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特開2025-1242カルコン誘導体、組成物、光学フィルム及びそれらの製造方法
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2025001242
(43)【公開日】2025-01-08
(54)【発明の名称】カルコン誘導体、組成物、光学フィルム及びそれらの製造方法
(51)【国際特許分類】
   G02B 5/30 20060101AFI20241225BHJP
   C07D 333/28 20060101ALI20241225BHJP
【FI】
G02B5/30
C07D333/28 CSP
【審査請求】未請求
【請求項の数】17
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2023100724
(22)【出願日】2023-06-20
(71)【出願人】
【識別番号】000003300
【氏名又は名称】東ソー株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】000173762
【氏名又は名称】公益財団法人相模中央化学研究所
(72)【発明者】
【氏名】七田 優輝
(72)【発明者】
【氏名】一條 洋樹
(72)【発明者】
【氏名】坂下 竜一
(72)【発明者】
【氏名】村上 範武
(72)【発明者】
【氏名】稲葉 礼人
(72)【発明者】
【氏名】小林 修
(72)【発明者】
【氏名】横井 大洋
【テーマコード(参考)】
2H149
【Fターム(参考)】
2H149AA02
2H149AA18
2H149AB01
2H149BA02
2H149DA02
2H149DA18
2H149DB03
2H149FA03Z
2H149FA24Y
2H149FA42Z
2H149FD05
(57)【要約】      (修正有)
【課題】光学フィルム、特に位相差フィルムを構成するための化合物を提供する。
【解決手段】以下の化学式(1)で示されるカルコン誘導体。

[前記化学式(1)中、Arは、炭素原子、窒素原子、酸素原子及び硫黄原子からなる群より選ばれる原子を環構成原子とする、単環式芳香環、多環式芳香環、縮環式芳香環及び脂肪族炭化水素環からなる群より選ばれる環を表し、これらの単環式芳香環、多環式芳香環、縮環式芳香環及び脂肪族炭化水素環は、置換基を有していてもよい。A、A、A、A、A及びAは、それぞれ独立に、炭素原子、窒素原子、酸素原子及び硫黄原子からなる群より選ばれる原子を環構成原子とする、単環式芳香環、多環式芳香環、縮環式芳香環及び脂肪族炭化水素環からなる群より選ばれる環を表し、これらの単環式芳香環、多環式芳香環、縮環式芳香環及び脂肪族炭化水素環は、置換基を有していてもよい。]
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
以下の化学式(1)で示されるカルコン誘導体。
【化1】
[前記化学式(1)中、Arは、炭素原子、窒素原子、酸素原子及び硫黄原子からなる群より選ばれる原子を環構成原子とする、単環式芳香環、多環式芳香環、縮環式芳香環及び脂肪族炭化水素環からなる群より選ばれる環を表し、これらの単環式芳香環、多環式芳香環、縮環式芳香環及び脂肪族炭化水素環は、置換基を有していてもよい。
、A、A、A、A及びAは、それぞれ独立に、炭素原子、窒素原子、酸素原子及び硫黄原子からなる群より選ばれる原子を環構成原子とする、単環式芳香環、多環式芳香環、縮環式芳香環及び脂肪族炭化水素環からなる群より選ばれる環を表し、これらの単環式芳香環、多環式芳香環、縮環式芳香環及び脂肪族炭化水素環は、置換基を有していてもよい。
a2、a3、a5、a6は、それぞれ独立に、0~2の整数を表す。
、L、L、L、L、L、L、L、L及びL10は、それぞれ独立に、単結合、置換されていてもよい炭素数1から4のアルキレン基、-O-、-C(=O)O-、-C(=O)-又は-NR-C(=O)-を表す。
は、水素原子又は置換されていてもよい炭素数1から20のアルキル基を示す。
Sp及びSpは、互いに同一又は相異なってもよく、単結合、又は炭素数1~20のアルキレン基を表し、該アルキレン基に含まれる水素原子は、-OR又はハロゲン原子に置換されていてもよく、該アルキレン基に含まれる-CH-は、それぞれ独立に、-O-、-S-、-C(=O)O-、-C(=O)-、又は-NR-C(=O)-に置換されていてもよい。
、及びRは、互いに同一又は相異なってもよく、水素原子又は置換されていてもよい炭素数1から20のアルキル基を示す。
Fg及びFgは、互いに同一又は相異なってもよく、水素原子又は重合性基を表す。
、X、X、X及びXは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1から8のアルコキシ基、炭素数1から8のアルキル基、又は以下の化学式(Z1)で表される基を表す。]
【化2】
[前記化学式(Z1)中、Arは、炭素原子、窒素原子、酸素原子及び硫黄原子からなる群より選ばれる原子を環構成原子とする、単環式芳香環、多環式芳香環、縮環式芳香環及び脂肪族炭化水素環からなる群より選ばれる環を表し、これらの単環式芳香環、多環式芳香環、縮環式芳香環及び脂肪族炭化水素環は、置換基を有していてもよい。
Xz及びXzは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1から8のアルコキシ基、又は炭素数1から8のアルキル基を表す。]
【請求項2】
以下の化学式(1’)で示される、請求項1に記載のカルコン誘導体。
【化3】
[前記化学式(1‘)中、Arは、炭素原子、窒素原子、酸素原子及び硫黄原子からなる群より選ばれる原子を環構成原子とする、単環式芳香環、多環式芳香環、縮環式芳香環及び脂肪族炭化水素環からなる群より選ばれる環を表し、これらの単環式芳香環、多環式芳香環、縮環式芳香環及び脂肪族炭化水素環は、置換基を有していてもよい。
、A、及びAは、それぞれ独立に、炭素原子、窒素原子、酸素原子及び硫黄原子からなる群より選ばれる原子を環構成原子とする、単環式芳香環、多環式芳香環、縮環式芳香環及び脂肪族炭化水素環からなる群より選ばれる環を表し、これらの単環式芳香環、多環式芳香環、縮環式芳香環及び脂肪族炭化水素環は、置換基を有していてもよい。
a2、及びa3は、それぞれ独立に、0~2の整数を表す。
、L、L、L、及びLは、それぞれ独立に、単結合、置換されていてもよい炭素数1から4のアルキレン基、-O-、-C(=O)O-、-C(=O)-又は-NR-C(=O)-を表す。
は、水素原子又は置換されていてもよい炭素数1から20のアルキル基を示す。
Spは、炭素数1~20のアルキレン基を表し、該アルキレン基に含まれる水素原子は、-OR又はハロゲン原子に置換されていてもよく、該アルキレン基に含まれる-CH-は、それぞれ独立に、-O-、-S-、-C(=O)O-、-C(=O)-、又は-NR-C(=O)-に置換されていてもよい。
、及びRは、互いに同一又は相異なってもよく、水素原子又は置換されていてもよい炭素数1から20のアルキル基を示す。
Fgは、水素原子又は重合性基を表す。
、X、X、X及びXは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1から8のアルコキシ基、炭素数1から8のアルキル基、又は以下の化学式(Z1)で表される基を表す。]
【化4】
[前記化学式(Z1)中、Arは、炭素原子、窒素原子、酸素原子及び硫黄原子からなる群より選ばれる原子を環構成原子とする、単環式芳香環、多環式芳香環、縮環式芳香環及び脂肪族炭化水素環からなる群より選ばれる環を表し、これらの単環式芳香環、多環式芳香環、縮環式芳香環及び脂肪族炭化水素環は、置換基を有していてもよい。
Xz及びXzは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1から8のアルコキシ基、又は炭素数1から8のアルキル基を表す。]
【請求項3】
Arが、炭素原子、窒素原子、酸素原子及び硫黄原子からなる群より選ばれる原子を環構成原子とする、単環式芳香環、多環式芳香環からなる群より選ばれる環(これらの単環式芳香環及び多環式芳香環は、置換基を有していてもよい)である、請求項1又は2に記載のカルコン誘導体。
【請求項4】
Arが以下の化学式(Ar-1)~(Ar-7)で示される構造である、請求項1又は2に記載のカルコン誘導体。
【化5】
[前記化学式(Ar-1)~(Ar-7)中、X、X、X、X、X10、X11、X12、及びX13は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1から8のアルキル基、炭素数1から8のアルコキシ基、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、炭素数1から6のアルキルチオ基、又は炭素数2から8のジアルキルアミノ基を表す。
は、炭素数1から10のアルキル基を表す。
**は、前記化学式(1)中の、Arを除く他の部分との結合位置を表す。]
【請求項5】
以下の化学式(1-2)で示される、請求項1又は2に記載のカルコン誘導体。
【化6】
[前記化学式(1-2)中、A、A及びAは、それぞれ独立に、炭素原子、窒素原子、酸素原子及び硫黄原子からなる群より選ばれる原子を環構成原子とする、単環式芳香環、多環式芳香環、縮環式芳香環及び脂肪族炭化水素環からなる群より選ばれる環を表し、これらの単環式芳香環、多環式芳香環、縮環式芳香環及び脂肪族炭化水素環は、置換基を有していてもよい。
a2又はa3は、それぞれ独立に、0~2の整数を表す。
、L、L及びLは、それぞれ独立に、単結合、置換されていてもよい炭素数1から4のアルキレン基、-O-、-C(=O)O-、-C(=O)-又は-NR-C(=O)-を表す。
は、水素原子又は置換されていてもよい炭素数1から20のアルキル基を示す。
Spは、単結合、又は炭素数1~20のアルキレン基を表し、該アルキレン基に含まれる水素原子は、-OR又はハロゲン原子に置換されていてもよく、該アルキレン基に含まれる-CH-は、それぞれ独立に、-O-、-S-、-C(=O)O-、-C(=O)-、又は-NR-C(=O)-に置換されていてもよい。
及びRは、互いに同一又は相異なってもよく、水素原子又は置換されていてもよい炭素数1から20のアルキル基を示す。
Fgは、水素原子又は重合性基を表す。
、X、X、X及びXは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1から8のアルコキシ基、又は炭素数1から8のアルキル基を表す。]
【請求項6】
及びAがシクロヘキサン環である請求項1又は2に記載のカルコン誘導体。
【請求項7】
以下の化学式(2)で示されるジヒドロキシ化合物と以下の化学式(3)で示される化合物を縮合する工程を含む、以下の化学式(1’)で示されるカルコン誘導体の製造方法。
【化7】
[前記化学式(2)中、Arは、炭素原子、窒素原子、酸素原子及び硫黄原子からなる群より選ばれる原子を環構成原子とする、単環式芳香環、多環式芳香環、縮環式芳香環及び脂肪族炭化水素環からなる群より選ばれる環を表し、これらの単環式芳香環、多環式芳香環、縮環式芳香環及び脂肪族炭化水素環は、置換基を有していてもよい。
Fgは、ヒドロキシ基、カルボキシ基、又はアミノ基を表す。
、X、X、X及びXは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1から8のアルコキシ基、炭素数1から8のアルキル基、又は以下の化学式(Z1)で表される基を表す。]
【化8】
[前記化学式(Z1)中、Arは、炭素原子、窒素原子、酸素原子及び硫黄原子からなる群より選ばれる原子を環構成原子とする、単環式芳香環、多環式芳香環、縮環式芳香環及び脂肪族炭化水素環からなる群より選ばれる環を表し、これらの単環式芳香環、多環式芳香環、縮環式芳香環及び脂肪族炭化水素環は、置換基を有していてもよい。
Xz及びXzは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1から8のアルコキシ基、又は炭素数1から8のアルキル基を表す。]
【化9】
[前記化学式(3)中、A、A、及びAは、それぞれ独立に、炭素原子、窒素原子、酸素原子及び硫黄原子からなる群より選ばれる原子を環構成原子とする、単環式芳香環、多環式芳香環、縮環式芳香環及び脂肪族炭化水素環からなる群より選ばれる環を表し、これらの単環式芳香環、多環式芳香環、縮環式芳香環及び脂肪族炭化水素環は、置換基を有していてもよい。
a2、及びa3は、それぞれ独立に、0~2の整数を表す。
、L、L及びLは、それぞれ独立に、単結合、置換されていてもよい炭素数1から4のアルキレン基、-O-、-C(=O)O-、-C(=O)-又は-NR-C(=O)-を表す。
は、水素原子又は置換されていてもよい炭素数1から20のアルキル基を示す。
Spは、単結合、又は炭素数1~20のアルキレン基を表し、該アルキレン基に含まれる水素原子は、-OR又はハロゲン原子に置換されていてもよく、該アルキレン基に含まれる-CH-は、それぞれ独立に、-O-、-S-、-C(=O)O-、-C(=O)-、又は-NR-C(=O)-に置換されていてもよい。
Fgは、水素原子又は重合性基を表す。
、及びRは、互いに同一又は相異なってもよく、水素原子又は置換されていてもよい炭素数1から20のアルキル基を示す。
Fgは、ヒドロキシ基、カルボキシ基又はクロロカルボニル基を表す。]
【化10】
[前記化学式(1‘)中、Arは、炭素原子、窒素原子、酸素原子及び硫黄原子からなる群より選ばれる原子を環構成原子とする、単環式芳香環、多環式芳香環、縮環式芳香環及び脂肪族炭化水素環からなる群より選ばれる環を表し、これらの単環式芳香環、多環式芳香環、縮環式芳香環及び脂肪族炭化水素環は、置換基を有していてもよい。
、A、及びAは、炭素原子、窒素原子、酸素原子及び硫黄原子からなる群より選ばれる原子を環構成原子とする、単環式芳香環、多環式芳香環、縮環式芳香環及び脂肪族炭化水素環からなる群より選ばれる環を表し、これらの単環式芳香環、多環式芳香環、縮環式芳香環及び脂肪族炭化水素環は、置換基を有していてもよい。
a2、及びa3は、それぞれ独立に、0~2の整数を表す。
、L、L、L、及びLは、それぞれ独立に、単結合、置換されていてもよい炭素数1から4のアルキレン基、-O-、-C(=O)O-、-C(=O)-又は-NR-C(=O)-を表す。
は、水素原子又は置換されていてもよい炭素数1から20のアルキル基を示す。
Spは、単結合、又は炭素数1~20のアルキレン基を表し、該アルキレン基に含まれる水素原子は、-OR又はハロゲン原子に置換されていてもよく、該アルキレン基に含まれる-CH-は、それぞれ独立に、-O-、-S-、-C(=O)O-、-C(=O)-、又は-NR-C(=O)-に置換されていてもよい。
、及びRは、互いに同一又は相異なってもよく、水素原子又は置換されていてもよい炭素数1から20のアルキル基を示す。
Fgは、水素原子又は重合性基を表す。
、X、X、X及びXは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1から8のアルコキシ基、炭素数1から8のアルキル基、又は以下の化学式(Z1)で表される基を表す。]
【化11】
[前記化学式(Z1)中、Arは、炭素原子、窒素原子、酸素原子及び硫黄原子からなる群より選ばれる原子を環構成原子とする、単環式芳香環、多環式芳香環、縮環式芳香環及び脂肪族炭化水素環からなる群より選ばれる環を表し、これらの単環式芳香環、多環式芳香環、縮環式芳香環及び脂肪族炭化水素環は、置換基を有していてもよい。
Xz及びXzは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1から8のアルコキシ基、又は炭素数1から8のアルキル基を表す。]
【請求項8】
前記の化学式(2)で示されるジヒドロキシ化合物のFgが、ヒドロキシ基であり、前記の化学式(3)で示される化合物のFgが、カルボキシ基、又はクロロカルボニル基であり、前記の化学式(1‘)で示されるカルコン誘導体のLが、-C(=O)O-である、請求項7に記載のカルコン誘導体の製造方法。
【請求項9】
以下の化学式(P1)で示される構造を繰り返し単位として含むポリマー。
【化12】
[前記化学式(P1)中、Arは、炭素原子、窒素原子、酸素原子及び硫黄原子からなる群より選ばれる原子を環構成原子とする、単環式芳香環、多環式芳香環、縮環式芳香環及び脂肪族炭化水素環からなる群より選ばれる環を表し、これらの単環式芳香環、多環式芳香環、縮環式芳香環及び脂肪族炭化水素環は、置換基を有していてもよい。
、A、A、A、A及びAは、それぞれ独立に、炭素原子、窒素原子、酸素原子及び硫黄原子からなる群より選ばれる原子を環構成原子とする、単環式芳香環、多環式芳香環、縮環式芳香環及び脂肪族炭化水素環からなる群より選ばれる環を表し、これらの単環式芳香環、多環式芳香環、縮環式芳香環及び脂肪族炭化水素環は、置換基を有していてもよい。
a2、a3、a5、a6は、それぞれ独立に、0~2の整数を表す。
、L、L、L、L、L、L、L、L及びL10は、それぞれ独立に、単結合、置換されていてもよい炭素数1から4のアルキレン基、-O-、-C(=O)O-、-C(=O)-又は-NR-C(=O)-を表す。
は、水素原子又は置換されていてもよい炭素数1から20のアルキル基を示す。
Sp及びSpは、互いに同一又は相異なってもよく、単結合、又は炭素数1~20のアルキレン基を表し、該アルキレン基に含まれる水素原子は、-OR又はハロゲン原子に置換されていてもよく、該アルキレン基に含まれる-CH-は、それぞれ独立に、-O-、-S-、-C(=O)O-、-C(=O)-、又は-NR-C(=O)-に置換されていてもよい。
、及びRは、互いに同一又は相異なってもよく、水素原子又は置換されていてもよい炭素数1から20のアルキル基を示す。
は、水素原子、フッ素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基を示す。
、X、X、X及びXは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1から8のアルコキシ基、炭素数1から8のアルキル基、又は以下の化学式(Z1)で表される基を表す。
14は、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1から8のアルコキシ基、炭素数1から8のアルキル基、又は以下の化学式(Z2)で表される基を表す。]
【化13】
[前記化学式(Z1)中、Arは、炭素原子、窒素原子、酸素原子及び硫黄原子からなる群より選ばれる原子を環構成原子とする、単環式芳香環、多環式芳香環、縮環式芳香環及び脂肪族炭化水素環からなる群より選ばれる環を表し、これらの単環式芳香環、多環式芳香環、縮環式芳香環及び脂肪族炭化水素環は、置換基を有していてもよい。
Xz及びXzは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1から8のアルコキシ基、又は炭素数1から8のアルキル基を表す。]
【化14】
[前記化学式(Z2)中、Rは、水素原子、フッ素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基を示す。]
【請求項10】
請求項1に記載のカルコン誘導体を含有する組成物。
【請求項11】
請求項1に記載のカルコン誘導体を含有する光学フィルム。
【請求項12】
請求項9に記載のポリマーを含有する光学フィルム。
【請求項13】
589nmの光源を用いて測定される下記数式(A)で表される位相差(Re)が、1nm以上である請求項11又は12に記載の光学フィルム。
Re=(ny-nx)×d (A)
[数式(A)中、nxはフィルム面内の進相軸方向の屈折率を示し、nyはフィルム面内の遅相軸方向の屈折率を示し、dはフィルム厚みを示す。]
【請求項14】
位相差(Re)が、下記式(I)を満たす、請求項13に記載の光学フィルム。
Re(450)≦Re(550)・・・(I)
(式(I)中、Re(450)は、波長450nmで測定した面内位相差値を表し、Re(550)は、波長550nmで測定した面内位相差値を表す。)
【請求項15】
請求項11又は12に記載の光学フィルムを含む偏光板。
【請求項16】
請求項15に記載の偏光板を含む光学ディスプレイ。
【請求項17】
請求項10に記載の組成物を塗布する工程を含む、光学フィルムの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、カルコン誘導体、組成物、光学フィルム及びそれらの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
有機ELディスプレイや液晶ディスプレイは、マルチメディア社会における重要な表示デバイスとして、各種スマートデバイス、コンピュータ用モニター、テレビ等、幅広く使用されている。また、これらディスプレイには表示特性向上のため多くの光学フィルムが用いられており、正面や斜めから見た場合のコントラスト向上、色調の補償などに対し、大きな役割を果たしている。
【0003】
有機ELディスプレイや液晶ディスプレイに用いられる光学フィルムとして、位相差フィルムがある。
【0004】
位相差フィルムは、例えば、液晶化合物を溶剤に溶解させて得られる塗工液を、配向膜を形成した支持基材に塗布後、重合して製造することができる。現在、位相差フィルム用の液晶化合物としては、例えば、6員環が2~4個連結された棒状構造のネマチック液晶化合物などが知られている。
【0005】
また、位相差フィルムは、全波長領域において偏光変換可能である好適とされており、[Re(450nm)/Re(550nm)]<1の逆波長分散性を示す波長域では、理論上、一様の偏光変換が可能であることが知られている。このような位相差フィルムを構成し得る液晶化合物は、例えば特許文献1に開示されている。
【0006】
塗布型の光学フィルムは、液晶化合物を溶剤に溶解させて得られる塗工液を支持基材に塗布して塗膜を形成した後、塗膜に含まれる重合性液晶化合物をネマチック相等の液晶相状態へ転移させ、塗膜を乾燥して溶剤を留去する方法によって得ることができる(例えば、特許文献2)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特開2011-207765号
【特許文献2】特許第4606195号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
上記の様に塗布型の光学フィルムは、液晶化合物を溶剤に溶解させて得られる塗工液を支持基材に塗布して塗膜を形成した後、塗膜に含まれる重合性液晶化合物をネマチック相等の液晶相状態へ転移させ、塗膜を乾燥して溶剤を留去する方法によって得ることができる。また、用いる液晶化合物が逆波長分散性を発現する部位を有している場合には、逆波長分散性の位相差を発現する光学フィルムを作成することができる。
【0009】
しかしながら、化合物中の逆波長分散性を発現する部位として、分子の長軸方向に対して垂直に配置される構造としては、2-(4,7-ジ置換-1,3-ベンゾジチオール-2-イリデン)マロノニトリル誘導体等、極少数の系統の化合物が報告されているのみであり、例えばカルコン誘導体を、液晶分子の長軸方向に対して垂直に配置した分子については、報告例が存在しないのが現状である。
【0010】
このような状況の下、本発明者らは、カルコン誘導体に着目し、この構造を分子の長軸方向に対して垂直に配置することで、光学フィルム、特に位相差フィルムを構成するための化合物を提供することを目的として検討を進めた。
【課題を解決するための手段】
【0011】
本発明者らは、上記の課題を解決するため鋭意検討を重ねた結果、例えばシンナモイルチオフェンの様なカルコン誘導体を、分子の長軸方向に対して垂直に配置することで、シンプルな構造でありながらも、光学フィルム、特に位相差フィルム用の原料として使用可能なカルコン誘導体を見出した。
【0012】
本発明はこうした知見に基づいて提案されたものであり、具体的に以下の構成を有する。
[1] 以下の化学式(1)で示されるカルコン誘導体。
【0013】
【化1】
【0014】
[前記化学式(1)中、Arは、炭素原子、窒素原子、酸素原子及び硫黄原子からなる群より選ばれる原子を環構成原子とする、単環式芳香環、多環式芳香環、縮環式芳香環及び脂肪族炭化水素環からなる群より選ばれる環を表し、これらの単環式芳香環、多環式芳香環、縮環式芳香環及び脂肪族炭化水素環は、置換基を有していてもよい。
、A、A、A、A及びAは、それぞれ独立に、炭素原子、窒素原子、酸素原子及び硫黄原子からなる群より選ばれる原子を環構成原子とする、単環式芳香環、多環式芳香環、縮環式芳香環及び脂肪族炭化水素環からなる群より選ばれる環を表し、これらの単環式芳香環、多環式芳香環、縮環式芳香環及び脂肪族炭化水素環は、置換基を有していてもよい。
a2、a3、a5、a6は、それぞれ独立に、0~2の整数を表す。
、L、L、L、L、L、L、L、L及びL10は、それぞれ独立に、単結合、置換されていてもよい炭素数1から4のアルキレン基、-O-、-C(=O)O-、-C(=O)-又は-NR-C(=O)-を表す。
は、水素原子又は置換されていてもよい炭素数1から20のアルキル基を示す。
Sp及びSpは、互いに同一又は相異なってもよく、単結合、又は炭素数1~20のアルキレン基を表し、該アルキレン基に含まれる水素原子は、-OR又はハロゲン原子に置換されていてもよく、該アルキレン基に含まれる-CH-は、それぞれ独立に、-O-、-S-、-C(=O)O-、-C(=O)-、又は-NR-C(=O)-に置換されていてもよい。
、及びRは、互いに同一又は相異なってもよく、水素原子又は置換されていてもよい炭素数1から20のアルキル基を示す。
Fg及びFgは、互いに同一又は相異なってもよく、水素原子又は重合性基を表す。
、X、X、X及びXは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1から8のアルコキシ基、炭素数1から8のアルキル基、又は以下の化学式(Z1)で表される基を表す。]
【0015】
【化2】
【0016】
[前記化学式(Z1)中、Arは、炭素原子、窒素原子、酸素原子及び硫黄原子からなる群より選ばれる原子を環構成原子とする、単環式芳香環、多環式芳香環、縮環式芳香環及び脂肪族炭化水素環からなる群より選ばれる環を表し、これらの単環式芳香環、多環式芳香環、縮環式芳香環及び脂肪族炭化水素環は、置換基を有していてもよい。
Xz及びXzは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1から8のアルコキシ基、又は炭素数1から8のアルキル基を表す。]
[2] 以下の化学式(1’)で示される、[1]に記載のカルコン誘導体。
【0017】
【化3】
【0018】
[前記化学式(1‘)中、Arは、炭素原子、窒素原子、酸素原子及び硫黄原子からなる群より選ばれる原子を環構成原子とする、単環式芳香環、多環式芳香環、縮環式芳香環及び脂肪族炭化水素環からなる群より選ばれる環を表し、これらの単環式芳香環、多環式芳香環、縮環式芳香環及び脂肪族炭化水素環は、置換基を有していてもよい。
、A、及びAは、それぞれ独立に、炭素原子、窒素原子、酸素原子及び硫黄原子からなる群より選ばれる原子を環構成原子とする、単環式芳香環、多環式芳香環、縮環式芳香環及び脂肪族炭化水素環からなる群より選ばれる環を表し、これらの単環式芳香環、多環式芳香環、縮環式芳香環及び脂肪族炭化水素環は、置換基を有していてもよい。
a2、及びa3は、それぞれ独立に、0~2の整数を表す。
、L、L、L、及びLは、それぞれ独立に、単結合、置換されていてもよい炭素数1から4のアルキレン基、-O-、-C(=O)O-、-C(=O)-又は-NR-C(=O)-を表す。
は、水素原子又は置換されていてもよい炭素数1から20のアルキル基を示す。
Spは、炭素数1~20のアルキレン基を表し、該アルキレン基に含まれる水素原子は、-OR又はハロゲン原子に置換されていてもよく、該アルキレン基に含まれる-CH-は、それぞれ独立に、-O-、-S-、-C(=O)O-、-C(=O)-、又は-NR-C(=O)-に置換されていてもよい。
、及びRは、互いに同一又は相異なってもよく、水素原子又は置換されていてもよい炭素数1から20のアルキル基を示す。
Fgは、水素原子又は重合性基を表す。
、X、X、X及びXは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1から8のアルコキシ基、炭素数1から8のアルキル基、又は以下の化学式(Z1)で表される基を表す。]
【0019】
【化4】
【0020】
[前記化学式(Z1)中、Arは、炭素原子、窒素原子、酸素原子及び硫黄原子からなる群より選ばれる原子を環構成原子とする、単環式芳香環、多環式芳香環、縮環式芳香環及び脂肪族炭化水素環からなる群より選ばれる環を表し、これらの単環式芳香環、多環式芳香環、縮環式芳香環及び脂肪族炭化水素環は、置換基を有していてもよい。
Xz及びXzは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1から8のアルコキシ基、又は炭素数1から8のアルキル基を表す。]
[3] Arが、炭素原子、窒素原子、酸素原子及び硫黄原子からなる群より選ばれる原子を環構成原子とする、単環式芳香環、多環式芳香環からなる群より選ばれる環(これらの単環式芳香環及び多環式芳香環は、置換基を有していてもよい)である、[1]又は[2]に記載のカルコン誘導体。
[4] Arが以下の化学式(Ar-1)~(Ar-7)で示される構造である、[1]~[3]のいずれか1項に記載のカルコン誘導体。
【0021】
【化5】
【0022】
[前記化学式(Ar-1)~(Ar-7)中、X、X、X、X、X10、X11、X12、及びX13は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1から8のアルキル基、炭素数1から8のアルコキシ基、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、炭素数1から6のアルキルチオ基、又は炭素数2から8のジアルキルアミノ基を表す。
は、炭素数1から10のアルキル基を表す。
**は、前記化学式(1)中の、Arを除く他の部分との結合位置を表す。]
[5] 以下の化学式(1-2)で示される、[1]~[4]のいずれか1項に記載のカルコン誘導体。
【0023】
【化6】
【0024】
[前記化学式(1-2)中、A、A及びAは、それぞれ独立に、炭素原子、窒素原子、酸素原子及び硫黄原子からなる群より選ばれる原子を環構成原子とする、単環式芳香環、多環式芳香環、縮環式芳香環及び脂肪族炭化水素環からなる群より選ばれる環を表し、これらの単環式芳香環、多環式芳香環、縮環式芳香環及び脂肪族炭化水素環は、置換基を有していてもよい。
a2又はa3は、それぞれ独立に、0~2の整数を表す。
、L、L及びLは、それぞれ独立に、単結合、置換されていてもよい炭素数1から4のアルキレン基、-O-、-C(=O)O-、-C(=O)-又は-NR-C(=O)-を表す。
は、水素原子又は置換されていてもよい炭素数1から20のアルキル基を示す。
Spは、単結合、又は炭素数1~20のアルキレン基を表し、該アルキレン基に含まれる水素原子は、-OR又はハロゲン原子に置換されていてもよく、該アルキレン基に含まれる-CH-は、それぞれ独立に、-O-、-S-、-C(=O)O-、-C(=O)-、又は-NR-C(=O)-に置換されていてもよい。
及びRは、互いに同一又は相異なってもよく、水素原子又は置換されていてもよい炭素数1から20のアルキル基を示す。
Fgは、水素原子又は重合性基を表す。
、X、X、X及びXは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1から8のアルコキシ基、又は炭素数1から8のアルキル基を表す。]
[6] A及びAがシクロヘキサン環である[1]~[5]のいずれか1項に記載のカルコン誘導体。
[7] 以下の化学式(2)で示されるジヒドロキシ化合物と以下の化学式(3)で示される化合物を縮合する工程を含む、以下の化学式(1’)で示されるカルコン誘導体の製造方法。
【0025】
【化7】
【0026】
[前記化学式(2)中、Arは、炭素原子、窒素原子、酸素原子及び硫黄原子からなる群より選ばれる原子を環構成原子とする、単環式芳香環、多環式芳香環、縮環式芳香環及び脂肪族炭化水素環からなる群より選ばれる環を表し、これらの単環式芳香環、多環式芳香環、縮環式芳香環及び脂肪族炭化水素環は、置換基を有していてもよい。
Fgは、ヒドロキシ基、カルボキシ基、又はアミノ基を表す。
、X、X、X及びXは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1から8のアルコキシ基、炭素数1から8のアルキル基、又は以下の化学式(Z1)で表される基を表す。]
【0027】
【化8】
【0028】
[前記化学式(Z1)中、Arは、炭素原子、窒素原子、酸素原子及び硫黄原子からなる群より選ばれる原子を環構成原子とする、単環式芳香環、多環式芳香環、縮環式芳香環及び脂肪族炭化水素環からなる群より選ばれる環を表し、これらの単環式芳香環、多環式芳香環、縮環式芳香環及び脂肪族炭化水素環は、置換基を有していてもよい。
Xz及びXzは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1から8のアルコキシ基、又は炭素数1から8のアルキル基を表す。]
【0029】
【化9】
【0030】
[前記化学式(3)中、A、A、及びAは、それぞれ独立に、炭素原子、窒素原子、酸素原子及び硫黄原子からなる群より選ばれる原子を環構成原子とする、単環式芳香環、多環式芳香環、縮環式芳香環及び脂肪族炭化水素環からなる群より選ばれる環を表し、これらの単環式芳香環、多環式芳香環、縮環式芳香環及び脂肪族炭化水素環は、置換基を有していてもよい。
a2、及びa3は、それぞれ独立に、0~2の整数を表す。
、L、L及びLは、それぞれ独立に、単結合、置換されていてもよい炭素数1から4のアルキレン基、-O-、-C(=O)O-、-C(=O)-又は-NR-C(=O)-を表す。
は、水素原子又は置換されていてもよい炭素数1から20のアルキル基を示す。
Spは、単結合、又は炭素数1~20のアルキレン基を表し、該アルキレン基に含まれる水素原子は、-OR又はハロゲン原子に置換されていてもよく、該アルキレン基に含まれる-CH-は、それぞれ独立に、-O-、-S-、-C(=O)O-、-C(=O)-、又は-NR-C(=O)-に置換されていてもよい。
Fgは、水素原子又は重合性基を表す。
、及びRは、互いに同一又は相異なってもよく、水素原子又は置換されていてもよい炭素数1から20のアルキル基を示す。
Fgは、ヒドロキシ基、カルボキシ基又はクロロカルボニル基を表す。]
【0031】
【化10】
【0032】
[前記化学式(1‘)中、Arは、炭素原子、窒素原子、酸素原子及び硫黄原子からなる群より選ばれる原子を環構成原子とする、単環式芳香環、多環式芳香環、縮環式芳香環及び脂肪族炭化水素環からなる群より選ばれる環を表し、これらの単環式芳香環、多環式芳香環、縮環式芳香環及び脂肪族炭化水素環は、置換基を有していてもよい。
、A、及びAは、炭素原子、窒素原子、酸素原子及び硫黄原子からなる群より選ばれる原子を環構成原子とする、単環式芳香環、多環式芳香環、縮環式芳香環及び脂肪族炭化水素環からなる群より選ばれる環を表し、これらの単環式芳香環、多環式芳香環、縮環式芳香環及び脂肪族炭化水素環は、置換基を有していてもよい。
a2、及びa3は、それぞれ独立に、0~2の整数を表す。
、L、L、L、及びLは、それぞれ独立に、単結合、置換されていてもよい炭素数1から4のアルキレン基、-O-、-C(=O)O-、-C(=O)-又は-NR-C(=O)-を表す。
は、水素原子又は置換されていてもよい炭素数1から20のアルキル基を示す。
Spは、単結合、又は炭素数1~20のアルキレン基を表し、該アルキレン基に含まれる水素原子は、-OR又はハロゲン原子に置換されていてもよく、該アルキレン基に含まれる-CH-は、それぞれ独立に、-O-、-S-、-C(=O)O-、-C(=O)-、又は-NR-C(=O)-に置換されていてもよい。
、及びRは、互いに同一又は相異なってもよく、水素原子又は置換されていてもよい炭素数1から20のアルキル基を示す。
Fgは、水素原子又は重合性基を表す。
、X、X、X及びXは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1から8のアルコキシ基、炭素数1から8のアルキル基、又は以下の化学式(Z1)で表される基を表す。]
【0033】
【化11】
【0034】
[前記化学式(Z1)中、Arは、炭素原子、窒素原子、酸素原子及び硫黄原子からなる群より選ばれる原子を環構成原子とする、単環式芳香環、多環式芳香環、縮環式芳香環及び脂肪族炭化水素環からなる群より選ばれる環を表し、これらの単環式芳香環、多環式芳香環、縮環式芳香環及び脂肪族炭化水素環は、置換基を有していてもよい。
Xz及びXzは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1から8のアルコキシ基、又は炭素数1から8のアルキル基を表す。]
[8] 前記の化学式(2)で示されるジヒドロキシ化合物のFgが、ヒドロキシ基であり、前記の化学式(3)で示される化合物のFgが、カルボキシ基、又はクロロカルボニル基であり、前記の化学式(1‘)で示されるカルコン誘導体のLが、-C(=O)O-である、[7]に記載のカルコン誘導体の製造方法。
[9] 以下の化学式(P1)で示される構造を繰り返し単位として含むポリマー。
【0035】
【化12】
【0036】
[前記化学式(P1)中、Arは、炭素原子、窒素原子、酸素原子及び硫黄原子からなる群より選ばれる原子を環構成原子とする、単環式芳香環、多環式芳香環、縮環式芳香環及び脂肪族炭化水素環からなる群より選ばれる環を表し、これらの単環式芳香環、多環式芳香環、縮環式芳香環及び脂肪族炭化水素環は、置換基を有していてもよい。
、A、A、A、A及びAは、それぞれ独立に、炭素原子、窒素原子、酸素原子及び硫黄原子からなる群より選ばれる原子を環構成原子とする、単環式芳香環、多環式芳香環、縮環式芳香環及び脂肪族炭化水素環からなる群より選ばれる環を表し、これらの単環式芳香環、多環式芳香環、縮環式芳香環及び脂肪族炭化水素環は、置換基を有していてもよい。
a2、a3、a5、a6は、それぞれ独立に、0~2の整数を表す。
、L、L、L、L、L、L、L、L及びL10は、それぞれ独立に、単結合、置換されていてもよい炭素数1から4のアルキレン基、-O-、-C(=O)O-、-C(=O)-又は-NR-C(=O)-を表す。
は、水素原子又は置換されていてもよい炭素数1から20のアルキル基を示す。
Sp及びSpは、互いに同一又は相異なってもよく、単結合、又は炭素数1~20のアルキレン基を表し、該アルキレン基に含まれる水素原子は、-OR又はハロゲン原子に置換されていてもよく、該アルキレン基に含まれる-CH-は、それぞれ独立に、-O-、-S-、-C(=O)O-、-C(=O)-、又は-NR-C(=O)-に置換されていてもよい。
、及びRは、互いに同一又は相異なってもよく、水素原子又は置換されていてもよい炭素数1から20のアルキル基を示す。
は、水素原子、フッ素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基を示す。
、X、X、X及びXは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1から8のアルコキシ基、炭素数1から8のアルキル基、又は以下の化学式(Z1)で表される基を表す。
14は、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1から8のアルコキシ基、炭素数1から8のアルキル基、又は以下の化学式(Z2)で表される基を表す。]
【0037】
【化13】
【0038】
[前記化学式(Z1)中、Arは、炭素原子、窒素原子、酸素原子及び硫黄原子からなる群より選ばれる原子を環構成原子とする、単環式芳香環、多環式芳香環、縮環式芳香環及び脂肪族炭化水素環からなる群より選ばれる環を表し、これらの単環式芳香環、多環式芳香環、縮環式芳香環及び脂肪族炭化水素環は、置換基を有していてもよい。
Xz及びXzは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1から8のアルコキシ基、又は炭素数1から8のアルキル基を表す。]
【0039】
【化14】
【0040】
[前記化学式(Z2)中、Rは、水素原子、フッ素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基を示す。]
[10] [1]~[6]のいずれか1項に記載のカルコン誘導体を含有する組成物。
[11] [1]~[6]のいずれか1項に記載のカルコン誘導体を含有する光学フィルム。
[1211] [9]に記載のポリマーを含有する光学フィルム。
[13] 589nmの光源を用いて測定される下記数式(A)で表される位相差(Re)が、1nm以上である[11]又は[12]に記載の光学フィルム。
【0041】
Re=(ny-nx)×d (A)
[数式(A)中、nxはフィルム面内の進相軸方向の屈折率を示し、nyはフィルム面内の遅相軸方向の屈折率を示し、dはフィルム厚みを示す。]
[14] 位相差(Re)が、下記式(I)を満たす、[11]~[13]のいずれか1項に記載の光学フィルム。
Re(450)≦Re(550)・・・(I)
(式(I)中、Re(450)は、波長450nmで測定した面内位相差値を表し、Re(550)は、波長550nmで測定した面内位相差値を表す。)
[15] [11]~[14]のいずれか1項に記載の光学フィルムを含む偏光板。
[16] [15]に記載の偏光板を含む光学ディスプレイ。
[17] [10]に記載の組成物を塗布する工程を含む、光学フィルムの製造方法。
【発明の効果】
【0042】
本発明によれば、光学フィルム、特に位相差フィルム用の原料として使用可能なカルコン誘導体、組成物、光学フィルム及びこれらの製造方法を提供することが出来る。
【発明を実施するための形態】
【0043】
以下において、本発明について詳細に説明する。以下に記載する構成要件の説明は、代表的な実施形態及び具体例に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施形態に限定されるものではない。なお、本明細書において「から」または「~」を用いて表される数値範囲は「から」または「~」の前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。
【0044】
本明細書において、例示される二価の基及び化学構造(例えば、エステル結合又はポリマー構造中の繰り返し単位)の結合方向は、結合位置を明記している場合を除き、化学的に許容される範囲で、特に制限されない。
【0045】
明細書中に記載されるシクロヘキサン環は、トランス型であってもシス型であってもよいが、トランス型であることが望ましい。
[カルコン誘導体]
本発明の一態様に係るカルコン誘導体は、以下の化学式(1)で示されるカルコン誘導体である(以下、本発明のカルコン誘導体と表現する場合がある)。
【0046】
【化15】
【0047】
[前記化学式(1)中、Arは、炭素原子、窒素原子、酸素原子及び硫黄原子からなる群より選ばれる原子を環構成原子とする、単環式芳香環、多環式芳香環、縮環式芳香環及び脂肪族炭化水素環からなる群より選ばれる環を表し、これらの単環式芳香環、多環式芳香環、縮環式芳香環及び脂肪族炭化水素環は、置換基を有していてもよい。
、A、A、A、A及びAは、それぞれ独立に、炭素原子、窒素原子、酸素原子及び硫黄原子からなる群より選ばれる原子を環構成原子とする、単環式芳香環、多環式芳香環、縮環式芳香環及び脂肪族炭化水素環からなる群より選ばれる環を表し、これらの単環式芳香環、多環式芳香環、縮環式芳香環及び脂肪族炭化水素環は、置換基を有していてもよい。
a2、a3、a5、a6は、それぞれ独立に、0~2の整数を表す。
、L、L、L、L、L、L、L、L及びL10は、それぞれ独立に、単結合、置換されていてもよい炭素数1から4のアルキレン基、-O-、-C(=O)O-、-C(=O)-又は-NR-C(=O)-を表す。
は、水素原子又は置換されていてもよい炭素数1から20のアルキル基を示す。
Sp及びSpは、互いに同一又は相異なってもよく、単結合、又は炭素数1~20のアルキレン基を表し、該アルキレン基に含まれる水素原子は、-OR又はハロゲン原子に置換されていてもよく、該アルキレン基に含まれる-CH-は、それぞれ独立に、-O-、-S-、-C(=O)O-、-C(=O)-、又は-NR-C(=O)-に置換されていてもよい。
、及びRは、互いに同一又は相異なってもよく、水素原子又は置換されていてもよい炭素数1から20のアルキル基を示す。
Fg及びFgは、互いに同一又は相異なってもよく、水素原子又は重合性基を表す。
、X、X、X及びXは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1から8のアルコキシ基、炭素数1から8のアルキル基、又は以下の化学式(Z1)で表される基を表す。]
【0048】
【化16】
【0049】
[前記化学式(Z1)中、Arは、炭素原子、窒素原子、酸素原子及び硫黄原子からなる群より選ばれる原子を環構成原子とする、単環式芳香環、多環式芳香環、縮環式芳香環及び脂肪族炭化水素環からなる群より選ばれる環を表し、これらの単環式芳香環、多環式芳香環、縮環式芳香環及び脂肪族炭化水素環は、置換基を有していてもよい。
Xz及びXzは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1から8のアルコキシ基、又は炭素数1から8のアルキル基を表す。]
前記化学式(1)において、Arは、炭素原子、窒素原子、酸素原子及び硫黄原子からなる群より選ばれる原子を環構成原子とする、単環式芳香環、多環式芳香環、縮環式芳香環及び脂肪族炭化水素環からなる群より選ばれる環を表し、これらの単環式芳香環、多環式芳香環、縮環式芳香環及び脂肪族炭化水素環は、置換基を有していてもよい。
【0050】
ここで、単環式芳香環、多環式芳香環、縮環式芳香環及び脂肪族炭化水素環における置換基としては、例えば、炭素数1から8のアルキル基、ハロゲン原子、炭素数1から8のアルコキシ基、又は炭素数2から4のアシル基が挙げられる。
【0051】
炭素数1から8のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、又はオクチル基が挙げられる。
【0052】
ハロゲン原子としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、又はヨウ素原子が挙げられる。
【0053】
炭素数1から8のアルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、イソプロピルオキシ基、ブチルオキシ基、イソブチルオキシ基、sec-ブチルオキシ基、tert-ブチルオキシ基、ペンチルオキシ基、又はヘキシルオキシ基が挙げられる。
【0054】
炭素数2から4のアシル基としては、例えば、アセチル基、プロピオニル基、又はブチリル基を挙げることができる。
【0055】
Arにおける炭素原子、窒素原子、酸素原子、及び硫黄原子からなる群より選ばれる原子を環構成原子とする、置換基を有していてもよい単環式芳香環としては、例えばベンゼン環、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、ピリダジン環、フラン環、ピロール環、イミダゾール環、チオフェン環、ピラゾール環、オキサゾール環、イソオキサゾール環、チアゾール環、又はトリアゾール環が挙げられる。
【0056】
Arにおける炭素原子、窒素原子、酸素原子、及び硫黄原子からなる群より選ばれる原子を環構成原子とする、置換基を有していてもよい多環式芳香環としては、例えばビフェニル環、テルフェニル環、ビピリジン環、ビチオフェン環、又はビフラン環が挙げられる。
【0057】
Arにおける炭素原子、窒素原子、酸素原子、及び硫黄原子からなる群より選ばれる原子を環構成原子とする、置換基を有していてもよい縮環式芳香環としては、例えばナフタレン環、アントラセン環、フェナントレン環、キノリン環、ベンゾフラン環、ベンゾイミダゾール環、ベンゾチオフェン環、インドール環、インダゾール環、ベンゾオキサゾール環、ベンゾチアゾール環、又はベンゾトリアゾール環が挙げられる。
【0058】
Arにおける炭素原子、窒素原子、酸素原子、及び硫黄原子からなる群より選ばれる原子を環構成原子とする、置換基を有していてもよい脂肪族炭化水素環としては、例えばシクロペンタン環、シクロヘキサン環、トリシクロ[5.2.1.0(2,6)]デカン環、又はデカヒドロナフタレン環が挙げられる。
【0059】
Arとしては、入手が容易という点で、炭素原子、窒素原子、酸素原子、及び硫黄原子からなる群より選ばれる原子を環構成原子とする、置換基を有していてもよい、単環式芳香環が好ましい。該芳香環は本発明のカルコン誘導体が良好な光学特性を示すという点でベンゼン環、フラン環、チオフェン環、チアゾール環、又はオキサゾール環であることがさらに好ましく、更に本発明のカルコン誘導体が良好な光学特性を示すという点でベンゼン環、又はチオフェン環が殊更好ましい。
【0060】
Arの好ましい例としては、以下の化学式(Ar-1)から(Ar-7)で示す構造を挙げることができる。
【0061】
【化17】
【0062】
[前記化学式(Ar-1)~(Ar-7)中、X、X、X、X、X10、X11、X12、及びX13は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1から8のアルキル基、炭素数1から8のアルコキシ基、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、炭素数1から6のアルキルチオ基、又は炭素数2から8のジアルキルアミノ基を表す。
は、炭素数1から10のアルキル基を表す。
**は、前記化学式(1)中の、Arを除く他の部分との結合位置を表す。]
(Ar-1)~(Ar-7)において、X、X、X、X、X10、X11、X12、及びX13は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1から8のアルキル基、炭素数1から8のアルコキシ基、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、炭素数1から6のアルキルチオ基、又は炭素数2から8のジアルキルアミノ基を表す。
【0063】
炭素数1から8のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、又はオクチル基が挙げられる。
【0064】
炭素数1から8のアルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、イソプロピルオキシ基、ブチルオキシ基、イソブチルオキシ基、sec-ブチルオキシ基、tert-ブチルオキシ基、ペンチルオキシ基、又はヘキシルオキシ基が挙げられる。
【0065】
ハロゲン原子としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、又はヨウ素原子が挙げられる。
【0066】
炭素数1から6のアルキルチオ基としては、例えばメチルチオ基、エチルチオ基、プロピルチオ基、イソプロピルチオ基、ブチルチオ基、イソブチルチオ基、sec-ブチルチオ基、tert-ブチルチオ基、ペンチルチオ基、又はヘキシルチオ基が挙げられる。
【0067】
炭素数2から8のジアルキルアミノ基としては、例えば、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジプロピルアミノ基、又はジブチルアミノ基が挙げられる。
【0068】
、X、X、X、X10、X11、X12、及びX13としては、光学特性に優れるという点で水素原子、炭素数1から8のアルキル基、炭素数1から6のアルコキシ基、又はハロゲン原子であることが好ましく、導入が容易であるという点で水素原子、メチル基、メトキシ基又はハロゲン原子であることが特に好ましい。
【0069】
(Ar-1)~(Ar-7)において、Rは、水素原子又は炭素数1から10のアルキル基を表し、炭素数1から10のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、又はデシル基が挙げられる。
【0070】
としては、本発明のポリマーの光学特性に優れるという点で水素原子、メチル基、又は炭素数1から4のアルキル基であることが好ましく、水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、又はtert-ブチル基であることが特に好ましい。
【0071】
前記化学式(1)において、A、A、A、A、A及びAは、炭素原子、窒素原子、酸素原子及び硫黄原子からなる群より選ばれる原子を環構成原子とする、単環式芳香環、多環式芳香環、縮環式芳香環及び脂肪族炭化水素環からなる群より選ばれる環を表し、これらの単環式芳香環、多環式芳香環、縮環式芳香環及び脂肪族炭化水素環は、置換基を有していてもよい。
【0072】
ここで、単環式芳香環、多環式芳香環、縮環式芳香環及び脂肪族炭化水素環における置換基としては、例えば、炭素数1から8のアルキル基、ハロゲン原子、炭素数1から8のアルコキシ基、又は炭素数2から4のアシル基が挙げられる。
【0073】
炭素数1から8のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、又はオクチル基が挙げられる。
【0074】
ハロゲン原子としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、又はヨウ素原子が挙げられる。
【0075】
炭素数1から8のアルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、イソプロピルオキシ基、ブチルオキシ基、イソブチルオキシ基、sec-ブチルオキシ基、tert-ブチルオキシ基、ペンチルオキシ基、又はヘキシルオキシ基が挙げられる。
【0076】
炭素数2から4のアシル基としては、例えば、アセチル基、プロピオニル基、又はブチリル基を挙げることができる。
【0077】
、A、A、A、A及びAにおける炭素原子、窒素原子、酸素原子、及び硫黄原子からなる群より選ばれる原子を環構成原子とする、置換基を有していてもよい単環式芳香環としては、例えばベンゼン環、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、ピリダジン環、フラン環、ピロール環、イミダゾール環、チオフェン環、ピラゾール環、オキサゾール環、イソオキサゾール環、チアゾール環、又はトリアゾール環が挙げられる。
【0078】
、A、A、A、A及びAにおける炭素原子、窒素原子、酸素原子、及び硫黄原子からなる群より選ばれる原子を環構成原子とする、置換基を有していてもよい多環式芳香環としては、例えばビフェニル環、テルフェニル環、ビピリジン環、ビチオフェン環、又はビフラン環が挙げられる。
【0079】
、A、A、A、A及びAにおける炭素原子、窒素原子、酸素原子、及び硫黄原子からなる群より選ばれる原子を環構成原子とする、置換基を有していてもよい縮環式芳香環としては、例えばナフタレン環、アントラセン環、フェナントレン環、キノリン環、ベンゾフラン環、ベンゾイミダゾール環、ベンゾチオフェン環、インドール環、インダゾール環、ベンゾオキサゾール環、ベンゾチアゾール環、又はベンゾトリアゾール環が挙げられる。
【0080】
、A、A、A、A及びAにおける炭素原子、窒素原子、酸素原子、及び硫黄原子からなる群より選ばれる原子を環構成原子とする、置換基を有していてもよい脂肪族炭化水素環としては、例えばシクロペンタン環、シクロヘキサン環、トリシクロ[5.2.1.0(2,6)]デカン環、又はデカヒドロナフタレン環が挙げられる。
【0081】
、A、A、A、A及びAとしては、本発明のカルコン誘導体が良好な光学特性を示すという点でシクロヘキサン環が好ましい。
【0082】
シクロヘキサン環の好ましい例としては、以下の構造を挙げることができ、本発明のカルコン誘導体が良好な光学特性を示すという点で(A-1)が好ましい。
【0083】
【化18】
【0084】
(***は結合位置を表す。)
前記化学式(1)において、a2、a3、a5、a6は、それぞれ独立に、0~2の整数を表す。
【0085】
前記化学式(1)において、L、L、L、L、L、L、L、L、L及びL10は、それぞれ独立に、単結合、置換されていてもよい炭素数1から4のアルキレン基、-O-、-C(=O)O-、-C(=O)-又は-NR-C(=O)-を表す。
【0086】
は、水素原子又は置換されていてもよい炭素数1から20のアルキル基を示す。
【0087】
、L、L、L、L、L、L、L、L及びL10における、置換されていてもよい炭素数1から4のアルキレン基としては、例えばメチレン基、エチレン基、プロピレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、オキシメチレン基、オキシエチレン基、オキシトリメチレン基、メチレンジオキシ基、又はエチレンジオキシ基が挙げられる。
【0088】
、L、L、L、L、L、L、L、L及びL10としては、導入が容易な点で、単結合、置換されていてもよい炭素数1から4のアルキレン基、-O-、-C(=O)O-、又は、-NR-C(=O)-が好ましく、単結合、置換されていてもよい炭素数1から4のアルキレン基、又は、-C(=O)O-が更に好ましい。
【0089】
前記化学式(1)において、Sp及びSpは、互いに同一又は相異なってもよく、単結合、又は炭素数1~20のアルキレン基を表し、該アルキレン基に含まれる水素原子は、-OR又はハロゲン原子に置換されていてもよく、該アルキレン基に含まれる-CH-は、それぞれ独立に、-O-、-S-、-C(=O)O-、-C(=O)-、又は-NR-C(=O)-に置換されていてもよい。
【0090】
、及びRは、互いに同一又は相異なってもよく、水素原子又は置換されていてもよい炭素数1から20のアルキル基を示す。
【0091】
Sp及びSpにおける、炭素数1~20のアルキレン基としては、例えば以下の化学式(Sp-1-1)から(Sp-6-20)で示す構造が挙げられる(該アルキレン基に含まれる水素原子は、-OR又はハロゲン原子に置換されていてもよく、該アルキレン基に含まれる-CH-は、それぞれ独立に、-O-、-S-、-C(=O)O-、-C(=O)-、又は-NR-C(=O)-に置換されていてもよい。また、R、及びRは、互いに同一又は相異なってもよく、水素原子又は置換されていてもよい炭素数1から20のアルキル基を示す)。
【0092】
【化19】
【0093】
【化20】
【0094】
【化21】
【0095】
【化22】
【0096】
【化23】
【0097】
【化24】
【0098】
前記化学式(1)において、Fg及びFgは、互いに同一又は相異なってもよく、水素原子又は重合性基を表す。
【0099】
Fg及びFgにおける、重合性基としては、例えば以下の化学式(Fg-1)から(Fg-24)に示す構造が挙げられる。
【0100】
【化25】
【0101】
Fg及びFgとしては、導入が容易という点で、水素原子、上記式(Fg-1)又は(Fg-2)が好ましい。
【0102】
前記化学式(1)において、X、X、X、X及びXは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1から8のアルコキシ基、炭素数1から8のアルキル基、又は前記の化学式(Z1)で表される基を表す。
【0103】
、X、X、X及びXにおける、ハロゲン原子としては、例えばフッ素原子、塩素原子、臭素原子、又はヨウ素原子が挙げられる。
【0104】
、X、X、X及びXにおける、炭素数1から8のアルコキシ基としては、例えばメトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、イソプロピルオキシ基、ブチルオキシ基、イソブチルオキシ基、sec-ブチルオキシ基、tert-ブチルオキシ基、ペンチルオキシ基、又はヘキシルオキシ基が挙げられる。
【0105】
、X、X、X及びXにおける、炭素数1から8のアルキル基としては、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、又はオクチル基が挙げられる。
【0106】
前記化学式(Z1)において、Arは、炭素原子、窒素原子、酸素原子及び硫黄原子からなる群より選ばれる原子を環構成原子とする、単環式芳香環、多環式芳香環、縮環式芳香環及び脂肪族炭化水素環からなる群より選ばれる環を表し、これらの単環式芳香環、多環式芳香環、縮環式芳香環及び脂肪族炭化水素環は、置換基を有していてもよい。
【0107】
Arとしては、Arと同様の構造が挙げられる。
【0108】
前記化学式(Z1)において、Xz及びXzは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1から8のアルコキシ基、又は炭素数1から8のアルキル基を表す。
【0109】
Xz及びXzにおける、ハロゲン原子としては、例えばフッ素原子、塩素原子、臭素原子、又はヨウ素原子が挙げられる。
【0110】
Xz及びXzにおける、炭素数1から8のアルコキシ基としては、例えばメトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、イソプロピルオキシ基、ブチルオキシ基、イソブチルオキシ基、sec-ブチルオキシ基、tert-ブチルオキシ基、ペンチルオキシ基、又はヘキシルオキシ基が挙げられる。
【0111】
Xz及びXzにおける、炭素数1から8のアルキル基としては、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、又はオクチル基が挙げられる。
【0112】
、X、X、X及びXとしては、導入が容易という点で、水素原子、メチル基、又はエチル基が好ましい。
【0113】
化学式(1)で示される本発明のカルコン誘導体の好ましい例として、以下の化学式(1‘)で示されるカルコン誘導体を挙げることができ、特に好ましい例として、以下の化学式(1-2)で示されるカルコン誘導体を挙げることができる。
【0114】
【化26】
【0115】
[前記化学式(1‘)中、Arは、炭素原子、窒素原子、酸素原子及び硫黄原子からなる群より選ばれる原子を環構成原子とする、単環式芳香環、多環式芳香環、縮環式芳香環及び脂肪族炭化水素環からなる群より選ばれる環を表し、これらの単環式芳香環、多環式芳香環、縮環式芳香環及び脂肪族炭化水素環は、置換基を有していてもよい。
、A、及びAは、それぞれ独立に、炭素原子、窒素原子、酸素原子及び硫黄原子からなる群より選ばれる原子を環構成原子とする、単環式芳香環、多環式芳香環、縮環式芳香環及び脂肪族炭化水素環からなる群より選ばれる環を表し、これらの単環式芳香環、多環式芳香環、縮環式芳香環及び脂肪族炭化水素環は、置換基を有していてもよい。
a2、及びa3は、それぞれ独立に、0~2の整数を表す。
、L、L、L、及びLは、それぞれ独立に、単結合、置換されていてもよい炭素数1から4のアルキレン基、-O-、-C(=O)O-、-C(=O)-又は-NR-C(=O)-を表す。
は、水素原子又は置換されていてもよい炭素数1から20のアルキル基を示す。
Spは、炭素数1~20のアルキレン基を表し、該アルキレン基に含まれる水素原子は、-OR又はハロゲン原子に置換されていてもよく、該アルキレン基に含まれる-CH-は、それぞれ独立に、-O-、-S-、-C(=O)O-、-C(=O)-、又は-NR-C(=O)-に置換されていてもよい。
、及びRは、互いに同一又は相異なってもよく、水素原子又は置換されていてもよい炭素数1から20のアルキル基を示す。
Fgは、水素原子又は重合性基を表す。
、X、X、X及びXは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1から8のアルコキシ基、炭素数1から8のアルキル基、又は以下の化学式(Z1)で表される基を表す。]
【0116】
【化27】
【0117】
[前記化学式(1-2)中、A、A及びAは、それぞれ独立に、炭素原子、窒素原子、酸素原子及び硫黄原子からなる群より選ばれる原子を環構成原子とする、単環式芳香環、多環式芳香環、縮環式芳香環及び脂肪族炭化水素環からなる群より選ばれる環を表し、これらの単環式芳香環、多環式芳香環、縮環式芳香環及び脂肪族炭化水素環は、置換基を有していてもよい。
a2又はa3は、それぞれ独立に、0~2の整数を表す。
、L、L及びLは、それぞれ独立に、単結合、置換されていてもよい炭素数1から4のアルキレン基、-O-、-C(=O)O-、-C(=O)-又は-NR-C(=O)-を表す。
は、水素原子又は置換されていてもよい炭素数1から20のアルキル基を示す。
Spは、単結合、又は炭素数1~20のアルキレン基を表し、該アルキレン基に含まれる水素原子は、-OR又はハロゲン原子に置換されていてもよく、該アルキレン基に含まれる-CH-は、それぞれ独立に、-O-、-S-、-C(=O)O-、-C(=O)-、又は-NR-C(=O)-に置換されていてもよい。
及びRは、互いに同一又は相異なってもよく、水素原子又は置換されていてもよい炭素数1から20のアルキル基を示す。
Fgは、水素原子又は重合性基を表す。
、X、X、X及びXは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1から8のアルコキシ基、又は炭素数1から8のアルキル基を表す。]
化学式(1‘)のAr、A、A、A、a2、a3、L、L、L、L、L、R、Sp、R、R、Fg、X、X、X、X及びXとしては、化学式(1)のAr、A、A、A、a2、a3、L、L、L、L、L、R、Sp、R、R、Fg、X、X、X、X及びXと同様のものを挙げることができる。
【0118】
化学式(1-2)のA、A、A、a2、a3、L、L、L、L、R、Sp、R、R、Fg、X、X、X、X及びXとしては、化学式(1)のA、A、A、a2、a3、L、L、L、L、R、Sp、R、R、Fg、X、X、X、X及びXと同様のものを挙げることができる。
【0119】
化学式(1)で示される本発明のカルコン誘導体の好ましい例として、以下の化学式(1A-1-1)から(1A-6-7)で示される中心ユニットと、化学式(1B-1-1)から(1B-4-8)で示される側鎖ユニットを組み合わせたカルコン誘導体を挙げることが出来る((1A-1-1)から(1A-6-7)で示される中心ユニットと、及び化学式(1B-1-1)から(1B-4-8)で示される側鎖ユニットの構造中の*は、中心ユニットと側鎖ユニットの結合位置を示す。(1A-1-1)から(1A-6-7)で示される中心ユニットの構造中に2つの*がある場合には、(1B-1-1)から(1B-4-8)で示される側鎖ユニットからそれぞれ別の2つを組み合わせてもよい。)。
【0120】
【化28】
【0121】
【化29】
【0122】
【化30】
【0123】
【化31】
【0124】
【化32】
【0125】
【化33】
【0126】
【化34】
【0127】
上記の化学式(1A-1-1)から(1A-6-8)で示される中心ユニットと、化学式(1B-1-1)から(1B-4-8)で示される側鎖ユニットを組み合わせたカルコン誘導体の中でも、中心ユニットとして(1A-2-1)から(1A-6-6)と、側鎖ユニットとして(1B-2-1)から(1B-4-8)との組み合わせが好ましく、中心ユニットとして(1A-4-1)から(1A-4-6)と、側鎖ユニットとして(1B-4-1)から(1B-4-8)との組み合わせが更に好ましい。
【0128】
【化35】
【0129】
【化36】
【0130】
【化37】
【0131】
【化38】
【0132】
【化39】
【0133】
【化40】
【0134】
本発明のカルコン誘導体が液晶性化合物である場合に、その液晶相転移温度は低い。特に、液晶相転移温度としては、好ましくは80~155℃、より好ましくは80~150℃、さらに好ましくは80~145℃である。ネマチック相転移温度が上記範囲内であると、熱エネルギーの過剰な浪費を抑えることができ、同時に、本発明のカルコン誘導体を含む塗工液を塗布する支持基材の熱による変形が抑制されるため、支持基材の選択性を拡げることができる。
[カルコン誘導体の製造方法]
本発明の化学式(1’)で表されるカルコン誘導体の製造方法は、下記化学式(2)で示される化合物と、下記化学式(3)で示される化合物を縮合する工程を含む製造方法である(以下、本発明のカルコン誘導体の製造方法と表現する場合がある)。該製造方法も本発明の一態様に含まれる。
【0135】
【化41】
【0136】
[前記化学式(2)中、Arは、炭素原子、窒素原子、酸素原子及び硫黄原子からなる群より選ばれる原子を環構成原子とする、単環式芳香環、多環式芳香環、縮環式芳香環及び脂肪族炭化水素環からなる群より選ばれる環を表し、これらの単環式芳香環、多環式芳香環、縮環式芳香環及び脂肪族炭化水素環は、置換基を有していてもよい。
Fgは、ヒドロキシ基、カルボキシ基、又はアミノ基を表す。
、X、X、X及びXは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1から8のアルコキシ基、炭素数1から8のアルキル基、又は以下の化学式(Z1)で表される基を表す。]
【0137】
【化42】
【0138】
[前記化学式(Z1)中、Arは、炭素原子、窒素原子、酸素原子及び硫黄原子からなる群より選ばれる原子を環構成原子とする、単環式芳香環、多環式芳香環、縮環式芳香環及び脂肪族炭化水素環からなる群より選ばれる環を表し、これらの単環式芳香環、多環式芳香環、縮環式芳香環及び脂肪族炭化水素環は、置換基を有していてもよい。
Xz及びXzは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1から8のアルコキシ基、又は炭素数1から8のアルキル基を表す。]
[前記化学式(3)中、A、A、及びAは、それぞれ独立に、炭素原子、窒素原子、酸素原子及び硫黄原子からなる群より選ばれる原子を環構成原子とする、単環式芳香環、多環式芳香環、縮環式芳香環及び脂肪族炭化水素環からなる群より選ばれる環を表し、これらの単環式芳香環、多環式芳香環、縮環式芳香環及び脂肪族炭化水素環は、置換基を有していてもよい。
a2、及びa3は、それぞれ独立に、0~2の整数を表す。
、L、L及びLは、それぞれ独立に、単結合、置換されていてもよい炭素数1から4のアルキレン基、-O-、-C(=O)O-、-C(=O)-又は-NR-C(=O)-を表す。
は、水素原子又は置換されていてもよい炭素数1から20のアルキル基を示す。
Spは、単結合、又は炭素数1~20のアルキレン基を表し、該アルキレン基に含まれる水素原子は、-OR又はハロゲン原子に置換されていてもよく、該アルキレン基に含まれる-CH-は、それぞれ独立に、-O-、-S-、-C(=O)O-、-C(=O)-、又は-NR-C(=O)-に置換されていてもよい。
Fgは、水素原子又は重合性基を表す。
、及びRは、互いに同一又は相異なってもよく、水素原子又は置換されていてもよい炭素数1から20のアルキル基を示す。
Fgは、ヒドロキシ基、カルボキシ基又はクロロカルボニル基を表す。
前記化学式(1‘)中、Arは、炭素原子、窒素原子、酸素原子及び硫黄原子からなる群より選ばれる原子を環構成原子とする、単環式芳香環、多環式芳香環、縮環式芳香環及び脂肪族炭化水素環からなる群より選ばれる環を表し、これらの単環式芳香環、多環式芳香環、縮環式芳香環及び脂肪族炭化水素環は、置換基を有していてもよい。
、A、及びAは、それぞれ独立に、炭素原子、窒素原子、酸素原子及び硫黄原子からなる群より選ばれる原子を環構成原子とする、単環式芳香環、多環式芳香環、縮環式芳香環及び脂肪族炭化水素環からなる群より選ばれる環を表し、これらの単環式芳香環、多環式芳香環、縮環式芳香環及び脂肪族炭化水素環は、置換基を有していてもよい。
a2、及びa3は、それぞれ独立に、0~2の整数を表す。
、L、L、L、及びLは、それぞれ独立に、単結合、置換されていてもよい炭素数1から4のアルキレン基、-O-、-C(=O)O-、-C(=O)-又は-NR-C(=O)-を表す。
は、水素原子又は置換されていてもよい炭素数1から20のアルキル基を示す。
Spは、単結合、又は炭素数1~20のアルキレン基を表し、該アルキレン基に含まれる水素原子は、-OR又はハロゲン原子に置換されていてもよく、該アルキレン基に含まれる-CH-は、それぞれ独立に、-O-、-S-、-C(=O)O-、-C(=O)-、又は-NR-C(=O)-に置換されていてもよい。
、及びRは、互いに同一又は相異なってもよく、水素原子又は置換されていてもよい炭素数1から20のアルキル基を示す。
Fgは、水素原子又は重合性基を表す。
、X、X、X及びXは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1から8のアルコキシ基、炭素数1から8のアルキル基、又は以下の化学式(Z1)で表される基を表す。]
【0139】
【化43】
【0140】
[前記化学式(Z1)中、Arは、炭素原子、窒素原子、酸素原子及び硫黄原子からなる群より選ばれる原子を環構成原子とする、単環式芳香環、多環式芳香環、縮環式芳香環及び脂肪族炭化水素環からなる群より選ばれる環を表し、これらの単環式芳香環、多環式芳香環、縮環式芳香環及び脂肪族炭化水素環は、置換基を有していてもよい。
Xz及びXzは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1から8のアルコキシ基、又は炭素数1から8のアルキル基を表す。]
化学式(2)において、Arは、炭素原子、窒素原子、酸素原子及び硫黄原子からなる群より選ばれる原子を環構成原子とする、単環式芳香環、多環式芳香環、縮環式芳香環及び脂肪族炭化水素環からなる群より選ばれる環を表し、これらの単環式芳香環、多環式芳香環、縮環式芳香環及び脂肪族炭化水素環は、置換基を有していてもよい。
【0141】
Arとしては、前記化学式(1)のArと同様の構造を挙げることができる。
【0142】
化学式(2)において、Fgは、ヒドロキシ基、カルボキシ基、又はアミノ基を表す。
【0143】
化学式(2)において、X、X、X、X及びXは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1から8のアルコキシ基、炭素数1から8のアルキル基、又は前記化学式(Z1)で表される基を表す。
【0144】
、X、X、X及びXとしては、前記化学式(1)のX、X、X、X及びXと同様の構造を挙げることができる。
【0145】
前記化学式(Z1)において、Arは、炭素原子、窒素原子、酸素原子及び硫黄原子からなる群より選ばれる原子を環構成原子とする、単環式芳香環、多環式芳香環、縮環式芳香環及び脂肪族炭化水素環からなる群より選ばれる環を表し、これらの単環式芳香環、多環式芳香環、縮環式芳香環及び脂肪族炭化水素環は、置換基を有していてもよい。
【0146】
Arとしては、Arと同様の構造が挙げられる。
【0147】
前記化学式(Z1)において、Xz及びXzは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1から8のアルコキシ基、又は炭素数1から8のアルキル基を表す。
【0148】
Xz及びXzにおける、ハロゲン原子としては、例えばフッ素原子、塩素原子、臭素原子、又はヨウ素原子が挙げられる。
【0149】
Xz及びXzにおける、炭素数1から8のアルコキシ基としては、例えばメトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、イソプロピルオキシ基、ブチルオキシ基、イソブチルオキシ基、sec-ブチルオキシ基、tert-ブチルオキシ基、ペンチルオキシ基、又はヘキシルオキシ基が挙げられる。
【0150】
Xz及びXzにおける、炭素数1から8のアルキル基としては、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、又はオクチル基が挙げられる。
【0151】
、X、X、X及びXとしては、導入が容易という点で、水素原子、メチル基、又はエチル基が好ましい。
【0152】
具体的な化学式(2)で示される化合物としては、以下の化学式(2-1-1)から(2-7-4)に示す構造を例示することができる。
【0153】
【化44】
【0154】
【化45】
【0155】
【化46】
【0156】
【化47】
【0157】
【化48】
【0158】
【化49】
【0159】
【化50】
【0160】
化学式(2)で示される化合物としては、上記化学式(2-2-1)から(2-2-11)が好ましい。
【0161】
化学式(3)において、A、A及びAは、それぞれ独立に、炭素原子、窒素原子、酸素原子及び硫黄原子からなる群より選ばれる原子を環構成原子とする、単環式芳香環、多環式芳香環、縮環式芳香環及び脂肪族炭化水素環からなる群より選ばれる環を表し、これらの単環式芳香環、多環式芳香環、縮環式芳香環及び脂肪族炭化水素環は、置換基を有していてもよい。
【0162】
、A及びAとしては、前記化学式(1)のA、A及びAと同様の構造を挙げることができる。
【0163】
化学式(3)において、L、L、L及びLは、それぞれ独立に、単結合、置換されていてもよい炭素数1から4のアルキレン基、-O-、-C(=O)O-、-C(=O)-又は-NR-C(=O)-を表し、Rは、水素原子又は置換されていてもよい炭素数1から20のアルキル基を示す。
【0164】
、L、L及びLとしては、前記化学式(1)のL、L、L及びLと同様の構造を挙げることができる。
【0165】
化学式(3)において、Spは、単結合、又は炭素数1~20のアルキレン基を表し、該アルキレン基に含まれる水素原子は、-OR又はハロゲン原子に置換されていてもよく、該アルキレン基に含まれる-CH-は、それぞれ独立に、-O-、-S-、-C(=O)O-、-C(=O)-、又は-NR-C(=O)-に置換されていてもよく、R、及びRは、互いに同一又は相異なってもよく、水素原子又は置換されていてもよい炭素数1から20のアルキル基を示す。
【0166】
Spとしては、前記化学式(1)のSpと同様の構造を挙げることができる。
【0167】
化学式(3)において、Fgは、水素原子又は重合性基を表す。
【0168】
Fgとしては、前記化学式(1)のFgと同様の構造を挙げることができる。
【0169】
化学式(3)において、Fgは、ヒドロキシ基、カルボキシ基又はクロロカルボニル基を表す。
【0170】
化学式(3)で示される化合物は、既知の手法又は一般的な有機合成手法に従って調製すればよい。
【0171】
具体的な化学式(3)で示される化合物としては、以下の化学式(3-1-1-0)から(3-2-4-8)に示す構造を例示することができる。
【0172】
【化51】
【0173】
【化52】
【0174】
【化53】
【0175】
【化54】
【0176】
【化55】
【0177】
【化56】
【0178】
【化57】
【0179】
【化58】
【0180】
上記の化学式(3-1-1-0)から(3-2-4-8)に示す構造の中でも、本発明のカルコン誘導体の光学特性が良好な点で、(3-1-2-1)から(3-2-4-8)が好ましい。
【0181】
化学式(1’)において、Arは、炭素原子、窒素原子、酸素原子及び硫黄原子からなる群より選ばれる原子を環構成原子とする、単環式芳香環、多環式芳香環、縮環式芳香環及び脂肪族炭化水素環からなる群より選ばれる環を表し、これらの単環式芳香環、多環式芳香環、縮環式芳香環及び脂肪族炭化水素環は、置換基を有していてもよい。
【0182】
Arとしては、前記化学式(1)のArと同様の構造を挙げることができる。
【0183】
化学式(1’)において、A、A及びAは、それぞれ独立に、炭素原子、窒素原子、酸素原子及び硫黄原子からなる群より選ばれる原子を環構成原子とする、単環式芳香環、多環式芳香環、縮環式芳香環及び脂肪族炭化水素環からなる群より選ばれる環を表し、これらの単環式芳香環、多環式芳香環、縮環式芳香環及び脂肪族炭化水素環は、置換基を有していてもよい。
【0184】
、A及びAとしては、前記化学式(1)のA、A及びAと同様の構造を挙げることができる。
【0185】
化学式(1’)において、L、L、L、L及びLは、それぞれ独立に、単結合、置換されていてもよい炭素数1から4のアルキレン基、-O-、-C(=O)O-、-C(=O)-又は-NR-C(=O)-を表し、Rは、水素原子又は置換されていてもよい炭素数1から20のアルキル基を示す。
【0186】
、L、L、L及びLとしては、前記化学式(1)のL、L、L、L及びLと同様の構造を挙げることができる。
【0187】
化学式(1’)において、Spは、単結合、又は炭素数1~20のアルキレン基を表し、該アルキレン基に含まれる水素原子は、-OR又はハロゲン原子に置換されていてもよく、該アルキレン基に含まれる-CH-は、それぞれ独立に、-O-、-S-、-C(=O)O-、-C(=O)-、又は-NR-C(=O)-に置換されていてもよく、R、及びRは、互いに同一又は相異なってもよく、水素原子又は置換されていてもよい炭素数1から20のアルキル基を示す。
【0188】
Spとしては、前記化学式(1)のSpと同様の構造を挙げることができる。
【0189】
化学式(1’)において、Fgは、水素原子又は重合性基を表す。
【0190】
Fgとしては、前記化学式(1)のFgと同様の構造を挙げることができる。
【0191】
化学式(1’)において、X、X、X、X及びXは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1から8のアルコキシ基、炭素数1から8のアルキル基、又は前記化学式(Z1)で表される基を表す。
【0192】
、X、X、X及びXとしては、前記化学式(1)のX、X、X、X及びXと同様の構造を挙げることができる。
【0193】
前記化学式(Z1)において、Arは、炭素原子、窒素原子、酸素原子及び硫黄原子からなる群より選ばれる原子を環構成原子とする、単環式芳香環、多環式芳香環、縮環式芳香環及び脂肪族炭化水素環からなる群より選ばれる環を表し、これらの単環式芳香環、多環式芳香環、縮環式芳香環及び脂肪族炭化水素環は、置換基を有していてもよい。
【0194】
Arとしては、Arと同様の構造が挙げられる。
【0195】
前記化学式(Z1)において、Xz及びXzは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1から8のアルコキシ基、又は炭素数1から8のアルキル基を表す。
【0196】
Xz及びXzにおける、ハロゲン原子としては、例えばフッ素原子、塩素原子、又は臭素原子、ヨウ素原子が挙げられる。
【0197】
Xz及びXzにおける、炭素数1から8のアルコキシ基としては、例えばメトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、イソプロピルオキシ基、ブチルオキシ基、イソブチルオキシ基、sec-ブチルオキシ基、tert-ブチルオキシ基、ペンチルオキシ基、又はヘキシルオキシ基が挙げられる。
【0198】
Xz及びXzにおける、炭素数1から8のアルキル基としては、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、又はオクチル基が挙げられる。
【0199】
、X、X、X及びXとしては、導入が容易という点で、水素原子、メチル基、又はエチル基が好ましい。
【0200】
化学式(1’)で示される本発明のカルコン誘導体の好ましい例としては、化学式(1)の好ましい例と同様の構造を挙げることが出来る。
【0201】
が-C(=O)O-がである(1’)で表されるカルコン誘導体は、Fgがヒドロキシ基である化合式(2)で表される化合物と、Fgが、カルボキシ基又はクロロカルボニル基である化学式(3)で表される化合物を縮合することで製造できる。
【0202】
が-C(=O)O-がである(1’)で表されるカルコン誘導体を製造する際、Fgがヒドロキシ基である化合式(2)で表される化合物と、Fgがカルボキシ基である化学式(3)で表される化合物を基質とする場合には、縮合剤を用いて縮合することが出来る。
【0203】
縮合剤としては、例えば、1-[3-(ジメチルアミノ)プロピル]-3-エチルカルボジイミド、1-[3-(ジメチルアミノ)プロピル]-3-エチルカルボジイミド塩酸塩、N,N’-ジイソプロピルカルボジイミド、N,N’-ジシクロヘキシルカルボジイミド、ビス(2,6-ジイソプロピルフェニル)カルボジイミド、ビス(トリメチルシリル)カルボジイミド、1-シクロヘキシル-3-(2-モルホリノエチル)カルボジイミド-p-トルエンスルホナート、N,N’-ジ-tert-ブチルカルボジイミド、1-[3-(ジメチルアミノ)プロピル]-3-エチルカルボジイミド=メチオジド、(ベンゾトリアゾール-1-イルオキシ)トリス(ジメチルアミノ)ホスホニウム=ヘキサフルオロホスファート、(ベンゾトリアゾール-1-イルオキシ)トリピロリジノホスホニウム=ヘキサフルオロホスファート、O-(ベンゾトリアゾール-1-イル)-N,N,N’,N’-テトラメチルウロニウム=ヘキサフルオロホスファート、O-(7-アザベンゾトリアゾール-1-イル)-N,N,N’,N’-テトラメチルウロニウム=ヘキサフルオロホスファート、又は4-[[[(1-シアノ-2-エトキシ-2-オキソエチリデン)アミノ]オキシ](ジメチルアミノ)メチレン]モルホリニウム=ヘキサフルオロホスファートを挙げることができる。
【0204】
縮合剤を用いる場合には、反応を促進させる目的で塩基を用いても良い。
【0205】
塩基としては、例えば、有機塩基が挙げられる。
【0206】
有機塩基としては、例えばトリエチルアミン、トリブチルアミン、ジイソプロピルエチルアミン、ピリジン、4-ジメチルアミノピリジン、ピペリジン、ピペラジン、ピロリジン、モルホリン、N-メチルモルホリン、イミダゾール、又はN-メチルイミダゾールが挙げられる。
【0207】
が-C(=O)O-がである(1’)で表されるカルコン誘導体を製造する際、Fgがヒドロキシ基である化合式(2)で表される化合物と、Fgがクロロカルボニル基である化学式(3)で表される化合物を基質とする場合には、塩基の存在下に縮合することが出来る。
【0208】
用いる塩基としては、例えば、有機塩基、無機塩基、有機金属化合物、金属アルコキシド、又は金属アミドが挙げられる。
【0209】
有機塩基としては、例えばトリエチルアミン、トリブチルアミン、ジイソプロピルエチルアミン、ピリジン、4-ジメチルアミノピリジン、ピペリジン、ピペラジン、ピロリジン、モルホリン、N-メチルモルホリン、イミダゾール、又はN-メチルイミダゾールが挙げられる。
【0210】
無機塩基としては、例えば水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸セシウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、水素化ナトリウム、又は水素化カリウムが挙げられる。
【0211】
有機金属化合物としては、例えばノルマルブチルリチウム、sec-ブチルリチウム、tert-ブチルリチウム、又はフェニルリチウムが挙げられる。
【0212】
金属アルコキシドとしては、例えばナトリウムメトキシド、ナトリウムエトキシド、ナトリウムtert-ブトキシド、又はカリウムtert-ブトキシドが挙げられる。
【0213】
金属アミドとしては、例えばリチウムアミド、ナトリウムアミド、リチウムジイソプロピルアミド、リチウムヘキサメチルジシラジド、ナトリウムヘキサメチルジシラジド、又はカリウムヘキサメチルジシラジドが挙げられる。
【0214】
塩基の中でも、反応が好ましく進行し、安価であるという点で、有機塩基又は無機塩基が好ましく、トリエチルアミン、トリブチルアミン、ジイソプロピルエチルアミン、ピリジン、4-ジメチルアミノピリジン、ピペリジン、ピペラジン、ピロリジン、炭酸水素ナトリウム、又は炭酸水素カリウムが更に好ましい。
【0215】
用いる塩基の量は、特に制限はなく、過剰量用いても良い。
【0216】
塩基は、その性状によって、液状、粒状、顆粒状や粉体の固体のまま使用してもよい。
また、それらの溶液も用いることができ、その濃度に特に制限はない。
【0217】
縮合の際には有機溶剤を使用することもでき、使用する有機溶剤としては、反応に害を及ぼさない有機溶剤であれば使用することができ、例えば、ジエチルエーテルやジイソプロピルエーテル、シクロペンチルメチルエーテル、ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン等のエーテル系溶媒、ベンゼンやトルエン、キシレン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼンなどの芳香族系溶剤、ジクロロメタン、クロロホルム、四塩化炭素などのハロゲン系溶剤等を挙げることができる。これらの溶剤は、単独又は2種以上を任意の比率で混合して使用してもよい。
【0218】
本発明のカルコン誘導体の製造方法により得られた化学式(1’)で示される本発明のカルコン誘導体は、好適な純度になるまで精製しても良い。精製方法として、洗浄、カラムクロマトグラフィー、再沈殿、再結晶等の方法を挙げることができる。
【0219】
また、化学式(1‘)で示される本発明のカルコン誘導体のうち、 二つの側鎖ユニットが相異なるものについては、二種類の化合物(2)を化合物(3)に同時、又は順次反応させることにより合成することが出来る。
[ポリマー]
本発明の一態様に係るポリマーは、以下の化学式(P1)で示される構造を繰り返し単位として含むポリマーである(以下、本発明のポリマーと表現する場合がある)。
【0220】
【化59】
【0221】
[前記化学式(P1)中、Arは、炭素原子、窒素原子、酸素原子及び硫黄原子からなる群より選ばれる原子を環構成原子とする、単環式芳香環、多環式芳香環、縮環式芳香環及び脂肪族炭化水素環からなる群より選ばれる環を表し、これらの単環式芳香環、多環式芳香環、縮環式芳香環及び脂肪族炭化水素環は、置換基を有していてもよい。
、A、A、A、A及びAは、それぞれ独立に、炭素原子、窒素原子、酸素原子及び硫黄原子からなる群より選ばれる原子を環構成原子とする、単環式芳香環、多環式芳香環、縮環式芳香環及び脂肪族炭化水素環からなる群より選ばれる環を表し、これらの単環式芳香環、多環式芳香環、縮環式芳香環及び脂肪族炭化水素環は、置換基を有していてもよい。
a2、a3、a5、a6は、それぞれ独立に、0~2の整数を表す。
、L、L、L、L、L、L、L、L及びL10は、それぞれ独立に、単結合、置換されていてもよい炭素数1から4のアルキレン基、-O-、-C(=O)O-、-C(=O)-又は-NR-C(=O)-を表す。
は、水素原子又は置換されていてもよい炭素数1から20のアルキル基を示す。
Sp及びSpは、互いに同一又は相異なってもよく、単結合、又は炭素数1~20のアルキレン基を表し、該アルキレン基に含まれる水素原子は、-OR又はハロゲン原子に置換されていてもよく、該アルキレン基に含まれる-CH-は、それぞれ独立に、-O-、-S-、-C(=O)O-、-C(=O)-、又は-NR-C(=O)-に置換されていてもよい。
、及びRは、互いに同一又は相異なってもよく、水素原子又は置換されていてもよい炭素数1から20のアルキル基を示す。
は、水素原子、フッ素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基を示す。
、X、X、X及びXは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1から8のアルコキシ基、炭素数1から8のアルキル基、又は以下の化学式(Z1)で表される基を表す。
14は、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1から8のアルコキシ基、炭素数1から8のアルキル基、又は以下の化学式(Z2)で表される基を表す。]
【0222】
【化60】
【0223】
[前記化学式(Z1)中、Arは、炭素原子、窒素原子、酸素原子及び硫黄原子からなる群より選ばれる原子を環構成原子とする、単環式芳香環、多環式芳香環、縮環式芳香環及び脂肪族炭化水素環からなる群より選ばれる環を表し、これらの単環式芳香環、多環式芳香環、縮環式芳香環及び脂肪族炭化水素環は、置換基を有していてもよい。
Xz及びXzは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1から8のアルコキシ基、又は炭素数1から8のアルキル基を表す。]
【0224】
【化61】
【0225】
[前記化学式(Z2)中、Rは、水素原子、フッ素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基を示す。]
前記化学式(P1)において、Arは、炭素原子、窒素原子、酸素原子及び硫黄原子からなる群より選ばれる原子を環構成原子とする、単環式芳香環、多環式芳香環、縮環式芳香環及び脂肪族炭化水素環からなる群より選ばれる環を表し、これらの単環式芳香環、多環式芳香環、縮環式芳香環及び脂肪族炭化水素環は、置換基を有していてもよい。
【0226】
ここで、単環式芳香環、多環式芳香環、縮環式芳香環及び脂肪族炭化水素環における置換基としては、例えば、炭素数1から8のアルキル基、ハロゲン原子、炭素数1から8のアルコキシ基、又は炭素数2から4のアシル基が挙げられる。
【0227】
炭素数1から8のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、又はオクチル基が挙げられる。
【0228】
ハロゲン原子としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、又はヨウ素原子が挙げられる。
【0229】
炭素数1から8のアルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、イソプロピルオキシ基、ブチルオキシ基、イソブチルオキシ基、sec-ブチルオキシ基、tert-ブチルオキシ基、ペンチルオキシ基、又はヘキシルオキシ基が挙げられる。
【0230】
炭素数2から4のアシル基としては、例えば、アセチル基、プロピオニル基、又はブチリル基を挙げることができる。
【0231】
Arにおける炭素原子、窒素原子、酸素原子、及び硫黄原子からなる群より選ばれる原子を環構成原子とする、置換基を有していてもよい単環式芳香環としては、例えばベンゼン環、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、ピリダジン環、フラン環、ピロール環、イミダゾール環、チオフェン環、ピラゾール環、オキサゾール環、イソオキサゾール環、チアゾール環、又はトリアゾール環が挙げられる。
【0232】
Arにおける炭素原子、窒素原子、酸素原子、及び硫黄原子からなる群より選ばれる原子を環構成原子とする、置換基を有していてもよい多環式芳香環としては、例えばビフェニル環、テルフェニル環、ビピリジン環、ビチオフェン環、又はビフラン環が挙げられる。
【0233】
Arにおける炭素原子、窒素原子、酸素原子、及び硫黄原子からなる群より選ばれる原子を環構成原子とする、置換基を有していてもよい縮環式芳香環としては、例えばナフタレン環、アントラセン環、フェナントレン環、キノリン環、ベンゾフラン環、ベンゾイミダゾール環、ベンゾチオフェン環、インドール環、インダゾール環、ベンゾオキサゾール環、ベンゾチアゾール環、又はベンゾトリアゾール環が挙げられる。
【0234】
Arにおける炭素原子、窒素原子、酸素原子、及び硫黄原子からなる群より選ばれる原子を環構成原子とする、置換基を有していてもよい脂肪族炭化水素環としては、例えばシクロペンタン環、シクロヘキサン環、トリシクロ[5.2.1.0(2,6)]デカン環、又はデカヒドロナフタレン環が挙げられる。
【0235】
Arとしては、入手が容易という点で、炭素原子、窒素原子、酸素原子、及び硫黄原子からなる群より選ばれる原子を環構成原子とする、置換基を有していてもよい、単環式芳香環が好ましい。該芳香環は本発明のカルコン誘導体が良好な光学特性を示すという点でベンゼン環、フラン環、チオフェン環、チアゾール環、又はオキサゾール環であることがさらに好ましく、更に本発明のカルコン誘導体が良好な光学特性を示すという点でベンゼン環、又はチオフェン環が殊更好ましい。
【0236】
Arの好ましい例としては、以下の化学式(Ar-1)から(Ar-7)で示す構造を挙げることができる。
【0237】
【化62】
【0238】
[前記化学式(Ar-1)~(Ar-7)中、X、X、X、X、X10、X11、X12、及びX13は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1から8のアルキル基、炭素数1から8のアルコキシ基、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、炭素数1から6のアルキルチオ基、又は炭素数2から8のジアルキルアミノ基を表す。
は、炭素数1から10のアルキル基を表す。
**は、前記化学式(P1)中の、Arを除く他の部分との結合位置を表す。]
(Ar-1)~(Ar-7)において、X、X、X、X、X10、X11、X12、及びX13は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1から8のアルキル基、炭素数1から8のアルコキシ基、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、炭素数1から6のアルキルチオ基、又は炭素数2から8のジアルキルアミノ基を表す。
【0239】
炭素数1から8のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、又はオクチル基が挙げられる。
【0240】
炭素数1から8のアルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、イソプロピルオキシ基、ブチルオキシ基、イソブチルオキシ基、sec-ブチルオキシ基、tert-ブチルオキシ基、ペンチルオキシ基、又はヘキシルオキシ基が挙げられる。
【0241】
ハロゲン原子としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、又はヨウ素原子が挙げられる。
【0242】
炭素数1から6のアルキルチオ基としては、例えばメチルチオ基、エチルチオ基、プロピルチオ基、イソプロピルチオ基、ブチルチオ基、イソブチルチオ基、sec-ブチルチオ基、tert-ブチルチオ基、ペンチルチオ基、又はヘキシルチオ基が挙げられる。
【0243】
炭素数2から8のジアルキルアミノ基としては、例えば、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジプロピルアミノ基、又はジブチルアミノ基が挙げられる。
【0244】
、X、X、X、X10、X11、X12、及びX13としては、本発明のポリマーの光学特性に優れるという点で水素原子、炭素数1から8のアルキル基、炭素数1から6のアルコキシ基、又はハロゲン原子であることが好ましく、導入が容易であるという点で水素原子、メチル基、メトキシ基又はハロゲン原子であることが特に好ましい。
【0245】
(Ar-1)~(Ar-7)において、Rは、水素原子又は炭素数1から10のアルキル基を表し、炭素数1から10のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、又はデシル基が挙げられる。
【0246】
としては、本発明のポリマーの光学特性に優れるという点で水素原子、メチル基又は、炭素数1から4のアルキル基であることが好ましく、水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、又はtert-ブチル基であることが特に好ましい。
【0247】
前記化学式(P1)において、A、A、A、A、A及びAは、炭素原子、窒素原子、酸素原子及び硫黄原子からなる群より選ばれる原子を環構成原子とする、単環式芳香環、多環式芳香環、縮環式芳香環及び脂肪族炭化水素環からなる群より選ばれる環を表し、これらの単環式芳香環、多環式芳香環、縮環式芳香環及び脂肪族炭化水素環は、置換基を有していてもよい。
【0248】
ここで、単環式芳香環、多環式芳香環、縮環式芳香環及び脂肪族炭化水素環における置換基としては、例えば、炭素数1から8のアルキル基、ハロゲン原子、炭素数1から8のアルコキシ基、又は炭素数2から4のアシル基が挙げられる。
【0249】
炭素数1から8のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、又はオクチル基が挙げられる。
【0250】
ハロゲン原子としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、又はヨウ素原子が挙げられる。
【0251】
炭素数1から8のアルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、イソプロピルオキシ基、ブチルオキシ基、イソブチルオキシ基、sec-ブチルオキシ基、tert-ブチルオキシ基、ペンチルオキシ基、又はヘキシルオキシ基が挙げられる。
【0252】
炭素数2から4のアシル基としては、例えば、アセチル基、プロピオニル基、又はブチリル基を挙げることができる。
【0253】
、A、A、A、A及びAにおける炭素原子、窒素原子、酸素原子、及び硫黄原子からなる群より選ばれる原子を環構成原子とする、置換基を有していてもよい単環式芳香環としては、例えばベンゼン環、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、ピリダジン環、フラン環、ピロール環、イミダゾール環、チオフェン環、ピラゾール環、オキサゾール環、イソオキサゾール環、チアゾール環、又はトリアゾール環が挙げられる。
【0254】
、A、A、A、A及びAにおける炭素原子、窒素原子、酸素原子、及び硫黄原子からなる群より選ばれる原子を環構成原子とする、置換基を有していてもよい多環式芳香環としては、例えばビフェニル環、テルフェニル環、ビピリジン環、ビチオフェン環、又はビフラン環が挙げられる。
【0255】
、A、A、A、A及びAにおける炭素原子、窒素原子、酸素原子、及び硫黄原子からなる群より選ばれる原子を環構成原子とする、置換基を有していてもよい縮環式芳香環としては、例えばナフタレン環、アントラセン環、フェナントレン環、キノリン環、ベンゾフラン環、ベンゾイミダゾール環、ベンゾチオフェン環、インドール環、インダゾール環、ベンゾオキサゾール環、ベンゾチアゾール環、又はベンゾトリアゾール環が挙げられる。
【0256】
、A、A、A、A及びAにおける炭素原子、窒素原子、酸素原子、及び硫黄原子からなる群より選ばれる原子を環構成原子とする、置換基を有していてもよい脂肪族炭化水素環としては、例えばシクロペンタン環、シクロヘキサン環、トリシクロ[5.2.1.0(2,6)]デカン環、又はデカヒドロナフタレン環が挙げられる。
【0257】
、A、A、A、A及びAとしては、本発明のポリマーが良好な光学特性を示すという点でシクロヘキサン環が好ましい。
【0258】
前記化学式(P1)において、a2、a3、a5、a6は、それぞれ独立に、0~2の整数を表す。
【0259】
前記化学式(P1)において、L、L、L、L、L、L、L、L、L及びL10は、それぞれ独立に、単結合、置換されていてもよい炭素数1から4のアルキレン基、-O-、-C(=O)O-、-C(=O)-又は-NR-C(=O)-を表す。
【0260】
は、水素原子又は置換されていてもよい炭素数1から20のアルキル基を示す。
【0261】
、L、L、L、L、L、L、L、L及びL10における、置換されていてもよい炭素数1から4のアルキレン基としては、例えばメチレン基、エチレン基、プロピレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、オキシメチレン基、オキシエチレン基、オキシトリメチレン基、メチレンジオキシ基、又はエチレンジオキシ基が挙げられる。
【0262】
、L、L、L、L、L、L、L、L及びL10としては、導入が容易な点で、単結合、置換されていてもよい炭素数1から4のアルキレン基、-O-、-C(=O)O-、又は、-NR-C(=O)-が好ましく、単結合、置換されていてもよい炭素数1から4のアルキレン基、又は、-C(=O)O-が更に好ましい。
【0263】
前記化学式(P1)において、Sp及びSpは、互いに同一又は相異なってもよく、単結合、又は炭素数1~20のアルキレン基を表し、該アルキレン基に含まれる水素原子は、-OR又はハロゲン原子に置換されていてもよく、該アルキレン基に含まれる-CH-は、それぞれ独立に、-O-、-S-、-C(=O)O-、-C(=O)-、又は-NR-C(=O)-に置換されていてもよい。
【0264】
、及びRは、互いに同一又は相異なってもよく、水素原子又は置換されていてもよい炭素数1から20のアルキル基を示す。
【0265】
Sp及びSpにおける、炭素数1~20のアルキレン基としては、前記化学式(1)と同様の構造を挙げることが出来る。
【0266】
前記化学式(P1)において、Rは、水素原子、フッ素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基を示す。
【0267】
前記化学式(P1)において、X、X、X、X及びXは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1から8のアルコキシ基、炭素数1から8のアルキル基、又は前記の化学式(Z1)で表される基を表す。
【0268】
、X、X、X及びXにおける、ハロゲン原子としては、例えばフッ素原子、塩素原子、臭素原子、又はヨウ素原子が挙げられる。
【0269】
、X、X、X及びXにおける、炭素数1から8のアルコキシ基としては、例えばメトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、イソプロピルオキシ基、ブチルオキシ基、イソブチルオキシ基、sec-ブチルオキシ基、tert-ブチルオキシ基、ペンチルオキシ基、又はヘキシルオキシ基が挙げられる。
【0270】
、X、X、X及びXにおける、炭素数1から8のアルキル基としては、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、又はオクチル基が挙げられる。
【0271】
前記化学式(Z1)において、Arは、炭素原子、窒素原子、酸素原子及び硫黄原子からなる群より選ばれる原子を環構成原子とする、単環式芳香環、多環式芳香環、縮環式芳香環及び脂肪族炭化水素環からなる群より選ばれる環を表し、これらの単環式芳香環、多環式芳香環、縮環式芳香環及び脂肪族炭化水素環は、置換基を有していてもよい。
【0272】
Arの例としては、Arと同様の構造が挙げられる。
【0273】
前記化学式(Z1)において、Xz及びXzは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1から8のアルコキシ基、又は炭素数1から8のアルキル基を表す。
【0274】
Xz及びXzにおける、ハロゲン原子としては、例えばフッ素原子、塩素原子、臭素原子、又はヨウ素原子が挙げられる。
【0275】
Xz及びXzにおける、炭素数1から8のアルコキシ基としては、例えばメトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、イソプロピルオキシ基、ブチルオキシ基、イソブチルオキシ基、sec-ブチルオキシ基、tert-ブチルオキシ基、ペンチルオキシ基、又はヘキシルオキシ基が挙げられる。
【0276】
Xz及びXzにおける、炭素数1から8のアルキル基としては、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、又はオクチル基が挙げられる。
【0277】
、X、X、X及びXとしては、導入が容易という点で、水素原子、メチル基、又はエチル基が好ましい。
【0278】
前記化学式(P1)において、X14は、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1から8のアルコキシ基、炭素数1から8のアルキル基、又は前記の化学式(Z2)で表される基を表す。
【0279】
化学式(P1)で示される構造の好ましい例として、以下の化学式(1A-1-1)から(1A-6-8)で示される中心ユニットと、化学式(P1B-2-1)から(P1B-4-8)で示される側鎖ユニットを組み合わせた化合物を挙げることが出来る((1A-1-1)から(1A-6-8)で示される中心ユニットと、及び化学式(P1B-2-1)から(P1B-4-8)で示される側鎖ユニットの構造中の*は、中心ユニットと側鎖ユニットの結合位置を示す。(1A-1-1)から(1A-6-7)で示される中心ユニットの構造中に2つの*がある場合には、(P1B-2-1)から(P1B-4-8)で示される側鎖ユニットからそれぞれ別の2つを組み合わせてもよい。)。
【0280】
【化63】
【0281】
【化64】
【0282】
【化65】
【0283】
【化66】
【0284】
【化67】
【0285】
【化68】
【0286】
上記の化学式(1A-1-1)から(1A-6-8)で示される中心ユニットと、化学式(1B-1-1)から(1B-4-8)で示される側鎖ユニットを組み合わせた化合物の中でも、中心ユニットとして(1A-2-1)から(1A-6-6)と、側鎖ユニットとして(P1B-2-1)から(P1B-4-8)との組み合わせが好ましく、中心ユニットとして(1A-4-1)から(1A-4-6)と、側鎖ユニットとして(P1B-4-1)から(P1B-4-8)との組み合わせが更に好ましい。
【0287】
本発明のポリマーは、例えば石英基盤やシクロオレフィンポリマー基板上で、熱重合又は光重合によって製造してもよいし、いわゆる有機合成用の反応装置を用いる本発明のカルコン誘導体の重合によって本発明のポリマーを製造してもよい。
[光学フィルム]
本発明のカルコン誘導体は、光学フィルム、好ましくは位相差フィルム、更に好ましくは逆波長分散性を有する位相差フィルムを構成するために好適に使用される。
【0288】
本発明の光学フィルムは、本発明のカルコン誘導体又は本発明のポリマーを含む光学フィルムであり、特に重合性を有する本発明のカルコン誘導体(以下、「本発明の重合性液晶カルコン誘導体」ともいう)又は本発明のポリマーを含む光学フィルムであることが好ましい。
【0289】
本発明の一実施態様においては、本発明のカルコン誘導体の配向状態における重合体から構成される光学フィルムが提供される。なお、配向状態とは、分子が配向している状態であり、得られる光学フィルムが波長分散性を有する状態である。本発明の光学フィルムは下記式(α)の波長分散度Re(450nm)/Re(550nm)を満たすことが好ましい。
【0290】
0.6≦Re(450nm)/Re(550nm)<1.0 (α)
[式(α)中、Re(λ)は波長λnmの光に対する正面位相差値を表す。]
本発明の光学フィルムの波長分散度Re(450nm)/Re(550nm)は、より好ましくは0.63以上1.0未満、さらに好ましくは0.65以上1.0未満である。本発明の光学フィルムの波長分散度Re(450nm)/Re(550nm)が上記下限値以上であると、450nm付近の短波長域において円偏光変換が可能となるため好ましい。本発明の光学フィルムの波長分散度Re(450nm)/Re(550nm)が上記上限値未満であると、得られる光学フィルムが逆波長分散性を有し、広範囲の波長域において一様の偏光変換が可能となる。
【0291】
なお、本発明の好ましい実施態様において、化学式(1)中のArはチオフェンを有する構造であり、かかる場合、特に高い逆波長分散性を有する光学フィルムが得られ易い。この場合、Re(450nm)/Re(550nm)は、0.60以上0.70以下であることが好ましい。Re(450nm)/Re(550nm)が該範囲内であると、光学フィルムの有する位相差の波長分散性を所望の値に調整する際、本発明の一実施態様である本発明のカルコン誘導体の含有量が少量で済むため、コストの面で有利である。すなわち、下記の通り、本発明の光学フィルムは、本発明のカルコン誘導体に由来する構造単位に加えて、他の重合性液晶化合物(以下、「重合性液晶化合物(B)」ともいう)に由来する構造単位から構成されていてもよく、本発明のカルコン誘導体の含有量を少なくすることができる。
【0292】
重合性液晶化合物(B)としては、例えば、以下に示す市販の化合物(LCB-1)~(LCB-4)が挙げられる。
【0293】
【化69】
【0294】
本発明の光学フィルムは、透明性に優れ、様々な光学ディスプレイにおいて用いることができる。該光学フィルムの厚みは、0.1~10μmであることが好ましく、光弾性を小さくする点で0.5~3μmであることがさらに好ましい。
【0295】
本発明の光学フィルムをλ/4板に用いる場合には、得られる光学フィルムの、波長550nmにおける位相差値Re(550nm)が好ましくは100~163nm、より好ましくは130~150nm、特に好ましくは135nm~150nmである。
【0296】
本発明の光学フィルムをVA(Vertical Alignment)モード用光学フィルムとして使用するためには、Re(550nm)を好ましくは40~100nm、より好ましくは60~80nm程度となるように、光学フィルムの膜厚を調整すればよい。
【0297】
本発明の別の実施態様においては、上記光学フィルムを含む偏光板(以下、「本発明の偏光板」ともいう)、特に楕円偏光板及び円偏光板も提供される。本発明の偏光板は、本発明の光学フィルムを偏光フィルムと組み合わせることにより得ることができる。これら楕円偏光板及び円偏光板においては、偏光フィルムに本発明の光学フィルムが貼合されている。また、本発明の別の実施態様においては、該楕円偏光板又は円偏光板にさらに本発明の光学フィルムを広帯域λ/4板として貼合させた広帯域円偏光板も提供することができる。
【0298】
本発明の一実施態様において、本発明の偏光板を含む光学ディスプレイ(以下、「本発明の光学ディスプレイ」ともいう)も提供することができる。本発明の光学ディスプレイは、例えば、反射型液晶ディスプレイ及び有機エレクトロルミネッセンス(EL)ディスプレイ等のフラットパネル表示装置(FPD)として用いることができる。上記FPDは、特に限定されるものではなく、例えば液晶表示装置(LCD)や有機EL表示装置を挙げることができる。
【0299】
本発明の光学ディスプレイは、本発明の偏光板を備えるものであり、例えば本発明の偏光板と液晶パネルとが貼り合わされた貼合品を備える液晶表示装置や、本発明の偏光板と、発光層とが貼り合わされた有機ELパネルを備える有機EL表示装置を挙げることができる。
本発明の光学フィルムは、本発明のカルコン誘導体又はこれに由来するポリマーを含むものである。すなわち、本発明の光学フィルムは、1種又は2種以上の本発明のカルコン誘導体に由来する構造単位から構成されるポリマーを含むものである。
【0300】
本発明の光学フィルムは、本発明のカルコン誘導体に由来する構造単位に加えて、他の重合性液晶化合物(以下、「重合性液晶化合物(B)」ともいう)に由来する構造単位から構成されていてもよく、この場合、光学フィルムは、これらのカルコン誘導体及び重合性液晶化合物(B)の配向状態における重合体から構成される。本発明の光学フィルムが、本発明のカルコン誘導体に由来する構造単位に加えて重合性液晶化合物(B)に由来する構造単位を含むことにより、光学フィルムの波長分散性、位相差値等の光学特性、及び熱物性を所望の値に調節することもでき、さらに、本発明のカルコン誘導体が高い逆波長分散性(例えば、0.60≦式(α)≦0.70)を有する場合、コスト面でも有利となる。さらに、重合性液晶化合物(B)としては、前記、市販の化合物(LCB-1)~(LCB-4)や「液晶便覧(液晶便覧編集委員会編、丸善(株)平成12年10月30日発行)、3章 分子構造と液晶性、3.2 ノンキラル棒状液晶分子、3.3 キラル棒状液晶分子」に記載された化合物の中で重合性基を有する化合物が挙げられる。本発明の光学フィルムは、1種又は2種以上の重合性液晶化合物(B)に由来する構造単位を含んでもよい。
【0301】
本発明の光学フィルムは、例えば以下のような方法により製造することができる。
【0302】
まず、本発明の重合性液晶カルコン誘導体に、必要に応じて、上記重合性液晶化合物(B)、可塑剤、酸化防止剤、重合開始剤、重合禁止剤、光増感剤、有機溶剤及び/又はレベリング剤などの添加剤を含有する組成物を調製する。特に成膜時に成膜が容易となることから有機溶剤を含むことが好ましく、得られる光学フィルムを硬化する働きをもつことから重合開始剤を含むことが好ましい。
【0303】
本発明のカルコン誘導体を含有する組成物において有機溶媒を含有する場合の粘度は、塗布しやすいように、例えば10Pa・s以下、好ましくは0.1~7Pa・s程度に調整されることが好ましい。なお、混合溶液の粘度は、有機溶剤の含有量により調整することができる。
【0304】
また、上記組成物において有機溶媒を含有する場合における固形分の濃度は、例えば5~50質量%であり、好ましくは5~30質量%、より好ましくは10~30質量%である。なお、ここでいう「固形分」とは、混合溶液(液晶組成物)から溶剤を除いた成分のことをいう。固形分の濃度が5質量%以上であると、光学フィルムが薄くなりすぎず、液晶パネルの光学補償に必要な複屈折率が与えられる傾向がある。また50質量%以下であると、混合溶液の粘度が低いことから、光学フィルムの膜厚にムラが生じにくくなる傾向があることから好ましい。
【0305】
可塑剤として、例えば、カルボン酸エステル、リン酸エステル、ポリマー系可塑剤等が挙げられる。
【0306】
カルボン酸エステルの具体例として、例えば、フタル酸エステル、トリメリット酸エステル、ピロメリット酸エステル、クエン酸エステル、オレイン酸エステル、リシノール酸エステル、セバシン酸エステル、ステアリン酸エステル、アジピン酸エステル、エポキシ化エステル等を挙げることが出来る。
【0307】
酸化防止剤として、例えば、フェノ-ル系酸化防止剤、アミン系酸化防止剤、リン系酸化防止剤、硫黄系酸化防止剤、ラクトン系酸化防止剤、ヒドロキシルアミン系酸化防止剤、ビタミンE系酸化防止剤等が挙げられる。
【0308】
重合開始剤としては、例えば、光重合開始剤及び熱重合開始剤等が挙げられる。
【0309】
光重合開始剤としては、例えばベンゾイン類、ベンゾフェノン類、ベンジルケタール類、オキシムエステル類、α-ヒドロキシケトン類、α-アミノケトン類、ヨードニウム塩又はスルホニウム塩等が挙げられ、より具体的には、イルガキュア651、イルガキュア184、イルガキュア1173、イルガキュア2959、イルガキュア127、イルガキュア907、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754、イルガキュアOXE01、イルガキュアOXE02、イルガキュアOXE03、イルガキュアOXE04、イルガキュア250(以上いずれも商品名、チバ・ジャパン(株)製)、セイクオールBZ、セイクオールZ、セイクオールBEE、セイクオールBIP、セイクオールBBI(以上いずれも商品名、精工化学(株)製)、カヤキュアーBP100、カヤキュアーDETX-S、カヤキュアーEPA(以上いずれも商品名、日本化薬(株)製)、カヤキュアーUVI-6992(ダウ社製)、アデカアークルズN-1919T、アデカアークルズNCI-831E、アデカアークルズNCI-930、アデカアークルズNCI-730、アデカアークルズGPA-5001(以上いずれも商品名、(株)ADEKA製)などを挙げることができる。
【0310】
重合開始剤の含有量は、重合性液晶カルコン誘導体100質量部に対して、例えば0.1~30質量部であり、好ましくは0.5~20質量部であり、より好ましくは0.5~10質量部である。上記範囲内であれば、重合性液晶カルコン誘導体の配向性を乱すことなく、本発明のカルコン誘導体を重合させることができる。
【0311】
重合禁止剤としては、例えばヒドロキノン又はアルキルエーテル等の置換基を有するヒドロキノン類、ブチルカテコール等のアルキルエーテル等の置換基を有するカテコール類、ピロガロール類、2,2,6,6-テトラメチル-1-ピペリジニルオキシラジカル等のラジカル捕捉剤、チオフェノール類、β-ナフチルアミン類及びβ-ナフトール類等を挙げることができる。
【0312】
重合禁止剤を用いることにより、重合性液晶カルコン誘導体の重合を制御することができ、得られる光学フィルムの安定性を向上させることができる。重合禁止剤の含有量は、重合性液晶カルコン誘導体100質量部に対して、例えば0.05~30質量部であり、好ましくは0.1~10質量部である。上記範囲内であれば、重合性液晶カルコン誘導体の配向性を乱すことなく、重合性液晶カルコン誘導体を重合させることができる。
【0313】
光増感剤としては、例えばベンゾフェノン又はアルキルエーテルなどの置換基を有するベンゾフェノン類、キサントン又はチオキサントン等のキサントン類、アントラセン又はアルキルエーテルなどの置換基を有するアントラセン類、フェノチアジン及びルブレンを挙げることができる。
【0314】
光増感剤を用いることにより、重合性液晶カルコン誘導体の重合を高感度化することができる。また光増感剤の含有量としては、重合性液晶カルコン誘導体100質量部に対して、例えば0.1~30質量部であり、好ましくは0.5~10質量部である。上記範囲内であれば、重合性液晶カルコン誘導体の配向性を乱すことなく、重合性液晶カルコン誘導体を重合させることができる。
【0315】
有機溶剤としては、本発明の重合性液晶カルコン誘導体、重合性液晶化合物(B)を溶解し得る有機溶剤であり、重合反応に不活性な溶剤であればよい。有機溶剤としては、例えば、メタノール、エタノール、エチレングリコール、イソプロピルアルコール、プロピレングリコール、メチルセロソルブ、ブチルセロソルブ又はプロピレングリコールモノメチルエーテル、1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロイソプロパノールなどのアルコール系溶剤;酢酸エチル、酢酸ブチル、エチレングリコールメチルエーテルアセテート、ガンマ-ブチロラクトン、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート又は乳酸エチルなどのエステル系溶剤;アセトン、メチルエチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、メチルアミルケトン又はメチルイソブチルケトンなどのケトン系溶剤;ペンタン、ヘキサン又はヘプタンなどの非塩素系脂肪族炭化水素溶剤;トルエン、キシレン又はフェノールなどの非塩素系芳香族炭化水素溶剤、アセトニトリルなどのニトリル系溶剤;テトラヒドロフラン、ジメトキシエタン又は1,3-ジオキソランなどのエーテル系溶剤;及びクロロホルム又はクロロベンゼンなどの塩素系溶剤;N-メチルピロリドン(NMP)又はN,N-ジメチルホルムアミド(DMF)等のアミド系溶剤などが挙げられる。重合性液晶カルコン誘導体を溶解させやすい観点から、エステル系溶剤、ケトン系溶剤、非塩素系芳香族炭化水素溶剤、エーテル系溶剤、及びアミド系溶剤が好ましく、ケトン系溶剤、エーテル系溶剤及びアミド系溶剤がより好ましい。これら有機溶剤は、単独で用いてもよいし、複数を組み合わせて用いてもよい。
【0316】
有機溶剤の含有量は、重合性液晶カルコン誘導体100質量部に対して、好ましくは100~10000質量部、より好ましくは200~5000質量部、さらに好ましくは500~2500質量部である。有機溶剤の含有量が上記下限値以上であると、光学フィルムが薄くなりすぎず、液晶パネルの光学補償に必要な複屈折率が与えられる傾向がある。有機溶剤の含有量が上記上限値以下であると、混合溶液の粘度が低いことから、光学フィルムの膜厚にムラが生じにくくなる傾向がある。
【0317】
レベリング剤としては、例えば放射線硬化塗料用添加剤BYK-352、BYK-353、BYK-361N(以上いずれも商品名、ビックケミージャパン(株)製)、塗料添加剤SH28PA、DC11PA、ST80PA(以上いずれも商品名、東レ・ダウコーニング(株)製)、塗料添加剤KP321、KP323、X22-161A、KF6001(以上いずれも商品名、信越化学工業(株)製)及びフッ素系添加剤F-445、F-470、F-479(以上いずれも商品名、大日本インキ化学工業(株)製)などを挙げることができる。
【0318】
レベリング剤を用いることにより、得られる光学フィルムを平滑化することができる。さらに光学フィルムの製造過程で、組成物の流動性を制御したり、重合性液晶カルコン誘導体を重合して得られる光学フィルムの架橋密度を調整したりすることができる。またレベリング剤の含有量の具体的な数値は、重合性液晶カルコン誘導体100質量部に対して、例えば0.05~30質量部であり、好ましくは0.05~10質量部である。上記範囲内であれば、重合性液晶カルコン誘導体の配向性を乱すことなく、重合性液晶カルコン誘導体を重合させることができる。
【0319】
こうして得られた組成物を支持基材等に塗布する。なお組成物の塗布量や濃度を適宜調整することにより、所望の位相差を与えるように膜厚を調整することができる。本発明のカルコン誘導体及び重合性液晶化合物(B)の量が一定である組成物の場合、得られる光学フィルムの位相差値(リタデーション値、Re(λ))は、下記式のように決定されることから、所望のRe(λ)を得るために、膜厚dを調整してもよい。
【0320】
Re(λ)=d×Δn(λ)
(式中、Re(λ)は、波長λnmにおける位相差値を表し、dは膜厚を表し、Δn(λ)は波長λnmにおける複屈折率を表す。)
支持基材への塗布方法としては、例えば押し出しコーティング法、ダイレクトグラビアコーティング法、リバースグラビアコーティング法、CAPコーティング法又はダイコーティング法などが挙げられる。またディップコーター、バーコーター又はスピンコーターなどのコーターを用いて塗布する方法などが挙げられる。
【0321】
上記支持基材としては、例えばガラス、プラスチックシート、プラスチックフィルム又は透光性フィルムを挙げることができる。なお前記透光性フィルムとしては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ノルボルネン系ポリマーなどのポリオレフィンフィルム、ポリビニルアルコールフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリメタクリル酸エステルフィルム、ポリアクリル酸エステルフィルム、セルロースエステルフィルム、ポリエチレンナフタレートフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリスルフォンフィルム、ポリエーテルスルホンフィルム、ポリエーテルケトンフィルム、ポリフェニレンスルフィドフィルム又はポリフェニレンオキシドフィルムなどが挙げられる。
【0322】
例えば本発明の光学フィルムの貼合工程、運搬工程、保管工程など、光学フィルムの強度が必要な工程でも、支持基材を用いることにより、破れなどなく容易に取り扱うことができる。
【0323】
また、支持基材上に配向膜を形成して、配向膜上に上記重合性液晶カルコン誘導体を含む組成物を塗工することが好ましい。配向膜は、上記重合性液晶カルコン誘導体などを含有する組成物の塗工時に、混合溶液に溶解しない溶剤耐性を持つこと、溶剤の除去や液晶の配向の加熱処理時に耐熱性をもつこと、ラビング時に摩擦などによる剥がれなどが起きないことが好ましく、ポリマー又はポリマーを含有する組成物からなることが好ましい。
【0324】
前記ポリマーとしては、例えば分子内にアミド結合を有するポリアミドやゼラチン類、分子内にイミド結合を有するポリイミド及びその加水分解物であるポリアミック酸、ポリビニルアルコール、アルキル変性ポリビニルアルコール、ポリアクリルアミド、ポリオキサゾール、ポリエチレンイミン、ポリスチレン、ポリビニルピロリドン、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸エステル類又はポリメタクリル酸エステル類等のポリマーを挙げることができる。これらのポリマーは、単独で用いてもよいし、2種類以上混ぜたり、共重合体したりしてもよい。これらのポリマーは、脱水や脱アミンなどによる重縮合や、ラジカル重合、アニオン重合、カチオン重合等の連鎖重合、配位重合や開環重合等で容易に得ることができる。
【0325】
またこれらのポリマーは、溶剤に溶解して、塗布することができる。溶剤は、特に制限はないが、具体的には、水;メタノール、エタノール、エチレングリコール、イソプロピルアルコール、プロピレングリコール、メチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、プロピレングリコールモノメチルエーテル又は1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロイソプロパノールなどのアルコール;酢酸エチル、酢酸ブチル、エチレングリコールメチルエーテルアセテート、ガンマ-ブチロラクトン、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート又は乳酸エチルなどのエステル系溶剤;アセトン、メチルエチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、メチルアミルケトン又はメチルイソブチルケトンなどのケトン系溶剤;ペンタン、ヘキサン又はヘプタンなどの非塩素系脂肪族炭化水素溶剤;トルエン又はキシレンなどの非塩素系芳香族炭化水素溶剤、アセトニトリルなどのニトリル系溶剤;テトラヒドロフラン、ジメトキシエタン又は1,3-ジオキソランなどのエーテル系溶剤;クロロホルム又はクロロベンゼンなどの塩素系溶剤;などが挙げられる。これら有機溶剤は、単独で用いてもよいし、複数を組み合わせて用いてもよい。
【0326】
また配向膜を形成するために、市販の配向膜材料をそのまま使用してもよい。市販の配向膜材料としては、サンエバー(登録商標、日産化学工業(株)製)又はオプトマー(登録商標、JSR(株)製)などが挙げられる。
【0327】
このような配向膜を用いれば、延伸による屈折率制御を行う必要がないため、複屈折の面内ばらつきが小さくなる。それゆえ、支持基材上にフラットパネル表示装置(FPD)の大型化にも対応可能な大きな光学フィルムを提供できるという効果を奏する。
【0328】
上記支持基材上に配向膜を形成する方法としては、例えば上記支持基材上に、市販の配向膜材料や配向膜の材料となるカルコン誘導体を溶液にして塗布し、その後、アニールすることにより、上記支持基材上に配向膜を形成することができる。
【0329】
このようにして得られる配向膜の厚さは、例えば10nm~10000nmであり、好ましくは10nm~1000nmである。上記範囲とすれば、重合性液晶カルコン誘導体等を該配向膜上で所望の角度に配向させることができる。
【0330】
またこれら配向膜は、必要に応じてラビング又は偏光UV照射を行うことができる。配向膜を形成させることにより重合性液晶カルコン誘導体等を所望の方向に配向させることができる。
【0331】
配向膜をラビングする方法としては、例えばラビング布が巻きつけられ、回転しているラビングロールを、ステージに載せられ、搬送されている配向膜に接触させる方法を用いることができる。
【0332】
上記の通り、光学フィルムを調製する工程では、任意の支持基材の上に積層した配向膜上に重合性液晶フィルムを積層してもよい。この場合、液晶セルを作製し、該液晶セルに混合溶液を注入する方法に比べて、生産コストを低減することができる。さらにロールフィルムでのフィルムの生産が可能である。
【0333】
溶剤の乾燥は、重合を進行させるとともに行ってもよいが、重合前にほとんどの溶剤を乾燥させることが、成膜性の点から好ましい。
【0334】
溶剤の乾燥方法としては、例えば自然乾燥、通風乾燥、減圧乾燥などの方法が挙げられる。具体的な加熱温度としては、10~120℃であることが好ましく、50~120℃であることがさらに好ましい。また加熱時間としては、10秒間~60分間であることが好ましく、30秒間~30分間であることがより好ましい。加熱温度及び加熱時間が上記範囲内であれば、上記支持基材として、耐熱性が必ずしも十分ではない支持基材を用いることができる。
【0335】
次に、上記で得られた重合性液晶フィルムを重合し、硬化させる。これにより重合性液晶カルコン誘導体の配向性が固定化されたフィルム、すなわち本発明の一実施態様である重合性液晶カルコン誘導体の重合体を含むフィルム(以下、「重合フィルム」ともいう)となる。これにより、フィルムの平面方向に屈折率変化が小さく、フィルムの法線方向に屈折率変化が大きい重合フィルムを製造することができる。
【0336】
重合性液晶フィルムを重合させる方法は、重合性液晶カルコン誘導体の種類に応じて決定されるものである。重合性液晶カルコン誘導体に含まれる重合性基が光重合性であれば光重合、該重合性基が熱重合性であれば熱重合により、重合性液晶フィルムを重合させることができる。本発明では、特に光重合により重合性液晶フィルムを重合させることが好ましい。光重合によれば低温で重合性液晶フィルムを重合させることができるので、支持基材の耐熱性の選択幅が広がる。また工業的にも製造が容易となる。また成膜性の観点からも光重合が好ましい。光重合は、重合性液晶フィルムに可視光、紫外光又はレーザー光を照射することにより行う。取り扱い性の観点から、紫外光が特に好ましい光照射は、重合性液晶カルコン誘導体が液晶相をとる温度に加温しながら行ってもよい。この際、マスキングなどによって重合フィルムをパターニングして、パターニングされた光学フィルムを得ることもできる。
【0337】
さらに本発明の光学フィルムは、ポリマーを延伸することによって位相差を与える延伸フィルムと比較して、薄膜である。
【0338】
本発明の光学フィルムの製造方法において、さらに、支持基材を剥離する工程を含んでいてもよい。このような構成とすることにより、得られる積層体は、配向膜と光学フィルムとからなるフィルムとなる。また上記支持基材を剥離する工程に加えて、配向膜を剥離する工程をさらに含んでいてもよい。このような構成とすることにより、光学フィルムを得ることができる。
【実施例0339】
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに限定して解釈されるものではない。
【0340】
<フィルムの膜厚測定>
実施例中のフィルムの膜厚測定は、分光エリプソメーター(J.A.Woollam社製、商品名:RC2-U)を用いて行った。
【0341】
<加熱処理>
実施例中のフィルムの加熱処理は、無酸化雰囲気恒温器イナートオーブン(ESPEC製、商品名:IPHH-202)を用いて行った。
【0342】
<位相差特性(Re)の測定>
実施例中の位相差特性(Re)の測定は、試料傾斜型自動複屈折計(AXOMETRICS社製、商品名:AxoScan)を用いて、波長589nmの光を用いて測定した。
【0343】
Re=(ny-nx)×d・・・(III)
(式(III)中、nxはフィルム面内の進相軸方向(最も屈折率の小さい方向)の屈折率を示し、nyはフィルム面内の遅相軸方向(最も屈折率の大きい方向)の屈折率を示し、d(nm)はフィルムの厚みを示す。)
[合成例1]
【0344】
【化70】
【0345】
2,5-ジヒドロキシベンズアルデヒド(58.1g,421mmol)、2-アセチル-5-クロロチオフェン(67.5g,421mmol)をメタノール(216mL)に溶解した後、氷冷下に48%水酸化ナトリウム水溶液(126mL,2.25mol)を滴下した。反応系を50℃にて3時間撹拌した後、氷冷下に酢酸(168mL,2.93mol)を加えた。得られた反応混合物に水(270mL)、トルエン(95mL)、イソプロピルアルコール(13.5mL)を加えた後、更に水(54mL)を加えた。生じた固体をろ取し水(50mL)、トルエン(270mL)にて洗浄した。得られた固体をアセトニトリル(235mL)-メタノール(59mL)混合溶媒に懸濁した後、70℃のオイルバスにて系を加温した後、1時間半撹拌を継続した。系を氷浴にて再び冷却し、ブフナー漏斗にて系中に生じた固体をろ取した。次いで、ブフナー漏斗上部よりアセトニトリル(270mL)を流すことで固体を洗浄した後、真空乾燥することで、黄色微結晶として化合物(2-2-2)を81.4g(収率:69%)得た。H-NMR(400MHz,DMSO-d)δ9.88-8.62(br,2H),8.12(d,J=4.1Hz,1H),7.95(d,J=15.8Hz,1H),7.60(d,J=15.8Hz,1H),7.31(d,J=4.1Hz,1H),7.19(s,1H),6.75-6.68(m,2H).
[実施例1]
【0346】
【化71】
【0347】
アルゴン雰囲気下、化合物(2-2-2)(0.281g,1.00mmol)及び4-ジメチルアミノピリジン(触媒量)のテトラヒドロフラン(5mL)溶液を氷冷し、4-[[4-[2-[[4-[2-(アクリロイルオキシ)エトキシ]-4-オキソブタノイル]オキシ]エチル]フェノキシ]カルボニル]シクロヘキサン-1-カルボン酸(2.45g,5.00mmol)と1-(3-ジメチルアミノプロピル)-3-エチルカルボジイミド(1.22mL,6.90mmol)のテトラヒドロフラン(2.5mL)溶液を加えた後、室温まで昇温して4.5時間撹拌した。減圧下に溶媒を留去し、残渣に水(50mL)を加え、酢酸エチル(2×50mL)で抽出した。合一した有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥した後、減圧下に濃縮した。残渣をシリカゲルクロマトグラフィーで精製した後、得られた黄色液体にメタノール(50mL)を加え、1.5時間撹拌した。析出した固体をろ別してアセトン(30mL)に溶解し、活性炭(90mg)を加え、2時間撹拌した。不溶物をろ別し、ろ液を減圧下に濃縮した。残渣にヘキサンを加え、析出した固体をろ別することで、compound 1の白色固体(収量:0.490g,収率:40%)を得た。H-NMR(400MHz,CDCl):δ7.84(d,J=15.7Hz,1H),7.65(d,J=4.1Hz,1H),7.48(d,J=2.4Hz,1H),7.30-7.20(m,5H),7.20-7.12(m,2H),7.06-6.98(m,5H),6.44(dd,J=17.3,1.4Hz,2H),6.14(dd,J=17.3,10.4Hz,2H),5.87(dd,J=10.4,1.4Hz,2H),4.40-4.25(m,12H),2.94(t,J=6.99Hz,4H),2.75-2.56(m,12H),2.41-2.25(m,8H),1.80-1.63(m,8H).
[実施例1-1]
ポリビニルアルコール(3.0重量部)及び水(97重量部)からなる混合物を石英ガラス基板上に流延して3000rpmで60秒間スピンコートし、オーブン中100℃で10分乾燥させ薄膜(膜厚0.1μm)を得た。得られた薄膜にラビング布を巻いたラビングロールで一方向に均一な圧力でラビング処理して、液晶配向膜付石英ガラスを得た。
【0348】
compound 1(15重量部)及びクロロホルム(85重量部)からなる混合物を液晶配向膜付石英ガラス上に流延して1500rpmで60秒間スピンコートし、オーブン中115℃で5分間乾燥および配向処理して位相差量Re=114nmの高位相差膜(膜厚2.3μm)を得た。
[実施例2]
【0349】
【化72】
【0350】
アルゴン雰囲気下、化合物(2-2-2)(1.97g,7.00mmol)及び4-ジメチルアミノピリジン(触媒量)のテトラヒドロフラン(35mL)溶液を氷冷し、4-[[4-[2-[[4-[2-(メタクリロイルオキシ)エトキシ]-4-オキソブタノイル]オキシ]エチル]フェノキシ]カルボニル]シクロヘキサン-1-カルボン酸(20.1g,39.9mmol)と1-(3-ジメチルアミノプロピル)-3-エチルカルボジイミド(9.76mL,55.3mmol)のテトラヒドロフラン(17.5mL)溶液を加えた後、室温まで昇温して6時間撹拌した。減圧下に溶媒を留去し、残渣に水(175mL)を加え、酢酸エチル(2×175mL)で抽出した。合一した有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥した後、減圧下に濃縮した。残渣にメタノール(500mL)を加え、析出した固体をろ別し、シリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製した。得られた黄色液体をアセトン(80mL)に溶解し、活性炭(600mg)を加え、4時間撹拌した。不溶物をろ別し、ろ液を減圧下に濃縮した。残渣にヘキサンを加え、析出した固体をろ別することで、compound 2の白色固体(収量:2.34g,収率:27%)を得た。H-NMR(400MHz,CDCl):δ7.85(d,J=15.7Hz,1H),7.66(d,J=4.1Hz,1H),7.48(d,J=2.3Hz,1H),7.32-7.21(m,5H),7.20-7.13(m,2H),7.08-6.98(m,5H),6.13(s,2H),5.60(s,2H),4.42-4.22(m,12H),2.94(t,J=7.0Hz,4H),2.75-2.54(m,12H),2.42-2.23(m,8H),1.95(s,6H),1.80-1.63(m,8H).
[実施例3]
【0351】
【化73】
【0352】
アルゴン雰囲気下、化合物(2-2-2)(2.25g,8.00mmol)、4-ジメチルアミノピリジン(触媒量)及び2,6-ジ-tert-ブチル-4-メチルフェノール(0.20g)のテトラヒドロフラン(40mL)溶液を氷冷し、4’-[[4-(アクリロイルオキシ)ブトキシ]カルボニル]-[1,1’-ビ(シクロヘキサン)]-4-カルボン酸(17.3g,45.6mmol)と1-(3-ジメチルアミノプロピル)-3-エチルカルボジイミド(11.1mL,63.2mmol)のテトラヒドロフラン(20mL)溶液を加えた後、室温まで昇温して7.5時間撹拌した。減圧下に溶媒を留去し、残渣に水(200mL)を加え、酢酸エチル(2×200mL)で抽出した。合一した有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥した後、減圧下に濃縮した。残渣にメタノールを加え、析出した固体をろ別し、シリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製した。得られた黄白色固体をアセトン(80mL)に溶解し、活性炭(522mg)を加え、30分間撹拌した。不溶物をろ別し、ろ液を減圧下に濃縮した。残渣にヘキサンを加え、析出した固体をろ別することで、compound 3の白色固体(収量:2.86g,収率:35%)を得た。H-NMR(400MHz,CDCl):δ7.83(d,J=15.6Hz,1H),7.64(d,J=4.1Hz,1H),7.45(d,J=1.9Hz,1H),7.33-7.20(m,1H),7.18-7.08(m,2H),7.05-6.97(m,1H),6.41(dd,J=17.3,1.4Hz,2H),6.13(dd,J=17.3,10.4Hz,2H),5.84(dd,J=10.4,1.4Hz,2H),4.19(t,J=5.9Hz,4H),4.11(t,J=5.7Hz,4H),2.62-2.43(m,2H),2.29-2.13(m,6H),2.07-1.96(m,4H),1.94-1.68(m,16H),1.65-1.49(m,4H),1.48-1.34(m,4H),1.22-0.96(m,12H).
[実施例4]
【0353】
【化74】
【0354】
アルゴン雰囲気下、化合物(2-2-2)(1.68g,6.00mmol)、4-ジメチルアミノピリジン(触媒量)及び2,6-ジ-tert-ブチル-4-メチルフェノール(150mg)のテトラヒドロフラン(30mL)溶液を氷冷し、4-[[4-(アクリロイルオキシ)ブトキシ]カルボニル]シクロヘキサン-1-カルボン酸(7.52g,25.2mmol)と1-(3-ジメチルアミノプロピル)-3-エチルカルボジイミド(6.14mL,34.8mmol)のテトラヒドロフラン(15mL)溶液を加えた後、室温まで昇温して6時間撹拌した。減圧下に溶媒を留去し、残渣に水(150mL)を加え、酢酸エチル(2×150mL)で抽出した。合一した有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥した後、減圧下に濃縮した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、得られた黄色液体に酢酸エチルを加え、ヘキサンに滴下した。生じた沈殿をろ別し、アセトン(80mL)に溶解し、活性炭(382mg)を加え、1.5時間撹拌した。不溶物をろ別し、ろ液を減圧下に濃縮した。残渣に酢酸エチルを加えて、ヘキサンに滴下し、析出した固体をろ別することで、compound 4の白色固体(収量:2.31g,収率:46%)を得た。H-NMR(400MHz,DMSO-d):δ8.30(d,J=4.3Hz,1H),7.95(d,J=2.2Hz,1H),7.91(d,J=15.8Hz,1H),7.61(d,J=15.6Hz,1H),7.42(d,J=4.0Hz,1H),7.35-7.25(m,2H),6.34(ddd,J=17.3,1.6,1.0Hz,2H),6.19(ddd,J=17.3,10.2,1.2Hz,2H),5.96(ddd,J=10.3,1.6,0.9Hz,2H),4.15(t,J=5.9Hz,4H),4.08(t,J=5.5Hz,4H),2.73(tt,J=11.6,3.6Hz,1H),2.64(tt,J=11.5,3.6Hz,1H),2.44-2.32(m,2H),2.22-2.11(m,4H),2.07-1.97(m,4H),1.76-1.41(m,16H).
【産業上の利用可能性】
【0355】
本発明のカルコン誘導体を用いることにより、光学フィルム、特に位相差フィルムを形成可能である。よって、本発明は産業上の利用可能性が高い。