JP5098355B2 - 重合性液晶組成物 - Google Patents

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Description

本願発明は、液晶ディスプレイ等の光学補償に用いられる光学異方体の構成部材として有用な重合性液晶組成物及び当該組成物の重合体により構成される光学異方体に関する。
重合性液晶組成物は光学異方体の構成部材として有用であり、光学異方体は例えば位相差フィルムとして種々の液晶ディスプレイに応用されている。位相差フィルムは、重合性液晶組成物を基板に塗布して、配向膜等により重合性液晶組成物を配向させた状態で活性エネルギー線を照射して重合性液晶組成物を硬化することにより得られる。しかし、重合性液晶組成物を基板に塗布した場合、空気界面においてある程度のチルト角を有し、ある特定の位相差フィルムに要求される光学特性を満たすためにはチルト角を減じることが求められていた。
該チルト角を減じる方法として、界面活性剤や重合可能な界面活性剤を重合性液晶組成物中に添加する方法が提案されている(特許文献1、2及び3参照)。
一方、薄型・軽量化やコスト低減を目的として、液晶ディスプレイの液晶セル内に位相差フィルムを組み込む方式が注目されているが、この場合、当該フィルム中の不純物が液晶に対して悪影響を及ぼし易い問題がある。
重合性液晶組成物に界面活性剤を含有させた場合、チルト角を減じる目的は達成できる。しかしながら、位相差フィルムを液晶セル内に組み込んだ場合、界面活性剤は化学構造上、極性が高い部分を有していることから界面活性剤の混入により液晶の電圧保持率を低下させてしまう問題があった。更に、界面活性剤の有する非粘着性や撥水・撥油性から積層膜の形成が困難である。更に、界面活性剤として長鎖パーフルオロアルキルスルホン酸アミド誘導体を用いた場合(特許文献3参照)には当該化合物は環境毒性の点で懸念があることから液晶ディスプレイとしての応用には問題があった。
以上のように、液晶ディスプレイの電圧保持率を悪化させず、積層膜の形成が容易であり、光学異方体を作製した場合に表面のチルト角を容易に減じることができる重合性液晶組成物の開発が求められていた。
特開2000−105315号公報 特開2003−105030号公報 特開2000−98133号公報
本願発明の目的は、重合性液晶組成物を基板に塗布した場合、空気界面におけるチルト角を減じる効果を有し、重合性液晶組成物の硬化物である光学異方体が液晶セル内に組み込まれた場合において液晶ディスプレイの電圧保持率を悪化させることが無く、かつ、積層膜の形成が容易である重合性液晶組成物を提供することにある。
上記目的を達成するために鋭意検討した結果、重合性液晶組成物に添加することにより界面のチルト角を効果的に減じる化合物を見出し本願発明の完成に至った。本願発明は、一般式(I)
Figure 0005098355
(式中、R1、R2、R3及びR4はそれぞれ独立的に水素原子、ハロゲン原子又は炭素原子数1〜20の炭化水素基を表し、該炭化水素基中の水素原子は1つ以上のハロゲン原子で置換されていても良い。)で表される繰り返し単位を有する重量平均分子量が100以上である化合物を含有することを特徴とする重合性液晶組成物及び当該組成物の重合体より構成される光学異方体を提供する。
本願発明の重合性液晶組成物は、空気界面におけるチルト角を減じる効果を有することから空気界面において水平配向となる光学異方体の材料として有用であり、界面活性剤等の極性物質を含有しないため液晶ディスプレイの電圧保持率を悪化させることが無く、積層膜の形成が容易であるといった優れた特徴を有する。よって本願発明の重合性液晶組成物は、特に液晶セル内部に組み込む光学異方体の材料として好適に使用でき、かつ、環境毒性の心配がない。
以下に本願発明による重合性液晶組成物の最良の形態について説明する。本願発明の重合性液晶組成物は、一般式(I)で表される繰り返し単位を有する重量平均分子量が100以上である化合物を含有するが、重合性液晶組成物中に該化合物が溶解している状態又は分散している状態でも良く、更に、固体が析出している状態であっても、析出した固体が液晶材料としての特性を損なわない程度の粒子径以下の微粒子であれば良いが、溶解している状態又は分散している状態が好ましい。
一般式(I)で表される化合物は、分子が水素原子及び炭素原子のみからなることが好ましく、脂肪族炭化水素であることがより好ましい。好適な該化合物として、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリイソブチレン、パラフィン、流動パラフィン、塩素化ポリプロピレン、塩素化パラフィン、又は塩素化流動パラフィンが挙げられる。
該化合物の重量平均分子量は200〜1000000であることが好ましく、300〜100000であることがさらに好ましく、400〜10000であることが特に好ましい。
また、該化合物を、重合性液晶組成物中に0.01〜5質量%含有することが好ましく、0.05〜2質量%含有することがより好ましく、0.1〜1質量%含有することが特に好ましい。
重合性液晶組成物中に含有する重合性液晶化合物については、特に制限はなく使用することができる。重合性液晶化合物として棒状重合性液晶化合物又は円盤状重合性液晶化合物を使用することが好ましく、棒状重合性液晶化合物が特に好ましい。
棒状重合性液晶化合物は、一般式(II)
Figure 0005098355
(式中、Pは反応性官能基を表し、Spは炭素原子数1〜20のスペーサー基を表し、mは0又は1を表し、MGはメソゲン基又はメソゲン性支持基を表し、R1は、ハロゲン原子、シアノ基又は炭素原子数1〜25のアルキル基を表すが、該アルキル基は1つ以上のハロゲン原子又はCNにより置換されていても良く、この基中に存在する1つのCH2基又は隣接していない2つ以上のCH2基はそれぞれ相互に独立して、酸素原子が相互に直接結合しない形で、-O-、-S-、-NH-、-N(CH3)-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-SCO-、-COS-又は-C≡C-により置き換えられていても良く、あるいはR1は一般式(II-a)
Figure 0005098355
(式中、Pは反応性官能基を表し、Spは炭素原子数1〜20のスペーサー基を表し、mは0又は1を表す。)で表される構造を表す。)で表される化合物を含有することが好ましく、一般式(II)において、Spがアルキレン基を表し、(該アルキレン基は1つ以上のハロゲン原子又はCNにより置換されていても良く、この基中に存在する1つのCH2基又は隣接していない2つ以上のCH2基はそれぞれ相互に独立して、酸素原子が相互に直接結合しない形で、-O-、-S-、-NH-、-N(CH3)-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-SCO-、-COS-又は-C≡C-により置き換えられていても良い。)MGが一般式(II-b)
Figure 0005098355
(式中、A1、A2及びA3はそれぞれ独立的に、1,4-フェニレン基、1,4-シクロヘキシレン基、1,4-シクロヘキセニル基、テトラヒドロピラン-2,5-ジイル基、1,3-ジオキサン-2,5-ジイル基、テトラヒドロチオピラン-2,5-ジイル基、1,4-ビシクロ(2,2,2)オクチレン基、デカヒドロナフタレン-2,6-ジイル基、ピリジン-2,5-ジイル基、ピリミジン-2,5-ジイル基、ピラジン-2,5-ジイル基、1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン-2,6-ジイル基、2,6-ナフチレン基、フェナントレン-2,7-ジイル基、9,10-ジヒドロフェナントレン-2,7-ジイル基、1,2,3,4,4a,9,10a-オクタヒドロフェナントレン2,7-ジイル基又はフルオレン2,7-ジイル基を表し、該1,4-フェニレン基、1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン-2,6-ジイル基、2,6-ナフチレン基、フェナントレン-2,7-ジイル基、9,10-ジヒドロフェナントレン-2,7-ジイル基、1,2,3,4,4a,9,10a-オクタヒドロフェナントレン2,7-ジイル基及びフルオレン2,7-ジイル基は置換基として1個以上のF、Cl、CF3、OCF3、シアノ基、炭素原子数1〜8のアルキル基、アルコキシ基、アルカノイル基、アルカノイルオキシ基、炭素原子数2〜8のアルケニル基、アルケニルオキシ基、アルケノイル基又はアルケノイルオキシ基を有していても良く、Z0、Z1、Z2及びZ3はそれぞれ独立して、-COO-、-OCO-、-CH2 CH2-、-OCH2-、-CH2O-、-CH=CH-、-C≡C-、-CH=CHCOO-、-OCOCH=CH-、-CH2CH2COO-、-CH2CH2OCO-、-COO CH2CH2-、-OCOCH2CH2-、-CONH-、-NHCO-又は単結合を表し、nは0、1又は2を表す。)で表される構造を表し、Pが一般式(II-c)、一般式(II-d)及び一般式(II-e)
Figure 0005098355
(式中、R21、R22、R23、R31、R32、R33、R41、R42及びR43はそれぞれ独立的に水素原子、ハロゲン原子又は炭素原子数1〜5のアルキル基を表し、nは0又は1を表す。)で表される置換基からなる群より選ばれる置換基で表される化合物を含有することがさらに好ましい。
ここで、重合性液晶組成物に含有される化合物として、より具体的には一般式(III)
Figure 0005098355
(式中、mは0又は1を表し、W1及びW2はそれぞれ独立的に単結合、-O-、-COO-又は-OCO-を表し、Y1及びY2はそれぞれ独立的に-COO-又は-OCO-を表し、r及びsはそれぞれ独立的に2〜18の整数を表すが、式中に存在する1,4−フェニレン基は炭素原子数1〜7のアルキル基、アルコキシ基、アルカノイル基、シアノ基、又はハロゲン原子で一つ以上置換されていても良い。)で表される化合物を用いると、機械的強度や耐熱性に優れた光学異方体が得られるので好ましい。
又、一般式(IV)
Figure 0005098355
(式中、Z1は水素原子、ハロゲン原子、シアノ基又は炭素原子数1〜20の炭化水素基を表し、Z2は水素原子又はメチル基を表し、tは0又は1を表し、A、B及びCはそれぞれ独立的に、1,4−フェニレン基、隣接しないCH基が窒素で置換された1,4−フェニレン基、1,4−シクロヘキシレン基、1つ又は隣接しない2つのCH2基が酸素又は硫黄原子で置換された1,4−シクロヘキシレン基、1,4−シクロヘキセニレン基を表すが、式中に存在する1,4−フェニレン基は炭素原子数1〜7のアルキル基、アルコキシ基、アルカノイル基、シアノ基又はハロゲン原子で一つ以上置換されていても良く、Y3及びY4はそれぞれ独立的に単結合、-CH2CH2-、-CH2O-、-OCH2-、-COO-、-OCO-、-C≡C-、-CH=CH-、-CF=CF-、-(CH24-、-CH2CH2CH2O-、-OCH2CH2CH2-、-CH=CHCH2CH2-、-CH2CH2CH=CH-、-CH=CHCOO-、-OCOCH=CH-、-CH2CH2COO-、-CH2CH2OCO-、-COO CH2CH2-又は-OCOCH2CH2-を表し、Y5は単結合、-O-、-COO-、-OCO-又は-CH=CHCOO-を表す。)で表される化合物を用いると、重合性液晶組成物の粘度低減や液晶温度範囲を室温もしくは室温付近まで低減することができるので好ましい。
又、一般式(V)
Figure 0005098355
(式中、Z3は水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、炭素原子1〜20の炭化水素基を表し、Z4は水素原子又はメチル基を表し、W3は単結合、-O-、-COO-、-OCO-を表し、vは2〜18の整数を表し、uは0又は1の整数を表し、D、E及びFはそれぞれ独立的に、1,4-フェニレン基、隣接しないCH基が窒素で置換された1,4-フェニレン基、1,4-シクロヘキシレン基、1つ又は隣接しない2つのCH基が酸素又は硫黄原子で置換された1,4−シクロヘキシレン基、1,4−シクロヘキセニレン基を表し、これらのD、E及びFは、さらに炭素原子数1〜7のアルキル基、アルコキシ基、アルカノイル基、シアノ基、又はハロゲン原子で一つ以上置換されていても良く、Y6及びY7はそれぞれ独立的に単結合、-CH2CH2-、-CH2O-、-OCH2-、-COO-、-OCO-、-C≡C-、-CH=CH-、-CF=CF-、-(CH24-、-CH2CH2CH2O-、-OCH2CH2CH2-、-CH=CHCH2CH2-、-CH2CH2CH=CH-、-CH=CHCOO-、-OCOCH=CH-、-CH2CH2COO-、-CH2CH2OCO-、-COOCH2CH2-又は-OCOCH2CH2-を表し、Y8は単結合、-O-、-COO-、-OCO-又は-CH=CHCOO-を表す。)で表される化合物を用いると、重合性液晶組成物の粘度を大幅に増加させることなく液晶物性を調節することができるので好ましい。
一般式(II)で表される化合物の具体例を以下に挙げることができる。
Figure 0005098355
(式中、j及びkはそれぞれ独立的に2〜18の整数を表す。)
又、一般式(III)で表される化合物の具体例を以下に挙げることができる。
Figure 0005098355
又、一般式(IV)で表される化合物の具体的な例として、化合物の構造と相転移温度を以下に挙げることができる。
Figure 0005098355
Figure 0005098355
Figure 0005098355
(式中、シクロヘキサン環はトランスシクロヘキサン環を表し、数字は相転移温度を表し、Cは結晶相、Nはネマチック相、Sはスメクチック相、Iは等方性液体相をそれぞれ表す。)
又、一般式(V)で表される化合物の具体例を以下に挙げることができる。
Figure 0005098355
(式中、X1は水素原子又はメチル基を表し、Rは炭素原子数1から20のアルキル基表す。)
また、円盤状液晶化合物は、ベンゼン誘導体、トリフェニレン誘導体、トルキセン誘導体、フタロシアニン誘導体又はシクロヘキサン誘導体を分子の中心の母核とし、直鎖のアルキル基、直鎖のアルコキシ基又は置換ベンゾイルオキシ基がその側鎖として放射状に置換した構造を有することが好ましく、一般式(VI)
Figure 0005098355
(式中、R5はそれぞれ独立して一般式(VI-a)で表される置換基を表す。)
Figure 0005098355
(式中、R6及びR7はそれぞれ独立的に水素原子、ハロゲン原子又はメチル基を表し、R8は炭素原子数1〜20アルコキシ基を表すが、該アルコキシ基中の水素原子は一般式(VI-b)、一般式(VI-c)又は一般式(VI-d)で表される置換基によって置換されていても良い。)
Figure 0005098355
(式中、R81、R82、R83、R84、R85、R86、R87、R88及びR89はそれぞれ独立的に水素原子、ハロゲン原子又は炭素原子数1〜5のアルキル基を表し、nは0又は1を表す。)で表される構造を有することがさらに好ましく、一般式(VI)においてR8の内少なくとも一つは一般式(VI-b)、一般式(VI-c)又は一般式(VI-d)で表される置換基によって置換されたアルコキシ基を表すことが好ましく、R8の全てが一般式(VI-b)、一般式(VI-c)又は一般式(VI-d)で表される置換基によって置換されたアルコキシ基を表すことが特に好ましい。
さらに、一般式(VI-a)は具体的には一般式(VI-e)
Figure 0005098355
(式中nは2〜9の整数を表す。)で表される構造を有することが特に好ましい。
以上述べた重合性液晶組成物は有機溶媒などに溶かした溶液の状態で使用してもよい。好適な有機溶媒として例えばトルエン、キシレン、クメンなどのアルキル置換ベンゼンやプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、酢酸ブチル、シクロヘキサノン等を挙げることができる。さらにこれらの溶媒にジメチルホルムアミド、γ−ブチロラクトン、N-メチルピロリジノン、メチルエチルケトン、酢酸エチル等を添加しても良い。
また、以上の重合性液晶組成物中に一般式(I)で表される繰り返し単位を有する重量平均分子量が100以上である化合物の他に重合禁止剤、重合開始剤、酸化防止剤、又は紫外線吸収剤などの添加剤を含有しても良い。
以下、実施例を挙げて本願発明を更に詳述するが、本願発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
空気界面におけるチルト角は、液晶分子の長軸が基板面と平行になる場合を0°として定義する。該チルト角の測定は、He-Neレーザーを使用して位相差の入射角依存を測定し、シミュレーション結果のフィッティングにより空気界面におけるチルト角を算出した。
(実施例1)
式(a)の化合物50質量%
Figure 0005098355
式(b)の化合物50質量%
Figure 0005098355
からなる重合性液晶組成物(A)を調製した。重合性液晶組成物(A)97.7質量%に光重合開始剤Irgacure-651(チバスペシャリティケミカルズ社製)2.0質量%、重量平均分子量12000のポリプロピレン(シグマアルドリッチ社製)を0.3質量%添加した本願発明の重合性液晶組成物(A1)を調製した。次に重合性液晶組成物(A1)を33質量%含有するキシレン溶液を調製した。このキシレン溶液をポリイミド配向膜付きガラス基板にスピンコート(3000回転/分、30秒)した。スピンコートした基板に窒素雰囲気中で4mW/cm2の紫外線を120秒照射して、重合性液晶組成物(A1)を硬化させた。このようにして得られた光学異方体の位相差の入射角依存測定をした結果、空気界面におけるチルト角は約0°であることがわかった。また、このようにして得られた光学異方体の上に、重合性液晶組成物(A1)をスピンコート(3000回転/分、30秒)し、窒素雰囲気中で4mW/cm2の紫外線を120秒照射して、重合性液晶組成物(A1)を硬化させたところ、はじきのない良好な積層光学異方体が得られた。
(実施例2)
重合性液晶組成物(A)97.7質量%に光重合開始剤Irgacure-651(チバスペシャリティケミカルズ社製)2.0質量%、重量平均分子量2800のポリイソブチレン(Scientific Polyamer Products社製)を0.3質量%添加した本願発明の重合性液晶組成物(A2)を調製した。次に重合性液晶組成物(A2)を33%質量含有するキシレン溶液を調製した。このキシレン溶液をポリイミド配向膜付きガラス基板にスピンコート(3000回転/分、30秒)した。スピンコートした基板に窒素雰囲気中で4mW/cm2の紫外線を120秒照射して、重合性液晶組成物(A2)を硬化させた。このようにして得られた光学異方体の位相差の入射角依存測定をした結果、空気界面におけるチルト角は約0°であった。また、このようにして得られた光学異方体の上に、重合性液晶組成物(A2)をスピンコート(3000回転/分、30秒)し、窒素雰囲気中で4mW/cm2の紫外線を120秒照射して、重合性液晶組成物(A2)を硬化させたところ、はじきのない良好な積層光学異方体が得られた。
(実施例3)
重合性液晶組成物(A)97.7質量%に光重合開始剤Irgacure-651(チバスペシャリティケミカルズ社製)2.0質量%、流動パラフィン(関東化学社製)を0.3質量%添加した本願発明の重合性液晶組成物(A3)を調製した。次に重合性液晶組成物(A3)を33%質量含有するキシレン溶液を調製した。このキシレン溶液をポリイミド配向膜付きガラス基板にスピンコート(3000回転/分、30秒)した。スピンコートした基板に窒素雰囲気中で4mW/cm2の紫外線を120秒照射して、重合性液晶組成物(A3)を硬化させた。このようにして得られた光学異方体の位相差の入射角依存測定をした結果、空気界面におけるチルト角は約0°であった。また、このようにして得られた光学異方体の上に、重合性液晶組成物(A3)をスピンコート(3000回転/分、30秒)し、窒素雰囲気中で4mW/cm2の紫外線を120秒照射して、重合性液晶組成物(A3)を硬化させたところ、はじきのない良好な積層光学異方体が得られた。
(実施例4)
重合性液晶組成物(A)97.7質量%に光重合開始剤Irgacure-651(チバスペシャリティケミカルズ社製)2.0質量%、重量平均分子量100000の塩素化ポリプロピレン(シグマアルドリッチ社製)を0.3質量%添加した本願発明の重合性液晶組成物(A4)を調製した。次に重合性液晶組成物(A4)を33%質量含有するキシレン溶液を調製した。このキシレン溶液をポリイミド配向膜付きガラス基板にスピンコート(3000回転/分、30秒)した。スピンコートした基板に窒素雰囲気中で4mW/cm2の紫外線を120秒照射して、重合性液晶組成物(A4)を硬化させた。このようにして得られた光学異方体の位相差の入射角依存測定をした結果、空気界面におけるチルト角は約0°であった。また、このようにして得られた光学異方体の上に、重合性液晶組成物(A4)をスピンコート(3000回転/分、30秒)し、窒素雰囲気中で4mW/cm2の紫外線を120秒照射して、重合性液晶組成物(A4)を硬化させたところ、はじきのない良好な積層光学異方体が得られた。
(比較例1)
重合性液晶組成物(A)98質量%に光重合開始剤Irgacure-651(チバスペシャリティケミカルズ社製)2.0質量%を添加した重合性液晶組成物(A5)を調製した。次に重合性液晶組成物(A5)を33質量%含有するキシレン溶液を調製した。このキシレン溶液をポリイミド配向膜付きガラス基板にスピンコート(3000回転/分、30秒)した。スピンコートした基板に窒素雰囲気中で4mW/cm2の紫外線を120秒照射して、重合性液晶組成物(A5)を硬化させた。このようにして得られた光学異方体の位相差の入射角依存測定をした結果、空気界面におけるチルト角は約45°であった。
(比較例2)
重合性液晶組成物(A)97.7質量%に光重合開始剤Irgacure-651(チバスペシャリティケミカルズ社製)2.0質量%、界面活性剤FC171(3M社製)を0.3質量%添加した重合性液晶組成物(A6)を調製した。次に重合性液晶組成物(A6)を33%質量含有するキシレン溶液を調製した。このキシレン溶液をポリイミド配向膜付きガラス基板にスピンコート(3000回転/分、30秒)した。スピンコートした基板に窒素雰囲気中で4mW/cm2の紫外線を120秒照射して、重合性液晶組成物(A6)を硬化させた。このようにして得られた光学異方体の位相差の入射角依存測定をした結果、空気界面におけるチルト角は約0°であった。また、このようにして得られた光学異方体の上に、重合性液晶組成物(A6)をスピンコート(3000回転/分、30秒)したところ、はじきが発生し、良好な積層光学異方体は得られなかった。
(実施例5)
重合性液晶組成物(A)97.0質量%に光重合開始剤Irgacure-651(チバスペシャリティケミカルズ社製)2.0質量%、重量平均分子量12000のポリプロピレン(シグマアルドリッチ社製)を1.0質量%添加した本願発明の重合性液晶組成物(A7)を調製した。次に重合性液晶組成物(A7)を33%質量含有するキシレン溶液を調製した。このキシレン溶液をポリイミド配向膜付きガラス基板にスピンコート(3000回転/分、30秒)した。スピンコートした基板に窒素雰囲気中で4mW/cm2の紫外線を120秒照射して、重合性液晶組成物(A7)を硬化させた。このようにして得られた光学異方体の位相差の入射角依存測定をした結果、空気界面におけるチルト角は約0°であった。このようにして得られた光学異方体付き基板を光学異方体の遅相軸と同方向にラビングして、ポリイミド配向膜付きガラス基板とラビング方向を直交させて6μmの間隔を保って対向してTNセルを作製した。作製したセルに化合物(c)20質量%、化合物(d)25質量%、化合物(e)20質量%、化合物(f)20質量%、化合物(g)7質量%及び化合物(h)8質量%からなる液晶(B)を注入し、印加電圧5V、フレーム時間16.6ms、パルス印加時間64μs、測定温度70℃の条件で電圧保持率を測定した結果、94.7%であった。化合物(c)〜(h)は以下に示す。
Figure 0005098355
(比較例3)
重合性液晶組成物(A)97.0質量%に光重合開始剤Irgacure-651(チバスペシャリティケミカルズ社製)2.0質量%、界面活性剤FC171(3M社製)を1.0質量%添加した重合性液晶組成物(A8)を調製した。次に重合性液晶組成物(A8)を33質量%含有するキシレン溶液を調製した。このキシレン溶液をポリイミド配向膜付きガラス基板にスピンコート(3000回転/分、30秒)した。スピンコートした基板に窒素雰囲気中で4mW/cm2の紫外線を120秒照射して、重合性液晶組成物(A8)を硬化させた。このようにして得られた光学異方体の位相差の入射角依存測定をした結果、空気界面におけるチルト角は約0°であることが確認できた。このようにして得られた光学異方体付き基板を光学異方体の遅相軸と同方向にラビングして、ポリイミド配向膜付きガラス基板とラビング方向を直交させて6μmの間隔を保って対向して作製したTNセルに液晶(B)を注入し、印加電圧5V、フレーム時間16.6ms、パルス印加時間64μs、測定温度70℃の条件で電圧保持率を測定した結果、89.2%であった。
以上の実施例と比較例から、一般式(I)で表される繰り返し単位を有する重量平均分子量が100以上である化合物を含有する重合性液晶組成物は、空気界面におけるチルト角を減じることができ、かつ、該重合性液晶組成物を硬化させた光学異方体を液晶セル内部に組み込んだ場合、界面活性剤を含有する重合性液晶組成物を硬化させた光学異方体と比較して、高い電圧保持率を示し、積層膜の形成が容易であることがわかり、本願発明の重合性液晶組成物は液晶セル内部に組み込む光学異方体の材料として好適である。

Claims (13)

  1. 一般式(I)
    Figure 0005098355
    (式中、R1、R2、R3及びR4はそれぞれ独立的に水素原子、ハロゲン原子又は炭素原子数1〜20の炭化水素基を表し、該炭化水素基中の水素原子は1つ以上のハロゲン原子で置換されていても良い。)で表される繰り返し単位を有する重量平均分子量が100以上である化合物を含有することを特徴とする重合性液晶組成物。
  2. 一般式(I)で表される化合物の重量平均分子量が200〜1000000である請求項1記載の重合性液晶組成物。
  3. 一般式(I)で表される化合物の含有量が0.01〜5質量%である請求項1記載の重合性液晶組成物。
  4. 一般式(I)で表される化合物が炭素原子と水素原子のみから成る請求項1記載の重合性液晶組成物。
  5. 請求項1記載の重合性液晶組成物及び有機溶媒を含有する重合性組成物。
  6. 一般式(II)
    Figure 0005098355
    (式中、Pは反応性官能基を表し、Spは炭素原子数1〜20のスペーサー基を表し、mは0又は1を表し、MGはメソゲン基又はメソゲン性支持基を表し、R1は、ハロゲン原子、シアノ基又は炭素原子数1〜25のアルキル基を表すが、該アルキル基は1つ以上のハロゲン原子又はCNにより置換されていても良く、この基中に存在する1つのCH2基又は隣接していない2つ以上のCH2基はそれぞれ相互に独立して、酸素原子が相互に直接結合しない形で、-O-、-S-、-NH-、-N(CH3)-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-SCO-、-COS-又は-C≡C-により置き換えられていても良く、あるいはR1は一般式(II-a)
    Figure 0005098355
    (式中、Pは反応性官能基を表し、Spは炭素原子数1〜20のスペーサー基を表し、mは0又は1を表す。)で表される構造を表す。)で表される化合物を含有する請求項1記載の重合性液晶組成物。
  7. 一般式(II)において、Spがアルキレン基を表し、(該アルキレン基は1つ以上のハロゲン原子又はCNにより置換されていても良く、この基中に存在する1つのCH2基又は隣接していない2つ以上のCH2基はそれぞれ相互に独立して、酸素原子が相互に直接結合しない形で、-O-、-S-、-NH-、-N(CH3)-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCOO-、-SCO-、-COS-又は-C≡C-により置き換えられていても良い。)MGが一般式(II-b)
    Figure 0005098355
    (式中、A1、A2及びA3はそれぞれ独立的に、1,4-フェニレン基、1,4-シクロヘキシレン基、1,4-シクロヘキセニル基、テトラヒドロピラン-2,5-ジイル基、1,3-ジオキサン-2,5-ジイル基、テトラヒドロチオピラン-2,5-ジイル基、1,4-ビシクロ(2,2,2)オクチレン基、デカヒドロナフタレン-2,6-ジイル基、ピリジン-2,5-ジイル基、ピリミジン-2,5-ジイル基、ピラジン-2,5-ジイル基、1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン-2,6-ジイル基、2,6-ナフチレン基、フェナントレン-2,7-ジイル基、9,10-ジヒドロフェナントレン-2,7-ジイル基、1,2,3,4,4a,9,10a-オクタヒドロフェナントレン2,7-ジイル基又はフルオレン2,7-ジイル基を表し、該1,4-フェニレン基、1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン-2,6-ジイル基、2,6-ナフチレン基、フェナントレン-2,7-ジイル基、9,10-ジヒドロフェナントレン-2,7-ジイル基、1,2,3,4,4a,9,10a-オクタヒドロフェナントレン2,7-ジイル基及びフルオレン2,7-ジイル基は置換基として1個以上のF、Cl、CF3、OCF3、シアノ基、炭素原子数1〜8のアルキル基、アルコキシ基、アルカノイル基、アルカノイルオキシ基、炭素原子数2〜8のアルケニル基、アルケニルオキシ基、アルケノイル基又はアルケノイルオキシ基を有していても良く、Z0、Z1、Z2及びZ3はそれぞれ独立して、-COO-、-OCO-、-CH2 CH2-、-OCH2-、-CH2O-、-CH=CH-、-C≡C-、-CH=CHCOO-、-OCOCH=CH-、-CH2CH2COO-、-CH2CH2OCO-、-COO CH2CH2-、-OCOCH2CH2-、-CONH-、-NHCO-又は単結合を表し、nは0、1又は2を表す。)で表される構造を表し、Pが一般式(II-c)、一般式(II-d)及び一般式(II-e)
    Figure 0005098355
    (式中、R21、R22、R23、R31、R32、R33、R41、R42及びR43はそれぞれ独立的に水素原子、ハロゲン原子又は炭素原子数1〜5のアルキル基を表し、nは0又は1を表す。)で表される置換基からなる群より選ばれる置換基を表す、請求項6記載の重合性液晶組成物。
  8. 一般式(III)
    Figure 0005098355
    (式中、mは0又は1を表し、W1及びW2はそれぞれ独立的に単結合、-O-、-COO-又は-OCO-を表し、Y1及びY2はそれぞれ独立的に-COO-又は-OCO-を表し、r及びsはそれぞれ独立的に2〜18の整数を表すが、式中に存在する1,4−フェニレン基は炭素原子数1〜7のアルキル基、アルコキシ基、アルカノイル基、シアノ基、又はハロゲン原子で一つ以上置換されていても良い。)で表される化合物を含有する請求項7記載の重合性液晶組成物。
  9. 一般式(IV)
    Figure 0005098355
    (式中、Z1は水素原子、ハロゲン原子、シアノ基又は炭素原子数1〜20の炭化水素基を表し、Z2は水素原子又はメチル基を表し、tは0又は1を表し、A、B及びCはそれぞれ独立的に、1,4−フェニレン基、隣接しないCH基が窒素で置換された1,4−フェニレン基、1,4−シクロヘキシレン基、1つ又は隣接しない2つのCH2基が酸素又は硫黄原子で置換された1,4−シクロヘキシレン基、1,4−シクロヘキセニレン基を表すが、式中に存在する1,4−フェニレン基は炭素原子数1〜7のアルキル基、アルコキシ基、アルカノイル基、シアノ基又はハロゲン原子で一つ以上置換されていても良く、Y3及びY4はそれぞれ独立的に単結合、-CH2CH2-、-CH2O-、-OCH2-、-COO-、-OCO-、-C≡C-、-CH=CH-、-CF=CF-、-(CH24-、-CH2CH2CH2O-、-OCH2CH2CH2-、-CH=CHCH2CH2-、-CH2CH2CH=CH-、-CH=CHCOO-、-OCOCH=CH-、-CH2CH2COO-、-CH2CH2OCO-、-COO CH2CH2-又は-OCOCH2CH2-を表し、Y5は単結合、-O-、-COO-、-OCO-又は-CH=CHCOO-を表す。)で表される化合物を含有する請求項7記載の重合性液晶組成物。
  10. 一般式(V)
    Figure 0005098355
    (式中、Z3は水素原子、ハロゲン原子、シアノ基又は炭素原子数1〜20の炭化水素基を表し、Z4は水素原子又はメチル基を表し、W3は単結合、-O-、-COO-又は-OCO-を表し、vは2〜18の整数を表し、uは0又は1を表し、D、E及びFはそれぞれ独立的に、1,4−フェニレン基、隣接しないCH基が窒素で置換された1,4−フェニレン基、1,4−シクロヘキシレン基、1つ又は隣接しない2つのCH2基が酸素又は硫黄原子で置換された1,4−シクロヘキシレン基、1,4−シクロヘキセニレン基を表すが、式中に存在する1,4−フェニレン基は炭素原子数1〜7のアルキル基、アルコキシ基、アルカノイル基、シアノ基又はハロゲン原子で一つ以上置換されていても良く、Y6及びY7はそれぞれ独立的に単結合、-CH2CH2-、-CH2O-、-OCH2-、-COO-、-OCO-、-C≡C-、-CH=CH-、-CF=CF-、-(CH24-、-CH2CH2CH2O-、-OCH2CH2CH2-、-CH=CHCH2CH2-、-CH2CH2CH=CH-、-CH=CHCOO-、-OCOCH=CH-、-CH2CH2COO-、-CH2CH2OCO-、-COO CH2CH2-又は-OCOCH2CH2-を表し、Y8は単結合、-O-、-COO-、-OCO-又は-CH=CHCOO-を表す。)で表される化合物を含有する請求項7記載の重合性液晶組成物。
  11. ベンゼン誘導体、トリフェニレン誘導体、トルキセン誘導体、フタロシアニン誘導体又はシクロヘキサン誘導体を分子の中心の母核とし、直鎖のアルキル基、直鎖のアルコキシ基又は置換ベンゾイルオキシ基がその側鎖として放射状に置換した構造である円盤状液晶化合物を含有する請求項1記載の重合性液晶組成物。
  12. 円盤状液晶化合物が一般式(VI)で表される請求項11記載の重合性液晶組成物。
    Figure 0005098355
    (式中、R5はそれぞれ独立して一般式(VI-a)で表される置換基を表す。)
    Figure 0005098355
    (式中、R6及びR7はそれぞれ独立的に水素原子、ハロゲン原子又はメチル基を表し、R8は炭素原子数1〜20アルコキシ基を表すが、該アルコキシ基中の水素原子は一般式(VI-b)、一般式(VI-c)又は一般式(VI-d)で表される置換基によって置換されていても良い。)
    Figure 0005098355
    (式中、R81、R82、R83、R84、R85、R86、R87、R88及びR89はそれぞれ独立的に水素原子、ハロゲン原子又は炭素原子数1〜5のアルキル基を表し、nは0又は1を表す。)
  13. 請求項1から12の何れかに記載の重合性液晶組成物の重合体により構成される光学異方体。
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