(57)【要約】  配列した液晶層を有する基板を含む多層膜であって、配列した液晶層が式（Ｉ）で表されるアゾリウム塩を含む多層膜：[式Ｉ］（式中、下添え字は環の位置を表し、各Ｘは独立に、ＮまたはＣ−Ｒであり、各Ｚは独立に、Ｎ、Ｎ−Ｒ、Ｃ−（Ｒ）（Ｒ）、Ｏ、Ｓ、ＳＯ2、ＳＯ、Ｃ＝Ｏ、Ｃ＝ＳまたはＣ＝ＮＲであり、各Ｒ基は独立に、水素または置換基であり、そしてＹは、分離部分であってもよく、Ｘ、ＺまたはＲの一部であってもよい、電荷平衡アニオンであるが、但し、Ｘ、ＺおよびＲ基の２つ又は３以上が環を形成することができ、該塩は、オリゴマーまたはポリマーの一部であることができる）を開示する。そのような膜は液晶装置の用途においてプレチルト角の所定の増大を提供する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
配列した液晶層を有する基板を含む多層膜であって、配列した液晶層が式（Ｉ）で表されるアゾリウム塩を含む多層膜：
【化１】
2007519773.tif 000024
（式中、
下添え字は環の位置を表し、各Ｘは独立に、ＮまたはＣ−Ｒであり、
各Ｚは独立に、Ｎ、Ｎ−Ｒ、Ｃ−（Ｒ）（Ｒ）、Ｏ、Ｓ、ＳＯ2、ＳＯ、Ｃ＝Ｏ、Ｃ＝ＳまたはＣ＝ＮＲであり、
各Ｒ基は独立に、水素または置換基であり、そして
Ｙは、分離部分であってもよく、Ｘ、ＺまたはＲの一部であってもよい、電荷平衡アニオンであるが、
但し、Ｘ、ＺおよびＲ基の２つ又は３以上が環を形成することができ、
該塩は、オリゴマーまたはポリマーの一部であることができる）。
【請求項２】
各ＸがＣ−Ｒである、請求項１に記載の膜。
【請求項３】
Ｚ3がＳまたはＮ−Ｒである、請求項１に記載の膜。
【請求項４】
Ｚ3がＳまたはＮ−Ｒである、請求項２に記載の膜。
【請求項５】
Ｚ3がＳである、請求項２に記載の膜。
【請求項６】
Ｚ3がＮ−Ｒである、請求項２に記載の膜。
【請求項７】
Ｘ2がＣ−Ｒ2であり、Ｒ2がＨまたはメチル基である、請求項１に記載の膜。
【請求項８】
Ｘ4とＺ5が一緒になって環を形成している、請求項１に記載の膜。
【請求項９】
環がフェニル環である、請求項１に記載の膜。
【請求項１０】
環がシクロヘキセニル環である、請求項１に記載の膜。
【請求項１１】
Ｘ4とＺ5が双方ともＣ−Ｒ基である、請求項１に記載の膜。
【請求項１２】
Ｒ4とＲ5が双方ともＨ、アルキル、アルコキシまたはアリール基である、請求項１１に記載の膜。
【請求項１３】
式（Ｉ）の化合物が１位で結合しているビス化合物である、請求項１に記載の膜。
【請求項１４】
ＹがＢＦ4、ＰＦ6、ＣＦ3ＣＯ2、Ｂｒ、Ｃｌ、ＣＯＯ、ＳＯ3およびＣＨ3ＳＯ3からなる群から選択されるアニオンである、請求項１に記載の膜。
【請求項１５】
アゾリウム塩が、層の少なくとも０．１重量％の量で存在する、請求項１に記載の膜。
【請求項１６】
アゾリウム塩が、層の少なくとも０．１〜１０重量％の量で存在する、請求項１に記載の膜。
【請求項１７】
アゾリウム塩が、層の少なくとも０．２５〜５重量％の量で存在する、請求項１に記載の膜。
【請求項１８】
アゾリウム塩が式（ＩＩ）で表されるベンズアゾリウムである、請求項１に記載の膜：
【化２】
2007519773.tif 000025
（式中、
下添え字は環の位置を表し、
Ｚ3はＮ、Ｎ−Ｒ、Ｃ−（Ｒ）（Ｒ）、Ｏ、Ｓ、ＳＯ2、ＳＯ、Ｃ＝Ｏ、Ｃ＝ＳまたはＣ＝ＮＲであり、
各Ｒ基は独立に、水素または置換基であり、
Ｙは、分離部分であってもよく、アゾリウムの一部であってもよい電荷平衡アニオンであり、
各Ｑは独立に、置換基を表し、ｎは０〜４の整数である）。
【請求項１９】
ＺがＮ−Ｒ、ＯまたはＳであり、ＲがＨまたは置換基である、請求項１８に記載の膜。
【請求項２０】
アゾリウム塩が、層の少なくとも０．１重量％の量で存在する、請求項１８に記載の膜。
【請求項２１】
アゾリウム塩が、層の少なくとも０．１〜１０重量％の量で存在する、請求項１８に記載の膜。
【請求項２２】
アゾリウム塩が、層の少なくとも０．２５〜５重量％の量で存在する、請求項１８に記載の膜。
【請求項２３】
硬化の際にポリマー液晶層にチルト角の増大を付与する方法であって、硬化に先立って、前記層に、請求項１に記載のアゾリウム塩化合物を含めることを含んで成る前記方法。
【請求項２４】
硬化の際にポリマー液晶層にチルト角の増大を付与する方法であって、硬化に先立って、前記層に、請求項１８に記載のアゾリウム塩化合物を含めることを含んで成る前記方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アゾリウム塩による液晶分子のチルト角の増大を制御する方法および配向層と液晶分子のチルト角を増大させるのに有効なアゾリウム塩を含有する液晶層とを有する基板上の液晶分子の配列した層に関する。
【背景技術】
【０００２】
大部分の液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）には、液晶（ＬＣ）分子の均一な配向が必要であるが、通常、ＬＣディレクタｎと基板の間の角度は小さく、この角度は「プレチルト」角と呼ばれている。ＬＣの傾いた配列を達成するために、いくつかの方法が用いられてきた。これらはＩｎｄｕｓｔｒｉａｌ  Ｓｕｒｖｅｙ  Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ（１９９１）によって出版されたＦｕｎｄａｍｅｎｔａｌｓ  ａｎｄ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ  ｏｆ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌｓに詳細に記載されている。斜めの配列を達成するための最も一般的な技術は、基板上への薄いポリマー層の蒸着と続いてそれをラビング処理することを含む。ポリマーのラビングによって、ＬＣ分子配列の方位配向が定まり、ゼロではないプレチルト角を導かれる。ＬＣのラビング配列には、その顕著な熱安定性、低誘電率、優れた耐化学性および高い生産性のために、ポリイミド（ＰＩ）膜が通常用いられる。さらに、ラビング処理されたＰＩ膜上のＬＣ配列は、通常安定なプレチルト角を提供し、電圧印加でのＬＣ分子のリバースチルト回位を防ぐ。しかし、プレチルト角は配向膜自体の特性に応じて変わる。したがって、種々のＬＣＤ様式の特定のプレチルト角必要条件を満たすために、プレチルト角を制御するための特定のポリイミドが作製されてきた。例えば、高いＬＣプレチルト角を作製するためには長いアルキルとフッ素化アルキル側基を有するポリイミドが用いられている。ＬＣ分子と分岐した長いアルキル側鎖の間の立体相互作用が高いプレチルト角の原因である可能性があると示唆されている。
【０００３】
しかしながら、ラビング法にはいくつかの欠点がある。特には、薄膜トランジスタ部位での静電気の蓄積と麈粒の発生である。最近、重合可能な配向層の光誘導性異方性に基づく、新しい非ラビング配列技術が紹介された。通常、偏光紫外線によって光感受性ポリマー膜を照射し、得られる平面配列の方位配向は光誘導性反応の詳細に応じて異なる。ラビング技術とは対照的に、過剰の電荷も塵も基板上に生じないが、チルト角と束縛の強さの双方に対して制御が維持される。従来のラビング技術は、傾斜容易軸の唯一の方向を確立し、この方向はラビングの方向によって定まる。他方、光配列については、光によって誘導される容易軸の２重縮退がある。この２重縮退によってプレチルト角の再現性が低くなり、より重要なことには、配向ドメイン間で得られる境界で不具合が生じる。この縮退は、ＬＣセルを詰める際にフロー配列の作用によって部分的に除去できるが、得られる配列は一時的にしか安定でない。今日までに、この縮退を破る最も見込みのある方法は、光配列層の傾斜照射に関するものである。傾斜偏光照射によって表面に関して角度が生じ、軸上の遷移モーメントに対する光反応が、軸外のものよりもかなり容易になる。その結果、チルト縮退が破られ、液晶が好ましい方向にチルトする。このような照射スキームには特殊装置が必要であり、大規模過程で実施することは困難であることがわかっている。
【０００４】
ＬＣ分子を配列するその他の非接触法としては、延伸ポリマー、ラングミュア−ブロジェット膜、マイクロリソグラフィーによって生じる格子構造、酸化ケイ素の傾斜蒸着および米国特許第５，７７０，８２６号におけるようなポリイミド表面のイオンビーム照射が挙げられる。この方法では、ＬＣを低エネルギー（約１００ｅＶ）Ａｒ+イオンを衝突させたポリイミド表面に位置させる。この方法は、米国特許第６，０２０，９４６号に記載されるように、ダイヤモンド状炭素（ＤＬＣ）、アモルファス水素化シリコン、ＳｉＣ、ＳｉＯ2、ガラス、Ｓｉ3Ｎ4、Ａｌ2Ｏ3、ＣｅＯ2、ＳｎＯ2およびＺｎＴｉＯ2膜を含むよう拡大適用されている。
【０００５】
特開２００２−０３８１５８号公報には、液晶分子を基板に含有する液晶層を形成し、液晶分子を配向する方法が開示されている。ピリジニウム四級塩を液晶層またはそれに隣接する層に添加し、ピリジニウム四級塩の作用によって液晶分子の傾斜角を制御する。この発明は、液晶のチルト角の制御において他の既存の方法に勝る利点を提供するが、チルトを大きくすることができる限られた種類の分子しか提供しないので、ＬＣプレチルトを誘導するためのさらに新しい材料が必要とされている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記のＬＣ配列法の全てで、ＬＣプレチルト角の制御にはＬＣ分子と配列ポリマーの特定の組合せまたは特定の材料を用いることが必要である。このような（配列ポリマーとＬＣの）組合せを開発し最適化することは困難で多大な時間を要するプロセスである。容易な方法で液晶のプレチルト角を所望の所定の角度に制御する代替法が必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は配列した液晶層を有する基板を含む多層膜であって、配列した液晶層が式（Ｉ）で表されるアゾリウム塩：
【０００８】
【化１】
2007519773.tif 000002
【０００９】
（式中、
下添え字は環の位置を表し、各Ｘは独立に、ＮまたはＣ−Ｒであり、
各Ｚは独立に、Ｎ、Ｎ−Ｒ、Ｃ−（Ｒ）（Ｒ）、Ｏ、Ｓ、ＳＯ2、ＳＯ、Ｃ＝Ｏ、Ｃ＝ＳまたはＣ＝ＮＲであり、
各Ｒ基は独立に、水素または置換基であり、そして
Ｙは、分離部分であってもよく、Ｘ、ＺまたはＲの一部であってもよい、電荷平衡アニオンであるが、
但し、Ｘ、ＺおよびＲ基の２つ又は３以上が環を形成することができ、
該塩は、オリゴマーまたはポリマーの一部であることができる）
を含む多層膜を提供する。
【００１０】
このような膜は、液晶装置において使用する所定のプレチルト角を提供する。本発明はまた、制御された量のアゾリウム化合物を組み込むことによって、所定のプレチルト角を有する膜を形成する方法を含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明は、前記で要約したように、アゾリウム塩の添加による、配向された液晶分子のチルト増大を制御する方法を提供する。本発明を、配向された液晶多層膜５の断面概略図を示す図１を参照することによって説明する。この構造は透明材料、例えばガラスまたはポリマーからなる基板１０を含む。基板と呼ばれるべきものは、単独で立つことができ、他の層を支持できるよう、固体であり機械的に強固でなくてはならないことは理解されなくてはならない。基板は柔軟性のあるものでも剛体であってもよい。通常基板はトリアセテートセルロース（ＴＡＣ）、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリスルホン、ポリエーテルスルホンまたはその他の透明なポリマーからできており、２５〜５００マイクロメートルの厚さを有する。基板１０は通常、低い面内のレタデーションを有し、好ましくは１０ｎｍ未満、より好ましくは５ｎｍ未満である。他にいくつか、基板１０の面内のレタデーションが１５〜１５０ｎｍの間で高い場合もある（レタデーションに関する短い議論の中にはここまたは序論で有用なものもあり得る）。通常、基板１０がトリアセチルセルロースでできている場合、約４０ｎｍ〜１２０ｎｍの面外のレタデーションを有する。これが、ＯＮ電圧を印加された液晶状態を補償するよう補償板を設計する際に所望される特性である。それぞれ、前記で論じた面内のレタデーションは、（ｎx−ｎy）ｄの絶対値として定義され、前記で論じた面外のレタデーションは［（ｎx＋ｎy／２）−ｎz］ｄとして定義される。屈折率ｎxおよびｎyはそれぞれ、基板１０の面内の遅相軸および進相軸に沿ったものであり、ｎzは基板の厚み方向（Ｚ軸）に沿った屈折率であり、ｄは基板１０の厚みである。基板は、連続（巻かれた）膜またはウェブの形であることが好ましい。ガラス板、ＩＴＯ基板、カラーフィルター基板、水晶板、シリコンウエハーも基板として使用できる。
【００１２】
基板１０は単独で使用しても一対として使用してもよい。一対として使用する場合には、必要に応じて、スペーサー、シール剤などを用いてもよい。本発明では、液晶層と隣接する層とは、基板と液晶層３０の間に位置する層の中でも液晶層３０に最も近い層であることが好ましい。また、液晶層３０に隣接する層が、配向膜または透明電極として機能することも許容される。
【００１３】
基板１０の上に配向層２０を塗布し、液晶層３０を層２０の上部に配置する。配向層２０は種々の技術によって配向できる。一つの例では、配向層はラビング配向可能な材料、例えば、ポリイミドまたはポリビニルアルコールを含み、ラビング技術によって配向させることができる。別の例では、配向層２０は、剪断配向可能な材料を含み、剪断配列技術によって配向させることができる。もう１つの例では、配向層２０は電気的または磁気的配向可能な材料を含み、電気的または磁気的配列技術によって配向させることができる。もう１つの例では、配向層は傾斜蒸着により加工されたＳｉＯｘの層であってもよい。もう１つの例では、配向層２０は、光配向可能な材料を含み、光配列技術によって配向させることができる。光配向可能な材料としては、例えば、光異性化ポリマー、光二量化ポリマーおよび光分解ポリマーが挙げられる。好ましい態様では、光配向可能な材料は、米国特許第６，１６０，５９７号に開示されるような桂皮酸誘導体である。このような材料は、直線偏光ＵＶ光での選択的照射によって配向させ、同時に架橋させることができる。
【００１４】
液晶層３０は、主として液晶分子で構成される。液晶分子としては、ディスコティック液晶分子、棒状（ネマチック）液晶分子およびコレステリック液晶分子を使用できる。ネマチック液晶分子が特に好ましい。２種以上の液晶性分子を組み合わせて使用してもよい。液晶層には、液晶分子以外の成分（例えば、色素、チルト角増大のためのドーパント、二色色素、ポリマー、重合剤、増感剤、相転移温度低下剤および安定剤）を添加してもよい。種々の十分に確立された方法を用いて、基板に液晶層３０を塗布できる。したがって、カーテンコーティング法、押し出しコーティング法、ロールコーティング法、スピンコーティング法、ディップコーティング法、バーコーティング法、スプレーコティング法、印刷コーティング法などを用いて液晶層３０を配向層２０上にコーティングできる。
【００１５】
本発明の一つの態様では、液晶層３０は通常、最初に配向層２０上に配置されるときにはネマチック液晶性プレポリマーであり、さらなるＵＶ照射によって、または熱などのその他の手段によって架橋する。好ましい態様では、異方性層は、米国特許第６，１６０，５９７号（Ｓｃｈａｄｔら）および同第５，６０２，６６１号（Ｓｃｈａｄｔら）に開示されるような、正の複屈性を有するジアクリレートまたはジエポキシドなどの材料を含む。異方性層３０の光軸は通常、層面に対して傾いており、厚み方向で変化する。本発明に従う異方性層３０は、アゾリウム塩またはアゾリウム塩の混合物を含有する液体媒質から塗布される。
【００１６】
アゾリウム塩は、配向層２０とのその接着に悪影響を及ぼすことなく、層３０において液晶分子のチルト角を増大させる。
【００１７】
本発明では、液晶分子のチルト角の制御された増大のためにアゾリウム塩を用いる。本発明の範囲において、アゾリウム化合物とは、一般式Ｉで表される５員のＮ複素環化合物である。
【００１８】
【化２】
2007519773.tif 000003
【００１９】
（式中、下添え字は環の位置を表し、ＸおよびＺは各々、複素芳香環を形成するのに十分な結合および置換を含む、炭素、窒素、硫黄または酸素原子を表す）。式（Ｉ）中、各Ｘは独立に、ＮまたはＣ−Ｒであり、各Ｚは独立に、Ｎ、Ｎ−Ｒ、Ｃ−Ｒ、Ｏ、Ｓ、ＳＯ2、ＳＯ、Ｃ＝Ｏ、Ｃ＝ＳまたはＣ＝ＮＲであり、各Ｒは独立に、水素または置換基であり、
Ｘ、ＺおよびＲ基の２以上が環を形成する場合もあり、Ｙは、分離部分であってもよく、Ｘ、ＺまたはＲの一部であってもよい、電荷平衡アニオンである。
【００２０】
本願において、特定の基について言及する場合は、特に規定のない限りは、基自体は非置換であってもよいし、１以上の（最大可能な数まで）置換基で置換されていてもよい。例えば、「アルキル」基とは、置換または非置換アルキル基、例えばアリールアルキル基またはスルホアルキル基を指し、「アリール」基とは、置換または非置換アリール基（最大６置換基までを含む）、例えばアルカリルまたはスルホアリール基を指す。置換基自体は置換されていても非置換であってもよい。記載した基のいずれかの置換基の例としては、公知の置換基、例えば、クロロ、フルオロ、ブロモ、ヨード；ヒドロキシ；アルコキシ、特に「低級アルキル」（すなわち、１〜１２個の炭素原子を有するもの、例えばメトキシ、エトキシ；置換または非置換アルキル、特に低級アルキル（例えばメチル、トリフルオロメチル）；チオアルキル（例えばメチルチオまたはエチルチオ）、特に１〜１２個の炭素原子を有するもののいずれか；置換または非置換アルケニル、好ましくは、２〜１２個の炭素原子のもの（例えばエテニル、プロペニルまたはブテニル）；置換および非置換アリール、特に６〜２０個の炭素原子を有するもの（例えばフェニル）；ならびに置換または非置換ヘテロアリール、特にＮ、ＯまたはＳから選択される１〜３個のヘテロ原子を含む５または６員環を有するもの（例えばピリジル、チエニル、フリル、ピロリル）；酸または酸性塩基、ヒドロキシル、アミノ、アルキルアミノ、シアノ、ニトロ、カルボキシ、カルボン酸塩、アシル、アルコキシカルボニル、アミノカルボニル、スルホンアミド、スルファモイル、スルホ、スルホネート、またはアルキルアンモニウムなどの基；ならびに当分野で公知のその他の基が挙げられる。アルキル置換基としては、具体的には、「低級アルキル」（すなわち、１〜１２個の炭素原子を有するもの）、例えばメチル、エチルなどが挙げられる。さらに、アルキル基またはアルキレン基に関してはいずれも、分岐または非分岐があり得、環構造も含まれるということは理解される。
【００２１】
有用な態様では、本発明におけるアゾリウム塩は式（ＩＩ）で表される。
【化３】
2007519773.tif 000004
【００２２】
（ＩＩ中、下添え字は、環の位置を表し、Ｚは複素芳香環を形成するのに十分な結合および置換を含む、炭素、窒素、硫黄または酸素原子を表し、各Ｒは独立に、水素または置換基を表す）。具体的には、ＺはＮ−Ｒ、Ｏ、Ｓ、ＳＯ2、ＳＯ、Ｃ＝Ｏ、Ｃ＝ＳまたはＣ＝ＮＲであり、各Ｒは独立に水素または置換基であり、Ｒ置換基のいずれか２以上が環を形成する場合もあり、Ｙは分離部分であってもよく、Ｒの一部であってもよい、電荷平衡アニオンである。
【００２３】
もう１つの有用な態様では、アゾリウム塩は式（ＩＩＩ）で表されるベンズアゾリウムである。
【化４】
2007519773.tif 000005
【００２４】
（式中、
下添え字は環の位置を表し、
Ｚ3はＮ、Ｎ−Ｒ、Ｃ−（Ｒ）（Ｒ）、Ｏ、Ｓ、ＳＯ2、ＳＯ、Ｃ＝Ｏ、Ｃ＝ＳまたはＣ＝ＮＲであり、
各Ｒ基は独立に、水素または置換基であり、
Ｙは分離部分であってもよく、アゾリウムの一部であってもよい、電荷平衡アニオンであり、
各Ｑは独立に、置換基を表し、ｎは０〜４の整数である）。
【００２５】
有用なＮ−アゾリウム化合物の例示的例を以下の化学式によって示す。
【００２６】
【化５】
2007519773.tif 000006
【００２７】
【化６】
2007519773.tif 000007
【００２８】
【化７】
2007519773.tif 000008
【００２９】
【化８】
2007519773.tif 000009
【００３０】
【化９】
2007519773.tif 000010
【００３１】
【化１０】
2007519773.tif 000011
【００３２】
【化１１】
2007519773.tif 000012
【００３３】
【化１２】
2007519773.tif 000013
【００３４】
【化１３】
2007519773.tif 000014
【００３５】
有用なアゾリウム化合物はまた式によって表すこともできる。
【化１４】
2007519773.tif 000015
【００３６】
（式中、Ａ+は結合鎖に対するアゾリウム部分ペンダントである）。この結合鎖はアルキル基またはその他の有機鎖であり得る。さらに、前記鎖はさらなる置換基、例えば、エーテル、アミドなどを有していてもよい。また、整数ｎは０〜２５で変わり得る。
【００３７】
一般に、アゾリウム塩はコーティング溶媒に可溶性であり、液晶層３０にこれらの塩を添加しても液晶層３０の屈折率は約±１０パーセント以上は変化しない。このようなアゾリウム塩は液晶層３０の屈折率を約±５パーセント以上変えないことがより好ましい。このような屈折率は液晶層３０の屈折率を約±２パーセント以上変えないことが最も好ましい。さらに、このようなアゾリウム塩は、液晶層３０の平均チルトを約１％以上増大させる。このようなアゾリウム塩が液晶層３０の平均チルトを約１０％以上増大させることが好ましい。このようなアゾリウム塩が液晶層３０の平均チルトを約５０％以上増大させることがより好ましい。このようなアゾリウム塩が液晶層３０の平均チルトを、その不在下で得られる角度と比較して約９５％以上増大させることが最も好ましい。
【００３８】
アゾリウム塩は液晶層３０のコーティング溶液に添加することができる。アゾリウム塩は、液晶層３０の配向を乱すことなく液晶分子の所望のチルト角増大を得るのに適当な量で添加する。アゾリウム塩は、一般に、異方性層３０の０．１〜１０重量％の量で、好都合には、０．２５〜５．０重量％、通常、０．２５〜１．５重量％の範囲で添加する。アゾリウム塩の添加量は、液晶層３０の組成および所望のチルト増大の双方ともが影響を及ぼし得るため、これらに応じて変わる。
【００３９】
異方性層には、界面活性剤、光安定剤およびＵＶ開始剤のような追補を含めてもよい。ＵＶ開始剤としてはベンゾフェノンおよびアセトフェノンおよびそれらの誘導体；ベンゾイン、ベンゾインエーテル、ベンジル、ベンジルケタール、フルオレノン、キサンタノン、αおよびβナフチルカルボニル化合物およびケトンなどの物質が挙げられる。好ましい開始剤としてはαヒドロキシケトンである。
【実施例】
【００４０】
本発明を以下の限定するものではない例によって、より詳細に説明する。
以下に記載する例では面内のレタデーションを測定し、液晶配列の質を評価した。ゼロに近いチルト角を有するサンプルについては、ＬＣ層の測定される（有効な）複屈性は０．１２〜０．１３の間であるはずである。しかし、チルト角が増大するにつれ、有効な複屈性は低下する。ほぼ同じ層厚の一連の例については、これにより、チルト角が増大するにつれ面内のレタデーションの低下をもたらすはずである。これはまさにこれらの例についてみられることであり、これによって全ての例について良好な配列が確認される。
【００４１】
例１−比較
本例では、ガラス基板上の光配列した層上での液晶分子の光配列を実証する。
透明なガラス板上で、ＶＡＮＴＩＣＯ  Ｓｔａｒａｌｉｇｎ（商標）２１１０およびＳｔａｒａｌｉｇｎ（商標）２１００光配列性ビニルビニルシンナメートポリマーの混合物（３０：７０重量％比で、メチルエチルケトン中、１重量％全固体）を含有するコーティング溶液を回転成形した（７００〜１０００ｒｐｍにて）。サンプルを５５℃で５分間乾燥させ、次いで、通常の入射角から２０度傾斜させて３０８ｎｍの偏光（１５〜３０ｍＪ／ｃｍ2）に曝露し、光配列した配向層を得た。通常、これによって３０〜１００ｎｍ厚の層が得られることが偏光解析法によって測定された（Ｊ．Ａ．Ｗｏｏｌｌａｍ  Ｃｏ．、モデルＭ２０００Ｖ）。
【００４２】
配向層上で、メチルエチルケトン中、液晶プレポリマー（ＬＣＰ、Vａｎｔｉｃｏ  Ｃｏ．製ＣＢ４８３ＭＥＫ、メチルエチルケトン中７重量％、光開始剤とともに供給）の溶液を７００〜１０００ｒｐｍで回転形成した。次いで、サンプルを５５℃の温度で３分間加熱し、ネマチック液晶性層を配向させ、溶媒を除去した。サンプルを室温に冷却し、窒素雰囲気下、３６５ｎｍ光（３００〜１０００ｍＪ／ｃｍ2）に曝露することによって異方性層を固定した。面内のレタデーション測定値は、液晶分子が偏光照射の方向と平行に配列されたことを示した。偏光解析法によって、面内のレタデーション、平均チルト角および異方性層の厚みを測定した（Ｊ．Ａ．Ｗｏｏｌｌａｍ  Ｃｏ．、モデルＭ２０００Ｖ）。測定した平均チルト角法の精度は、±２．０度であった。
【００４３】
例２−発明
この例は、２種の液晶分子を含む液晶層にベンゾチアゾリウムヘキサフルオロホスフェート（Ｉ−１０）塩を添加することによって平均チルト角が増大することを示す。
【００４４】
光配列した配向層は例１におけるように調製した。Vａｎｔｉｃｏ  Ｃｏ．製ＬＣＰ混合物ＣＢ４８３ＭＥＫにベンゾチアゾリウムヘキサフルオロホスフェート（Ｉ−１０）（乾燥液晶層の０．２５〜１．５重量％）を添加し、配向層上に回転成形した（７００〜１０００ｒｐｍにて）。次いで、サンプルを５５℃の温度で３分間加熱し、ネマチック液晶性層を配向させ、溶媒を除去した。サンプルを室温に冷却し、窒素雰囲気下、３６５ｎｍ光（３００〜１０００ｍＪ／ｃｍ2）に曝露することによって液晶層を架橋させた。
【００４５】
【表１】
2007519773.tif 000016
【００４６】
表Ｉにおいて前記の例は、比較例１と比べて、液晶層へのベンゾチアゾリウムヘキサフルオロホスフェート（Ｉ−１０）の漸増添加が、液晶分子の平均チルト角の制御された増大をもたらすことを明確に実証している。
【００４７】
例３−発明
この例は、２種の液晶分子を含む液晶層へ１，２，３−トリメチル−１Ｈ−ベンゾイミダゾリウムヘキサフルオロホスフェート（Ｉ−３４）塩を添加することによって平均チルト角が増大することを示す。
【００４８】
光配列した配向層は例１におけるように調製した。Vａｎｔｉｃｏ  Ｃｏ．製ＬＣＰ混合物ＣＢ４８３ＭＥＫに１，２，３−トリメチル−ｌＨ−ベンゾイミダゾリウムヘキサフルオロホスフェート（Ｉ−３４）（乾燥液晶層の０．２５〜１．０重量％）を添加し、配向層上に回転成形した（７００〜１０００ｒｐｍにて）。次いで、サンプルを５５℃の温度で３分間加熱し、ネマチック液晶性層を配向させ、溶媒を除去した。サンプルを室温に冷却し、窒素雰囲気下、３６５ｎｍ光（３００〜１０００ｍＪ／ｃｍ2）に曝露することによって液晶層を架橋させた。
【００４９】
【表２】
2007519773.tif 000017
【００５０】
表ＩＩにおいて、前記の例は、比較例１に比べて、液晶層への１，２，３−トリメチル−１Ｈ−ベンゾイミダゾリウムヘキサフルオロホスフェート（Ｉ−３４）の漸増添加が、液晶分子の平均チルト角の制御された増大をもたらすことを明確に実証している。
【００５１】
例４−発明
この例は、２種の液晶分子を含む液晶層へ２，３−ベンゾチアゾリウムヘキサフルオロホスフェート塩（Ｉ−２）塩を添加することによって平均チルト角が増大することを示す。
【００５２】
光配列した配向層は例１におけるように調製した。Vａｎｔｉｃｏ  Ｃｏ．製ＬＣＰ混合物ＣＢ４８３ＭＥＫに２，３−ベンゾチアゾリウムヘキサフルオロホスフェート塩（Ｉ−２）（乾燥液晶層の０．２５〜１．０重量％）を添加し、配向層上に回転成形した（７００〜１０００ｒｐｍにて）。次いで、サンプルを５５℃の温度で３分間加熱し、ネマチック液晶性層を配向させ、溶媒を除去した。サンプルを室温に冷却し、窒素雰囲気下、３６５ｎｍ光（３００〜１０００ｍＪ／ｃｍ2）に曝露することによって液晶層を架橋させた。
【００５３】
【表３】
2007519773.tif 000018
【００５４】
表ＩＩＩにおいて、前記の例は、比較例１に比べて、液晶層への２，３−ベンゾチアゾリウムヘキサフルオロホスフェート（Ｉ−２）の漸増添加が、液晶分子の平均チルト角の制御された増大をもたらすことを明確に実証している。
【００５５】
例５−比較
この例は、ガラス基板上での単一液晶分子の光配列を実証する。
【００５６】
液晶は、ＷＯ２００００４８９８５（Ａ１）に記載された一般手順に従って調製した。液晶混合物の溶液は、ＷＯ２００００４８９８５（Ａ１）に開示された一般手順に従って作製した。したがって、メチルエチルケトン中でＬＣ−１を混合することによって液晶の７重量％混合物を作製した。ＬＣ溶液に、Ｃｉｂａ−Ｇｉｅｇｙ製ＩＲＧＡＣＵＲＥ（商標）３６９（２−ベンジル２−ジメチルアミノ１−（４−モルホリノフェニル）ブタノン−１）（ＬＣの１重量％）、ＴＩＮUVＩＮ（商標）−１２３（ビス（１−オクチルオキシ−２，２，６，−テトラメチル−４−ピペリジル）セバケート）（ＬＣの１重量％）および２，６−ジ−ｔ−ブチル−ｐ−クレゾール（ＬＣの２重量％）を添加した。
【００５７】
【化１５】
2007519773.tif 000019
【００５８】
透明なガラス板上に、ＶＡＮＴＩＣＯ  Ｓｔａｒａｌｉｇｎ（商標）２１１０とＳｔａｒａｌｉｇｎ（商標）２１００光配列性ビニルシンナメートポリマーの混合物（３０：７０重量％比で、メチルエチルケトン中、１重量％全固体）を含有するコーティング溶液を回転成形した（７００〜１０００ｒｐｍにて）。サンプルを５５℃で５分間乾燥させ、次いで、通常の入射角から２０度傾斜させて３０８ｎｍの偏光（１５〜３０ｍＪ／ｃｍ2）に曝露し、光配列した配向層を得た。
【００５９】
配向層上に、前記で調製した、メチルエチルケトン中ＬＣ−３の溶液を回転成形した（７００〜１０００ｒｐｍにて）。次いで、サンプルを５５℃の温度で３分間加熱し、ネマチック液晶性層を配向させ、溶媒を除去した。サンプルを室温に冷却し、窒素雰囲気下、３６５ｎｍ光（３００〜１０００ｍＪ／ｃｍ2）に曝露することによって異方性層を固定した。面内のレタデーション測定値は、液晶分子が偏光照射の方向と平行に配列されたことを示した。偏光解析法によって、面内のレタデーション、平均チルト角および異方性層の厚みを測定した（Ｊ．Ａ．Ｗｏｏｌｌａｍ  Ｃｏ．、モデルＭ２０００Ｖ）。測定した平均チルト角法の精度は、±２．０度であった。
【００６０】
例６−発明
この例は、１種の液晶分子を含む液晶層へベンゾチアゾリウムヘキサフルオロホスフェート塩（Ｉ−１０）塩を添加することによって平均チルト角が増大することを示す。
【００６１】
光配列した配向層は例５におけるように調製した。架橋可能なジアクリレートネマチック液晶溶液のメチルエチルケトン溶液（前記で調製）に、ベンゾチアゾリウムヘキサフルオロホスフェート（Ｉ−１０）（乾燥液晶層の０．２５〜１．５重量％）を添加し、配向層上に回転成形した（７００〜１０００ｒｐｍにて）。次いで、サンプルを５５℃の温度で３分間加熱し、ネマチック液晶性層を配向させ、溶媒を除去した。サンプルを室温に冷却し、窒素雰囲気下、３６５ｎｍ光（３００〜１０００ｍＪ／ｃｍ2）に曝露することによって液晶層を架橋させた。
【００６２】
【表４】
2007519773.tif 000020
【００６３】
表ＩＶにおいて、前記の例は、比較例５に比べて、液晶層へのベンゾチアゾリウムヘキサフルオロホスフェート（１−１０）の漸増添加が、単一液晶分子ＬＣ−１の平均チルト角の制御された増大をもたらすことを明確に実証している。
【００６４】
例７−比較
この例は、ガラス基板上での液晶分子ＬＣ−３の光配列を実証する。
ＬＣ−３の溶液は、メチルエチルケトン中で、ＬＣ−３（７重量％）、１重量％のＣｉｂａ−Ｇｉｅｇｙ製ＩＲＧＡＣＵＲ（商標）３６９、１重量％のＴＩＮＵＶＩＮ（商標）−１２３および２重量％の２，６−ジ−ｔ−ブチル−ｐ−クレゾールを混合することによって調製した。
【００６５】
光配列した配向層は、例５におけるように調製した。配向層の上に、メチルエチルケトン中で前記で調製したＬＣ−３の溶液を７００〜１０００ｒｐｍで回転成形した。次いで、サンプルを５５℃の温度で３分間加熱し、ネマチック液晶性層を配向させ、溶媒を除去した。サンプルを室温に冷却し、窒素雰囲気下、３６５ｎｍ光（３００〜１０００ｍＪ／ｃｍ2）に曝露することによって異方性層を固定した。面内のレタデーション測定値は、液晶分子が偏光照射の方向と平行に配列されたことを示した。偏光解析法によって、面内のレタデーション、平均チルト角および異方性層の厚みを測定した（Ｊ．Ａ．Ｗｏｏｌｌａｍ  Ｃｏ．、モデルＭ２０００Ｖ）。測定した平均チルト角法の精度は、±２．０度であった。
【００６６】
例８−発明
この例は、１種の液晶分子ＬＣ−３を含む液晶層へベンゾチアゾリウムヘキサフルオロホスフェート塩（Ｉ−１０）塩を添加することによって、その平均チルト角が増大することを示す。
【００６７】
光配列した配向層は例５におけるように調製した。ＬＣ−３の架橋可能なジアクリレートネマチック液晶溶液のメチルエチルケトン溶液（前記で調製）に、ベンゾチアゾリウムヘキサフルオロホスフェート（Ｉ−１０）（乾燥液晶層の０．５重量％）を添加し、配向層上に回転成形した（７００〜１０００ｒｐｍにて）。次いで、サンプルを５５℃の温度で３分間加熱し、ネマチック液晶性層を配向させ、溶媒を除去した。サンプルを室温に冷却し、窒素雰囲気下、３６５ｎｍ光（３００〜１０００ｍＪ／ｃｍ2）に曝露することによって液晶層を架橋させた。
【００６８】
【表５】
2007519773.tif 000021
【００６９】
表Ｖにおいて、前記の例は、比較例７に比べて、液晶層へのベンゾチアゾリウムヘキサフルオロホスフェート（Ｉ−１０）の添加が、単一液晶分子ＬＣ−３の平均チルト角の増大をもたらすことを明確に実証している。
【００７０】
例９−比較
この例は、ガラス基板上での液晶分子ＬＣ−４の光配列を実証する。
メチルエチルケトン中の液晶溶液は、メチルエチルケトン中で、ＬＣ−４（７重量％）、１重量％のＣｉｂａ−Ｇｉｅｇｙ製ＩＲＧＡＣＵＲ（商標）３６９、１重量％のチヌビン（商標）−１２３および２重量％の２，６−ジ−ｔ−ブチル−ｐ−クレゾールを混合することによって調製した。
【００７１】
光配列した配向層は、例５におけるように調製した。配向層の上に、メチルエチルケトン中で前記で調製したＬＣ−４の溶液を７００〜１０００ｒｐｍで回転成形した。次いで、サンプルを５５℃の温度で３分間加熱し、ネマチック液晶性層を配向させ、溶媒を除去した。サンプルを室温に冷却し、窒素雰囲気下、３６５ｎｍ光（３００〜１０００ｍＪ／ｃｍ2）に曝露することによって異方性層を固定した。面内のレタデーション測定値は、液晶分子が偏光照射の方向と平行に配列したことを示した。偏光解析法によって、面内のレタデーション、平均チルト角および異方性層の厚みを測定した（Ｊ．Ａ．Ｗｏｏｌｌａｍ  Ｃｏ．、モデルＭ２０００Ｖ）。測定した平均チルト角法の精度は、±２．０度であった。
【００７２】
例１０−発明
この例は、１種の液晶分子ＬＣ−４を含む液晶層へベンゾチアゾリウムヘキサフルオロホスフェート塩（Ｉ−１０）塩を添加することによって、その平均チルト角が増大することを示す。
【００７３】
光配列した配向層は例５におけるように調製した。ＬＣ−４の架橋可能なジアクリレートネマチック液晶溶液のメチルエチルケトン溶液（前記で調製）に、ベンゾチアゾリウムヘキサフルオロホスフェート（Ｉ−１０）（乾燥液晶層の０．５重量％）を添加し、配向層上に回転成形した（７００〜１０００ｒｐｍで）。次いで、サンプルを５５℃の温度で３分間加熱し、ネマチック液晶性層を配向させ、溶媒を除去した。サンプルを室温に冷却し、窒素雰囲気下、３６５ｎｍ光（３００〜１０００ｍＪ／ｃｍ2）に曝露することによって液晶層を架橋させた。
【００７４】
【表６】
2007519773.tif 000022
【００７５】
表ＶＩにおいて、前記の例は、比較例９に比べて、液晶層へのベンゾチアゾリウムヘキサフルオロホスフェート（Ｉ−１０）の添加が、単一液晶分子の平均チルト角の増大をもたらすことを明確に実証している。
【００７６】
例１１−比較
この例は、ラビング処理されたポリ（ビニルアルコール）（ＰＶＡ）配列層上での２種の液晶分子を含む液晶混合物の配列を実証する。
ガラス基板上に、ポリ（ビニルアルコール）（ＰＶＡ）水性溶液（０．５重量％）を回転成形した（７００〜１０００ｒｐｍで）。サンプルを１２０℃で２時間乾燥させ、次いでラビング処理に付した。
【００７７】
ラビング処理した配向層上で、メチルエチルケトン中、液晶プレポリマーの溶液（メチルエチルケトン中、Vａｎｔｉｃｏ  Ｃｏ．製ＬＣＰ、ＣＢ４８３ＭＥＫ、７重量％、光開始剤とともに供給）を７００〜１０００ｒｐｍで回転成形した。次いで、サンプルを５５℃の温度で３分間加熱し、ネマチック液晶性層を配向させ、溶媒を除去した。サンプルを室温に冷却し、窒素雰囲気下、３６５ｎｍ光（３００〜１０００ｍＪ／ｃｍ2）に曝露することによって異方性層を固定した。面内のレタデーション測定値は、液晶分子が偏光照射の方向と平行に配列されたことを示した。
【００７８】
例１２−発明
この例は、２種の液晶分子ＬＣ−１およびＬＣ−２を含む液晶層へベンゾチアゾリウムヘキサフルオロホスフェート塩（Ｉ−１０）塩を添加することによって、ラビング処理されたポリ（ビニルアルコール）（ＰＶＡ）配列層上でのその平均チルト角が増大することを実証する。
【００７９】
ラビング処理した配向層は例１１におけるように調製した。Vａｎｔｉｃｏ  Ｃｏ．製ＬＣＰ混合物ＣＢ４８３ＭＥＫに、ベンゾチアゾリウムヘキサフルオロホスフェート（Ｉ−１０）（乾燥液晶層の０．５重量％）を添加し、配向層上に回転成形した（７００〜１０００ｒｐｍで）。次いで、サンプルを５５℃の温度で３分間加熱し、ネマチック液晶性層を配向させ、溶媒を除去した。サンプルを室温に冷却し、窒素雰囲気下、３６５ｎｍ光（３００〜１０００ｍＪ／ｃｍ2）に曝露することによって液晶層を架橋させた。
【００８０】
【表７】
2007519773.tif 000023
【００８１】
表ＶＩＩにおいて、前記の例１２は、比較例１１に比べて、ラビング処理されたＰＶＡ配向層上で、液晶層へのベンゾチアゾリウムヘキサフルオロホスフェート（Ｉ−１０）の添加が、液晶分子の平均チルト角の増大をもたらすことを明確に実証している。
【００８２】
本明細書で引用した特許およびその他の刊行物はその全文が本明細書に組み込まれる。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】図１は、本発明の多層の断面概略図である。
【符号の説明】
【００８４】
５    多層膜
１０    基板
２０    配向層
３０    液晶層
【図１】
2007519773.tif 000026
【国際調査報告】
2007519773.tif 000027
2007519773.tif 000028
2007519773.tif 000029
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