专利名称：光学活性单体、液晶聚合物和光学元件的制作方法
技术领域：
本发明涉及适合于形成液晶显示装置等的光学活性单体与其液晶聚合物以及用此液晶聚合物的圆偏光二向色性光学元件。
背景技术：
利用在聚乙烯醇等的拉伸膜中吸附二向色性染料等形成的偏光片，由于其吸收了入射光的50％以上而不可能有效利用，难以作为高辉度和低电力消耗的液晶显示装置，因此寄期望于圆偏光二向色性光学元件。这里，液晶分子的螺旋轴是对光学元件作垂直格氏(Grandjcen)取向的，而与此螺旋轴平行入射(入射角为0度)的自然光内，某波长的光约一半作为右(或左)圆偏振光而反射，剩下的约一半作为左(或右)圆偏振光而透射，此波长λ由式λ＝n·p所决定(式中的n为液晶的平均折射率，p为胆固醇相的螺距)，而且反射圆偏光的左右取决于胆固醇相的螺旋状态并与螺旋的旋转方向一致，因此通过上述的分离，除了透射光以外，反射光也有利用的可能性。
过去已经知道的圆偏光二向色性光学元件是把由低分子量物构成的液态胆固醇型液晶以取向状态封装在玻璃等基板中间或是由呈现胆固醇型液晶相的液晶聚合物所构成的(特开昭55-21479号公报、美国专利说明书5332522号)。然而，前者由于是低分子量物，所用的基板厚而重，因此存在着妨碍液晶显示装置轻量化和薄型化等的问题。还有，还存在液晶的取向状态，例如螺距易随温度等变化而变化的问题。
另一方面，后者用的是液晶聚合物，难于得到象低分子量物那样的良好取向状态的膜等的固化物，取向处理需要几小时那样的长时间，而且玻璃态转变温度低而耐久性不足，因此缺乏实用性，对于任何一种情况都难得到固化状态的圆偏光二向色性光学元件，特别是可见光用的光学元件。
以改善固化状态为目的，已进行过单体的组合，特别是改变赋予胆固醇型相的单体的种种试验，但现状是缺乏液晶取向性和耐热性的问题仍未克服。附带的是，为得到其反射波长选择在可见光区的胆固醇型液晶聚合物，其赋予胆固醇相性的单体的共聚比例必须在约15重量百分数以上，这就使所得到的聚合物的液晶性和耐热性大大降低。
据此，本发明的目的在于由所得到的以104/[选择的反射波长(nm)×共聚比(摩尔百分数)]为定义的扭应力大的单体制得成膜性优异且胆固醇相的螺距易控制、可在几分钟等的短时间取向处理而形成良好单畴态的格氏取向、由此得到可在其玻璃态下稳定固定化的液晶聚合物，进而，由此得到由液晶聚合物的固化物构成的薄而轻的、螺距等取向状态在实用温度下难变化的、耐久性和储存稳定性优异的圆偏光二向色性光学元件。
发明的公开本发明提供了以通式(a)
(其中R1为氢或甲基，A、B为有机基团)表示为特征的光学活性单体及具有由此光学活性单体构成的结构单元的、呈现胆固醇型液晶相的也有侧链型的液晶聚合物，和由此液晶聚合物构成的具有格氏取向的胆固醇型液晶相的固化层的显示圆偏光二向色性为特征的光学元件。
附图的简单说明
图1示出了由实施例1得到的光学活性单体的质子核磁共振的分析谱图。
图2示出了由实施例1得到的光学活性单体的红外光谱分析图。
图3示出了由实施例5得到的光学元件的透射特性曲线。
图4示出了由实施例6得到的光学元件的透射特性曲线。
图5示出了由实施例7得到的光学元件的透射特性曲线。
图6示出了由实施例10得到的光学活性单体的质子核磁共振的分析谱。
图7示出了由实施例10得到的光学活性单体的红外光谱分析图。
图8示出了由实施例12得到的光学元件的透射特性曲线。
实施发明的最佳方案本发明的光学活性单体是用下述通式(a)表示的化合物
(其中R1为氢或甲基，A、B为有机基团)。
从扭应力观点，特别优选的光学活性单体是用以下述通式(b)所表示的化合物。
或
由此，通式(b)所表示的光学活性单体是上述通式(a)中的A为用通式(a1)COO(CH2)mR2Z表示的、和B为用下述通式(a2)表示的化合物。
上述通式(b)中，m为1至6的整数，R2为下述化学式所表示的基团，Z为COO-或O-。
还有，Y为OCO-或O-，且0≤n≤3，R3在n＝0时为-CdH2d+1，1≤n≤3时为-OCdH2d+1、-H、-CN或-Cl，上述d为1≤d≤3。
特别优选的化合物是通式(b)中R2为下述基团
而且通式(a)中B为下述基团
上述通式(b)，按照通式(a)所表示的光学活性单体可以用合适的方法来合成。例如，下面示出了式(b1)表示的单体的合成例。
即，如下述反应式，首先将2-氯乙醇和4-羟基苯甲酸，以碘化钾为催化剂，在碱水溶液中加热回流得到4-(2-羟基乙氧基)苯甲酸后，于其中添加有脂肪酶PS和少量对甲氧基苯酚的THF(四氢呋喃)中使上述产物与(甲基)丙烯酸乙烯酯反应生成(甲基)丙烯酸4-(2-丙酰氧基乙氧基苯甲酸)酯，再把此(甲基)丙烯酸酯在二氯甲烷中于DCC(二环己基碳化二亚胺)和DMAP(二甲氨基吡啶)存在下用异山梨醇衍生物酯化得到目标物(b1)。
另外，在上述反应中，最后一步操作中加入的异山梨醇衍生物的调制，可以由下述方法来得到例如，溶解异山梨醇和少量对甲苯磺酸(TsOH)·水合物的THF中，加入DHP(3，4-二氢-2H-吡喃)用THP(四氢吡喃基)保护一侧的羟基，然后把此异山梨醇在乙酸乙酯中于DCC和DMAP存在下与4-氰基苯甲酸反应，从反应液滤去了DCC脲的滤液中分离出THP保护酯，再把它用盐酸等处理除去THP保护基。其反应过程如下所示
据此，通式(a)表示的其它光学活性单体也可以由上述方法采用含目标导入基团的合适原料来合成。
本发明的液晶聚合物是用至少由通式(a)表示的光学活性单体制得的产物。据此，它是具有至少用通式(a)表示的光学活性单体构成的结构单元，即有下述通式(c)表示的结构单元的至少以此单体单元为基础的侧链型液晶聚合物，作为呈现胆固醇型液晶相的液晶聚合物。通式(c)
(其中，R1、A、B均按通式(a)的场合为准)。
据此，本发明的液晶聚合物可以作为由一种或二种以上的以通式(a)表示的光学活性单体的均聚物或共聚物、合并使用一种或两种以上的其它单体，例如形成呈现向列液晶相的聚合物的单体和其它种的光学活性单体等的共聚物、这些聚合物以合适组合相混合的混合聚合物等所得到。
本发明的液晶聚合物在形成诸如相位差板、陷波滤波器、显示圆偏光二向色性膜(偏光片)等显示各种光学功能的光学元件中可以优选使用。特别是呈现胆固醇型液晶相的液晶聚合物在形成格氏取向的圆偏光二向色性光学元件中优选使用。
用于形成圆偏光二向色性光学元件尤其其中反射波长选择在可见光区的元件的液晶聚合物，优选的是由一种或两种以上的以上述通式(b)所表示的光学活性单体与一种或两种以上形成呈现向列液晶相的单体为成分的共聚物，特别是含此光学活性单体单元1至40重量百分数、向列型单体99至60重量百分数的共聚物。
共聚物中上述光学活性单体单元的含有率过低时变得缺少胆固醇型液晶相的形成性，过多时则变得缺少液晶性。由此观点看，优选的此光学活性单体单元的共聚比例为2至38重量百分数，3至35重量百分数为更优选，5至30重量百分数为特别优选。
还有，以由上述通式(b)表示的光学活性单体为全部单体成分的聚合物与形成呈现向列液晶相聚合物的单体为全部单体成分的聚合物之混合物在形成圆偏光二向色性光学元件尤其其中反射波长选择于可见光区的光学元件中也是优选使用的。其混合比例以上述共聚物场合为准。
作为形成上述中的呈现向列液晶相聚合物的单体并无特别限制，合适的单体都可以使用。其中就光学特性等点而言，优选使用下述通式(d)表示的单体
(式中，R4为氢或甲基，e为1至6的整数，X为CO2-或OCO-，p和q为1或2且满足p+q＝3)。
还有，上述通式(d)表示的单体也可以用含有目标导入基团的合适原料按上述通式(a)的场合来合成。
光学元件，其中在把液晶聚合物作为具有以胆固醇型液晶相等构成的固化层的物质的形成中，优选使用的液晶聚合物的分子量以重均分子量为基准计为2000至100000，更优选为2500至50000。该分子量过低时缺少成膜性，过高则缺少作为液晶的取向性，特别是有缺少用摩擦取向膜为中介的单畴化并难于形成均匀取向状态的情况。还有，在形成光学元件中，从元件的耐久性、螺距等取向特性在实用时对温度变化等的稳定性或不变化性等点来说，优选使用玻璃化转变温度在80℃以上的液晶聚合物。
调制均聚型或共聚物等液晶聚合物，可以按例如自由基聚合方式或阳离子聚合方式或阴离子聚合方式等丙烯酸类单体常用的聚合方式来进行。在适用自由基聚合方式的场合，虽然各种聚合引发剂都可使用，不过其中偶氮二异丁腈和过氧化苯甲酰等分解温度不高也不低的中间温度分解的物质，从合成的稳定性等观点来说，是优选使用的。
本发明的液晶聚合物中，胆固醇型液晶的螺距随该共聚物或混合物中的通式(a)表示的单体单元的含有率而改变。显示圆偏光二向色性的波长是由此螺距所决定的，通过控制通式(a)特别是通式(b)表示的单体单元的含有率就可调节显示圆偏光二向色性的波长。
还有，可以由两种以上显示圆偏光二向色性的波长区域不同的液晶聚合物的混合来调节显示圆偏光二向色性的波长区域。据此，如下面叙述的实施例那样，就可容易得到对可见光区的光显示圆偏光二向色性的光学元件。
光学元件的形成是按历来的取向处理方法进行的。例如，可列举的方法是在基片上形成由聚酰亚胺或聚乙烯醇等构成的取向膜，把它用人造纤维布等摩擦处理后，在其上展开液晶聚合物，加热到玻璃化转变温度以上而不到其各向同性转变温度，在液晶分子取向状态下冷却到玻璃化转变温度以下作成玻璃状态，形成此取向固定了的固化层。在此场合，可以做液晶聚合物分子进行格氏取向而形成显示圆偏光二向色性的光学元件。
作为上述的基片，由例如三乙酰基纤维素酯、聚乙烯醇、聚酰亚胺、多芳基化树脂、聚酯或聚碳酸酯、聚砜或聚醚砜、环氧树脂之类塑料构成的膜或玻璃板等是适合使用的材料。在基片上形成的液晶聚合物固化层与基片作为一体物直接用于光学元件或由从基片上剥离的膜等构成光学元件也是可用的。
液晶聚合物的展开以采用加热熔融方法为好，用溶剂的溶液展开也是可以的。所述溶剂适合使用的，例如是二氯甲烷、环己酮、三氯乙烯、四氯乙烷、N-甲基吡咯烷酮、四氢呋喃等。展开可以用棒涂机、旋涂机、辊涂机等合适的涂布机来进行。
所形成的液晶聚合物固化层的厚度过薄时难于显示圆偏光二向色性等光学功能，而过厚时取向性不均匀、不吸收圆偏光二向色性等光学性能，使取向处理需要长时间等，因此以0.1至30μm为优选，0.3至20μm更优选，0.5至10μm为特别优选。还有，在形成光学元件时，根据需要可以配合使用本发明的液晶聚合物之外的聚合物、稳定剂、增塑剂等无机或有机，或者金属类等构成的各种添加剂。
本发明的显示圆偏光二向色性的光学元件中，对于单层液晶聚合物固化层，通例是在显示圆偏光二向色性的波长内有限界。此限界通常为约100nm宽的波长范围，不过在适用于液晶显示装置等场合中希望的是在整个可见光区域或更宽的区域显示圆偏光二向色性。
在本发明中，把对不同波长的光显示圆偏光二向色性的液晶聚合物固化层进行层积，可以扩大显示圆偏光二向色性的波长范围。这种层积除扩大波长范围外，对于处理斜入射光的波长位移是有利的。层积化可以是反射圆偏光中心波长不同的组合的2层或3层以上进行叠层。
例如，把反射圆偏光中心波长为300～900nm的液晶聚合物固化层反射相同方向的圆偏光的组合，且选择反射中心波长不同、各差50nm以上的组合，并将其2～6种层积就可以形成在可见光区的宽波长范围显示圆偏光二向色性的光学元件。在层积时，使用粘合剂等以谋求使各界面的表面反射损耗降低是优选的。
还有，在上面记述中反射相同方向圆偏光的组合的目的在于防止在各层所反射的圆偏光因其位相状态不同而造成在各波长区其偏光状态变为不同、通过反射层等提高再利用反射圆偏光的效率。
由于本发明的显示圆偏光二向色性光学元件，基于圆偏光二向色性将入射光分离成左右圆偏光并作为透射光和反射光供给，此反射光通过反射层等而被再利用，从而可谋求提高光的利用效率，因此可以优选使用在直视型等液晶显示装置等各种装置中作为偏光片与背光等的照射装置等。
上述照明装置可以由例如在使来自侧面的入射光从上、下面中的一面出射那样制作的夹心型导光片中的光出射侧，配置显示圆偏光二向色性光学元件的方式来得到。还有，可以在所述导光片的里面配置反射层，使通过光学元件所反射的圆偏光以此里面反射层为中介被再度反射而入射于光学元件中。
另一方面，在光学元件作为为得到直线偏光的偏光片使用的场合，使用的是显示圆偏光二向色性光学元件与借助显示圆偏光二向色性光学元件使圆偏光进行直线偏光化的相位差层相组合的光学元件。尽管相位差层设置在显示圆偏光二向色性光学元件的透射侧或反射侧都是好的，但上述照明装置中相位差层是设置在透射侧的。
为使圆偏光偏光直线化的移相层，目的是改变从光学元件出射的圆偏光的相位使其变换为直线偏光成分多的状态。由于变换为直线偏光成分多的状态，使得直接入射到液晶池产生亮显示和借助于向附设于液晶池中的偏光片的入射的亮显示成为可能。
据此，作为相位差层，优选使用的是借助光学元件使圆偏光较多形成相当于1/4波长的相位差的直线偏光，同时也把其它波长的光转换为具有与所述直线偏光尽可能平行方向为长径方向且尽可能接近直线偏光的椭圆偏光。
相位差层可以用合适的材质来形成，优选使用的是给出透明、均一相位差的材料。一般来说，用的是如聚碳酸酯之类的塑料拉伸膜构成的相位差片、向列液晶聚合物的单方向取向物或扭曲取向物等。相位差层的相位差根据光学元件的圆偏光波长区域等来合适确定。例如，从波长特性和实用性观点来说，在可见光区，多数场合几乎所有的相位差片都优选使用材质特性显示正双折射的波长色散并产生相位差小的特别是相位差100～200nm的材料。
相位差层可以形成1层或2层以上。在由1层构成的相位差层的场合中，双折射的波长色散越小预期其每个波长的偏光状态越均匀，因此是优选的。另一方面，相位差层的层积化对改善在波长范围内的波长特性是有效的，该组合可根据波长范围等来适宜地决定。
还有，以可见光区为对象作成2层以上的相位差层的场合，从得到直线偏光成分多的光的观点来说，优选的是含1层以上的奇数层的如上述能给出100～200nm相位差的层。给出100～200nm相位差的层之外的层，通常是以给出200～400nm相位差的层形成的层，虽然从改善波长特性观点来说是优选的，不过并不限于此。
下面的实施例更具体的说明了本发明，不过本发明并不限于这些。实施例1把300份氢氧化钾(重量份，下同)用乙醇700毫升和水300毫升的混合液溶解，在此溶液中溶解4-羟基苯甲酸276份和催化剂量的碘化钾后，于加温状态下慢慢加入2-氯乙醇177份，回流约15小时。把所得的反应液蒸去乙醇后加入到2升水中，用乙醚洗此水溶液2次后，加入盐酸使之酸化制备酸性溶液，过滤得沉淀，干燥后用乙醇重结晶，得到4-(2-羟基乙氧基)苯甲酸298份(得率82％)。
接着，把上述4-(2-羟基乙氧基)苯甲酸18.2份溶于300毫升THF中，然后向其中加入丙烯酸乙烯酯19.5份和脂肪酶PS 18份以及少量对甲氧基苯酚，在40℃搅拌3小时。从所得反应液滤去脂肪酶PS后，减压蒸馏此滤液，用丁酮-2/己烷2/1的混合液重结晶生成的固体，得到4-(2-丙酰氧基乙氧基)苯甲酸17.5份(得率74％)。
另一方面，把异山梨醇10.0份与对甲苯磺酸水合物0.5份及THF 100毫升一起在室温下搅拌溶解，然后用90分钟时间向此溶液滴加入用50毫升THF稀释的DHP 5.76份，接着在室温下搅拌90分钟，蒸去所得反应液中的溶剂，把它溶解于250毫升二氯甲烷中，依次用各150毫升饱和食盐水、1N盐酸水溶液、饱和食盐水、饱和碳酸氢钠水溶液、饱和食盐水洗涤，然后用硫酸镁干燥有机层，蒸去溶剂后用硅胶柱色谱(二氯甲烷/乙醚1/1)纯化，得到一侧羟基用THP保护的异山梨醇4.79份。
接着，把上述一侧羟基用THP保护的异山梨醇4.21份、4-氰基苯甲酸2.96份、DCC 4.52份、DMAP 0.28份和乙酸乙酯110毫升在室温搅拌约2小时，然后滤去析出的DCC脲，加入乙酸乙酯使滤液变为150毫升，接着依次用各150毫升的饱和碳酸氢钠水溶液、饱和食盐水、1N盐酸水溶液、饱和食盐水洗涤，硫酸镁干燥，蒸去溶剂得到THP保护的酯7.81份。其液体色谱的纯度为83％。
在300毫升茄型烧瓶中把上述得到的未纯化的THP保护酯7.44份用75毫升THF溶解、回流，再向其中加入12N盐酸3毫升，回流15分钟后蒸去THF，再溶解于200毫升二氯甲烷中，用200毫升饱和食盐水洗2次，再用硫酸镁干燥，蒸去溶剂后用柱色谱(二氯甲烷/乙醚6/1～0/1)纯化，得到上述端基氰基化的异山梨醇衍生物4.63份(纯度97％，得率91％)。
最后，把上述得到的4-(2-丙酰氧基乙氧基)苯甲酸2.55份、端基氰基化的异山梨醇衍生物2.83份、DCC 2.33份及DMAP 0.138份在70毫升二氯甲烷中室温搅拌4.5小时，然后滤去析出的DCC脲，加入二氯甲烷使滤液变为200毫升，接着依次用各200毫升的1N盐酸水溶液、饱和食盐水、饱和碳酸氢钠水溶液、饱和食盐水洗涤，硫酸镁干燥蒸去溶剂后用柱色谱(二氯甲烷/乙醚6/1)纯化，得到以上述式(b1)表示的光学活性单体1.39份(纯度90％，得率23％)。
图1和2分别示出了上述所得光学活性单体的质子核磁共振谱和红外分析结果。实施例2(d1)
把以式(b1)表示的光学活性单体0.168份(0.31毫摩尔)与以上述式(d1)表示的单体1.56份(3.78毫摩尔)加热溶解于16.5毫升THF中，在稳定于55～60℃下进行反应器内部用氮气置换，于存在氧下的情况下滴加溶解0.5份偶氮二异丁腈的THF溶液0.5毫升并进行聚合3小时，然后把此反应液在搅拌下慢慢加入到150毫升乙醚中，得到白色聚合物沉淀，过滤后干燥得到共聚物(得率58％)。这是一种玻璃化转变温度为90℃、各向同性相转变温度为260℃的显示胆固醇结构的共聚物。实施例3按照实施例2，用以式(b1)表示的光学活性单体0.15份(0.28毫摩尔)与式(d1)表示的单体1.64份(3.98毫摩尔)得到玻璃化转变温度为92℃、各向同性相转变温度为275℃的显示胆固醇结构的共聚物。实施例4按照实施例2，用以式(b1)表示的光学活性单体0.13份(0.24毫摩尔)与式(d1)表示的单体1.96份(4.76毫摩尔)得到玻璃化转变温度为95℃、各向同性相转变温度为282℃的显示胆固醇结构的共聚物。实施例5在玻璃板上设置厚度约0.1μm的聚乙烯醇层，把它用人造棉布作摩擦处理，在此处理面上用旋涂机涂布上由实施例2得到的共聚物的30重量百分数之环己烷溶液，干燥后在150℃下进行5分钟的加热取向处理，放置于室温冷却使液晶聚合物的取向于玻璃态下固定化。此液晶聚合物的厚度为2μm，由它与玻璃板的整体物构成的光学元件，显示镜面反射蓝紫色光的圆偏光二向色性，此反射光的波长为405～485nm。再，图3示出了此光学元件的透射特性。实施例6除了使用的是由实施例3得到的共聚物外，按照实施例5操作，得到显示镜面反射绿色光的圆偏光二向色性、反射光的波长为480～555nm的光学元件。图4示出了此光学元件的透射特性。实施例7除了使用的是由实施例4得到的共聚物外，按照实施例5操作，得到显示镜面反射红色光的圆偏光二向色性、反射光的波长为624～740nm的光学元件。图5示出了此光学元件的透射特性。实施例8把按照实施例5、6、7得到的光学元件以丙烯酸类粘合剂为中介进行层积，得到了基于反射光的波长在405～555nm和642～740nm范围的显示圆偏光二向色性的光学元件。实施例9用按照实施例2调制的以式(b1)表示的光学活性单体的均聚物16.8份和以式(d1)表示的单体的均聚物156份的混合物按照实施例5得到光学元件。此光学元件显示镜面反射蓝紫色光的圆偏光二向色性，反射光的波长为415～495nm。
还有，在前面的叙述中，由以式(b1)单体得到的均聚物是玻璃化转变温度为80℃、各向同性相转变温度为210℃、液晶取向特性显示胆固醇结构的均聚物。而由以式(d1)单体得到的均聚物是玻璃化转变温度为85℃、各向同性相转变温度为287℃、液晶取向特性显示向列结构的均聚物。所以，上述混合聚合物的玻璃化转变温度为90℃、各向同性相转变温度为232℃、液晶取向特性显示胆固醇结构。实施例10把异山梨醇50.0份、对氯苯甲酸53.5份和DMAP 1.4份与二氯甲烷500毫升一起在冰浴上搅拌，向其中滴入溶解于二氯甲烷中的DCC77.6份，在冰浴上搅拌2.5小时并在室温搅拌过夜，过滤除去析出的DCC脲，向此滤液加入二氯甲烷使该滤液变为1000毫升，接着依次用各1000毫升的1N盐酸水溶液、饱和食盐水、饱和碳酸氢钠水溶液、饱和食盐水洗涤，硫酸镁干燥，蒸去溶剂后进行硅胶柱色谱纯化(二氯甲烷/乙醚1/1)，得到端基氯苯基化异山梨醇衍生物14.2份。
接着，把上述端基氯苯基化异山梨醇衍生物14.2份与4-(2-丙酰氧基乙氧基)苯甲酸12.9份与二氯甲烷180毫升一起在冰浴上搅拌，向其中加入DMAP 0.5份和微量二丁基羟基甲苯后，一点一点地加入溶解于10毫升二氯甲烷中的DCC 11.3份，撤去冰浴，使其慢慢回到室温的同时搅拌过夜，滤去析出的DCC脲，向此滤液加入二氯甲烷使该滤液变为500毫升，接着依次用各500毫升的1N盐酸水溶液、饱和食盐水、饱和碳酸氢钠水溶液、饱和食盐水洗涤，硫酸镁干燥，蒸去溶剂后，生成的固体用甲苯/己烷70毫升/50毫升的混合液重结晶，得到以下述式(b2)表示的光学活性单体9.34(纯度95％)。此光学活性单体的质子核磁共振谱和红外分析结果示于图6和图7。(b2)
实施例11把以上述式(b2)表示的光学活性单体1.50份(2.98毫摩尔)与以上述式(d1)表示的单体13.3份(32.1毫摩尔)在二甲基乙烯酰胺4份/THF1份的混合溶剂95份中加热溶解，在稳定于55～60℃下进行反应器内部用氮气置换，在不存在氧情况下滴加溶解于上述混合溶剂中的偶氮二异丁腈0.29份的溶液2.0毫升并进行4.5小时聚合处理，此反应液自然过滤后，把滤液边激烈搅拌边快速加入120毫升甲醇，得到白色聚合物沉淀，把它用甲醇3份/THF 2份的混合溶剂50毫升洗涤2次后，干燥得到共聚物。该共聚物是玻璃化转变温度为99℃、各向同性相转变温度为262℃并显示胆固醇结构的共聚物。实施例12除了使用的是由实施例11得到的共聚物外，按照实施例5操作，得到显示镜面反射蓝紫光的圆偏光二向色性、反射光波长为385～460nm的光学元件。图8示出了此光学元件的透过特性。
在产业上的应用可能性本发明的光学活性单体因其大的扭应力而很少的用量就可以得到取向性和耐热性优异的液晶聚合物。而且所得液晶聚合物因好的成膜性而更容易形成良好的单畴状态的格氏取向膜，其取向处理也只要几分钟的短时间就可以达到在玻璃态被稳定固定化。此结果就可以有效形成由薄而轻的液晶聚合物的固化物构成的、螺距等取向状态在实用温度下难变化的耐久性和储存稳定性优异的圆偏光二向色性光学元件，也可以容易得到易控制胆固醇相螺距的在可见光区显示圆偏光二向色性的光学元件。
权利要求
1.光学活性单体，其特征在于。它是由通式(a)
(其中R1为氢或甲基，A、B为有机基团)表示的化合物。
2.权利要求1所述的光学活性单体，其中通式(a)中的A是由通式(a1)COO(CH2)mR2Z[其中m为1至6的整数，R2由下述化学式表示的基团
，Z为COO-或O-]所表示的基团，B是由下述通式(a2)所表示的基团
(其中Y为OCO-或O-，且0≤n≤3，R3在n＝0时为-CdH2d+1，1≤n≤3时为-OCdH2d+1、-H、-CN或-Cl，上述d为1≤d≤3)。
3.侧链型液晶聚合物，其特征在于，它具有由权利要求1所述的光学活性单体构成的结构单元。
4.液晶聚合物，其特征在于，它是由以权利要求2所述的光学活性单体与形成呈现向列液晶相的聚合物的单体为成分，且含上述光学活性单体单元1至40重量百分数所形成的呈现胆固醇型液晶相的共聚物。
5.液晶聚合物，其特征在于，它是由以权利要求2所述的光学活性单体作为全部单体成分的聚合物为1至40重量百分数和形成呈现向列液晶相的聚合物的单体作为全部单体成分的聚合物为99至60重量百分数所形成的且呈现胆固醇型液晶相的混合物。
6.光学元件，其特征在于，它是由权利要求3至5中任一项所述的液晶聚合物所构成的、具有格氏取向的胆固醇型液晶相的固化层并显示圆偏光二向色性。
7.权利要求6中所述的光学元件，该光学元件对可见光区的光显示圆偏光二向色性。
8.权利要求6或7中所述的光学元件，该光学元件由对不同波长的光显示圆偏光二向色性的液晶聚合物的固化层的层积体构成。
9.权利要求6至8中任一项所述的光学元件，该光学元件具有使圆偏光直线偏光化的相位差层。
全文摘要
由所得的扭应力大的单体制得了成膜性优异且胆固醇相之螺距易控制的、可在几分钟的短时间取向处理而形成良好单畴态的格氏取向的、可在玻璃态稳定固定化的液晶聚合物,而且得到了由液晶聚合物的固化物构成的薄而轻的、螺距等取向状态在实用温度下难变化的、耐久性和储存稳定性优异的、以下述通式(a)表示的圆偏光二向色性光学元件。见通式(a)(其中R
文档编号C08F20/26GK1261891SQ98806665
公开日2000年8月2日 申请日期1998年4月27日 优先权日1997年4月28日
发明者泉今日子, 中野秀作, 望月周 申请人:日东电工株式会社