(57)【要約】      （修正有）【課題】低い温度でも液晶性を示すことができ、均一塗布性能に優れ、他の成分との相溶性に優れ、目的としない高分子量成分の含有を抑制した液晶化合物、および、これを用いた、外観欠点の少ない光学素子、偏光板、画像表示装置、光記録材料を提供する。【解決手段】液晶化合物は、一般式（１）で表される化学構造Ｑを２つ以上含む。2008100936.tif 000025（式中、一例としてＸはシアノ基、Ｒ１，Ｒ２はＰ−シアノビフェニロキシカルボニル−Ｐ−フェノキシ−β−エチロキシカルボニル−β−エチル基などを表す。）【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
一般式（１）で表される化学構造Ｑを２つ以上含み、
【化１】
2008100936.tif 000020
一般式（１）中、Ｘは−ＣＮ、−ＣＯＣＨ３のいずれかであり、Ｒ１〜Ｒ２はそれぞれ独立に−Ｈ、一般式（２）で表される化学構造、一般式（３ａ）から（３ｆ）までのいずれかで表される化学構造のいずれかであり、
【化２】
2008100936.tif 000021
【化３】
2008100936.tif 000022
一般式（２）中、Ｊは−Ｈ、−ＣＨ３のいずれかであり、Ａは単結合、炭素数が２〜１２のアルキレン基であり、該アルキレン基中に存在する１個の−ＣＨ２−または隣接しない２個以上の−ＣＨ２−は−Ｏ−に置換されていても良く、Ｙは−Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＯＣＯＯ−のいずれかであり、Ｌは一般式（４ａ）から（４ｇ）までのいずれかで表される化学構造であり、
一般式（３ａ）から（３ｆ）中、Ａｃは（メタ）アクリロイル基であり、Ａ２は炭素数が２〜１２のアルキレン基であり、
【化４】
2008100936.tif 000023
一般式（４ａ）から（４ｇ）中、Ｚは−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＯＮＨ−、ＣＯＮ（アルキル）−、−ＣＨ＝Ｎ−のいずれかであり、Ｃｙはそれぞれ独立にＦ、ＣＮ、アルコキシ基、アルキル基から選ばれる少なくとも１種の置換基を有していても良いフェニル環、ナフチル環、ビフェニル環、シクロヘキシル環のいずれかである、
液晶化合物。
【請求項２】
一般式（５ａ）から（５ｆ）までのいずれかで表される化学構造を有する、請求項１に記載の液晶化合物。
【化５】
2008100936.tif 000024
（一般式（５ａ）中、Ａ２は炭素数が２〜１２のアルキレン基であり、該アルキレン基中に存在する１個の−ＣＨ２−または隣接しない２個以上の−ＣＨ２−は−Ｏ−に置換されていても良い。）
【請求項３】
一般式（２）中のＪが−Ｈである、請求項１または２に記載の液晶化合物。
【請求項４】
一般式（２）中のＹが−Ｏ−である、請求項１から３までのいずれかに記載の液晶化合物。
【請求項５】
一般式（１）中のＸが−ＣＮである、請求項１から４までのいずれかに記載の液晶化合物。
【請求項６】
架橋性液晶化合物である、請求項１から５までのいずれかに記載の液晶化合物。
【請求項７】
請求項１から５までのいずれかに記載の液晶化合物を含む、光学素子。
【請求項８】
請求項６に記載の液晶化合物を架橋してなる架橋物を含む、光学素子。
【請求項９】
請求項７または８に記載の光学素子を含む、偏光板。
【請求項１０】
請求項９に記載の偏光板を少なくとも１枚含む、画像表示装置。
【請求項１１】
請求項１から６までのいずれかに記載の液晶化合物を含む、光記録材料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶化合物とその用途に関する。より詳しくは、液晶化合物、および、該液晶化合物を用いた、光学素子、偏光板、画像表示装置、光記録材料に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイに使用される光学補償フィルム等の光学フィルムには、液晶ディスプレイ素子の表示品位の向上と軽量化の両立に対する要求から、高分子フィルムに延伸処理を施した複屈折フィルムが用いられる。
【０００３】
しかしながら、上記複屈折フィルムは、上記高分子フィルムのガラス転移点を越える温度で配向状態が破壊されてしまう。したがって、上記複屈折フィルムは、使用温度がガラス転移点によって制限されるという欠点がある。
【０００４】
延伸処理では実現が不可能な、より高度で安定した配向状態を有する液晶配向フィルムが開発されている。この液晶配向フィルムは、傾斜配向やねじれ配向等の配向を得るために、液晶性高分子あるいは重合性官能基を有する液晶化合物を配向処理して提供される（特許文献１、２、３参照）。
【０００５】
液晶性高分子を用いる方法は、配向処理された基板上にサーモトロピック液晶性を示す高分子化合物溶液を塗布した後、液晶性高分子が液晶性を呈する温度で熱処理することにより所望の配向を得る方法である。上記方法で配向させた後は、液晶性高分子をガラス状態に保つことにより配向を固定化する。
【０００６】
しかしながら、液晶性高分子は分子鎖のからみあいにより分子運動が阻害される。このため、溶剤への溶解性が乏しいという問題や、均一な液晶配向フィルムを作製することが困難であるという問題があった。また、液晶性高分子は他成分との相溶性に劣っているため、例えば、液晶基、架橋基、カイラル基などの機能部位を複合するために、コポリマー化などの合成操作を経なければならない。
【０００７】
相溶性に優れた液晶化合物を得る方法として、近年、ガラス化液晶という概念が報告されている。このような概念を発現する液晶化合物は、末端に複数の液晶基を有しているとともに、連結基を介して液晶基とコア部分が連結されている構造を有している。このような構造を有することにより、ある程度の相溶性の向上および均一塗布性能の向上が認められている。均一塗布性能は、液晶材料が発現する液晶相がネマチック液晶相のみである場合において効果的に発揮される。逆に、液晶相の中にスメクチック相などの結晶に近い相を含むと、基板上への塗布や配向処理を行う際に、結晶化やスメクチック液晶化が原因となって、均一塗布が困難になる。このため、ガラス化液晶においては、液晶の結晶性を下げることで単独のネマチック液晶相を発現することを目的として、液晶基の側方位に置換基を有する液晶化合物を設計することにより、均一塗布性能を確保している。しかし、側方位に置換基を有さない単純構造の液晶基を有する液晶化合物においても、単独のネマチック液晶相を発現できるような液晶化合物の開発が望まれている。
【０００８】
アクリル系高分子液晶化合物に（メタ）アクリル基などの架橋基を導入することを考えた場合、液晶アクリルモノマーと多官能アクリルモノマーを共重合することで架橋基を残した液晶アクリルポリマーを合成しようと試みても、ゲル化によって不溶化してしまうため、その合成が不可能であった。
【０００９】
アクリル系等の高分子化合物は、通常、その分子量に分布がある。重量平均分子量（Ｍｗ）、数平均分子量（Ｍｎ）の比によって表される分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）は、単一分子量の化合物の場合は１であるが、通常のラジカル重合で合成される高分子量化合物のＭｗ／Ｍｎは小さくても１．２以上である。そのため、通常の高分子化合物は、その平均分子量に対して大きい分子量の成分（高分子量成分）も当然含まれてしまっている。
【００１０】
上記のような、目的としない高分子量成分が含まれている材料は、それを用いてフィルム加工すると、相分離などの問題が生じうる。このため、目的としない高分子量成分が含まれないことが理想的に求められる。
【特許文献１】特開平３−２８８２２号公報
【特許文献２】特開平４−５５８１３号公報
【特許文献３】特開平５−２７２３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の課題は、低い温度でも液晶性を示すことができ、均一塗布性能に優れ、他の成分との相溶性に優れ、目的としない高分子量成分の含有を抑制した液晶化合物、および、これを用いた、外観欠点の少ない光学素子、偏光板、画像表示装置、光記録材料を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者らは上記課題を解決するために鋭意検討を行った。その結果、複数のシアノ酢酸エステルまたはアセト酢酸エステルを含む化合物コアに複数の液晶（メタ）アクリルモノマーが付加された構造を有するガラス化液晶化合物が、上記課題を解決できる液晶化合物であることを見出した。また、従来型のアクリルモノマーの重合では困難であった架橋基導入も、上記のガラス化液晶化合物とすれば容易となることを見出した。
【００１３】
本発明の液晶化合物は、一般式（１）で表される化学構造Ｑを２つ以上含み、
【００１４】
【化１】
2008100936.tif 000002
一般式（１）中、Ｘは−ＣＮ、−ＣＯＣＨ３のいずれかであり、Ｒ１〜Ｒ２はそれぞれ独立に−Ｈ、一般式（２）で表される化学構造、一般式（３ａ）から（３ｆ）までのいずれかで表される化学構造のいずれかであり、
【００１５】
【化２】
2008100936.tif 000003
【００１６】
【化３】
2008100936.tif 000004
一般式（２）中、Ｊは−Ｈ、−ＣＨ３のいずれかであり、Ａは単結合、炭素数が２〜１２のアルキレン基であり、該アルキレン基中に存在する１個の−ＣＨ２−または隣接しない２個以上の−ＣＨ２−は−Ｏ−に置換されていても良く、Ｙは−Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＯＣＯＯ−のいずれかであり、Ｌは一般式（４ａ）から（４ｇ）までのいずれかで表される化学構造であり、
一般式（３ａ）から（３ｆ）中、Ａｃは（メタ）アクリロイル基であり、Ａ２は炭素数が２〜１２のアルキレン基であり、
【００１７】
【化４】
2008100936.tif 000005
一般式（４ａ）から（４ｇ）中、Ｚは−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＯＮＨ−、ＣＯＮ（アルキル）−、−ＣＨ＝Ｎ−のいずれかであり、Ｃｙはそれぞれ独立にＦ、ＣＮ、アルコキシ基、アルキル基から選ばれる少なくとも１種の置換基を有していても良いフェニル環、ナフチル環、ビフェニル環、シクロヘキシル環のいずれかである。
【００１８】
好ましい実施形態においては、上記液晶化合物は、一般式（５ａ）から（５ｆ）までのいずれかで表される化学構造を有する。
【００１９】
【化５】
2008100936.tif 000006
（一般式（５ａ）中、Ａ２は炭素数が２〜１２のアルキレン基であり、該アルキレン基中に存在する１個の−ＣＨ２−または隣接しない２個以上の−ＣＨ２−は−Ｏ−に置換されていても良い。）
【００２０】
好ましい実施形態においては、一般式（２）中のＪが−Ｈである。
【００２１】
好ましい実施形態においては、一般式（２）中のＹが−Ｏ−である。
【００２２】
好ましい実施形態においては、一般式（１）中のＸが−ＣＮである。
【００２３】
好ましい実施形態においては、上記液晶化合物が架橋性液晶化合物である。
【００２４】
本発明の別の局面によれば、光学素子が提供される。本発明の光学素子は、本発明の液晶化合物を含む。また、本発明の光学素子は、架橋性液晶化合物である本発明の液晶化合物を架橋してなる架橋物を含む。
【００２５】
本発明の別の局面によれば、偏光板が提供される。本発明の偏光板は、本発明の光学素子を含む。
【００２６】
本発明の別の局面によれば、画像表示装置が提供される。本発明の画像表示装置は、本発明の偏光板を少なくとも１枚含む。
【００２７】
本発明の別の局面によれば、光記録材料が提供される。本発明の光記録材料は、本発明の液晶化合物を含む。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、低い温度でも液晶性を示すことができ、均一塗布性能に優れ、他の成分との相溶性に優れ、目的としない高分子量成分の含有を抑制した液晶化合物、および、これを用いた、外観欠点の少ない光学素子、偏光板、画像表示装置、光記録材料を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の好ましい実施形態について説明するが、本発明はこれらの実施形態には限定されない。なお、本明細書において、「（メタ）アクリル酸」とは、アクリル酸またはメタクリル酸を意味する。
【００３０】
《液晶化合物》
本発明の多官能化合物は、一般式（１）で表される化学構造Ｑを２つ以上含む。
【００３１】
【化６】
2008100936.tif 000007
【００３２】
一般式（１）中、Ｘは−ＣＮ、−ＣＯＣＨ３のいずれかであり、Ｒ１〜Ｒ２はそれぞれ独立に−Ｈ、一般式（２）で表される化学構造、一般式（３ａ）から（３ｆ）までのいずれかで表される化学構造のいずれかである。一般式（１）中、Ｘは−ＣＮであることが好ましい。
【００３３】
【化７】
2008100936.tif 000008
【００３４】
【化８】
2008100936.tif 000009
【００３５】
一般式（３ａ）から（３ｆ）中、Ａｃは（メタ）アクリロイル基であり、Ａ２は炭素数が２〜１２のアルキレン基である。
【００３６】
一般式（２）中、Ｊは−Ｈ、−ＣＨ３のいずれかであり、Ａは単結合、炭素数が２〜１２のアルキレン基であり、該アルキレン基中に存在する１個の−ＣＨ２−または隣接しない２個以上の−ＣＨ２−は−Ｏ−に置換されていても良く、Ｙは−Ｏ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＯＣＯＯ−のいずれかであり、Ｌは一般式（４ａ）から（４ｇ）までのいずれかで表される化学構造である。一般式（２）中、Ｊは−Ｈであることが好ましい。一般式（２）中、Ｙは−Ｏ−であることが好ましい。
【００３７】
【化９】
2008100936.tif 000010
【００３８】
一般式（４ａ）から（４ｇ）中、Ｚは−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＯＮＨ−、ＣＯＮ（アルキル）−、−ＣＨ＝Ｎ−のいずれかであり、Ｃｙはそれぞれ独立にＦ、ＣＮ、アルコキシ基、アルキル基から選ばれる少なくとも１種の置換基を有していても良いフェニル環、ナフチル環、ビフェニル環、シクロヘキシル環のいずれかである。
【００３９】
本発明の液晶化合物は、一般式（５ａ）から（５ｆ）までのいずれかで表される化学構造を有する。
【００４０】
【化１０】
2008100936.tif 000011
【００４１】
一般式（５ａ）中、Ａ２は炭素数が２〜１２のアルキレン基であり、該アルキレン基中に存在する１個の−ＣＨ２−または隣接しない２個以上の−ＣＨ２−は−Ｏ−に置換されていても良い。
【００４２】
本発明の液晶化合物を合成するには、任意の適切な方法を採用し得る。好ましくは、アルコール部位を有する原料化合物にシアノ酢酸エステル化またはアセト酢酸エステル化することで多官能のシアノ酢酸エステルまたはアセト酢酸エステルを合成し、その中に含まれるエステルのカルボニル炭素とシアノ基またはアセト基の炭素に挟まれた酸性度の高い炭素上の炭素−水素結合を脱プロトン化した後に、マイケル付加反応を用いて（メタ）アクリル酸エステルによって置換することで、合成することができる。
【００４３】
２つの電子求引基で挟まれた酸性度の高い炭素を持つシアノ酢酸エステル類またはアセト酢酸エステル類は、その炭素上で生じるカルボアニオンの安定化効果によって容易に脱プロトン化されてアニオンを生じる。このため、アミンやアルコキシド程度の塩基性を有する塩基の存在で容易にカルボアニオンを生成することができる。生成したカルボアニオンは反応活性な求核剤として働き、種々の求電子剤、例えば、不飽和カルボニル化合物である（メタ）アクリル酸エステル類とマイケル付加反応を行うことができる。
【００４４】
活性メチレン化合物と不飽和カルボニル化合物とのマイケル付加反応においては、活性メチレン化合物の活性水素のｐＫａが１５以下であれば効率的に反応が進行する。このような活性メチレン化合物として、シアノ酢酸エステル（ｐＫａ＝１３．１）またはアセト酢酸エステル（ｐＫａ＝１１．０）が好ましく挙げられる。これらは、原料の汎用性などの点からも好ましい。
【００４５】
マイケル付加反応において用い得る水素引き抜き触媒としては、水素引き抜き効果がある触媒であれば、任意の適切な触媒を用い得る。例えば、アミン系触媒として、プロリン、トリアザビシクロデセン（ＴＢＤ）、ジアザビシクロウンデセン（ＤＢＵ）、ヘキサヒドロメチルピリミドピリジン（ＭＴＢＤ）、ジアザビシクロノナン（ＤＢＮ）、テトラメチルグアニジン（ＴＭＧ）、ジアザビシクロオクタン（ＤＡＢＣＯ）、ＴＢＤを架橋ポリスチレンやシリカゲルなど固相に担持した触媒、ブチルメチルイミダゾリウムヒドロキシドなどの塩基性イオン性液体が挙げられる。また、塩基触媒として、ナトリウムメトキシド、ナトリウムエトキシド、カリウムターシャリーブトキシド、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、ナトリウム金属、リチウムジイソプロピルアミド（ＬＤＡ）、ブチルリチウムが挙げられる。また、有機金属触媒として、ルテニウムシクロオクタジエンシクロオクタトリエン、ヒドリドルテニウムなどのルテニウム系触媒、三塩化鉄や鉄アセチルアセトナートなどの鉄系触媒、ニッケルアセチルアセトナート、酢酸ニッケル、ニッケルサリチルアルデヒドなどのニッケル触媒、銅系触媒、パラジウム系触媒、スカンジウム系触媒、ランタン系触媒、イッテルビウム系触媒が挙げられる。これらの中でも、反応性、副反応や着色の少なさ、試薬の汎用性などの点から、アミン系触媒、塩基触媒が好ましく用いられ得る。これらの触媒は１種のみを用いても良いし、２種以上を併用しても良い。
【００４６】
水素引き抜き触媒の使用量は、原料に対して触媒量で良く、多すぎると副反応を生じるおそれがあり、極端に少なすぎると反応が進行しないおそれがある。好ましい使用量は、０．０００１〜１００ｍｏｌ％、より好ましくは０．０１〜１０ｍｏｌ％、さらに好ましくは０．１〜１０ｍｏｌ％である。
【００４７】
マイケル付加反応の反応温度としては、好ましくは−７８〜２００℃、より好ましくは０〜８０℃、さらに好ましくは２５℃程度の室温付近（１５〜３５℃）である。
【００４８】
マイケル付加反応の反応時間としては、好ましくは１０秒〜１週間、より好ましくは１分〜１０時間、さらに好ましくは３分〜５時間である。反応は、薄膜クロマトグラフィー（ＴＬＣ）、高速液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）、ＮＭＲ、赤外分光法などの分析手段により反応進行状況を確認し適宜終了させればよい。
【００４９】
マイケル付加反応で用いるべき反応溶媒は、用いる水素引き抜き触媒と反応せず、塩基と反応あるいは分解することがなく、好ましくは原料化合物を溶解するものであれば、任意の適切な溶媒を採用し得る。例えば、原料化合物が完全に溶解しなくても、最終的に液晶化合物の溶解性が高くなるために目的物が溶解するような溶媒であれば、差し支えない。溶媒は、脱水溶媒である方が好ましいが、特に脱水処理していない溶媒でも反応は進行し得る。
【００５０】
以下、本発明の液晶化合物の中で、代表的な液晶化合物について、具体的な製造方法を説明する。
【００５１】
本発明にかかる液晶化合物が、一般式（１）においてＸ＝−ＣＮであり、Ｒ１とＲ２がともに一般式（２）で示される化学構造でＪが−Ｈ、Ａはエチレン基、Ｙが−Ｏ−、Ｌが一般式（４ｃ）（Ｚは−ＣＯＯ−）で表され、一般式（５ｄ）で表される化学構造を有する液晶化合物である場合については、例えば一般式（６）に示した方法で製造することができる。つまり、４官能アルコールであるペンタエリスリトールを原料とし、シアノ酢酸エステル化したものを合成し、そこに液晶アクリルモノマーを用いてマイケル付加反応を行うことによって製造することができる。
【００５２】
【化１１】
2008100936.tif 000012
【００５３】
本発明にかかる液晶化合物が、一般式（６）に示した方法で製造される液晶化合物の類似体で、一般式（５ｂ）で表される化学構造を有する液晶化合物である場合については、例えば一般式（７）に示した方法で製造することができる。
【００５４】
【化１２】
2008100936.tif 000013
【００５５】
本発明にかかる液晶化合物が、一般式（６）に示した方法で製造される液晶化合物の類似体で、一般式（５ｅ）で表される化学構造を有する液晶化合物である場合については、例えば一般式（８）に示した方法で製造することができる。つまり、ジペンタエリスリトールを原料として製造することができる。
【００５６】
【化１３】
2008100936.tif 000014
【００５７】
一般式（６）〜（８）に示したように、３、４、６官能の多官能アルコールおよび液晶アクリルモノマーを原料とし、最大６、８、１２官能の液晶部位付加体を合成することができる。その原料多官能アルコールとしては、一般式（５ａ）〜（５ｆ）で表したような化学構造を有する２、３、４、６、８官能アルコールに限らず、制限なく用いることが出来る。反応性の点から、好ましくは、１級アルコールが用いられる。
【００５８】
多官能アルコールとしてビス（ヒドロキシメチル）プロピオン酸を原料とした、４官能液晶アクリル付加体の製造例を一般式（９）に示す。ビス（ヒドロキシメチル）プロピオン酸のカルボン酸部分に別の部位（一般式（９）中でＲと示した）をエステル結合により連結し、さらに、ヒドロキシ（アルコール）部位にシアノ酢酸を別途エステル化した化合物を製造しておけば、最後に液晶アクリルモノマーを用いてマイケル付加反応を行うことで、４つの液晶部位とＲ基を持った液晶化合物を製造することができる。
【００５９】
【化１４】
2008100936.tif 000015
【００６０】
本発明の液晶化合物は、架橋性液晶化合物であっても良い。すなわち、架橋性基を有する液晶化合物であっても良い。架橋性基としては、架橋反応が可能な基であれば、任意の適切な基を採用し得る。
【００６１】
本発明の液晶化合物は、１種のみで用いても良いし、２種以上を併用しても良い。
【００６２】
本発明の液晶化合物は、優れた相溶性を有する。このため、多機能を発現するために、複数の機能性部位を一つの液晶化合物に導入する必要はなく、複数の液晶化合物をブレンドして相溶することによって目的の多機能を発現することが可能である。また、本発明の液晶化合物は、このように優れた相溶性を有するため、相分離のない膜を得ることが可能となる。
【００６３】
本発明の液晶化合物は、他の成分と組み合わせて種々の目的に使用することができる。他の成分としては、目的に応じた任意の適切な成分を採用し得る。
【００６４】
上記他の成分としては、本発明の効果を損なわない範囲で、任意の添加剤を適宜選択することができる。具体的には、例えば、老化防止剤、難燃化剤、レベリング剤、可塑剤が挙げられ、これらの１種のみを用いても良いし、２種以上を併用しても良い。老化防止剤としては、例えば、フェノール系化合物、アミン系化合物、有機硫黄系化合物、ホスフィン系化合物が挙げられる。
【００６５】
本発明の液晶化合物は、任意の適切な用途に適用し得る。例えば、本発明の液晶化合物の複屈折挙動を利用した位相差板、視野角補償板、コレステリック選択反射板等の光学素子、さらには、光異性化挙動を組み込んで光記録材料へ応用展開が可能となる。また、本発明の液晶化合物は膜形成することが可能であり、スピンコートなどの溶液塗布や熱溶融などの任意の手段により任意の形状へ変化させて使うことが可能である。
【００６６】
《光学素子》
本発明の光学素子は、本発明の液晶化合物を含む。また、本発明の光学素子は、架橋性液晶化合物である本発明の液晶化合物を架橋してなる架橋物を含む。
【００６７】
本発明の光学素子の種類としては、任意の適切な種類が採用され得る。例えば、位相差板、視野角補償板、コレステリック選択反射板が挙げられる。
【００６８】
《偏光板》
本発明の偏光板は、本発明の光学素子を含む。好ましくは、本発明の偏光板は、ポリビニルアルコール系樹脂から形成される偏光子と、偏光子の少なくとも一方に有する偏光子保護フィルムと、本発明の光学素子とを含む。好ましくは、偏光子は接着剤層を介して偏光子保護フィルムに接着されてなる。
【００６９】
本発明の偏光板の好ましい実施形態の１つは、偏光子保護フィルム／偏光子／偏光子保護フィルムの積層体の少なくとも一方の面に、少なくとも１つの光学素子が積層されてなる。偏光子の両面に積層された偏光子保護フィルムが、本発明の光学素子であっても良い。
【００７０】
偏光子としては、自然光や偏光から任意の偏光に変換し得るフィルムであれば、任意の適切な偏光子が採用され得る。例えば、自然光又は偏光を直線偏光に変換するものが好ましく用いられる。偏光子として好ましくは、入射する光を直交する２つの偏光成分に分けたとき、そのうちの一方の偏光成分を通過させる機能を有し、且つ、そのうちの他方の偏光成分を、吸収、反射、および散乱させる機能から選ばれる少なくとも１つ以上の機能を有するものが用いられる。
【００７１】
偏光子の厚みとしては、任意の適切な厚みが採用され得る。偏光子の厚みは、好ましくは５μｍ〜８０μｍである。上記の範囲であれば、光学特性や機械的強度に優れるものを得ることができる。
【００７２】
偏光子保護フィルムとしては、偏光子の保護フィルムとして使用できる任意の適切なフィルムが採用され得る。このようなフィルムの主成分となる材料の具体例としては、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）等のセルロース系樹脂や、ポリエステル系、ポリビニルアルコール系、ポリカーボネート系、ポリアミド系、ポリイミド系、ポリエーテルスルホン系、ポリスルホン系、ポリスチレン系、ポリノルボルネン系、ポリオレフィン系、アクリル系、アセテート系等の透明樹脂等が挙げられる。また、アクリル系、ウレタン系、アクリルウレタン系、エポキシ系、シリコーン系等の熱硬化型樹脂または紫外線硬化型樹脂等も挙げられる。この他にも、例えば、シロキサン系ポリマー等のガラス質系ポリマーも挙げられる。また、特開２００１−３４３５２９号公報（ＷＯ０１／３７００７）に記載のポリマーフィルムも使用できる。このフィルムの材料としては、例えば、側鎖に置換または非置換のイミド基を有する熱可塑性樹脂と、側鎖に置換または非置換のフェニル基ならびにニトリル基を有する熱可塑性樹脂を含有する樹脂組成物が使用でき、例えば、イソブテンとＮ−メチルマレイミドからなる交互共重合体と、アクリロニトリル・スチレン共重合体とを有する樹脂組成物が挙げられる。上記ポリマーフィルムは、例えば、上記樹脂組成物の押出成形物であり得る。ＴＡＣ、ポリイミド系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ガラス質系ポリマーが好ましい。それぞれの偏光子保護フィルムは同一であってもよく、異なっていてもよい。
【００７３】
偏光子保護フィルムは、透明で、色付きが無いことが好ましい。具体的には、厚み方向の位相差値が、好ましくは−９０ｎｍ〜＋９０ｎｍであり、さらに好ましくは−８０ｎｍ〜＋８０ｎｍであり、最も好ましくは−７０ｎｍ〜＋７０ｎｍである。
【００７４】
偏光子保護フィルムの厚みとしては、上記の好ましい厚み方向の位相差が得られる限りにおいて、任意の適切な厚みが採用され得る。具体的には、偏光子保護フィルムの厚みは、好ましくは５ｍｍ以下であり、さらに好ましくは１ｍｍ以下であり、特に好ましくは１〜５００μｍであり、最も好ましくは５〜１５０μｍである。
【００７５】
本発明において、偏光板を形成する偏光子や光学素子などの各層は、例えば、サリチル酸エステル系化合物やベンゾフェノール系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物やシアノアクリレート系化合物、ニッケル錯塩系化合物等の紫外線吸収剤で処理する方式などの方式により紫外線吸収能をもたせたものなどであってもよい。
【００７６】
本発明の偏光板は、液晶セルの視認側、バックライト側のどちらか片側に設けても、両側に設けてもよく、限定されない。
【００７７】
《画像表示装置》
本発明の画像表示装置について説明する。本発明の画像表示装置は本発明の偏光板を少なくとも１枚含む。ここでは一例として液晶表示装置について説明するが、本発明が偏光板を必要とするあらゆる表示装置に適用され得ることはいうまでもない。本発明の偏光板が適用可能な画像表示装置の具体例としては、エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）ディスプレイ、プラズマディスプレイ（ＰＤ）、電界放出ディスプレイ（ＦＥＤ：Ｆｉｅｌｄ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ  Ｄｉｓｐｌａｙ）のような自発光型表示装置が挙げられる。図１は、本発明の好ましい実施形態による液晶表示装置の概略断面図である。図示例では透過型液晶表示装置について説明するが、本発明が反射型液晶表示装置等にも適用されることはいうまでもない。
【００７８】
液晶表示装置１００は、液晶セル１０と、液晶セル１０を挟んで配された位相差フィルム２０、２０’と、位相差フィルム２０、２０’の外側に配された偏光板３０、３０’と、導光板４０と、光源５０と、リフレクター６０とを備える。偏光板３０、３０’は、その偏光軸が互いに直交するようにして配置されている。液晶セル１０は、一対のガラス基板１１、１１’と、該基板間に配された表示媒体としての液晶層１２とを有する。一方の基板１１には、液晶の電気光学特性を制御するスイッチング素子（代表的にはＴＦＴ）と、このスイッチング素子にゲート信号を与える走査線およびソース信号を与える信号線とが設けられている（いずれも図示せず）。他方のガラス基板１１’には、カラーフィルターを構成するカラー層と遮光層（ブラックマトリックス層）とが設けられている（いずれも図示せず）。基板１１、１１’の間隔（セルギャップ）は、スペーサー１３によって制御されている。本発明の液晶表示装置においては、偏光板３０、３０’の少なくとも１つとして、上記記載の本発明の偏光板が採用される。
【００７９】
例えば、ＴＮ方式の場合には、このような液晶表示装置１００は、電圧無印加時には液晶層１２の液晶分子が、偏光軸を９０度ずらすような状態で配列している。そのような状態においては、偏光板によって一方向の光のみが透過した入射光は、液晶分子によって９０度ねじられる。上記のように、偏光板はその偏光軸が互いに直交するようにして配置されているので、他方の偏光板に到達した光（偏光）は、当該偏光板を透過する。したがって、電圧無印加時には、液晶表示装置１００は白表示を行う（ノーマリホワイト方式）。一方、このような液晶表示装置１００に電圧を印加すると、液晶層１２内の液晶分子の配列が変化する。その結果、他方の偏光板に到達した光（偏光）は、当該偏光板を透過できず、黒表示となる。このような表示の切り替えを、アクティブ素子を用いて画素ごとに行うことにより、画像が形成される。
【００８０】
《光記録材料》
本発明の光記録材料は、本発明の液晶化合物を含む。本発明の光記録材料は、本発明の液晶化合物を含む液晶組成物を、配向規制力を有する基板上に塗布し、加熱配向処理した後に室温まで冷却することによって製造することができる。また、本発明の光記録材料は、本発明の液晶化合物を含む液晶組成物を、少なくとも一方が配向規制力を有する２枚の基板間に介在させ、加熱配向処理した後に室温まで冷却することによっても製造することができる。
【００８１】
上記配向規制力を有する基板（配向基板）としては、本発明の多官能化合物を含む液晶組成物を配向できるものであれば特に制限されず、例えば、プラスチックのフィルムやシートの表面を、レーヨン布等でラビング処理したものが使用できる。
【００８２】
上記プラスチックとしては、特に制限されないが、例えば、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ（４−メチルペンテン−１）等のポリオレフィン、ポリイミド、ポリイミドアミド、ポリエーテルイミド、ポリアミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルケトン、ポリケトンサルファイド、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン、ポリフェニレンサルファイド、ポリフェニレンオキサイド、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリアリレート、アクリル樹脂、ポリビニルアルコール、ポリテトラフルオロエチレン、ポリノルボルネン、セルロース系プラスチックス、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等が挙げられる。また、アルミ、銅、鉄等の金属製基板、セラミック製基板、ガラス製基板等の表面に、前述したようなプラスチックのフィルムやシートを配置したり、ＩＴＯ処理をしたり、表面にＳｉＯ２斜方蒸着膜を形成したもの等も使用できる。また、前述したようなプラスチックのフィルムやシートに、一軸延伸等の延伸処理を施した複屈折性を有する延伸フィルム等を配向膜として積層した積層体も、配向基板として使用することができる。さらに、基板自体が複屈折性を有する場合は、前述のようなラビング処理や、表面に複屈折性フィルムを積層すること等が不要であるため、好ましい。このように基板自体に複屈折性を付与する方法としては、基板の形成において、例えば、延伸処理の他に、キャスティングや押し出し成型等を行う方法が挙げられる。また、配向処理を施した基板を用いない場合には、電場や磁場を利用して配向基板とする方法も挙げられる。
【００８３】
配向規制を必要としない場合は、配向規制力を有さない上記基板上に形成させることができる。
【００８４】
本発明の多官能化合物を含む液晶組成物を、配向規制力を有する基板上に塗布する方法としては、例えば、ロールコート法、スピンコート法、ワイヤバーコート法、ディップコート法、エクストルージョンコート法、カーテンコート法、スプレコート法等によって流動展開させればよい。これらの中でも、塗布効率の点からスピンコート法、エクストルージョンコート法が好ましい。
【００８５】
上記塗布後の加熱配向処理の温度条件は、例えば、用いる液晶化合物の種類、具体的には液晶化合物が液晶性を示す温度に応じて適宜決定できる。また、加熱配向処理した後に室温まで冷却することにより、ガラス固定化され、異方性機能を発現することが可能となる。
【実施例】
【００８６】
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれら実施例には限定されない。なお、特に示さない限り、実施例中の部およびパーセントは重量基準である。
【００８７】
〔実施例１〕
ペンタエリスリトール（５ｇ、３７ｍｍｏｌ）、シアノ酢酸（１８．７ｇ、２２０ｍｍｏｌ）のトルエン（２００ｍＬ）懸濁液に、触媒量のｐ−トルエンスルホン酸１水和物を加え、ディーンシュターク管を設置した。１４０℃にて３時間加熱攪拌し、反応によって出る水をトルエンとともに留去した。この反応液を室温に戻し、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液を加えることで析出する沈殿物を濾別した。飽和炭酸水素ナトリウム水溶液および水によって洗浄した後、加熱減圧乾燥し、４官能シアノ酢酸エステル化合物を得た（１３．４ｇ、３３ｍｍｏｌ、９０％）。
【００８８】
上記の４官能シアノ酢酸エステル化合物（０．５ｇ、１．２４ｍｍｏｌ）および液晶基を有するアクリル酸エステル（４．０９ｇ、９．８９ｍｍｏｌ）を窒素雰囲気にて５０ｍＬのジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）に溶解し、そこにジアザビシクロウンデセン（ＤＢＵ）を５滴加え、５０℃で３時間攪拌した。この反応溶液に３ｍｏｌ／Ｌ塩酸を１０滴加えて反応溶液を中和した後、メタノールに再沈殿することで生じる沈殿を濾別した。再度テトラヒドロフランに溶解し、メタノールに再沈殿させることで生じる沈殿を濾別し、その後真空加熱することで、液晶化合物（１）を得た（４．３３ｇ、１．１６ｍｍｏｌ、９４％）。
【００８９】
得られた液晶化合物（１）（分子量３７１１．７）について、ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦＭＳ測定により分子量測定を行ったところ、ｍ／ｚが３７４４．６のイオンが主に検出された。これは液晶化合物（１）にナトリウムイオンが付加したイオンに相当するものであり、これにより、液晶化合物（１）が得られていることが判明した。
【００９０】
液晶化合物（１）の合成スキームを一般式（１０）に示す。
【００９１】
【化１５】
2008100936.tif 000016
【００９２】
〔実施例２〕
トリス（ヒドロキシメチル）エタン（１５ｇ、１２４ｍｍｏｌ）、シアノ酢酸（４２．５ｇ、４９９ｍｍｏｌ）のトルエン（６００ｍＬ）懸濁液に、ｐ−トルエンスルホン酸１水和物（３ｇ）を加え、ディーンシュターク管を設置した。１４０℃にて３時間加熱攪拌し、反応によって出る水をトルエンとともに留去した。この反応液を室温に戻し、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液を加えることで析出する沈殿物を濾別した。飽和炭酸水素ナトリウム水溶液および水によって洗浄した後、加熱減圧乾燥し、３官能シアノ酢酸エステル化合物を得た（３２．８ｇ、１０２ｍｍｏｌ、８２％）。
【００９３】
上記の３官能シアノ酢酸エステル化合物（０．６３７ｇ、１．９８ｍｍｏｌ）および液晶基を有するアクリル酸エステル（５ｇ、１２．１ｍｍｏｌ）を窒素雰囲気にて５０ｍＬのジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）に溶解し、そこにジアザビシクロウンデセン（ＤＢＵ）を５滴加え、５０℃で３時間攪拌した。この反応溶液に３ｍｏｌ／Ｌ塩酸を１０滴加えて反応溶液を中和した後、メタノールに再沈殿することで生じる沈殿を濾別した。再度テトラヒドロフランに溶解し、メタノールに再沈殿させることで生じる沈殿を濾別し、その後真空加熱することで、液晶化合物（２）を得た（５．２２ｇ、１．８６ｍｍｏｌ、９４％）。
【００９４】
得られた液晶化合物（２）（分子量２８０１．８）について、ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦＭＳ測定により分子量測定を行ったところ、ｍ／ｚが２８３２．５のイオンが主に検出された。これは液晶化合物（２）にナトリウムイオンが付加したイオンに相当するものであり、これにより、液晶化合物（２）が得られていることが判明した。
【００９５】
液晶化合物（２）の合成スキームを一般式（１１）に示す。
【００９６】
【化１６】
2008100936.tif 000017
【００９７】
〔実施例３〕
ジペンタエリスリトール（５ｇ、１９．７ｍｍｏｌ）、シアノ酢酸（１３．３８ｇ、１５７ｍｍｏｌ）のトルエン（４００ｍＬ）懸濁液に、ｐ−トルエンスルホン酸１水和物（２ｇ）を加え、ディーンシュターク管を設置した。１４０℃にて３時間加熱攪拌し、反応によって出る水をトルエンとともに留去した。この反応液を室温に戻し、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液を加えることで析出する沈殿物を濾別した。飽和炭酸水素ナトリウム水溶液、水、メタノールによって洗浄した後、加熱減圧乾燥し、６官能シアノ酢酸エステル化合物を得た（１１．７７ｇ、１７．９ｍｍｏｌ、９１％）。
【００９８】
上記の６官能シアノ酢酸エステル化合物（０．５ｇ、０．７６ｍｍｏｌ）および液晶基を有するアクリル酸エステル（３．７７ｇ、９．１３ｍｍｏｌ）を窒素雰囲気にて３０ｍＬのジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）に溶解し、そこにジアザビシクロウンデセン（ＤＢＵ）を５滴加え、５０℃で３時間攪拌した。この反応溶液に３ｍｏｌ／Ｌ塩酸を１０滴加えて反応溶液を中和した後、メタノールに再沈殿することで生じる沈殿を濾別した。再度テトラヒドロフランに溶解し、メタノールに再沈殿させることで生じる沈殿を濾別し、その後真空加熱することで、液晶化合物（３）を得た。
【００９９】
得られた液晶化合物（３）（分子量５６１７．６）について、ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦＭＳ測定により分子量測定を行ったところ、ｍ／ｚが５６５０．５のイオンが主に検出された。これは液晶化合物（３）にナトリウムイオンが付加したイオンに相当するものであり、これにより、液晶化合物（３）が得られていることが判明した。
【０１００】
液晶化合物（３）の合成スキームを一般式（１２）に示す。
【０１０１】
【化１７】
2008100936.tif 000018
【０１０２】
〔実施例４〕
実施例１で得られた４官能シアノ酢酸エステル化合物（０．５ｇ、１．２４ｍｍｏｌ）および液晶基を有するアクリル酸エステル（３．０７ｇ、７．４２ｍｍｏｌ）を窒素雰囲気にて５０ｍＬのジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）に溶解し、そこにジアザビシクロウンデセン（ＤＢＵ）を５滴加え、５０℃で３時間攪拌した。その後、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート（１．１ｍＬ、４．９５ｍｍｏｌ）を加え、さらに５０℃で１時間攪拌した。この反応溶液に３ｍｏｌ／Ｌ塩酸を１０滴加えて反応溶液を中和した後、メタノールに再沈殿することで生じる沈殿を濾別した。再度テトラヒドロフランに溶解し、メタノールに再沈殿させることで生じる沈殿を濾別し、その後真空加熱することで、液晶化合物（４）を得た（３．３ｇ）。
【０１０３】
得られた液晶化合物（４）について、ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦＭＳ測定により分子量測定を行った。実施例１では４官能シアノ酢酸エステルコアに対して液晶基（ＬＣ）が８部位付加した液晶化合物が得られていたが、実施例４によれば、液晶基（ＬＣ）部位８部位付加体以外にも、液晶基７部位にヘキサンジオールジアクリレート（Ａｃ）が１部位結合した付加体、ＬＣ６部位＋Ａｃ２部位付加体、ＬＣ５部位＋Ａｃ３部位付加体、ＬＣ４部位＋Ａｃ４部位が得られていることが判明した。
【０１０４】
液晶化合物（４）の合成スキームを一般式（１３）に示す。また、液晶化合物（４）のマススペクトルを図２に示す。
【０１０５】
【化１８】
2008100936.tif 000019
【０１０６】
〔実施例５〕
実施例１で得られた４官能シアノ酢酸エステル化合物（０．５ｇ、１．２４ｍｍｏｌ）および液晶基を有するアクリル酸エステル（３．５９ｇ、８．６８ｍｍｏｌ）を窒素雰囲気にて５０ｍＬのジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）に溶解し、そこにジアザビシクロウンデセン（ＤＢＵ）を５滴加え、５０℃で３時間攪拌した。その後、エチレングリコールアクリレートメタクリレート（０．７９ｇ、３．７１ｍｍｏｌ）を加え、さらに５０℃で１時間攪拌した。この反応溶液に３ｍｏｌ／Ｌ塩酸を１０滴加えて反応溶液を中和した後、メタノールに再沈殿することで生じる沈殿を濾別した。再度テトラヒドロフランに溶解し、メタノールに再沈殿させることで生じる沈殿を濾別し、その後真空加熱することで、液晶化合物（５）を得た（３．２ｇ）。
【０１０７】
得られた液晶化合物（５）について、ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦＭＳ測定により分子量測定を行った。実施例１では４官能シアノ酢酸エステルコアに対して液晶基（ＬＣ）が８部位付加した液晶化合物が得られていたが、実施例５によれば、液晶基（ＬＣ）部位８部位付加体以外に、液晶基７部位にエチレングリコールアクリレートメタクリレート部位が１部位結合した付加体が得られていることが判明した。
【０１０８】
液晶化合物（５）のマススペクトルを図３に示す。
【０１０９】
〔実施例６〕
実施例１〜５において得られた液晶化合物（１）〜（５）を用い、液晶配向フィルムを作製した。液晶化合物（１）〜（５）の２５重量％シクロヘキサノン溶液を、ポリビニルアルコール配向膜が形成されているガラス板にスピンコート塗布した後、溶媒の揮発および液晶配向をさせるために、１８０℃で１２０秒間加熱処理すると、液晶化合物がネマチック配向状態を形成した１軸配向光学素子となった。続いて、この１軸配向光学素子を室温に放冷したところ、ガラス固定されて１軸配向状態を維持した。
【産業上の利用可能性】
【０１１０】
本発明の液晶化合物は、光学素子、偏光板、画像表示装置、および光記録材料に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１１】
【図１】本発明の好ましい実施形態による液晶表示装置の概略断面図である。
【図２】液晶化合物（４）のマススペクトルである。
【図３】液晶化合物（５）のマススペクトルである。
【符号の説明】
【０１１２】
１０            液晶セル
１１、１１´    ガラス基板
１２            液晶層
１３            スペーサー
２０、２０´    位相差フィルム
３０、３０´    偏光板
４０            導光板
５０            光源
６０            リフレクター
１００          液晶表示装置
【図１】
2008100936.tif 000026
【図２】
2008100936.tif 000027
【図３】
2008100936.tif 000028