記構造を有する化合物(C-1)を、以下のスキームに従い合成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
 (i)化合物(B-1)の合成
 ジムロート冷却管および温度計を設置した100mL-四ツ口フラスコ内を窒素雰囲気とし、trans-1,4-シクロヘキサンジカルボン酸10.3g、化合物(D-1)(東京化成工業(株)製)15.0g、KCO(富士フィルム和光純薬(株)製)16.5g、およびN-メチルー2-ピロリドン(関東化学(株)製)150gを添加して混合した後、100℃まで昇温し、3時間反応させた。冷却後、反応マスを水750gに加え、濃塩酸をpH<4まで加えた後、酢酸エチル800gを加え、有機層を回収した。
有機層をさらに水500gで2回洗浄し、濃縮にて溶媒を留去させた。得られた粗生成物をトルエンに溶解させて、不溶成分を濾過にて除去したのちに濃縮にてトルエンを留去して化合物(B-1)を12.7g得た。化合物(B-1)の収率は、化合物(D-1)基準で62.1%であった。
 (ii)化合物(C-1)の合成
 ジムロート冷却管および温度計を設置した100mL-四ツ口フラスコ内を窒素雰囲気とし、化合物(B-1)を10.0g、N,N-ジメチルアセトアミド(関東化学(株)製)40.0g、N,N-ジメチルアニリン(関東化学(株)製)5.4g、BHT(ジブチルヒドロキシトルエン、富士フィルム和光純薬(株)製)0.3gを添加して混合した後、0℃まで冷却し、アクリル酸クロリド(東京化成工業(株)製)3.2gを1時間かけて滴下し、5時間反応させた。反応終了後、濃塩酸を加え、pHが4未満になるように調整し、酢酸エチル80gを加えた後に、水120gを加えて有機層を回収した。さらに120gの水で分液を行い、有機層から酢酸エチルを濃縮にて留去させた。得られた粗生成物をシリカゲルクロマトグラフィーにて精製し、化合物(C-1)を5.5g得た。
化合物(C-1)の収率は、化合物(B-1)基準で47.4%であった。
(3)化合物(C-4)の合成
 化合物(D-1)に代えて、化合物(D-4)を用いた以外は、化合物(C-1)の合成と同様の手順により、下記構造を有する化合物(C-4)を合成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
(4)化合物(C-5)の合成
 化合物(D-1)に代えて、化合物(D-5)を用いた以外は、化合物(C-1)の合成と同様の手順により、下記構造を有する化合物(C-5)を合成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
(5)化合物(C-2)の合成
 下記構造を有する化合物(C-2)を、以下のスキームに従い合成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
 ジムロート冷却管および温度計を設置した100mL-四ツ口フラスコ内を窒素雰囲気とし、trans-1,4-シクロヘキサンジカルボン酸47.8g、化合物(D-2)(東京化成工業(株)製)20.0g、DMAP(N,N-ジメチルアミノピリジン、富士フィルム和光純薬(株)製)0.18g、BHT(富士フィルム和光純薬(株)製)0.44g、およびN-メチルー2-ピロリドン(関東化学(株)製)95gを添加して混合した後、滴下漏斗を用いてIPC(ジイソプロピルカルボジイミド、富士フィルム和光純薬(株)製)22.8gをさらに添加し、これらを40℃で一晩反応させた。反応終了後、シリカゲル濾過により不溶成分を除去し、濾液に酢酸エチル200gを加え、水500gにて洗浄を行った。得られた酢酸エチル溶液を、濃縮にて溶媒を留去し、得られた粗生成物をシリカゲルクロマトグラフィーにて精製し、化合物(C-2)を23.4g得た。化合物(C-2)の収率は、化合物(D-2)基準で53.2%であった。
(6)化合物(C-3)の合成
 trans-1,4-シクロヘキサンジカルボン酸に代えて、11-ブロモウンデカン酸を用いた以外は、化合物(C-2)の合成と同様の手順により、下記構造を有する化合物(D-3)を合成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
 化合物(D-4)に代えて、化合物(D-3)を用いた以外は、化合物(B-1)の合成と同様の手順により、化合物(C-3)を合成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022
2.重合性化合物の合成
(1)合成例1(実施例)
 下記構造を有する化合物(1-a)を、以下のスキームに従い合成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023
 ジムロート冷却管および温度計を設置した100mL-四ツ口フラスコ内を窒素雰囲気とし、化合物(A-1)3.1g、化合物(C-1)3.0g、DMAP(富士フィルム和光純薬(株)製)0.02g、BHT(富士フィルム和光純薬(株)製)0.1g、およびクロロホルム(関東化学(株)製)23.0gを添加して混合した後、滴下漏斗を用いてIPC(富士フィルム和光純薬(株)製)1.0gをさらに添加し、これらを0℃で一晩反応させた。反応終了後、シリカゲル濾過により不溶成分を除去した。得られたクロロホルム溶液を、濃縮にて溶媒を留去し、得られた粗生成物をシリカゲルクロマトグラフィーにて精製し、重合性化合物(1-a)を5.2g得た。重合性化合物(1-a)の収率は、化合物(A-1)基準で90.8%であった。
(2)合成例2(実施例)
 化合物(C-1)に代えて、化合物(C-2)を用いた以外は、合成例1と同様にして、重合性化合物(1-b)を合成した。
(3)合成例3(実施例)
 化合物(C-1)に代えて、化合物(C-3)を用いた以外は、合成例1と同様にして、重合性化合物(1-c)を合成した。
(4)合成例4(実施例)
 化合物(C-1)に代えて、化合物(C-4)を用いた以外は、合成例1と同様にして、重合性化合物(1-d)を合成した。
(5)合成例5(実施例)
化合物(C-1)に代えて、化合物(C-5)を用いた以外は、合成例1と同様にして、重合性化合物(1-e)を合成した。
(6)合成例6(比較例)
 下記構造を有する重合性化合物(1-f)を、Lub et al. Recl.Trav.Chim.Pays-Bas,115, 321-328(1996)記載の方法で合成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024
3.重合性化合物の評価
(1)相転移温度の測定
 (i)積層体の製造
 〔配向膜の作成〕
 ガラス基板上に、ポリビニルアルコール(ポリビニルアルコール1000完全ケン化型、和光純薬工業株式会社製)の2質量%水溶液をスピンコート法により塗布し、乾燥後、厚さ100nmの膜を形成した。続いて、得られた膜の表面にラビング処理を施すことにより配向膜を形成した。ラビング処理は、半自動ラビング装置(商品名:LQ-008型、常陽工学株式会社製)を用いて、布(商品名:YA-20-RW、吉川化工株式会社製)によって、押し込み量0.15mm、回転数500rpm、16.7mm/sの条件で行った。かかるラビング処理により、ガラス基板上に配向膜が形成された積層体1を得た。
 (ii)相転移温度の測定
 合成例1~6で調製した重合性化合物(1-a)~(1-f)を、それぞれ、バイアル管に1.00g量り取り、さらに2.00gのクロロホルムを加え溶解させた。得られた溶液を積層体1上に塗布し、乾燥させた。得られた積層体を冷却加熱装置(ジャパンハイテック社製「LNP94-2」)にのせて室温から120℃まで昇温させた後、室温まで冷却した。冷却時の変化の様子を偏光顕微鏡(LEXT、オリンパス社製)で観察し、相転移する温度を測定した。結果を表1に示す。
 なお、表1中、「I」は液体相、「N」はネマチック液晶相、「SmA」はスメクチックA液晶相、「SmB」はスメクチックB液晶相を意味する。例えば、合成例1では、93℃で液体相からネマチック液晶相に、92℃でネマチック液晶相からスメクチックA液晶相に、70℃でスメクチックA液晶相からスメクチックB液晶相に相転移したことを示す。
(2)溶解性評価
 25℃にてバイアル管にo-キシレン1.00gと撹拌子を入れ、マグネチックスターラー(HS-30DN、アズワン)で撹拌を行いながら、合成例1~6で調製した重合性化合物(1-a)~(1-f)を、それぞれ、目視で溶け残りが確認されるまで投入した。溶け残りが確認されたところで、各化合物のo-キシレンへの溶解性を、(各化合物の重量)/(各化合物の重量+o-キシレンの重量)から重量パーセント濃度として算出した。結果を表1に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000025
4.重合性組成物の調製
(1)実施例1
 (i)重合性組成物の調製
 下記の成分を混合し、80℃で1時間攪拌することで、重合性組成物1を得た。二色性色素には、特開2013-101328号公報の実施例に記載のアゾ色素を用いた。
・重合性化合物(1-a) 100部
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000026
・下記に示す二色性色素(1) 2.8部
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000027
・下記に示す二色性色素(2) 2.8部
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000028
・下記に示す二色性色素(3) 2.8部
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000029
・重合開始剤:
2-ジメチルアミノ-2-ベンジル-1-(4-モルホリノフェニル)ブタン-1-オン(イルガキュア369;チバスペシャルティケミカルズ社製) 6部
・レベリング剤:
ポリアクリレート化合物(BYK-361N;BYK-Chemie社製) 1.2部
・溶剤:o-キシレン 250部
 (ii)相転移温度の測定
 重合性化合物(1-a)~(1-f)の相転移温度を測定するために用いた積層体1と同様にして得たラビング処理を施したPVA配向膜付きのガラス基板に、重合性組成物1を塗布し、室温から150℃まで昇温させた後、室温まで冷却した。冷却時の変化の様子を偏光顕微鏡で観察し、相転移する温度を測定した。結果を表2に示す。
 なお、表2中の相転移を示す各符号は表1と同様の意味である。
(2)実施例2
 重合性化合物(1-a)に代えて、重合性化合物(1-b)を用いた以外は、実施例1と同様にして、重合性組成物2を調製した。得られた重合性組成物の相転移温度を、実施例1と同様にして測定した。結果を表2に示す。
(3)実施例3
 重合性化合物(1-a)に代えて、重合性化合物(1-c)を用いた以外は、実施例1と同様にして、重合性組成物3を調製した。得られた重合性組成物の相転移温度を、実施例1と同様にして測定した。結果を表2に示す。
(4)実施例4
 重合性化合物(1-a)に代えて、重合性化合物(1-d)を用いた以外は、実施例1と同様にして、重合性組成物4を調製した。得られた重合性組成物の相転移温度を、実施例1と同様にして測定した。結果を表2に示す。
(5)実施例5
 重合性化合物(1-a)に代えて、重合性化合物(1-e)を用いた以外は、実施例1と同様にして、重合性組成物5を調製した。得られた重合性組成物の相転移温度を、実施例1と同様にして測定した。結果を表2に示す。
(6)比較例1
 重合性化合物(1-a)に代えて、重合性化合物(1-f)を用いた以外は、実施例1と同様にして、重合性組成物6を調製した。得られた重合性組成物の相転移温度を、実施例1と同様にして測定した。結果を表2に示す。
5.二色比の測定
(1)偏光膜の形成
 積層体1の配向膜上に、重合性組成物1をスピンコート法により塗布し、120℃のホットプレート上で1分間加熱乾燥した後、速やかに室温まで冷却して、前記配向膜上に配向した重合性化合物(1-a)を含む乾燥被膜を形成した。次いで、UV照射装置(SPOT CURE SP-7;ウシオ電機株式会社製)を用い、紫外線を、露光量2000mJ/cm(365nm基準)で乾燥被膜に照射することにより、該乾燥被膜に含まれる重合性化合物(1-a)を、配向状態を保持したまま重合させ、該乾燥被膜から偏光膜(1)を形成した。
(2)二色比の測定
 分光光度計(島津製作所株式会社製 UV-3150)に、上記で作製した偏光膜(1)を備えたフォルダーをセットした装置を用いて、550nmにおける透過軸方向の吸光度(A1)および吸収軸方向の吸光度(A2)をダブルビーム法で測定した。該フォルダーのリファレンス側には光量を50%カットするメッシュを設置した。測定された透過軸方向の吸光度(A1)および吸収軸方向の吸光度(A2)の値から、比(A2/A1)を算出し、二色比とした。
 なお、透過軸とは、偏光膜への入射光のうち、偏光膜を透過する成分の偏光方向のことをいい、吸収軸とは、偏光膜への入射光のうち、偏光膜で吸収される成分の偏光方向のことをいう。
 二色比を以下の評価基準に従い評価した。結果を表2に示す。
  A:30以上
  B:20以上~30未満
  C:10以上~20未満
  D:0以上~10未満
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000030
 本発明の重合性化合物によれば、相転移温度を低下させて、より低温での成膜が可能になる。

Claims (9)

  1.  下記式(1)で表される重合性化合物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
    [式(1)中、
     X1およびX2は、互いに独立に、置換基を有していてもよい1,4-フェニレン基または置換基を有していてもよいシクロヘキサン-1,4-ジイル基を表し(ただし、X1およびX2のうちの少なくとも1つは、置換基を有していてもよい1,4-フェニレン基である)、シクロへキサン-1,4-ジイル基を構成する-CH-は、-O-、-S-または-NR-に置き換わっていてもよく、Rは、炭素数1~6のアルキル基またはフェニル基を表し、
     Y1は、-CHCH-、-CHO-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、単結合、-N=N-、-CR=CR-、-C≡C-または-CR=N-を表し、RおよびRは、互いに独立に、水素原子または炭素数1~4のアルキル基を表し、
     U1およびU2は、互いに独立に、水素原子または重合性基を表し(ただし、U1およびU2のうちの少なくとも1つは重合性基である)、
     W1は、単結合、-O-、-S-、-COO-、-OCO-または-OCOO-を表し、
     V1およびV2は、互いに独立に、置換基を有していてもよい炭素数1~20のアルカンジイル基を表し、該アルカンジイル基を構成する-CH-は、-O-、-S-、-NH-、-COO-、-OCO-または-OCOO-に置き換わっていてもよい。]
  2.  スメクチック液晶相を示す、請求項1に記載の重合性化合物。
  3.  式(1)中のY1が-COO-または-OCO-で表される2価の基であり、W1が-O-、-COO-または-OCO-で表される2価の基である、請求項1に記載の重合性化合物。
  4.  式(1)中のU1およびU2がアクリロイルオキシ基である、請求項1に記載の重合性化合物。
  5.  請求項1に記載の重合性化合物と二色性色素とを含む、重合性組成物。
  6.  さらに溶媒を含む、請求項5に記載の重合性組成物。
  7.  請求項1に記載の重合性化合物の重合体、または、請求項5に記載の重合性組成物の硬化物を含む、光学フィルム。
  8.  二色比が20以上である、請求項7に記載の光学フィルム。
  9.  請求項8に記載の光学フィルムを含む、表示装置。
PCT/JP2023/008742 2022-05-17 2023-03-08 重合性化合物、重合性組成物、光学フィルムおよび表示装置 WO2023223639A1 (ja)

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JP2019206618A (ja) * 2018-05-28 2019-12-05 株式会社トクヤマデンタル 重合硬化性組成物
CN111647148A (zh) * 2020-05-18 2020-09-11 浙江博菲电气股份有限公司 脂环结构酯聚合物和复合物及制备方法和用途
JP2022059474A (ja) * 2020-10-01 2022-04-13 Dic株式会社 反応性液晶ポリエステル、ポリエステル組成物、ポリエステル溶液、及び、硬化物

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