JP5905419B2 - 重合性液晶化合物、液晶組成物、高分子材料とその製造方法、フィルム、偏光板および液晶表示装置 - Google Patents
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Description
しかしながら、2官能液晶性(メタ)アクリレート化合物は結晶性が非常に高く、2官能液晶性(メタ)アクリレート化合物単独もしくは組成物は、塗布工程で容易に結晶が析出してしまうことが問題となっている。そのため、重合性液晶の結晶析出抑制に効果のある添加剤の開発が望まれている。
非特許文献1では、上記の単官能の重合性液晶化合物95質量%と、キラル剤5質量%と、重合開始剤とを含む液晶組成物を用いてコレステリック液晶膜を製造していることから、非特許文献1には上記の単官能の重合性液晶化合物を結晶化抑制のために添加剤として使用することは示唆されていなかった。
特許文献1には、2官能の重合性液晶化合物のみが記載されており、コア部分の別途合成が必要となるような合成適正が低い分子構造である点で不満が残るものであった。
特許文献2にも、同文献に記載の化合物が結晶化抑制効果を奏するかどうかについて、開示も示唆もなかった。
このような状況のもと、本発明者らが実際に非特許文献1に記載の単官能の重合性液晶化合物を添加剤として用いて結晶化抑制効果を実際に試したところ、結晶化抑制効果は低いことがわかった。
また、同様に特許文献2に記載の単官能の重合性液晶化合物を添加剤として用いて結晶化抑制効果を実際に試したところ、結晶化抑制効果は低いことがわかった。
また、同様に特許文献3に記載の液晶組成物を用いて結晶化抑制効果を実際に試したところ、結晶化抑制効果が不十分であり、より高い結晶化抑制効果が求められている。
本発明が解決しようとする課題は、結晶化抑制の性能が高い液晶組成物を提供することである。
好ましくは、1つの(メタ)アクリレート基を有する重合性液晶化合物と、(メタ)アクリレート基を有さない液晶化合物と、2つの(メタ)アクリレート基を有する重合性液晶化合物とを配合し、1つの(メタ)アクリレート基を有する重合性液晶化合物として、左右非対称構造を有し、(メタ)アクリレート基を含まない側のフェニル基に置換している置換基の長さを特許文献2および非特許文献1には具体的に開示されている化合物よりも短くコントロールした化合物を用い、かつ、この1つの(メタ)アクリレート基を有する重合性液晶化合物に類似する骨格を有する(メタ)アクリレート基を有さない液晶化合物を用いることにより、より結晶化抑制の性能を高めることができることを見出すに至った。
[1]少なくとも1種の下記一般式(1)で表される化合物と、少なくとも1種の下記一般式(2)で表される化合物と、少なくとも1種の下記一般式(3)で表される化合物を含有する液晶組成物。
Z1は、−CO−、−O−CO−または単結合を表し;
Z2は、−CO−または−CO−CH=CH−を表し;
R1は、水素原子又はメチル基を表し;
R2は、水素原子、ハロゲン原子、炭素原子数1〜4の直鎖アルキル基、メトキシ基、エトキシ基、置換基を有していても良い芳香環、シクロヘキシル基、ビニル基、ホルミル基、ニトロ基、シアノ基、アセチル基、アセトキシ基、N−アセチルアミド基、アクリロイルアミノ基、N,N−ジメチルアミノ基、マレイミド基、メタクリロイルアミノ基、アリルオキシ基、アリルオキシカルバモイル基、アルキル基の炭素数が1〜4であるN−アルキルオキシカルバモイル基、N−(2−メタクリロイルオキシエチル)カルバモイルオキシ基、N−(2−アクリロイルオキシエチル)カルバモイルオキシ基、または下記式(1−2)で表される構造を表し;
L1、L2、L3およびL4は各々独立して、炭素原子数1〜4のアルキル基、炭素原子数1〜4のアルコキシ基、炭素原子数2〜5のアルコキシカルボニル基、炭素原子数2〜4のアシル基、ハロゲン原子または水素原子を表し、L1、L2、L3およびL4のうち少なくとも1つは水素原子以外の基を表す。)
Z4は、−CO−または−CO−CH=CH−を表し;
R3およびR4は各々独立して、水素原子、ハロゲン原子、炭素原子数1〜4の直鎖アルキル基、メトキシ基、エトキシ基、置換基を有していても良い芳香環、シクロヘキシル基、ビニル基、ホルミル基、ニトロ基、シアノ基、アセチル基、アセトキシ基、アクリロイルアミノ基、N,N−ジメチルアミノ基、マレイミド基、メタクリロイルアミノ基、アリルオキシ基、アリルオキシカルバモイル基、アルキル基の炭素数が1〜4であるN−アルキルオキシカルバモイル基、N−(2−メタクリロイルオキシエチル)カルバモイルオキシ基、N−(2−アクリロイルオキシエチル)カルバモイルオキシ基、または下記式(1−2)で表される構造を表し;
L5、L6、L7およびL8は各々独立して、炭素原子数1〜4のアルキル基、炭素原子数1〜4のアルコキシ基、炭素原子数2〜5のアルコキシカルボニル基、炭素原子数2〜4のアシル基、ハロゲン原子または水素原子を表し、L5、L6、L7およびL8のうち少なくとも1つは水素原子以外の基を表す。)
Z5は、−CO−、−O−CO−または単結合を表し;
Z6は、−CO−、−CO−O−または単結合を表し;
R5およびR6は各々独立して、水素原子又はメチル基を表し;
L9、L10、L11およびL12は各々独立して、炭素原子数1〜4のアルキル基、炭素原子数1〜4のアルコキシ基、炭素原子数2〜5のアルコキシカルボニル基、炭素原子数2〜4のアシル基、ハロゲン原子または水素原子を表し、L9、L10、L11およびL12のうち少なくとも1つは水素原子以外の基を表す。)
−Z5−T−Sp−P 式(1−2)
(式(1−2)中、Pはアクリル基、メタクリル基もしくは水素原子を表し;
Z5は単結合、−COO−、−CONR1−(R1は水素原子またはメチル基を表す)または−COS−を表し;Tは1,4−フェニレンを表し;
Spは置換基を有していてもよい炭素数1〜12の2価の脂肪族基を表し、該脂肪族基中の1つのCH2または隣接していない2以上のCH2は、−O−、−S−、−OCO−、−COO−または−OCOO−で置換されていてもよい。)
[2] 一般式(1)中、R2は、水素原子、ハロゲン原子、炭素原子数1〜4の直鎖アルキル基、メトキシ基、エトキシ基、置換基を有していても良い芳香環、シクロヘキシル基、ビニル基、ホルミル基、ニトロ基、シアノ基、アセチル基、アセトキシ基、N−アセチルアミド基、アクリロイルアミノ基、N,N−ジメチルアミノ基またはマレイミド基を表し、
一般式(2)中、R3およびR4は各々独立して、水素原子、ハロゲン原子、炭素原子数1〜4の直鎖アルキル基、メトキシ基、エトキシ基、置換基を有していても良い芳香環、シクロヘキシル基、ビニル基、ホルミル基、ニトロ基、シアノ基、アセチル基、アセトキシ基、アクリロイルアミノ基、N,N−ジメチルアミノ基またはマレイミド基を表す、[1]に記載の液晶組成物。
[3] 一般式(1)、(2)及び(3)で表される化合物が、下記一般式(4)、(5)及び(6)で表される化合物である[1]または[2]に記載の液晶組成物。
R11は水素原子またはメチル基を表し;
Z12は、−CO−または−CO−CH=CH−を表し;
R12は、水素原子、炭素原子数1〜4の直鎖アルキル基、メトキシ基、エトキシ基、フェニル基、アクリロイルアミノ基、メタクリロイルアミノ基、アリルオキシ基、または下記式(1−3)で表される構造を表す。)
Z14は、−CO−または−CH=CH−CO−を表し;
R13及びR14は各々独立して、水素原子、炭素原子数1〜4の直鎖アルキル基、メトキシ基、エトキシ基、フェニル基、アクリロイルアミノ基、メタクリロイルアミノ基、アリルオキシ基、または下記式(1−3)で表される構造を表す。)
R15およびR16は各々独立して、水素原子またはメチル基を表す。)
−Z51−T−Sp−P 式(1−3)
(式(1−3)中、Pはアクリル基もしくはメタクリル基を表し;
Z51は−COO−を表し;Tは1,4−フェニレンを表し;
Spは置換基を有していてもよい炭素数2〜6の2価の脂肪族基を表し、該脂肪族基中の1つのCH2または隣接していない2以上のCH2は、−O−、−OCO−、−COO−または−OCOO−で置換されていてもよい。)
一般式(1)、(2)及び(3)で表される化合物が、下記一般式(4)、(5)及び(6)で表される化合物である[1]または[2]に記載の液晶組成物。
[4] R12、R13およびR14のうち少なくとも2つが同一の置換基であるである[3]に記載の液晶組成物。
[5] n1が4である[3]または[4]に記載の液晶組成物。
[6] R11、R15およびR16が水素原子を表す[3]〜[5]のいずれかに記載の液晶組成物。
[7] Z12、Z13およびZ14が−CO−を表す[3]〜[6]のいずれかに記載の液晶組成物。
[8] R12、R13およびR14が各々独立してメチル基、エチル基、メトキシ基、エトキシ基、フェニル基、アクリロイルアミノ基、メタクリロイルアミノ基、アリルオキシ基、または下記式(1−3)で表される構造を表す[3]〜[7]のいずれかに記載の液晶組成物。
[9] R12、R13およびR14がフェニル基を表す[3]〜[8]のいずれかに記載の液晶組成物。
[10] 一般式(3)で表される化合物に対し、一般式(1)で表される化合物を3〜50質量%、一般式(2)で表される化合物を0.01〜10質量%含む[1]〜[9]のいずれかに記載の液晶組成物。
[11] 少なくとも1種の重合開始剤を含有する[1]〜[10]のいずれかに記載の液晶組成物。
[12] 少なくとも1種のキラル化合物を含有する[1]〜[11]のいずれかに記載の液晶組成物。
[13] [1]〜[12]のいずれかに記載の液晶組成物を重合させる工程を含む高分子材料の製造方法。
[14] 紫外線を照射することにより重合を行う[13]に記載の高分子材料の製造方法。
[15] [1]〜[12]のいずれかに記載の液晶組成物を重合させてなる高分子材料。
[16] [15]に記載の高分子材料の少なくとも1種を含有するフィルム。
[17] [1]〜[12]のいずれかに記載の液晶組成物中の液晶化合物の配向を固定してなる光学異方性層を有するフィルム。
[18] 光学異方性層が液晶化合物のコレステリック配向を固定してなる[17]に記載のフィルム。
[19] 選択反射特性を示す[18]に記載のフィルム。
[20] 赤外線波長域に選択反射特性を示す[18]または[19]に記載のフィルム。
[21] 光学異方性層が液晶化合物のホモジニアス配向を固定してなる、[17]に記載のフィルム。
[22] 光学異方性層が液晶化合物のホメオトロピック配向を固定してなる、[17]に記載のフィルム。
[23] [21]または[22]に記載のフィルムと、偏光膜とを含む偏光板。
[24] [23]に記載の偏光板を含む液晶表示装置。
なお、本明細書中、(メタ)アクリレートは、アクリレートとメタクリレートをともに含む群を意味する。
[液晶組成物]
本発明の液晶組成物は、少なくとも1種の下記一般式(1)で表される化合物と、少なくとも1種の下記一般式(2)で表される化合物と、少なくとも1種の下記一般式(3)で表される化合物を含有する。
このような本発明の液晶組成物は、結晶化抑制の性能が高い。また、このような本発明の液晶組成物は、簡便に合成することができる。
以下、本発明の液晶組成物に含有される各化合物について説明する。
本発明の液晶組成物に用いられる化合物は、下記一般式(1)で表される化合物、好ましくは、下記一般式(1)で表される1つの(メタ)アクリレート基を有する重合性液晶化合物である。
Z1は、−CO−、−O−CO−または単結合を表し;
Z2は、−CO−または−CO−CH=CH−を表し;
R1は、水素原子又はメチル基を表し;
R2は、水素原子、ハロゲン原子、炭素原子数1〜4の直鎖アルキル基、メトキシ基、エトキシ基、置換基を有していても良いフェニル基、ビニル基、ホルミル基、ニトロ基、シアノ基、アセチル基、アセトキシ基、N−アセチルアミド基、アクリロイルアミノ基、N,N−ジメチルアミノ基またはマレイミド基、メタクリロイルアミノ基、アリルオキシ基、アリルオキシカルバモイル基、アルキル基の炭素数が1〜4であるN−アルキルオキシカルバモイル基、N−(2−メタクリロイルオキシエチル)カルバモイルオキシ基、N−(2−アクリロイルオキシエチル)カルバモイルオキシ基または下記式(1−2)で表される構造を表し;
L1、L2、L3およびL4は各々独立して、炭素原子数1〜4のアルキル基、炭素原子数1〜4のアルコキシ基、炭素原子数2〜5のアルコキシカルボニル基、炭素原子数2〜4のアシル基、ハロゲン原子または水素原子を表し、L1、L2、L3およびL4のうち少なくとも1つは水素原子以外の基を表す。)
−Z5−T−Sp−P 式(1−2)
(式(1−2)中、Pはアクリル基、メタクリル基もしくは水素原子を表し、Z5は単結合、−COO−、−CONR1−(R1は水素原子またはメチル基を表す)または−COS−を表し、Tは1,4−フェニレンを表し、Spは置換基を有していてもよい炭素数1〜12の2価の脂肪族基を表し、該脂肪族基中の1つのCH2または隣接していない2以上のCH2は、−O−、−S−、−OCO−、−COO−または−OCOO−で置換されていてもよい。)を表す。
上記A1は、炭素原子数2〜7のメチレン基を表すことが好ましく、上記A1が炭素原子数3〜6のメチレン基であることがより好ましく、上記A1が炭素原子数3又は4のメチレン基であることが特に好ましい。ただし、該メチレン基中の1つのCH2または隣接していない2以上のCH2は、−O−で置換されていてもよいが、該メチレン基中に含まれる−O−で置換されているCH2は0〜2個であることが好ましく、0または1個であることがより好ましく、0個であることが特に好ましい。
上記Z1は、−CO−、−O−CO−または単結合を表し、−O−CO−又は単結合を表すことが好ましい。
上記Z2は、−CO−または−CO−CH=CH−を表し、−CO−を表すことが好ましい。
上記R1は、水素原子又はメチル基を表し、水素原子を表すことが好ましい。
上記R2は、水素原子、ハロゲン原子、炭素原子数1〜4の直鎖アルキル基、メトキシ基、エトキシ基、置換基を有していても良いフェニル基、ビニル基、ホルミル基、ニトロ基、シアノ基、アセチル基、アセトキシ基、N−アセチルアミド基、アクリロイルアミノ基、N,N−ジメチルアミノ基、マレイミド基、メタクリロイルアミノ基、アリルオキシ基、アリルオキシカルバモイル基、アルキル基の炭素数が1〜4であるN−アルキルオキシカルバモイル基、N−(2−メタクリロイルオキシエチル)カルバモイルオキシ基、N−(2−アクリロイルオキシエチル)カルバモイルオキシ基、または上記式(1−2)で表される構造を表し、炭素原子数1〜4の直鎖アルキル基、メトキシ基、エトキシ基、フェニル基、アクリロイルアミノ基、メタクリロイルアミノ基、アリルオキシ基、もしくは上記式(1−2)で表される構造を表すことが好ましく、メチル基、エチル基、プロピル基、メトキシ基、エトキシ基、フェニル基、アクリロイルアミノ基、メタクリロイルアミノ基、または下記式(1−3)で表される構造を表すことがより好ましく、メチル基、エチル基、メトキシ基、エトキシ基またはフェニル基、アクリロイルアミノ基、メタクリロイルアミノ基、もしくは式(1−3)で表される構造を表すことがさらに好ましい。
−Z51−T−Sp−P 式(1−3)
(式(1−3)中、Pはアクリル基もしくはメタクリル基を表し、Z51は−COO−を表し、Tは1,4−フェニレンを表し、Spは置換基を有していてもよい炭素数2〜6の2価の脂肪族基を表し、該脂肪族基中の1つのCH2または隣接していない2以上のCH2は、−O−、−OCO−、−COO−または−OCOO−で置換されていてもよい。)
炭素原子数1〜4のアルキル基としては、炭素原子数1〜4の直鎖アルキル基が好ましく、メチル基またはエチル基がより好ましく、メチル基がより好ましい。
炭素原子数1〜4のアルコキシ基の炭素原子数は、1または2が好ましく、1がより好ましい。
炭素原子数2〜5のアルコキシカルボニル基の炭素数は、2〜4が好ましく、2がより好ましい。
ハロゲン原子としては、塩素原子が好ましい。
L1、L2、L3およびL4は各々独立して、炭素原子数1〜4のアルキル基または水素原子を表すことが好ましい。
上記L1、L2、L3およびL4は、少なくとも1つが炭素原子数1〜4のアルキル基であることが好ましく、少なくとも1つがメチル基またはエチル基であることがより好ましく、少なくとも1つがメチル基であることがさらに好ましい。特に、上記L1、L2、L3およびL4のうちメチル基が1つで水素原子が3つであることが好ましい。
R11は水素原子またはメチル基を表し;
Z12は、−CO−または−CO−CH=CH−を表し;
R12は、水素原子、炭素原子数1〜4の直鎖アルキル基、メトキシ基、エトキシ基、フェニル基、アクリロイルアミノ基、メタクリロイルアミノ基、アリルオキシ基、または下記式(1−3)で表される構造を表す。
−Z51−T−Sp−P 式(1−3)
(式(1−3)中、Pはアクリル基もしくはメタクリル基を表し;
Z51は−COO−を表し;Tは1,4−フェニレンを表し;
Spは置換基を有していてもよい炭素数2〜6の2価の脂肪族基を表し、該脂肪族基中の1つのCH2または隣接していない2以上のCH2は、−O−、−OCO−、−COO−または−OCOO−で置換されていてもよい。))
上記n1は3〜6の整数を表し、3又は4であることが好ましい。
上記Z12は、−CO−または−CO−CH=CH−を表し、−CO−を表すことが好ましい。
上記R12は、水素原子、炭素原子数1〜4の直鎖アルキル基、メトキシ基、エトキシ基、フェニル基、アクリロイルアミノ基、メタクリロイルアミノ基、アリルオキシ基、または上記式(1−3)で表される構造を表し、メチル基、エチル基、プロピル基、メトキシ基、エトキシ基、フェニル基、アクリロイルアミノ基、メタクリロイルアミノ基、もしくは上記式(1−3)で表される構造を表すことがより好ましく、メチル基、エチル基、メトキシ基、エトキシ基、フェニル基、アクリロイルアミノ基、メタクリロイルアミノ基、もしくは上記式(1−3)で表される構造を表すことがさらに好ましい。
本発明の液晶組成物に用いられる化合物は、下記一般式(2)で表される化合物、好ましくは、下記一般式(2)で表される(メタ)アクリレート基を有さない液晶化合物である。
Z4は、−CO−または−CO−CH=CH−を表し;
R3およびR4は、各々独立して、水素原子、ハロゲン原子、炭素原子数1〜4の直鎖アルキル基、メトキシ基、エトキシ基、置換基を有していても良い芳香環、シクロヘキシル基、ビニル基、ホルミル基、ニトロ基、シアノ基、アセチル基、アセトキシ基、アクリロイルアミノ基、N,N−ジメチルアミノ基、マレイミド基、メタクリロイルアミノ基、アリルオキシ基、アリルオキシカルバモイル基、アルキル基の炭素数が1〜4であるN−アルキルオキシカルバモイル基、N−(2−メタクリロイルオキシエチル)カルバモイルオキシ基、N−(2−アクリロイルオキシエチル)カルバモイルオキシ基または下記式(1−2)で表される構造を表し;
L5、L6、L7およびL8は各々独立して、炭素原子数1〜4のアルキル基、炭素原子数1〜4のアルコキシ基、炭素原子数2〜5のアルコキシカルボニル基、炭素原子数2〜4のアシル基、ハロゲン原子または水素原子を表し、L5、L6、L7およびL8のうち少なくとも1つは水素原子以外の基を表す。)
−Z5−T−Sp−P 式(1−2)
(式(1−2)中、Pはアクリル基、メタクリル基もしくは水素原子を表し、Z5は−COO−、−CONR1−(R1は水素原子またはメチル基を表す)または−COS−を表し、Tは1,4−フェニレンを表し、Spは置換基を有していてもよい炭素数1〜12の2価の脂肪族基を表し、該脂肪族基中の1つのCH2または隣接していない2以上のCH2は、−O−、−S−、−OCO−、−COO−または−OCOO−で置換されていてもよい。)
上記R3およびR4は、各々独立して、水素原子、ハロゲン原子、炭素原子数1〜4の直鎖アルキル基、メトキシ基、エトキシ基、置換基を有していても良い芳香環、シクロヘキシル基、ビニル基、ホルミル基、ニトロ基、シアノ基、アセチル基、アセトキシ基、アクリロイルアミノ基、N,N−ジメチルアミノ基、マレイミド基、メタクリロイルアミノ基、アリルオキシ基、アリルオキシカルバモイル基、アルキル基の炭素数が1〜4であるN−アルキルオキシカルバモイル基、N−(2−メタクリロイルオキシエチル)カルバモイルオキシ基、N−(2−アクリロイルオキシエチル)カルバモイルオキシ基または下記式(1−2)で表される構造を表し、炭素原子数1〜4の直鎖アルキル基、メトキシ基、エトキシ基、フェニル基、アクリロイルアミノ基、メタクリロイルアミノ基、アリルオキシ基、もしくは上記式(1−2)で表される構造を表すことが好ましく、メチル基、エチル基、プロピル基、メトキシ基、エトキシ基、フェニル基、アクリロイルアミノ基、メタクリロイルアミノ基、または上記式(1−3)で表される構造を表すことがより好ましく、メチル基、エチル基、メトキシ基、エトキシ基、フェニル基、アクリロイルアミノ基、メタクリロイルアミノ基または上記式(1−3)で表される構造を表すことがさらに好ましい。
上記R3およびR4は、互いに異なっていてもよいが、互いに同一であることが好ましい。
Z14は、−CO−または−CH=CH−CO−を表し;
R13及びR14は各々独立して、水素原子、炭素原子数1〜4の直鎖アルキル基、メトキシ基、エトキシ基、フェニル基、アクリロイルアミノ基、メタクリロイルアミノ基、アリルオキシ基、または上記式(1−3)で表される構造を表す。)
上記Z13は、−CO−または−CO−CH=CH−を表し、−CO−を表すことが好ましい。
R13及びR14は各々独立して、水素原子、炭素原子数1〜4の直鎖アルキル基、メトキシ基、エトキシ基、フェニル基、アクリロイルアミノ基、メタクリロイルアミノ基、アリルオキシ基または上記式(1−3)で表される構造を表し、メチル基、エチル基、プロピル基、メトキシ基、エトキシ基、フェニル基、アクリロイルアミノ基、メタクリロイルアミノ基、もしくは上記式(1−3)で表される構造を表すことが好ましく、メチル基、エチル基、メトキシ基、エトキシ基、フェニル基、アクリロイルアミノ基、メタクリロイルアミノ基または上記式(1−3)で表される構造を表すことがさらに好ましい。
本発明の液晶組成物に用いられる化合物は、下記一般式(3)で表される化合物、好ましくは、下記一般式(3)で表される2つの(メタ)アクリレート基を有する重合性液晶化合物である。
Z5は、−CO−、−O−CO−または単結合を表し;
Z6は、−CO−、−CO−O−または単結合を表し;
R5およびR6は各々独立して、水素原子又はメチル基を表し;
L9、L10、L11およびL12は各々独立して、炭素原子数1〜4のアルキル基、炭素原子数1〜4のアルコキシ基、炭素原子数2〜5のアルコキシカルボニル基、炭素原子数2〜4のアシル基、ハロゲン原子または水素原子を表し、L9、L10、L11およびL12のうち少なくとも1つは水素原子以外の基を表す。)
上記A2およびA3は各々独立して、炭素原子数2〜7のメチレン基を表すことが好ましく、炭素原子数3〜6のメチレン基であることがより好ましい。A2およびA3が炭素原子数4のメチレン基であることが特に好ましい。ただし、該メチレン基中の1つのCH2または隣接していない2以上のCH2は、−O−で置換されていてもよいが、該メチレン基中に含まれる−O−で置換されているCH2は0〜2個であることが好ましく、0または1個であることがより好ましく、0個であることが特に好ましい。
上記Z5は、−CO−、−O−CO−または単結合を表し、単結合又は−O−CO−を表すことが好ましい。
上記Z6は、−CO−、−CO−O−または単結合を表し、単結合又は−CO−O−を表すことが好ましい。
R5およびR6は各々独立して、水素原子又はメチル基を表し、水素原子を表すことが好ましい。
R15およびR16は各々独立して、水素原子またはメチル基を表す。)
一般式(6)中、R15およびR16は各々独立して、水素原子またはメチル基を表し、上記R15およびR16が水素原子を表すことが好ましい。
本発明の液晶組成物の好ましい形態は以下の通りである。
(A)上記一般式(4)、(5)及び(6)で表される化合物が含有された液晶組成物。
(B)上記一般式(4)、(5)及び(6)で表される化合物が含有された液晶組成物において、上記一般式(4)および(5)中、上記R12、R13およびR14のうち少なくとも2つが同一の置換基であり、より好ましくは上記R12、R13およびR14が互いに同一の置換基である。
(C)上記一般式(4)、(5)及び(6)で表される化合物が含有された液晶組成物において、上記一般式(4)中、上記n1が4である。
(D)上記一般式(4)、(5)及び(6)で表される化合物が含有された液晶組成物において、上記一般式(4)および(6)中、上記R11、R15およびR16が水素原子を表す。
(E)上記一般式(4)、(5)及び(6)で表される化合物が含有された液晶組成物において、上記一般式(4)および(5)中、上記Z12、Z13およびZ14が−CO−を表す。
(F)上記一般式(4)、(5)及び(6)で表される化合物が含有された液晶組成物において、上記一般式(4)および(5)中、上記R12、R13およびR14が各々独立して炭素原子数1〜4の直鎖アルキル基、メトキシ基、エトキシ基またはフェニル基を表し、好ましくは、上記R12、R13およびR14が互いに、メチル基、エチル基、メトキシ基、エトキシ基またはフェニル基を表す。
本発明の液晶組成物は、上記一般式(3)で表される化合物に対し、上記一般式(1)で表される化合物を3〜50質量%、上記一般式(2)で表される化合物を0.01〜10質量%含むことが好ましく、上記一般式(3)で表される化合物に対し、上記一般式(1)で表される化合物を5〜40質量%、上記一般式(2)で表される化合物を0.1〜5質量%含むことがより好ましい。このような組成比とすることにより、結晶化抑制の性能がより良好な液晶組成物とすることができる。
[液晶組成物の製造方法]
本発明の液晶組成物は、例えば、以下の製造方法によって得ることができる。すなわち、下記一般式(III)で表される化合物を、下記一般式(IV)で表されるカルボン酸および下記一般式(V)で表されるカルボン酸と反応させることにより、下記一般式(I)で表される液晶化合物および下記一般式(II)で表される液晶化合物を同時に得ることができる。
P1−Sp1−T1−A21−B−A22−T1−Sp1−P1 一般式(I)
P1−Sp1−T1−A21−B−A23−T2−X 一般式(II)
HY1−B−Y2H 一般式(III)
P1−Sp1−T1−COOH 一般式(IV)
X−T2−COOH 一般式(V)
(一般式(I)〜(V)中、P1は重合性基を表す。Sp1は置換基を有していてもよい炭素数3〜12の2価の脂肪族基を表し、該脂肪族基中の1つのCH2または隣接していない2以上のCH2は、−O−、−S−、−OCO−、−COO−または−OCOO−で置換されていてもよい。T1は1,4−フェニレン基を表す。T2は単結合または環状構造を有する二価の基を表す。A21は−COO−、−CONR1−(R1は水素原子またはメチル基を表す)または−COS−を表す。A22およびA23はそれぞれ独立して−OCO−、−NR1ACO−(R1Aは水素原子またはメチル基を表す)または−SCO−を表す。Bは置換基を有していてもよい環状構造を有する二価の基を表す。
Xは、水素原子、分岐または直鎖状の炭素数1〜12のアルキル基、分岐または直鎖状の炭素数1〜12のアルコキシ基、フェニル基、シアノ基、ハロゲン原子、ニトロ基、アセチル基またはビニル基を表す。Y1およびY2はそれぞれ独立してO、NR1B(R1Bは水素原子またはメチル基を表す)またはSを示す。) また、Xは、水素原子、分岐または直鎖状の炭素数1〜12のアルキル基、分岐または直鎖状の炭素数1〜12のアルコキシ基、フェニル基、シアノ基、ハロゲン原子、ニトロ基、アセチル基またはビニル基、ホルミル基、−OC(=O)R(Rは炭素数1〜12のアルキル基)、N−アセチルアミド基、アクリロイルアミノ基、N,N−ジメチルアミノ基、N−マレイミド基、メタクリロイルアミノ基、アリルオキシ基、アルキル基の炭素数が1〜4であるN−アルキルオキシカルバモイル基、アリルオキシカルバモイル基、N−(2−メタクリロイルオキシエチル)カルバモイルオキシ基、N−(2−アクリロイルオキシエチル)カルバモイルオキシ基または下記式(V−I)で表される構造を表す。
−A4−T4−Sp2−P2 式(V−I)
(式(V−I)中、P2は重合性基または水素原子を表し、A4、T4、Sp2はそれぞれ独立して上記A23、T2、Sp1と同義である。
このような製造方法によれば、異なる2種以上のカルボン酸を原料の1種として用いて、結晶化抑止能、溶解性および液晶性が高い液晶組成物を一挙に製造することができる。
X−T2−A23−B−A23−T2−X 一般式(II−a)
(一般式(II−a)中、Bは置換基を有していてもよい環状構造を有する二価の基を表す。A23は、上記一般式(II)中のA23と同義である。T2は上記一般式(II)中のT2と同義である。Xは、上記一般式(II)中のXと同義である
上記一般式(I)で表される液晶化合物および上記一般式(II)で表される液晶化合物を「同時に」得るとは、両方の液晶化合物が同じタイミングで合成されることに限定されるものではなく、上記一般式(III)で表される化合物を上記一般式(IV)で表されるカルボン酸および上記一般式(V)で表されるカルボン酸と反応させることによりワンポットで得ることを意味する。
以下に本発明の液晶組成物の製造方法の合成スキームの例を示す。なお、本明細書中、化合物(I)〜(V)は、それぞれ上記一般式(I)〜(V)で表される化合物を表す。
上記一般式(IV)で表されるカルボン酸および上記一般式(V)で表されるカルボン酸の添加順序は特に制限はない。
上記活性化工程に用いる活性化剤としては特に制限はないが、メタンスルホニルクロリドやトルエンスルホニルクロリドなどを用いることができる。上記塩基としては、特に制限はなく、3級アミン(例えば、トリエチルアミン、ジイソプロピルエチルアミン)、無機塩などを用いることができる。上記活性化工程は、氷冷下で行うことが好ましい。
上記活性化工程の後に上記一般式(III)で表される化合物を添加することが、上記一般式(III)で表される化合物が活性化剤によって悪影響を受けないようにする観点から好ましい。上記活性化工程の後に塩基の存在下にて上記一般式(III)で表される化合物を、活性化された上記一般式(IV)で表されるカルボン酸および上記一般式(V)で表されるカルボン酸に対して氷冷下で添加することが好ましい。上記一般式(III)で表される化合物を、活性化された上記一般式(IV)で表されるカルボン酸および上記一般式(V)で表されるカルボン酸と反応させるときの条件については特に制限はないが、0〜30℃であることが好ましく、10〜25℃であることがより好ましい。
本発明の液晶組成物の製造方法は、下記一般式(III)で表される化合物を原料の1種として用いることができる。
HY1−B−Y2H 一般式(III)
(一般式(III)中、Bは置換基を有していてもよい環状構造を有する二価の基を表す。Y1およびY2はそれぞれ独立してO、NR1C(R1Cは水素原子またはメチル基を表す)またはSを示す。)
R20〜R28はそれぞれ独立して、水素原子、分岐または直鎖状の炭素数1〜4のアルキル基であることがより好ましく、水素原子、直鎖状の炭素数1または2のアルキル基であることが特に好ましい。
上記Bは、下記連結基群(VIII)に含まれる連結基のいずれかであることがより特に好ましい。
本発明の液晶組成物の製造方法は、下記一般式(IV)で表されるカルボン酸を原料の1種として用いることができる。
P1−Sp1−T1−COOH 一般式(IV)
上記一般式(IV)中、P1は重合性基を表す。Sp1は置換基を有していてもよい炭素数3〜12の2価の脂肪族基を表し、該脂肪族基中の1つのCH2または隣接していない2以上のCH2は、−O−、−S−、−OCO−、−COO−または−OCOO−で置換されていてもよい。T1は1,4−フェニレン基を表す。
Sp1は置換基を有していてもよい炭素数3〜12の2価のアルキレン基を表し、より好ましくは炭素数3〜8のアルキレン基であり、さらに好ましくは炭素数3〜6のアルキレン基であり、該アルキレン中の隣接しないメチレン基は−O−で置換されていてもよい。アルキレン基には、分枝があっても無くてもよいが、好ましいのは分枝がない直鎖のアルキレン基である。
本発明の液晶組成物の製造方法は、下記一般式(V)で表されるカルボン酸を原料の1種として用いる。
X−T2−COOH 一般式(V)
上記一般式(V)中、T2は単結合または環状構造を有する二価の基を表す。Xは、水素原子、分岐または直鎖状の炭素数1〜12のアルキル基、分岐または直鎖状の炭素数1〜12のアルコキシ基、フェニル基、シアノ基、ハロゲン原子、ニトロ基、アセチル基、ビニル基、ホルミル基、−OC(=O)R(Rは炭素数1〜12のアルキル基)、N−アセチルアミド基、アクリロイルアミノ基、N,N−ジメチルアミノ基、N−マレイミド基、メタクリロイルアミノ基、アリルオキシ基、アルキル基の炭素数が1〜4であるN−アルキルオキシカルバモイル基、アリルオキシカルバモイル基、N−(2−メタクリロイルオキシエチル)カルバモイルオキシ基、N−(2−アクリロイルオキシエチル)カルバモイルオキシ基または上記式(V−I)で表される構造を表す。
上記芳香族炭化水素基の炭素数は6〜22であることが好ましく、6〜14であることがより好ましく、6〜10であることがさらに好ましく、6であることがさらにより好ましい。上記二価の芳香族炭化水素気の炭素数が6である場合は、メタ位またはパラ位に結合手を有することが好ましく、パラ位に結合手を有することが特に好ましい。
上記二価の複素環基は、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。
上記二価の芳香族炭化水素基もしくは二価の複素環基は、さらに二価の連結基を有していてもよい。上記二価の連結基としては、炭素数2〜4のアルケニル基であることが好ましく、炭素数2のアルケニル基であることがより好ましい。
本発明の液晶組成物の製造方法は、上記T2が、下記連結基群(VII)に含まれる連結基のいずれかであることが好ましい。
また上記Xは、アクリロイルアミノ基、メタクリロイルアミノ基、アリルオキシ基、アルキル基の炭素数が1〜4であるN−アルキルオキシカルバモイル基、アリルオキシカルバモイル基、または式(V−I)で表される構造が好ましく、アクリロイルアミノ基、メタクリロイルアミノ基、または式(V−I)で表される構造がより好ましい。
式(V−I)について、P2は重合性基または水素原子を表し、重合性基であることが好ましい。好ましい重合性基の範囲は前述のP1と同義である。A4、T4、Sp2はそれぞれ独立して上記A23、T2、Sp1と同義であり、好ましい範囲も同様である。
(V−I)として特に好ましくは、上記P2がメタクリロイル基またはアクリロイル基であり、Sp2が炭素数1〜12の2価の分岐のないアルキレンであり、該アルキレン基中の1つのCH2または隣接していない2以上のCH2が、−O−、−OCO−、−COO−または−OCOO−で置換されていてもよく、T4が1,4−フェニレン基であり、A4が−OCO−である。
本発明の液晶組成物の製造方法は、下記一般式(I)で表される液晶化合物および下記一般式(II)で表される液晶化合物を同時に得る。
P1−Sp1−T1−A21−B−A22−T1−Sp1−P1 一般式(I)
P1−Sp1−T1−A21−B−A23−T2−X 一般式(II)
上記一般式(I)および(II)中、P1は重合性基を表す。Sp1は置換基を有していてもよい炭素数3〜12の2価の脂肪族基を表し、該脂肪族基中の1つのCH2または隣接していない2以上のCH2は、−O−、−S−、−OCO−、−COO−または−OCOO−で置換されていてもよい。T1は1,4−フェニレン基を表す。T2は単結合または環状構造を有する二価の基を表す。A21は−COO−、−CONR1E−(R1Eは水素原子またはメチル基を表す)または−COS−を表す。A22およびA23はそれぞれ独立して−OCO−、−NR1FCO−(R1Fは水素原子またはメチル基を表す)または−SCO−を表す。Bは置換基を有していてもよい環状構造を有する二価の基を表す。Xは、水素原子、分岐または直鎖状の炭素数1〜12のアルキル基、分岐または直鎖状の炭素数1〜12のアルコキシ基、フェニル基、シアノ基、ハロゲン原子、ニトロ基、アセチル基、ビニル基、ホルミル基、−OC(=O)R(Rは炭素数1〜12のアルキル基)、N−アセチルアミド基、アクリロイルアミノ基、N,N−ジメチルアミノ基、N−マレイミド基、メタクリロイルアミノ基、アリルオキシ基、アルキル基の炭素数が1〜4であるN−アルキルオキシカルバモイル基、アリルオキシカルバモイル基、N−(2−メタクリロイルオキシエチル)カルバモイルオキシ基、N−(2−アクリロイルオキシエチル)カルバモイルオキシ基または上記式(V−I)で表される構造を表す。
上記一般式(I)および(II)中、P1、Sp1、T2、BおよびXの好ましい範囲は、上記一般式(III)〜(V)におけるP1、Sp1、T2、BおよびXの好ましい範囲と同様である。
上記一般式(I)および(II)中、A22およびA23はそれぞれ独立して−OCO−、−NR1FCO−(R1Fは水素原子またはメチル基を表す)または−SCO−を表し、−OCO−であることがより好ましい。
上記一般式(I)および(II)中、上記A21が−COO−であり、かつ、上記A22およびA23が−OCO−であることが特に好ましい。
本発明の液晶組成物の製造方法は、上記一般式(I)で表される化合物と上記一般式(II)で表される化合物の生成比が、モル比で50対50から98対2の範囲であることが好ましく、60対40から96対4の範囲であることがより好ましく、70対30から94対6の範囲であることが特に好ましい。
また、本発明の液晶組成物の製造方法は、上記一般式(I)で表される化合物と、上記一般式(II)で表される化合物と、上記一般式(II−a)で表される化合物との生成比が、モル比で50対40対10から94.99対5対0.01の範囲であることが好ましく、60対30対10から94.9対8対0.1の範囲であることがより好ましい。
特に光学補償フィルム用途に用いる場合には、本発明の液晶組成物の製造方法によって得られる液晶組成物中における上記一般式(I)で表される化合物と上記一般式(II)で表される化合物と、上記一般式(II−a)で表される化合物の組成比が、上記一般式(I)で表される化合物に対し、上記一般式(II)で表される化合物を3〜50質量%、上記一般式(II−a)で表される化合物を0.01〜10質量%含むことが好ましく、上記一般式(II−a)で表される化合物に対し、上記一般式(I)で表される化合物を5〜40質量%、上記一般式(II)で表される化合物を0.1〜5質量%含むことがより好ましい。
また、反射フィルム用途に用いる場合には、本発明の液晶組成物の製造方法によって得られる液晶組成物中における上記一般式(I)で表される化合物と上記一般式(II)で表される化合物と、上記一般式(II−a)で表される化合物の組成比が、上記一般式(I)で表される化合物に対し、上記一般式(II)で表される化合物を3〜50質量%、上記一般式(II−a)で表される化合物を0.01〜10質量%含むことが好ましく、上記一般式(II−a)で表される化合物に対し、上記一般式(I)で表される化合物を5〜40質量%、上記一般式(II)で表される化合物を0.1〜5質量%含むことがより好ましい。
本発明の高分子材料およびフィルムは、それぞれ、本発明の液晶組成物中の液晶化合物の配向(例えば、水平配向、垂直配向、コレステリック配向、ハイブリッド配向等)を固定してなる光学異方性層を有し、光学異方性を示す高分子材料およびフィルムである。このとき、上記光学異方性層は2層以上有していてもよい。当該フィルムは、例えばTNモード、IPSモードなどの液晶表示装置の光学補償フィルムや1/2波長フィルム、1/4波長フィルム、位相差フィルムとしての利用、さらにはコレステリック配向の選択反射を利用した反射フィルムに利用できる。本発明のフィルムとしてより好ましくは、上記光学異方性層がコレステリック液晶を固定してなるフィルムであり、本発明の重合性液晶化合物または本発明の液晶組成物のコレステリック液晶相を固定してなるフィルムである。
したがって、本発明の液晶組成物には、用途に応じて各種添加剤を配合することが好ましい。以下、添加剤について述べる。
本発明の液晶組成物を、例えば、コレステリック配向の選択反射を利用した反射フィルムに利用する場合、液晶組成物は、重合性液晶の他、必要に応じて溶媒、不斉炭素原子を含む化合物あるいは重合開始剤や他の添加剤(例えば、セルロースエステル)を含むことができる。
上記液晶組成物は、コレステリック液晶相を示すものであってもよく、そのためには、光学活性化合物を含有しているのが好ましい。但し、上記棒状液晶化合物が不正炭素原子を有する分子である場合には、光学活性化合物を添加しなくても、コレステリック液晶相を安定的に形成可能である場合もある。上記光学活性化合物は、公知の種々のキラル剤(例えば、液晶デバイスハンドブック、第3章4−3項、TN、STN用カイラル剤、199頁、日本学術振興会第一42委員会編、1989に記載)から選択することができる。光学活性化合物は、一般に不斉炭素原子を含むが、不斉炭素原子を含まない軸性不斉化合物あるいは面性不斉化合物もカイラル剤として用いることができる。軸性不斉化合物または面性不斉化合物の例には、ビナフチル、ヘリセン、パラシクロファンおよびこれらの誘導体が含まれる。光学活性化合物(キラル剤)は、重合性基を有していてもよい。光学活性化合物が重合性基を有するとともに、併用する棒状液晶化合物も重合性基を有する場合は、重合性光学活性化合物と重合性棒状液晶合物との重合反応により、棒状液晶化合物から誘導される繰り返し単位と、光学活性化合物から誘導される繰り返し単位とを有するポリマーを形成することができる。この態様では、重合性光学活性化合物が有する重合性基は、重合性棒状液晶化合物が有する重合性基と、同種の基であることが好ましい。従って、光学活性化合物の重合性基も、不飽和重合性基、エポキシ基又はアジリジニル基であることが好ましく、不飽和重合性基であることがさらに好ましく、エチレン性不飽和重合性基であることが特に好ましい。
また、光学活性化合物は、液晶化合物であってもよい。
重合開始剤には、熱重合開始剤と光重合開始剤が含まれ、光重合開始剤を用いることが好ましい。
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)、オキサジアゾール化合物(米国特許4212970号明細書記載)、アシルフォスフィンオキシド化合物(特公昭63−40799号公報、特公平5−29234号公報、特開平10−95788号公報、特開平10−29997号公報記載)が含まれる。
液晶組成物の溶媒としては、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、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。2種類以上の有機溶媒を併用してもよい。
本発明における配向制御剤とは、例えば、本発明の液晶組成物の塗布液に添加され、塗布後に液晶組成物の層の表面、つまり、空気界面側に偏在することによって、空気界面側での液晶組成物の配向を制御することができる化合物(空気界面配向剤)を表す。もしくは、塗布後に液晶組成物の層と基板との界面に偏在することによって、基板界面側での液晶組成物の配向を制御することができる化合物、例えばオニウム塩を表す。
空気界面側の配向制御剤としては、例えば、低分子の配向制御剤や高分子の配向制御剤を用いることができる。低分子の配向制御剤としては、例えば、特開2002−20363号公報の段落0009〜0083、特開2006−106662号公報の段落0111〜0120や、特開2012−211306公報の段落0021−0029の記載を参酌することができ、この内容は本願明細書に組み込まれる。また、高分子の配向制御剤としては、例えば、特開2004−198511号公報の段落0021〜0057の記載や、特開2006−106662号公報の段落0121〜0167を参酌することができ、この内容は本願明細書に組み込まれる。
配向制御剤の使用量は、本発明の液晶組成物の塗布液の固形分の0.01〜10質量%であることが好ましく、0.05〜5質量%であることがさらに好ましい。
この様な配向制御剤や配向膜を用いることで本発明の液晶化合物は層の表面と並行に配向したホモジニアス配向状態とすることができる。
オニウム塩の使用量は、本発明の液晶組成物の塗布液の固形分の0.01〜10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。
界面活性剤としては、従来公知の化合物が挙げられるが、特にフッ素系化合物が好ましい。界面活性剤としては、例えば、特開2001−330725号公報の段落0028〜0056に記載の化合物および特開2006−106662号公報の段落0199〜0207に記載の化合物を参酌でき、これらの内容は本願明細書に組み込まれる。
界面活性剤の使用量は、本発明の液晶組成物の塗布液の固形分の0.01〜10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。
光学補償フィルム用途のその他の添加剤としては、例えば、特開2005−97377号公報の段落0099〜0101に記載の化合物を参酌でき、この内容は本願明細書に組み込まれる。
液晶組成物の塗布は、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、バーコーティング法、スピンコート法)により実施できる。液晶性分子は、配向状態を維持して固定することが好ましい。固定化は、液晶性分子に導入した重合性基の重合反応により実施することが好ましい。
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)、オキサジアゾール化合物(米国特許4212970号明細書記載)、アシルフォスフィンオキシド化合物(特公昭63−40799号公報、特公平5−29234号公報、特開平10−95788号公報、特開平10−29997号公報記載)が含まれる。
特に、液晶化合物のコレステリック配向を固定してなるフィルムにおいて選択反射性を利用する場合は、1〜30μmであることがさらに好ましく、2〜20μmであることが最も好ましい。液晶層中の上記一般式(I)で表される化合物と上記一般式(II)で表される化合物の合計塗布量(液晶配向促進剤の塗布量)は、0.1〜500mg/m2であることが好ましく、0.5〜450mg/m2であることがより好ましく、0.75〜400mg/m2であることがさらに好ましく、1.0〜350mg/m2であることが最も好ましい。
一方、光学補償フィルム(例えば、ホモジニアス配向状態を固定したA−プレートやホメオトロピック配向状態を固定したC−プレート)として用いる場合、光学異方性層の厚さは、0.1〜50μmであることが好ましく、0.5〜30μmであることがさらに好ましい。
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。なお、配向膜を用いて、光学異方性層の液晶性分子を配向させてから、液晶層を透明支持体上に転写してもよい。配向状態で固定された液晶性分子は、配向膜がなくても配向状態を維持することができる。また、平均傾斜角が5゜未満の配向の場合は、ラビング処理をする必要はなく、配向膜も不要である。ただし、液晶性分子と透明支持体との密着性を改善する目的で、界面で液晶性分子と化学結合を形成する配向膜(特開平9−152509号公報記載)を用いてもよい。密着性改善の目的で配向膜を使用する場合は、ラビング処理を実施しなくてもよい。二種類の液晶層を透明支持体の同じ側に設ける場合、透明支持体上に形成した液晶層を、その上に設ける液晶層の配向膜として機能させることも可能である。
本発明のフィルムは、本発明の液晶組成物のコレステリック液晶相を固定してなり、選択反射特性を示すことが好ましく、赤外線波長領域に選択反射特性を示すことがより好ましい。コレステリック液晶相を固定してなる光反射層については、特開2011−107178号公報および特開2011−018037号公報に記載の方法に詳細が記載されており、本発明でも好ましく用いることができる。
本発明のフィルムは、本発明の液晶組成物のコレステリック液晶相を固定してなる層を複数積層してなる積層体とすることも好ましい。本発明の液晶組成物は積層性も良好であるため、このような積層体を容易に形成することができる。
本発明のフィルムは、光学補償フィルムとしても使用することができる。
本発明のフィルムを光学補償フィルムとして使用する場合、光学補償フィルムにおける上記光学異方性層の光学的性質は、液晶セルの光学的性質、具体的には表示モードの違いに応じて決定する。本発明の液晶組成物を用いると、液晶セルの様々な表示モードに対応する様々な光学的性質を有する光学異方性層を製造することができる。
例えば、TNモードの液晶セル用光学異方性層は、特開平6−214116号公報、米国特許5583679号、米国特許5646703号およびドイツ特許公報3911620A1号の記載を参酌でき、これらの内容は本願明細書に組み込まれる。また、IPSモードまたはFLCモードの液晶セル用光学異方性層は、特開平9−292522号公報および特開平10−54982号公報の記載を参酌でき、これらの内容は本願明細書に組み込まれる。また、OCBモードまたはHANモードの液晶セル用光学異方性層は、米国特許5805253号および国際特許出願WO96/37804号の記載を参酌でき、これらの内容は本願明細書に組み込まれる。また、STNモードの液晶セル用光学異方性層は、特開平9 −26572号公報の記載を参酌でき、これらの内容は本願明細書に組み込まれる。また、VAモードの液晶セル用光学異方性層は、特許第2866372号公報の記載を参酌でき、これらの内容は本願明細書に組み込まれる。
特に、本発明では、IPSモードの液晶セル用光学異方性層として好適に用いることができる。
例えば、本発明の液晶化合物をホモジニアス配向させた光学異方性層を有するフィルムは、Aプレートとして使用することができる。ここで、Aプレートとは、遅相軸の屈折率が厚さ方向の屈折率より大きい1軸性の複屈折層のことを意味する。本発明のフィルムがAプレートである場合、550nmにおける面内の位相差(Re)が200nm〜350nmとした光学異方性層により単層で補償を行うことができる。
また、本発明の液晶化合物をホメオトロピック配向させた光学異方性層を有するフィルムは、正のCプレートとして使用することができ、2軸フィルム等と組み合わせて用いることができる。ここで、正のCプレートとは、厚さ方向の屈折率が面内の屈折率よりも大きい1軸性の複屈折層のことを意味する。本発明のフィルムが正のCプレートである場合、組合せる2軸フィルムの光学特性によるが、例えば、550nmにおける面内の位相差(Re)が−10nm〜10nm、550nmにおける厚さ方向の位相差(Rth)が−250〜−50nmであることがそれぞれ好ましい。
本発明は、上記光学異方性層を有するフィルム(光学補償フィルム)と、偏光膜とを少なくとも有する偏光板にも関する。上記光学異方性層は、偏光膜とその少なくとも一方の側に配置された保護フィルムとを有する偏光板において、その保護フィルムとして使用することができる。
また、偏光板の構成として、偏光膜の両面に保護フィルムを配置する形態においては、上記光学異方性層は、一方の保護フィルムとして用いることもできる。
偏光膜には、ヨウ素系偏光膜、二色性染料を用いる染料系偏光膜やポリエン系偏光膜がある。ヨウ素系偏光膜および染料系偏光膜は、一般にポリビニルアルコール系フィルムを用いて製造することができる。
偏光膜の厚みについては、特に制限はないが、偏光膜の厚みが薄いほうが、偏光板およびそれを組み込む液晶表示装置をさらに薄型化することができる。この観点では、偏光膜の厚みは10μm以下であるのが好ましい。偏光膜の膜厚の下限値は、偏光膜内での光路が光の波長より大きいことが必要であるため、0.7μm以上、実質的には1μm以上であり、一般的には、3μmより厚いことが好ましい。
本発明は、上記偏光板を有する液晶表示装置にも関する。液晶表示装置の配向モードについては、特に制限はなく、例えば、TNモード、IPSモード、FLCモード、OCBモード、HANモード、VAモードを利用した液晶表示装置であってもよい。例えば、VAモードを利用した液晶表示装置については、特開2005−128503号公報の段落0109〜0129の記載を参酌でき、この内容は本願明細書に組み込まれる。また、IPSモードを利用した液晶表示装置については、特開2006−106662号公報の段落0027〜0050の記載を参酌でき、この内容は本願明細書に組み込まれる。
本発明の液晶表示装置には、例えば、上述したAプレートやCプレートを用いることができる。
上記光学異方性層は、偏光膜と貼合した偏光板の状態で液晶表示装置に組み込まれていてもよい。また、上記光学異方性層単独で、もしくは他の位相差層との積層体として、視野角補償フィルムとして組み込まれていてもよい。組み合わせる他の位相差層は、視野角補償の対象である液晶セルの配向モード等に応じて選択することができる。
上記光学異方性層は、液晶セルと視認側偏光膜との間に配置されても、液晶セルとバックライト側偏光膜との間に配置されていてもよい。
測定されるフィルムが1軸または2軸の屈折率楕円体で表されるものである場合には、以下の方法によりRth(λ)は算出される。
Rth(λ)は上記Re(λ)を、面内の遅相軸(KOBRA 21ADHまたはWRにより判断される)を傾斜軸(回転軸)として(遅相軸がない場合にはフィルム面内の任意の方向を回転軸とする)のフィルム法線方向に対して法線方向から片側50度まで10度ステップで各々その傾斜した方向から波長λnmの光を入射させて全部で6点測定し、その測定されたレターデーション値と平均屈折率の仮定値および入力された膜厚値を基にKOBRA 21ADHまたはWRが算出する。
上記において、法線方向から面内の遅相軸を回転軸として、ある傾斜角度にレターデーションの値がゼロとなる方向をもつフィルムの場合には、その傾斜角度より大きい傾斜角度でのレターデーション値はその符号を負に変更した後、KOBRA 21ADHまたはWRが算出する。
尚、遅相軸を傾斜軸(回転軸)として(遅相軸がない場合にはフィルム面内の任意の方向を回転軸とする)、任意の傾斜した2方向からレターデーション値を測定し、その値と平均屈折率の仮定値および入力された膜厚値を基に、以下の式(1)および式(2)よりRthを算出することもできる。
Rth={(nx+ny)/2 − nz} × d
上記式中、Re(θ)は法線方向から角度θ傾斜した方向におけるレターデーション値をあらわし、nxは面内における遅相軸方向の屈折率を表し、nyは面内においてnxに直交する方向の屈折率を表し、nzはnxおよびnyに直交する方向の屈折率を表す。dは膜厚である。
Rth(λ)は上記Re(λ)を、面内の遅相軸(KOBRA 21ADHまたはWRにより判断される)を傾斜軸(回転軸)としてフィルム法線方向に対して−50度から+50度まで10度ステップで各々その傾斜した方向から波長λnmの光を入射させて11点測定し、その測定されたレターデーション値と平均屈折率の仮定値および入力された膜厚値を基にKOBRA 21ADHまたはWRが算出する。
上記の測定において、平均屈折率の仮定値は ポリマーハンドブック(JOHN WILEY&SONS,INC)、各種光学補償フィルムのカタログの値を使用することができる。平均屈折率の値が既知でないものについてはアッベ屈折計で測定することができる。主な光学補償フィルムの平均屈折率の値を以下に例示する: セルロースアシレート(1.48)、シクロオレフィンポリマー(1.52)、ポリカーボネート(1.59)、ポリメチルメタクリレート(1.49)、ポリスチレン(1.59)である。これら平均屈折率の仮定値と膜厚を入力することで、KOBRA 21ADHまたはWRはnx、ny、nzを算出する。この算出されたnx、ny、nzよりNz=(nx−nz)/(nx−ny)が更に算出される。
なお、本明細書では、特に付記がない限りは屈折率の測定波長は550nmとする。
[合成例1]
以下のスキームに従って、化合物(1)を合成した。なお、化合物(1−I)は特許第4397550号公報の第18ページ[0085]〜[0087]に記載の方法を参照して合成した。
メタンスルホニルクロリド(355mg)のTHF溶液(10mL)にBHT(3mg)を加え、内温を−5℃まで冷却した。そこに、カルボン酸1−IV(404mg)とジイソプロピルエチルアミン(472μL)を内温が0℃以上に上昇しないように滴下した。−5℃で30分撹拌した後、ジイソプロピルエチルアミン(472μL)、フェノール1−III(1.0g)のTHF溶液(2mL)、DMAP(スパチュラ一杯)を加えた。その後、室温で2時間撹拌した。メタノール(5mL)を加えて反応を停止した後に、水と酢酸エチルを加えた。酢酸エチルで抽出した有機層を、ロータリーエバポレーターで溶媒を除去し、化合物(1)の粗生成物を得た。シリカゲルを用いたカラムクロマトグラフィーによる生成を行い、化合物(1)を58%の収率で得た。
1H−NMR(溶媒:CDCl3)δ(ppm):1.9−2.0(m,4H), 2.2(s,3H), 2.5(s,3H), 4.1−4.3(m,4H), 5.8(d,1H), 6.1(dd,1H), 6.4(d,1H), 6.9−7.0(m,2H), 7.1−7.2(m,3H), 7.3−7.4(m,2H), 8.1−8.2(m,4H)
得られた化合物(1)の相転移温度を偏光顕微鏡によるテクスチャー観察によって求めたところ、83℃で結晶相からネマチック液晶相に変わり、135℃を超えると等方性液体相に変わった。
p−エチル安息香酸を用いる以外は合成例1と同じ合成法により、化合物(2)を得た。化合物(2)も、化合物(1)と同様にネマチック液晶性を示した。
p−ノルマルプロピル安息香酸を用いる以外は合成例1と同じ合成法により、化合物(3)を得た。化合物(3)も、化合物(1)と同様にネマチック液晶性を示した。
p−ノルマルブチル安息香酸を用いる以外は合成例1と同じ合成法により、化合物(4)を得た。化合物(4)も、化合物(1)と同様にネマチック液晶性を示した。
p−メトキシ安息香酸を用いる以外は合成例1と同じ合成法により、化合物(5)を得た。化合物(5)も、化合物(1)と同様にネマチック液晶性を示した。
p−エトキシ安息香酸を用いる以外は合成例1と同じ合成法により、化合物(6)を得た。化合物(6)も、化合物(1)と同様にネマチック液晶性を示した。
p−フェニル安息香酸を用いる以外は合成例1と同じ合成法により、化合物(7)を得た。化合物(7)も、化合物(1)と同様にネマチック液晶性を示した。
p−メトキシ桂皮酸を用いる以外は合成例1と同じ合成法により、化合物(8)を得た。化合物(8)も、化合物(1)と同様にネマチック液晶性を示した。
桂皮酸を用いる以外は合成例1と同じ合成法により、化合物(9)を得た。化合物(9)も、化合物(1)と同様にネマチック液晶性を示した。。
化合物(1−I)を化合物(1−II)に変更した以外は合成例1と同じ合成法により、化合物(2A)を得た。なお、化合物(1−II)は3−アクリロイルオキシプロピルアルコールを用いた以外は特許第4397550号公報の第18ページの段落0085〜0087に記載の方法を参照して合成した。化合物(2A)も、化合物(1)と同様にネマチック液晶性を示した。
化合物(1−I)を化合物(1−III)に変更した以外は合成例1と同じ合成法により、化合物(7F)を得た。なお化合物(1−III)は特許第4606195号公報の第44ページの段落0185に記載の方法を参照して合成した。化合物(7F)も、化合物(1)と同様にネマチック液晶性を示した。
1H−NMR(溶媒:CDCl3)δ(ppm):2.2(s,3H), 2.5(s,6H), 7.0−7.2(m,3H), 7.3−7.4(m,4H), 8.1−8.2(m,4H)
p−エチル安息香酸を用いる以外は合成例12と同じ合成法により、化合物(12)を得た。
p−ノルマルプロピル安息香酸を用いる以外は合成例12と同じ合成法により、化合物(13)を得た。
p−ノルマルブチル安息香酸を用いる以外は合成例12と同じ合成法により、化合物(14)を得た。
p−メトキシ安息香酸を用いる以外は合成例12と同じ合成法により、化合物(15)を得た。
p−エトキシ安息香酸を用いる以外は合成例と同じ合成法により、化合物(16)を得た。
p−フェニル安息香酸を用いる以外は合成例12と同じ合成法により、化合物(17)を得た。。
p−メトキシ桂皮酸を用いる以外は合成例12と同じ合成法により、化合物(18)を得た。
桂皮酸を用いる以外は合成例12と同じ合成法により、化合物(19)を得た。
以下のスキームに従って、化合物(1)、(11)及び(1−A)の混合物を以下の方法によって得た。
次に、氷冷下で1時間攪拌し、化合物(1−II)の酢酸エチル溶液を氷冷下で滴下し、次いでトリエチルアミン(67.3mL)を氷冷下でゆっくりと滴下した。
その後、反応温度を20℃にて2時間攪拌し、水(60g)を加えて有機層を抽出し、さらに2%塩酸水溶液、10%食塩水の順に有機層を洗浄した。
有機層を吸引ろ過したのちに、メタノール/水を加えて結晶を析出させ、生じた結晶をろ過して、化合物(1)、(11)及び(1−A)の混合物含む液晶組成物を得た。(収量 107.7g)
得られた液晶組成物中における化合物(1)、(11)及び(1−A)の含有量は、それぞれ質量比で8.3%、0.7%、91%であった。
[実施例2]
<本発明の液晶組成物の調製>
合成例1で合成した化合物(1)および合成例12で合成した化合物(11)および上記重合性液晶化合物(1−A)を用いて、下記の方法にしたがって液晶組成物を調製した。
下記の組成の液晶組成物塗布液(A)を調製し、これを実施例2の液晶組成物とした。
一般式(1)の重合性液晶化合物(1) 15質量部
一般式(2)の液晶化合物(11) 2質量部
一般式(3)の重合性液晶化合物(1−A) 85質量部
メチルエチルケトン 238質量部
次に、得られた実施例2の液晶組成物を用いて、以下の方法にしたがって実施例2のフィルムを製造した。
洗浄したガラス基板上に日産化学社製ポリイミド配向膜SE−130をスピンコート法により塗布し、乾燥後に250℃で1時間焼成した。これをラビング処理して配向膜付き基板を作製した。この基板の配向膜のラビング処理面上に、実施例2の液晶組成物である液晶組成物塗布液(A)をスピンコート法により室温で塗布し、室温で30分静置した。
偏光顕微鏡を用いて、得られた実施例2のフィルムの液晶膜表面の任意の領域について、結晶析出率を目視で測定したところ、10%であった。
実施例1で製造した化合物(1)および(1−A)の代わりに下記表1に記載される化合物を用いた点を変更した以外は、実施例2と同じ方法により液晶組成物塗布液を調製し、それらを各実施例および比較例の液晶組成物とした。
実施例2の液晶組成物の代わりに各実施例および比較例の液晶組成物を用いた以外は実施例2と同様にして、各実施例および比較例のフィルムを製造した。
得られた各実施例および比較例のフィルムの結晶析出率を測定した。結果は、下記表1に示すとおりであった。なお、以下に示す表中、一般式(1)の重合性液晶化合物とは、上述した一般式(1)で表される化合物、好ましくは1つの(メタ)アクリレート基を有する重合性液晶化合物を表す。また、一般式(2)の液晶化合物とは、上述した一般式(2)で表される化合物、好ましくは(メタ)アクリレート基を有さない液晶化合物を表す。また、一般式(3)の重合性液晶化合物とは、上述した一般式(3)で表される化合物、好ましくは2つの(メタ)アクリレート基を有する重合性液晶化合物を表す。
特に、化合物(1)と化合物(11)のように、類似骨格を有する化合物が組み合わさることで結晶析出の効果が向上することが分かった。
また、上記表1に示した実施例42〜53の結果から、本発明に用いられる上記一般式(1)で表される重合性液晶化合物(1L)〜(4L)、(7L)、(8L)、(1N)及び(2N)のうち、特に化合物(1L)、(2L)、(4L)、(7L)、(8L)、(1N)及び(2N)が高い結晶析出抑制性を有することがわかった。これらの中でも、化合物(1L)、(2L)、(8L)、(1N)及び(2N)がより高い結晶析出抑制性を有することがわかった。
[実施例15]
化合物(1)、化合物(11)および重合性液晶化合物(1−A)を用いて、下記の方法にしたがって、液晶組成物(B)を調製した。
一般式(1)の重合性液晶化合物(1) 18質量部
一般式(2)の液晶化合物(11) 2質量部
一般式(3)の重合性液晶化合物(1−A) 80質量部
キラル剤Paliocolor LC756 (BASF社製) 3質量部
空気界面配向剤(X1−1) 0.04質量部
重合開始剤IRGACURE819(BASF社製) 3質量部
溶媒 クロロホルム 300質量部
得られた選択反射膜を偏光顕微鏡で観察したところ配向欠陥が無く均一に配向していることを確認した。さらにこの膜を島津社製の分光光度計UV−3100PCで透過スペクトルを測定したところ赤外領域に選択反射ピークがあった。
化合物(1)の代わりに化合物(2)〜化合物(9)を、化合物(11)の代わりに化合物(12)〜化合物(19)を用いた以外は、実施例15と同様にして、液晶組成物塗布液をそれぞれ調製した。これらの塗布液をそれぞれ用いて、実施例15と同様にして選択反射膜をそれぞれ形成した。これらの選択反射膜はいずれも良好な配向性を示した。また、分光光度計UV−3100PCで透過スペクトルを測定したところ赤外領域に選択反射ピークがあった。
化合物(1)、化合物(11)、化合物(1−A)の代わりに、実施例42〜53で調製した液晶組成物を用いた以外は、実施例15と同様にして、液晶組成物塗布液をそれぞれ調製した。これらの塗布液をそれぞれ用いて、実施例15と同様にして選択反射膜をそれぞれ形成した。これらの選択反射膜はいずれも良好な配向性を示した。また、分光光度計UV−3100PCで透過スペクトルを測定したところ赤外領域に選択反射ピークがあった。
<光学補償フィルムの作成(1)>
上記化合物(1)、(11)、(1−A)を用いて下記の方法にしたがって、液晶組成物塗布液(C)を調製した。
一般式(1)の重合性液晶化合物(1) 15質量部
一般式(2)の液晶化合物(11) 2質量部
一般式(3)の重合性液晶化合物(1−A) 85質量部
重合開始剤IRGACURE819(BASF社製) 3質量部
空気界面配向剤(X1−2) 0.1質量部
溶媒 メチルエチルケトン 400質量部
得られた光学補償フィルムを偏光顕微鏡で観察したところ配向欠陥が無く均一に配向していることを確認した。
次に、AXOMETRICS社のAxoScan(ミュラーマトリクス・ポラリメータ)を用いて得られた光学補償フィルムのレタデーション(Re)を測定したところ、550nmにおけるRe(550)は162.4nmであった。
化合物(1)の代わりに化合物(2)〜化合物(9)を用い、化合物(11)の代わりに化合物(12)〜化合物(19)を用いた以外は、実施例24と同様にして、液晶組成物塗布液をそれぞれ調製した。これらの塗布液をそれぞれ用いて、実施例24と同様にして光学補償フィルムをそれぞれ形成した。得られた光学補償フィルムをそれぞれ偏光顕微鏡で観察したところ配向欠陥が無く均一に配向していることを確認した。また、光学補償フィルムの550nmにおけるReの測定値は以下のとおりであった。
化合物(1)、化合物(11)、化合物(1−A)の代わりに、下記表に記載の化合物を用いた以外は、実施例24と同様にして、液晶組成物塗布液をそれぞれ調製した。これらの塗布液をそれぞれ用いて、実施例24と同様にして光学補償フィルムをそれぞれ形成した。得られた光学補償フィルムをそれぞれ偏光顕微鏡で観察したところ配向欠陥が無く均一に配向していることを確認した。また、光学補償フィルムの550nmにおけるReの測定値は以下のとおりであった。
<光学補償フィルムの作成(2)>
化合物(1)、(11)、(1−A)を用いて下記の方法にしたがって、液晶組成物塗布液(D)を調製した。
単官能の重合性化合物(1) 15質量部
非重合性化合物(11) 2質量部
2官能の重合性化合物(1−A) 85質量部
増感剤(カヤキュアーDETX、日本化薬(株)製) 1質量部
空気界面配向剤(X1−3) 0.11質量部
オニウム塩(X1−4) 1.5質量部
溶媒 メチルエチルケトン 300質量部
下記の変性ポリビニルアルコール 10質量部
水 371質量部
メタノール 119質量部
グルタルアルデヒド 0.5質量部
得られた光学補償フィルムを偏光顕微鏡で観察したところ配向欠陥が無く均一に配向していることを確認した。
次に、AXOMETRICS社のAxoScan(ミュラーマトリクス・ポラリメータ)を用いて得られた光学補償フィルムのRthを測定したところ、550nmにおけるRthは−124.8nmであった。
化合物(1)の代わりに化合物(2)〜化合物(9)を用いた以外は、実施例33と同様にして、液晶組成物塗布液をそれぞれ調製した。これらの塗布液をそれぞれ用いて、実施例33と同様にして光学補償フィルムをそれぞれ形成した。得られた光学補償フィルムをそれぞれ偏光顕微鏡で観察したところ配向欠陥が無く均一に配向していることを確認した。また、光学補償フィルムの550nmにおけるRthの測定値および膜厚は以下のとおりであった。
Claims (24)
- 少なくとも1種の下記一般式(1)で表される化合物と、
少なくとも1種の下記一般式(2)で表される化合物と、
少なくとも1種の下記一般式(3)で表される化合物を含有する液晶組成物。
Z1は、−CO−、−O−CO−または単結合を表し;
Z2は、−CO−または−CO−CH=CH−を表し;
R1は、水素原子又はメチル基を表し;
R2は、水素原子、ハロゲン原子、炭素原子数1〜4の直鎖アルキル基、メトキシ基、エトキシ基、置換基を有していても良い芳香環、シクロヘキシル基、ビニル基、ホルミル基、ニトロ基、シアノ基、アセチル基、アセトキシ基、N−アセチルアミド基、アクリロイルアミノ基、N,N−ジメチルアミノ基、マレイミド基、メタクリロイルアミノ基、アリルオキシ基、アリルオキシカルバモイル基、アルキル基の炭素数が1〜4であるN−アルキルオキシカルバモイル基、N−(2−メタクリロイルオキシエチル)カルバモイルオキシ基、N−(2−アクリロイルオキシエチル)カルバモイルオキシ基、または下記式(1−2)で表される構造を表し;
L1、L2、L3およびL4は各々独立して、炭素原子数1〜4のアルキル基、炭素原子数1〜4のアルコキシ基、炭素原子数2〜5のアルコキシカルボニル基、炭素原子数2〜4のアシル基、ハロゲン原子または水素原子を表し、L1、L2、L3およびL4のうち少なくとも1つは水素原子以外の基を表す。)
Z4は、−CO−または−CO−CH=CH−を表し;
R3およびR4は各々独立して、水素原子、ハロゲン原子、炭素原子数1〜4の直鎖アルキル基、メトキシ基、エトキシ基、置換基を有していても良い芳香環、シクロヘキシル基、ビニル基、ホルミル基、ニトロ基、シアノ基、アセチル基、アセトキシ基、アクリロイルアミノ基、N,N−ジメチルアミノ基、マレイミド基、メタクリロイルアミノ基、アリルオキシ基、アリルオキシカルバモイル基、アルキル基の炭素数が1〜4であるN−アルキルオキシカルバモイル基、N−(2−メタクリロイルオキシエチル)カルバモイルオキシ基、N−(2−アクリロイルオキシエチル)カルバモイルオキシ基、または下記式(1−2)で表される構造を表し;
L5、L6、L7およびL8は各々独立して、炭素原子数1〜4のアルキル基、炭素原子数1〜4のアルコキシ基、炭素原子数2〜5のアルコキシカルボニル基、炭素原子数2〜4のアシル基、ハロゲン原子または水素原子を表し、L5、L6、L7およびL8のうち少なくとも1つは水素原子以外の基を表す。)
Z5は、−CO−、−O−CO−または単結合を表し;
Z6は、−CO−、−CO−O−または単結合を表し;
R5およびR6は各々独立して、水素原子又はメチル基を表し;
L9、L10、L11およびL12は各々独立して、炭素原子数1〜4のアルキル基、炭素原子数1〜4のアルコキシ基、炭素原子数2〜5のアルコキシカルボニル基、炭素原子数2〜4のアシル基、ハロゲン原子または水素原子を表し、L9、L10、L11およびL12のうち少なくとも1つは水素原子以外の基を表す。)
−Z5−T−Sp−P 式(1−2)
(式(1−2)中、Pはアクリル基、メタクリル基もしくは水素原子を表し;
Z5は単結合、−COO−、−CONR1−(R1は水素原子またはメチル基を表す)または−COS−を表し;Tは1,4−フェニレンを表し;
Spは置換基を有していてもよい炭素数1〜12の2価の脂肪族基を表し、該脂肪族基中の1つのCH2または隣接していない2以上のCH2は、−O−、−S−、−OCO−、−COO−または−OCOO−で置換されていてもよい。) - 前記一般式(1)中、R2は、水素原子、ハロゲン原子、炭素原子数1〜4の直鎖アルキル基、メトキシ基、エトキシ基、置換基を有していても良い芳香環、シクロヘキシル基、ビニル基、ホルミル基、ニトロ基、シアノ基、アセチル基、アセトキシ基、N−アセチルアミド基、アクリロイルアミノ基、N,N−ジメチルアミノ基またはマレイミド基を表し、
前記一般式(2)中、R3およびR4は各々独立して、水素原子、ハロゲン原子、炭素原子数1〜4の直鎖アルキル基、メトキシ基、エトキシ基、置換基を有していても良い芳香環、シクロヘキシル基、ビニル基、ホルミル基、ニトロ基、シアノ基、アセチル基、アセトキシ基、アクリロイルアミノ基、N,N−ジメチルアミノ基またはマレイミド基を表す、請求項1に記載の液晶組成物。 - 前記一般式(1)、(2)及び(3)で表される化合物が、下記一般式(4)、(5)及び(6)で表される化合物である請求項1または2に記載の液晶組成物。
R11は水素原子またはメチル基を表し;
Z12は、−CO−または−CO−CH=CH−を表し;
R12は、水素原子、炭素原子数1〜4の直鎖アルキル基、メトキシ基、エトキシ基、フェニル基、アクリロイルアミノ基、メタクリロイルアミノ基、アリルオキシ基、または下記式(1−3)で表される構造を表す。)
Z14は、−CO−または−CH=CH−CO−を表し;
R13及びR14は各々独立して、水素原子、炭素原子数1〜4の直鎖アルキル基、メトキシ基、エトキシ基、フェニル基、アクリロイルアミノ基、メタクリロイルアミノ基、アリルオキシ基、または下記式(1−3)で表される構造を表す。)
R15およびR16は各々独立して、水素原子またはメチル基を表す。)
−Z51−T−Sp−P 式(1−3)
(式(1−3)中、Pはアクリル基もしくはメタクリル基を表し;
Z51は−COO−を表し;Tは1,4−フェニレンを表し;
Spは置換基を有していてもよい炭素数2〜6の2価の脂肪族基を表し、該脂肪族基中の1つのCH2または隣接していない2以上のCH2は、−O−、−OCO−、−COO−または−OCOO−で置換されていてもよい。) - 前記R12、R13およびR14のうち少なくとも2つが同一の置換基である請求項3に記載の液晶組成物。
- 前記n1が4である請求項3または4に記載の液晶組成物。
- 前記R11、R15およびR16が水素原子を表す請求項3〜5のいずれか一項に記載の液晶組成物。
- 前記Z12、Z13およびZ14が−CO−を表す請求項3〜6のいずれか一項に記載の液晶組成物。
- 前記R12、R13およびR14が各々独立してメチル基、エチル基、メトキシ基、エトキシ基、フェニル基、アクリロイルアミノ基、メタクリロイルアミノ基、アリルオキシ基、または下記式(1−3)で表される構造を表す請求項3〜7のいずれか一項に記載の液晶組成物。
−Z51−T−Sp−P 式(1−3)
(式(1−3)中、Pはアクリル基もしくはメタクリル基を表し;
Z51は−COO−を表し;Tは1,4−フェニレンを表し;
Spは置換基を有していてもよい炭素数2〜6の2価の脂肪族基を表し、該脂肪族基中の1つのCH2または隣接していない2以上のCH2は、−O−、−OCO−、−COO−または−OCOO−で置換されていてもよい。) - 前記R12、R13およびR14がフェニル基を表す請求項3〜8のいずれか一項に記載の液晶組成物。
- 前記一般式(3)で表される化合物に対し、前記一般式(1)で表される化合物を3〜50質量%、前記一般式(2)で表される化合物を0.01〜10質量%含む請求項1〜9のいずれか一項に記載の液晶組成物。
- 少なくとも1種の重合開始剤を含有する請求項1〜10のいずれか一項に記載の液晶組成物。
- 少なくとも1種のキラル化合物を含有する請求項1〜11のいずれか一項に記載の液晶組成物。
- 請求項1〜12のいずれか一項に記載の液晶組成物を重合させる工程を含む高分子材料の製造方法。
- 紫外線を照射することにより前記重合を行う請求項13に記載の高分子材料の製造方法。
- 請求項1〜12のいずれか一項に記載の液晶組成物を重合させてなる高分子材料。
- 請求項15記載の高分子材料の少なくとも1種を含有するフィルム。
- 請求項1〜12のいずれか一項に記載の液晶組成物中の液晶化合物の配向を固定してなる光学異方性層を有するフィルム。
- 前記光学異方性層が前記液晶化合物のコレステリック配向を固定してなる請求項17に記載のフィルム。
- 選択反射特性を示すことを特徴とする請求項18に記載のフィルム。
- 赤外線波長域に選択反射特性を示すことを特徴とする請求項18または19に記載のフィルム。
- 前記光学異方性層が前記液晶化合物のホモジニアス配向を固定してなる、請求項17に記載のフィルム。
- 前記光学異方性層が前記液晶化合物のホメオトロピック配向を固定してなる、請求項17に記載のフィルム。
- 請求項21または22に記載のフィルムと、偏光膜とを含む偏光板。
- 請求項23に記載の偏光板を含む液晶表示装置。
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