JP2004301901A - Optical anisotropic element - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical anisotropic element with a small change of the physical property of film with time and excellent in handleability. <P>SOLUTION: In the optical anisotropic element having an optical anisotropic layer formed of a liquid crystal compound and an alignment layer arranged only on one side of the optical anisotropic layer, the optical anisotropic layer includes a liquid crystal alignment promoter expressed by formula (Hb-L<SP>1</SP>-)<SB>n</SB>B<SB>1</SB>(in the formula, Hb means an aliphatic group whose carbon atomic number is 6 to 40 or an aliphatic substituted oligosiloxanoxy group whose carbon atomic number is 6 to 40 , L<SP>1</SP>means a single bond radical or a divalent linking group, (n) means an integer of 2 to 12, and B<SB>1</SB>means an n-valent group including at least three cyclic structures and having an excluded volume effect. It does not matter whether the Hb and the L<SP>1</SP>present by (n) are the same or different, respectively. Provided, a compound expressed by formula (I) has at least one polymerizable group in a molecule). <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【００２７】
【化２】

【００２８】
【化３】

【００２９】
【化４】

【００３０】
【化５】

【００３１】
【化６】

【００３２】
【化７】

【００３３】
式（ＩＩ）において、Ｌ^２は、単結合または−アルキレン基−、−アルケニレン基−、−アルキニレン基−、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＮＲ−、−ＳＯ_２−およびそれらの組み合わせからなる群より選ばれる二価の連結基である。Ｒは、水素原子または炭素原子数が１〜３０のアルキル基である。Ｌ^２は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＮＲ−、−ＳＯ_２−およびそれらの組み合わせからなる群より選ばれる二価の連結基であることが好ましい。Ｒは、水素原子または炭素原子数が１〜２０のアルキル基であることが好ましく、水素原子または炭素原子数が１〜１５のアルキル基であることがさらに好ましく、水素原子または炭素原子数が１〜１２のアルキル基であることが最も好ましい。
上記アルキレン基の炭素原子数は、１〜４０であることが好ましく、１〜３０であることがより好ましく、１〜２０であることがさらに好ましく、１〜１５であることがさらにまた好ましく、１〜１２であることが最も好ましい。
上記アルケニレン基またはアルキニレン基の炭素原子数は、２〜４０であることが好ましく、２〜３０であることがより好ましく、２〜２０であることがさらに好ましく、２〜１５であることがさらにまた好ましく、２〜１２であることが最も好ましい。
【００３４】
以下に、Ｌ^２の例を示す。左側がＣｙ^１に結合し、右側がＣｙ^２に結合する。
Ｌ２−０：単結合
Ｌ２−１：−Ｓ−
Ｌ２−２：−ＮＨ−
Ｌ２−３：−ＮＨ−ＳＯ_２−ＮＨ−
Ｌ２−４：−ＮＨ−ＣＯ−ＮＨ−
Ｌ２−５：−ＳＯ_２−
Ｌ２−６：−Ｏ−ＮＨ−
Ｌ２−７：−Ｃ≡Ｃ−
Ｌ２−８：−ＣＨ＝ＣＨ−Ｓ−
Ｌ２−９：−ＣＨ_２−Ｏ−
Ｌ２−１０：−Ｎ（ＣＨ_３）−
Ｌ２−１１：−ＣＯ−Ｏ−
【００３５】
式（ＩＩ）において、ｎは２〜１２の整数である。ｎは、２〜９の整数であることが好ましく、２〜６の整数であることがより好ましく、２、３または４であることがさらに好ましく、３または４であることが最も好ましい。
なお、Ｂ^１が前記式（ＩＩ）で表される基である場合、Ｂ^１中には、ｎ個の−Ｃｙ^１−Ｌ^２−が存在するが、ｎ個の−Ｃｙ^１−Ｌ^２−はそれぞれ同一でも異なっていてもよい。
【００３６】
式（ＩＩ）において、Ｃｙ^２は、ｎ価の環状基である。Ｃｙ^２は、ｎ価の芳香族基またはｎ価の複素環基であることが好ましい。
芳香族基の芳香族環の例には、ベンゼン環、インデン環、ナフタレン環、フルオレン環、フェナントレン環、アントラセン環およびピレン環が含まれる。ベンゼン環およびナフタレン環が好ましく、ベンゼン環が特に好ましい。
芳香族基は置換基を有していてもよい。置換基の例には、脂肪族基、芳香族基、複素環基、ハロゲン原子、アルコキシ基（例、メトキシ、エトキシ、メトキシエトキシ）、アリールオキシ基（例、、フェノキシ）、アリールアゾ基（例、フェニルアゾ）、アルキルチオ基（例、メチルチオ、エチルチオ、プロピルチオ）、アルキルアミノ基（例、メチルアミノ、プロピルアミノ）、アリールアミノ基（例、フェニルアミノ）、アシル基（例、アセチル、プロパノイル、オクタノイル、ベンゾイル）、アシルオキシ基（例、アセトキシ、ピバロイルオキシ、ベンゾイルオキシ）、ヒドロキシル、メルカプト、アミノ、カルボキシル、スルホ、カルバモイル、スルファモイルおよびウレイドが含まれる。
【００３７】
複素環基は、５員、６員または７員の複素環を有することが好ましい。５員環または６員環がさらに好ましく、６員環が最も好ましい。複素環を構成する複素原子としては、窒素原子、酸素原子および硫黄原子が好ましい。
複素環は、芳香族性複素環であることが好ましい。芳香族性複素環は、一般に不飽和複素環である。最多二重結合を有する不飽和複素環がさらに好ましい。
複素環の例には、フラン環、チオフェン環、ピロール環、ピロリン環、ピロリジン環、オキサゾール環、イソオキサゾール環、チアゾール環、イソチアゾール環、イミダゾール環、イミダゾリン環、イミダゾリジン環、ピラゾール環、ピラゾリン環、ピラゾリジン環、トリアゾール環、フラザン環、テトラゾール環、ピラン環、チイン環、ピリジン環、ピペリジン環、オキサジン環、モルホリン環、チアジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環、ピペラジン環およびトリアジン環が含まれる。トリアジン環が好ましく、１，３，５−トリアジン環が特に好ましい。
複素環に他の複素環、脂肪族環または芳香族環が縮合していてもよい。ただし、単環式複素環が好ましい。
以下に、Ｃｙ^２の例を示す。
【００３８】
【化８】

【００３９】
【化９】

【００４０】
【化１０】

【００４１】
【化１１】

【００４２】
液晶配向促進剤は、以上述べた疎水性基（Ｈｂ）、連結基（Ｌ^１）および排除体積効果を有する基（Ｂ^ｌ）を組み合わせた化合物である。これらの組み合わせについて、特に制限はない。
【００４３】
また、式（Ｉ）で表わされる化合物は分子内に少なくとも１つの重合性基を有する。重合性基の置換位置については特に制限はないが、Ｈｂ、即ち、上記脂肪族基または上記脂肪族置換オリゴシロキサノキシ基の置換基であるのが好ましい。重合性基としては重合性エチレン性不飽和基または開環重合性基が好ましい。重合性エチレン性不飽和基の例としては下記の（Ｍ−１）〜（Ｍ−６）が挙げられる。
【００４４】
【化１２】

【００４５】
式中、Ｒは水素原子または置換基を表すが、水素原子またはアルキル基が好ましく、水素原子またはメチル基が特に好ましい。
中でも（Ｍ−１）または（Ｍ−２）が好ましく、（Ｍ−１）が最も好ましい。
開環性重合性基として好ましいのは、環状エーテル基であり、中でもエポキシ基またはオキセタン基がより好ましく、エポキシ基が最も好ましい。
【００４６】
本発明で用いる重合性モノマー型の液晶配向促進剤としては芳香環を３つ以上もつ（縮環している場合は構成成分をカウントする）ことが好ましく、更に好ましくは４つ以上である。重合性基の数としては分子内に１つ以上あればよい。また複数の液晶配向促進剤を併用して用いてもよい。該重合性モノマーの分子量としては、相分離速度の観点から５０００以下が好ましく、更に好ましくは３０００以下、特に好ましくは２０００以下である。
以下に本発明の重合性モノマー型液晶配向促進剤の例を挙げるが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００４７】
【化１３】

【００４８】
【化１４】

【００４９】
【化１５】

【００５０】
【化１６】

【００５１】
本発明の化合物は、例えば特開２００２−２０３６３号公報記載の方法等を参考にして合成することができる。
【００５２】
本発明において、前記配向制御剤の光学異方性層における添加量は、０．００５ｇ／ｍ^２〜０．５ｇ／ｍ^２であるのが好ましい。より好ましくは０．０１ｇ／ｍ^２〜０．２ｇ／ｍ^２である。
【００５３】
［液晶性化合物］
本発明で用いられる液晶性化合物としては、棒状液晶性化合物またはディスコティック液晶性化合物が好ましい。液晶性化合物は、光学異方性層において、実質的に均一に配向していることが好ましく、実質的に均一に配向している状態で固定されていることがさらに好ましく、重合反応により固定されていることが最も好ましい。
【００５４】
棒状液晶性化合物としては、アゾメチン類、アゾキシ類、シアノビフェニル類、シアノフェニルエステル類、安息香酸エステル類、シクロヘキサンカルボン酸フェニルエステル類、シアノフェニルシクロヘキサン類、シアノ置換フェニルピリミジン類、アルコキシ置換フェニルピリミジン類、フェニルジオキサン類、トラン類およびアルケニルシクロヘキシルベンゾニトリル類が好ましく用いられる。以上のような低分子液晶性化合物だけではなく、高分子液晶性化合物も用いることができる。棒状液晶性化合物を重合によって配向を固定することがより好ましい。重合性棒状液晶性化合物としては、Ｍａｋｒｏｍｏｌ．Ｃｈｅｍ．，１９０巻、２２５５頁（１９８９年）、Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ５巻、１０７頁（１９９３年）、米国特許４６８３３２７号明細書、同５６２２６４８号明細書、同５７７０１０７号明細書、国際公開ＷＯ９５／２２５８６号公報、同９５／２４４５５号公報、同９７／００６００号公報、同９８／２３５８０号公報、同９８／５２９０５号公報、特開平１−２７２５５１号公報、同６−１６６１６号公報、同７−１１０４６９号公報、同１１−８００８１号公報、および特願２００１−６４６２７号公報などに記載の化合物を用いることができる。
【００５５】
重合性棒状液晶性化合物としては、下記一般式（ＩＩＩ）で表される化合物がより好ましい。
式（ＩＩＩ）
Ｑ^３１−Ｌ^３１−Ｃｙ^３１−Ｌ^３２−（Ｃｙ^３２−Ｌ^３３）_ｍ−Ｃｙ^３３−Ｌ^３４−Ｑ^３２
式中、Ｑ^３１およびＱ^３２はそれぞれ独立に重合性基であり、Ｌ^３１およびＬ^３４はそれぞれ独立に二価の連結基であり、Ｌ^３２およびＬ^３３はそれぞれ独立に単結合または二価の連結基であり、Ｃｙ^３１、Ｃｙ^３２およびＣｙ^３３は二価の環状基であり、ｍは０、１または２である。重合性基の例としては、前述の一般式（Ｉ）の説明で挙げたものが挙げられる。
【００５６】
Ｌ^３１およびＬ^３４はそれぞれ独立に二価の連結基である。Ｌ^３１およびＬ^３４はそれぞれ独立に、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＮＲ^３２−、二価の鎖状基、二価の環状基およびそれらの組み合わせからなる群より選ばれる二価の連結基であることが好ましい。上記Ｒ^３２は炭素原子数が１〜７のアルキル基または水素原子である。Ｒ^３２は、炭素原子数１から４のアルキル基または水素原子であることが好ましく、メチル基、エチル基または水素原子であることがさらに好ましく、水素原子であることがもっとも好ましい。
これら組み合わせからなる二価の連結基の例を以下に示す。ここで、左側がＱ（Ｑ^３１またはＱ^３２）に、右側がＣｙ（Ｃｙ^３１またはＣｙ^３３）に結合する。
【００５７】
Ｌ３−１：−ＣＯ−Ｏ−二価の鎖状基−Ｏ−
Ｌ３−２：−ＣＯ−Ｏ−二価の鎖状基−Ｏ−ＣＯ−
Ｌ３−３：−ＣＯ−Ｏ−二価の鎖状基−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−
Ｌ３−４：−ＣＯ−Ｏ−二価の鎖状基−Ｏ−二価の環状基−
Ｌ３−５：−ＣＯ−Ｏ−二価の鎖状基−Ｏ−二価の環状基−ＣＯ−Ｏ−
Ｌ３−６：−ＣＯ−Ｏ−二価の鎖状基−Ｏ−二価の環状基−Ｏ−ＣＯ−
Ｌ３−７：−ＣＯ−Ｏ−二価の鎖状基−Ｏ−二価の環状基−二価の鎖状基−
Ｌ３−８：−ＣＯ−Ｏ−二価の鎖状基−Ｏ−二価の環状基−二価の鎖状基−ＣＯ−Ｏ−
Ｌ３−９：−ＣＯ−Ｏ−二価の鎖状基−Ｏ−二価の環状基−二価の鎖状基−Ｏ−ＣＯ−
Ｌ３−１０：−ＣＯ−Ｏ−二価の鎖状基−Ｏ−ＣＯ−二価の環状基−
Ｌ３−１１：−ＣＯ−Ｏ−二価の鎖状基−Ｏ−ＣＯ−二価の環状基−ＣＯ−Ｏ−
Ｌ３−１２：−ＣＯ−Ｏ−二価の鎖状基−Ｏ−ＣＯ−二価の環状基−Ｏ−ＣＯ−
Ｌ３−１３：−ＣＯ−Ｏ−二価の鎖状基−Ｏ−ＣＯ−二価の環状基−二価の鎖状基−
Ｌ３−１４：−ＣＯ−Ｏ−二価の鎖状基−Ｏ−ＣＯ−二価の環状基−二価の鎖状基−ＣＯ−Ｏ−
Ｌ３−１５：−ＣＯ−Ｏ−二価の鎖状基−Ｏ−ＣＯ−二価の環状基−二価の鎖状基−Ｏ−ＣＯ−
Ｌ３−１６：−ＣＯ−Ｏ−二価の鎖状基−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−二価の環状基−
Ｌ３−１７：−ＣＯ−Ｏ−二価の鎖状基−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−二価の環状基−ＣＯ−Ｏ−
Ｌ３−１８：−ＣＯ−Ｏ−二価の鎖状基−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−二価の環状基−Ｏ−ＣＯ−
Ｌ３−１９：−ＣＯ−Ｏ−二価の鎖状基−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−二価の環状基−二価の鎖状基−
Ｌ３−２０：−ＣＯ−Ｏ−二価の鎖状基−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−二価の環状基−二価の鎖状基−ＣＯ−Ｏ−
Ｌ３−２１：−ＣＯ−Ｏ−二価の鎖状基−Ｏ−ＣＯ−Ｏ−二価の環状基−二価の鎖状基−Ｏ−ＣＯ−
【００５８】
二価の鎖状基は、アルキレン基、置換アルキレン基、アルケニレン基、置換アルケニレン基、アルキニレン基，置換アルキニレン基を意味する。アルキレン基，置換アルキレン基，アルケニレン基，置換アルケニレン基が好ましく、アルキレン基およびアルケニレン基がさらに好ましい。
アルキレン基は，分岐を有していてもよい。アルキレン基の炭素数は１〜１２であることが好ましく、２〜１０であることがさらに好ましく、２〜８であることが最も好ましい。
置換アルキレン基のアルキレン部分は、上記アルキレン基と同様である。置換基の例としてはハロゲン原子が含まれる。
アルケニレン基は、分岐を有していてもよい。アルケニレン基の炭素数は２〜１２であることが好ましく、２〜１０であることがさらに好ましく、２〜８であることがもっとも好ましい。
置換アルキレン基のアルキレン部分は、上記アルキレン基と同様である。置換基の例としてはハロゲン原子が含まれる。
アルキニレン基は、分岐を有していてもよい。アルキニレン基の炭素数は２〜１２であることが好ましく、２〜１０であることがさらに好ましく、２〜８であることがもっとも好ましい。
置換アルキニレン基のアルキニレン部分は、上記アルキニレン基と同様である。置換基の例としてはハロゲン原子が含まれる。
二価の鎖状基の具体例としては、エチレン、トリメチレン、プロピレン、ブタメチレン、１−メチル−ブタメチレン、ペンタメチレン、ヘキサメチレン、オクタメチレン、２−ブテニレン、２−ブチニレンなどが上げられる。
【００５９】
二価の環状基の定義および例は、後述するＣｙ^３１，Ｃｙ^３２およびＣｙ^３３の定義および例と同様である。
【００６０】
Ｌ^３２またはＬ^３３はそれぞれ独立に単結合または二価の連結基である。Ｌ^３２およびＬ^３３はそれぞれ独立に、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＮＲ^３２−、二価の鎖状基、二価の環状基およびそれらの組み合わせからなる群より選ばれる二価の連結基または単結合であることが好ましい。上記Ｒ^３２は炭素原子数が１〜７のアルキル基または水素原子であり、炭素原子数１〜４のアルキル基または水素原子であることが好ましく、メチル基、エチル基または水素原子であることがさらに好ましく、水素原子であることがもっとも好ましい。二価の鎖状基、および二価の環状基についてはＬ^３１およびＬ^３４の定義と同義である。
【００６１】
式（ＩＩＩ）において、ｍは０、１または２である。ｍが２の場合、二つのＬ^３３は同じであっても異なっていてもよく、二つのＣｙ^３２も同じであっても異なっていてもよい。ｍは１または２であることが好ましく、１であることがさらに好ましい。
【００６２】
式（ＩＩＩ）において、Ｃｙ^３１、Ｃｙ^３２およびＣｙ^３３は、それぞれ独立に、二価の環状基である。環状基に含まれる環は、５員環、６員環、または７員環であることが好ましく、５員環または６員環であることがさらに好ましく、６員環であることがもっとも好ましい。環状基に含まれる環は、縮合環であってもよい。ただし、縮合環よりも単環であることがより好ましい。
環状基に含まれる環は、芳香族環、脂肪族環、および複素環のいずれでもよい。芳香族環の例には、ベンゼン環およびナフタレン環が含まれる。脂肪族環の例には、シクロヘキサン環が含まれる。複素環の例には、ピリジン環およびピリミジン環が含まれる。ベンゼン環を有する環状基としては、１，４−フェニレンが好ましい。ナフタレン環を有する環状基としては、ナフタレン−１，５−ジイルおよびナフタレン−２，６−ジイルが好ましい。シクロヘキサン環を有する環状基としては１，４−シクロへキシレンであることが好ましい。ピリジン環を有する環状基としてはピリジン−２，５−ジイルが好ましい。ピリミジン環を有する環状基としては、ピリミジン−２，５−ジイルが好ましい。
環状基は、置換基を有していてもよい。置換基の例には、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、炭素原子数が１〜５のアルキル基、炭素原子数が１〜５のハロゲン置換アルキル基、炭素原子数が１〜５のアルコキシ基、炭素原子数が１〜５のアルキルチオ基、炭素原子数が２〜６のアシルオキシ基、炭素原子数が２〜６のアルコキシカルボニル基、カルバモイル基、炭素原子数が２〜６のアルキル置換カルバモイル基および炭素原子数が２〜６のアシルアミノ基が含まれる。
【００６３】
以下に、式（ＩＩＩ）で表される重合性液晶化合物の例を示す。本発明はこれらに限定されるものではない。
【００６４】
【化１７】

【００６５】
【化１８】

【００６６】
【化１９】

【００６７】
【化２０】

【００６８】
次に、好ましいディスコティック液晶性化合物について、さらに説明する。ディスコティック液晶性化合物は、ポリマーフィルム面に対して実質的に垂直（５０〜９０度の範囲の平均傾斜角）に配向させることが好ましい。ディスコティック液晶性化合物は、様々な文献（Ｃ．Ｄｅｓｔｒａｄｅ ｅｔ ａｌ．，Ｍｏｌ．Ｃｒｙｓｒ．Ｌｉｑ．Ｃｒｙｓｔ．，ｖｏｌ．７１，ｐａｇｅ １１１（１９８１）；日本化学会編、季刊化学総説、Ｎｏ．２２、液晶の化学、第５章、第１０章第２節（１９９４）；Ｂ．Ｋｏｈｎｅ ｅｔ ａｌ．，Ａｎｇｅｗ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．Ｃｈｅｍ．Ｃｏｍｍ．，ｐａｇｅ １７９４（１９８５）；Ｊ．Ｚｈａｎｇ ｅｔ ａｌ．，Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，ｖｏｌ．１１６，ｐａｇｅ ２６５５（１９９４））に記載されている。ディスコティック液晶性化合物の重合については、特開平８−２７２８４号公報に記載がある。ディスコティック液晶性化合物を重合により固定するためには、ディスコティック液晶性化合物の円盤状コアに、置換基として重合性基を結合させる必要がある。ただし、円盤状コアに重合性基を直結させると、重合反応において配向状態を保つことが困難になる。そこで、円盤状コアと重合性基との間に、連結基を導入する。従って、重合性基を有するディスコティック液晶性化合物は、下記式（ＩＶ）で表わされる化合物であることが好ましい。
【００６９】
式（ＩＶ）
Ｄ（−Ｌ^４−Ｐ）_ａ
式中、Ｄは円盤状コアであり；Ｌ^４は二価の連結基であり；Ｐは重合性基であり；ａは４〜１２の整数である。
式（ＩＶ）の円盤状コア（Ｄ）の例を以下に示す。以下の各例において、ＬＱ（またはＱＬ）は、二価の連結基（Ｌ^４）と重合性基（Ｐ）との組み合わせを意味する。
【００７０】
【化２１】

【００７１】
【化２２】

【００７２】
【化２３】

【００７３】
【化２４】

【００７４】
【化２５】

【００７５】
【化２６】

【００７６】
【化２７】

【００７７】
式（ＩＶ）において、二価の連結基（Ｌ^４）は、アルキレン基、アルケニレン基、アリーレン基、−ＣＯ−、−ＮＨ−、−Ｏ−、−Ｓ−およびそれらの組み合わせからなる群より選ばれる二価の連結基であることが好ましい。二価の連結基（Ｌ^４）は、アルキレン基、アルケニレン基、アリーレン基、−ＣＯ−、−ＮＨ−、−Ｏ−および−Ｓ−からなる群より選ばれる二価の基を少なくとも二つ組み合わせた基であることがさらに好ましい。二価の連結基（Ｌ^４）は、アルキレン基、アルケニレン基、アリーレン基、−ＣＯ−および−Ｏ−からなる群より選ばれる二価の基を少なくとも二つ組み合わせた基であることが最も好ましい。アルキレン基の炭素原子数は、１〜１２であることが好ましい。アルケニレン基の炭素原子数は、２〜１２であることが好ましい。アリーレン基の炭素原子数は、６〜１０であることが好ましい。アルキレン基、アルケニレン基およびアリーレン基は、置換基（例、アルキル基、ハロゲン原子、シアノ、アルコキシ基、アシルオキシ基）を有していてもよい。
【００７８】
二価の連結基（Ｌ^４）の例を以下に示す。左側が円盤状コア（Ｄ）に結合し、右側が重合性基（Ｐ）に結合する。ＡＬはアルキレン基またはアルケニレン基を意味し、ＡＲはアリーレン基を意味する。
Ｌ４−１：−ＡＬ−ＣＯ−Ｏ−ＡＬ−
Ｌ４−２：−ＡＬ−ＣＯ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−
Ｌ４−３：−ＡＬ−ＣＯ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＡＬ−
Ｌ４−４：−ＡＬ−ＣＯ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＣＯ−
Ｌ４−５：−ＣＯ−ＡＲ−Ｏ−ＡＬ−
Ｌ４−６：−ＣＯ−ＡＲ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−
Ｌ４−７：−ＣＯ−ＡＲ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＣＯ−
Ｌ４−８：−ＣＯ−ＮＨ−ＡＬ−
Ｌ４−９：−ＮＨ−ＡＬ−Ｏ−
Ｌ４−１０：−ＮＨ−ＡＬ−Ｏ−ＣＯ−
【００７９】
Ｌ４−１１：−Ｏ−ＡＬ−
Ｌ４−１２：−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−
Ｌ４−１３：−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＣＯ−
Ｌ４−１４：−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＣＯ−ＮＨ−ＡＬ−
Ｌ４−１５：−Ｏ−ＡＬ−Ｓ−ＡＬ−
Ｌ４−１６：−Ｏ−ＣＯ−ＡＬ−ＡＲ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＣＯ−
Ｌ４−１７：−Ｏ−ＣＯ−ＡＲ−Ｏ−ＡＬ−ＣＯ−
Ｌ４−１８：−Ｏ−ＣＯ−ＡＲ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＣＯ−
Ｌ４−１９：−Ｏ−ＣＯ−ＡＲ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＣＯ−
Ｌ４−２０：−Ｏ−ＣＯ−ＡＲ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＡＬ−Ｏ−ＣＯ−
Ｌ４−２１：−Ｓ−ＡＬ−
Ｌ４−２２：−Ｓ−ＡＬ−Ｏ−
Ｌ４−２３：−Ｓ−ＡＬ−Ｏ−ＣＯ−
Ｌ４−２４：−Ｓ−ＡＬ−Ｓ−ＡＬ−
Ｌ４−２５：−Ｓ−ＡＲ−ＡＬ−
【００８０】
式（ＩＶ）の重合性基（Ｐ）は、重合反応の種類に応じて決定する。重合性基（Ｐ）の例を以下に示す。
【００８１】
【化２８】

【００８２】
【化２９】

【００８３】
【化３０】

【００８４】
【化３１】

【００８５】
【化３２】

【００８６】
【化３３】

【００８７】
重合性基（Ｐ）は、不飽和重合性基（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ７、Ｐ８、Ｐ１５、Ｐ１６、Ｐ１７）またはエポキシ基（Ｐ６、Ｐ１８）であることが好ましく、不飽和重合性基であることがさらに好ましく、エチレン性不飽和重合性基（Ｐ１、Ｐ７、Ｐ８、Ｐ１５、Ｐ１６、Ｐ１７）であることが最も好ましい。
【００８８】
式（ＩＶ）において、ａは４〜１２の整数である。具体的な数字は、ディスコティックコア（Ｄ）の種類に応じて決定される。なお、複数のＬ^４とＰの組み合わせは、異なっていてもよいが、同一であることが好ましい。二種類以上のディスコティック液晶性化合物（例えば、二価の連結基に不斉炭素原子を有する分子と有していない分子）を併用してもよい。
【００８９】
光学異方性層は、棒状液晶性化合物またはディスコティック液晶性化合物および下記の重合性開始剤や他の添加剤を含む塗布液を、配向膜の上に塗布することで形成することができる。塗布液の調製に使用する溶媒としては、有機溶媒が好ましく用いられる。有機溶媒の例には、アミド（例、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド）、スルホキシド（例、ジメチルスルホキシド）、ヘテロ環化合物（例、ピリジン）、炭化水素（例、ベンゼン、ヘキサン）、アルキルハライド（例、クロロホルム、ジクロロメタン）、エステル（例、酢酸メチル、酢酸ブチル）、ケトン（例、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン）、エーテル（例、テトラヒドロフラン、１，２−ジメトキシエタン）が含まれる。アルキルハライドおよびケトンが好ましい。二種類以上の有機溶媒を併用してもよい。塗布液の塗布は、公知の方法（例、押し出しコーティング法、ダイレクトグラビアコーティング法、リバースグラビアコーティング法、ダイコーティング法）により実施できる。
【００９０】
配向させた液晶性化合物は、配向状態を維持して固定する。固定化は、液晶性化合物に導入した重合性基（Ｐ）の重合反応により実施することが好ましい。重合反応には、熱重合開始剤を用いる熱重合反応と光重合開始剤を用いる光重合反応とが含まれる。光重合反応が好ましい。光重合開始剤の例には、α−カルボニル化合物（米国特許２３６７６６１号、同２３６７６７０号の各明細書記載）、アシロインエーテル（米国特許２４４８８２８号明細書記載）、α−炭化水素置換芳香族アシロイン化合物（米国特許２７２２５１２号明細書記載）、多核キノン化合物（米国特許３０４６１２７号、同２９５１７５８号の各明細書記載）、トリアリールイミダゾールダイマーとｐ−アミノフェニルケトンとの組み合わせ（米国特許３５４９３６７号明細書記載）、アクリジンおよびフェナジン化合物（特開昭６０−１０５６６７号公報、米国特許４２３９８５０号明細書記載）およびオキサジアゾール化合物（米国特許４２１２９７０号明細書記載）が含まれる。
【００９１】
光重合開始剤の使用量は、塗布液の固形分の０．０１〜２０質量％であることが好ましく、０．５〜５質量％であることがさらに好ましい。液晶性化合物の重合のための光照射は、紫外線を用いることが好ましい。照射エネルギーは、２０ｍＪ／ｃｍ^２〜５０Ｊ／ｃｍ^２であることが好ましく、１００〜８００ｍＪ／ｃｍ^２であることがさらに好ましい。光重合反応を促進するため、加熱条件下で光照射を実施してもよい。
また、本発明において光学異方性層の厚さは、０．１〜１０μｍであることが好ましく、０．５〜５μｍであることがさらに好ましい。
【００９２】
［配向膜］
本発明では、光学異方性層の一方の表面のみに、液晶性化合物を配向させるための配向膜を配置する。配向膜は、有機化合物（好ましくはポリマー）のラビング処理、無機化合物の斜方蒸着、マイクログループを有する層の形成、あるいはラングミュア・ブロジェット法（ＬＢ膜）による有機化合物（例えば、ω−トリコ酸、ジオクタデシルジメチルアンモニウムクロリド、ステアリル酸メチルなど）の累積のような手段で設けることが出来る。さらに電場の付与、磁場の付与あるいは光照射により配向機能が生じる配向膜も知られている。ポリマーのラビング処理により形成する配向膜がとくに好ましい。ラビング処理はポリマー層の表面を紙や布で一定方向に数回こすることにより実施する。
【００９３】
配向膜に使用するポリマーの種類は、所望の配向（特に平均傾斜角）に応じて決定する。液晶化合物を水平に配向させるためには配向膜の表面エネルギーを低下させないポリマー（通常の配向用ポリマー）を用いる。具体的なポリマーの種類については液晶セルまたは光学補償シートについて種々の文献に記載がある。いずれの配向膜においても、液晶化合物と透明支持体の密着性を改善する目的で、重合性基を有することが好ましい。重合性基は、側鎖に重合性基を有する繰り返し単位を導入するか、あるいは、環状基の置換基として導入することができる。界面で液晶性化合物と化学結合を形成する配向膜を用いることがより好ましく、かかる配向膜としては特開平９−１５２５０９号公報に記載されている。
配向膜の厚さは０．０１〜５μｍであることが好ましく、０．０５〜１μｍであることがさらに好ましい。
【００９４】
なお、配向膜を用いて液晶性化合物を配向させてから、その配向状態のまま液晶性化合物を固定して光学異方性層を形成し、光学異方性層のみをポリマーフィルム（または透明支持体）上に転写してもよい。配向状態の固定された液晶性化合物は、配向膜がなくても配向状態を維持することができる。そのため、本発明の光学異方性素子では、配向膜は（位相差板の製造において必須ではあるが）必須ではない。
【００９５】
棒状液晶性化合物の場合、棒状液層性分子の光軸を透明支持体の長軸方向に対して４５°以上の角度で配向させる場合はラビング方向に対して直交方向に棒状液晶性化合物の光軸が並ぶような配向膜（以下、直交配向膜という）を用いることが好ましい。４５°より小さい角度で配向させる場合は液晶セルなどの配向に用いられる配向膜が好ましい。
【００９６】
直交配向膜について詳細に述べる。
直交配向膜に関しては、特願２０００−２４６２７９号公報、同２０００−１７４８２９号公報、同２００１−６４６２６号公報に記載されている。より具体的には下記一般式（ＰＡＩＩＩ）または（ＰＡＩＶ）で表される繰り返し単位と式（ＰＡＶ）で表される繰り返し単位とを含む直交配向膜である。
【００９７】
【化３４】

【００９８】
式中、Ｒ^５１は水素原子またはメチル基であり、Ｒ^５２は水素原子、ハロゲン原子または炭素原子数が１から６のアルキル基であり、Ｍはプロトン、アルカリ金属イオン、アンモニウムイオンであり、Ｃｙ^５１は脂肪族環基、芳香族基、または複素環基であり、ｂは１０〜９５モル％であり、ｃは９０〜５モル％である。
【００９９】
以下、式（ＰＡＩＩＩ）および（ＰＡＶ）について詳細に述べる。
式（ＰＡＩＩＩ）において、Ｒ^５１は水素原子（アクリル酸コポリマー）またはメチル基（メタクリル酸コポリマー）である。
式（ＰＡＩＩＩ）において、Ｍはプロトン、アルカリ金属（たとえば、Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ）イオン、またはアンモニウムイオンであり、アンモニウムイオンは、有機基（たとえば、メチル基、エチル基）により置換されていてもよい。
【０１００】
式（ＰＡＶ）において、Ｒ^５２は、水素原子、ハロゲン原子または炭素原子数が１〜６のアルキル基である。Ｒ^５２は、水素原子または炭素原子数が１〜６のアルキル基であることが好ましく、水素原子、メチルまたはエチルであることがさらに好ましく、水素原子またはメチルであることが最も好ましい。
【０１０１】
式（ＰＡＶ）において、Ｃｙ^５１は、脂肪族環基、芳香族基または複素環基である。
脂肪族環基の脂肪族環は、５員〜７員環であることが好ましく、５員環または６員環であることがさらに好ましく、６員環であることが最も好ましい。脂肪族環の例には、シクロヘキサン環、シクロヘキセン環およびビシクロ［２．２．１］ヘプタ−２−エン環が含まれる。脂肪族環に、他の脂肪族環、芳香族環または複素環が縮合していてもよい。
芳香族基の芳香族環の例には、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フェナントレン環、ピレン環およびナフタセン環が含まれる。芳香族環に、脂肪族環または複素環が縮合していてもよい。
複素環基の複素環は、５員〜７員環であることが好ましく、５員環または６員環であることがさらに好ましい。複素環は、芳香族性を有することが好ましい。芳香族性複素環は、一般に不飽和であり、好ましくは最多二重結合を有する。複素環の例には、フラン環、チオフェン環、ピロール環、オキサゾール環、イソオキサゾール環、イソチアゾール環、イミダゾール環、ピラゾール環、フラザン環、ピラン環、ピリジン環、ピリダジン環、ピリミジン環およびピラジン環が含まれる。複素環に、他の複素環、脂肪族環または芳香族環が縮合していてもよい。
【０１０２】
脂肪族環基、芳香族基および複素環基は、置換基を有していてもよい。置換基の例には、アルキル基（例、メチル、エチル、ｔ−ブチル）、置換アルキル基（例、クロロメチル、ヒドロキシメチル、塩化トリメチルアンモニオ）、アルコキシ基（例、メトキシ）、ハロゲン原子（Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ）、カルボキシル、アシル基（例、ホルミル）、アミノ、スルホ、アリール基（例、フェニル）、アリールオキシ基（例、フェノキシ）およびオキソが含まれる。
式（ＰＡＶ）において、ｎは、５〜９０モル％である。
【０１０３】
以下に式（ＰＡＶ）で表される繰り返し単位の例を示す。
【０１０４】
【化３５】

【０１０５】
【化３６】

【０１０６】
【化３７】

【０１０７】
【化３８】

【０１０８】
【化３９】

【０１０９】
以下に、好ましいアクリル酸コポリマーまたはメタクリル酸コポリマーの例を示す。ＡＡはアクリル酸から誘導される繰り返し単位であり、ＭＡはメタクリル酸から誘導される繰り返し単位である。繰り返し単位の割合は、モル％である。
【０１１０】
ＰＡ１０１：−（ＡＡ）_７０−（ＰＡＶ−１）_３０−
ＰＡ１０２：−（ＡＡ）_６０−（ＰＡＶ−１）_４０−
ＰＡ１０３：−（ＡＡ）_５０−（ＰＡＶ−１）_５０−
ＰＡ１０４：−（ＡＡ）_４０−（ＰＡＶ−１）_６０−
ＰＡ１０５：−（ＡＡ）_６０−（ＰＡＶ−２）_４０−
ＰＡ１０６：−（ＡＡ）_６０−（ＰＡＶ−３）_４０−
ＰＡ１０７：−（ＡＡ）_６０−（ＰＡＶ−４）_４０−
ＰＡ１０８：−（ＡＡ）_６０−（ＰＡＶ−５）_４０−
ＰＡ１０９：−（ＡＡ）_４０−（ＰＡＶ−６）_４０−
ＰＡ１１０：−（ＡＡ）_５０−（ＰＡＶ−７）_５０−
ＰＡ１１１：−（ＡＡ）_７０−（ＰＡＶ−８）_３０−
【０１１１】
ＰＡ１１２：−（ＡＡ）_６０−（ＰＡＶ−９）_４０−
ＰＡ１１３：−（ＡＡ）_６０−（ＰＡＶ−１０）_４０−
ＰＡ１１４：−（ＡＡ）_６０−（ＰＡＶ−１１）_４０−
ＰＡ１１５：−（ＡＡ）_５０−（ＰＡＶ−１２）_５０−
ＰＡ１１６：−（ＡＡ）_５０−（ＰＡＶ−１３）_５０−
ＰＡ１１７：−（ＡＡ）_７０−（ＰＡＶ−１４）_３０−
ＰＡ１１８：−（ＡＡ）_５０−（ＰＡＶ−１５）_５０−
ＰＡ１１９：−（ＡＡ）_６０−（ＰＡＶ−１６）_４０−
ＰＡ１２０：−（ＡＡ）_６０−（ＰＡＶ−１７）_４０−
ＰＡ１２１：−（ＡＡ）_６０−（ＰＡＶ−１８）_４０−
ＰＡ１２２：−（ＡＡ）_６０−（ＰＡＶ−１９）_４０−
【０１１２】
ＰＡ１２３：−（ＡＡ）_７５−（ＰＡＶ−２０）_２５−
ＰＡ１２４：−（ＡＡ）_６０−（ＰＡＶ−２０）_４０−
ＰＡ１２５：−（ＡＡ）_７０−（ＰＡＶ−２１）_３０−
ＰＡ１２６：−（ＡＡ）_８０−（ＰＡＶ−２２）_２０−
ＰＡ１２７：−（ＡＡ）_７０−（ＰＡＶ−２２）_３０−
ＰＡ１２８：−（ＡＡ）_６０−（ＰＡＶ−２２）_４０−
ＰＡ１２９：−（ＡＡ）_７０−（ＰＡＶ−２３）_３０−
ＰＡ１３０：−（ＡＡ）_７０−（ＰＡＶ−２４）_３０−
ＰＡ１３１：−（ＡＡ）_８０−（ＰＡＶ−２５）_２０−
ＰＡ１３２：−（ＡＡ）_７０−（ＰＡＶ−２５）_３０−
ＰＡ１３３：−（ＡＡ）_６０−（ＰＡＶ−２５）_４０−
【０１１３】
ＰＡ１３４：−（ＡＡ）_６０−（ＰＡＶ−２６）_４０−
ＰＡ１３５：−（ＡＡ）_７０−（ＰＡＶ−２７）_３０−
ＰＡ１３６：−（ＡＡ）_８０−（ＰＡＶ−２８）_２０−
ＰＡ１３７：−（ＡＡ）_７０−（ＰＡＶ−２９）_３０−
ＰＡ１３８：−（ＡＡ）_６０−（ＰＡＶ−３０）_４０−
ＰＡ１３９：−（ＡＡ）_７０−（ＰＡＶ−３１）_３０−
ＰＡ１４０：−（ＡＡ）_７０−（ＰＡＶ−３２）_３０−
ＰＡ１４１：−（ＡＡ）_６０−（ＰＡＶ−３３）_４０−
ＰＡ１４２：−（ＡＡ）_７０−（ＰＡＶ−３４）_３０−
ＰＡ１４３：−（ＡＡ）_７０−（ＰＡＶ−３５）_３０−
【０１１４】
ＰＡ２０１：−（ＭＡ）_７０−（ＰＡＶ−１）_３０−
ＰＡ２０２：−（ＭＡ）_６０−（ＰＡＶ−１）_４０−
ＰＡ２０３：−（ＭＡ）_５０−（ＰＡＶ−１）_５０−
ＰＡ２０４：−（ＭＡ）_４０−（ＰＡＶ−１）_６０−
ＰＡ２０５：−（ＭＡ）_６０−（ＰＡＶ−２）_４０−
ＰＡ２０６：−（ＭＡ）_６０−（ＰＡＶ−３）_４０−
ＰＡ２０７：−（ＭＡ）_６０−（ＰＡＶ−４）_４０−
ＰＡ２０８：−（ＭＡ）_６０−（ＰＡＶ−５）_４０−
ＰＡ２０９：−（ＭＡ）_４０−（ＰＡＶ−６）_４０−
ＰＡ２１０：−（ＭＡ）_５０−（ＰＡＶ−７）_５０−
ＰＡ２１１：−（ＭＡ）_７０−（ＰＡＶ−８）_３０−
【０１１５】
ＰＡ２１２：−（ＭＡ）_６０−（ＰＡＶ−９）_４０−
ＰＡ２１３：−（ＭＡ）_６０−（ＰＡＶ−１０）_４０−
ＰＡ２１４：−（ＭＡ）_６０−（ＰＡＶ−１１）_４０−
ＰＡ２１５：−（ＭＡ）_５０−（ＰＡＶ−１２）_５０−
ＰＡ２１６：−（ＭＡ）_５０−（ＰＡＶ−１３）_５０−
ＰＡ２１７：−（ＭＡ）_７０−（ＰＡＶ−１４）_３０−
ＰＡ２１８：−（ＭＡ）_５０−（ＰＡＶ−１５）_５０−
ＰＡ２１９：−（ＭＡ）_６０−（ＰＡＶ−１６）_４０−
ＰＡ２２０：−（ＭＡ）_６０−（ＰＡＶ−１７）_４０−
ＰＡ２２１：−（ＭＡ）_６０−（ＰＡＶ−１８）_４０−
ＰＡ２２２：−（ＭＡ）_６０−（ＰＡＶ−１９）_４０−
【０１１６】
ＰＡ２２３：−（ＭＡ）_７５−（ＰＡＶ−２０）_２５−
ＰＡ２２４：−（ＭＡ）_６０−（ＰＡＶ−２０）_４０−
ＰＡ２２５：−（ＭＡ）_７０−（ＰＡＶ−２１）_３０−
ＰＡ２２６：−（ＭＡ）_８０−（ＰＡＶ−２２）_２０−
ＰＡ２２７：−（ＭＡ）_７０−（ＰＡＶ−２２）_３０−
ＰＡ２２８：−（ＭＡ）_６０−（ＰＡＶ−２２）_４０−
ＰＡ２２９：−（ＭＡ）_７０−（ＰＡＶ−２３）_３０−
ＰＡ２３０：−（ＭＡ）_７０−（ＰＡＶ−２４）_３０−
ＰＡ２３１：−（ＭＡ）_８０−（ＰＡＶ−２５）_２０−
ＰＡ２３２：−（ＭＡ）_７０−（ＰＡＶ−２５）_３０−
ＰＡ２３３：−（ＭＡ）_６０−（ＰＡＶ−２５）_４０−
【０１１７】
ＰＡ２３４：−（ＭＡ）_６０−（ＰＡＶ−２６）_４０−
ＰＡ２３５：−（ＭＡ）_７０−（ＰＡＶ−２７）_３０−
ＰＡ２３６：−（ＭＡ）_８０−（ＰＡＶ−２８）_２０−
ＰＡ２３７：−（ＭＡ）_７０−（ＰＡＶ−２９）_３０−
ＰＡ２３８：−（ＭＡ）_６０−（ＰＡＶ−３０）_４０−
ＰＡ２３９：−（ＭＡ）_７０−（ＰＡＶ−３１）_３０−
ＰＡ２４０：−（ＭＡ）_７０−（ＰＡＶ−３２）_３０−
ＰＡ２４１：−（ＭＡ）_６０−（ＰＡＶ−３３）_４０−
ＰＡ２４２：−（ＭＡ）_７０−（ＰＡＶ−３４）_３０−
ＰＡ２４３：−（ＭＡ）_７０−（ＰＡＶ−３５）_３０−
【０１１８】
式（ＰＡＩＶ）で表される繰り返し単位を含む直交配向膜は、いわゆる変性ポリビニルアルコールであり、変性ポリビニルアルコールのポリビニルアルコール部分は、ケン化度が１００％である必要はない。言い換えると、変性ポリビニルアルコールは、下記式（ＰＡＶＩ）で表される酢酸ビニルに対応する繰り返し単位を含むことができる。
【０１１９】
【化４０】

【０１２０】
式（ＰＡＶＩ）において、ｋは、０．０１〜２０モル％である。
以下に、好ましい変性ポリビニルアルコールの例を示す。Ｉは、式（ＰＡＩＶ）で表されるビニルアルコールに対応する繰り返し単位であり、Ｖは、式（ＰＡＶＩ）で表される酢酸ビニルに対応する繰り返し単位である。繰り返し単位の割合は、モル％である。
【０１２１】
ＶＡ１０１：−（ＰＡＩＶ）_５８−（ＰＡＶ−１）_３０−（ＰＡＶＩ）_１２−
ＶＡ１０２：−（ＰＡＩＶ）_４８−（ＰＡＶ−１）_４０−（ＰＡＶＩ）_１２−
ＶＡ１０３：−（ＰＡＩＶ）_３８−（ＰＡＶ−１）_５０−（ＰＡＶＩ）_１２−
ＶＡ１０４：−（ＰＡＩＶ）_２８−（ＰＡＶ−１）_６０−（ＰＡＶＩ）_１２−
ＶＡ１０５：−（ＰＡＩＶ）_４８−（ＰＡＶ−２）_４０−（ＰＡＶＩ）_１２−
ＶＡ１０６：−（ＰＡＩＶ）_４８−（ＰＡＶ−３）_４０−（ＰＡＶＩ）_１２−
ＶＡ１０７：−（ＰＡＩＶ）_４８−（ＰＡＶ−４）_４０−（ＰＡＶＩ）_１２−
ＶＡ１０８：−（ＰＡＩＶ）_４８−（ＰＡＶ−５）_４０−（ＰＡＶＩ）_１２−
ＶＡ１０９：−（ＰＡＩＶ）_２８−（ＰＡＶ−６）_４０−（ＰＡＶＩ）_１２−
ＶＡ１１０：−（ＰＡＩＶ）_３８−（ＰＡＶ−７）_５０−（ＰＡＶＩ）_１２−
ＶＡ１１１：−（ＰＡＩＶ）_５８−（ＰＡＶ−８）_３０−（ＰＡＶＩ）_１２−
【０１２２】
ＶＡ１１２：−（ＰＡＩＶ）_４８−（ＰＡＶ−９）_４０−（ＰＡＶＩ）_１２−
ＶＡ１１３：−（ＰＡＩＶ）_４８−（ＰＡＶ−１０）_４０−（ＰＡＶＩ）_１２−
ＶＡ１１４：−（ＰＡＩＶ）_４８−（ＰＡＶ−１１）_４０−（ＰＡＶＩ）_１２−
ＶＡ１１５：−（ＰＡＩＶ）_３８−（ＰＡＶ−１２）_５０−（ＰＡＶＩ）_１２−
ＶＡ１１６：−（ＰＡＩＶ）_３８−（ＰＡＶ−１３）_５０−（ＰＡＶＩ）_１２−
ＶＡ１１７：−（ＰＡＩＶ）_５８−（ＰＡＶ−１４）_３０−（ＰＡＶＩ）_１２−
ＶＡ１１８：−（ＰＡＩＶ）_３８−（ＰＡＶ−１５）_５０−（ＰＡＶＩ）_１２−
ＶＡ１１９：−（ＰＡＩＶ）_４８−（ＰＡＶ−１６）_４０−（ＰＡＶＩ）_１２−
ＶＡ１２０：−（ＰＡＩＶ）_４８−（ＰＡＶ−１７）_４０−（ＰＡＶＩ）_１２−
ＶＡ１２１：−（ＰＡＩＶ）_４８−（ＰＡＶ−１８）_４０−（ＰＡＶＩ）_１２−
ＶＡ１２２：−（ＰＡＩＶ）_４８−（ＰＡＶ−１９）_４０−（ＰＡＶＩ）_１２−
【０１２３】
ＶＡ１２３：−（ＰＡＩＶ）_６３−（ＰＡＶ−２０）_２５−（ＰＡＶＩ）_１２−
ＶＡ１２４：−（ＰＡＩＶ）_４８−（ＰＡＶ−２０）_４０−（ＰＡＶＩ）_１２−
ＶＡ１２５：−（ＰＡＩＶ）_５８−（ＰＡＶ−２１）_３０−（ＰＡＶＩ）_１２−
ＶＡ１２６：−（ＰＡＩＶ）_６８−（ＰＡＶ−２２）_２０−（ＰＡＶＩ）_１２−
ＶＡ１２７：−（ＰＡＩＶ）_５８−（ＰＡＶ−２２）_３０−（ＰＡＶＩ）_１２−
ＶＡ１２８：−（ＰＡＩＶ）_４８−（ＰＡＶ−２２）_４０−（ＰＡＶＩ）_１２−
ＶＡ１２９：−（ＰＡＩＶ）_５８−（ＰＡＶ−２３）_３０−（ＰＡＶＩ）_１２−
ＶＡ１３０：−（ＰＡＩＶ）_５８−（ＰＡＶ−２４）_３０−（ＰＡＶＩ）_１２−
ＶＡ１３１：−（ＰＡＩＶ）_６８−（ＰＡＶ−２５）_２０−（ＰＡＶＩ）_１２−
ＶＡ１３２：−（ＰＡＩＶ）_５８−（ＰＡＶ−２５）_３０−（ＰＡＶＩ）_１２−
ＶＡ１３３：−（ＰＡＩＶ）_４８−（ＰＡＶ−２５）_４０−（ＰＡＶＩ）_１２−
【０１２４】
ＶＡ１３４：−（ＰＡＩＶ）_４８−（ＰＡＶ−２６）_４０−（ＰＡＶＩ）_１２−
ＶＡ１３５：−（ＰＡＩＶ）_５８−（ＰＡＶ−２７）_３０−（ＰＡＶＩ）_１２−
ＶＡ１３６：−（ＰＡＩＶ）_６８−（ＰＡＶ−２８）_２０−（ＰＡＶＩ）_１２−
ＶＡ１３７：−（ＰＡＩＶ）_５８−（ＰＡＶ−２９）_３０−（ＰＡＶＩ）_１２−
ＶＡ１３８：−（ＰＡＩＶ）_４８−（ＰＡＶ−３０）_４０−（ＰＡＶＩ）_１２−
ＶＡ１３９：−（ＰＡＩＶ）_５８−（ＰＡＶ−３１）_３０−（ＰＡＶＩ）_１２−
ＶＡ１４０：−（ＰＡＩＶ）_５８−（ＰＡＶ−３２）_３０−（ＰＡＶＩ）_１２−
ＶＡ１４１：−（ＰＡＩＶ）_４８−（ＰＡＶ−３３）_４０−（ＰＡＶＩ）_１２−
ＶＡ１４２：−（ＰＡＩＶ）_５８−（ＰＡＶ−３４）_３０−（ＰＡＶＩ）_１２−
ＶＡ１４３：−（ＰＡＩＶ）_５８−（ＰＡＶ−３５）_３０−（ＰＡＶＩ）_１２−
【０１２５】
ディスコティック液晶性化合物を垂直に配向させるためには、配向膜の表面エネルギーを低下させることが重要である。具体的には、ポリマーの官能基により配向膜の表面エネルギーを低下させ、これによりディスコティック液晶性化合物を立てた状態にする。配向膜の表面エネルギーを低下させる官能基としては、炭素原子数が１０以上の炭化水素基が有効である。炭化水素基を配向膜の表面に存在させるために、ポリマーの主鎖よりも側鎖に炭化水素基を導入することが好ましい。炭化水素基は、脂肪族基、芳香族基またはそれらの組み合わせである。脂肪族基は、環状、分岐状あるいは直鎖状のいずれでもよい。脂肪族基は、アルキル基（シクロアルキル基であってもよい）またはアルケニル基（シクロアルケニル基であってもよい）であることが好ましい。炭化水素基は、ハロゲン原子のような強い親水性を示さない置換基を有していてもよい。炭化水素基の炭素原子数は、１０〜１００であることが好ましく、１０〜６０であることがさらに好ましく、１０〜４０であることが最も好ましい。ポリマーの主鎖は、ポリイミド構造またはポリビニルアルコール構造を有することが好ましい。
【０１２６】
ポリイミドは、一般にテトラカルボン酸とジアミンとの縮合反応により合成する。二種類以上のテトラカルボン酸あるいは二種類以上のジアミンを用いて、コポリマーに相当するポリイミドを合成してもよい。炭化水素基は、テトラカルボン酸起源の繰り返し単位に存在していても、ジアミン起源の繰り返し単位に存在していても、両方の繰り返し単位に存在していてもよい。ポリイミドに炭化水素基を導入する場合、ポリイミドの主鎖または側鎖にステロイド構造を形成することが特に好ましい。側鎖に存在するステロイド構造は、炭素原子数が１０以上の炭化水素基に相当し、ディスコティック液晶性化合物を垂直に配向させる機能を有する。本明細書においてステロイド構造とは、シクロペンタノヒドロフェナントレン環構造またはその環の結合の一部が脂肪族環の範囲（芳香族環を形成しない範囲）で二重結合となっている環構造を意味する。
【０１２７】
炭素原子数が１０以上の炭化水素基を有する変性ポリビニルアルコールも垂直配向膜に好ましく用いることができる。炭化水素基は、脂肪族基、芳香族基またはそれらの組み合わせである。脂肪族基は、環状、分岐状あるいは直鎖状のいずれでもよい。脂肪族基は、アルキル基（シクロアルキル基であってもよい）またはアルケニル基（シクロアルケニル基であってもよい）であることが好ましい。炭化水素基は、ハロゲン原子のような強い親水性を示さない置換基を有していてもよい。炭化水素基の炭素原子数は、１０〜１００であることが好ましく、１０〜６０であることがさらに好ましく、１０〜４０であることが最も好ましい。炭化水素基を有する変性ポリビニルアルコールは、炭素原子数が１０以上の炭化水素基を有する繰り返し単位を２〜８０モル％の範囲で含むことが好ましく、３〜７０モル％含むことがさらに好ましい。
【０１２８】
好ましい炭素原子数が１０以上の炭化水素基を有する変性ポリビニルアルコールを、下記式（ＰＡＶＩＩ）で表す。
（ＰＡＶＩＩ）
−（ＶＡｌ）_ｘ−（ＨｙＣ）_ｙ−（ＶＡｃ）_ｚ−
式中、ＶＡｌは、ビニルアルコール繰り返し単位であり；ＨｙＣは、炭素原子数が１０以上の炭化水素基を有する繰り返し単位であり；ＶＡｃは酢酸ビニル繰り返し単位であり；ｘは、２０〜９５モル％（好ましくは２５〜９０モル％）であり；ｙは、２〜８０モル％（好ましくは３〜７０モル％）であり；そして、ｚは０〜３０モル％（好ましくは２〜２０モル％）である。好ましい炭素原子数が１０以上の炭化水素基を有する繰り返し単位（ＨｙＣ）を、下記式（ＨｙＣ−Ｉ）および（ＨｙＣ−ＩＩ）で表す。
【０１２９】
【化４１】

【０１３０】
式中、Ｌ^６１は、−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＳＯ_２−、−ＮＨ−、アルキレン基、アリーレン基およびそれらの組み合わせから選ばれる二価の連結基であり；Ｌ^６２は、単結合あるいは−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＳＯ_２−、−ＮＨ−、アルキレン基、アリーレン基およびそれらの組み合わせから選ばれる二価の連結基であり；そしてＲ^６１およびＲ^６２は、それぞれ炭素原子数が１０以上の炭化水素基である。上記の組み合わせにより形成される二価の連結基の例を以下に示す。
【０１３１】
Ｌ６−１：−Ｏ−ＣＯ−
Ｌ６−２：−Ｏ−ＣＯ−アルキレン基−Ｏ−
Ｌ６−３：−Ｏ−ＣＯ−アルキレン基−ＣＯ−ＮＨ−
Ｌ６−４：−Ｏ−ＣＯ−アルキレン基−ＮＨ−ＳＯ_２−アリーレン基−Ｏ−
Ｌ６−５：−アリーレン基−ＮＨ−ＣＯ−
Ｌ６−６：−アリーレン基−ＣＯ−Ｏ−
Ｌ６−７：−アリーレン基−ＣＯ−ＮＨ−
Ｌ６−８：−アリーレン基−Ｏ−
Ｌ６−９：−Ｏ−ＣＯ−ＮＨ−アリーレン基−ＮＨ−ＣＯ−
【０１３２】
垂直配向膜に用いるポリマーの重合度は、２００〜５０００であることが好ましく、３００〜３０００であることが好ましい。ポリマーの分子量は、９０００〜２０００００であることが好ましく、１３０００〜１３００００であることがさらに好ましい。二種類以上のポリマーを併用してもよい。垂直配向膜の形成において、ラビング処理を実施することが好ましい。ラビング処理は、上記のポリマーを含む膜の表面を、紙や布で一定方向に、数回こすることにより実施する。なお、垂直配向膜を用いてディスコティック液晶性化合物を垂直に配向させてから、その配向状態のままディスコティック液晶性化合物を固定して光学異方性層を形成し、光学異方性層のみをポリマーフィルム（または透明支持体）上に転写してもよい。垂直配向状態で固定されたディスコティック液晶性化合物は、垂直配向膜がなくても配向状態を維持することができる。
【０１３３】
いずれの配向膜においても、重合性基を有することが好ましい。重合性基は、側鎖に重合性基を有する繰り返し単位を導入するか、あるいは、環状基の置換基として導入することができる。
【０１３４】
本発明の光学異方性素子において、さらに下記に述べる透明支持体を有してもよい。前記光学異方性素子の具体的な例としては、液晶フィルム等があげられる。
【０１３５】
［透明支持体］
透明支持体としては、波長分散が小さいポリマーフィルムを用いることが好ましい。透明支持体は、光学異方性が小さいことも好ましい。支持体が透明であるとは、光透過率が８０％以上であることを意味する。波長分散が小さいとは、具体的には、Ｒｅ４００／Ｒｅ７００の比が１．２未満であることが好ましい。光学異方性が小さいとは、具体的には、面内レターデーション（Ｒｅ）が２０ｎｍ以下であることが好ましく、１０ｎｍ以下であることがさらに好ましい。長尺状の透明支持体は、ロール状または長方形のシート状の形状を有する。ロール状の透明支持体を用いて、光学異方性層を積層してから、必要な大きさに切断することが好ましい。ポリマーの例には、セルロースエステル、ポリカーボネート、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアクリレートおよびポリメタクリレートが含まれる。セルロースエステルが好ましく、アセチルセルロースがさらに好ましく、トリアセチルセルロースが最も好ましい。ポリマーフィルムは、ソルベントキャスト法により形成することが好ましい。透明支持体の厚さは、２０〜５００μｍであることが好ましく、５０〜２００μｍであることがさらに好ましい。透明支持体とその上に設けられる層（接着層、垂直配向膜あるいは光学異方性層）との接着を改善するため、透明支持体に表面処理（例、グロー放電処理、コロナ放電処理、紫外線（ＵＶ）処理、火炎処理）を実施してもよい。透明支持体の上に、接着層（下塗り層）を設けてもよい。
【０１３６】
【実施例】
以下に実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、試薬、割合、操作などは本発明の精神から逸脱しない限り適宜変更することができる。従って、本発明の範囲は以下に示す具体例に制限されるものではない。
【０１３７】
［合成例：例示化合物（Ｉ）の合成］
【化４２】

【０１３８】
（Ｉ−ａ、２２ｍｍｏｌ）をメチルエチルケトン（５０ｍｌ）に溶解し、氷水で冷却した。そこに（Ｉ−ｂ、４３ｍｍｏｌ）のメチルエチルケトン（６０ｍｌ）溶液とトリエチルアミン（４４ｍｍｏｌ）を３０℃以下の温度を保つように滴下し、その後、反応液を３時間還流した。室温に冷却後、酢酸エチル（２００ｍｌ）を加え、水洗した。有機層を濃縮後、シリカゲルカラムクロマトグラフィー（溶出液：酢酸エチル／ヘキサン＝１／７、体積比）にて精製し、（Ｉ−ｃ）を６２％の収率で得た。
【０１３９】
（Ｉ−ｃ、１ｍｍｏｌ）と（１−ｄ、１ｍｍｏｌ）の混合物をメチルエチルケトン（２０ｍｌ）に溶かし、そこにトリエチルアミン（１．５ｍｍｏｌ）を加え、４時間還流した。その後、酢酸エチル（１００ｍｌ）を加え、水洗、濃縮後、シリカゲルカラムクロマトグラフィー（溶出液：酢酸エチル／ヘキサン＝１／１、体積比）にて精製し、（Ｉ−ｅ）を６０％の収率で得た。
（１−ｅ、０．３ｍｍｏｌ）をＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（５ｍｌ）に溶かし、そこにアクリル酸クロライド（０．９ｍｍｏｌ）を加え、室温で一晩撹拌した。酢酸エチル（４０ｍｌ）を加え、水洗、濃縮後、（溶出液：酢酸エチル／ヘキサン＝１／２、体積比）にて精製し、例示化合物（Ｉ）を３６％の収率で得た。
【０１４０】
［実施例１］
厚さ１００μｍ、幅１５０ｍｍ、長さ２００ｍｍの光学的に等方性のトリアセチルセルロースフィルムを透明支持体として用いた。配向膜（下記構造式のポリマー）の希釈液を透明支持体の片面に連続塗布し、厚さ０．５μｍの配向膜を形成した。次いで、透明支持体の長手方向に対し左手３０°の方向に連続的にラビング処理を実施した。
【０１４１】
配向膜
【化４３】

【０１４２】
配向膜の上に、下記の組成の液晶配向促進剤を含む塗布液をバーコーターを用いて連続的に塗布、乾燥、および加熱（配向熟成、８０℃／１０秒）し、さらに紫外線照射して厚さ２．０μｍの液晶フィルム（Ｈ−１）〜（Ｈ−３）ならびに（Ｒ−１）を作製した。光学異方性層は透明支持体の長手方向に対して３０°の方向に遅相軸を有していた。５５０ｎｍにおけるレターデーション値（Ｒｅ５５０）はいずれもほぼ２６５ｎｍであった。
光学異方性層塗布液組成
下記の棒状液晶性化合物（１） １４．５質量％
下記の増感剤 ０．１５質量％
下記の光重合開始剤 ０．２９質量％
液晶配向促進剤（表１に示す） ２．００質量％
メチルエチルケトン ８４．９６質量％
【０１４３】
棒状液晶化合物（１）
【化４４】

【０１４４】
増感剤
【化４５】

【０１４５】
光重合開始剤
【化４６】

【０１４６】
【表１】
液晶フィルムＮｏ． 液晶配向促進剤
――――――――――――――――――――――――――――――
Ｈ−１（本発明） 例示化合物（１）
Ｈ−２（本発明） 例示化合物（５）
Ｈ−３（本発明） 例示化合物（７）
Ｒ−１（比較例） 比較化合物（１）
――――――――――――――――――――――――――――――
【０１４７】
比較化合物（１）
【化４７】

【０１４８】
作製したこれらの液晶フィルムは、いずれも所望の光学特性を発現したが、Ｒ−１のフィルムでは巻き取った際、裏面に転写する物質があり、分析の結果、比較化合物（１）が転写していることが分かった。
また、これらの液晶フィルムをメチルエチルケトンでかけ洗いしたところ、例示化合物（１）、例示化合物（５）および例示化合物（７）の溶出は認められなかったが、比較化合物（１）だけは流出が認められた。
このように、本発明の化合物を用いることにより光学性能が良好で、他のフィルム等への汚染が無い液晶フィルムを作製することが可能になり、本発明の有用性は明らかである。
なお、本明細書において、液晶フィルムとは、液晶相の配向を保持したまま固定化されたフィルムを意味し、液晶性を有していても、有していなくてもよい。
【０１４９】
【発明の効果】
以上説明した様に、本発明によれば、液晶性化合物が均一に配向し、経時での膜物性の変化が少なく、また取り扱い性にも優れた光学異方性素子を提供することができる。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optically anisotropic element used for a liquid crystal display device or the like.
[0002]
[Prior art]
The transmissive liquid crystal display device includes a liquid crystal cell and two polarizing plates disposed on both sides thereof. In the reflective liquid crystal display device, a reflector, a liquid crystal cell, and a single polarizing plate are laminated in this order.
The liquid crystal cell includes a rod-like liquid crystalline compound, two substrates for encapsulating the rod-like liquid crystalline compound, and an electrode layer for applying a voltage to the rod-like liquid crystalline compound. The rod-like liquid crystalline compound is aligned by alignment films provided on the two substrates, respectively. Since the rod-like liquid crystalline compound is injected into the gap between the two alignment films, the alignment state of the rod-like liquid crystalline compound can be controlled relatively easily by the two alignment films.
[0003]
In many cases, an optical compensation sheet (retardation plate) is disposed between the liquid crystal cell and the polarizing plate for the purpose of widening the viewing angle of the liquid crystal display device or eliminating the coloring. As the optical compensation sheet, a stretched birefringent film has been conventionally used. Recently, it has been proposed to use an optically anisotropic element having an optically anisotropic layer formed of a liquid crystalline compound on a transparent support instead of a stretched birefringent film as an optical compensation sheet. The optically anisotropic layer is formed by aligning a liquid crystalline compound and fixing the alignment state. The alignment state of the liquid crystalline compound is aligned by a single alignment film provided between the transparent support and the optically anisotropic layer. Conventionally, with a single alignment film, it has been difficult to uniformly align the liquid crystalline compound from the alignment film interface to the air interface (monodomain alignment). If the liquid crystalline compound is not uniformly oriented, light scattering due to disclination occurs.
In order to improve this, it has been proposed to add a liquid crystal alignment accelerator (see, for example, Patent Document 1). However, depending on the storage conditions of the obtained film and the type of orientation accelerator used, the surface physical properties may change after the orientation of the optically anisotropic layer is fixed or another layer is applied on the optically anisotropic layer. In some cases, the liquid crystal alignment accelerator swims (moves) to other layers, and further improvement has been desired.
[0004]
[Patent Document 1]
JP 2002-129162 A
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a liquid crystal alignment accelerator that is effective in controlling the alignment of liquid crystal compounds, has little change in physical properties of the surface film over time, and has no problems such as swimming (moving) to other layers in contact. It is to be.
Another object of the present invention is to provide a liquid crystal composition in which a liquid crystal compound is easily and uniformly aligned and does not cause changes in film properties over time.
Further, another object of the present invention is to provide an optical anisotropy in which the liquid crystalline compound is uniformly oriented even on the side where no alignment film is provided, the change in film properties over time is small, and the handling property is also excellent. It is to provide an element.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The object of the present invention has been achieved by the following means.
[1] An optically anisotropic element having at least one optically anisotropic layer and an alignment film disposed only on one side of the optically anisotropic layer, wherein the optically anisotropic layer is: An optically anisotropic element containing a liquid crystal alignment accelerator represented by formula (I).
Formula (I)
(Hb-L¹−)_nB^l
(In the formula, Hb is an aliphatic group having 6 to 40 carbon atoms or an aliphatic substituted oligosiloxanoxy group having 6 to 40 carbon atoms;¹Is a single bond or a divalent linking group, n is an integer of 2 to 12,^lIs an n-valent group having an excluded volume effect comprising at least three cyclic structures. n existing Hb and L¹May be the same or different. However, the compound represented by the formula (I) has at least one polymerizable group in the molecule. )
[0007]
[2] The optically anisotropic element according to [1], wherein the liquid crystalline compound is fixed by polymerization in an aligned state.
[3] In the optically anisotropic layer, 0.005 to 0.5 g / m of a liquid crystal alignment accelerator represented by the formula (I).²The optically anisotropic element according to [1] or [2].
[4] The optically anisotropic element according to any one of [1] to [3], wherein the compound represented by the formula (I) is a compound not containing a fluorine atom and a silicon atom.
[5] It has an optically anisotropic layer formed by aligning and fixing a liquid crystalline compound between the air interface and the alignment film interface, and the optically anisotropic layer is represented by the formula (I) in [1] 0.005 to 0.5 g / m of liquid crystal alignment accelerator²Including an optically anisotropic element.
[0008]
When a liquid crystal compound is injected between two alignment films as in a liquid crystal cell, there is no free interface (air interface) in the liquid crystal compound. If there are two alignment films, the alignment control of the liquid crystalline compound is relatively easy. However, when only one alignment film is used, various alignment defects occur at the free interface of the liquid crystal compound. There is no alignment regulating force from the outside at the free interface, and it is very difficult to make the liquid crystalline compound into a uniform alignment state without alignment defects in such a state. Furthermore, at the free interface, the liquid crystal compound is affected by external influences such as uneven evaporation rate of the coating solvent and drying air, so that alignment defects are likely to occur. For example, when an attempt is made to align a discotic liquid crystal compound vertically (homogeneously), a state where the tilt angle of the optical axis is the same at the free interface and two alignment forms in which the disk surfaces face in opposite directions are mixed (dual Domain orientation).
As a result of the study of the present inventors, a hydrophobic group (Hb) and a group having an excluded volume effect (B^l)) Has a function of controlling the alignment state of the liquid crystal compound, particularly the air interface side liquid crystal compound when a single alignment film is used.
[0009]
The compound represented by the formula (I) can be unevenly distributed on the air interface side after being mixed with liquid crystal and applied. In order to be unevenly distributed on the air interface side, it is necessary to be incompatible with the liquid crystal, that is, to be phase separated from the liquid crystal. In the compound represented by the formula (I), the hydrophobic group (Hb) functions to cause phase separation from the liquid crystal. When the hydrophobic group (Hb) is a fluorine-substituted aliphatic group, clear phase separation occurs.
Furthermore, in order to promote the alignment of the liquid crystal, a partial structure that is relatively rigid and has properties close to the molecular polarization characteristics of the liquid crystal is necessary. Group having excluded volume effect (B^l) Corresponds to such a partial structure.
The present inventor has proposed that the compound represented by the formula (I) is a group having an excluded volume effect by directing the hydrophobic group (Hb) to the air side in the vicinity of the air interface (B^l) To the liquid crystal side. However, the present invention is not limitedly interpreted by this estimation. Group with limited excluded volume effect (B^l) Has at least three annular structures. When at least three ring structures form a planar structure as a whole, and when some ring structures protrude like a pile on the liquid crystal side (for example, at least two rings are formed as a single bond or vinylene bond). Or a structure bonded by an ethynylene bond).
[0010]
When the cyclic structure forms a planar structure as a whole, the compound represented by the formula (I) exhibits a horizontal alignment effect on the rod-like liquid crystal. When the annular structure forms a planar structure as a whole, a group having an excluded volume effect (B^l) Shows a horizontal alignment effect or a vertical alignment effect depending on whether it is hydrophilic or hydrophobic. When a part of the annular structure has a structure protruding like a stake on the liquid crystal side, a vertical alignment effect is exhibited for both the rod-like liquid crystal and the discotic liquid crystal.
As described above, the electrostatic attractive force between molecules between the liquid crystal and the compound represented by the formula (I) and the repulsive force due to the excluded volume effect are represented by the molecular structure of the compound, particularly the group having the excluded volume effect (B^l) Can be freely controlled. That is, by appropriately selecting the type of the compound represented by the formula (I), the tilt angle of the liquid crystal compound on the air interface side can be arbitrarily controlled without being limited to the type of the liquid crystal compound. .
Therefore, when the compound represented by the formula (I) is used as a liquid crystal alignment accelerator, the liquid crystal compound can be uniformly aligned even at a free interface where no alignment film is provided.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[Liquid crystal alignment promoter]
The liquid crystal alignment accelerator represented by the following general formula (I) used in the present invention will be described. The optically anisotropic element of the present invention has an optically anisotropic layer containing a compound represented by the following formula (I). In the present specification, “comprising the compound represented by the general formula (I)” means that the compound is polymerized between the compounds by light, heat, or the like, or polymerized with another compound to increase the amount. The aspect contained in a state is also included.
Formula (I)
(Hb-L¹−)_nB^l
In the formula (I), Hb is an aliphatic group having 6 to 40 carbon atoms or an aliphatic substituted oligosiloxanoxy group having 6 to 40 carbon atoms. Hb is preferably a substituted or unsubstituted aliphatic group having 6 to 40 carbon atoms, more preferably an aliphatic group having 6 to 30 carbon atoms, and 6 to 20 carbon atoms. The alkyl group is most preferably. Hb is preferably an aliphatic group substituted with a polymerizable group.
[0012]
The aliphatic group is preferably a chain aliphatic group rather than a cyclic aliphatic group. The chain aliphatic group may have a branch. The number of carbon atoms in the aliphatic group is preferably 7 to 35, more preferably 8 to 30, further preferably 9 to 25, and most preferably 10 to 20.
Aliphatic groups include alkyl groups, substituted alkyl groups, alkenyl groups, substituted alkenyl groups, alkynyl groups and substituted alkynyl groups. An alkyl group, a substituted alkyl group, an alkenyl group and a substituted alkenyl group are preferred, and an alkyl group and a substituted alkyl group are more preferred.
Examples of the substituent of the aliphatic group include a halogen atom, hydroxyl, cyano, nitro, alkoxy group, substituted alkoxy group (eg, oligoalkoxy group), alkenyloxy group (eg, vinyloxy), acyl group (eg, acryloyl, Methacryloyl), acyloxy groups (eg, acryloyloxy, benzoyloxy), sulfamoyl, aliphatic substituted sulfamoyl groups and epoxy groups (eg, epoxyethyl). As the substituent, a halogen atom is preferable, and a fluorine atom is more preferable.
In the fluorine-substituted aliphatic group, the ratio of the fluorine atom replacing the hydrogen atom of the aliphatic group is preferably 50 to 100%, more preferably 60 to 100%, and 70 to 100%. More preferably, it is more preferably 80 to 100%, and most preferably 85 to 100%.
[0013]
The number of carbon atoms of the aliphatic substituted siloxanoxy group is preferably 7 to 35, more preferably 8 to 30, further preferably 9 to 25, and most preferably 10 to 20. The aliphatic substituted siloxanoxy group is represented by the following formula.
R¹-(SiR² ₂-O)_q−
Where R¹Is a hydrogen atom, hydroxyl or an aliphatic group; R²Is a hydrogen atom, an aliphatic group or an alkoxy group; and q is an integer of 1-12. R¹And R²The aliphatic group represented by is more preferably a chain aliphatic group than a cyclic aliphatic group. The chain aliphatic group may have a branch. The number of carbon atoms in the aliphatic group is preferably 1 to 12, more preferably 1 to 8, still more preferably 1 to 6, and still more preferably 1 to 4.
Aliphatic groups include alkyl groups, substituted alkyl groups, alkenyl groups, substituted alkenyl groups, alkynyl groups and substituted alkynyl groups. An alkyl group, a substituted alkyl group, an alkenyl group and a substituted alkenyl group are preferred, and an alkyl group and a substituted alkyl group are more preferred.
[0014]
Examples of the substituent of the aliphatic group include a halogen atom, hydroxyl, cyano, nitro, alkoxy group, substituted alkoxy group (eg, oligoalkoxy group), alkenyloxy group (eg, vinyloxy), acyl group (eg, acryloyl, Methacryloyl), acyloxy groups (eg, acryloyloxy, benzoyloxy), sulfamoyl, aliphatic substituted sulfamoyl groups and epoxy groups (eg, epoxyethyl). The alkoxy group may have a cyclic structure or a branch. The number of carbon atoms of the alkoxy group is preferably 1 to 12, more preferably 1 to 8, still more preferably 1 to 6, and still more preferably 1 to 4.
[0015]
An example of Hb is shown below.
Hb1: n-C₁₆H₃₃−
Hb2: n-C₂₀H₄₁−
Hb3: n-C₆H₁₃-CH (n-C₄H₉) -CH₂-CH₂−
Hb4: n-C₁₂H₂₅−
Hb5: n-C₁₈H₃₇−
Hb6: n-C₁₄H₂₉−
Hb7: n-C₁₅H₃₁−
Hb8: n-C₁₀H₂₁−
Hb9: n-C₁₀H₂₁-CH (n-C₄H₉) -CH₂-CH₂−
Hb10: n-C₈F₁₇−
[0016]
Hb11: n-C₈H₁₇−
Hb12: CH (CH₃)₂-{C₃H₆-CH (CH₃)}₃-C₂H₄−
Hb13: CH (CH₃)₂-{C₃H₆-CH (CH₃)}₂-C₃H₆-C (CH₃) = CH-CH₂−
Hb14: n-C₈H₁₇-CH (n-C₆H₁₃) -CH₂-CH₂−
Hb15: n-C₆H₁₃-CH (C₂H₅) -CH₂-CH₂−
Hb16: n-C₈F₁₇-CH (n-C₄F₉) -CH₂−
Hb17: n-C₈F₁₇-CF (n-C₆F₁₃) -CF₂-CF₂−
Hb18: n-C₃F₇-CF (CF₃) -CF₂−
Hb19: Si (CH₃)₃-{Si (CH₃)₂-O}₆-O-
Hb20: Si (OC₃H₇) (C₁₆F₃₃) (C₂H₄-SO₂-NH-C₈F₁₇-O-
[0017]
In formula (I), L¹Is a single bond or a divalent linking group. The divalent linking group is -alkylene group-, -fluorine-substituted alkylene group-, -O-, -S-, -CO-, -NR-, -SO.₂It is preferably selected from the group consisting of-and combinations thereof. R is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms. L¹Represents -alkylene group-, -O-, -S-, -CO-, -NR-, -SO.₂More preferably, it is a divalent linking group selected from the group consisting of-and combinations thereof. R is preferably a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, more preferably a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 15 carbon atoms, and a hydrogen atom or carbon number of 1 Most preferred is an alkyl group of ˜12.
The alkylene group or the fluorine-substituted alkylene group preferably has 1 to 40 carbon atoms, more preferably 1 to 30, more preferably 1 to 20, and more preferably 1 to 15. Furthermore, it is preferable and it is most preferable that it is 1-12.
[0018]
Below, L¹An example of The left side is bound to Hb, the right side is B^lTo join.
L1-0: Single bond
L1-1: -O-
L1-2: —O—CO—
L1-3: —O—C₄H₈-CO-
L1-4: —O—C₂H₄-OC₂H₄-O-
L1-5: -S-
L1-6: -N (n-C₁₂H₂₅) −
L1-7: —O—CH₂CH₂-N (n-C₃H₇-SO₂−
L1-8: -CF (CF₃)-{O-CF₂-CF (CF₃)}₃-O-
[0019]
In formula (I), n is an integer of 2-12. n is preferably an integer of 2 to 9, more preferably an integer of 2 to 6, further preferably 2, 3 or 4, and most preferably 3 or 4.
In the molecule represented by the formula (I), n Hb and L¹Exist, but each may be the same or different.
[0020]
In formula (I), B^lIs an n-valent group having an excluded volume effect comprising at least three cyclic structures. B^lIs preferably an n-valent group represented by the following formula (II).
Formula (II)
(-Cy¹-L²−)_nCy²
In formula (II), Cy¹Is a divalent cyclic group. Cy¹Is preferably a divalent aromatic group or a divalent heterocyclic group, more preferably a divalent aromatic group.
The divalent aromatic group means an arylene group and a substituted arylene group.
Examples of arylene groups include phenylene, indenylene, naphthylene, fluorenylene, phenanthrenylene, anthracenylene and pyrenylene. Phenylene and naphthylene are preferred.
[0021]
Examples of the substituent of the substituted arylene group include an aliphatic group, aromatic group, heterocyclic group, halogen atom, alkoxy group (eg, methoxy, ethoxy, methoxyethoxy), aryloxy group (eg, phenoxy), arylazo Groups (eg, phenylazo), alkylthio groups (eg, methylthio, ethylthio, propylthio), alkylamino groups (eg, methylamino, propylamino), acyl groups (eg, acetyl, propanoyl, octanoyl, benzoyl), acyloxy groups (eg, , Acetoxy, pivaloyloxy, benzoyloxy), hydroxyl, mercapto, amino, carboxyl, sulfo, carbamoyl, sulfamoyl and ureido.
When another aromatic ring is bonded to the divalent aromatic group as a substituent via a single bond, vinylene bond or ethynylene bond, a specific liquid crystal alignment promoting function can be obtained as described above. Hb-L¹A group corresponding to-may be present as a substituent.
[0022]
The divalent heterocyclic group preferably has a 5-membered, 6-membered or 7-membered heterocyclic ring. A 5-membered ring or a 6-membered ring is more preferable, and a 6-membered ring is most preferable. As the hetero atom constituting the heterocyclic ring, a nitrogen atom, an oxygen atom and a sulfur atom are preferable.
The heterocycle is preferably an aromatic heterocycle. The aromatic heterocycle is generally an unsaturated heterocycle. An unsaturated heterocyclic ring having the most double bond is more preferable.
Examples of heterocyclic rings include furan ring, thiophene ring, pyrrole ring, pyrroline ring, pyrrolidine ring, oxazole ring, isoxazole ring, thiazole ring, isothiazole ring, imidazole ring, imidazoline ring, imidazolidine ring, pyrazole ring, pyrazoline Ring, pyrazolidine ring, triazole ring, triazane ring, tetrazole ring, pyran ring, thiyne ring, pyridine ring, piperidine ring, oxazine ring, morpholine ring, thiazine ring, pyridazine ring, pyrimidine ring, pyrazine ring, piperazine ring and triazine ring included.
[0023]
Another heterocyclic ring, an aliphatic ring or an aromatic ring may be condensed with the heterocyclic ring. Examples of the condensed heterocyclic ring include benzofuran ring, isobenzofuran ring, benzothiophene ring, indole ring, indoline ring, isoindole ring, benzoxazole ring, benzothiazole ring, indazole ring, benzimidazole ring, chromene ring, chroman ring, Isochroman ring, quinoline ring, isoquinoline ring, cinnoline ring, phthalazine ring, quinazoline ring, quinoxaline ring, dibenzofuran ring, carbazole ring, xanthene ring, acridine ring, phenanthridine ring, phenanthroline ring, phenazine ring, phenoxazine ring, thianthrene ring , An indolizine ring, a quinolidine ring, a quinuclidine ring, a naphthyridine ring, a purine ring and a pteridine ring.
The divalent heterocyclic group may have a substituent. The example of a substituent is the same as the example of the substituent of a substituted arylene group.
A divalent heterocyclic group is a heteroatom (for example, a nitrogen atom of a piperidine ring) and L²Or (L²Is a single bond) Cyclic group at the center of the molecule (Cy²). In addition, the bonded hetero atom may form an onium salt (eg, oxonium salt, sulfonium salt, ammonium salt).
[0024]
Cy¹And Cy to be described later²The annular structure may form a planar structure as a whole. When the annular structure as a whole forms a planar structure (that is, a disk-like structure), a specific liquid crystal alignment promoting function can be obtained as described above.
[0025]
Below, Cy¹An example of Cy¹An example of Hb-L¹-It is shown as a structure including-, but a plurality of Hb-L¹When a group corresponding to-is bonded to a divalent aromatic group or a divalent heterocyclic group, any one of them is Hb-L in the formula (I).¹-The remainder being a divalent aromatic group or a divalent heterocyclic group (Cy¹).
[0026]
[Chemical 1]

[0027]
[Chemical 2]

[0028]
[Chemical 3]

[0029]
[Formula 4]

[0030]
[Chemical formula 5]

[0031]
[Chemical 6]

[0032]
[Chemical 7]

[0033]
In formula (II), L²Is a single bond or -alkylene group-, -alkenylene group-, -alkynylene group-, -O-, -S-, -CO-, -NR-, -SO.₂-And a divalent linking group selected from the group consisting of combinations thereof. R is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms. L²Are —O—, —S—, —CO—, —NR—, —SO.₂It is preferably a divalent linking group selected from the group consisting of-and combinations thereof. R is preferably a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, more preferably a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 15 carbon atoms, and a hydrogen atom or carbon number of 1 Most preferred is an alkyl group of ˜12.
The alkylene group preferably has 1 to 40 carbon atoms, more preferably 1 to 30, more preferably 1 to 20, still more preferably 1 to 15, and still more preferably 1 to 1. Most preferably, it is ~ 12.
The number of carbon atoms of the alkenylene group or alkynylene group is preferably 2 to 40, more preferably 2 to 30, further preferably 2 to 20, and further preferably 2 to 15. Preferably, it is 2-12.
[0034]
Below, L²An example of Cy on the left¹And the right side is Cy²To join.
L2-0: Single bond
L2-1: -S-
L2-2: —NH—
L2-3: —NH—SO₂-NH-
L2-4: —NH—CO—NH—
L2-5: -SO₂−
L2-6: —O—NH—
L2-7: -C≡C-
L2-8: —CH═CH—S—
L2-9: -CH₂-O-
L2-10: -N (CH₃) −
L2-11: -CO-O-
[0035]
In formula (II), n is an integer of 2-12. n is preferably an integer of 2 to 9, more preferably an integer of 2 to 6, further preferably 2, 3 or 4, and most preferably 3 or 4.
B¹Is a group represented by the formula (II), B¹Some n -Cy¹-L²-Exist, but n -Cy¹-L²-May be the same or different.
[0036]
In formula (II), Cy²Is an n-valent cyclic group. Cy²Is preferably an n-valent aromatic group or an n-valent heterocyclic group.
Examples of the aromatic ring of the aromatic group include a benzene ring, an indene ring, a naphthalene ring, a fluorene ring, a phenanthrene ring, an anthracene ring and a pyrene ring. A benzene ring and a naphthalene ring are preferable, and a benzene ring is particularly preferable.
The aromatic group may have a substituent. Examples of substituents include aliphatic groups, aromatic groups, heterocyclic groups, halogen atoms, alkoxy groups (eg, methoxy, ethoxy, methoxyethoxy), aryloxy groups (eg, phenoxy), arylazo groups (eg, Phenylazo), alkylthio groups (eg, methylthio, ethylthio, propylthio), alkylamino groups (eg, methylamino, propylamino), arylamino groups (eg, phenylamino), acyl groups (eg, acetyl, propanoyl, octanoyl, benzoyl) ), Acyloxy groups (eg, acetoxy, pivaloyloxy, benzoyloxy), hydroxyl, mercapto, amino, carboxyl, sulfo, carbamoyl, sulfamoyl and ureido.
[0037]
The heterocyclic group preferably has a 5-membered, 6-membered or 7-membered heterocyclic ring. A 5-membered ring or a 6-membered ring is more preferable, and a 6-membered ring is most preferable. As the hetero atom constituting the heterocyclic ring, a nitrogen atom, an oxygen atom and a sulfur atom are preferable.
The heterocycle is preferably an aromatic heterocycle. The aromatic heterocycle is generally an unsaturated heterocycle. An unsaturated heterocyclic ring having the most double bond is more preferable.
Examples of heterocyclic rings include furan ring, thiophene ring, pyrrole ring, pyrroline ring, pyrrolidine ring, oxazole ring, isoxazole ring, thiazole ring, isothiazole ring, imidazole ring, imidazoline ring, imidazolidine ring, pyrazole ring, pyrazoline Ring, pyrazolidine ring, triazole ring, triazane ring, tetrazole ring, pyran ring, thiyne ring, pyridine ring, piperidine ring, oxazine ring, morpholine ring, thiazine ring, pyridazine ring, pyrimidine ring, pyrazine ring, piperazine ring and triazine ring included. A triazine ring is preferred, and a 1,3,5-triazine ring is particularly preferred.
The heterocycle may be condensed with another heterocycle, aliphatic ring or aromatic ring. However, monocyclic heterocycles are preferred.
Below, Cy²An example of
[0038]
[Chemical 8]

[0039]
[Chemical 9]

[0040]
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[0041]
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[0042]
The liquid crystal alignment accelerator includes the hydrophobic group (Hb) and linking group (L¹) And groups with excluded volume effect (B^l). There are no particular restrictions on these combinations.
[0043]
The compound represented by the formula (I) has at least one polymerizable group in the molecule. Although there is no restriction | limiting in particular about the substituted position of a polymeric group, It is preferable that it is a substituent of Hb, ie, the said aliphatic group, or the said aliphatic substituted oligosiloxanoxy group. As the polymerizable group, a polymerizable ethylenically unsaturated group or a ring-opening polymerizable group is preferable. Examples of the polymerizable ethylenically unsaturated group include the following (M-1) to (M-6).
[0044]
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[0045]
In the formula, R represents a hydrogen atom or a substituent, but is preferably a hydrogen atom or an alkyl group, particularly preferably a hydrogen atom or a methyl group.
Among these, (M-1) or (M-2) is preferable, and (M-1) is most preferable.
A cyclic ether group is preferable as the ring-opening polymerizable group, and an epoxy group or an oxetane group is more preferable, and an epoxy group is most preferable.
[0046]
The polymerizable monomer type liquid crystal alignment accelerator used in the present invention preferably has three or more aromatic rings (counts constituent components when condensed), more preferably four or more. The number of polymerizable groups may be one or more in the molecule. A plurality of liquid crystal alignment accelerators may be used in combination. The molecular weight of the polymerizable monomer is preferably 5000 or less, more preferably 3000 or less, and particularly preferably 2000 or less from the viewpoint of the phase separation rate.
Examples of the polymerizable monomer type liquid crystal alignment accelerator of the present invention will be given below, but the present invention is not limited thereto.
[0047]
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[0048]
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[0049]
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[0050]
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[0051]
The compound of the present invention can be synthesized with reference to, for example, the method described in JP-A No. 2002-20363.
[0052]
In the present invention, the amount of the orientation control agent added to the optically anisotropic layer is 0.005 g / m.²~ 0.5g / m²Is preferred. More preferably 0.01 g / m²~ 0.2g / m²It is.
[0053]
[Liquid crystal compounds]
The liquid crystal compound used in the present invention is preferably a rod-like liquid crystal compound or a discotic liquid crystal compound. The liquid crystalline compound is preferably substantially uniformly aligned in the optically anisotropic layer, more preferably fixed in a substantially uniformly aligned state, and is fixed by a polymerization reaction. Most preferably.
[0054]
Examples of rod-like liquid crystalline compounds include azomethines, azoxys, cyanobiphenyls, cyanophenyl esters, benzoic acid esters, cyclohexanecarboxylic acid phenyl esters, cyanophenylcyclohexanes, cyano-substituted phenylpyrimidines, alkoxy-substituted phenylpyrimidines. , Phenyldioxanes, tolanes and alkenylcyclohexylbenzonitriles are preferably used. Not only the above low-molecular liquid crystalline compounds but also high-molecular liquid crystalline compounds can be used. It is more preferable to fix the alignment of the rod-like liquid crystal compound by polymerization. As the polymerizable rod-like liquid crystalline compound, Makromol. Chem. 190, 2255 (1989), Advanced Materials 5, 107 (1993), US Pat. No. 4,683,327, US Pat. No. 5,622,648, US Pat. No. 5,770,107, WO 95/22586 No. 95/24455, No. 97/00600, No. 98/23580, No. 98/52905, JP-A-1-272551, No. 6-16616, No. 7-110469, The compounds described in JP-A-11-80081 and Japanese Patent Application No. 2001-64627 can be used.
[0055]
As the polymerizable rod-like liquid crystalline compound, a compound represented by the following general formula (III) is more preferable.
Formula (III)
Q³¹-L³¹-Cy³¹-L³²-(Cy³²-L³³)_m-Cy³³-L³⁴-Q³²
Where Q³¹And Q³²Are each independently a polymerizable group, L³¹And L³⁴Are each independently a divalent linking group, L³²And L³³Are each independently a single bond or a divalent linking group, and Cy³¹, Cy³²And Cy³³Is a divalent cyclic group, and m is 0, 1 or 2. As an example of a polymeric group, what was mentioned by description of the above-mentioned general formula (I) is mentioned.
[0056]
L³¹And L³⁴Are each independently a divalent linking group. L³¹And L³⁴Are each independently -O-, -S-, -CO-, -NR³²It is preferably a divalent linking group selected from the group consisting of-, a divalent chain group, a divalent cyclic group, and combinations thereof. R above³²Is an alkyl group having 1 to 7 carbon atoms or a hydrogen atom. R³²Is preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or a hydrogen atom, more preferably a methyl group, an ethyl group or a hydrogen atom, and most preferably a hydrogen atom.
Examples of divalent linking groups composed of these combinations are shown below. Here, the left side is Q (Q³¹Or Q³²), The right side is Cy (Cy³¹Or Cy³³).
[0057]
L3-1: -CO-O-divalent chain group -O-
L3-2: —CO—O—divalent chain group —O—CO—
L3-3: -CO-O-divalent chain group -O-CO-O-
L3-4: -CO-O-divalent chain group -O-divalent cyclic group-
L3-5: -CO-O-divalent chain group -O-divalent cyclic group -CO-O-
L3-6: -CO-O-divalent chain group -O-divalent cyclic group -O-CO-
L3-7: —CO—O—Divalent chain group—O—Divalent cyclic group—Divalent chain group—
L3-8: -CO-O-divalent chain group -O-divalent cyclic group -divalent chain group -CO-O-
L3-9: -CO-O-divalent chain group -O-divalent cyclic group -divalent chain group -O-CO-
L3-10: —CO—O—divalent chain group—O—CO—divalent cyclic group—
L3-11: -CO-O-divalent chain group -O-CO-divalent cyclic group -CO-O-
L3-12: -CO-O-divalent chain group -O-CO-divalent cyclic group -O-CO-
L3-13: -CO-O-divalent chain group-O-CO-divalent cyclic group-divalent chain group-
L3-14: -CO-O-divalent chain group -O-CO-divalent cyclic group -divalent chain group -CO-O-
L3-15: -CO-O-divalent chain group -O-CO-divalent cyclic group -divalent chain group -O-CO-
L3-16: —CO—O—divalent chain group—O—CO—O—divalent cyclic group—
L3-17: -CO-O-divalent chain group -O-CO-O-divalent cyclic group -CO-O-
L3-18: -CO-O-divalent chain group -O-CO-O-divalent cyclic group -O-CO-
L3-19: —CO—O—Divalent chain group—O—CO—O—Divalent cyclic group—Divalent chain group—
L3-20: -CO-O-divalent chain group -O-CO-O-divalent cyclic group -divalent chain group -CO-O-
L3-21: -CO-O-divalent chain group -O-CO-O-divalent cyclic group -divalent chain group -O-CO-
[0058]
The divalent chain group means an alkylene group, a substituted alkylene group, an alkenylene group, a substituted alkenylene group, an alkynylene group, or a substituted alkynylene group. An alkylene group, a substituted alkylene group, an alkenylene group and a substituted alkenylene group are preferred, and an alkylene group and an alkenylene group are more preferred.
The alkylene group may have a branch. The alkylene group preferably has 1 to 12 carbon atoms, more preferably 2 to 10 carbon atoms, and most preferably 2 to 8 carbon atoms.
The alkylene part of the substituted alkylene group is the same as the above alkylene group. Examples of the substituent include a halogen atom.
The alkenylene group may have a branch. The alkenylene group preferably has 2 to 12 carbon atoms, more preferably 2 to 10 carbon atoms, and most preferably 2 to 8 carbon atoms.
The alkylene part of the substituted alkylene group is the same as the above alkylene group. Examples of the substituent include a halogen atom.
The alkynylene group may have a branch. The alkynylene group preferably has 2 to 12 carbon atoms, more preferably 2 to 10 carbon atoms, and most preferably 2 to 8 carbon atoms.
The alkynylene part of the substituted alkynylene group is the same as the above alkynylene group. Examples of the substituent include a halogen atom.
Specific examples of the divalent chain group include ethylene, trimethylene, propylene, butamethylene, 1-methyl-butamethylene, pentamethylene, hexamethylene, octamethylene, 2-butenylene, 2-butynylene and the like.
[0059]
The definition and examples of the divalent cyclic group are described later in Cy.³¹, Cy³²And Cy³³Definitions and examples are the same.
[0060]
L³²Or L³³Are each independently a single bond or a divalent linking group. L³²And L³³Are each independently -O-, -S-, -CO-, -NR³²It is preferably a divalent linking group or a single bond selected from the group consisting of-, a divalent chain group, a divalent cyclic group, and combinations thereof. R above³²Is an alkyl group having 1 to 7 carbon atoms or a hydrogen atom, preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or a hydrogen atom, more preferably a methyl group, an ethyl group or a hydrogen atom, Most preferably, it is a hydrogen atom. L for a divalent chain group and a divalent cyclic group³¹And L³⁴It is synonymous with the definition of
[0061]
In the formula (III), m is 0, 1 or 2. If m is 2, then two L³³May be the same or different, and two Cy³²May be the same or different. m is preferably 1 or 2, and more preferably 1.
[0062]
In formula (III), Cy³¹, Cy³²And Cy³³Are each independently a divalent cyclic group. The ring contained in the cyclic group is preferably a 5-membered ring, a 6-membered ring, or a 7-membered ring, more preferably a 5-membered ring or a 6-membered ring, and most preferably a 6-membered ring. The ring contained in the cyclic group may be a condensed ring. However, it is more preferably a monocycle than a condensed ring.
The ring contained in the cyclic group may be any of an aromatic ring, an aliphatic ring, and a heterocyclic ring. Examples of the aromatic ring include a benzene ring and a naphthalene ring. Examples of the aliphatic ring include a cyclohexane ring. Examples of the heterocyclic ring include a pyridine ring and a pyrimidine ring. As the cyclic group having a benzene ring, 1,4-phenylene is preferable. As the cyclic group having a naphthalene ring, naphthalene-1,5-diyl and naphthalene-2,6-diyl are preferable. The cyclic group having a cyclohexane ring is preferably 1,4-cyclohexylene. As the cyclic group having a pyridine ring, pyridine-2,5-diyl is preferable. The cyclic group having a pyrimidine ring is preferably pyrimidine-2,5-diyl.
The cyclic group may have a substituent. Examples of the substituent include a halogen atom, a cyano group, a nitro group, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a halogen-substituted alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms. , An alkylthio group having 1 to 5 carbon atoms, an acyloxy group having 2 to 6 carbon atoms, an alkoxycarbonyl group having 2 to 6 carbon atoms, a carbamoyl group, and an alkyl-substituted carbamoyl group having 2 to 6 carbon atoms And an acylamino group having 2 to 6 carbon atoms.
[0063]
Examples of the polymerizable liquid crystal compound represented by the formula (III) are shown below. The present invention is not limited to these.
[0064]
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[0065]
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[0066]
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[0067]
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[0068]
Next, preferred discotic liquid crystalline compounds will be further described. The discotic liquid crystalline compound is preferably oriented substantially perpendicularly to the polymer film surface (average inclination angle in the range of 50 to 90 degrees). Discotic liquid crystalline compounds are disclosed in various documents (C. Destrade et al., Mol. Crysr. Liq. Cryst., Vol. 71, page 111 (1981); edited by The Chemical Society of Japan, Quarterly Chemical Review, No. 22, Liquid Crystal Chemistry, Chapter 5, Chapter 10 Section 2 (1994); B. Kohne et al., Angew. Chem. Soc. Chem. Comm., Page 1794 (1985); J. Zhang et al., J Am.Chem.Soc., Vol.116, page 2655 (1994)). The polymerization of discotic liquid crystalline compounds is described in JP-A-8-27284. In order to fix the discotic liquid crystalline compound by polymerization, it is necessary to bond a polymerizable group as a substituent to the discotic core of the discotic liquid crystalline compound. However, when the polymerizable group is directly connected to the disc-shaped core, it becomes difficult to maintain the orientation state in the polymerization reaction. Therefore, a linking group is introduced between the discotic core and the polymerizable group. Therefore, the discotic liquid crystalline compound having a polymerizable group is preferably a compound represented by the following formula (IV).
[0069]
Formula (IV)
D (-L⁴-P)_a
Where D is a disk-shaped core; L⁴Is a divalent linking group; P is a polymerizable group; a is an integer of 4-12.
Examples of the discotic core (D) of the formula (IV) are shown below. In each of the following examples, LQ (or QL) is a divalent linking group (L⁴) And a polymerizable group (P).
[0070]
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[0071]
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[0072]
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[0073]
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[0074]
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[0075]
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[0076]
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[0077]
In the formula (IV), a divalent linking group (L⁴) Is preferably a divalent linking group selected from the group consisting of an alkylene group, an alkenylene group, an arylene group, -CO-, -NH-, -O-, -S-, and combinations thereof. Divalent linking group (L⁴) Is more preferably a group obtained by combining at least two divalent groups selected from the group consisting of an alkylene group, an alkenylene group, an arylene group, -CO-, -NH-, -O-, and -S-. . Divalent linking group (L⁴) Is most preferably a group obtained by combining at least two divalent groups selected from the group consisting of an alkylene group, an alkenylene group, an arylene group, -CO- and -O-. The alkylene group preferably has 1 to 12 carbon atoms. The alkenylene group preferably has 2 to 12 carbon atoms. The number of carbon atoms in the arylene group is preferably 6-10. The alkylene group, alkenylene group and arylene group may have a substituent (eg, alkyl group, halogen atom, cyano, alkoxy group, acyloxy group).
[0078]
Divalent linking group (L⁴) Is shown below. The left side is bonded to the discotic core (D), and the right side is bonded to the polymerizable group (P). AL represents an alkylene group or an alkenylene group, and AR represents an arylene group.
L4-1: -AL-CO-O-AL-
L4-2: -AL-CO-O-AL-O-
L4-3: -AL-CO-O-AL-O-AL-
L4-4: -AL-CO-O-AL-O-CO-
L4-5: -CO-AR-O-AL-
L4-6: -CO-AR-O-AL-O-
L4-7: -CO-AR-O-AL-O-CO-
L4-8: -CO-NH-AL-
L4-9: -NH-AL-O-
L4-10: —NH—AL—O—CO—
[0079]
L4-11: -O-AL-
L4-12: -O-AL-O-
L4-13: -O-AL-O-CO-
L4-14: -O-AL-O-CO-NH-AL-
L4-15: -O-AL-S-AL-
L4-16: -O-CO-AL-AR-O-AL-O-CO-
L4-17: -O-CO-AR-O-AL-CO-
L4-18: -O-CO-AR-O-AL-O-CO-
L4-19: -O-CO-AR-O-AL-O-AL-O-CO-
L4-20: -O-CO-AR-O-AL-O-AL-O-AL-O-CO-
L4-21: -S-AL-
L4-22: -S-AL-O-
L4-23: -S-AL-O-CO-
L4-24: -S-AL-S-AL-
L4-25: -S-AR-AL-
[0080]
The polymerizable group (P) of the formula (IV) is determined according to the type of polymerization reaction. Examples of the polymerizable group (P) are shown below.
[0081]
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[0082]
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[0083]
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[0084]
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[0085]
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[0086]
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[0087]
The polymerizable group (P) is preferably an unsaturated polymerizable group (P1, P2, P3, P7, P8, P15, P16, P17) or an epoxy group (P6, P18). More preferably, it is most preferably an ethylenically unsaturated polymerizable group (P1, P7, P8, P15, P16, P17).
[0088]
In Formula (IV), a is an integer of 4-12. A specific number is determined according to the type of discotic core (D). Multiple L⁴The combination of and P may be different but is preferably the same. Two or more kinds of discotic liquid crystalline compounds (for example, a molecule having an asymmetric carbon atom in a divalent linking group and a molecule not having it) may be used in combination.
[0089]
The optically anisotropic layer can be formed by applying a coating liquid containing a rod-like liquid crystal compound or a discotic liquid crystal compound and the following polymerizable initiator and other additives onto the alignment film. As a solvent used for preparing the coating solution, an organic solvent is preferably used. Examples of organic solvents include amides (eg, N, N-dimethylformamide), sulfoxides (eg, dimethyl sulfoxide), heterocyclic compounds (eg, pyridine), hydrocarbons (eg, benzene, hexane), alkyl halides (eg, , Chloroform, dichloromethane), esters (eg, methyl acetate, butyl acetate), ketones (eg, acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone), ethers (eg, tetrahydrofuran, 1,2-dimethoxyethane). Alkyl halides and ketones are preferred. Two or more organic solvents may be used in combination. The coating liquid can be applied by a known method (eg, extrusion coating method, direct gravure coating method, reverse gravure coating method, die coating method).
[0090]
The aligned liquid crystal compound is fixed while maintaining the alignment state. The immobilization is preferably performed by a polymerization reaction of the polymerizable group (P) introduced into the liquid crystal compound. The polymerization reaction includes a thermal polymerization reaction using a thermal polymerization initiator and a photopolymerization reaction using a photopolymerization initiator. A photopolymerization reaction is preferred. Examples of the photopolymerization initiator include α-carbonyl compounds (described in US Pat. Nos. 2,367,661 and 2,367,670), acyloin ether (described in US Pat. No. 2,448,828), α-hydrocarbon substituted aromatic acyloin. Compound (described in US Pat. No. 2,722,512), polynuclear quinone compound (described in US Pat. Nos. 3,046,127 and 2,951,758), a combination of triarylimidazole dimer and p-aminophenyl ketone (US Pat. No. 3,549,367) Acridine and phenazine compounds (JP-A-60-105667, U.S. Pat. No. 4,239,850) and oxadiazole compounds (U.S. Pat. No. 4,212,970).
[0091]
The amount of the photopolymerization initiator used is preferably 0.01 to 20% by mass, more preferably 0.5 to 5% by mass, based on the solid content of the coating solution. Light irradiation for the polymerization of the liquid crystalline compound is preferably performed using ultraviolet rays. Irradiation energy is 20mJ / cm²~ 50J / cm²It is preferably 100 to 800 mJ / cm.²More preferably. In order to accelerate the photopolymerization reaction, light irradiation may be performed under heating conditions.
In the present invention, the thickness of the optically anisotropic layer is preferably 0.1 to 10 [mu] m, and more preferably 0.5 to 5 [mu] m.
[0092]
[Alignment film]
In the present invention, an alignment film for aligning the liquid crystalline compound is disposed only on one surface of the optically anisotropic layer. The alignment film may be an organic compound (for example, ω-triconic acid) formed by rubbing treatment of an organic compound (preferably polymer), oblique deposition of an inorganic compound, formation of a layer having a microgroup, or Langmuir-Blodgett method (LB film). , Dioctadecyldimethylammonium chloride, methyl stearylate, etc.). Furthermore, an alignment film in which an alignment function is generated by application of an electric field, application of a magnetic field, or light irradiation is also known. An alignment film formed by a polymer rubbing treatment is particularly preferred. The rubbing process is carried out by rubbing the surface of the polymer layer several times in a certain direction with paper or cloth.
[0093]
The type of polymer used for the alignment film is determined according to the desired alignment (particularly the average inclination angle). In order to align the liquid crystal compound horizontally, a polymer that does not decrease the surface energy of the alignment film (ordinary alignment polymer) is used. Specific types of polymers are described in various documents about liquid crystal cells or optical compensation sheets. Any of the alignment films preferably has a polymerizable group for the purpose of improving the adhesion between the liquid crystal compound and the transparent support. The polymerizable group can be introduced by introducing a repeating unit having a polymerizable group in the side chain or as a substituent of a cyclic group. It is more preferable to use an alignment film that forms a chemical bond with the liquid crystal compound at the interface. Such an alignment film is described in JP-A-9-152509.
The thickness of the alignment film is preferably 0.01 to 5 μm, and more preferably 0.05 to 1 μm.
[0094]
In addition, after aligning a liquid crystalline compound using an alignment film, the liquid crystalline compound is fixed in the alignment state to form an optically anisotropic layer, and only the optically anisotropic layer is a polymer film (or transparent support) It may be transferred onto the body). The liquid crystal compound in which the alignment state is fixed can maintain the alignment state without an alignment film. Therefore, in the optically anisotropic element of the present invention, the alignment film is not essential (although essential in the production of the retardation film).
[0095]
In the case of a rod-like liquid crystalline compound, when the optical axis of the rod-like liquid layer molecule is oriented at an angle of 45 ° or more with respect to the long axis direction of the transparent support, the light of the rod-like liquid crystalline compound is perpendicular to the rubbing direction. It is preferable to use an alignment film in which axes are aligned (hereinafter referred to as an orthogonal alignment film). When aligning at an angle smaller than 45 °, an alignment film used for alignment of a liquid crystal cell or the like is preferable.
[0096]
The orthogonal orientation film will be described in detail.
The orthogonal orientation film is described in Japanese Patent Application Nos. 2000-246279, 2000-174829, and 2001-64626. More specifically, the cross-oriented film includes a repeating unit represented by the following general formula (PAIII) or (PAIV) and a repeating unit represented by the formula (PAV).
[0097]
Embedded image

[0098]
Where R⁵¹Is a hydrogen atom or a methyl group, R⁵²Is a hydrogen atom, a halogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, M is a proton, an alkali metal ion, or an ammonium ion;⁵¹Is an aliphatic ring group, an aromatic group, or a heterocyclic group, b is 10-95 mol%, and c is 90-5 mol%.
[0099]
Hereinafter, the formulas (PAIII) and (PAV) will be described in detail.
In the formula (PAIII), R⁵¹Is a hydrogen atom (acrylic acid copolymer) or a methyl group (methacrylic acid copolymer).
In the formula (PAIII), M is a proton, an alkali metal (for example, Li, Na, K) ion, or an ammonium ion, and the ammonium ion may be substituted with an organic group (for example, a methyl group or an ethyl group). Good.
[0100]
In the formula (PAV), R⁵²Is a hydrogen atom, a halogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. R⁵²Is preferably a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, more preferably a hydrogen atom, methyl or ethyl, and most preferably a hydrogen atom or methyl.
[0101]
In the formula (PAV), Cy⁵¹Is an aliphatic ring group, an aromatic group or a heterocyclic group.
The aliphatic ring of the aliphatic ring group is preferably a 5- to 7-membered ring, more preferably a 5-membered ring or a 6-membered ring, and most preferably a 6-membered ring. Examples of the aliphatic ring include a cyclohexane ring, a cyclohexene ring, and a bicyclo [2.2.1] hept-2-ene ring. Another aliphatic ring, aromatic ring or heterocyclic ring may be condensed with the aliphatic ring.
Examples of the aromatic ring of the aromatic group include a benzene ring, a naphthalene ring, an anthracene ring, a phenanthrene ring, a pyrene ring and a naphthacene ring. An aliphatic ring or a heterocyclic ring may be condensed with the aromatic ring.
The heterocyclic ring of the heterocyclic group is preferably a 5- to 7-membered ring, more preferably a 5-membered ring or a 6-membered ring. The heterocycle preferably has aromaticity. Aromatic heterocycles are generally unsaturated and preferably have the most double bonds. Examples of heterocyclic rings include furan ring, thiophene ring, pyrrole ring, oxazole ring, isoxazole ring, isothiazole ring, imidazole ring, pyrazole ring, furazane ring, pyran ring, pyridine ring, pyridazine ring, pyrimidine ring and pyrazine ring Is included. Another heterocyclic ring, an aliphatic ring or an aromatic ring may be condensed with the heterocyclic ring.
[0102]
The aliphatic ring group, aromatic group and heterocyclic group may have a substituent. Examples of the substituent include an alkyl group (eg, methyl, ethyl, t-butyl), a substituted alkyl group (eg, chloromethyl, hydroxymethyl, trimethylammonio chloride), an alkoxy group (eg, methoxy), a halogen atom ( F, Cl, Br), carboxyl, acyl group (eg, formyl), amino, sulfo, aryl group (eg, phenyl), aryloxy group (eg, phenoxy) and oxo.
In the formula (PAV), n is 5 to 90 mol%.
[0103]
Examples of the repeating unit represented by the formula (PAV) are shown below.
[0104]
Embedded image

[0105]
Embedded image

[0106]
Embedded image

[0107]
Embedded image

[0108]
Embedded image

[0109]
Examples of preferred acrylic acid copolymers or methacrylic acid copolymers are shown below. AA is a repeating unit derived from acrylic acid, and MA is a repeating unit derived from methacrylic acid. The ratio of the repeating unit is mol%.
[0110]
PA101:-(AA)₇₀-(PAV-1)₃₀−
PA102:-(AA)₆₀-(PAV-1)₄₀−
PA103:-(AA)₅₀-(PAV-1)₅₀−
PA104:-(AA)₄₀-(PAV-1)₆₀−
PA105:-(AA)₆₀-(PAV-2)₄₀−
PA106:-(AA)₆₀-(PAV-3)₄₀−
PA107:-(AA)₆₀-(PAV-4)₄₀−
PA108:-(AA)₆₀-(PAV-5)₄₀−
PA109:-(AA)₄₀-(PAV-6)₄₀−
PA110:-(AA)₅₀-(PAV-7)₅₀−
PA111 :-( AA)₇₀-(PAV-8)₃₀−
[0111]
PA112:-(AA)₆₀-(PAV-9)₄₀−
PA113:-(AA)₆₀-(PAV-10)₄₀−
PA114:-(AA)₆₀-(PAV-11)₄₀−
PA115:-(AA)₅₀-(PAV-12)₅₀−
PA116 :-( AA)₅₀-(PAV-13)₅₀−
PA117:-(AA)₇₀-(PAV-14)₃₀−
PA118:-(AA)₅₀-(PAV-15)₅₀−
PA119:-(AA)₆₀-(PAV-16)₄₀−
PA120:-(AA)₆₀-(PAV-17)₄₀−
PA121 :-( AA)₆₀-(PAV-18)₄₀−
PA122:-(AA)₆₀-(PAV-19)₄₀−
[0112]
PA123:-(AA)₇₅-(PAV-20)₂₅−
PA124:-(AA)₆₀-(PAV-20)₄₀−
PA125:-(AA)₇₀-(PAV-21)₃₀−
PA126:-(AA)₈₀-(PAV-22)₂₀−
PA127:-(AA)₇₀-(PAV-22)₃₀−
PA128:-(AA)₆₀-(PAV-22)₄₀−
PA129:-(AA)₇₀-(PAV-23)₃₀−
PA130:-(AA)₇₀-(PAV-24)₃₀−
PA131:-(AA)₈₀-(PAV-25)₂₀−
PA132:-(AA)₇₀-(PAV-25)₃₀−
PA133:-(AA)₆₀-(PAV-25)₄₀−
[0113]
PA134:-(AA)₆₀-(PAV-26)₄₀−
PA135:-(AA)₇₀-(PAV-27)₃₀−
PA136:-(AA)₈₀-(PAV-28)₂₀−
PA137:-(AA)₇₀-(PAV-29)₃₀−
PA138:-(AA)₆₀-(PAV-30)₄₀−
PA139:-(AA)₇₀-(PAV-31)₃₀−
PA140:-(AA)₇₀-(PAV-32)₃₀−
PA141 :-( AA)₆₀-(PAV-33)₄₀−
PA142:-(AA)₇₀-(PAV-34)₃₀−
PA143:-(AA)₇₀-(PAV-35)₃₀−
[0114]
PA201 :-( MA)₇₀-(PAV-1)₃₀−
PA202:-(MA)₆₀-(PAV-1)₄₀−
PA203:-(MA)₅₀-(PAV-1)₅₀−
PA204:-(MA)₄₀-(PAV-1)₆₀−
PA205:-(MA)₆₀-(PAV-2)₄₀−
PA206:-(MA)₆₀-(PAV-3)₄₀−
PA207:-(MA)₆₀-(PAV-4)₄₀−
PA208:-(MA)₆₀-(PAV-5)₄₀−
PA209:-(MA)₄₀-(PAV-6)₄₀−
PA210:-(MA)₅₀-(PAV-7)₅₀−
PA211:-(MA)₇₀-(PAV-8)₃₀−
[0115]
PA212:-(MA)₆₀-(PAV-9)₄₀−
PA213:-(MA)₆₀-(PAV-10)₄₀−
PA214:-(MA)₆₀-(PAV-11)₄₀−
PA215:-(MA)₅₀-(PAV-12)₅₀−
PA216:-(MA)₅₀-(PAV-13)₅₀−
PA217:-(MA)₇₀-(PAV-14)₃₀−
PA218:-(MA)₅₀-(PAV-15)₅₀−
PA219:-(MA)₆₀-(PAV-16)₄₀−
PA220:-(MA)₆₀-(PAV-17)₄₀−
PA221:-(MA)₆₀-(PAV-18)₄₀−
PA222:-(MA)₆₀-(PAV-19)₄₀−
[0116]
PA223:-(MA)₇₅-(PAV-20)₂₅−
PA224:-(MA)₆₀-(PAV-20)₄₀−
PA225:-(MA)₇₀-(PAV-21)₃₀−
PA226:-(MA)₈₀-(PAV-22)₂₀−
PA227:-(MA)₇₀-(PAV-22)₃₀−
PA228:-(MA)₆₀-(PAV-22)₄₀−
PA229:-(MA)₇₀-(PAV-23)₃₀−
PA230:-(MA)₇₀-(PAV-24)₃₀−
PA231:-(MA)₈₀-(PAV-25)₂₀−
PA232:-(MA)₇₀-(PAV-25)₃₀−
PA233:-(MA)₆₀-(PAV-25)₄₀−
[0117]
PA234:-(MA)₆₀-(PAV-26)₄₀−
PA235:-(MA)₇₀-(PAV-27)₃₀−
PA236:-(MA)₈₀-(PAV-28)₂₀−
PA237:-(MA)₇₀-(PAV-29)₃₀−
PA238:-(MA)₆₀-(PAV-30)₄₀−
PA239:-(MA)₇₀-(PAV-31)₃₀−
PA240:-(MA)₇₀-(PAV-32)₃₀−
PA241:-(MA)₆₀-(PAV-33)₄₀−
PA242:-(MA)₇₀-(PAV-34)₃₀−
PA243:-(MA)₇₀-(PAV-35)₃₀−
[0118]
The orthogonally oriented film including the repeating unit represented by the formula (PAIV) is so-called modified polyvinyl alcohol, and the polyvinyl alcohol portion of the modified polyvinyl alcohol does not need to have a saponification degree of 100%. In other words, the modified polyvinyl alcohol can include a repeating unit corresponding to vinyl acetate represented by the following formula (PAVI).
[0119]
Embedded image

[0120]
In the formula (PAVI), k is 0.01 to 20 mol%.
Examples of preferable modified polyvinyl alcohol are shown below. I is a repeating unit corresponding to the vinyl alcohol represented by the formula (PAIV), and V is a repeating unit corresponding to the vinyl acetate represented by the formula (PAVI). The ratio of the repeating unit is mol%.
[0121]
VA101 :-( PAIV)₅₈-(PAV-1)₃₀-(PAVI)₁₂−
VA102:-(PAIV)₄₈-(PAV-1)₄₀-(PAVI)₁₂−
VA103:-(PAIV)₃₈-(PAV-1)₅₀-(PAVI)₁₂−
VA104:-(PAIV)₂₈-(PAV-1)₆₀-(PAVI)₁₂−
VA105:-(PAIV)₄₈-(PAV-2)₄₀-(PAVI)₁₂−
VA106:-(PAIV)₄₈-(PAV-3)₄₀-(PAVI)₁₂−
VA107:-(PAIV)₄₈-(PAV-4)₄₀-(PAVI)₁₂−
VA108:-(PAIV)₄₈-(PAV-5)₄₀-(PAVI)₁₂−
VA109:-(PAIV)₂₈-(PAV-6)₄₀-(PAVI)₁₂−
VA110:-(PAIV)₃₈-(PAV-7)₅₀-(PAVI)₁₂−
VA111:-(PAIV)₅₈-(PAV-8)₃₀-(PAVI)₁₂−
[0122]
VA112:-(PAIV)₄₈-(PAV-9)₄₀-(PAVI)₁₂−
VA113:-(PAIV)₄₈-(PAV-10)₄₀-(PAVI)₁₂−
VA114:-(PAIV)₄₈-(PAV-11)₄₀-(PAVI)₁₂−
VA115 :-( PAIV)₃₈-(PAV-12)₅₀-(PAVI)₁₂−
VA116 :-( PAIV)₃₈-(PAV-13)₅₀-(PAVI)₁₂−
VA117:-(PAIV)₅₈-(PAV-14)₃₀-(PAVI)₁₂−
VA118:-(PAIV)₃₈-(PAV-15)₅₀-(PAVI)₁₂−
VA119:-(PAIV)₄₈-(PAV-16)₄₀-(PAVI)₁₂−
VA120:-(PAIV)₄₈-(PAV-17)₄₀-(PAVI)₁₂−
VA121 :-( PAIV)₄₈-(PAV-18)₄₀-(PAVI)₁₂−
VA122:-(PAIV)₄₈-(PAV-19)₄₀-(PAVI)₁₂−
[0123]
VA123:-(PAIV)₆₃-(PAV-20)₂₅-(PAVI)₁₂−
VA124:-(PAIV)₄₈-(PAV-20)₄₀-(PAVI)₁₂−
VA125 :-( PAIV)₅₈-(PAV-21)₃₀-(PAVI)₁₂−
VA126:-(PAIV)₆₈-(PAV-22)₂₀-(PAVI)₁₂−
VA127:-(PAIV)₅₈-(PAV-22)₃₀-(PAVI)₁₂−
VA128 :-( PAIV)₄₈-(PAV-22)₄₀-(PAVI)₁₂−
VA129:-(PAIV)₅₈-(PAV-23)₃₀-(PAVI)₁₂−
VA130:-(PAIV)₅₈-(PAV-24)₃₀-(PAVI)₁₂−
VA131:-(PAIV)₆₈-(PAV-25)₂₀-(PAVI)₁₂−
VA132:-(PAIV)₅₈-(PAV-25)₃₀-(PAVI)₁₂−
VA133:-(PAIV)₄₈-(PAV-25)₄₀-(PAVI)₁₂−
[0124]
VA134:-(PAIV)₄₈-(PAV-26)₄₀-(PAVI)₁₂−
VA135:-(PAIV)₅₈-(PAV-27)₃₀-(PAVI)₁₂−
VA136:-(PAIV)₆₈-(PAV-28)₂₀-(PAVI)₁₂−
VA137:-(PAIV)₅₈-(PAV-29)₃₀-(PAVI)₁₂−
VA138:-(PAIV)₄₈-(PAV-30)₄₀-(PAVI)₁₂−
VA139:-(PAIV)₅₈-(PAV-31)₃₀-(PAVI)₁₂−
VA140:-(PAIV)₅₈-(PAV-32)₃₀-(PAVI)₁₂−
VA141:-(PAIV)₄₈-(PAV-33)₄₀-(PAVI)₁₂−
VA142:-(PAIV)₅₈-(PAV-34)₃₀-(PAVI)₁₂−
VA143:-(PAIV)₅₈-(PAV-35)₃₀-(PAVI)₁₂−
[0125]
In order to align the discotic liquid crystalline compound vertically, it is important to reduce the surface energy of the alignment film. Specifically, the surface energy of the alignment film is lowered by the functional group of the polymer, thereby bringing the discotic liquid crystalline compound into a standing state. A hydrocarbon group having 10 or more carbon atoms is effective as a functional group for reducing the surface energy of the alignment film. In order to make the hydrocarbon group exist on the surface of the alignment film, it is preferable to introduce the hydrocarbon group into the side chain rather than the polymer main chain. The hydrocarbon group is an aliphatic group, an aromatic group, or a combination thereof. The aliphatic group may be cyclic, branched or linear. The aliphatic group is preferably an alkyl group (which may be a cycloalkyl group) or an alkenyl group (which may be a cycloalkenyl group). The hydrocarbon group may have a substituent that does not exhibit strong hydrophilicity, such as a halogen atom. The number of carbon atoms of the hydrocarbon group is preferably 10 to 100, more preferably 10 to 60, and most preferably 10 to 40. The main chain of the polymer preferably has a polyimide structure or a polyvinyl alcohol structure.
[0126]
Polyimide is generally synthesized by a condensation reaction of tetracarboxylic acid and diamine. A polyimide corresponding to a copolymer may be synthesized using two or more kinds of tetracarboxylic acids or two or more kinds of diamines. The hydrocarbon group may be present in the repeating unit derived from the tetracarboxylic acid, may be present in the repeating unit derived from the diamine, or may be present in both repeating units. When introducing a hydrocarbon group into polyimide, it is particularly preferable to form a steroid structure in the main chain or side chain of the polyimide. The steroid structure present in the side chain corresponds to a hydrocarbon group having 10 or more carbon atoms and has a function of vertically aligning the discotic liquid crystalline compound. In this specification, the steroid structure is a cyclopentanohydrophenanthrene ring structure or a ring structure in which a part of the bond of the ring is an aliphatic ring (a range in which an aromatic ring is not formed) is a double bond. means.
[0127]
Modified polyvinyl alcohol having a hydrocarbon group having 10 or more carbon atoms can also be preferably used for the vertical alignment film. The hydrocarbon group is an aliphatic group, an aromatic group, or a combination thereof. The aliphatic group may be cyclic, branched or linear. The aliphatic group is preferably an alkyl group (which may be a cycloalkyl group) or an alkenyl group (which may be a cycloalkenyl group). The hydrocarbon group may have a substituent that does not exhibit strong hydrophilicity, such as a halogen atom. The number of carbon atoms of the hydrocarbon group is preferably 10 to 100, more preferably 10 to 60, and most preferably 10 to 40. The modified polyvinyl alcohol having a hydrocarbon group preferably contains a repeating unit having a hydrocarbon group having 10 or more carbon atoms in a range of 2 to 80 mol%, more preferably 3 to 70 mol%.
[0128]
A modified polyvinyl alcohol having a hydrocarbon group having 10 or more carbon atoms is represented by the following formula (PAVII).
(PAVII)
-(VAl)_x-(HyC)_y-(VAc)_z−
In the formula, VAl is a vinyl alcohol repeating unit; HyC is a repeating unit having a hydrocarbon group having 10 or more carbon atoms; VAc is a vinyl acetate repeating unit; x is 20 to 95 mol%. (Preferably 25 to 90 mol%); y is 2 to 80 mol% (preferably 3 to 70 mol%); and z is 0 to 30 mol% (preferably 2 to 20 mol%) It is. The repeating unit (HyC) having a hydrocarbon group having preferably 10 or more carbon atoms is represented by the following formulas (HyC-I) and (HyC-II).
[0129]
Embedded image

[0130]
Where L⁶¹Are —O—, —CO—, and —SO.₂A divalent linking group selected from-, -NH-, an alkylene group, an arylene group, and combinations thereof;⁶²Is a single bond or -O-, -CO-, -SO₂A divalent linking group selected from-, -NH-, an alkylene group, an arylene group and combinations thereof; and R⁶¹And R⁶²Are hydrocarbon groups each having 10 or more carbon atoms. Examples of divalent linking groups formed by the above combinations are shown below.
[0131]
L6-1: -O-CO-
L6-2: -O-CO-alkylene group -O-
L6-3: —O—CO-alkylene group —CO—NH—
L6-4: —O—CO-alkylene group —NH—SO₂-Arylene group-O-
L6-5: -Arylene group -NH-CO-
L6-6: -Arylene group -CO-O-
L6-7: -Arylene group -CO-NH-
L6-8: -Arylene group -O-
L6-9: -O-CO-NH-arylene group -NH-CO-
[0132]
The degree of polymerization of the polymer used for the vertical alignment film is preferably 200 to 5000, and more preferably 300 to 3000. The molecular weight of the polymer is preferably 9000 to 200000, and more preferably 13000 to 130,000. Two or more kinds of polymers may be used in combination. In the formation of the vertical alignment film, it is preferable to perform a rubbing treatment. The rubbing treatment is performed by rubbing the surface of the film containing the polymer several times in a certain direction with paper or cloth. In addition, after the discotic liquid crystalline compound is vertically aligned using the vertical alignment film, the optically anisotropic layer is formed by fixing the discotic liquid crystalline compound in the aligned state, and only the optically anisotropic layer is formed. May be transferred onto a polymer film (or transparent support). The discotic liquid crystalline compound fixed in the vertical alignment state can maintain the alignment state without the vertical alignment film.
[0133]
Any alignment film preferably has a polymerizable group. The polymerizable group can be introduced by introducing a repeating unit having a polymerizable group in the side chain or as a substituent of a cyclic group.
[0134]
The optically anisotropic element of the present invention may further have a transparent support described below. Specific examples of the optical anisotropic element include a liquid crystal film.
[0135]
[Transparent support]
As the transparent support, it is preferable to use a polymer film having a small wavelength dispersion. The transparent support preferably has a small optical anisotropy. That the support is transparent means that the light transmittance is 80% or more. Specifically, the small chromatic dispersion means that the ratio of Re400 / Re700 is preferably less than 1.2. Specifically, the small optical anisotropy means that in-plane retardation (Re) is preferably 20 nm or less, and more preferably 10 nm or less. The long transparent support has a roll-like or rectangular sheet-like shape. It is preferable to laminate the optically anisotropic layer using a roll-shaped transparent support and then cut it into a required size. Examples of the polymer include cellulose ester, polycarbonate, polysulfone, polyethersulfone, polyacrylate and polymethacrylate. Cellulose esters are preferred, acetyl cellulose is more preferred, and triacetyl cellulose is most preferred. The polymer film is preferably formed by a solvent cast method. The thickness of the transparent support is preferably 20 to 500 μm, and more preferably 50 to 200 μm. In order to improve adhesion between the transparent support and the layer (adhesive layer, vertical alignment film or optically anisotropic layer) provided on the transparent support, surface treatment (eg, glow discharge treatment, corona discharge treatment, ultraviolet ray) is applied to the transparent support. (UV) treatment, flame treatment) may be performed. An adhesive layer (undercoat layer) may be provided on the transparent support.
[0136]
【Example】
The present invention will be described more specifically with reference to the following examples. The materials, reagents, ratios, operations and the like shown in the following examples can be appropriately changed without departing from the spirit of the present invention. Therefore, the scope of the present invention is not limited to the specific examples shown below.
[0137]
[Synthesis Example: Synthesis of Exemplary Compound (I)]
Embedded image

[0138]
(Ia, 22 mmol) was dissolved in methyl ethyl ketone (50 ml) and cooled with ice water. A solution of (Ib, 43 mmol) in methyl ethyl ketone (60 ml) and triethylamine (44 mmol) were added dropwise so as to maintain a temperature of 30 ° C. or lower, and then the reaction solution was refluxed for 3 hours. After cooling to room temperature, ethyl acetate (200 ml) was added and washed with water. The organic layer was concentrated and purified by silica gel column chromatography (eluent: ethyl acetate / hexane = 1/7, volume ratio) to obtain (Ic) in a yield of 62%.
[0139]
A mixture of (Ic, 1 mmol) and (1-d, 1 mmol) was dissolved in methyl ethyl ketone (20 ml), triethylamine (1.5 mmol) was added thereto, and the mixture was refluxed for 4 hours. Then, ethyl acetate (100 ml) was added, washed with water, concentrated, and purified by silica gel column chromatography (eluent: ethyl acetate / hexane = 1/1, volume ratio) to obtain (Ie) at a yield of 60%. Obtained at a rate.
(1-e, 0.3 mmol) was dissolved in N, N-dimethylacetamide (5 ml), and acrylic acid chloride (0.9 mmol) was added thereto, followed by stirring at room temperature overnight. Ethyl acetate (40 ml) was added, washed with water, concentrated, and purified by (eluent: ethyl acetate / hexane = 1/2, volume ratio) to obtain Exemplified Compound (I) in a yield of 36%.
[0140]
[Example 1]
An optically isotropic triacetylcellulose film having a thickness of 100 μm, a width of 150 mm, and a length of 200 mm was used as a transparent support. A dilution liquid of the alignment film (polymer having the following structural formula) was continuously applied to one side of the transparent support to form an alignment film having a thickness of 0.5 μm. Subsequently, the rubbing process was continuously performed in the direction of 30 ° on the left hand with respect to the longitudinal direction of the transparent support.
[0141]
Alignment film
Embedded image

[0142]
On the alignment film, a coating liquid containing a liquid crystal alignment accelerator having the following composition is continuously applied using a bar coater, dried and heated (alignment aging, 80 ° C./10 seconds), and further irradiated with ultraviolet rays. Liquid crystal films (H-1) to (H-3) and (R-1) having a thickness of 2.0 μm were prepared. The optically anisotropic layer had a slow axis in the direction of 30 ° with respect to the longitudinal direction of the transparent support. The retardation value (Re550) at 550 nm was almost 265 nm.
Optically anisotropic layer coating composition
The following rod-like liquid crystalline compound (1) 14.5% by mass
The following sensitizer 0.15% by mass
The following photoinitiator 0.29 mass%
Liquid crystal alignment accelerator (shown in Table 1) 2.00% by mass
Methyl ethyl ketone 84.96 mass%
[0143]
Rod-shaped liquid crystal compound (1)
Embedded image

[0144]
Sensitizer
Embedded image

[0145]
Photopolymerization initiator
Embedded image

[0146]
[Table 1]
Liquid crystal film No. Liquid crystal alignment accelerator
――――――――――――――――――――――――――――――
H-1 (Invention) Exemplary Compound (1)
H-2 (present invention) Exemplary compound (5)
H-3 (Invention) Exemplary Compound (7)
R-1 (Comparative Example) Comparative Compound (1)
――――――――――――――――――――――――――――――
[0147]
Comparative compound (1)
Embedded image

[0148]
These produced liquid crystal films all exhibited desired optical properties. However, when the film of R-1 is wound, there is a substance that is transferred to the back surface. As a result of analysis, the comparative compound (1) is transferred. I found out.
Moreover, when these liquid crystal films were washed with methyl ethyl ketone, elution of the exemplified compound (1), the exemplified compound (5) and the exemplified compound (7) was not observed, but only the comparative compound (1) was found to flow out. It was.
Thus, by using the compound of the present invention, it becomes possible to produce a liquid crystal film having good optical performance and no contamination to other films, and the usefulness of the present invention is clear.
In the present specification, the liquid crystal film means a film fixed while maintaining the orientation of the liquid crystal phase, and may or may not have liquid crystallinity.
[0149]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to provide an optically anisotropic element in which liquid crystalline compounds are uniformly oriented, the change in film physical properties with time is small, and the handleability is excellent.

Claims (5)

An optically anisotropic element having at least one optically anisotropic layer and an alignment film disposed only on one side of the optically anisotropic layer, wherein the optically anisotropic layer has the following formula (I An optically anisotropic element containing a liquid crystal alignment accelerator represented by:
Formula (I)
(Hb-L ^1- ) _n B ^l
(In the formula, Hb is an aliphatic group having 6 to 40 carbon atoms or an aliphatic substituted oligosiloxanoxy group having 6 to 40 carbon atoms, and L ¹ is a single bond or a divalent linking group. , N is an integer of 2 to 12, and B ¹ is an n-valent group having an excluded volume effect including at least three cyclic structures, wherein n existing Hb and L ¹ are the same or different. However, the compound represented by the formula (I) has at least one polymerizable group in the molecule.) The optically anisotropic element according to claim 1, wherein the liquid crystalline compound is fixed by polymerization in an aligned state. The optically anisotropic element according to claim 1 or 2, wherein the optically anisotropic layer contains 0.005 to 0.5 g / m ^{2 of} a liquid crystal alignment accelerator represented by the formula (I). The optically anisotropic element according to any one of claims 1 to 3, wherein the compound represented by the formula (I) is a compound not containing a fluorine atom and a silicon atom. An optically anisotropic layer obtained by aligning and fixing a liquid crystalline compound between an air interface and an alignment film interface, wherein the optically anisotropic layer is expressed by formula (I) in claim 1 to promote liquid crystal alignment An optically anisotropic element containing 0.005 to 0.5 g / m ^{2 of an} agent.