JP6428265B2 - 液晶組成物、位相差板、画像表示装置、および光学異方性層の波長分散制御方法 - Google Patents
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Description
〔1〕 逆波長分散重合性液晶化合物と添加物モノマーAまたは添加物モノマーBを含む液晶組成物であって、
前記逆波長分散重合性液晶化合物は、分子中に主鎖メソゲンと前記主鎖メソゲンに結合した側鎖メソゲンとを有し、均一配向した場合に前記主鎖メソゲンと前記側鎖メソゲンとの光軸が異なる方向に配向し、それにより複屈折Δnが逆波長分散特性を有し、
波長λ=380nmから780nmの範囲で、前記逆波長分散重合性液晶化合物中に前記添加物モノマーを分散させたときに、添加物モノマーAは下記式(i)、添加物モノマーBは下記式(ii)をそれぞれ満たすことを特徴とする、液晶組成物。
ne>nea かつ no<noa 式(i)
ne<neb かつ no>nob 式(ii)
(式中、前記逆波長分散重合性液晶化合物の遅相軸方向屈折率をne、進相軸方向屈折率をnoとし、前記逆波長分散重合性液晶化合物に分散したときの添加物モノマーAのne方向の屈折率をnea、no方向の屈折率をnoaとし、前記逆波長分散重合性液晶化合物に分散したときの添加物モノマーBのne方向の屈折率をneb、no方向の屈折率をnobとする)
前記光学異方性層において、前記逆波長分散重合性液晶化合物は、分子中に主鎖メソゲンと前記主鎖メソゲンに結合した側鎖メソゲンとを有し、前記主鎖メソゲンと前記側鎖メソゲンとの光軸が異なる方向に配向し、それにより前記光学異方性層の複屈折ΔnL’が逆波長分散特性を有することができ、
波長λ=380nmから780nmの範囲で、添加物モノマーAは下記式(i)を満たし、
ne>nea かつ no<noa 式(i)
(式中、前記逆波長分散重合性液晶化合物の遅相軸方向屈折率をne、進相軸方向屈折率をnoとし、前記逆波長分散重合性液晶化合物に分散したときの添加物モノマーAのne方向の屈折率をnea、no方向の屈折率をnoaとする)
前記液晶組成物を硬化させてなる光学異方性層の複屈折ΔnL’、及び、前記逆波長分散重合性液晶化合物のみを均一配向させて形成される光学異方性層の複屈折ΔnLが、式(iii)の関係を示すことを特徴とする位相差板。
ΔnL(450)/ΔnL(550)>ΔnL’(450)/ΔnL’(550)かつ
ΔnL(650)/ΔnL(550)<ΔnL’(650)/ΔnL’(550) 式(iii)
(式中、波長λ=450nmにおける複屈折ΔnL、ΔnL’をΔnL(450)、ΔnL’(450)とし、波長λ=550nmにおける複屈折ΔnL、ΔnL’をΔnL(550)、ΔnL’(550)とし、波長λ=650nmにおける複屈折ΔnL、ΔnL’をΔnL(650)、ΔnL’(650)とする)
前記光学異方性層において、前記逆波長分散重合性液晶化合物は、分子中に主鎖メソゲンと前記主鎖メソゲンに結合した側鎖メソゲンとを有し、前記主鎖メソゲンと前記側鎖メソゲンとの光軸が異なる方向に配向し、それにより前記光学異方性層の複屈折ΔnL’が逆波長分散特性を有することができ、
波長λ=380nmから780nmの範囲で、添加物モノマーBは下記式(ii)を満たし、
ne<neb かつ no>nob 式(ii)
(式中、前記逆波長分散重合性液晶化合物の遅相軸方向屈折率をne、進相軸方向屈折率をnoとし、前記逆波長分散重合性液晶化合物に分散したときの添加物モノマーBのne方向の屈折率をneb、no方向の屈折率をnobとする)
前記液晶組成物を硬化させてなる光学異方性層の複屈折ΔnL’、及び、前記逆波長分散重合性液晶化合物のみを均一配向させて形成される光学異方性層の複屈折ΔnLが、式(iv)の関係を示すことを特徴とする位相差板。
ΔnL(450)/ΔnL(550)<ΔnL’(450)/ΔnL’(550)かつ
ΔnL(650)/ΔnL(550)>ΔnL’(650)/ΔnL’(550) 式(iv)
(式中、波長λ=450nmにおける複屈折ΔnL、ΔnL’をΔnL(450)、ΔnL’(450)とし、波長λ=550nmにおける複屈折ΔnL、ΔnL’をΔnL(550)、ΔnL’(550)とし、波長λ=650nmにおける複屈折ΔnL、ΔnL’をΔnL(650)、ΔnL’(650)とする)
支持体上に前記液晶組成物を塗工する工程と、塗工した液晶組成物の配向を均一化する工程と、均一化した配向状態を固定化する工程とを含む、位相差板の製造方法。
〔5〕 〔3〕記載の位相差板の製造方法であって、
支持体上に前記液晶組成物を塗工する工程と、塗工した液晶組成物の配向を均一化する工程と、均一化した配向状態を固定化する工程とを含む、位相差板の製造方法。
〔6〕 〔2〕または〔3〕のいずれかに記載の位相差板を含む画像表示装置。
〔7〕 〔1〕記載の液晶組成物を硬化させてなる光学異方性層を有する位相差板の製造方法において、前記液晶組成物中の添加物モノマーAまたは添加物モノマーBの含有量によって光学異方性層の波長分散の大きさを制御することを含む、位相差板の製造方法。
液晶組成物中の添加物モノマーAまたは添加物モノマーBの含有量によって光学異方性層の波長分散の大きさを制御する方法。
ここで逆波長分散重合性液晶化合物の遅相軸方向の屈折率をne(図中の線5)とする。逆波長分散重合性液晶化合物の遅相軸方向とは、屈折率の絶対値が大きい方向、すなわち、逆波長分散重合性液晶化合物におけるメソゲン1aの長軸方向を示す。
さらに、逆波長分散重合性液晶化合物の進相軸方向の屈折率をno(図中の線6)とする。逆波長分散重合性液晶化合物の進相軸方向とは、遅相軸方向と垂直方向、すなわち、逆波長分散重合性液晶化合物におけるメソゲン1bの長軸方向を示す。
さらに、順波長分散重合性液晶化合物の遅相軸方向の屈折率をne1’(図中の線7)とする。
また、順波長分散重合性液晶化合物の進相軸方向の屈折率をno1’(図中の線8)とする。
このとき、波長λ=380〜780nmにおける範囲において、ne、no、ne1’、no1’は下記(式4)の関係にある。
ne<ne1’かつ no>no1’ (式4)
ne1”= ne*a/(a+b)+ne1’*b/(a+b) (式5)
no1”= no*a/(a+b)+no1’*b/(a+b) (式6)
ここで、「a」は逆波長分散重合性液晶化合物の部数、「b」は順波長分散重合性液晶化合物の部数を表す。また、前記の部数は、モル基準の量を表す。
Δn(450)/Δn(550)<Δn1”(450)/Δn1”(550)かつ
Δn(650)/Δn(550)>Δn1”(650)/Δn1”(550) (式7)
ここで、Δn1”(450)は、波長λ=450nmにおける液晶組成物の複屈折Δn1”を示す。また、Δn1”(550)は、波長λ=550nmにおける液晶組成物の複屈折Δn1”を示す。さらに、Δn1”(650)は、波長λ=650nmにおける液晶組成物の複屈折Δn1”を示す。
ここで逆波長分散重合性液晶化合物の遅相軸方向の屈折率をne(図中の線5)とする。
また、逆波長分散重合性液晶化合物の進相軸方向の屈折率をno(図中の線6)とする。
さらに、順波長分散重合性液晶化合物の遅相軸方向の屈折率をne2’(図中の線7)とする。
また、順波長分散重合性液晶化合物の進相軸方向の屈折率をno2’(図中の線8)とする。
このとき、波長λ=380nm〜780nmにおける範囲において、ne、no、ne2’、no2’は下記(式8)の関係にある。
ne>ne2’かつ no<no2’ (式8)
ne2”= ne*a/(a+b)+ne2’*b/(a+b) (式9)
no2”= no*a/(a+b)+no2’*b/(a+b) (式10)
ここで、「a」は逆波長分散重合性液晶化合物の部数、「b」は順波長分散重合性液晶化合物の部数を表す。また、前記の部数は、モル基準の量を表す。
Δn(450)/Δn(550)>Δn2”(450)/Δn2”(550) かつ
Δn(650)/Δn(550)<Δn2”(650)/Δn2”(550)(式11)
ここで、Δn2”(450)は、波長λ=450nmにおける液晶組成物の複屈折Δn2”を示す。また、Δn2”(550)は、波長λ=550nmにおける液晶組成物の複屈折Δn2”を示す。さらに、Δn2”(650)は、波長λ=650nmにおける液晶組成物の複屈折Δn2”を示す。
ne>n’>no (式12)
本発明において、逆波長分散重合性液晶化合物とは、液晶組成物として配合し均一配向させた際に、液晶相を呈し、かかる液晶相を呈した状態で、液晶相における分子の均一配向を維持したまま重合し、重合体となりうる液晶化合物であって、得られた重合体が逆波長分散を示す重合性液晶化合物である。
R1の炭素数1〜6のアルキル基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、n−へキシル基等が挙げられる。
R1としては、水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基が好ましい。
炭素数1〜20の2価の脂肪族基としては、鎖状構造を有する脂肪族基;飽和環状炭化水素(シクロアルカン)構造、不飽和環状炭化水素(シクロアルケン)構造等の脂環式構造を有する脂肪族基;等が挙げられる。
これらの中でも、−O−、−O−C(=O)−、−C(=O)−O−、又は、−C(=O)−が好ましい。
該アルケニル基の炭素数としては、2〜6が好ましい。Z1及びZ2のアルケニル基の置換基であるハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子等が挙げられ、塩素原子が好ましい。
本発明において、「芳香環」は、Huckel則に従う広義の芳香族性を有する環状構造、及び硫黄、酸素、窒素等のヘテロ原子の孤立電子対がπ電子系に関与して芳香族性を示す環状構造を意味する。ここで、Huckel則に従う広義の芳香族性を有する環状構造とは、π電子を(4n+2)個有する環状共役構造を意味する。また、ヘテロ原子の孤立電子対がπ電子系に関与して芳香族性を示す環状構造を有する化合物の例としては、チオフェン、フラン、ベンゾチアゾール等が挙げられる。
なお、Axの炭素数2〜30の有機基の「炭素数」は、置換基の炭素原子を含まない有機基全体の総炭素数を意味する(後述するAyにて同じである。)。
R6の、炭素数1〜12のアルキル基、及び炭素数2〜12のアルケニル基の具体例は、前記Ayの、炭素数1〜12のアルキル基、炭素数2〜12のアルケニル基の例として列記したものと同様のものが挙げられる。
また、Ayが有する芳香環は、任意の位置に置換基を有していてもよい。かかる置換基としては、前記Axが有する芳香環の置換基として列記したものと同様のものが挙げられる。
炭素数4〜30の不飽和複素環、炭素数6〜30の不飽和炭素環としては、特に制約はなく、芳香族性を有していても有していなくてもよい。例えば、下記に示す環が挙げられる。なお、下記に示す環は、式(I)中の
また、これらの環は置換基を有していてもよい。置換基としては、ハロゲン原子、シアノ基、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、ニトロ基、−C(=O)−R4、−C(=O)−OR4、−SO2R4等が挙げられる。ここで、R4は前記と同じ意味を表す。
A2、A3の芳香族基は単環のものであっても、多環のものであってもよい。
A2、A3の具体例としては、下記のものが挙げられる。
置換基を有していてもよい炭素数1〜6のアルキル基としては、前記AXで例示したのと同様のものが挙げられる。
これらの中でも、Q1は、水素原子又は炭素数1〜6のアルキル基が好ましく、水素原子及びメチル基がより好ましい。
化合物(I)は、例えば、下記に示す反応により製造することができる。
すなわち、式(3)で表されるヒドラジン化合物(ヒドラジン化合物(3))を、式(4)で表されるカルボニル化合物(カルボニル化合物(4))と、〔ヒドラジン化合物(3):カルボニル化合物(4)〕のモル比で、1:2〜2:1、好ましくは1:1.5〜1.5:1の割合で反応させることにより、高選択的かつ高収率で目的とする式(I)で示される化合物を製造することができる。
これらの中でも、アルコール系溶媒、エーテル系溶媒、及びアルコール系溶媒とエーテル系溶媒の混合溶媒が好ましい。
この反応に用いる溶媒としては、反応に不活性なものであれば特に限定されない。例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、n−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、n−ブチルアルコール、イソブチルルコール、sec−ブチルアルコール、t−ブチルアルコール、n−ペンチルアルコール、アミルアルコール等のアルコール系溶媒;ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、1,2−ジメトキシエタン、1,4−ジオキサン、シクロペンチルメチルエーテル等のエーテル系溶媒;ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶媒;n−ペンタン、n−ヘキサン、n−ヘプタン等の脂肪族炭化水素系溶媒;NM−ジメチルホルムアミド、N−メチルピロリドン、ヘキサメチルリン酸トリアミド等のアミド系溶媒;ジメチルスルホキシド、スルホラン等の含硫黄系溶媒;及びこれらの2種以上からなる混合溶媒;等が挙げられる。
これらの中でも、アルコール系溶媒、エーテル系溶媒、及びアルコール系溶媒とエーテル系溶媒の混合溶媒が好ましい。
反応は、−10℃から用いる溶媒の沸点までの温度範囲で円滑に進行する。各反応の反応時間は、反応規模にもよるが、通常、数分から数時間である。
金属塩還元剤とは一般に低原子価金属を含む化合物、もしくは金属イオンとヒドリド源からなる化合物である(「有機合成実験法ハンドブック」1990年社団法人有機合成化学協会編 丸善株式会社発行810ページを参照)。
金属塩還元剤としては、例えば、NaAlH4、NaAlHn(OR7)m、LiAlH4、iBu2AlH、LiBH4、NaBH4、SnCl2、CrCl2、TiCl3等が挙げられる。ここで、m、nはそれぞれ独立して1〜3の整数を表し、m+n=4である。R7は炭素数1〜6のアルキル基を表す。また、iBuとは、イソブチル基を表す。
また、ジアゾニウム塩(5)は、アニリン等の化合物から常法により製造することができる。
(i)式:D1−hal(halはハロゲン原子を表す。以下にて同じ。)で表される化合物と、式:D2−OMet(Metはアルカリ金属(主にナトリウム)を表す。以下にて同じ。)で表される化合物とを混合して縮合させる(ウイリアムソン合成)。なお、式中、D1及びD2は任意の有機基を表す(以下にて同じ。)
(ii)式:D1−halで表される化合物と、式:D2−OHで表される化合物とを水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の塩基存在下、混合して縮合させる。
(iii)式:D1−J(Jはエポキシ基を表す。)で表される化合物と、式:D2−OHで表される化合物とを水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の塩基存在下、混合して縮合させる。
(iv)式:D1−OFN(OFNは不飽和結合を有する基を表す。)で表される化合物と、式:D2−OMetで表される化合物を、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の塩基存在下、混合して付加反応させる。
(v)式:D1−halで表される化合物と、式:D2−OMetで表される化合物とを、銅あるいは塩化第一銅存在下、混合して縮合させる(ウルマン縮合)。
(vi)式:D1−COOHで表される化合物と、式:D2−OH又はD2−NH2で表される化合物とを、脱水縮合剤(NM−ジシクロヘキシルカルボジイミド等)の存在下に脱水縮合させる。
(vii)式:D1−COOHで表される化合物にハロゲン化剤を作用させることにより、式:D1−CO−halで表される化合物を得、このものと式:D2−OH又はD2−NH2で表される化合物とを、塩基の存在下に反応させる。
(viii)式:D1−COOHで表される化合物に酸無水物を作用させることにより、混合酸無水物を得た後、このものに、式:D2−OH又はD2−NH2で表される化合物を反応させる。
(ix)式:D1−COOHで表される化合物と、式:D2−OH又はD2−NH2で表される化合物とを、酸触媒あるいは塩基触媒の存在下に脱水縮合させる。
脱水縮合剤の使用量は、化合物(7)1モルに対し、通常1〜3モルである。
用いる塩基としては、トリエチルアミン、ピリジン等の有機塩基;水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム等の無機塩基が挙げられる。
塩基の使用量は、化合物(7)1モルに対し、通常1〜3モルである。
化合物(7)が、式(7)中、Lがメタンスルホニルオキシ基、又はp−トルエンスルホニルオキシ基の化合物(混合酸無水物)である場合もハロゲン原子の場合と同様である。
溶媒の使用量は、特に限定されず、用いる化合物の種類や反応規模等を考慮して適宜定めることができるが、ジヒドロキシ化合物(6)1gに対し、通常1〜50gである。
R1wの炭素数1〜6のアルキル基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、n−へキシル基等が挙げられる。
R1wとしては、水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基が好ましい。
炭素数1〜20の二価の脂肪族基としては、炭素数1〜20のアルキレン基、炭素数2〜20のアルケニレン基等の鎖状構造を有する二価の脂肪族基;炭素数3〜20のシクロアルカンジイル基、炭素数4〜20のシクロアルケンジイル基、炭素数10〜30の二価の脂環式縮合環基等の二価の脂肪族基;等が挙げられる。
前記脂肪族基に介在する基としては、−O−、−O−C(=O)−、−C(=O)−O−、−C(=O)−が好ましい。
該アルケニル基の炭素数としては、2〜6が好ましい。Z1w及びZ2wのアルケニル基の置換基であるハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子等が挙げられ、塩素原子が好ましい。
なお、Axwの炭素数2〜30の有機基の「炭素数」は、置換基の炭素原子を含まない有機基全体の総炭素数を意味する(後述するAywにて同じである。)。
(1)芳香族炭化水素環基
(3)芳香族炭化水素環基及び芳香族複素環基からなる群から選ばれる少なくとも一つの芳香環を有する、アルキル基
なお、Axwの炭素数2〜30の有機基の「炭素数」は、置換基の炭素原子を含まない有機基全体の総炭素数を意味する(後述するAywにて同じである。)。
置換基を有していてもよい炭素数2〜20のアルケニル基の炭素数は、2〜12であることが好ましい。
R4wの、炭素数1〜20のアルキル基、及び炭素数2〜20のアルケニル基の具体例は、前記Aywの、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数2〜20のアルケニル基の例として列記したものと同様のものが挙げられる。
Aywの、置換基を有していてもよい炭素数3〜12のシクロアルキル基、置換基を有してもよい炭素数6〜12の芳香族炭化水素基、置換基を有していてもよい炭素数3〜9の芳香族複素環基の置換基としては、フッ素原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、シアノ基が好ましい。
また、これらの環は置換基を有していてもよい。かかる置換基としては、Axwが有する芳香環の置換基として例示したのと同様のものが挙げられる。
(α)Axwが炭素数4〜30の、芳香族炭化水素基又は芳香族複素環基であり、Aywが水素原子、炭素数3〜8のシクロアルキル基、(ハロゲン原子、シアノ基、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、若しくは炭素数3〜8のシクロアルキル基)を置換基として有していてもよい炭素数6〜12の芳香族炭化水素基、(ハロゲン原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、シアノ基)を置換基として有していてもよい炭素数3〜9の芳香族複素環基、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルケニル基、置換基を有していてもよい炭素数2〜20のアルキニル基であり、当該置換基が、ハロゲン原子、シアノ基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数1〜12のアルコキシ基で置換された炭素数1〜12のアルコキシ基、フェニル基、シクロヘキシル基、炭素数2〜12の環状エーテル基、炭素数6〜14のアリールオキシ基、水酸基、ベンゾジオキサニル基、ベンゼンスルホニル基、ベンゾイル基、−SR10wのいずれかである組み合わせ、及び、
(β)AxwとAywが一緒になって不飽和複素環又は不飽和炭素環を形成しているもの、
が挙げられる。ここで、R10wは前記と同じ意味を表す。
(γ)Axwが下記構造を有する基のいずれかであり、Aywが水素原子、炭素数3〜8のシクロアルキル基、(ハロゲン原子、シアノ基、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、若しくは炭素数3〜8のシクロアルキル基)を置換基として有していてもよい炭素数6〜12の芳香族炭化水素基、(ハロゲン原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、シアノ基)を置換基として有していてもよい炭素数3〜9の芳香族複素環基、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルケニル基、置換基を有していてもよい炭素数2〜20のアルキニル基であり、当該置換基が、ハロゲン原子、シアノ基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数1〜12のアルコキシ基で置換された炭素数1〜12のアルコキシ基、フェニル基、シクロヘキシル基、炭素数2〜12の環状エーテル基、炭素数6〜14のアリールオキシ基、水酸基、ベンゾジオキサニル基、ベンゼンスルホニル基、ベンゾイル基、−SR10wのいずれかである組み合わせである。ここで、R10wは前記と同じ意味を表す。
AxwとAywの特に好ましい組み合わせとしては、
(δ)Axwが下記構造を有する基のいずれかであり、Aywが水素原子、炭素数3〜8のシクロアルキル基、(ハロゲン原子、シアノ基、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、若しくは炭素数3〜8のシクロアルキル基)を置換基として有していてもよい炭素数6〜12の芳香族炭化水素基、(ハロゲン原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、シアノ基)を置換基として有していてもよい炭素数3〜9の芳香族複素環基、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルケニル基、置換基を有していてもよい炭素数2〜20のアルキニル基であり、当該置換基が、ハロゲン原子、シアノ基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数1〜12のアルコキシ基で置換された炭素数1〜12のアルコキシ基、フェニル基、シクロヘキシル基、炭素数2〜12の環状エーテル基、炭素数6〜14のアリールオキシ基、水酸基、ベンゾジオキサニル基、ベンゼンスルホニル基、ベンゾイル基、−SR10wのいずれかである組合せである。下記式中、Xwは前記と同じ意味を表す。ここで、R10wは前記と同じ意味を表す。
なお、下記式においては、結合状態をより明確にすべく、置換基Y1w、Y2wを便宜上記載している(Y1w、Y2wは、前記と同じ意味を表す。以下にて同じ。)。
炭素数3〜30の二価の脂環式炭化水素基としては、炭素数3〜30のシクロアルカンジイル基、炭素数10〜30の二価の脂環式縮合環基等が挙げられる。
前記炭素数3〜30の二価の脂環式炭化水素基は、Y1w、Y3w(又はY2w、Y4w)と結合する炭素原子の立体配置の相違に基づく、シス型、トランス型の立体異性体が存在し得る。例えば、シクロヘキサン−1,4−ジイル基の場合には、下記に示すように、シス型の異性体(Aw32a)とトランス型の異性体(Aw32b)が存在し得る。
A4w、A5wの芳香族基は単環のものであっても、多環のものであってもよい。
A4w、A5wの好ましい具体例としては、下記のものが挙げられる。
置換基を有していてもよい炭素数1〜6のアルキル基としては、前記AXwで例示したのと同様のものが挙げられる。
これらの中でも、Q1wは、水素原子又は炭素数1〜6のアルキル基が好ましく、水素原子及びメチル基がより好ましい。
本発明における添加物モノマーは、逆波長分散重合性液晶化合物を含む液晶組成物に加えられるモノマーであり、逆波長分散液晶化合物と重合や架橋をすることのできる化合物である。
また、逆波長分散重合性液晶化合物中に添加物モノマーBを分散させたとき、波長λ=380nmから780nmの範囲で、添加物モノマーBは下記式(ii)を満たす。
ne>nea かつ no<noa 式(i)
ne<neb かつ no>nob 式(ii)
また、式(ii)を満たす添加物モノマーBを含む液晶組成物の複屈折Δnは、逆波長分散重合性液晶化合物の複屈折Δnと比べて大きくなる。そのため、添加物モノマーBを含む液晶組成物の複屈折Δnの波長分散を、逆波長分散重合性液晶化合物の複屈折Δnの波長分散と比べて小さくできる。
したがって、液晶組成物中の添加物モノマーA及び添加物モノマーBの量を制御することにより、液晶組成物の波長分散の大きさを制御することができる。
添加物モノマーAの屈折率neaは(式8)に係る屈折率ne2’又は(式12)に係る屈折率n’に対応し、添加物モノマーAの屈折率noaは(式8)に係る屈折率no2’又は(式12)に係る屈折率n’に対応する。
また、添加物モノマーBの屈折率nebは(式4)に係る屈折率ne1’に対応し、添加物モノマーBの屈折率nobは(式4)に係る屈折率no1’に対応する。
添加物モノマーAの場合、(式i)を満たすモノマーであれば特に制限はないが、順波長分散重合性液晶化合物や液晶化合物でない(屈折率異方性のない)樹脂モノマーを使用することができる。具体的には、下記化合物(3)などが挙げられる。
続いて、本発明における逆波長分散重合性液晶化合物を用いた位相差板の製造方法について説明する。その手段については種々考えられるが、支持体上に逆波長分散重合性液晶化合物並びに添加物モノマーA又はBを含む液晶組成物としての溶液を塗工し、露光により硬化させるというものが簡便である。これにより、支持体上に光学異方性層を形成することができるので、この光学異方性層を備える位相差板を得ることができる。
溶媒は、逆波長分散重合性液晶化合物100重量部に対して、100重量部〜1000重量部、好ましくは150重量部〜600重量部の量で用いることができる。
光重合開始剤は、逆波長分散重合性液晶化合物100重量部に対して、0.1重量部〜30重量部、好ましくは0.5重量部〜10重量部の量で用いることができる。
増感剤は、光重合開始剤100重量部に対して、0.1〜60重量部の量で含有させることができる。
多官能チオールは、チオール基を2個以上有する化合物を用いうる。多官能チオールとしては、例えば、ヘキサンジチオール、デカンジチオール、1,4−ブタンジオールビスチオプロピオネート、1,4−ブタンジオールビスチオグリコレート、エチレングリコールビスチオグリコレート、エチレングリコールビスチオプロピオネート、トリメチロールプロパントリスチオグリコレート、トリメチロールプロパントリスチオプロピオネート、トリメチロールプロパントリス(3−メルカプトブチレート)、ペンタエリスリトールテトラキスチオグリコレート、ペンタエリスリトールテトラキスチオプロピオネート、トリメルカプトプロピオン酸トリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレート、1,4−ジメチルメルカプトベンゼン、2、4、6−トリメルカプト−s−トリアジン、2−(NM−ジブチルアミノ)−4,6−ジメルカプト−s−トリアジン等が挙げられる。これらの多官能チオールは、1種または2種以上混合して用いることができる。
多官能チオールは、逆波長分散重合性液晶化合物100重量部に対して、0.2〜150重量部、好ましくは0.2〜100重量部の量で用いることができる。
シランカップリング剤としては、ビニルトリス(β−メトキシエトキシ)シラン、ビニルエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン等のビニルシラン類、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン等の(メタ)アクリルシラン類、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)メチルトリメトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリエトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)メチルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン等のエポキシシラン類、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルメチルジエトキシシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−フェニル−γ−アミノプロピルトリエトキシシラン等のアミノシラン類、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリエトキシシラン等のチオシラン類等が挙げられる。
シランカップリング剤は、逆波長分散重合性液晶化合物100重量部に対して、0.01〜100重量部の量で含有させることができる。
配向膜は、例えば、ポリイミド、ポリビニルアルコール、ポリエステル、ポリアリレート、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド等のポリマーを含有するものである。配向膜は、このようなポリマーを含有する溶液(配向膜用液晶組成物)を支持体上に膜状に塗工し、乾燥させ、そして一方向にラビング処理等することで、得ることができる。
配向膜の厚さは0.001〜5μmであることが好ましく、0.001〜1μmであることがさらに好ましい。
ラビング処理の方法は、特に制限されないが、例えばナイロン等の合成繊維、木綿等の天然繊維からなる布又はフェルトを巻き付けたロールで一定方向に支持体又は配向膜の面を擦る方法が挙げられる。ラビング処理した時に発生する微粉末(異物)を除去して処理された面を清浄な状態とするために、ラビング処理後に、処理された面をイソプロピルアルコール等によって洗浄することが好ましい。
また、ラビング処理する方法以外に、配向膜の表面に偏光紫外線を照射する方法によっても、配向膜に液晶層を面内で一方向に配向規制する機能を持たせることができる。
また、それ以外の方法としてAr+などのイオンビームを支持体に対して斜めに入射させることにより、支持体に均一配向能を賦与させるイオンビーム配向法を使用することもできる。
光学異方性層において、逆波長分散重合性液晶化合物の主鎖メソゲン及び側鎖メソゲンは、異なる方向に配向する。光学異方性層における「逆波長分散重合性液晶化合物のメソゲン」とは、逆波長分散重合性液晶化合物の分子内に存在していたメソゲンであって、逆波長分散重合性液晶化合物が重合することにより生成した重合体内のメソゲンである。このように、主鎖メソゲン及び側鎖メソゲンが異なる方向に配向することにより、光学異方性層の複屈折ΔnL’が逆波長分散特性を有し、それにより、良好な位相差板としての特性を発現しうる。
光学異方性層の複屈折ΔnL’が逆波長分散特性を有することは、位相差解析装置(AXOMETRICS社製の製品名「AxoScan」等)を用いて、様々な波長λにおいて複屈折ΔnL’を測定することにより確認しうる。
ΔnL(450)/ΔnL(550)>ΔnL’(450)/ΔnL’(550)かつ
ΔnL(650)/ΔnL(550)<ΔnL’(650)/ΔnL’(550) 式(iii)
ΔnL(450)/ΔnL(550)<ΔnL’(450)/ΔnL’(550)かつ
ΔnL(650)/ΔnL(550)>ΔnL’(650)/ΔnL’(550) 式(iv)
本発明の位相差板は、上に述べた光学異方性層のみからなってもよく、又は必要に応じてその他の層を有していてもよい。例えば、光学異方性層の製造に用いた支持体、配向膜等の部材を、剥離せずそのまま備えた状態で、位相差板として用いてもよい。この場合、光学異方性層以外の層は、通常は光学的に等方な層とすることができる。任意の層のさらなる例としては、各層間を接着する接着層、フィルムの滑り性を良くするマット層、耐衝撃性ポリメタクリレート樹脂層などのハードコート層、反射防止層、防眩層、防汚層等が挙げられる。
本発明の画像表示装置は、前記本発明の位相差板を備える。本発明の画像表示装置において、位相差板は、直線偏光子と組み合わされ、円偏光板として設けられていてもよい。
本発明の画像表示装置の例としては、液晶表示装置、有機エレクトロルミネッセンス表示装置、プラズマ表示装置、FED(電界放出)表示装置、及びSED(表面電界)表示装置を挙げることができるが、液晶表示装置、有機エレクトロルミネッセンス表示装置が特に好ましい。
構造は1H−NMRで同定した。
温度計を備えた4つ口反応器に、窒素気流中、先のステップ1で合成した中間体A 10.5g(15.3mmol)、2−ヒドラジノベンゾチアゾール3.0g(18.3mmol)、及びテトラヒドロフラン(THF)80mlを加え、均一な溶液とした。この溶液に、(±)−10−カンファースルホン酸 18mg(0.08mmol)を加え、25℃にて3時間撹拌した。反応終了後、反応液を10%重曹水800mlに投入し、酢酸エチル100mlで2回抽出した。酢酸エチル層を集め、無水硫酸ナトリウムで乾燥し、硫酸ナトリウムをろ別した。ろ液からロータリーエバポレーターにて酢酸エチルを減圧留去して、淡黄色固体を得た。この淡黄色固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(トルエン:酢酸エチル=8:2(体積比))により精製し、淡黄色固体として化合物1を8.0g得た(収率:62.7%)。目的物の構造は1H−NMR、マススペクトルで同定した。
LCMS(APCI):calcd for C46H47N3O10S:833[M+];Found:833
化合物1を10mg計量し、固体状態のままで、ラビング処理を施したポリイミド配向膜付きのガラス基板2枚に挟んだ。この基板をホットプレート上に載せ、50℃から200℃まで昇温した後、再び50℃まで降温した。昇温、降温する際の組織構造の変化を偏向光学顕微鏡(ニコン社製、ECLIPSE LV100POL型)で観察した。その結果、昇温の過程において、102℃において固相からネマチック液晶相に転移し、165℃においてさらに等方性液体相に転移した。一方降温の過程において、140℃で等方性液体相からネマチック液晶相に転移し、50℃以下においてさらに固層に転移した。
まず、比較例として波長分散制御を行っていない逆波長分散重合性液晶化合物を用いた位相差板の製造方法とその光学特性を説明し、続いて実施例として波長分散制御を行った逆波長分散重合性液晶化合物を含む液晶組成物を用いた例について説明する。
下記組成の混合物を均一になるように攪拌混合し、孔径0.45μmのフィルタで濾過して逆波長分散重合性液晶化合物を含む溶液を得た。
逆波長分散重合性液晶化合物:化合物1 19.3部
光重合開始剤:イルガキュア−379(BASFジャパン株式会社製) 0.6部
界面活性剤:フタージェント209F 1%溶液 (ネオス株式会社製) 5.8部
溶媒:シクロペンタノン 74.3部
次に当該液晶配向基板にメタルハライドランプを用いて紫外線を露光した。紫外線の照射量は、波長λ=365nmにおいて照度16mW/cm2で露光量を100mJ/cm2とした。これにより支持体、及びその上に設けられた膜厚1.4μmの光学異方性層からなる位相差板を得た。
作製した位相差板について、Metricon社製の屈折率測定装置:プリズムカプラにて遅相軸方向と進相軸方向における屈折率測定を行った。波長λ=407nm、532nm、633nmにおける屈折率を測定し、得られた値をCauchyモデルに適用することにより、波長分散特性を算出した。その結果を図6に示す。波長λ=550nmにおける値はne=1.708、no=1.610となった。
作製した位相差板について、AXOMETRICS社製の位相差解析装置:AxoScanにて面内位相差Reの波長分散特性の測定を行った。Δn=Re/膜厚の関係からΔnを算出し、Δn(450)/Δn(550)=0.92、Δn(650)/Δn(550)=1.01を得た。
下記表1に示す組成物1、組成物2、組成物3と名付けた各種混合物を均一になるように攪拌混合し、孔径0.45μmのフィルタで濾過して逆波長分散重合性液晶化合物を含む溶液を得た。位相差板の製造は比較例と同様に行った。ここで、添加物モノマーとして用いたLC1057は、化合物1に分散させて均一配向した状態において、LC1057の遅相軸方向と化合物1の遅相軸方向とが平行になることが判明している。
支持体(COPゼオノアフィルム、商品名「ZF16」、日本ゼオン株式会社製)の一方の面を、ラビングすることにより配向処理を行った。かかる面上に、添加物モノマーLC1057 20部をシクロペンタノン 80部に溶解した溶液を、スピンコーターで乾燥膜厚が1.4μmになるように塗工した。ホットプレートにて120℃で2分間加熱乾燥し、複層物を得た。次に当該複層物にメタルハライドランプを用いて紫外線を露光した。紫外線の照射量は、波長λ=365nmにおいて照度16mW/cm2で露光量を100mJ/cm2とした。Metricon社製の屈折率測定装置:プリズムカプラにて遅相軸方向と進相軸方向における、LC1057の屈折率測定を行った。その結果、λ=380〜780nmにおける全波長領域において、遅相軸方向の屈折率は化合物1より大きく、進相軸方向の屈折率は化合物1より小さいことを確認した。波長λ=550nmにおける屈折率はne=1.763、no=1.551であった。
製造した位相差板について、AXOMETRICS社製の位相差解析装置:AxoScanにて波長分散特性の測定を行った。得られたRe波長分散特性と膜厚から、各組成のΔn(λ)/Δn(550)を算出した結果を図8および下記表2に示す。添加物モノマーの添加量が増加するに従い、複屈折Δnの波長分散が小さくなっていることが確認できた。この結果より、添加物モノマーの添加量により液晶組成物の複屈折Δnの波長分散が制御できていることが示唆される。
下記表3の組成物4、組成物5と名付けた各種混合物を均一になるように攪拌混合し、0.45μmのフィルタで濾過して逆波長分散重合性液晶化合物を含む溶液を得た。位相差板の製造は比較例と同様に行った。
添加物モノマー(化合物3)について実施例1と同様に、Metricon社製の屈折率測定装置:プリズムカプラにて遅相軸方向と進相軸方向における屈折率測定を行った。その結果、λ=380〜780nmにおける全波長領域において、遅相軸方向の屈折率は化合物1より小さく、進相軸方向の屈折率は化合物1より大きいことを確認した。また、化合物3は異方性がなく、波長λ=550nmにおける屈折率はne=1.635であった。
製造した位相板について、AXOMETRICS社製の位相差解析装置:AxoScanにて波長分散特性の測定を行った。得られたRe波長分散特性と膜厚から、各組成のΔn(λ)/Δn(550)を算出した結果を図9および表4に示す。添加物モノマーの添加量が増加するに従い、複屈折Δnの波長分散が大きくなっていることが確認できた。この結果より、添加物モノマーの添加量により液晶組成物の複屈折Δnの波長分散が制御できていることが示唆される。
5 逆波長分散重合性液晶化合物の遅相軸方向における屈折率の波長分散
6 逆波長分散重合性液晶化合物の進相軸方向における屈折率の波長分散
7 添加物モノマーA(順波長分散重合性液晶化合物)の遅相軸方向における屈折率の波長分散
8 添加物モノマーA(順波長分散重合性液晶化合物)の進相軸方向における屈折率の波長分散
9 液晶組成物の遅相軸方向における屈折率の波長分散
10 液晶組成物における進相軸方向における屈折率の波長分散
11 逆波長分散重合性液晶化合物における複屈折Δnの波長分散
12 液晶組成物における複屈折Δnの波長分散
13 化合物1の遅相軸方向における屈折率の波長分散
13’ 化合物1の進相軸方向における屈折率の波長分散
14a 組成物1の遅相軸方向における屈折率の波長分散
14’a 組成物1の進相軸方向における屈折率の波長分散
14b 組成物2の遅相軸方向における屈折率の波長分散
14’b 組成物2の進相軸方向における屈折率の波長分散
14c 組成物3の遅相軸方向における屈折率の波長分散
14’c 組成物3の進相軸方向における屈折率の波長分散
15 化合物1における複屈折Δnの波長分散
15a 組成物1の複屈折Δnの波長分散
15b 組成物2の複屈折Δnの波長分散
15c 組成物3の複屈折Δnの波長分散
16a 組成物4の複屈折Δnの波長分散
16b 組成物5の複屈折Δnの波長分散
Claims (7)
- 逆波長分散重合性液晶化合物と添加物モノマーAまたは添加物モノマーBを含む液晶組成物であって、
前記逆波長分散重合性液晶化合物は、分子中に主鎖メソゲンと前記主鎖メソゲンに結合した側鎖メソゲンとを有する下記式(I)又は(II)で表される化合物であり、均一配向した場合に前記主鎖メソゲンと前記側鎖メソゲンとの光軸が異なる方向に配向し、それにより複屈折Δnが逆波長分散特性を有し、
前記添加物モノマーAは、屈折率異方性のない化合物であり、
波長λ=380nmから780nmの範囲で、前記逆波長分散重合性液晶化合物中に前記添加物モノマーを分散させたときに、添加物モノマーAは下記式(i)、添加物モノマーBは下記式(ii)をそれぞれ満たすことを特徴とする、液晶組成物。
ne>nea かつ no<noa 式(i)
ne<neb かつ no>nob 式(ii)
(式中、
前記逆波長分散重合性液晶化合物の遅相軸方向屈折率をne、進相軸方向屈折率をnoとし、
前記逆波長分散重合性液晶化合物に分散したときの添加物モノマーAのne方向の屈折率をnea、no方向の屈折率をnoaとし、
前記逆波長分散重合性液晶化合物に分散したときの添加物モノマーBのne方向の屈折率をneb、no方向の屈折率をnobとする)
[上記(I)中、
Y1〜Y6はそれぞれ独立して、化学的な単結合、−O−、−S−、−O−C(=O)−、−C(=O)−O−、−O−C(=O)−O−、−NR1−C(=O)−、−C(=O)−NR1−、−O−C(=O)−NR1−、−NR1−C(=O)−O−、−NR1−C(=O)−NR1−、−O−NR1−、又は、−NR1−O−を表す。ここで、R1は水素原子又は炭素数1〜6のアルキル基を表す。
G1、G2はそれぞれ独立して、置換基を有していてもよい炭素数1〜20の2価の脂肪族基を表す。
Z1、Z2はそれぞれ独立して、ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数2〜10のアルケニル基を表す。
Axは、芳香族炭化水素環及び芳香族複素環からなる群から選ばれる少なくとも一つの芳香環を有する、炭素数2〜30の有機基を表す。
Ayは、水素原子、置換基を有していてもよい炭素数1〜12のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数2〜12のアルケニル基、置換基を有していてもよい炭素数3〜12のシクロアルキル基、−C(=O)−R3、−SO2−R6、又は、芳香族炭化水素環及び芳香族複素環からなる群から選ばれる少なくとも一つの芳香環を有する、炭素数2〜30の有機基を表す。R3は、置換基を有していてもよい炭素数1〜12のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数2〜12のアルケニル基、置換基を有していてもよい炭素数3〜12のシクロアルキル基を表す。R6は、炭素数1〜12のアルキル基、炭素数2〜12のアルケニル基、フェニル基、又は、4−メチルフェニル基を表す。
前記Ax及びAyが有する芳香環は置換基を有していてもよい。また、前記AxとAyは一緒になって、環を形成していてもよい。
A1は置換基を有していてもよい三価の芳香族基を表す。
A2、A3はそれぞれ独立して、置換基を有していてもよい炭素数6〜30の二価の芳香族基を表す。
Q1は、水素原子、又は、置換基を有していてもよい炭素数1〜6のアルキル基を示す。]
[上記式(II)中、
Y1w〜Y8wはそれぞれ独立して、化学的な単結合、−O−、−S−、−O−C(=O)−、−C(=O)−O−、−O−C(=O)−O−、−NR1w−C(=O)−、−C(=O)−NR1w−、−O−C(=O)−NR1w−、−NR1w−C(=O)−O−、−NR1w−C(=O)−NR1w−、−O−NR1w−、又は、−NR1w−O−を表す。ここで、R1wは水素原子又は炭素数1〜6のアルキル基を表す。
G1w、G2wはそれぞれ独立して、置換基を有していてもよい、炭素数1〜20の二価の脂肪族基を表す。
Z1w、Z2wはそれぞれ独立して、無置換又はハロゲン原子で置換された炭素数2〜10のアルケニル基を表す。
Axwは、芳香族炭化水素環及び芳香族複素環からなる群から選ばれる少なくとも一つの芳香環を有する、炭素数2〜30の有機基を表す。
Aywは、水素原子、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数2〜20のアルケニル基、置換基を有していてもよい炭素数3〜12のシクロアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数2〜20のアルキニル基、−C(=O)−R3w、−SO2−R4w、−C(=S)NH−R9w又は、芳香族炭化水素環及び芳香族複素環からなる群から選ばれる少なくとも一つの芳香環を有する、炭素数2〜30の有機基を表す。ここで、R3wは、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数2〜20のアルケニル基、置換基を有していてもよい炭素数3〜12のシクロアルキル基、炭素数5〜12の芳香族炭化水素基を表し、R4wは、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数2〜20のアルケニル基、フェニル基、又は、4−メチルフェニル基を表し、R9wは置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数2〜20のアルケニル基、置換基を有していてもよい炭素数3〜12のシクロアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数5〜20の芳香族基を表す。
AxwとAywは一緒になって、環を形成していてもよい。
A1wは置換基を有していてもよい三価の芳香族基を表す。
A2w、A3wはそれぞれ独立して、置換基を有していてもよい炭素数3〜30の二価の脂環式炭化水素基を表す。
A4w、A5wはそれぞれ独立して、置換基を有していてもよい、炭素数6〜30の二価の芳香族基を表す。
Q1wは、水素原子、置換基を有していてもよい炭素数1〜6のアルキル基を表す。] - 逆波長分散重合性液晶化合物と添加物モノマーAを含む液晶組成物を硬化させてなる光学異方性層を有する位相差板であって、
前記光学異方性層において、前記逆波長分散重合性液晶化合物は、分子中に主鎖メソゲンと前記主鎖メソゲンに結合した側鎖メソゲンとを有し、前記主鎖メソゲンと前記側鎖メソゲンとの光軸が異なる方向に配向し、それにより前記光学異方性層の複屈折ΔnL’が逆波長分散特性を有することができ、
前記添加物モノマーAは、屈折率異方性のない化合物であって波長λ=380nmから780nmの範囲で下記式(i)を満たし、
ne>nea かつ no<noa 式(i)
(式中、
前記逆波長分散重合性液晶化合物の遅相軸方向屈折率をne、進相軸方向屈折率をnoとし、
前記逆波長分散重合性液晶化合物に分散したときの添加物モノマーAのne方向の屈折率をnea、no方向の屈折率をnoaとする)
前記液晶組成物を硬化させてなる光学異方性層の複屈折ΔnL’、及び、前記逆波長分散重合性液晶化合物のみを均一配向させて形成される光学異方性層の複屈折ΔnLが、式(iii)の関係を示すことを特徴とする位相差板。
ΔnL(450)/ΔnL(550)>ΔnL’(450)/ΔnL’(550)かつ
ΔnL(650)/ΔnL(550)<ΔnL’(650)/ΔnL’(550) 式(iii)
(式中、
波長λ=450nmにおける複屈折ΔnL、ΔnL’をΔnL(450)、ΔnL’(450)とし、
波長λ=550nmにおける複屈折ΔnL、ΔnL’をΔnL(550)、ΔnL’(550)とし、
波長λ=650nmにおける複屈折ΔnL、ΔnL’をΔnL(650)、ΔnL’(650)とする) - 逆波長分散重合性液晶化合物と添加物モノマーBを含む液晶組成物を硬化させてなる光学異方性層を有する位相差板であって、
前記光学異方性層において、前記逆波長分散重合性液晶化合物は、分子中に主鎖メソゲンと前記主鎖メソゲンに結合した側鎖メソゲンとを有する下記式(I)又は(II)で表される化合物であり、前記主鎖メソゲンと前記側鎖メソゲンとの光軸が異なる方向に配向し、それにより前記光学異方性層の複屈折ΔnL’が逆波長分散特性を有することができ、
波長λ=380nmから780nmの範囲で、添加物モノマーBは下記式(ii)を満たし、
ne<neb かつ no>nob 式(ii)
(式中、
前記逆波長分散重合性液晶化合物の遅相軸方向屈折率をne、進相軸方向屈折率をnoとし、
前記逆波長分散重合性液晶化合物に分散したときの添加物モノマーBのne方向の屈折率をneb、no方向の屈折率をnobとする)
前記液晶組成物を硬化させてなる光学異方性層の複屈折ΔnL’、及び、前記逆波長分散重合性液晶化合物のみを均一配向させて形成される光学異方性層の複屈折ΔnLが、式(iv)の関係を示すことを特徴とする位相差板。
ΔnL(450)/ΔnL(550)<ΔnL’(450)/ΔnL’(550)かつ
ΔnL(650)/ΔnL(550)>ΔnL’(650)/ΔnL’(550) 式(iv)
(式中、
波長λ=450nmにおける複屈折ΔnL、ΔnL’をΔnL(450)、ΔnL’(450)とし、
波長λ=550nmにおける複屈折ΔnL、ΔnL’をΔnL(550)、ΔnL’(550)とし、
波長λ=650nmにおける複屈折ΔnL、ΔnL’をΔnL(650)、ΔnL’(650)とする)
[上記(I)中、
Y1〜Y6はそれぞれ独立して、化学的な単結合、−O−、−S−、−O−C(=O)−、−C(=O)−O−、−O−C(=O)−O−、−NR1−C(=O)−、−C(=O)−NR1−、−O−C(=O)−NR1−、−NR1−C(=O)−O−、−NR1−C(=O)−NR1−、−O−NR1−、又は、−NR1−O−を表す。ここで、R1は水素原子又は炭素数1〜6のアルキル基を表す。
G1、G2はそれぞれ独立して、置換基を有していてもよい炭素数1〜20の2価の脂肪族基を表す。
Z1、Z2はそれぞれ独立して、ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数2〜10のアルケニル基を表す。
Axは、芳香族炭化水素環及び芳香族複素環からなる群から選ばれる少なくとも一つの芳香環を有する、炭素数2〜30の有機基を表す。
Ayは、水素原子、置換基を有していてもよい炭素数1〜12のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数2〜12のアルケニル基、置換基を有していてもよい炭素数3〜12のシクロアルキル基、−C(=O)−R3、−SO2−R6、又は、芳香族炭化水素環及び芳香族複素環からなる群から選ばれる少なくとも一つの芳香環を有する、炭素数2〜30の有機基を表す。R3は、置換基を有していてもよい炭素数1〜12のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数2〜12のアルケニル基、置換基を有していてもよい炭素数3〜12のシクロアルキル基を表す。R6は、炭素数1〜12のアルキル基、炭素数2〜12のアルケニル基、フェニル基、又は、4−メチルフェニル基を表す。
前記Ax及びAyが有する芳香環は置換基を有していてもよい。また、前記AxとAyは一緒になって、環を形成していてもよい。
A1は置換基を有していてもよい三価の芳香族基を表す。
A2、A3はそれぞれ独立して、置換基を有していてもよい炭素数6〜30の二価の芳香族基を表す。
Q1は、水素原子、又は、置換基を有していてもよい炭素数1〜6のアルキル基を示す。]
[上記式(II)中、
Y1w〜Y8wはそれぞれ独立して、化学的な単結合、−O−、−S−、−O−C(=O)−、−C(=O)−O−、−O−C(=O)−O−、−NR1w−C(=O)−、−C(=O)−NR1w−、−O−C(=O)−NR1w−、−NR1w−C(=O)−O−、−NR1w−C(=O)−NR1w−、−O−NR1w−、又は、−NR1w−O−を表す。ここで、R1wは水素原子又は炭素数1〜6のアルキル基を表す。
G1w、G2wはそれぞれ独立して、置換基を有していてもよい、炭素数1〜20の二価の脂肪族基を表す。
Z1w、Z2wはそれぞれ独立して、無置換又はハロゲン原子で置換された炭素数2〜10のアルケニル基を表す。
Axwは、芳香族炭化水素環及び芳香族複素環からなる群から選ばれる少なくとも一つの芳香環を有する、炭素数2〜30の有機基を表す。
Aywは、水素原子、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数2〜20のアルケニル基、置換基を有していてもよい炭素数3〜12のシクロアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数2〜20のアルキニル基、−C(=O)−R3w、−SO2−R4w、−C(=S)NH−R9w又は、芳香族炭化水素環及び芳香族複素環からなる群から選ばれる少なくとも一つの芳香環を有する、炭素数2〜30の有機基を表す。ここで、R3wは、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数2〜20のアルケニル基、置換基を有していてもよい炭素数3〜12のシクロアルキル基、炭素数5〜12の芳香族炭化水素基を表し、R4wは、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数2〜20のアルケニル基、フェニル基、又は、4−メチルフェニル基を表し、R9wは置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数2〜20のアルケニル基、置換基を有していてもよい炭素数3〜12のシクロアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数5〜20の芳香族基を表す。
AxwとAywは一緒になって、環を形成していてもよい。
A1wは置換基を有していてもよい三価の芳香族基を表す。
A2w、A3wはそれぞれ独立して、置換基を有していてもよい炭素数3〜30の二価の脂環式炭化水素基を表す。
A4w、A5wはそれぞれ独立して、置換基を有していてもよい、炭素数6〜30の二価の芳香族基を表す。
Q1wは、水素原子、置換基を有していてもよい炭素数1〜6のアルキル基を表す。] - 請求項2記載の位相差板の製造方法であって、
支持体上に前記液晶組成物を塗工する工程と、
塗工した液晶組成物の配向を均一化する工程と、
均一化した配向状態を固定化する工程とを含む、位相差板の製造方法。 - 請求項3記載の位相差板の製造方法であって、
支持体上に前記液晶組成物を塗工する工程と、
塗工した液晶組成物の配向を均一化する工程と、
均一化した配向状態を固定化する工程とを含む、位相差板の製造方法。 - 請求項2または3のいずれかに記載の位相差板を含む画像表示装置。
- 請求項1記載の液晶組成物を硬化させてなる光学異方性層を有する位相差板の製造方法において、
前記液晶組成物中の添加物モノマーAまたは添加物モノマーBの含有量によって光学異方性層の波長分散の大きさを制御することを含む、位相差板の製造方法。
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