JPWO2014192657A1 - 重合性液晶組成物、位相差膜、位相差パターニング膜、及びホモジニアス配向液晶フィルム - Google Patents
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Abstract
本発明は、保存安定性に優れ、重合させた時の配向性に乱れが生じない重合性液晶組成物、該重合性液晶組成物を用いてなる位相差膜、位相差パターニング膜及びホモジニアス配向(水平配向)液晶フィルムの提供に関する。一般式(I)で表される重合性化合物を2種以上と有機溶媒を含み、当該重合性化合物のうち、任意の2種の重合性化合物のmをそれぞれSAとSBとした場合に|SA−SB|=1、2であり、かつ、SA+SB≦10を満たすことを特徴とする重合性液晶組成物。(式中、P1及びP2は反応性官能基を表し、MGはメソゲン基又はメソゲン性支持基を表し、2つのmは1〜6の同一の数値を表す。)
Description
本発明は、重合性液晶組成物、位相差膜、位相差パターニング膜、及びホモジニアス配向液晶フィルムに関する。
近年、重合性液晶材料を用いた、偏光板、位相差板等の開発が盛んに行われている。これらは、ラビング処理を施した基材や光配向させた光配向膜を成膜した基材に、重合可能な液晶材料を含む溶液を塗布し、溶剤を乾燥させた後、紫外線又は熱により重合させることによって得られる。これらの重合性液晶材料は、一般的に溶剤で希釈された形で使用されるため、溶剤への溶解性及び保存安定性が求められる。
一般的に、重合性液晶化合物を有機溶媒中に溶解させてなる液晶組成物の保存安定性を向上させるためには、分子の形状を嵩高くする(バルキーにする)ことが行われている。また、特許文献1〜2では、重合性液晶化合物を非対称にすること行われているが、コストアップにつながるだけでなく、液晶性が低下すると共に、重合した時に配向が乱れる現象が発生してしまう問題がある。非液晶性化合物を添加することでも溶解性・保存安定性は向上するが、液晶性が悪くなり配向性が悪化してしまう。また、多くのキラル化合物は単独では非液晶性である。これらキラル化合物を添加しても保存安定性は向上するが、重合性コレステリック液晶材料に対してのみにしか使用できないという問題があった。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、保存安定性に優れ、重合させた時の配向性に乱れが生じない重合性液晶組成物、該重合性液晶組成物を用いてなる位相差膜、位相差パターニング膜及びホモジニアス配向(水平配向)液晶フィルムの提供を課題とする。
本発明者らが鋭意検討した結果、組成物中に含まれる2種以上の重合性化合物における、反応性官能基(重合性基)とメソゲン基又はメソゲン性指示基とをつなぐ連結基の長さが、所定の条件を満たすことにより、当該組成物の保存安定性が向上することを見出し、本発明を完成させた。
本発明の第一の態様は、下記一般式(I)で表される重合性化合物を2種以上と有機溶媒を含み、当該重合性化合物のうち、任意の2つの重合性化合物のmをそれぞれSAとSBとした場合に|SA−SB|=1又は2であり、かつ、SA+SB≦10を満たすことを特徴とする重合性液晶組成物である。
上記式中、P1及びP2は反応性官能基を表し、MGはメソゲン基又はメソゲン性支持基を表し、2つのmは1〜6の同一の数値を表す。
本発明の第二の態様は、第一の態様の重合性液晶組成物を用いてなる位相差膜である。
本発明の第三の態様は、第一の態様の重合性液晶組成物を用いてなる位相差パターニング膜である。
本発明の第四の態様は、第一の態様の重合性液晶組成物を用いてなるホモジニアス配向液晶フィルムである。
本発明の第三の態様は、第一の態様の重合性液晶組成物を用いてなる位相差パターニング膜である。
本発明の第四の態様は、第一の態様の重合性液晶組成物を用いてなるホモジニアス配向液晶フィルムである。
本発明にかかる液晶組成物は、保存安定性に優れ、重合させた時の配向性に優れる。この液晶組成物を用いることにより、配向性に優れた位相差膜、位相差パターニング膜、ホモジニアス配向液晶フィルムを製造することができる。
以下、好適な実施の形態に基づき、本発明を説明するが、本発明はかかる実施形態に限定されない。
《重合性液晶組成物》
本発明の第一実施形態の重合性液晶組成物は、下記一般式(I)で表される重合性化合物(重合性液晶化合物)を2種以上と有機溶媒を含み、当該重合性化合物のうち、任意の2つの重合性化合物のmをそれぞれSAとSBとした場合に|SA−SB|=1又は2であり、かつ、SA+SB≦10を満たす。
本発明の第一実施形態の重合性液晶組成物は、下記一般式(I)で表される重合性化合物(重合性液晶化合物)を2種以上と有機溶媒を含み、当該重合性化合物のうち、任意の2つの重合性化合物のmをそれぞれSAとSBとした場合に|SA−SB|=1又は2であり、かつ、SA+SB≦10を満たす。
一般式(I)中、P1及びP2は反応性官能基を表し、MGはメソゲン基又はメソゲン性支持基を表し、2つのmは1〜6の同一の数値を表す。
一般式(I)中のP1及びP2で表される反応性官能基としては、例えば、下記一般式(II-c)、一般式(II-d)及び一般式(II-e)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。単一の分子におけるP1及びP2は、同一であることが好ましい。
一般式(II-c)、一般式(II-d)及び一般式(II-e)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、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。
また、一般式(II-d)のR31は、水素原子、ハロゲン原子、炭素原子数1〜5のアルキル基又は炭素原子数1〜5のハロゲン化アルキル基を表す。
上記一般式で表される置換基(反応性官能基)は、その左端が一般式(I)のメチレン基の炭素原子に結合する。
前記アルキル基は直鎖状又は分岐鎖状アルキル基であることが好ましく、直鎖状アルキル基であることがより好ましい。前記アルキル基に結合する水素原子の一部又は全部がハロゲン原子によって置換されていてもよい。
また、一般式(II-d)のR31は、水素原子、ハロゲン原子、炭素原子数1〜5のアルキル基又は炭素原子数1〜5のハロゲン化アルキル基を表す。
上記一般式で表される置換基(反応性官能基)は、その左端が一般式(I)のメチレン基の炭素原子に結合する。
前記アルキル基は直鎖状又は分岐鎖状アルキル基であることが好ましく、直鎖状アルキル基であることがより好ましい。前記アルキル基に結合する水素原子の一部又は全部がハロゲン原子によって置換されていてもよい。
一般式(II-c)、一般式(II-d)又は一般式(II-e)で表される反応性基としては、例えば以下の反応性基(P−1)、(P−2)、(P−3)、(P−5)、(P−6)、(P−9)、(P−10)、が挙げられる。これらの反応性官能基のうち、重合性および保存安定性を高める観点から、下記(P−1)又は(P−2)が好ましく、下記(P−1)がより好ましい。
一般式(I)中のMGで表されるメソゲン基又はメソゲン性支持基としては、例えば、下記一般式(II−b)で表される基が挙げられる。
一般式(II−b)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-ジイル基に結合する1つ以上の水素原子は、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により置換されていても良く、
Z0及びZ3はそれぞれ独立的に、−COO−、−OCO−、−CH=CH−、−C≡C−、−CH=CHCOO−、−OCOCH=CH−、−CONH−、−NHCO−、−O−、−S−、−NH−、−N(CH3)−、−CO−、−OCOO−、−SCO−、−COS−又は単結合を表し、
Z1及びZ2はそれぞれ独立して、−COO−、−OCO−、−CH2CH2−、−OCH2−、−CH2O−、−CH=CH−、−C≡C−、−CH=CHCOO−、−OCOCH=CH−、−CH2CH2COO−、−CH2CH2OCO−、−COOCH2CH2−、−OCOCH2CH2−、−CONH−、−NHCO−、−O−、−S−、−NH−、−N(CH3)−、−CO−、−OCOO−、−SCO−、−COS−又は単結合を表し、nbは0、1又は2を表す。
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-ジイル基に結合する1つ以上の水素原子は、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により置換されていても良く、
Z0及びZ3はそれぞれ独立的に、−COO−、−OCO−、−CH=CH−、−C≡C−、−CH=CHCOO−、−OCOCH=CH−、−CONH−、−NHCO−、−O−、−S−、−NH−、−N(CH3)−、−CO−、−OCOO−、−SCO−、−COS−又は単結合を表し、
Z1及びZ2はそれぞれ独立して、−COO−、−OCO−、−CH2CH2−、−OCH2−、−CH2O−、−CH=CH−、−C≡C−、−CH=CHCOO−、−OCOCH=CH−、−CH2CH2COO−、−CH2CH2OCO−、−COOCH2CH2−、−OCOCH2CH2−、−CONH−、−NHCO−、−O−、−S−、−NH−、−N(CH3)−、−CO−、−OCOO−、−SCO−、−COS−又は単結合を表し、nbは0、1又は2を表す。
本実施形態の重合性液晶組成物は、一般式(I)で表される重合性化合物を2種以上含有する。当該重合性液晶組成物に含まれる2種以上の一般式(I)で表される重合性化合物のうち、第一の重合性化合物を表す一般式(I)の「m」を「SA」と表し、第二の重合性化合物を表す一般式(I)の「m」を「SB」と表した場合、|SA−SB|=1又は2であり、かつ、SA+SB≦10を満たす少なくとも1組の2種の重合性化合物の組み合わせが存在する。
本実施形態の重合性液晶組成物においては、一般式(I)で表される重合性化合物を2〜4種含有することが好ましく、2〜3種含有することがより好ましく、2種含有することが更に好ましい。一般式(I)で表される重合性化合物を3種又は4種を含有する場合は、それらの重合性化合物の任意の組み合わせのうち、何れかの組み合わせで、上記SAとSBの関係が成立していれば良い。
本実施形態の重合性液晶組成物が含有する、一般式(I)で表される重合性化合物としては、下記一般式(I−1)で表される重合性化合物が好ましい。
以下に、上記一般式(I−1)について説明する。
Y21は、水素原子、又はメチル基を表す。
E21は、炭素原子数1〜8のアルキレン基を表す。
Z21、Z22は、それぞれ独立して、−COO−、−OCO−、−CH2CH2COO−、−CH2CH2OCO−、−COOCH2CH2−、−OCOCH2CH2−、又は単結合を表す。
X13〜X24は、それぞれ独立して、水素原子、フッ素原子、塩素原子、メチル基、メトキシ基、CF3基、又はOCF3基を表すが、X13〜X24のうち1〜3個はフッ素原子、塩素原子、メチル基、メトキシ基、CF3基、又はOCF3基を表す。
n1は、0、1又は2である。n1が2でありZ21が複数存在する場合それらは同一であっても異なっていてもよく、置換基X17〜X20を有する1,4-フェニレン基が複数存在する場合それらは同一であっても異なっていてもよい。
Y21は、水素原子、又はメチル基を表す。
E21は、炭素原子数1〜8のアルキレン基を表す。
Z21、Z22は、それぞれ独立して、−COO−、−OCO−、−CH2CH2COO−、−CH2CH2OCO−、−COOCH2CH2−、−OCOCH2CH2−、又は単結合を表す。
X13〜X24は、それぞれ独立して、水素原子、フッ素原子、塩素原子、メチル基、メトキシ基、CF3基、又はOCF3基を表すが、X13〜X24のうち1〜3個はフッ素原子、塩素原子、メチル基、メトキシ基、CF3基、又はOCF3基を表す。
n1は、0、1又は2である。n1が2でありZ21が複数存在する場合それらは同一であっても異なっていてもよく、置換基X17〜X20を有する1,4-フェニレン基が複数存在する場合それらは同一であっても異なっていてもよい。
また、Z21、Z22は、それぞれ独立して−COO−、又は−OCO−であることが好ましい。
上記一般式(I−1)で表される好適な具体例として、下記一般式(I−1−1)〜(I−1−5)で表される重合性化合物が挙げられる。
前記式(I−1−1)〜(I−1−5)中、Y22は水素原子又はメチル基を示し、RI1〜RI14はそれぞれ独立にフッ素原子、塩素原子、メチル基又はメトキシ基を表し、nr1〜nr14はそれぞれ独立に0〜2の整数であり、nr1〜nr14が2でありRI1〜RI14が複数存在する場合それらは同一であっても異なっていてもよく、mは1〜8の整数を示す。
mは2〜7が好ましく、3〜6がより好ましい。
mは2〜7が好ましく、3〜6がより好ましい。
前記一般式(I−1−1)、(I−1−3)〜(I−1−5)中、RI1〜RI3、RI5〜RI14の結合位置は特に限定されず、nr1〜nr3、nr5〜nr14が1である場合には、ラテラル位が好ましい。nr1〜nr3、nr5〜nr14が2の場合には、任意の置換位置を組み合わせることができる。
一般式(I−1−1)〜(I−1−5)で表される重合性化合物のうち、一般式(I−1−1)〜(I−1−4)のいずれかで表される重合性化合物が好ましく、一般式(I−1−2)〜(I−1−4)のいずれかで表される重合性化合物がより好ましい。
これらの重合性化合物のうち、より好ましい化合物としては、
一般式(I−1−2)において、Y22が水素原子であり、RI4は水素原子又はメチル基であり、nr4が0、又は1である化合物が好ましい。
一般式(I−1−3)又は(I−1−4)において、Y22が水素原子であり、且つnr5〜nr11が0である化合物が好ましい。
一般式(I−1−2)において、Y22が水素原子であり、RI4は水素原子又はメチル基であり、nr4が0、又は1である化合物が好ましい。
一般式(I−1−3)又は(I−1−4)において、Y22が水素原子であり、且つnr5〜nr11が0である化合物が好ましい。
以下に、一般式(I−1−1)〜(I−1−5)で表される重合性化合物の具体例を示す。
以上で例示したように、一般式(I)で表される重合性化合物が3つの環構造を有する場合、当該環構造のラテラル位の水素原子が置換基によって置換されていると、当該重合性化合物の溶媒に対する溶解性が向上し、本実施形態の重合性液晶組成物の保存安定性が向上するので好ましい。さらに、この保存安定性を一層向上させるためには、複数の重合性化合物同士の溶解性(相溶性)を高めることが好ましい。
この相溶性を高める観点から、複数の重合性化合物の骨格構造を互いに近似させる又は同一にすることが好ましい。すなわち、本実施形態の重合性液晶組成物は、一般式(I)で表される2種以上の重合性化合物としては、上記一般式(I−1−1)〜(I−1−4)で表される重合性化合物からなる群より選ばれる何れか2種以上の重合性化合物が好ましく、上記一般式(I−1−2)〜(I−1−4)で表される重合性化合物からなる群より選ばれる何れか2種以上の重合性化合物がより好ましい。
また、上記一般式(I−1−2)で表される化合物を2種以上、上記一般式(I−1−3)で表される化合物を2種以上、上記一般式(I−1−4)で表される化合物を2種以上含有することがより好ましい。
また、上記一般式(I−1−2)で表される化合物を2種以上、上記一般式(I−1−3)で表される化合物を2種以上、上記一般式(I−1−4)で表される化合物を2種以上含有することがより好ましい。
本実施形態の重合性液晶組成物に含有される重合性化合物(後述する単官能化合物を含む)の全重量を100重量部とした場合、一般式(I)で表される重合性化合物の合計の含有量は、30重量%より多く95重量%未満が好ましく、50〜95重量%がより好ましく、60〜90重量%が更に好ましい。
本実施形態の重合性液晶組成物において、一般式(I)で表される重合性化合物を2種含む場合、重合性液晶組成物に含有される重合性化合物の全重量を100重量部として、一般式(I)で表される各重合性化合物の含有量は、それぞれ独立して、30より多く60重量%以下が好ましく、30より多く50重量%以下がより好ましく、30より多く45重量%以下が更に好ましい。これらの好ましい範囲の含有量であると、本実施形態の重合性液晶組成物の保存安定性がより向上する。
本実施形態の重合性液晶組成物において、一般式(I)で表される重合性化合物を2種含む場合、一般式(I)で表される第一の重合性化合物と第二の重合性化合物の含有量の差は、0〜30重量部が好ましく、0〜20重量部がより好ましく、0〜10重量部がさらに好ましい。このように、2種の重合性化合物の含有量が均等であると、本実施形態の重合性液晶組成物の保存安定性がより向上する。
また、本実施形態の液晶組成は、分子内に1つの反応性官能基を有する単官能化合物を含むことが好ましい。単官能化合物を含有することにより、本実施形態の重合性液晶組成物の保存安定性をより一層高めるとともに、高分子基材積層の用途(例えば、液晶ディスプレイの分野における位相差膜、位相差パターニング膜及びホモジニアス配向(水平配向)液晶フィルム等の用途)に使用した場合に、優れた配向性等の特性を付与することができる。
本発明の重合性液晶組成物を含有する溶液を塗布する基材は、液晶デバイス、ディスプレイ、光学部品や光学フィルムに通常使用する基材であって、本発明の重合性液晶組成物の塗布後の乾燥時、あるいは、液晶デバイス製造時における加熱に耐えうる耐熱性を有する材料であれば、特に制限はない。そのような基材としては、ガラス基材、金属基材、セラミックス基材や高分子基材等の有機材料が挙げられる。中でも、高分子基材は、ロールトゥーロールで作製可能であり、ガラス基板等に比べて取扱いがしやすいことから、好ましい。
さらに、高分子化合物からなる基材(高分子基材)は、本実施形態の重合性化合物との親和性に優れ、当該重合性化合物を含む溶液を高分子基材に塗布及び乾燥した後に、優れた配向性を付与することが容易である点からも、本実施形態の重合性化合物は高分子基材の上に積層させる用途に好適である。このような好ましい高分子基材を構成する高分子化合物としては、セルロース誘導体、ポリオレフィン系、ポリエステル系、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリアクリレート系、ポリアリレート、ポリエーテルサルホン、ポリイミド、ポリフェニレンスルフィド、ポリフェニレンエーテル、ナイロン、又はポリスチレン等が挙げられる。特に好ましくは、シクロオレフィンポリマー、トリアセチルセルロース、ポリメタクリル酸メチル樹脂である。
さらに、上記基材には、本発明の重合性液晶組成物を塗布乾燥した際に重合性液晶組成物が配向しやすいように、配向処理を施しておいても良い。配向処理としては基材を直接ラビング処理をする方法以外に、一般的な液晶デバイスに使用される配向膜を塗布して、ラビング処理を施しても良い。特に好ましい方法は、光配向膜を用いる公知手法であり、該光配向膜を用いるとパターン化された位相差膜が作製可能となる。
以下では、前記「2官能化合物」に対して、下記一般式(X)で表される重合性化合物は「単官能化合物」と呼ぶことがある。
前記単官能化合物としては、例えば下記一般式(X)で表される重合性化合物が挙げられる。
前記単官能化合物としては、例えば下記一般式(X)で表される重合性化合物が挙げられる。
<単官能化合物>
本実施形態の重合性液晶組成物は、保存安定性を向上させ、重合させた時の配向性を向上させる観点から、下記一般式(X)で表される重合性化合物(単官能化合物)を1種以上含むことが好ましく、2種又は2種以上を含むことがより好ましい。
本実施形態の重合性液晶組成物は、保存安定性を向上させ、重合させた時の配向性を向上させる観点から、下記一般式(X)で表される重合性化合物(単官能化合物)を1種以上含むことが好ましく、2種又は2種以上を含むことがより好ましい。
本実施形態の重合性液晶組成物に、一般式(X)で表される単官能化合物を2種又は2種以上含有させる場合において、任意の2つの単官能化合物のmxをそれぞれSAxとSBxとした場合に、1≦|SAx−SBx|≦3であり、かつ、3≦SAx+SBx≦10を満たすことが好ましい。
(一般式(X)中、Pxは反応性官能基を表し、mxは1〜8の整数を表し、MGはメソゲン基又はメソゲン性支持基を表し、R1は水素原子、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、該アルキル基に結合する1つ以上の水素原子はハロゲン原子又は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、酸素原子同士、硫黄原子同士及び酸素原子と硫黄原子とが相互に直接結合しない形で、−O−、−S−、−NH−、−N(CH3)−、−CO−、−COO−、−OCO−、−OCOO−、−SCO−、−COS−、−CH=CH−、又は−C≡C−により置き換えられていても良い(ただし、R1が前記反応性官能基である場合を除く)。)
R1としては、炭素原子数1〜8のアルキル基(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、酸素原子同士が相互に直接結合しない形で、−O−、−CO−、−COO−、−OCO−、−OCOO−、−CH=CH−、又は−C≡C−により置き換えられていても良い)であることが好ましい。
R1としては、炭素原子数1〜8のアルキル基(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、酸素原子同士が相互に直接結合しない形で、−O−、−CO−、−COO−、−OCO−、−OCOO−、−CH=CH−、又は−C≡C−により置き換えられていても良い)であることが好ましい。
一般式(X)中のPxで表される反応性官能基としては、例えば、前記一般式(II−c)、(II−d)又は(II−e)で表される置換基からなる群より選択される置換基が挙げられる。
一般式(X)中のMGで表されるメソゲン基又はメソゲン性支持基としては、例えば、前記一般式(II−b)におけるMGと同様の基が挙げられる。
本実施形態の重合性液晶組成物は、一般式(X)で表される重合性化合物を2種以上含有してもよい。当該重合性液晶組成物に含まれる2種以上の一般式(X)で表される重合性化合物のうち、第一の重合性化合物を表す一般式(X)の「mx」を「SAx」と表し、第二の重合性化合物を表す一般式(X)の「mx」を「SBx」と表した場合、1≦|SAx−SBx|≦3であり、かつ、3≦SAx+SBx≦10を満たすことが好ましい。
本実施形態の重合性液晶組成物においては、一般式(X)で表される重合性化合物を2〜4種含有することが好ましく、2〜3種含有することがより好ましく、2種含有することが更に好ましい。一般式(X)で表される重合性化合物を3種又は4種を含有する場合は、それらの重合性化合物の任意の組み合わせのうち、何れかの組み合わせで、上記SAとSBの関係が成立していれば良い。
本実施形態の重合性液晶組成物が含有する、一般式(X)で表される2種以上の重合性化合物としては、下記一般式(X−1)〜(X−4)及び下記一般式(X−31)〜(X−32)で表される重合性化合物からなる群より選ばれる何れか2種以上の重合性化合物が好ましく、
下記一般式(X−1)で表される化合物を2種以上、下記一般式(X−2)で表される化合物を2種以上、下記一般式(X−3)で表される化合物を2種以上、下記一般式(X−4)で表される化合物を2種以上、下記一般式(X−31)で表される化合物を2種以上、又は、下記一般式(X−32)で表される化合物を2種以上、を含有することがより好ましい。
下記一般式(X−1)で表される化合物を2種以上、下記一般式(X−2)で表される化合物を2種以上、下記一般式(X−3)で表される化合物を2種以上、下記一般式(X−4)で表される化合物を2種以上、下記一般式(X−31)で表される化合物を2種以上、又は、下記一般式(X−32)で表される化合物を2種以上、を含有することがより好ましい。
以下に、上記一般式(X−1)〜(X−4)について説明する。
Y21、Y31、Y41、及びY51は、それぞれ独立して水素原子又はメチル基を表す。
E21、E31、E41、及びE51は、それぞれ独立して、炭素原子数1〜8のアルキレン基を表す。
Z21、Z22、Z31、Z32、Z41、Z42、Z51、及びZ52は、それぞれ独立して、−COO−、−OCO−、−C≡C−、−CH=CH−、−CH2−CH2−、−CH=CH−COO−、−OCO−CH=CH−、又は単結合を表す。
X13〜X24は、それぞれ独立して、水素原子、フッ素原子、塩素原子、メチル基、メトキシ基、CF3基、又はOCF3基を表すが、X13〜X24のうち1〜3個はフッ素原子、塩素原子、メチル基、メトキシ基、CF3基、又はOCF3基を表すことが好ましい。
X25〜X39は、それぞれ独立して、水素原子、フッ素原子、塩素原子、メチル基、メトキシ基、CF3基、又はOCF3基を表すが、X25〜X39のうち1〜3個はフッ素原子、塩素原子、メチル基、メトキシ基、CF3基、又はOCF3基を表すことが好ましい。
X40〜X53は、それぞれ独立して、水素原子、フッ素原子、塩素原子、メチル基、メトキシ基、CF3基、又はOCF3基を表すが、X40〜X53のうち1〜3個はフッ素原子、塩素原子、メチル基、メトキシ基、CF3基、又はOCF3基を表すことが好ましい。
X54〜X68は、それぞれ独立して、水素原子、フッ素原子、塩素原子、メチル基、メトキシ基、CF3基、又はOCF3基を表すが、X54〜X68のうち1〜3個はフッ素原子、塩素原子、メチル基、メトキシ基、CF3基、又はOCF3基を表すことが好ましい。
R2〜R5は、それぞれ独立して、水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、炭素原子数1〜15のアルキル基を表し、該アルキル基中に存在する1個又は2個以上のメチレン基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、酸素原子(−O−)、−CO−、−OCO−、−COO−、−C≡C−、又は−CH=CH−で置換されていてもよい(ただし、R2〜R5が前記反応性官能基である場合を除く)。
Y21、Y31、Y41、及びY51は、それぞれ独立して水素原子又はメチル基を表す。
E21、E31、E41、及びE51は、それぞれ独立して、炭素原子数1〜8のアルキレン基を表す。
Z21、Z22、Z31、Z32、Z41、Z42、Z51、及びZ52は、それぞれ独立して、−COO−、−OCO−、−C≡C−、−CH=CH−、−CH2−CH2−、−CH=CH−COO−、−OCO−CH=CH−、又は単結合を表す。
X13〜X24は、それぞれ独立して、水素原子、フッ素原子、塩素原子、メチル基、メトキシ基、CF3基、又はOCF3基を表すが、X13〜X24のうち1〜3個はフッ素原子、塩素原子、メチル基、メトキシ基、CF3基、又はOCF3基を表すことが好ましい。
X25〜X39は、それぞれ独立して、水素原子、フッ素原子、塩素原子、メチル基、メトキシ基、CF3基、又はOCF3基を表すが、X25〜X39のうち1〜3個はフッ素原子、塩素原子、メチル基、メトキシ基、CF3基、又はOCF3基を表すことが好ましい。
X40〜X53は、それぞれ独立して、水素原子、フッ素原子、塩素原子、メチル基、メトキシ基、CF3基、又はOCF3基を表すが、X40〜X53のうち1〜3個はフッ素原子、塩素原子、メチル基、メトキシ基、CF3基、又はOCF3基を表すことが好ましい。
X54〜X68は、それぞれ独立して、水素原子、フッ素原子、塩素原子、メチル基、メトキシ基、CF3基、又はOCF3基を表すが、X54〜X68のうち1〜3個はフッ素原子、塩素原子、メチル基、メトキシ基、CF3基、又はOCF3基を表すことが好ましい。
R2〜R5は、それぞれ独立して、水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、炭素原子数1〜15のアルキル基を表し、該アルキル基中に存在する1個又は2個以上のメチレン基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、酸素原子(−O−)、−CO−、−OCO−、−COO−、−C≡C−、又は−CH=CH−で置換されていてもよい(ただし、R2〜R5が前記反応性官能基である場合を除く)。
また、Z21、Z22、Z31、Z32、Z41、Z42、Z51、及びZ52は、それぞれ独立して単結合、−COO−、又は−OCO−であり、R2〜R5は、それぞれ独立して、炭素原子数1〜10のアルキル基、又は炭素原子数1〜10のアルコキシ基であることがより好ましい。
上記一般式(X−1)〜(X−4)で表される重合性化合物のより好適な具体例として、下記一般式(X−5)〜(X−21)で表される重合性化合物が挙げられる。
一般式(X−5)〜(X−21)中、Y22は水素原子又はメチル基を表し、R21は炭素原子数1〜10のアルキル基、又は炭素原子数1〜10のアルコキシ基を表し、R23は水素原子、炭素原子数1〜10のアルキル基、又は炭素原子数1〜10のアルコキシ基を表し、R22はフッ素原子、塩素原子、メチル基、又はメトキシ基を表し、n21は1〜8の整数を表す。
一般式(X−5)〜(X−21)で表される重合性化合物のうち、一般式(X−5)、(X−7)、(X−10)、(X−12)、(X−14)及び(X−19)で表される化合物が好ましく、一般式(X−5)、(X−10)、(X−12)、(X−14)及び(X−19)で表される化合物がより好ましく、一般式(X−5)、(X−10)、及び(X−14)で表される化合物が更により好ましい。一般式(X−5)で表される化合物が最も好ましい。
これらの重合性化合物のうち、より好ましい化合物としては、
一般式(X−5)において、R21及びR22がメチル基である化合物、
一般式(X−7)において、R21がメチル基、エチル基又はプロピル基であり、且つ、R22がメトキシ基又は塩素原子である化合物、
一般式(X−10)において、R21及びR22がメチル基である化合物、
一般式(X−12)において、R21がメチル基、エチル基又はプロピル基であり、且つ、R22がメトキシ基又は塩素原子である化合物、
一般式(X−14)において、R21及びR22がメチル基である化合物、並びに、
一般式(X−19)において、R21が水素原子、メチル基、エチル基又はプロピル基であり、且つ、R22がメトキシ基又は塩素原子である化合物が挙げられる。
一般式(X−5)において、R21及びR22がメチル基である化合物、
一般式(X−7)において、R21がメチル基、エチル基又はプロピル基であり、且つ、R22がメトキシ基又は塩素原子である化合物、
一般式(X−10)において、R21及びR22がメチル基である化合物、
一般式(X−12)において、R21がメチル基、エチル基又はプロピル基であり、且つ、R22がメトキシ基又は塩素原子である化合物、
一般式(X−14)において、R21及びR22がメチル基である化合物、並びに、
一般式(X−19)において、R21が水素原子、メチル基、エチル基又はプロピル基であり、且つ、R22がメトキシ基又は塩素原子である化合物が挙げられる。
これらの重合性化合物のうち、更に好ましい化合物としては、
一般式(X−5)において、R21及びR22がメチル基である化合物、
一般式(X−12)において、R21がメチル基であり、且つ、R22がメトキシ基である化合物、
一般式(X−14)において、R21及びR22がメチル基である化合物が挙げられる。
一般式(X−5)において、R21及びR22がメチル基である化合物、
一般式(X−12)において、R21がメチル基であり、且つ、R22がメトキシ基である化合物、
一般式(X−14)において、R21及びR22がメチル基である化合物が挙げられる。
以下に、上記一般式(X−31)〜(X−32)について説明する。
Y61及びY71は、それぞれ独立して水素原子、又はメチル基を表す。
E61及びE71は、それぞれ独立して、炭素原子数1〜8のアルキレン基を表す。
Z61は、−COO−、−OCO−、又は単結合を表す。
Z62は、−C≡C−を表す。
Z71及びZ72は、それぞれ独立して、−COO−、−OCO−、又は単結合を表す。
Y61及びY71は、それぞれ独立して水素原子、又はメチル基を表す。
E61及びE71は、それぞれ独立して、炭素原子数1〜8のアルキレン基を表す。
Z61は、−COO−、−OCO−、又は単結合を表す。
Z62は、−C≡C−を表す。
Z71及びZ72は、それぞれ独立して、−COO−、−OCO−、又は単結合を表す。
X71〜X82は、それぞれ独立して、水素原子、フッ素原子、塩素原子、メチル基、メトキシ基、CF3基、又はOCF3基を表すが、X71〜X82のうち1〜3個はフッ素原子、塩素原子、メチル基、メトキシ基、CF3基、又はOCF3基を表すことが好ましい。
X85〜X96は、それぞれ独立して、水素原子、フッ素原子、塩素原子、メチル基、メトキシ基、CF3基、又はOCF3基を表す。
X85〜X96は、それぞれ独立して、水素原子、フッ素原子、塩素原子、メチル基、メトキシ基、CF3基、又はOCF3基を表す。
R7〜R8は、それぞれ独立して、水素原子、フッ素原子、塩素原子、シアノ基、炭素原子数1〜15のアルキル基を表し、該アルキル基中に存在する1個又は2個以上のメチレン基は、酸素原子が相互に直接結合しないものとして、酸素原子(−O−)、−CO−、−OCO−、−COO−、又は−CH=CH−で置換されていてもよい(ただし、R7〜R8が前記反応性官能基である場合を除く)。
一般式(X−31)で表される重合性化合物のうち、Z61は−COO−又は−OCO−であり、Z62は−C≡C−であり、R7は炭素原子数1〜10のアルキル基、又は炭素原子数1〜10のアルコキシ基である化合物がより好ましい。
一般式(X−32)で表される重合性化合物のうち、Z71は−COO−又は−OCO−であり、Z72は単結合であり、R8は炭素原子数1〜10のアルキル基、又は炭素原子数1〜10のアルコキシ基である化合物がより好ましい。
一般式(X−31)〜(X−32)で表される重合性化合物のより好適な具体例として、下記一般式(X−33)〜(X−44)で表される重合性化合物が挙げられる。
一般式(X−33)〜(X−44)中、Y62及びY72は水素原子又はメチル基を表し、R61及びR63は炭素原子数1〜10のアルキル基又は炭素原子数1〜10のアルコキシ基を表し、R62及びR64は、水素原子、フッ素原子、塩素原子、メチル基又はメトキシ基を表し、n61は1〜8の整数を表す。
一般式(X−33)〜(X−44)で表される重合性化合物のうち、一般式(X−33)、(X−34)、(X−39)及び(X−40)で表される化合物が好ましい。
これらの重合性化合物のうち、より好ましい化合物としては、
一般式(X−33)及び(X−34)において、R61がメトキシ基又はエトキシ基であり、且つ、R62が塩素原子又はフッ素原子である化合物、
一般式(X−39)及び(X−40)において、R63が炭素原子数2〜5の直鎖アルキル基であり、且つ、R64が水素原子又はメチル基である化合物が挙げられる。
一般式(X−33)及び(X−34)において、R61がメトキシ基又はエトキシ基であり、且つ、R62が塩素原子又はフッ素原子である化合物、
一般式(X−39)及び(X−40)において、R63が炭素原子数2〜5の直鎖アルキル基であり、且つ、R64が水素原子又はメチル基である化合物が挙げられる。
これらの重合性化合物のうち、更に好ましい化合物としては、
一般式(X−33)において、R61がメトキシ基であり、且つ、R62が塩素原子である化合物、
一般式(X−39)において、R63がプロピル基であり、且つ、R64が水素原子である化合物が挙げられる。
一般式(X−33)において、R61がメトキシ基であり、且つ、R62が塩素原子である化合物、
一般式(X−39)において、R63がプロピル基であり、且つ、R64が水素原子である化合物が挙げられる。
また、前記一般式(X)で表される重合性化合物としては、下記一般式(X−50)で表される化合物であることが好ましい。
一般式(X−50)中、Y82は水素原子又はメチル基を表し、n81は0〜8の整数であり、n82は1又は2であり、Z83は−COO−、−OCO−、−C≡C−、又は単結合を表し、A83は1,4−フェニレン基、1,4−シクロヘキシレン基を表し、R83は炭素原子数1〜5のアルキル基、又はアルコキシル基を表し、好ましくは、Z83は単結合、A83は1,4−フェニレン基、R83はシアノ基、メチル基、エチル基、又はメトキシ基である。
n82が2でありZ83が複数存在する場合それらは同一であっても異なっていてもよく、A83が複数存在する場合それらは同一であっても異なっていてもよい。
一般式(X−50)の化合物は、粘度を下げたい場合に効果的な化合物である。しかし、あまり多く添加しすぎると配向性が悪化する。添加量としては、重合性化合物全体量を100質量%とした場合、0〜30質量%であることが好ましく、0〜10質量%であることがさらに好ましい。
n82が2でありZ83が複数存在する場合それらは同一であっても異なっていてもよく、A83が複数存在する場合それらは同一であっても異なっていてもよい。
一般式(X−50)の化合物は、粘度を下げたい場合に効果的な化合物である。しかし、あまり多く添加しすぎると配向性が悪化する。添加量としては、重合性化合物全体量を100質量%とした場合、0〜30質量%であることが好ましく、0〜10質量%であることがさらに好ましい。
以上で例示したように、一般式(X)で表される重合性化合物が3つの環構造を有する場合、当該環構造のラテラル位の水素原子が置換基によって置換されていると、当該重合性化合物の溶媒に対する溶解性が向上し、本実施形態の重合性液晶組成物の保存安定性が向上するので好ましい。さらに、この保存安定性を一層向上させるためには、複数の重合性化合物同士の溶解性(相溶性)を高めることが好ましい。
この相溶性を高める観点から、複数の重合性化合物の骨格構造を互いに近似させる又は同一にすることが好ましい。例えば、本実施形態の重合性液晶組成物は、一般式(X−5)で表される重合性化合物を2種又は2種以上含むこと、一般式(X−12)で表される重合性化合物を2種又は2種以上含むこと、一般式(X−14)で表される重合性化合物を2種又は2種以上含むこと、一般式(X−33)で表される重合性化合物を2種又は2種以上含むこと、或いは、一般式(X−39)で表される重合性化合物を2種又は2種以上含むこと、がより好ましい。
本実施形態の重合性液晶組成物に含有される重合性化合物(前述した2官能化合物を含む)の全重量を100重量部とした場合、一般式(X)で表される重合性化合物の合計の含有量は、5重量部以上70重量部未満が好ましく、5〜50重量部がより好ましく、10〜40重量部が更に好ましい。
本実施形態の重合性液晶組成物において、一般式(X)で表される重合性化合物を2種含む場合、重合性液晶組成物に含有される重合性化合物の全重量を100重量部として、一般式(X)で表される各重合性化合物の含有量は、5〜70重量%が好ましく、5〜50重量%がより好ましく、10〜40重量%が更により好ましい。
これらの好ましい範囲の含有量であると、本実施形態の重合性液晶組成物の保存安定性がより向上する。
これらの好ましい範囲の含有量であると、本実施形態の重合性液晶組成物の保存安定性がより向上する。
本実施形態の重合性液晶組成物において、一般式(X)で表される重合性化合物を2種含む場合、一般式(X)で表される第一の重合性化合物と第二の重合性化合物の含有量の差は、0〜30重量部が好ましく、0〜20重量部がより好ましく、0〜10重量部がさらに好ましい。このように、2種の重合性化合物の含有量が均等であると、本実施形態の重合性液晶組成物の保存安定性がより向上する。
本実施形態の重合性液晶組成物の全重量に対して、一般式(I)で表される2官能化合物と一般式(X)で表される単官能化合物の合計の含有量は、5〜50重量%が好ましく、10〜40重量%がより好ましく、20〜40重量%が更に好ましい。
これらの好適な範囲について、下限値は当該組成物の基材への塗工性を高める観点から定めており、上限値は当該組成物の保存安定性を高める観点から定めている。
これらの好適な範囲について、下限値は当該組成物の基材への塗工性を高める観点から定めており、上限値は当該組成物の保存安定性を高める観点から定めている。
本発明の重合性組成物溶液において、一般式(I)で表される2官能化合物以外に、重合性ディスコチック液晶化合物を含有することもできる。
本発明に使用する重合性ディスコチック液晶化合物としては、重合性官能基を1つ以上有することが好ましい。このような化合物としては、例えば、特開平7−281028号公報、特開平7−287120号公報、特開平7−333431号公報、特開兵8−27284号公報に記載されているような重合性ディスコチック液晶化合物が挙げられる。
重合性ディスコチック液晶化合物の配合量は、化合物によって適宜調整することができる。
本発明に使用する重合性ディスコチック液晶化合物としては、重合性官能基を1つ以上有することが好ましい。このような化合物としては、例えば、特開平7−281028号公報、特開平7−287120号公報、特開平7−333431号公報、特開兵8−27284号公報に記載されているような重合性ディスコチック液晶化合物が挙げられる。
重合性ディスコチック液晶化合物の配合量は、化合物によって適宜調整することができる。
重合性ディスコチック液晶化合物の一般式の一例として、一般式(4−1)〜(4−3)を挙げることができるが、下記の一般式に限定されるわけではない。
式中、Sp4は炭素原子数0〜18の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、CN基、又は重合性官能基を有する炭素原子数1〜8のアルキル基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、
A4は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、チオフェン−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、1,4−ナフチレン基、ベンゾ[1,2−b:4,5−b‘]ジチオフェン−2,6−ジイル基、ベンゾ[1,2−b:4,5−b‘]ジセレノフェン−2,6−ジイル基、[1]ベンゾチエノ[3,2−b]チオフェン−2,7−ジイル基、[1]ベンゾセレノフェノ[3,2−b]セレノフェン−2,7−ジイル基、又はフルオレン−2,7−ジイル基を表し、
n5は0又は1を表し、
Z4aは、−CO−、−CH2 CH2−、−CH2O−、−CH=CH−、−CH=CHCOO−、−CH2CH2COO−、−CH2CH2OCO−、−COCH2CH2−、炭素数2〜10のハロゲン原子を有してもよいアルキル基又は単結合を表し、
Z4bは−COO−、−OCO−、−OCH2−、−CH2O−、−CH=CH−、−C≡C−、−CH=CHCOO−、−OCOCH=CH−、−CH2CH2COO−、−CH2CH2OCO−、−COOCH2CH2−、−OCOCH2CH2−、−CONH−、−NHCO−、−OCOO−、炭素数2〜10のハロゲン原子を有してもよいアルキル基又は単結合を表し、
R6は、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基又は炭素原子数1〜18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R6は一般式(4−a)
A4は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、チオフェン−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、1,4−ナフチレン基、ベンゾ[1,2−b:4,5−b‘]ジチオフェン−2,6−ジイル基、ベンゾ[1,2−b:4,5−b‘]ジセレノフェン−2,6−ジイル基、[1]ベンゾチエノ[3,2−b]チオフェン−2,7−ジイル基、[1]ベンゾセレノフェノ[3,2−b]セレノフェン−2,7−ジイル基、又はフルオレン−2,7−ジイル基を表し、
n5は0又は1を表し、
Z4aは、−CO−、−CH2 CH2−、−CH2O−、−CH=CH−、−CH=CHCOO−、−CH2CH2COO−、−CH2CH2OCO−、−COCH2CH2−、炭素数2〜10のハロゲン原子を有してもよいアルキル基又は単結合を表し、
Z4bは−COO−、−OCO−、−OCH2−、−CH2O−、−CH=CH−、−C≡C−、−CH=CHCOO−、−OCOCH=CH−、−CH2CH2COO−、−CH2CH2OCO−、−COOCH2CH2−、−OCOCH2CH2−、−CONH−、−NHCO−、−OCOO−、炭素数2〜10のハロゲン原子を有してもよいアルキル基又は単結合を表し、
R6は、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基又は炭素原子数1〜18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R6は一般式(4−a)
(式中、P4aは重合性官能基を表し、Sp3aはSp1と同じ意味を表す。)
P4aは、下記の式(P−1)から式(P−20)で表される重合性基から選ばれる置換基を表すのが好ましい。
P4aは、下記の式(P−1)から式(P−20)で表される重合性基から選ばれる置換基を表すのが好ましい。
これらの重合性官能基のうち、重合性および保存安定性を高める観点から、式(P−1)又は式(P−2)、(P−7)、(P−12)、(P−13)が好ましく、式(P−1)、(P−7)、(P−12)がより好ましい。
重合性ディスコチック液晶化合物の具体的例としては、化合物(4−4)〜(4−8)の化合物を挙げることができるが、下記の化合物に限定されるものではない。
重合性ディスコチック液晶化合物の具体的例としては、化合物(4−4)〜(4−8)の化合物を挙げることができるが、下記の化合物に限定されるものではない。
式中、qは1〜18の整数を表す。
<有機溶媒>
本実施形態の重合性液晶組成物を構成する有機溶媒は、一般式(I)を溶解可能であれば特に制限されないが、100℃以下の温度で揮発させて、当該組成物を乾燥できる溶媒であることが好ましく、用いる基材を侵食しないことが好ましい。そのような溶剤としては、例えば、トルエン、キシレン、クメン、メシチレン等の芳香族系炭化水素、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル等のエステル系溶剤、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、シクロペンタノン等のケトン系溶剤、テトラヒドロフラン、1,2−ジメトキシエタン、アニソール等のエーテル系溶剤、N,N−ジメチルホルムアミド、N−メチル−2−ピロリドン等のアミド系溶剤、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、γ−ブチロラクトン、クロロベンゼン等が挙げられる。これらの有機溶媒は、1種を単独で使用することもできるし、2種類以上を混合して使用することもできる。
本実施形態の重合性液晶組成物を構成する有機溶媒は、一般式(I)を溶解可能であれば特に制限されないが、100℃以下の温度で揮発させて、当該組成物を乾燥できる溶媒であることが好ましく、用いる基材を侵食しないことが好ましい。そのような溶剤としては、例えば、トルエン、キシレン、クメン、メシチレン等の芳香族系炭化水素、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル等のエステル系溶剤、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、シクロペンタノン等のケトン系溶剤、テトラヒドロフラン、1,2−ジメトキシエタン、アニソール等のエーテル系溶剤、N,N−ジメチルホルムアミド、N−メチル−2−ピロリドン等のアミド系溶剤、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、γ−ブチロラクトン、クロロベンゼン等が挙げられる。これらの有機溶媒は、1種を単独で使用することもできるし、2種類以上を混合して使用することもできる。
例示した有機溶媒のうち、一般式(I)で表される重合性化合物の溶解性に優れ、当該組成物を重合させて得られる膜の配向性にも優れ、100℃以下で乾燥させ易いことから、トルエン、酢酸エチル、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、シクロペンタノン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、及びN−メチル−2−ピロリドン及びこれらの組合せがより好ましい。
本実施形態の重合性液晶組成物の全重量に対する有機溶媒の含有量は、当該組成物を基材に塗布し易くなる含有量であることが好ましく、例えば40〜90重量%であることがより好ましく、50〜80重量%であることが更に好ましい。
<重合開始剤>
本実施形態の重合性液晶組成物は、重合開始剤を少なくとも1種類以上含有することが好ましい。
重合開始剤は、重合性液晶組成物を効率よく重合させるために有用な化合物である。重合開始剤としては、光重合開始剤が好ましく、具体的には以下の化合物が好ましい。
BASF社製のイルガキュア651、イルガキュア184、イルガキュア907、イルガキュア127、イルガキュア369、イルガキュア379、イルガキュア819、イルガキュアOXE01、イルガキュアOXE02、ルシリンTPO、ダロキュア1173。LAMBSON社製のエサキュア1001M、エサキュアKIP150、スピードキュアBEM、スピードキュアBMS、スピードキュアPBZ、ベンゾフェノン。
これらの重合開始剤は、1種類を単独で使用しても良いが、2種類以上を併用しても良く、更に増感剤等を添加しても良い。
本実施形態の重合性液晶組成物の全重量に対する重合開始剤の含有量は、例えば0.1〜10重量%が好ましく、1〜7重量%がより好ましく、3〜7重量%が更により好ましい。
本実施形態の重合性液晶組成物は、重合開始剤を少なくとも1種類以上含有することが好ましい。
重合開始剤は、重合性液晶組成物を効率よく重合させるために有用な化合物である。重合開始剤としては、光重合開始剤が好ましく、具体的には以下の化合物が好ましい。
BASF社製のイルガキュア651、イルガキュア184、イルガキュア907、イルガキュア127、イルガキュア369、イルガキュア379、イルガキュア819、イルガキュアOXE01、イルガキュアOXE02、ルシリンTPO、ダロキュア1173。LAMBSON社製のエサキュア1001M、エサキュアKIP150、スピードキュアBEM、スピードキュアBMS、スピードキュアPBZ、ベンゾフェノン。
これらの重合開始剤は、1種類を単独で使用しても良いが、2種類以上を併用しても良く、更に増感剤等を添加しても良い。
本実施形態の重合性液晶組成物の全重量に対する重合開始剤の含有量は、例えば0.1〜10重量%が好ましく、1〜7重量%がより好ましく、3〜7重量%が更により好ましい。
<界面活性剤等>
本実施形態の重合性液晶組成物は、界面活性剤、又は下記一般式(3)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が好ましい。
本実施形態の重合性液晶組成物は、界面活性剤、又は下記一般式(3)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が好ましい。
(式中、R11、R12、R13及びR14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1つ以上の水素原子はハロゲン原子で置換されていても良い。)
前記界面活性剤および前記一般式(3)で表される化合物は、空気界面での液晶化合物のチルト角を減じる効果を付与する。前記界面活性剤としては、アルキルカルボン酸塩、アルキルリン酸塩、アルキルスルホン酸塩、フルオロアルキルカルボン酸塩、フルオロアルキルリン酸塩、フルオロアルキルスルホン酸塩、ポリオキシエチレン誘導体、フルオロアルキルエチレンオキシド誘導体、ポリエチレングリコール誘導体、アルキルアンモニウム塩、フルオロアルキルアンモニウム塩類、シリコーン誘導体等が挙げられる。これらのうち、特に含フッ素界面活性剤及びシリコーン誘導体が好ましい。
前記界面活性剤および前記一般式(3)で表される化合物は、空気界面での液晶化合物のチルト角を減じる効果を付与する。前記界面活性剤としては、アルキルカルボン酸塩、アルキルリン酸塩、アルキルスルホン酸塩、フルオロアルキルカルボン酸塩、フルオロアルキルリン酸塩、フルオロアルキルスルホン酸塩、ポリオキシエチレン誘導体、フルオロアルキルエチレンオキシド誘導体、ポリエチレングリコール誘導体、アルキルアンモニウム塩、フルオロアルキルアンモニウム塩類、シリコーン誘導体等が挙げられる。これらのうち、特に含フッ素界面活性剤及びシリコーン誘導体が好ましい。
更に具体的には「MEGAFAC F−110」、「MEGAFACF−113」、「MEGAFAC F−120」、「MEGAFAC F−812」、「MEGAFAC F−142D」、「MEGAFAC F−144D」、「MEGAFAC F−150」、「MEGAFAC F−171」、「MEGAFACF−173」、「MEGAFAC F−177」、「MEGAFAC F−183」、「MEGAFAC F−195」、「MEGAFAC F−824」、「MEGAFAC F−833」、「MEGAFAC F−114」、「MEGAFAC F−410」、「MEGAFAC F−493」、「MEGAFAC F−494」、「MEGAFAC F−443」、「MEGAFAC F−444」、「MEGAFAC F−445」、「MEGAFAC F−446」、「MEGAFAC F−470」、「MEGAFAC F−471」、「MEGAFAC F−474」、「MEGAFAC F−475」、「MEGAFAC F−477」、「MEGAFAC F−478」、「MEGAFAC F−479」、「MEGAFAC F−480SF」、「MEGAFAC F−482」、「MEGAFAC F−483」、「MEGAFAC F−484」、「MEGAFAC F−486」、「MEGAFAC F−487」、「MEGAFAC F−489」、「MEGAFAC F−172D」、「MEGAFAC F−178K」、「MEGAFAC F−178RM」、「MEGAFAC R−08」、「MEGAFAC R−30」、「MEGAFAC F−472SF」、「MEGAFAC BL−20」、「MEGAFAC R−61」、「MEGAFAC R−90」、「MEGAFAC ESM−1」、「MEGAFAC MCF−350SF」(以上、DIC株式会社製)、
「フタージェント100」、「フタージェント100C」、「フタージェント110」、「フタージェント150」、「フタージェント150CH」、「フタージェントA」、「フタージェント100A-K」、「フタージェント501」、「フタージェント300」、「フタージェント310」、「フタージェント320」、「フタージェント400SW」、「FTX-400P」、「フタージェント251」、「フタージェント215M」、「フタージェント212MH」、「フタージェント250」、「フタージェント222F」、「フタージェント212D」、「FTX-218」、「FTX-209F」、「FTX-213F」、「FTX-233F」、「フタージェント245F」、「FTX-208G」、「FTX-240G」、「FTX-206D」、「FTX-220D」、「FTX-230D」、「FTX-240D」、「FTX-207S」、「FTX-211S」、「FTX-220S」、「FTX-230S」、「FTX-750FM」、「FTX-730FM」、「FTX-730FL」、「FTX-710FS」、「FTX-710FM」、「FTX-710FL」、「FTX-750LL」、「FTX-730LS」、「FTX-730LM」、「FTX-730LL」、「FTX-710LL」(以上、ネオス社製)、
「BYK−300」、「BYK−302」、「BYK−306」、「BYK−307」、「BYK−310」、「BYK−315」、「BYK−320」、「BYK−322」、「BYK−323」、「BYK−325」、「BYK−330」、「BYK−331」、「BYK−333」、「BYK−337」、「BYK−340」、「BYK−344」、「BYK−370」、「BYK−375」、「BYK−377」、「BYK−350」、「BYK−352」、「BYK−354」、「BYK−355」、「BYK−356」、「BYK−358N」、「BYK−361N」、「BYK−357」、「BYK−390」、「BYK−392」、「BYK−UV3500」、「BYK−UV3510」、「BYK−UV3570」、「BYK−Silclean3700」(以上、ビックケミー・ジャパン社製)、
「TEGO Rad2100」、「TEGO Rad2200N」、「TEGO Rad2250」、「TEGO Rad2300」、「TEGO Rad2500」、「TEGO Rad2600」、「TEGO Rad2700」(以上、テゴ社製)等の例を挙げることができる。
「フタージェント100」、「フタージェント100C」、「フタージェント110」、「フタージェント150」、「フタージェント150CH」、「フタージェントA」、「フタージェント100A-K」、「フタージェント501」、「フタージェント300」、「フタージェント310」、「フタージェント320」、「フタージェント400SW」、「FTX-400P」、「フタージェント251」、「フタージェント215M」、「フタージェント212MH」、「フタージェント250」、「フタージェント222F」、「フタージェント212D」、「FTX-218」、「FTX-209F」、「FTX-213F」、「FTX-233F」、「フタージェント245F」、「FTX-208G」、「FTX-240G」、「FTX-206D」、「FTX-220D」、「FTX-230D」、「FTX-240D」、「FTX-207S」、「FTX-211S」、「FTX-220S」、「FTX-230S」、「FTX-750FM」、「FTX-730FM」、「FTX-730FL」、「FTX-710FS」、「FTX-710FM」、「FTX-710FL」、「FTX-750LL」、「FTX-730LS」、「FTX-730LM」、「FTX-730LL」、「FTX-710LL」(以上、ネオス社製)、
「BYK−300」、「BYK−302」、「BYK−306」、「BYK−307」、「BYK−310」、「BYK−315」、「BYK−320」、「BYK−322」、「BYK−323」、「BYK−325」、「BYK−330」、「BYK−331」、「BYK−333」、「BYK−337」、「BYK−340」、「BYK−344」、「BYK−370」、「BYK−375」、「BYK−377」、「BYK−350」、「BYK−352」、「BYK−354」、「BYK−355」、「BYK−356」、「BYK−358N」、「BYK−361N」、「BYK−357」、「BYK−390」、「BYK−392」、「BYK−UV3500」、「BYK−UV3510」、「BYK−UV3570」、「BYK−Silclean3700」(以上、ビックケミー・ジャパン社製)、
「TEGO Rad2100」、「TEGO Rad2200N」、「TEGO Rad2250」、「TEGO Rad2300」、「TEGO Rad2500」、「TEGO Rad2600」、「TEGO Rad2700」(以上、テゴ社製)等の例を挙げることができる。
前記一般式(3)で表される化合物の重量平均分子量は200〜100000であることが好ましく、300〜10000であることがより好ましく、500〜5000であることが更に好ましい。
前記界面活性剤、及び前記一般式(3)で表される化合物は、それぞれ1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。また、前記界面活性剤と前記一般式(3)で表される化合物とを組み合わせて用いてもよい。
本実施形態の重合性液晶組成物の全重量に対する、前記界面活性剤及び前記一般式(3)で表される化合物の合計の含有量は、0.01〜1重量%であることが好ましく、0.05〜0.6重量%であることがより好ましい。
<その他の成分>
本実施形態の重合性液晶組成物には、その他の成分として、基材との密着性をより向上させるため、連鎖移動剤を添加することが好ましい。連鎖移動剤としては、チオール化合物が好ましく、モノチオール、ジチオール、トリチオール、テトラチオール化合物がより好ましく、トリチオール化合物が更により好ましい。具体的には下記一般式(5−1)〜(5−12)で表される化合物が好ましい。
これらのチオール化合物の含有量としては、当該組成物の全重量に対して、0.5〜5.0重量%であることが好ましく、1.0〜3.0重量%であることがより好ましい。
本実施形態の重合性液晶組成物には、その他の成分として、基材との密着性をより向上させるため、連鎖移動剤を添加することが好ましい。連鎖移動剤としては、チオール化合物が好ましく、モノチオール、ジチオール、トリチオール、テトラチオール化合物がより好ましく、トリチオール化合物が更により好ましい。具体的には下記一般式(5−1)〜(5−12)で表される化合物が好ましい。
これらのチオール化合物の含有量としては、当該組成物の全重量に対して、0.5〜5.0重量%であることが好ましく、1.0〜3.0重量%であることがより好ましい。
(式中、R65は炭素原子数2〜18のアルキル基を表し、該アルキル基は直鎖であっても分岐鎖であっても良く、該アルキル基中の1つ以上のメチレン基は酸素原子、及び硫黄原子が相互に直接結合しないものとして、酸素原子、硫黄原子、−CO−、−OCO−、−COO−、又は−CH=CH−で置換されていてもよく、R66は炭素原子数2〜18のアルキレン基を表し、該アルキレン基中の1つ以上のメチレン基は酸素原子、及び硫黄原子が相互に直接結合しないものとして、酸素原子、硫黄原子、−CO−、−OCO−、−COO−、又は−CH=CH−で置換されていてもよい。)
本実施形態の重合性液晶組成物には、保存安定性を高めるために、重合禁止剤、酸化防止剤等を添加することが好ましい。そのような化合物として、ヒドロキノン誘導体、ヒンダードフェノール系酸化防止剤等が挙げられる。より具体的には、p−メトキシフェノール、BASF社のIRGANOX1010、IRGANOX1035、IRGANOX1076、IRGANOX1098、IRGANOX1135、IRGANOX1330、IRGANOX1425、IRGANOX1520、IRGANOX1726、IRGANOX245、IRGANOX259、IRGANOX3114、IRGANOX3790、IRGANOX5057、IRGANOX565等々が挙げられる。
上記重合禁止剤及び酸化防止剤の含有量としては、当該組成物の全重量に対して、0.01〜1.0質量%であることが好ましく、0.05〜0.2質量%であることがより好ましい。
更に、本実施形態の重合性液晶組成物の物性を調整するために、重合性でない液晶化合物、或いは、液晶性でない重合性化合物等も必要に応じて添加することも可能である。
これらの化合物の含有量としては、当該組成物の全重量に対して、20重量%以下が好ましく、10重量%以下がより好ましく、5重量%以下が更に好ましい。
これらの化合物の含有量としては、当該組成物の全重量に対して、20重量%以下が好ましく、10重量%以下がより好ましく、5重量%以下が更に好ましい。
(光学異方体の製造方法)
(光学異方体)
本発明の光学異方体は、基材、必要に応じて配向膜、及び、重合性組成物溶液の重合体を順次積層したものである。あるいは、基材、必要に応じて配向膜、及び、重合性組成物溶液の重合対を順次積層し、その上に必要に応じて配向膜、及び、前記又は前記と異なってもよい重合性組成物溶液を順次積層したものである。さらにその上に必要に応じて配向膜、及び、前記又は前記と異なってもよい重合性組成物溶液を順次積層することもできる。
本発明の光学異方体に用いられる基材は、液晶デバイス、ディスプレイ、光学素子、光学部品、着色剤、セキュリティ用マーキング、レーザー発光用部材、及び、光学フィルムに通常使用する基材であって、本発明の重合性組成物溶液の塗布後の乾燥時における加熱に耐えうる耐熱性を有する材料であれば、特に制限はない。そのような基材としては、ガラス基材、金属基材、セラミックス基材やプラスチック基材等の有機材料が挙げられる。特に基材が有機材料の場合、セルロース誘導体、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリカーボネート、ポリアクリレート、ポリアリレート、ポリエーテルサルホン、ポリイミド、ポリフェニレンスルフィド、ポリフェニレンエーテル、ナイロン又はポリスチレン等が挙げられる。中でもポリエステル、ポリスチレン、ポリオレフィン、セルロース誘導体、ポリアリレート、ポリカーボネート等のプラスチック基材が好ましい。
本発明の重合性組成物溶液の塗布性や接着性向上のために、これらの基材の表面処理を行っても良い。表面処理として、オゾン処理、プラズマ処理、コロナ処理、シランカップリング処理などが挙げられる。また、光の透過率や反射率を調節するために、基材表面に有機薄膜、無機酸化物薄膜や金属薄膜等を蒸着など方法によって設ける、あるいは、光学的な付加価値をつけるために、基材がピックアップレンズ、ロッドレンズ、光ディスク、位相差フィルム、光拡散フィルム、カラーフィルター、等であっても良い。中でも付加価値がより高くなるピックアップレンズ、位相差フィルム、光拡散フィルム、カラーフィルターは好ましい。
(光学異方体)
本発明の光学異方体は、基材、必要に応じて配向膜、及び、重合性組成物溶液の重合体を順次積層したものである。あるいは、基材、必要に応じて配向膜、及び、重合性組成物溶液の重合対を順次積層し、その上に必要に応じて配向膜、及び、前記又は前記と異なってもよい重合性組成物溶液を順次積層したものである。さらにその上に必要に応じて配向膜、及び、前記又は前記と異なってもよい重合性組成物溶液を順次積層することもできる。
本発明の光学異方体に用いられる基材は、液晶デバイス、ディスプレイ、光学素子、光学部品、着色剤、セキュリティ用マーキング、レーザー発光用部材、及び、光学フィルムに通常使用する基材であって、本発明の重合性組成物溶液の塗布後の乾燥時における加熱に耐えうる耐熱性を有する材料であれば、特に制限はない。そのような基材としては、ガラス基材、金属基材、セラミックス基材やプラスチック基材等の有機材料が挙げられる。特に基材が有機材料の場合、セルロース誘導体、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリカーボネート、ポリアクリレート、ポリアリレート、ポリエーテルサルホン、ポリイミド、ポリフェニレンスルフィド、ポリフェニレンエーテル、ナイロン又はポリスチレン等が挙げられる。中でもポリエステル、ポリスチレン、ポリオレフィン、セルロース誘導体、ポリアリレート、ポリカーボネート等のプラスチック基材が好ましい。
本発明の重合性組成物溶液の塗布性や接着性向上のために、これらの基材の表面処理を行っても良い。表面処理として、オゾン処理、プラズマ処理、コロナ処理、シランカップリング処理などが挙げられる。また、光の透過率や反射率を調節するために、基材表面に有機薄膜、無機酸化物薄膜や金属薄膜等を蒸着など方法によって設ける、あるいは、光学的な付加価値をつけるために、基材がピックアップレンズ、ロッドレンズ、光ディスク、位相差フィルム、光拡散フィルム、カラーフィルター、等であっても良い。中でも付加価値がより高くなるピックアップレンズ、位相差フィルム、光拡散フィルム、カラーフィルターは好ましい。
また、上記基材には、本発明の重合性組成物溶液を塗布乾燥した際に重合性組成物が配向するように、通常配向処理が施されている、あるいは配向膜が設けられていても良い。配向処理としては、延伸処理、ラビング処理、偏光紫外可視光照射処理、イオンビーム処理等が挙げられる。配向膜を用いる場合、配向膜は公知慣用のものが用いられる。そのような配向膜としては、ポリイミド、ポリシロキサン、ポリアミド、ポリビニルアルコール、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリフェニレンエーテル、ポリアリレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルサルホン、エポキシ樹脂、エポキシアクリレート樹脂、アクリル樹脂、クマリン化合物、カルコン化合物、シンナメート化合物、フルギド化合物、アントラキノン化合物、アゾ化合物、アリールエテン化合物等の化合物が挙げられる。ラビングにより配向処理する化合物は、配向処理、もしくは配向処理の後に加熱工程を入れることで材料の結晶化が促進されるものが好ましい。ラビング以外の配向処理を行う化合物の中では光配向材料を用いることが好ましい。
(塗布)
本発明の光学異方体を得るための塗布法としては、アプリケーター法、バーコーティング法、スピンコーティング法、グラビア印刷法、フレキソ印刷法、インクジェット法、ダイコーティング法、キャップコーティング法、ディッピング等、公知慣用の方法を行うことができる。重合性組成物溶液を塗布後、乾燥させる。
本発明の光学異方体を得るための塗布法としては、アプリケーター法、バーコーティング法、スピンコーティング法、グラビア印刷法、フレキソ印刷法、インクジェット法、ダイコーティング法、キャップコーティング法、ディッピング等、公知慣用の方法を行うことができる。重合性組成物溶液を塗布後、乾燥させる。
(重合工程)
乾燥した重合性組成物の重合処理は、該重合性組成物中の一般式(1)で表される重合性化合物がプレーナー配向した状態で一般に紫外線等の光照射、あるいは加熱によって行われる。重合を光照射で行う場合は、具体的には390nm以下の紫外光を照射することが好ましく、250〜370nmの波長の光を照射することが最も好ましい。但し、390nm以下の紫外光により重合性組成物が分解などを引き起こす場合は、390nm以上の紫外光で重合処理を行ったほうが好ましい場合もある。この光は、拡散光で、かつ偏光していない光であることが好ましい。
乾燥した重合性組成物の重合処理は、該重合性組成物中の一般式(1)で表される重合性化合物がプレーナー配向した状態で一般に紫外線等の光照射、あるいは加熱によって行われる。重合を光照射で行う場合は、具体的には390nm以下の紫外光を照射することが好ましく、250〜370nmの波長の光を照射することが最も好ましい。但し、390nm以下の紫外光により重合性組成物が分解などを引き起こす場合は、390nm以上の紫外光で重合処理を行ったほうが好ましい場合もある。この光は、拡散光で、かつ偏光していない光であることが好ましい。
(位相差膜)
本発明の位相差膜は、本発明の光学異方体と同様にして作成される。重合性組成物中の一般式(1)で表される重合性化合物がプレーナー配向した状態で重合した場合は、基材に対して面内に複屈折性を有する位相差膜が得られる。前記位相差膜は、ホモジニアス液晶フィルムとして使用することができる。重合性組成物中の一般式(1)で表される重合性化合物、及び、重合性キラル化合物がプレーナー配向した状態で重合した場合は、基材に対して面外に複屈折性を有する位相差膜が得られる。重合性ディスコチック化合物を含む重合性組成物中の一般式(1)で表される重合性化合物がプレーナー配向した状態で重合した場合は、基材に対して面内にも面外にも複屈折性を有する位相差膜が得られる。
また、基材が位相差を有する場合には、基材の有する複屈折性、及び、本発明の位相差膜の複屈折性を加算した複屈折性を有する位相差膜が得られる。前記位相差膜は、基材の有する複屈折性と位相差膜の有する複屈折性が基材の面内で同じ方向の場合もあれば、異なる方向の場合もある。液晶デバイス、ディスプレイ、光学素子、光学部品、着色剤、セキュリティ用マーキング、レーザー発光用部材、光学フィルム、及び、補償フィルム等の用途に応じて、用途に適した形で適用される。
本発明の位相差膜は、本発明の光学異方体と同様にして作成される。重合性組成物中の一般式(1)で表される重合性化合物がプレーナー配向した状態で重合した場合は、基材に対して面内に複屈折性を有する位相差膜が得られる。前記位相差膜は、ホモジニアス液晶フィルムとして使用することができる。重合性組成物中の一般式(1)で表される重合性化合物、及び、重合性キラル化合物がプレーナー配向した状態で重合した場合は、基材に対して面外に複屈折性を有する位相差膜が得られる。重合性ディスコチック化合物を含む重合性組成物中の一般式(1)で表される重合性化合物がプレーナー配向した状態で重合した場合は、基材に対して面内にも面外にも複屈折性を有する位相差膜が得られる。
また、基材が位相差を有する場合には、基材の有する複屈折性、及び、本発明の位相差膜の複屈折性を加算した複屈折性を有する位相差膜が得られる。前記位相差膜は、基材の有する複屈折性と位相差膜の有する複屈折性が基材の面内で同じ方向の場合もあれば、異なる方向の場合もある。液晶デバイス、ディスプレイ、光学素子、光学部品、着色剤、セキュリティ用マーキング、レーザー発光用部材、光学フィルム、及び、補償フィルム等の用途に応じて、用途に適した形で適用される。
(位相差パターニング膜)
本発明の位相差パターニング膜は、本発明の光学異方体同様に、基材、配向膜、及び、重合性組成物溶液の重合体を順次積層したものであるが、重合工程において、部分的に異なる位相差が得られるようにパターニングされたものである。パターニングは、線状のパターニング、格子状のパターニング、円状のパターニング、多角形状のパターニング等、異なる方向の場合もある。液晶デバイス、ディスプレイ、光学素子、光学部品、着色剤、セキュリティ用マーキング、レーザー発光用部材、光学フィルム、及び、補償フィルム等の用途に応じて、適用される。
部分的に異なる位相差を得る方法としては、基材に配向膜を設け、配向処理する際に本発明の重合性組成物溶液を塗布乾燥した際に重合性組成物がパターニング配向するように処理する。そのような配向処理は、微細ラビング処理、フォトマスクを介しての偏光紫外可視光照射処理、微細形状加工処理等が挙げられる。配向膜は、公知慣用のものが用いられる。そのような配向膜としては、ポリイミド、ポリシロキサン、ポリアミド、ポリビニルアルコール、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリフェニレンエーテル、ポリアリレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルサルホン、エポキシ樹脂、エポキシアクリレート樹脂、アクリル樹脂、クマリン化合物、カルコン化合物、シンナメート化合物、フルギド化合物、アントラキノン化合物、アゾ化合物、アリールエテン化合物等の化合物が挙げられる。微細ラビングにより配向処理する化合物は、配向処理、もしくは配向処理の後に加熱工程を入れることで材料の結晶化が促進されるものが好ましい。ラビング以外の配向処理を行う化合物の中では光配向材料を用いることが好ましい。
本発明の位相差パターニング膜は、本発明の光学異方体同様に、基材、配向膜、及び、重合性組成物溶液の重合体を順次積層したものであるが、重合工程において、部分的に異なる位相差が得られるようにパターニングされたものである。パターニングは、線状のパターニング、格子状のパターニング、円状のパターニング、多角形状のパターニング等、異なる方向の場合もある。液晶デバイス、ディスプレイ、光学素子、光学部品、着色剤、セキュリティ用マーキング、レーザー発光用部材、光学フィルム、及び、補償フィルム等の用途に応じて、適用される。
部分的に異なる位相差を得る方法としては、基材に配向膜を設け、配向処理する際に本発明の重合性組成物溶液を塗布乾燥した際に重合性組成物がパターニング配向するように処理する。そのような配向処理は、微細ラビング処理、フォトマスクを介しての偏光紫外可視光照射処理、微細形状加工処理等が挙げられる。配向膜は、公知慣用のものが用いられる。そのような配向膜としては、ポリイミド、ポリシロキサン、ポリアミド、ポリビニルアルコール、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリフェニレンエーテル、ポリアリレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルサルホン、エポキシ樹脂、エポキシアクリレート樹脂、アクリル樹脂、クマリン化合物、カルコン化合物、シンナメート化合物、フルギド化合物、アントラキノン化合物、アゾ化合物、アリールエテン化合物等の化合物が挙げられる。微細ラビングにより配向処理する化合物は、配向処理、もしくは配向処理の後に加熱工程を入れることで材料の結晶化が促進されるものが好ましい。ラビング以外の配向処理を行う化合物の中では光配向材料を用いることが好ましい。
(ホモジニアス配向)
一方、重合性液晶化合物を適宜選択し、界面活性剤、又は一般式(3)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量を調整することで、ホモジニアス配向を達成することができる。
一方、重合性液晶化合物を適宜選択し、界面活性剤、又は一般式(3)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量を調整することで、ホモジニアス配向を達成することができる。
次に、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例によって限定されるものではない。なお、特に断りのない限り、「部」及び「%」は質量基準である。
以下の表に示す割合で各化合物を混合したUCL組成物を調製した。UCL組成物30重量部と、各溶剤70重量部とを混合したUCL溶液に、さらに各添加剤を加えて、各実施例および比較例のサンプル溶液を調製した。
<2官能化合物>
<単官能化合物>
各表のサンプル溶液に使用した溶剤および添加剤は以下の通りである。
MEK・・・メチルエチルケトン
PGMEA・・・プロピレングリコール1-モノメチルエーテル2-アセタート
NMP・・・N−メチルピロリドン
MIBK・・・メチルイソブチルケトン
MEHQ・・・p−メトキシフェノール
Irg907・・・イルガキュア907
N535・・・フッ素ゴム:TECNOFLON N535
MEK・・・メチルエチルケトン
PGMEA・・・プロピレングリコール1-モノメチルエーテル2-アセタート
NMP・・・N−メチルピロリドン
MIBK・・・メチルイソブチルケトン
MEHQ・・・p−メトキシフェノール
Irg907・・・イルガキュア907
N535・・・フッ素ゴム:TECNOFLON N535
<光配向膜の作製>
上記式(A)で表される化合物0.5重量部を2−(2−エトキシエトキシ)エタノール49.5重量部に溶解させた後、2−ブトキシエタノール49重量部を加えて、光配向膜用組成物Aの溶液を得た。この溶液を0.45μmのメンブランフィルターでろ過し、光配向膜用組成物(A−1)を得た。
光配向膜用組成物(A−1)をバーコーターで基材である80μmのトリアセチルセルロース誘導体からなるフィルム上に塗布し、80℃で2分間乾燥した。このときの乾燥膜厚は15nmであった。次に超高圧水銀ランプに波長カットフィルター、バンドパスフィルター、及び、偏光フィルターを介して、波長365nm付近の可視紫外光(照射強度:20mW/cm2)の直線偏光の平行光を、基材に対して垂直方向から照射し、光配向膜を得た。照射量は100mJ/cm2であった。
<位相差膜の作製>
作製した光配向膜上に、実施例又は比較例のUCLサンプル溶液を塗布し、80℃で2分乾燥し、室温で1分冷却後、UV照射して、目的の位相差膜を作製した。
作製した光配向膜上に、実施例又は比較例のUCLサンプル溶液を塗布し、80℃で2分乾燥し、室温で1分冷却後、UV照射して、目的の位相差膜を作製した。
<位相差膜の評価>
作製した位相差膜を公知の偏光フィルムを用いて目視観察した。各実施例及び比較例の位相差膜について観察し、その結果が良好であった場合を「○」、不良であった場合を「×」として、表1〜10に評価結果を示した。
作製した位相差膜を公知の偏光フィルムを用いて目視観察した。各実施例及び比較例の位相差膜について観察し、その結果が良好であった場合を「○」、不良であった場合を「×」として、表1〜10に評価結果を示した。
<保存安定性の評価>
実施例又は比較例のUCLサンプル溶液を恒温槽内(0℃、10℃又は20℃)に保管し、3日後の析出の有無を目視で確認した。
3日後に析出が生じていなかった場合を「○」、析出が生じていた場合を「×」として、表1〜11に評価結果を示した。
実施例又は比較例のUCLサンプル溶液を恒温槽内(0℃、10℃又は20℃)に保管し、3日後の析出の有無を目視で確認した。
3日後に析出が生じていなかった場合を「○」、析出が生じていた場合を「×」として、表1〜11に評価結果を示した。
以上で説明した各実施形態における各構成及びそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。また、本発明は各実施形態によって限定されることはなく、請求項(クレーム)の範囲によってのみ限定される。
本発明に係る重合性液晶組成物は、液晶ディスプレイの分野に広く適用可能である。
Claims (8)
- MGが一般式(II−b)
Z0及びZ3は、−COO−、−OCO−、−CH=CH−、−C≡C−、−CH=CHCOO−、−OCOCH=CH−、−CONH−、−NHCO−、−O−、−S−、−NH−、−N(CH3)−、−CO−、−OCOO−、−SCO−、−COS−又は単結合を表し、
Z1及びZ2はそれぞれ独立して、−COO−、−OCO−、−CH2CH2―、−OCH2−、−CH2O−、−CH=CH−、−C≡C−、−CH=CHCOO−、−OCOCH=CH−、−CH2CH2COO−、−CH2CH2OCO−、−COOCH2CH2−、−OCOCH2CH2−、−CONH−、−NHCO−、−O−、−S−、−NH−、−N(CH3)−、−CO−、−OCOO−、−SCO−、−COS−又は単結合を表し、
nbは0、1又は2を表し、nbが2でありZ1が複数存在する場合それらは同一であっても異なっていてもよく、A2が複数存在する場合それらは同一であっても異なっていてもよい。)で表される構造を表す、請求項1記載の重合性液晶組成物。 - 一般式(X)で表される化合物を含有する、請求項1〜3いずれか一項記載の重合性液晶組成物。
- 重合性ディスコチック液晶化合物を含む請求項1〜4のいずれか1項記載の重合性液晶組成物。
- 請求項1〜5いずれか一項記載の重合性液晶組成物を用いてなる位相差膜。
- 請求項1〜5いずれか一項記載の重合性液晶組成物を用いてなる位相差パターニング膜。
- 請求項1〜5いずれか一項記載の重合性液晶組成物を用いてなるホモジニアス配向液晶フィルム。
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