(57)【要約】  本発明は、重合性液晶化合物、これを含む重合性液晶組成物および光学異方体に関する。前記重合性液晶化合物は、非芳香族環を有するメソゲン基を含む第１液晶分子由来ラジカル；前記非芳香族環を有するメソゲン基と異なる構造を有し、二重結合含有環を含むメソゲン基を有する第２液晶分子由来ラジカル；および前記第１液晶分子由来ラジカルの非芳香族環内のｓｐ３−混成化された炭素と、前記第２液晶分子由来ラジカルのメソゲン基内のｓｐ２−混成化された炭素とを互いに連結し、所定の構造を有するリンカー；を含み、前記第１および第２液晶分子由来ラジカルのうちの少なくとも一つは、前記メソゲン基に直接的にまたはスペーサ基を介して連結された一つ以上の重合性基を有するものであり得る。このような重合性液晶組成物により、単独または他の液晶化合物と混合して安定した逆波長分散の実現が可能になる。
2015516972.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非芳香族環を有するメソゲン基を含む第１液晶分子由来ラジカル；
前記非芳香族環を有するメソゲン基と異なる構造を有し、二重結合含有環を含むメソゲン基を有する第２液晶分子由来ラジカル；および
前記第１液晶分子由来ラジカルの非芳香族環内のｓｐ３−混成化された炭素と、前記第２液晶分子由来ラジカルのメソゲン基内のｓｐ２−混成化された炭素とを互いに連結する、下記一般式１で表されるリンカー；
を含み、
前記第１および第２液晶分子由来ラジカルのうちの少なくとも一つは、前記メソゲン基に直接的にまたはスペーサ基を介して連結された一つ以上の重合性基を有する、重合性液晶化合物：
【化１】
2015516972.tif 000038
（前記一般式１中、
Ｍ１およびＭ２は、それぞれ独立して、単結合、−Ｃ≡Ｃ−、−Ｃ≡Ｃ−Ｃ≡Ｃ−、アリーレン基またはヘテロアリーレン基であり、Ｑは、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＲ４＝ＣＲ５−、アリーレン基、ヘテロアリーレン基またはこれらを２以上組み合わせた２価の作用基であり、
Ｍ１、Ｍ２およびＱの一つ以上は、−Ｃ≡Ｃ−、−Ｃ≡Ｃ−Ｃ≡Ｃ−、アリーレン基またはヘテロアリーレン基を含み、前記Ｒ４およびＲ５は、それぞれ独立して、Ｈ、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、炭素数１乃至１０のアルキル基、または炭素数１乃至１０のアシル基であり、
ｐは、１乃至４の整数であり、１乃至４個含まれている各繰り返し単位は、独立して互いに同一でも異なっていてもよい。
【請求項２】
第１および第２液晶分子由来ラジカルは、下記式ＩＩＩおよびＩＶを満たし、４５０ｎｍ乃至６５０ｎｍ波長の光に対して△ｎ（λ）が正の値を示す液晶分子から誘導されたラジカルであり、
リンカーは、下記式ＩＩＩおよびＩＶを満たし、４５０ｎｍ乃至６５０ｎｍ波長の光に対して△ｎ（λ）が負の値を示す化合物から誘導された２価ラジカルである、請求項１に記載の重合性液晶化合物：
（式ＩＩＩ）
┃△ｎ（λ１）┃／┃△ｎ（５５０ｎｍ）┃≧１．０
（式ＩＶ）
┃△ｎ（６５０ｎｍ）┃／┃△ｎ（λ２）┃≦１．０
（上記式ＩＩＩおよび式ＩＶ中、△ｎ（λ）は、液晶相内の波長λでの複屈折率を意味し、λ１は、４５０ｎｍ以上５５０ｎｍ未満の波長を意味し、λ２は、５５０ｎｍ以上６５０ｎｍ未満の波長を意味する）。
【請求項３】
第１および第２液晶分子由来ラジカルは、
１．０≦┃△ｎ（４５０ｎｍ）┃／┃△ｎ（５５０ｎｍ）┃≦１．０５
を満たす液晶分子から誘導されたラジカルであり、
前記リンカーは、
１．１≦┃△ｎ（４５０ｎｍ）┃／┃△ｎ（５５０ｎｍ）┃≦１．３
を満たす化合物から誘導された２価ラジカルである、請求項２に記載の重合性液晶化合物。
【請求項４】
前記第１および第２液晶分子由来ラジカルは、共に前記メソゲン基に直接的にまたはスペーサ基を介して連結された一つ以上の重合性基を有する、請求項１に記載の重合性液晶化合物。
【請求項５】
下記式Ｉおよび式ＩＩを満たす、請求項１に記載の重合性液晶化合物：
（式Ｉ）
┃△ｎ（λ１）┃／┃△ｎ（５５０ｎｍ）┃≦１．０
（式ＩＩ）
┃△ｎ（６５０ｎｍ）┃／┃△ｎ（λ２）┃≧１．０
上記式Ｉおよび式ＩＩ中、△ｎ（λ）は、液晶相内の波長λでの複屈折率を意味し、λ１は、４５０ｎｍ以上５５０ｎｍ未満の波長を意味し、λ２は、５５０ｎｍ以上６５０ｎｍ未満の波長を意味する。
【請求項６】
第１液晶分子由来ラジカルは、下記一般式２で表される、請求項１に記載の重合性液晶化合物：
【化２】
2015516972.tif 000039
（前記一般式２中、
環Ｃは、一つ以上の酸素またはシリコン含有もしくは不含の脂肪族６員環、ノルボルネン環、樟脳（Ｃａｍｐｈｏｒ）環またはアダマンタン（ａｄａｍａｎｔａｎｅ）環の非芳香族環であり；
Ａ１、Ａ２、Ｅ１およびＥ２は、それぞれ独立して、単結合または２価の連結基であり；
Ｄ１およびＤ２は、それぞれ独立して、置換もしくは非置換の芳香族環、置換もしくは非置換の脂肪族環、置換もしくは非置換のヘテロ脂肪族環、および置換もしくは非置換のヘテロ芳香族環からなる群より選ばれた１種以上の環を含む２価の作用基であり；
Ｇ１およびＧ２は、それぞれ独立して、単結合またはアルキレン基であり；
Ｊ１およびＪ２は、それぞれ独立して、水素または重合性基であり、ただし、Ｊ１およびＪ２の少なくとも一つは重合性基であり；
ｍ１、ｍ２、ｎ１およびｎ２は、それぞれ独立して、１乃至５の整数である）。
【請求項７】
第２液晶分子由来ラジカルは、下記一般式３、４、５または６で表される、請求項１に記載の重合性液晶化合物：
【化３】
2015516972.tif 000040
（前記一般式３乃至６中、
Ａ３、Ａ４、Ｅ３およびＥ４は、それぞれ独立して、単結合または２価の連結基であり；
Ｄ３およびＤ４は、それぞれ独立して、置換もしくは非置換の芳香族環、置換もしくは非置換の脂肪族環、置換もしくは非置換のヘテロ脂肪族環、および置換もしくは非置換のヘテロ芳香族環からなる群より選ばれた１種以上の環を含む２価の作用基であり；
Ｇ３およびＧ４は、それぞれ独立して、単結合またはアルキレン基であり；
Ｊ３およびＪ４は、それぞれ独立して、水素または重合性基であり、ただし、Ｊ３およびＪ４の少なくとも一つは重合性基であり；
Ｒ１乃至Ｒ５は、それぞれ独立して、水素、ハロゲン、−ＣＮ、アルキル基またはアシル基であり；
Ｂ１は、ＮまたはＰであり、Ｂ２は、ＯまたはＳであり；
ｍ３、ｍ４、ｎ３およびｎ４は、それぞれ独立して、１乃至５の整数である）。
【請求項８】
下記化学式１、２、３または４で表される、請求項１に記載の重合性液晶化合物：
【化４Ａ】
2015516972.tif 000041
【化４Ｂ】
2015516972.tif 000042
（前記化学式１乃至４中、環Ｃは、一つ以上の酸素またはシリコン含有もしくは不含の脂肪族６員環、ノルボルネン環、樟脳（Ｃａｍｐｈｏｒ）環またはアダマンタン（ａｄａｍａｎｔａｎｅ）環であり、
Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３およびＥ４は、それぞれ独立して、単結合または２価の連結基であり；
Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３およびＤ４は、それぞれ独立して、置換もしくは非置換の芳香族環、置換もしくは非置換の脂肪族環、置換もしくは非置換のヘテロ脂肪族環、および置換もしくは非置換のヘテロ芳香族環からなる群より選ばれた１種以上の環を含む２価の作用基であり；
Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３およびＧ４は、それぞれ独立して、単結合またはアルキレン基であり；
Ｊ１、Ｊ２、Ｊ３およびＪ４は、それぞれ独立して、水素または重合性基であり、ただし、Ｊ１およびＪ２の少なくとも一つと、Ｊ３およびＪ４の少なくとも一つは重合性基であり；
Ｍ１およびＭ２は、それぞれ独立して、単結合、−Ｃ≡Ｃ−、−Ｃ≡Ｃ−Ｃ≡Ｃ−、アリーレン基またはヘテロアリーレン基であり、Ｑは、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＲ４＝ＣＲ５−、アリーレン基、ヘテロアリーレン基またはこれらを２以上組み合わせた２価の作用基であり、Ｍ１、Ｍ２およびＱの一つ以上は、−Ｃ≡Ｃ−、−Ｃ≡Ｃ−Ｃ≡Ｃ−、アリーレン基またはヘテロアリーレン基を含み、前記Ｒ４およびＲ５は、それぞれ独立して、Ｈ、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、炭素数１乃至１０のアルキル基、または炭素数１乃至１０のアシル基であり；
ｐは、１乃至４の整数であり、ｐ個含まれている各繰り返し単位は、独立して互いに同一でも異なっていてもよく、
Ｒ１乃至Ｒ５は、それぞれ独立して、水素、ハロゲン、−ＣＮ、アルキル基またはアシル基であり；
Ｂ１は、ＮまたはＰであり、Ｂ２は、ＯまたはＳであり；
ｍ１、ｍ２、ｍ３、ｍ４、ｎ１、ｎ２、ｎ３およびｎ４は、それぞれ独立して、１乃至５の整数である）。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項に記載の重合性液晶化合物を含む重合性液晶組成物。
【請求項１０】
前記重合性液晶化合物と異なる構造を有する追加的液晶化合物の１種以上をさらに含む、請求項９に記載の重合性液晶組成物。
【請求項１１】
前記追加的液晶化合物は、メソゲン基と、このようなメソゲン基に直接的にまたはスペーサ基を介して連結された両末端の重合性基とを有する重合性液晶化合物である、請求項１０に記載の重合性液晶組成物。
【請求項１２】
前記追加的液晶化合物は、４５０ｎｍ乃至６５０ｎｍ波長の光に対して△ｎ（λ）が負の値を示し、下記式ＩＩＩおよびＩＶを満たす、請求項１０に記載の重合性液晶組成物：
（式ＩＩＩ）
┃△ｎ（λ１）┃／┃△ｎ（５５０ｎｍ）┃≧１．０
（式ＩＶ）
┃△ｎ（６５０ｎｍ）┃／┃△ｎ（λ２）┃≦１．０
上記式ＩＩＩおよび式ＩＶ中、△ｎ（λ）は、液晶相内の波長λでの複屈折率を意味し、λ１は、４５０ｎｍ以上５５０ｎｍ未満の波長を意味し、λ２は、５５０ｎｍ以上６５０ｎｍ未満の波長を意味する。
【請求項１３】
前記追加的液晶化合物は、下記化学式１０乃至１３の化合物からなる群より選ばれた１種以上の液晶化合物である、請求項１０に記載の重合性液晶組成物：
【化５】
2015516972.tif 000043
（前記化学式１０乃至１３中、
Ｆ１およびＦ２は、それぞれ独立して、単結合、Ｃ（＝Ｏ）−、−ＯＣ（＝Ｏ）−、−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−、または炭素数１乃至１０のアルキレン基であり；
Ｙ１乃至Ｙ１２は、それぞれ独立して、Ｈ、ハロゲン、−ＣＮ、置換もしくは非置換の炭素数１乃至１０のアルキル、置換もしくは非置換の炭素数１乃至１０のアルコキシ、置換もしくは非置換の炭素数１乃至１０のアルキルカルボニル、置換もしくは非置換の炭素数１乃至１０のアルコキシカルボニルまたは置換もしくは非置換の炭素数１乃至１０のアルキルエステルであり；
Ｘ１およびＸ２は、それぞれ独立して、水素または下記化学式１０ａの作用基であり；
【化６】
2015516972.tif 000044
Ｇｍ、Ｌｍ、およびＮｍは、それぞれ独立して、単結合、−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｃ（＝Ｏ）−、−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−、−ＯＣ（＝Ｏ）−、−ＯＣ（＝Ｏ）Ｏ−、−Ｃ（＝Ｏ）ＮＲ−、−ＮＲＣ（＝Ｏ）−、−ＮＲＣ（＝Ｏ）ＮＲ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＳＣＨ２−、−ＣＨ２Ｓ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＦ２Ｓ−、−ＳＣＦ２−、または置換もしくは非置換の炭素数１乃至１０のアルキレン基であり、Ｒは、水素または炭素数１乃至１０のアルキル基であり；
ＪｍおよびＭｍは、それぞれ独立して、単結合、炭素数１乃至１０のアルキレン基または炭素数３乃至１０のシクロアルキレン基であり；
Ｑｍは、水素、炭素数１乃至１０のアルキル基、または重合性基である）。
【請求項１４】
重合性バインダーまたはモノアクリレート系化合物をさらに含む、請求項９に記載の重合性液晶組成物。
【請求項１５】
前記モノアクリレート系化合物は、下記化学式１４乃至１９の化合物からなる群より選ばれた１種以上の化合物である、請求項１４に記載の重合性液晶組成物：
【化７】
2015516972.tif 000045
（前記化学式１４乃至１９中、
Ｚは、それぞれ独立して、０乃至１２の整数であり、Ｗは、０または１であり、
Ｙ１は、それぞれ独立して、Ｈ、ハロゲン、−ＣＮ、置換もしくは非置換の炭素数１乃至１０のアルキル、置換もしくは非置換の炭素数１乃至１０のアルコキシ、置換もしくは非置換の炭素数１乃至１０のアルキルカルボニル、置換もしくは非置換の炭素数１乃至１０のアルコキシカルボニルまたは置換もしくは非置換の炭素数１乃至１０のアルキルエステルである）。
【請求項１６】
重合開始剤および溶媒をさらに含む、請求項９に記載の重合性液晶組成物。
【請求項１７】
請求項９〜１６のいずれか一項に記載の重合性液晶組成物の硬化物または重合体を含む光学異方体。
【請求項１８】
前記重合性液晶化合物の重合性基のうちの少なくとも一部が付加重合または架橋されている重合体または硬化物を含む、請求項１７に記載の光学異方体。
【請求項１９】
薄膜またはフィルム形態である、請求項１７に記載の光学異方体。
【請求項２０】
下記式ＶおよびＶＩを満たす薄膜またはフィルム形態である、請求項１９に記載の光学異方体：
（式Ｖ）
Ｒ（λ１）／Ｒ（５５０ｎｍ）≦１．０
（式ＶＩ）
Ｒ（６５０ｎｍ）／Ｒ（λ２）≧１．０
（上記式Ｖおよび式ＶＩ中、Ｒ（λ）は、┃△ｎ（λ）┃・ｄで定義される波長λでの光学軸上位相差であって、△ｎ（λ）は、液晶相内の波長λでの複屈折率を意味し、ｄは、薄膜またはフィルムの厚さ（ｎｍ）を意味し、λ１は、４５０ｎｍ以上５５０ｎｍ未満の波長を意味し、λ２は、５５０ｎｍ以上６５０ｎｍ未満の波長を意味する）。
【請求項２１】
前記硬化物または重合体下部に配向膜をさらに含む薄膜またはフィルム形態である、請求項１９に記載の光学異方体。
【請求項２２】
前記配向膜は、ラビング配向膜または光配向膜である薄膜またはフィルム形態である、請求項２１に記載の光学異方体。
【請求項２３】
請求項１７〜２２のいずれか一項に記載の光学異方体を含む光学または電子素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本記載は、重合性液晶化合物、これを含む重合性液晶組成物および光学異方体に関する。
【背景技術】
【０００２】
位相遅延器（ｐｈａｓｅ  ｒｅｔａｒｄｅｒ）は、これを通過する光の偏光状態を変化させる光学素子の一種で、波長板（ｗａｖｅ  ｐｌａｔｅ）ともいう。電磁波が位相遅延器を通過すれば偏光方向（電場ベクター方向）が光軸に平行または垂直な２成分（正常光線と異常光線）の合計になり、位相遅延器の複屈折と厚さにより２成分のベクター合計が変化するので、通過した後の偏光方向が変化するようになる。この時、光の偏光方向を９０度変化させるものを四分波長板（ｑｕａｒｔｅｒ−ｗａｖｅ  ｐｌａｔｅ、λ／４）といい、１８０度変化させるものを半波長板（ｈａｌｆ−ｗａｖｅ  ｐｌａｔｅ、λ／２）という。
【０００３】
この時、位相遅延器の位相差値は、波長に依存するが、その位相差値の波長分散は正波長分散、フラット波長分散（ｆｌａｔ  ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ）、逆波長分散（ｒｅｖｅｒｓ  ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ）などに分類される。
【０００４】
そのうち逆波長分散を示す位相遅延器は、広い波長帯域で所定の位相差（λ／４、λ／２など）を有するため最も有用であるが、通常の樹脂フイルムで形成される位相遅延器はほとんど正波長分散を示す。
【０００５】
このような問題を解決するために多様な研究が進められており、例えば、日本公開特許第１９９８−０６８８１６号、日本公開特許第１９９８−０９０５２１号、日本公開特許第１９９９−０５２１３１号、および日本公開特許第２０００−００２８４１号などには、多数の光学異方性層が積層されたラミネート型位相遅延器が開示されている。しかし、多数の光学異方性層が積層された構造のラミネート型位相遅延器は、製造の際に光学的配向を制御しながら多数のフィルムを配置させる複雑な過程が要求されることから、製造収率が低く、製造費用が高いという短所がある。
【０００６】
一方、フィルムの延伸を通じて逆分散を誘導することによって一つの位相遅延器だけを含む広帯域λ／４波長板の製造方法が開示されている。ところで、このような波長板は厚さが１００μｍ以上であるため、薄層化が要求される液晶表示素子には適さないという短所がある。
【０００７】
そして、日本公開特許第２００２−２６７８３８号には、薄層広帯域波長板を製造するための目的で、棒状液晶化合物とこの化合物の長軸に対して垂直に配向する非液晶性物質を含む液晶組成物を使用する方法が開示されている。しかし、前記組成物の場合、非液晶性物質の混合比が低ければ逆波長分散が誘導されず、その混合比が高ければ組成物自体の液晶特性を失うようになる短所がある。
【０００８】
そこで、安定した逆波長分散を示すと共に、厚さが薄い広帯域位相遅延器の開発が要求されており、特にこのような位相遅延器をより単純化した方法で製造できる液晶化合物に対する研究が切実に要求される実情である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】日本公開特許第１９９８−０６８８１６号
【特許文献２】日本公開特許第１９９８−０９０５２１号
【特許文献３】日本公開特許第１９９９−０５２１３１号
【特許文献４】日本公開特許第２０００−００２８４１号
【特許文献５】日本公開特許第２００２−２６７８３８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本記載は、単独または他の液晶化合物と混合して安定した逆波長分散の実現を可能にする重合性液晶化合物およびこれを含む重合性液晶組成物を提供することに目的がある。
【００１１】
また、本記載は、逆波長分散を効果的に実現しながらも、より薄い厚さの薄膜またはフィルム形態などで提供可能な光学異方体を提供することに目的がある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本記載の一実施形態によれば、非芳香族環を有するメソゲン基を含む第１液晶分子由来ラジカル；前記非芳香族環を有するメソゲン基と異なる構造を有し、二重結合含有環を含むメソゲン基を有する第２液晶分子由来ラジカル；および前記第１液晶分子由来ラジカルの非芳香族環内のｓｐ３−混成化された炭素と、前記第２液晶分子由来ラジカルのメソゲン基内のｓｐ２−混成化された炭素とを互いに連結し、下記一般式１で表されるリンカー；を含み、前記第１および第２液晶分子由来ラジカルのうちの少なくとも一つは、前記メソゲン基に直接的にまたはスペーサ基を介して連結された一つ以上の重合性基を有する重合性液晶化合物が提供される。
【化１】
2015516972.tif 000003
前記一般式中、Ｍ１およびＭ２は、それぞれ独立して、単結合、−Ｃ≡Ｃ−、−Ｃ≡Ｃ−Ｃ≡Ｃ−、アリーレン基またはヘテロアリーレン基であり、Ｑは、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＲ４＝ＣＲ５−、アリーレン基、ヘテロアリーレン基またはこれらを２以上組み合わせた２価の作用基であり、Ｍ１、Ｍ２およびＱの一つ以上は、−Ｃ≡Ｃ−、−Ｃ≡Ｃ−Ｃ≡Ｃ−、アリーレン基またはヘテロアリーレン基を含み、前記Ｒ４およびＲ５は、それぞれ独立して、Ｈ、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、炭素数１乃至１０のアルキル基、または炭素数１乃至１０のアシル基であり、
ｐは、１乃至４の整数であり、１乃至４個含まれている各繰り返し単位は、独立して互いに同一でも異なっていてもよい。
【００１３】
本記載の他の実施形態によれば、上述した重合性液晶化合物を含む重合性液晶組成物が提供される。このような重合性液晶組成物は、上述した重合性液晶化合物と異なる構造を有する追加的液晶化合物の１種以上をさらに含むことができ、このような追加的液晶化合物は重合性または比重合成液晶化合物になり得る。
【００１４】
本記載のさらに他の実施形態によれば、前記重合性液晶組成物の硬化物または重合体を含む光学異方体と、これを含む光学または電子素子とが提供される。
【発明の効果】
【００１５】
本記載によれば、前記重合性液晶化合物を用いて安定した逆波長分散またはフラット波長分散を示しながらも、薄い厚さを有する光学異方体をより効果的に提供することができる。特に、このような重合性液晶化合物は、優れた溶解度および加工性を示し、光配向を適用する場合にも逆波長分散またはフラット波長分散を安定的に実現することができる。したがって、前記重合性液晶化合物は、逆波長分散またはフラット波長分散を非常に効果的に実現する薄いフィルム形態などの光学異方体を容易に提供することができるようにする。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施例１で製造された重合性液晶化合物のＮＭＲデータである。
【図２】実施例２で製造された重合性液晶化合物のＮＭＲデータである。
【図３】実施例６で得られたフィルム形態の光学異方体の配向性を確認するために、これを交差に配置された偏光板の間に置いて取った写真である。
【図４】比較例１で得られたフィルム形態の光学異方体を交差に配置された偏光板の間に置いて取った写真である。
【図５】実施例７で得られたフィルム形態の光学異方体の配向性を確認するために、これを交差に配置された偏光板の間に置いて取った写真である。
【図６】実施例８で得られたフィルム形態の光学異方体の配向性を確認するために、これを交差に配置された偏光板の間に置いて取った写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本記載の一実施形態によれば、非芳香族環を有するメソゲン基を含む第１液晶分子由来ラジカル；
前記非芳香族環を有するメソゲン基と異なる構造を有し、二重結合含有環を含むメソゲン基を有する第２液晶分子由来ラジカル；および
前記第１液晶分子由来ラジカルの非芳香族環内のｓｐ３−混成化された炭素と、前記第２液晶分子由来ラジカルのメソゲン基内のｓｐ２−混成化された炭素とを互いに連結し、下記一般式１で表されるリンカー；
を含み、
前記第１および第２液晶分子由来ラジカルのうちの少なくとも一つは、前記メソゲン基に直接的にまたはスペーサ基を介して連結された一つ以上の重合性基を有する、重合性液晶化合物が提供される：
【化２】
2015516972.tif 000004
【００１８】
前記一般式中、
Ｍ１およびＭ２は、それぞれ独立して、単結合、−Ｃ≡Ｃ−、−Ｃ≡Ｃ−Ｃ≡Ｃ−、アリーレン基またはヘテロアリーレン基であり、Ｑは、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＲ４＝ＣＲ５−、アリーレン基、ヘテロアリーレン基またはこれらを２以上組み合わせた２価の作用基であり、Ｍ１、Ｍ２およびＱの一つ以上は、−Ｃ≡Ｃ−、−Ｃ≡Ｃ−Ｃ≡Ｃ−、アリーレン基またはヘテロアリーレン基を含み、前記Ｒ４およびＲ５は、それぞれ独立して、Ｈ、Ｆ、Ｃｌ、ＣＮ、炭素数１乃至１０のアルキル基、または炭素数１乃至１０のアシル基であり、
ｐは、１乃至４の整数であり、１乃至４個含まれている各繰り返し単位は、独立して互いに同一でも異なっていてもよい。
【００１９】
このような重合性液晶化合物において、前記第１および第２液晶分子由来ラジカルは、それぞれ下記式ＩＩＩおよびＩＶを満たし、約４５０ｎｍ乃至６５０ｎｍ波長の光に対して△ｎ（λ）が正の値を示す液晶分子から誘導されたラジカルであり得る。また、これら第１および第２液晶分子由来ラジカルを互いに連結する前記一般式１のリンカーは、下記式ＩＩＩおよびＩＶを満たし、約４５０ｎｍ乃至６５０ｎｍ波長の光に対して△ｎ（λ）が負の値を示す化合物から誘導された２価ラジカルであり得る：
（式ＩＩＩ）
┃△ｎ（λ１）┃／┃△ｎ（５５０ｎｍ）┃≧１．０
（式ＩＶ）
┃△ｎ（６５０ｎｍ）┃／┃△ｎ（λ２）┃≦１．０
上記式ＩＩＩおよび式ＩＶ中、△ｎ（λ）は、液晶相内の波長λでの複屈折率を意味し、λ１は、４５０ｎｍ以上５５０ｎｍ未満の波長を意味し、λ２は、５５０ｎｍ超過６５０ｎｍ以下の波長を意味する。
【００２０】
この時、上記式ＩＩＩおよびＩＶは、一定の波長λでの複屈折率の絶対値が波長が増加するほど（つまり、長波長帯で）概してより小さくなることを意味するものであって、前記第１および第２液晶分子由来ラジカルと、前記一般式１のリンカーとがそれぞれ概して正波長分散性を示す液晶分子（または化合物）から誘導されたものであることを意味し得る。例えば、前記第１および第２液晶分子由来ラジカルと、前記リンカーとは、それぞれこのような正波長分散性を示す化合物で水素が除去された構造を有するラジカルになり得る。
【００２１】
このような正波長分散性に加えて、前記第１および第２液晶分子由来ラジカルは、約４５０ｎｍ乃至６５０ｎｍ波長の光に対して複屈折率△ｎ（λ）が正の値を示す液晶分子から誘導されたものであり、前記リンカーは、このような複屈折率△ｎ（λ）が負の値を示す化合物から誘導されたものであり得る。付加して、前記第１および第２液晶分子由来ラジカルは、
約１．０≦┃△ｎ（５５０ｎｍ）┃／┃△ｎ（４５０ｎｍ）┃≦約１．０５
を満たす液晶分子から誘導されたものであり、前記リンカーは、
約１．１≦┃△ｎ（５５０ｎｍ）┃／┃△ｎ（４５０ｎｍ）┃≦約１．３（あるいは約１．２）
を満たす化合物から誘導されたものであり得る。
【００２２】
言い換えれば、前記第１および第２液晶分子由来ラジカルは、正波長分散性の中でも、波長帯別複屈折率の絶対値差が大きくない小さい波長分散特性を示しながら、各波長帯別複屈折率が正の値を有する液晶分子から誘導されたもので、前記第１および第２液晶分子由来ラジカル自体もこのような特性を満たすと予測され得る。また、前記一般式１のリンカーは、正波長分散性の中でも、波長帯別複屈折率の絶対値差が比較的に顕著な大きい波長分散特性を示しながら、各波長帯別複屈折率が負の値を有する化合物から誘導されたもので、前記リンカーもこのような特性を満たすと予測される。
【００２３】
したがって、このような特性を満たす第１および第２液晶分子由来ラジカルおよびリンカーを共に含む一実施形態の重合性液晶化合物は、これら各ラジカル構造の波長分散特性および複屈折率の傾向が共に反映されて全体的に特有の波長分散特性および複屈折率の傾向を示すと予測される。つまり、前記一実施形態の液晶化合物は、上述した２種のラジカル構造の波長分散特性および複屈折率の傾向が共に反映されて短波長帯で複屈折率の絶対値が小さくなり、反対に長波長帯で複屈折率の絶対値がより大きくなり得る。
【００２４】
しかも、小さい波長分散特性を有する第１および第２液晶分子由来ラジカルと、大きい波長分散特性を有しながら負の複屈折率を示すリンカーとを共にに有することによって、短波長光に対して複屈折率の絶対値がより小さくなり、反対に長波長光に対する複屈折率の絶対値がより大きくなり得る。参考までに、リンカーは、芳香族環またはエチニレン基など（例えば、エチニレン基、アリーレン基またはヘテロアリーレン基など）のように近紫外線領域で大きい吸収を示す作用基を含み、このような作用基が可視光領域での吸収特性に影響を与えられる。したがって、リンカーは、より大きい波長分散特性を示して上述した傾向を増大させることができる。
【００２５】
したがって、このような一実施形態の重合性液晶化合物は、一定の波長λでの複屈折率の絶対値が波長が増加するほど（つまり、長波長帯で）概してより大きくなる傾向を示すことができるため、単独または他の液晶化合物と混合して安定した逆波長分散またはフラット波長分散の実現が可能になる。
【００２６】
前記一実施形態の重合性液晶化合物において、前記第１および第２液晶分子由来ラジカルは、互いに異なる構造のメソゲン基を有し得る。より具体的に、第１液晶分子由来ラジカルは、脂肪族環、ノルボルネン環、樟脳（Ｃａｍｐｈｏｒ）環またはアダマンタン（ａｄａｍａｎｔａｎｅ）環などのように、少なくとも一つのｓｐ３−混成化された炭素を環内に有する非芳香族環を有するメソゲン基を含むことができる。これに比べて、第２液晶分子由来ラジカルは、少なくとも一つのｓｐ２−混成化された炭素を環内に有する不飽和脂肪族環、ヘテロ元素含有不飽和脂肪族環、アリーレン環またはヘテロアリーレン環などを有するメソゲン基を含むことができる。
【００２７】
これに加えて、上述した一般式１のリンカーは、前記第１液晶分子由来ラジカルのメソゲン基に含まれているｓｐ３−混成化された炭素と、前記第２液晶分子由来ラジカルのメソゲン基に含まれているｓｐ２−混成化された炭素とを互いに連結して、全体的な一実施形態の重合性液晶化合物が非対称構造を有するようにできる。
【００２８】
既存に知られた大部分の液晶化合物は、左右あるいは上下対称形態の構造を有し、例えば、一般式１に対応するリンカーが互いに同一のメソゲン基のｓｐ３−混成化された炭素を互いに連結している上下対称形態の液晶化合物が知られている。しかし、このような既存の対称形態の液晶化合物は、溶媒に対する溶解度が落ちると確認された。これに比べて、一実施形態の重合性液晶化合物は、上述した非対称構造を有することから、優れた光学的特性を維持しながらも多様な溶媒に対してより向上した溶解度を示すことが確認された。したがって、このような液晶化合物を含む溶液の塗布工程などにおいてより向上した加工性を示すことができる。
【００２９】
しかも、上述した上下対称形態の既存の液晶化合物は、これを液晶配向させるために下部に形成される配向膜のアンカリングエネルギー（ａｎｃｈｏｒｉｎｇ  ｅｎｅｒｇｙ）が低い場合、屈折率および波長分散特性が十分に発現されないおそれがある。そのために、このような液晶化合物を用いて逆波長分散またはフラット波長分散を良好に示さないおそれがある。一般に、近年は既存のラビング配向膜の代わりに光配向膜が液晶配向のために適用されているが、このような光配向膜はアンカリングエネルギーが低いと知られている。したがって、上述した上下対称形態の液晶化合物に光配向膜を適用して液晶配向する場合、逆波長分散またはフラット波長分散を効果的に実現する光学異方体の提供が難しくなる。
【００３０】
これに比べて、上述した非対称構造（つまり、第１および第２液晶分子由来ラジカルが互いに異なる構造のメソゲン基を有し、リンカーが各メソゲン基に含まれているｓｐ３−混成化された炭素およびｓｐ２−混成化された炭素を互いに連結する非対称構造）を有する一実施形態の重合性液晶化合物は、上述した各ラジカル構造の屈折率および波長分散特性がより良好に発現して相対的にアンカリングエネルギーが低い光配向膜を適用しても、より効果的に逆波長分散またはフラット波長分散の実現を可能にする。
【００３１】
このように、前記重合性液晶化合物は、単独または他の液晶化合物と混合した状態で安定した逆波長分散またはフラット波長分散の実現を可能にして、下記式Ｉおよび式ＩＩを満たすことができる：
（式Ｉ）
┃△ｎ（λ１）┃／┃△ｎ（５５０ｎｍ）┃≦１．０
（式ＩＩ）
┃△ｎ（６５０ｎｍ）┃／┃△ｎ（λ２）┃≧１．０
上記式Ｉおよび式ＩＩ中、△ｎ（λ）は、液晶相内の波長λでの複屈折率を意味し、λ１は、４５０ｎｍ以上５５０ｎｍ未満の波長を意味し、λ２は、５５０ｎｍ以上６５０ｎｍ未満の波長を意味する。
【００３２】
上記式ＩおよびＩＩは、一定の波長λでの複屈折率の絶対値が波長が増加するほど（つまり、長波長帯で）概して維持されたりより大きくなることを意味するもので、前記一実施形態の重合性液晶化合物がフラット波長分散性または逆波長分散性を示すことを意味し得る。
【００３３】
一方、上述した一実施形態の重合性液晶化合物において、前記第１および第２液晶分子由来ラジカルのうちの少なくとも一つは、前記メソゲン基に直接的にまたはスペーサ基を介して連結された一つ以上の重合性基を有することができ、より適切には、第１および第２液晶分子由来ラジカルの両方が前記重合性基を一つ以上有することができる。
【００３４】
この時、前記「重合性基」は、不飽和結合または（メタ）アクリレート基などのように架橋または重合可能な任意の作用基を意味するものと定義されてもよく、例えば、アクリレート基、メタクリレート基またはエポキシ基などを称すことができる。
【００３５】
このような重合性基を有することによって、前記重合性液晶化合物のメソゲン基を液晶配向させた後、前記重合性基間、あるいは他のバインダーとの架橋または重合などを通じて前記液晶配向を安定化させることができ、薄膜またはフィルム形態の液晶含有光学異方体を適切に形成することができる。
【００３６】
一方、上述した重合性液晶化合物において、例えば、第１液晶分子由来ラジカルは、下記一般式２で表されるラジカルになり得る：
【化３】
2015516972.tif 000005
【００３７】
前記一般式２中、
環Ｃは、一つ以上の酸素またはシリコン含有もしくは不含の脂肪族６員環、ノルボルネン環、樟脳（Ｃａｍｐｈｏｒ）環またはアダマンタン（ａｄａｍａｎｔａｎｅ）環の非芳香族環であり；
Ａ１、Ａ２、Ｅ１およびＥ２は、それぞれ独立して、単結合または２価の連結基であり；
Ｄ１およびＤ２は、それぞれ独立して、置換もしくは非置換の芳香族環、置換もしくは非置換の脂肪族環、置換もしくは非置換のヘテロ脂肪族環、および置換もしくは非置換のヘテロ芳香族環からなる群より選ばれた１種以上の環を含む２価の作用基であり；
Ｇ１およびＧ２は、それぞれ独立して、単結合またはアルキレン基であり；
Ｊ１およびＪ２は、それぞれ独立して、水素または重合性基であり、ただし、Ｊ１およびＪ２の少なくとも一つは重合性基であり；
ｍ１、ｍ２、ｎ１およびｎ２は、それぞれ独立して、１乃至５の整数である。
【００３８】
また、前記第２液晶分子由来ラジカルは、下記一般式３、４、５または６で表されるラジカルになり得る：
【化４】
2015516972.tif 000006
【００３９】
前記一般式３乃至６中、
Ａ３、Ａ４、Ｅ３およびＥ４は、それぞれ独立して、単結合または２価の連結基であり；
Ｄ３およびＤ４は、それぞれ独立して、置換もしくは非置換の芳香族環、置換もしくは非置換の脂肪族環、置換もしくは非置換のヘテロ脂肪族環、および置換もしくは非置換のヘテロ芳香族環からなる群より選ばれた１種以上の環を含む２価の作用基であり；
Ｇ３およびＧ４は、それぞれ独立して、単結合またはアルキレン基であり；
Ｊ３およびＪ４は、それぞれ独立して、水素または重合性基であり、ただし、Ｊ３およびＪ４の少なくとも一つは重合性基であり；
Ｒ１乃至Ｒ５は、それぞれ独立して、水素、ハロゲン、−ＣＮ、アルキル基またはアシル基であり；
Ｂ１は、ＮまたはＰであり、Ｂ２は、ＯまたはＳであり；
ｍ３、ｍ４、ｎ３およびｎ４は、それぞれ独立して、１乃至５の整数である。
【００４０】
より具体的に、上述した第１および第２液晶分子由来ラジカルと、これらを連結するリンカーとを含む一実施形態の重合性液晶化合物は、例えば、下記化学式１、２、３または４で表される化合物になり得る：
【化５Ａ】
2015516972.tif 000007
【化５Ｂ】
2015516972.tif 000008
【００４１】
前記化学式１乃至４中、環Ｃ、Ａ１乃至Ａ４、Ｅ１乃至Ｅ４、Ｄ１乃至Ｄ４、Ｇ１乃至Ｇ４、Ｊ１乃至Ｊ４、Ｍ１、Ｍ２、Ｑ、Ｒ１乃至Ｒ５、Ｂ１、Ｂ２、ｍ１乃至ｍ４およびｎ１乃至ｎ４は、それぞれ上述した一般式１乃至４について定義されたとおりである。
【００４２】
上述した一般式１乃至６のラジカルおよび化学式１乃至４の化合物において、各作用基は次のとおり定義され得る。
【００４３】
まず、Ａ１乃至Ａ４およびＥ１乃至Ｅ４で、前記「２価の連結基」は、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−Ｏ−ＣＯＯ−、−ＣＯ−ＮＲ−、−ＮＲ−ＣＯ−、−ＮＲ−ＣＯ−ＮＲ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＳＣＨ−、−ＣＨ２Ｓ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＦ２Ｓ−、−ＳＣＦ２−、−ＣＨ２ＣＨ２−、−（ＣＨ２）３−、−（ＣＨ２）４−、−ＣＦ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＦ２−、−ＣＦ２ＣＦ２−、−Ｃ＝Ｃ−または−Ｃ≡Ｃ−であり、前記Ｒは、それぞれ独立して、水素または炭素数１乃至１０のアルキル基であり得る。
【００４４】
そして、前記Ｄ１乃至Ｄ４は、それぞれ独立して、置換もしくは非置換の芳香族環、置換もしくは非置換の脂肪族環、置換もしくは非置換のヘテロ脂肪族環、および置換もしくは非置換のヘテロ芳香族環からなる群より選ばれた１種以上の環を含む２価の作用基になり得るが、このような２価の作用基は、前記環のみからなるものだけでなく、炭素数１乃至１０のアルキレン、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−Ｏ−、−Ｓ−またはＯ−（炭素数１乃至１０のアルキレン）−などの他の作用基を媒介として前記環が連結された２価の作用基まで包括することができる。このような２価の作用基のより具体的な例としては、−Ｐｈ−、−Ｐｈ（ＯＣＨ３）−、−ＣＨ２Ｐｈ−、−ＰｈＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２−Ｐｈ−、−ＰｈＣＨ２ＣＨ２−、シクロヘキシレン、−シクロヘキシレン−（ＯＣＨ３）−、−ＣＨ２−シクロヘキシレン−、−シクロヘキシレン−ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２−シクロヘキシレン−、またはシクロヘキシレン−ＣＨ２ＣＨ２−などが挙げられる。
【００４５】
また、前記Ｇ１乃至Ｇ４は、それぞれ独立して、単結合または炭素数１乃至１０のアルキレン基であり得る。
【００４６】
そして、前記Ｊ１乃至Ｊ４は、それぞれ独立して、水素または重合性基であり得るが、ここで前記「重合性基」は、不飽和結合または（メタ）アクリレート基などのように架橋または重合可能な任意の作用基を意味するものと定義され得る。このような重合性基のより具体的な例としては、アクリレート基、メタクリレート基、またはエポキシ基などが挙げられる。
【００４７】
また、前記Ｍ１、Ｍ２およびＱで、アリーレン基またはヘテロアリーレン基は、炭素数６乃至４０のアリーレン基または炭素数５乃至４０のヘテロアリーレン基になり得る。そして、前記Ｑは、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＲ４＝ＣＲ５−、アリーレン基またはヘテロアリーレン基のそれぞれになり得るだけでなく、これらが２以上組み合わせられた２価の作用基、例えば、−Ｃ≡Ｃ−の両側にフェニレン基などのアリーレン基が結合されていたり、反対にアリーレン基の両側に−Ｃ≡Ｃ−が結合されている構造になることもできる。上述したＭ１、Ｍ２およびＱが結合された一般式１のリンカーの具体的な例としては、−Ｐｈ−Ｃ≡Ｃ−Ｐｈ−、−Ｐｈ−Ｃ≡Ｃ−Ｐｈ−Ｃ≡Ｃ−Ｐｈ−、−Ｐｈ−Ｃ≡Ｃ−Ｐｈ−Ｐｈ−Ｃ≡Ｃ−Ｐｈ−、−Ｃ≡Ｃ−Ｐｈ−Ｐｈ−Ｃ≡Ｃ−または−Ｃ≡Ｃ−Ｐｈ−Ｃ≡Ｃ−Ｐｈ−Ｃ≡Ｃ−などが挙げられる。
【００４８】
そして、上述したｐ、ｍ１、ｍ２、ｍ３、ｍ４、ｎ１、ｎ２、ｎ３およびｎ４は、１または２以上の整数になり得るが、これらが２以上の整数と定義される場合、これらの定義により２つ以上含まれている各繰り返し単位は、互いに同一でもよいが、互いに異なっていてもよい。例えば、上述した一般式３に含まれている
【化６】
2015516972.tif 000009
などの繰り返し単位構造で、ｍ４が２と定義される場合、
【化７】
2015516972.tif 000010
の繰り返し単位が２つ繰り返されて含まれ得るが、このような２つの繰り返し単位は、互いに同一の構造で繰り返されることもできるが、上述したＡ４およびＤ４の定義内で互いに異なる構造で繰り返されることもできる。このような点は、一般式１乃至６および化学式１乃至４に含まれている各繰り返し単位の構造について同様に定義され得る。
【００４９】
上述した一般式１のリンカーと共に、一般式２の第１液晶分子由来ラジカルおよび一般式３乃至６の中で選ばれた第２液晶分子由来ラジカルを含む重合性液晶化合物（より具体的には、化学式１乃至４の中で選ばれた化合物）を用いることによって、上述した原理で各ラジカル構造の波長分散特性をより効果的に発現させて単独または他の液晶化合物と混合して安定した逆波長分散またはフラット波長分散の実現が可能になる。
【００５０】
一方、上述した化学式１乃至４の重合性液晶化合物の具体的な種々の例としては、下記化学式５乃至９の化合物が挙げられる：
【化８Ａ】
2015516972.tif 000011
【化８Ｂ】
2015516972.tif 000012
【００５１】
上述した一実施形態に係る重合性液晶化合物は、これに導入される各作用基の種類によって、当業者に通常の反応条件および方法で各作用基およびリンカーを導入して製造することができ、そのより具体的な反応条件および方法は後述する実施例に詳細に記述されている。
【００５２】
一方、本記載の他の実施形態によれば、上述した一実施形態の重合性液晶化合物を含む重合性液晶組成物が提供される。
【００５３】
このような重合性液晶組成物は、上述した重合性液晶化合物と異なる構造を有する追加的液晶化合物の１種以上をさらに含むことができ、このような追加的液晶化合物は、メソゲン基と、このようなメソゲン基に直接的にまたはスペーサ基を介して連結された両末端の重合性基を有する重合性液晶化合物になるか、あるいは前記重合性基を有さない非重合成液晶化合物になることができる。
【００５４】
また、前記追加的な液晶化合物は、４５０ｎｍ乃至６５０ｎｍ波長の光に対して△ｎ（λ）が負の値を示し、下記式ＩＩＩおよびＩＶを満たす化合物（つまり、概して正波長分散を示す化合物）であり得る：
（式ＩＩＩ）
┃△ｎ（λ１）┃／┃△ｎ（５５０ｎｍ）┃≧１．０
（式ＩＶ）
┃△ｎ（６５０ｎｍ）┃／┃△ｎ（λ２）┃≦１．０
上記式ＩＩＩおよび式ＩＶ中、△ｎ（λ）は、液晶相内の波長λでの複屈折率を意味し、λ１は、４５０ｎｍ以上５５０ｎｍ未満の波長を意味し、λ２は、５５０ｎｍ以上６５０ｎｍ未満の波長を意味する。
【００５５】
このように、所定波長の光に対して、複屈折率が負の値を有し、正波長分散を示す追加的液晶化合物を共に用いることによって、短波長光に対する複屈折率の絶対値をより大幅に減少させることができ、反対に長波長光に対する複屈折率の絶対値は相対的に減少幅が小さくなり得る。したがって、このような追加的液晶化合物と共に用いることによって、逆波長分散またはフラット波長分散がより効果的に実現され得る。
【００５６】
このような追加的液晶化合物の例としては、下記化学式１０乃至１３の化合物が挙げられる：
【化９】
2015516972.tif 000013
【００５７】
前記化学式１０乃至１３中、
Ｆ１およびＦ２は、それぞれ独立して、単結合、Ｃ（＝Ｏ）−、−ＯＣ（＝Ｏ）−、−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−、または炭素数１乃至１０のアルキレン基であり；
Ｙ１乃至Ｙ１２は、それぞれ独立して、Ｈ、ＦまたはＣｌなどのハロゲン、−ＣＮ、ハロゲンなどで置換もしくは非置換の炭素数１乃至１０のアルキル、ハロゲンなどで置換もしくは非置換の炭素数１乃至１０のアルコキシ、ハロゲンなどで置換もしくは非置換の炭素数１乃至１０のアルキルカルボニル、ハロゲンなどで置換もしくは非置換の炭素数１乃至１０のアルコキシカルボニルまたはハロゲンなどで置換もしくは非置換の炭素数１乃至１０のアルキルエステルであり；
Ｘ１およびＸ２は、それぞれ独立して、水素または下記化学式１０ａの作用基であり；
【化１０】
2015516972.tif 000014
Ｇｍ、Ｌｍ、およびＮｍは、それぞれ独立して、単結合、−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｃ（＝Ｏ）−、−Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−、−ＯＣ（＝Ｏ）−、−ＯＣ（＝Ｏ）Ｏ−、−Ｃ（＝Ｏ）ＮＲ−、−ＮＲＣ（＝Ｏ）−、−ＮＲＣ（＝Ｏ）ＮＲ−、−ＯＣＨ２−、−ＣＨ２Ｏ−、−ＳＣＨ２−、−ＣＨ２Ｓ−、−ＣＦ２Ｏ−、−ＯＣＦ２−、−ＣＦ２Ｓ−または−ＳＣＦ２−になるか、あるいは−ＣＨ２−（ＣＨ２）２−、−（ＣＨ２）３−、−（ＣＨ２）４−、−ＣＦ２ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＦ２−、または−ＣＦ２ＣＦ２−などのフッ素などで置換もしくは非置換の炭素数１乃至１０のアルキレン基になり、この時、Ｒは水素または炭素数１乃至１０のアルキル基であり；
ＪｍおよびＭｍは、それぞれ独立して、単結合、炭素数１乃至１０のアルキレン基または炭素数３乃至１０のシクロアルキレン基であり；
Ｑｍは、水素、炭素数１乃至１０のアルキル基、またはアクリレート、メタクリレート、またはエポキシ基などの重合性基である。
【００５８】
このような追加的液晶化合物で、前記Ｘ１およびＸ２の少なくとも一つは、Ｑｍが重合性基になる化学式１０ａの作用基になり得、この場合、前記追加的液晶化合物が重合性液晶化合物になり得る。このような場合、前記重合性基が一実施形態の重合性液晶化合物などに含まれている重合性基と架橋または重合され、液晶配向がより安定化することができる。また、薄膜またはフィルム形態の光学異方体の表面硬化度がより向上することができる。
【００５９】
一方、上述した重合性液晶組成物は、例えば、アクリレート系バインダーのような重合性バインダーをさらに含むことができ、これに加えて重合開始剤および溶媒をさらに含むことができる。このような重合性バインダー、重合開始剤および溶媒としては、通常の重合性液晶化合物と共に使用可能であると知られている任意のバインダー、開始剤および溶媒を特別な制限なしに全て用いることができるため、これについての追加的な説明は省略する。
【００６０】
付加して、上述した液晶組成物は、本記載の一実施例によれば、前記重合性液晶組成物は、下記化学式１４乃至１９の化合物からなる群より選ばれた１種以上のモノアクリレート系化合物をさらに含むこともできる：
【化１１】
2015516972.tif 000015
【００６１】
前記化学式１４乃至１９中、Ｚは、それぞれ独立して、０乃至１２の整数であり、Ｗは、０または１であり、Ｙ１は、それぞれ独立して、Ｈ、ＦまたはＣｌなどのハロゲン、−ＣＮ、ハロゲンなどで置換もしくは非置換の炭素数１乃至１０のアルキル、ハロゲンなどで置換もしくは非置換の炭素数１乃至１０のアルコキシ、ハロゲンなどで置換もしくは非置換の炭素数１乃至１０のアルキルカルボニル、ハロゲンなどで置換もしくは非置換の炭素数１乃至１０のアルコキシカルボニルまたはハロゲンなどで置換もしくは非置換の炭素数１乃至１０のアルキルエステルである。
【００６２】
このようなモノアクリレート系化合物のより具体的な例としては、下記化学式２０乃至２９の化合物が挙げられる：
【化１２Ａ】
2015516972.tif 000016
【化１２Ｂ】
2015516972.tif 000017
前記化学式２０乃至２９中、Ｚは、それぞれ独立して、０乃至１２の整数である。
【００６３】
一方、上述した重合性液晶組成物は、光配向膜またはラビング配向膜などの配向膜上に塗布された後、このような配向膜により組成物に含まれている液晶化合物が液晶配向され得る。次に、前記溶媒を乾燥および除去しながら、重合開始剤を媒介として重合性液晶化合物および選択的に重合性バインダーまたはモノアクリレート系化合物などを架橋、重合または硬化して薄膜またはフィルム形態の光学異方体を得ることができる。このような架橋、重合または硬化によって、重合性液晶化合物同士、あるいはバインダーまたはモノアクリレート系化合物と共に架橋または重合構造を形成して液晶配向を安定化することができ、薄膜またはフィルム形態を有することができる。
【００６４】
そこで、本記載のさらに他の実施形態によれば、上述した重合性液晶組成物の硬化物または重合体を含む光学異方体が提供される。このような光学異方体では、前記重合性液晶化合物の重合性基のうちの少なくとも一部が付加重合または架橋されていてもよい。そして、前記光学異方体は、薄膜またはフィルム形態になり得、安定的に逆波長分散またはフラット波長分散を実現して下記式ＶおよびＶＩを満たすことができる：
（式Ｖ）
Ｒ（λ１）／Ｒ（５５０ｎｍ）≦１．０
（式ＶＩ）
Ｒ（６５０ｎｍ）／Ｒ（λ２）≧１．０
上記式Ｖおよび式ＶＩ中、Ｒ（λ）は、┃△ｎ（λ）┃・ｄで定義される波長λでの光学軸上位相差であって、△ｎ（λ）は、液晶相内の波長λでの複屈折率を意味し、ｄは、薄膜またはフィルムの厚さ（ｎｍ）を意味し、λ１は、４５０ｎｍ以上５５０ｎｍ未満の波長を意味し、λ２は、５５０ｎｍ以上６５０ｎｍ未満の波長を意味する。
【００６５】
また、上述した薄膜またはフィルム形態の光学異方体は、上述した重合性液晶組成物の硬化物または重合体を含む一方、その下部に配向膜をさらに含むことができる。このような配向膜は、前記重合性液晶組成物に含まれている液晶化合物を配向させるための配向高分子を含むことができ、ラビング配向または光配向など以前に知られたいかなる配向方式で形成された配向膜にもなり得る。各配向方式により前記配向膜に含まれ得る配向高分子などの種類は当業者に自明に知られている。
【００６６】
上述した光学異方体は、効果的に逆波長フラット分散またはフラット波長分散を実現しながらも、より薄い薄膜またはフィルム形態に容易に製造され得るため、非常に多様な光学または電子素子に適用され得る。
【００６７】
例えば、前記光学異方体は、電光ディスプレイ、ＬＣＤ、ＯＬＥＤ、ホログラム素子、３Ｄディスプレイ素子、光学情報保存装置、電子装置、有機半導体、有機電界効果トランジスター（ＯＦＥＴ）、集積回路（ＩＣ）、薄膜トランジスター（ＴＦＴ）、ラジオ周波数識別（ＲＦＩＤ）タグ（ｔａｇ）、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、有機発光トランジスター（ＯＬＥＴ）、電気発光ディスプレイ、有機光電（ＯＰＶＯ）装置、有機太陽電池（Ｏ−ＳＣ）、有機レーザダイオード（Ｏ−レーザ）、有機集積回路（Ｏ−ＩＣ）、照明装置、センサー装置、電極物質、光伝導体、ショットキー（Ｓｃｈｏｔｔｋｙ）ダイオード、非線形光学（ＮＬＯ）装置、光検出器、電子写真記録装置、キャパシタ、光伝導体、電子写真製品、電子写真記録物、有機メモリ装置、バイオセンサーまたはバイオチップなどの非常に多様な光学または電子素子に適用され得る。
【００６８】
また、前記光学異方体は、このような光学または電子素子の反射防止フィルムまたは防眩フィルムなどの光学フィルム、偏光子、補償器、ビームスプリッタ、反射フィルム、配向層、カラーフィルター、装飾用または保安マーキング、ＬＣ顔料、接着剤、電子注入層、平坦化層、静電気防止フィルム、伝導性基板または伝導性パターンなどの非常に多様な装置、部品または用途に適用され得る。
【実施例】
【００６９】
以下、いくつかの実施例を通じて本記載による重合性液晶化合物、重合性液晶組成物および光学異方体などの作用、効果についてより具体的に説明する。ただし、以下の実施例は例示として提示されたものに過ぎず、これによって本記載の権利範囲が限定されない。
【００７０】
製造例１：中間体１の合成
下記反応式１に示された反応条件および方法により、下記中間体１を合成した：
【化１３】
2015516972.tif 000018
【００７１】
前記反応式１で、各略語は次のとおり整理され得る：
ＴＥＡ：トリエチルアミン；ＤＣＭ：ジクロロメタン；Ｒ．Ｔ．：室温；ＤＩＰＥＡ：Ｎ，Ｎ’−ジイソプロピルエチルアミン；ＥＤＣ：１−エチル−３−［３−ジメチルアミノプロピル］カルボジイミドヒドロクロリド；ＤＭＡＰ：４−ジメチルアミノピリジン。
【００７２】
製造例２：中間体２の合成
前記製造例１の反応式１で、
【化１４】
2015516972.tif 000019
の代わりに
【化１５】
2015516972.tif 000020
を用いたことを除き、製造例１と同様な方法および条件により、下記中間体２を合成した：
【化１６】
2015516972.tif 000021
【００７３】
製造例３：中間体３の合成
下記反応式２に示された反応条件および方法により、下記中間体３を合成した：
【化１７】
2015516972.tif 000022
【００７４】
前記反応式２で、各略語は次のとおり整理され得る：
ＤＣＭ：ジクロロメタン；ＤＩＰＥＡ：Ｎ，Ｎ’−ジイソプロピルエチルアミン；Ｒ．Ｔ．：室温；ＥＤＣ：１−エチル−３−［３−ジメチルアミノプロピル］カルボジイミドヒドロクロリド；ＤＭＡＰ：４−ジメチルアミノピリジン。
【００７５】
製造例４：中間体４の合成
下記反応式３に示された反応条件および方法により、下記中間体４を合成した：
【化１８】
2015516972.tif 000023
【００７６】
前記反応式３で、各略語は次のとおり整理され得る：
ＤＭＡＰ：４−ジメチルアミノピリジン；ＥＤＣＩ：１−エチル−３−［３−ジメチルアミノプロピル］カルボジイミド；ＤＣＭ：ジクロロメタン；ＤＩＰＥＡ：Ｎ，Ｎ’−ジイソプロピルエチルアミン；Ｒ．Ｔ．：室温；ＤＣＥ：ジクロロエタン。
【００７７】
製造例５：中間体６の合成
下記反応式４に示された反応条件および方法により、下記中間体６を合成した：
【化１９】
2015516972.tif 000024
【００７８】
前記反応式４で、各略語は次のとおり整理され得る：
ＴＥＡ：トリエチルアミン；ＤＣＭ：ジクロロメタン；ＤＩＰＥＡ：Ｎ，Ｎ’−ジイソプロピルエチルアミン；ＤＭＡＰ：４−ジメチルアミノピリジン；ＥＤＣ：１−エチル−３−［３−ジメチルアミノプロピル］カルボジイミドヒドロクロリド；Ｒ．Ｔ．：室温。
【００７９】
実施例１：化学式５の重合性液晶化合物の製造
製造例１で得られた中間体１および製造例３で得られた中間体３を用いて、下記反応式５に示された反応条件および方法により、下記化学式５の重合性液晶化合物を製造した。このように製造された化学式５の重合性液晶化合物のＮＭＲデータは図１に示されたとおりである：
【化２０】
2015516972.tif 000025
【化２１】
2015516972.tif 000026
【００８０】
前記反応式５で、ＤＩＰＥＡの略語は、Ｎ，Ｎ’−ジイソプロピルエチルアミンを示す。
【００８１】
実施例２：化学式６の重合性液晶化合物の製造
製造例１で得られた中間体１を用いて、下記反応式６に示された反応条件および方法により、下記化学式６の重合性液晶化合物を製造した。このように製造された化学式６の重合性液晶化合物のＮＭＲデータは図２に示されたとおりである：
【化２２】
2015516972.tif 000027
【化２３】
2015516972.tif 000028
前記反応式６で、ＤＩＰＥＡの略語は、Ｎ，Ｎ’−ジイソプロピルエチルアミンを示す。
【００８２】
実施例３：化学式７の重合性液晶化合物の製造
製造例２で得られた中間体２および製造例４で得られた中間体４を用いて、下記反応式７に示された反応条件および方法により、下記化学式７の重合性液晶化合物を製造した。このように製造された化学式７の重合性液晶化合物の生成はＮＭＲで確認した。
【化２４】
2015516972.tif 000029
【化２５】
2015516972.tif 000030
前記反応式７で、ＤＩＰＥＡの略語は、Ｎ，Ｎ’−ジイソプロピルエチルアミンを示す。
【００８３】
実施例４：化学式８の重合性液晶化合物の製造
前記中間体４の代わりに公知の中間体５を用い、
【化２６】
2015516972.tif 000031
の代わりに
【化２７】
2015516972.tif 000032
を用いたのを除き、実施例３の反応式７と同一な反応条件および方法により、下記化学式８の重合性液晶化合物を製造した。このように製造された化学式８の重合性液晶化合物の生成はＮＭＲで確認した。
【化２８】
2015516972.tif 000033
【００８４】
実施例５：化学式９の重合性液晶化合物の製造
製造例３で得られた中間体３および製造例５で得られた中間体６を用いて、下記反応式８に示された反応条件および方法により、下記化学式９の重合性液晶化合物を製造した。このように製造された化学式９の重合性液晶化合物の生成はＮＭＲで確認した。
【化２９】
2015516972.tif 000034
【化３０】
2015516972.tif 000035
【００８５】
前記反応式８で、ＤＩＰＥＡの略語は、Ｎ，Ｎ’−ジイソプロピルエチルアミンを示す。
【００８６】
実施例６：重合性液晶組成物の製造
実施例１で得られた化学式５の重合性液晶化合物３９．６８重量％、下記化学式３０の液晶化合物１８．０１重量％、下記化学式３１の液晶化合物１５．８３重量％、下記化学式３２の液晶化合物２４．１４重量％、イルガキュア（Ｉｒｇａｃｕｒｅ）６５１の光開始剤１．３９重量％および界面活性剤０．９６重量％を混合して液晶組成物を製造した：
【化３１】
2015516972.tif 000036
【００８７】
５−ノルボルネン−２−エチル−（４−メチルシンナメイト）重合体（Ｍｗ＝１６３，０００）をｃ−ペンタノン（ｃ−ｐｅｎｔａｎｏｎｅ）溶媒に２重量％の濃度に溶解し、８０マイクロン厚さのポリエチレンテレフタレート（商品名：ＳＨ７１、ＳＫＣ（株）社製）基板上に、乾燥厚さが１，０００Åになるようにロールコーティング方法でコーティングした。その後、８０℃オーブンで３分間加熱してコーティング膜内部の溶媒を除去することによってコーティング膜を形成した。
【００８８】
露光は、２００ｍＷ／ｃｍ２強さの高圧水銀灯を光源にしてＭｏｘｔｅｋ社のワイヤーグリッドポラライザ（ｗｉｒｅ  ｇｒｉｄ  ｐｏｌａｒｉｚｅｒ）を用いてフィルムの進行方向と垂直に偏光されたＵＶが出るようにして前記コーティング膜に５秒間照射して配向を付与することによって光配向膜を形成した。
【００８９】
一方、上記で製造された液晶組成物を液晶溶液１００重量部当り液晶含量が３０重量部になるようにトルエンに溶解して重合性液晶組成物を製造した。
【００９０】
このような重合性液晶組成物をロールコーティング方法によって上記で形成された光配向膜の上に乾燥厚さが１ｕｍになるようにコーティングした後、８０℃で２分間乾燥して液晶分子が配向されるようにして液晶層を形成した。配向された液晶層に対して２００ｍＷ／ｃｍ２強さの高圧水銀灯を光源とする非偏光ＵＶを照射して液晶の配向状態を固定化させて光配向膜および液晶層を含むフィルム形態の光学異方体を製造した。
【００９１】
前記光学異方体は、Ａ−プレートの光学特性を有し、Ｒ（４５０ｎｍ）／Ｒ（５５０ｎｍ）＝０．９７１である逆波長分散特性を示すことが確認された。また、全体的な光学異方体の配向性を確認するために、前記フィルム形態の光学異方体を交差に配置された偏光板の間に入れて写真を撮ってこれを図３に示した。図３を参照すれば、全体的に光漏れ現象がなく、配向性に優れて均一であることが確認された。
【００９２】
比較例１：重合性液晶組成物の製造
実施例１で得られた化学式５の重合性液晶化合物の代わりに、リンカーが各液晶分子由来ラジカルのｓｐ３−混成化された炭素同志を連結する構造を有する対称構造の比較化学式１の重合性液晶化合物を用いたことを除き、実施例６と同様な方法で、重合性液晶組成物、光配向層、液晶層および光学異方体を製造した。
【００９３】
ただし、比較化学式１の重合性液晶化合物は、トルエンに対する溶解度が非常に低いため、メチレンクロライド溶媒を用いた。
【化３２】
2015516972.tif 000037
【００９４】
前記光学異方体は、Ａ−プレートの光学特性を有し、Ｒ（４５０ｎｍ）／Ｒ（５５０ｎｍ）＝０．９９４である逆波長分散特性を示すことが確認された。しかし、実施例６に比べてＲ（４５０ｎｍ）／Ｒ（５５０ｎｍ）の値がほぼ１．０に近接して逆波長分散特性が良好に実現されないことを確認した。
【００９５】
また、全体的な光学異方体の配向性を確認するために、前記フィルム形態の光学異方体を交差に配置された偏光板の間に入れて写真を撮ってこれを図４に示した。図４を参照すれば、相当な光漏れ現象が発生して配向の均一度および配向性が劣悪に現れることが確認された。
【００９６】
実施例７：重合性液晶組成物の製造
実施例２で得られた化学式６の重合性液晶化合物４１．０５重量％、化学式３０の液晶化合物１０．７１重量％、化学式３１の液晶化合物１６．９４重量％、化学式３２の液晶化合物２９．２４重量％、イルガキュア（Ｉｒｇａｃｕｒｅ）６５１の光開始剤０．９９重量％および界面活性剤０．９６重量％を混合して液晶組成物を製造した。
【００９７】
以降の段階を実施例６と同一に進行して、重合性液晶組成物、光配向膜、液晶層および光学異方体をそれぞれ製造した。
【００９８】
前記光学異方体は、Ａ−プレートの光学特性を有し、Ｒ（４５０ｎｍ）／Ｒ（５５０ｎｍ）＝０．９７０である逆波長分散特性を示すことが確認された。また、全体的な光学異方体の配向性を確認するために、前記フィルム形態の光学異方体を交差に配置された偏光板の間に入れて写真を撮ってこれを図５に示した。図５を参照すれば、全体的に光漏れ現象がなく、配向性に優れて均一であることが確認された。
【００９９】
実施例８：重合性液晶組成物の製造
実施例３で得られた化学式７の重合性液晶化合物３３．６７重量％、化学式３１の液晶化合物３１．０８重量％、化学式３２の液晶化合物３２．８７重量％、イルガキュア（Ｉｒｇａｃｕｒｅ）６５１の光開始剤０．９９重量％および界面活性剤０．９６重量％を混合して液晶組成物を製造した。
【０１００】
以降の段階を実施例６と同一に進行して、重合性液晶組成物、光配向膜、液晶層および光学異方体をそれぞれ製造した。
【０１０１】
前記光学異方体は、Ａ−プレートの光学特性を有し、Ｒ（４５０ｎｍ）／Ｒ（５５０ｎｍ）＝０．９８２である逆波長分散特性を示すことが確認された。また、全体的な光学異方体の配向性を確認するために、前記フィルム形態の光学異方体を交差に配置された偏光板の間に入れて写真を撮ってこれを図６に示した。図６を参照すれば、全体的に光漏れ現象がなく、配向性に優れて均一であることが確認された。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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