CN110891946A - 聚合性液晶化合物、聚合性液晶组合物、光学各向异性膜、光学膜、偏振片及图像显示装置 - Google Patents

聚合性液晶化合物、聚合性液晶组合物、光学各向异性膜、光学膜、偏振片及图像显示装置 Download PDF

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Abstract

本发明的课题在于提供一种用于形成逆波长分散性及耐湿热性优异的光学各向异性膜的聚合性液晶化合物、聚合性液晶组合物、光学各向异性膜、光学膜、偏振片及图像显示装置。本发明的聚合性液晶化合物为由下述式(1)表示的聚合性液晶化合物,且为由下述式(1)中的Ar表示的基团的ClogP值为4.3以上且小于7.0的聚合性液晶化合物。

Description

聚合性液晶化合物、聚合性液晶组合物、光学各向异性膜、光 学膜、偏振片及图像显示装置
技术领域
本发明涉及一种聚合性液晶化合物、聚合性液晶组合物、光学各向异性膜、光学膜、偏振片及图像显示装置。
背景技术
对于表示逆波长分散性的聚合性化合物,由于具有能够进行广波长范围内的准确的光线波长的转换、及由于具有高折射率而能够使相位差薄膜薄膜化等的特征,因此积极地进行研究。
并且,作为表示逆波长分散性的聚合性化合物,通常采用T型分子设计指南,并且要求将分子长轴的波长进行短波长化,且将位于分子中央处的短轴的波长进行长波长化。
因此,已知在位于分子中央处的短轴的骨架(以下,还称为“逆波长分散显现部”。)与分子长轴的连结中,利用没有吸收波长的亚环烷基骨架(例如,参考专利文献1~专利文献4)。
以往技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2008-273925号公报
专利文献2:日本特开2010-031223号公报
专利文献3:国际公开第2014/010325号
专利文献4:日本特开2016-081035号公报
发明内容
发明要解决的技术课题
本发明人等对专利文献1~专利文献4进行研究的结果发现了:根据聚合性化合物的种类、聚合引发剂的种类及固化温度等聚合条件而有时所形成的光学各向异性膜的逆波长分散性差,并且有时具有在所形成的光学各向异性膜暴露在高温高湿下时导致双折射率发生变化的问题即耐湿热性差。
因此,本发明的课题在于提供一种用于形成逆波长分散性及耐湿热性优异的光学各向异性膜的聚合性液晶化合物、聚合性液晶组合物、光学各向异性膜、光学膜、偏振片及图像显示装置。
用于解决技术课题的手段
为了实现上述课题,本发明人等进行深入研究的结果,发现通过构成逆波长分散显现部的芳香环满足规定的ClogP值,且在将逆波长分散显现部作为中心的分子的长轴方向上具有规定的骨架,所形成的光学各向异性膜的逆波长分散性及耐湿热性均得到提高,以完成了本发明。
即,发现了通过以下结构能够实现上述课题。
[1]一种聚合性液晶化合物,其为由后述的式(1)表示的聚合性液晶化合物,由后述的式(1)中的Ar表示的基团的ClogP值为4.3以上且小于7.0。
[2]根据[1]所述的聚合性液晶化合物,其中,后述的式(1)中的Ar为包含由后述的式(Ar-2)表示的基团的芳香环,
后述的式(Ar-2)中的Z1表示碳原子数3~20的1价的脂肪族烃基、碳原子数6~20的1价的芳香族烃基、卤素原子、-OR6、-NR7R8或-SR9
[3]根据[1]所述的聚合性液晶化合物,其中,后述的式(1)中的Ar为选自由后述的式(Ar-1)、式(Ar-4)及式(Ar-5)所表示的基团组成的组中的任一个芳香环,后述的式(Ar-1)、式(Ar-4)及式(Ar-5)中的Z1及Z2均表示氢原子。
[4]根据[1]至[3]中任一项所述的聚合性液晶化合物,其中,后述的式(1)中的D1及D2表示-O-,且D3及D4表示-O-CO-。
[5]一种聚合性液晶组合物,其含有[1]至[4]中任一项所述的聚合性液晶化合物。
[6]根据[5]所述的聚合性液晶组合物,其还含有与聚合性液晶化合物不同且具有1个以上的聚合性基团的聚合性化合物。
[7]一种光学各向异性膜,其通过使[5]或[6]所述的聚合性液晶组合物聚合而获得。
[8]一种光学膜,其具有[7]所述的光学各向异性膜。
[9]一种偏振片,其具有[8]所述的光学膜和起偏器。
[10]一种图像显示装置,其具有[8]所述的光学膜或[9]所述的偏振片。
发明效果
根据本发明,能够提供一种用于形成逆波长分散性及耐湿热性优异的光学各向异性膜的聚合性液晶化合物、聚合性液晶组合物、光学各向异性膜、光学膜、偏振片及图像显示装置。
附图说明
图1A是表示本发明的光学膜的一例的示意性剖视图。
图1B是表示本发明的光学膜的一例的示意性剖视图。
图1C是表示本发明的光学膜的一例的示意性剖视图。
具体实施方式
以下,对本发明进行详细说明。
以下所记载的构成要件的说明有时是基于本发明的代表性实施方式来进行的,但本发明并不限定于这种实施方式。
本说明书中,使用“~”来表示的数值范围是指将“~”的前后所记载的数值作为下限值及上限值而包含的范围。
并且,本说明书中,所标记的二价的基团(例如,-O-CO-)的键合方向并无特别限制,例如,在后述式(1)中的D3为-O-CO-的情况下,若将键合于SP1侧的位置设为*1,且将键合于环己烷环侧的位置设为*2,则D3可以是*1-O-CO-*2,也可以是*1-CO-O-*2。
[聚合性液晶化合物]
本发明的聚合性液晶化合物是由下述式(1)表示的化合物。
[化学式1]
Figure BDA0002371405100000041
并且,本发明的聚合性液晶化合物中,由上述式(1)中的Ar表示的基团的ClogP值为4.3以上且小于7.0。
在此,ClogP值是指通过计算对1-辛醇和水的分配系数P的常用对数logP而求出的值。关于用于计算ClogP值的方法和软件,能够使用公知的方法和软件,但是只要并无特别说明,则在本发明中使用在Cambridge soft公司的Che mBioDraw Ultra 13.0中编入的ClogP程序。另外,本发明中,ClogP值采用将小数点后第2位舍去而得的值,例如,“4.29”不包含在4.3以上且小于7.0的范围内,“6.98”包含在4.3以上且小于7.0的范围内。
本发明中,如上所述,通过由上述式(1)中的Ar表示的基团(芳香环)的ClogP值成为4.3以上且小于7.0,且在将Ar作为中心的分子的长轴方向上具有环己烷环彼此通过单键连结而成的骨架,所形成的光学各向异性膜的逆波长分散性及耐湿热性变得良好。
虽然其详细内容尚不明确,但是本发明人等如下推测。
即,认为:通过由上述式(1)表示的化合物在分子长轴方向上具有环己烷环彼此通过单键连结而成的结构,且在分子长轴方向上不具有苯环,能够实现更短波长化,其结果,所形成的光学各向异性膜的逆波长分散性得到提高。
并且,认为:通过由上述式(1)表示的化合物的构成逆波长分散显现部的芳香环的ClogP值为4.3以上且小于7.0,由此逆波长分散显现部的珠水性得到提高,耐湿热性变得良好。
以下,关于本发明的聚合性液晶化合物,对上述式(1)的结构进行详细说明。
如上所述,本发明的聚合性液晶化合物为由下述式(1)表示的聚合性液晶化合物。
[化学式2]
Figure BDA0002371405100000042
上述式(1)中,D1及D2分别独立地表示-O-、-S-或-NR1-,D3及D4分别独立地表示单键、-O-CO-、-C(=S)O-、-CR1R2-、-CR1R2-CR3R4-、-O-CR1R2-、-CR1R2-O-CR3R4-、-CO-O-CR1R2-、-O-CO-CR1R2-、-CR1R2-O-CO-CR3R4-、-CR1R2-CO-O-CR3R4、-NR1-CR2R3-或-CO-NR1-。R1、R2、R3及R4分别独立地表示氢原子、氟原子或碳原子数1~4的烷基。
并且,上述式(1)中,SP1及SP2分别独立地表示单键、碳原子数1~12的直链状或支链状的亚烷基、或者构成碳原子数1~12的直链状或支链状的亚烷基的1个以上的-CH2-被-O-、-S-、-NH-、-N(Q)-或-CO-取代而得的2价的连接基团,Q表示取代基。
并且,上述式(1)中,L1及L2分别独立地表示1价的有机基团,L1及L2的至少一个表示聚合性基团。其中,在Ar为由后述的式(Ar-3)表示的芳香环的情形下,L1及L2以及后述的式(Ar-3)中的L3及L4的至少一个表示聚合性基团。
并且,上述式(1)中,Ar表示选自包含由后述的式(Ar-1)~(Ar-5)所表示的基团组成的组中的任一个芳香环。
上述式(1)中,作为SP1及SP2所示的碳原子数1~12的直链状或支链状的亚烷基,例如,可优选举出亚甲基、亚乙基、亚丙基、亚丁基、亚戊基、亚己基、甲基己烯基、庚烯基等。
并且,上述式(1)中,作为L1及L2所示的1价的有机基团,例如,能够举出烷基、芳基、杂芳基等。烷基可以是直链状、支链状或环状,但是优选直链状。烷基的碳原子数优选1~30,更优选1~20,进一步优选1~10。并且,芳基可以是单环,也可以是多环,但是优选单环。芳基的碳原子数优选6~25,更优选6~10。并且,杂芳基可以是单环,也可以是多环。构成杂芳基的杂原子的数量优选1~3。构成杂芳基的杂原子优选氮原子、硫原子、氧原子。杂芳基的碳原子数优选6~18,更优选6~12。并且,烷基、芳基及杂芳基可以未经取代,也可以具有取代基。作为取代基,可举出与后述的式(Ar-1)中的Y1可以具有的取代基相同的取代基。
另一方面,上述式(1)中,L1及L2的至少一个所表示的聚合性基团,并无特别限定,但是优选能够进行自由基聚合或阳离子聚合的聚合性基团。
作为自由基聚合性基团,能够使用众所周知的自由基聚合性基团,作为优选的自由基聚合性基团,能够举出丙烯酰基或甲基丙烯酰基。已知在该情况下,通常丙烯酰基的聚合速度快,从提高生产率的观点出发,优选丙烯酰基,但是甲基丙烯酰基也能够同样地用作聚合性基团。
作为阳离子聚合性基团,能够使用众所周知的阳离子聚合性基团,具体而言,能够举出脂环式醚基、环状缩醛基、环状内酯基、环状硫醚基、螺环原酸酯基及乙烯氧基等。其中,优选脂环式醚基或乙烯氧基,尤其优选环氧基、氧杂环丁基或乙烯氧基。
作为尤其优选的聚合性基团的例,可举出下述。
[化学式3]
Figure BDA0002371405100000061
并且,上述式(1)中,Ar表示选自包含由下述式(Ar-1)~(Ar-5)表示的基团的组中的任一个芳香环。另外,下述式(Ar一1)~(Ar-5)中,*表示与上述式(1)中的D1或D2的键合位置。
[化学式4]
Figure BDA0002371405100000062
在此,上述式(Ar-1)中,Q1表示N或CH,Q2表示-S-、-O-或-N(R5)-,R5表示氢原子或碳原子数1~6的烷基,Y1表示可以具有取代基的碳原子数6~12的芳香族烃基、或碳原子数3~12的芳香族杂环基。
作为R5所表示的碳原子数1~6的烷基,具体而言,例如可举出甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基及正己基等。
作为Y1所表示的碳原子数6~12的芳香族烃基,例如可举出苯基、2,6-二乙基苯基、萘基等芳基。
作为Y1所表示的碳原子数3~12的芳香族杂环基,例如可举出噻吩基、噻唑基、呋喃基、吡啶基等杂芳基。
并且,作为Y1可以具有的取代基,例如可举出烷基、烷氧基、卤素原子等。
作为烷基,例如优选碳原子数1~18的直链状、支链状或环状的烷基,更优选碳原子数1~8的烷基(例如,甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、环己基等),进一步优选碳原子数1~4的烷基,尤其优选甲基或乙基。
作为烷氧基,例如优选碳原子数1~18的烷氧基,更优选碳原子数1~8的烷氧基(例如,甲氧基、乙氧基、正丁氧基、甲氧基乙氧基),进一步优选碳原子数1~4的烷氧基,尤其优选甲氧基或乙氧基。
作为卤素原子,例如可举出氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等,其中,优选氟原子、氯原子。
并且,上述式(Ar-1)~(Ar-5)中,Z1、Z2及Z3分别独立地表示氢原子、碳原子数1~20的1价的脂肪族烃基、碳原子数3~20的1价的脂环式烃基、碳原子数6~20的1价的芳香族烃基、卤素原子、氰基、硝基、-OR6、-NR7R8或-SR9,R6~R9分别独立地表示氢原子或碳原子数1~6的烷基,Z1及Z2可以相互键合而形成芳香环。
作为碳原子数1~20的1价的脂肪族烃基,优选碳原子数1~15的烷基,更优选碳原子数1~8的烷基,具体而言,进一步优选甲基、乙基、异丙基、叔戊基(1,1-二甲基丙基)、叔丁基、1,1-二甲基-3,3-二甲基-丁基,尤其优选甲基、乙基、叔丁基。
作为碳原子数3~20的1价的脂环式烃基,例如可举出环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基、环辛基、环癸基、甲基环己基、乙基环己基等单环式饱和烃基;环丁烯基、环戊烯基、环己烯基、环庚烯基、环辛烯基、环癸烯基、环戊二烯基、环己二烯基、环辛二烯基、环癸二烯等单环式不饱和烃基;双环[2.2.1]庚基、双环[2.2.2]辛基、三环[5.2.1.02,6]癸基、三环[3.3.1.13,7]癸基、四环[6.2.1.13,6.02,7]十二烷基、金刚烷基等多环式饱和烃基;等。
作为碳原子数6~20的1价的芳香族烃基,具体而言,例如可举出苯基、2,6-二乙基苯基、萘基、联苯基等,优选碳原子数6~12的芳基(尤其,苯基)。
作为卤素原子,例如可举出氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等,其中,优选氟原子、氯原子、溴原子。
另一方面,作为R6~R8所表示的碳原子数1~6的烷基,具体而言,例如可举出甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基及正己基等。
并且,上述式(Ar-2)及(Ar-3)中,A1及A2分别独立地表示选自包含-O-、-N(R10)-、-S-及-CO-的组中的基团,R10表示氢原子或取代基。
作为R10所表示的取代基,可举出与上述式(Ar-1)中的Y1可以具有的取代基相同的取代基。
并且,上述式(Ar-2)中,X表示氢原子或可以键合有取代基的第14~16族的非金属原子。
并且,作为X所表示的第14~16族的非金属原子,例如可举出氧原子、硫原子、具有取代基的氮原子、具有取代基的碳原子,作为取代基,具体而言,例如可举出烷基、烷氧基、烷基取代烷氧基、环状烷基、芳基(例如,苯基、萘基等)、氰基、氨基、硝基、烷基羰基、磺基、羟基等。
并且,上述式(Ar-3)中,D5及D6分别独立地表示单键、-CO-O-、-C(=S)O-、-CR1R2-、-CR1R2-CR3R4-、-O-CR1R2-、-CR1R2-O-CR3R4-、-CO-O-CR1R2-、-O-CO-CR1R2-、-CR1R2-O-CO-CR3R4-、-CR1R2-CO-O-CR3R4-、-NR1-CR2R3-或-CO-NR1-。R1、R2、R3及R4分别独立地表示氢原子、氟原子或碳原子数1~4的烷基。
并且,上述式(Ar-3)中,SP3及SP4分别独立地表示单键、碳原子数1~12的直链状或支链状的亚烷基、或者构成碳原子数1~12的直链状或支链状的亚烷基的1个以上的-CH2-被-O-、-S-、-NH-、-N(Q)-或-CO-取代而得的2价的连接基团,Q表示取代基。作为取代基,可举出与上述式(Ar-1)中的Y1可以具有的取代基相同的取代基。
并且,上述式(Ar-3)中,L3及L4分别独立地表示1价的有机基团,L3及L4以及上述式(1)中的L1及L2的至少一个表示聚合性基团。
作为1价的有机基团,可举出与在上述式(1)中的L1及L2中说明的基团相同的基团。
并且,作为聚合性基团,可举出与在上述式(1)中的L1及L2中说明的基团相同的基团。
并且,上述式(Ar-4)~(Ar-5)中,Ax表示具有选自由芳香族烃环及芳香族杂环组成的组中的至少一个芳香环的碳原子数2~30的有机基团。
并且,上述式(Ar-4)~(Ar-5)中,Ay表示氢原子、可以具有取代基的碳原子数1~12的烷基、或具有选自由芳香族烃环及芳香族杂环组成的组中的至少一个芳香环的碳原子数2~30的有机基团。
在此,Ax及Ay中的芳香环可以具有取代基,也可以Ax与Ay键合而形成环。
并且,Q3表示氢原子、或可以具有取代基的碳原子数1~6的烷基。
作为Ax及Ay,可举出专利文献3(国际公开第2014/010325号)的[0039]至[0095]段中所记载的基团。
并且,作为Q3所表示的碳原子数1~6的烷基,具体而言,例如可举出甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基及正己基等,作为取代基,可举出与上述式(Ar-1)中的Y1可以具有的取代基相同的取代基。
本发明中,在上述式(1)中的Ar为包含由上述式(Ar-2)表示的基团的芳香环的情况下,从所形成的光学各向异性膜的耐湿热性变得更良好的理由出发,优选为上述式(Ar-2)中的Z1表示碳原子数3~20的1价的脂肪族烃基、碳原子数6~20的1价的芳香族烃基、卤素原子、-OR6、-NR7R8或-SR9的化合物。
本发明中,在上述式(1)中的Ar为选自包含由上述式(Ar-1)、式(Ar-4)及式(Ar-5)表示的基团的组中的任一个芳香环的情况下,就液晶性的观点出发,优选为上述式(Ar-1)、式(Ar-4)及式(Ar-5)中的Z1及Z2均表示氢原子的化合物。
本发明中,作为由上述式(1)表示的聚合性化合物,从容易合成的理由出发,优选为上述式(1)中的D1及D2表示-O-,且D3及D4表示-O-CO-的化合物。
本发明中,作为由上述式(1)表示的聚合性化合物,例如,可举出由下述式(I)~(V)表示的化合物,具体而言,作为下述式(I)~(V)中的K(侧链结构),可分别举出具有下述表1及表2中所示的侧链结构的化合物。
另外,下述表1及表2中,K的侧链结构中所示的“*”表示与芳香环的键合位置。
并且,以下说明中,将由下述式(I)表示,且具有下述表1中的1-1所示的基团的化合物标记为“化合物(I-1-1)”,关于具有其他结构式及基团的化合物,也通过相同的方法来进行标记。例如,能够将由下述式(II)表示,且具有下述表2中的2-3所示的基团的化合物标记为“化合物(II-2-3)”。
并且,由下述表1中的1-2及下述表2中的2-2表示的侧链结构中,分别与丙烯酰氧基及甲基丙烯酰基相邻的基团表示亚丙基(甲基取代亚乙基而得的基团),且表示甲基位置不同的位置异构体的混合物。
[化学式5]
Figure BDA0002371405100000101
[表1]
Figure BDA0002371405100000111
[表2]
Figure BDA0002371405100000121
本发明中,从所形成的光学各向异性膜的耐湿热性变得更良好的理由出发,由上述式(1)中的Ar表示的基团的ClogP值优选为4.4以上且6.9以下。
〔聚合性液晶化合物的合成方法〕
本发明的聚合性液晶化合物的合成方法并无特别限定,但是例如,可举出具有如下工序的方法:第1酯化工序,使由下述式(2)表示的化合物与由下述式(3)表示的化合物进行反应,而生成酚化合物;及
第2酯化工序,使在第1酯化工序中获得的酚化合物与由下述式(4)表示的化合物进行反应,而获得本发明的聚合性液晶化合物。
另外,在由下述式(3)表示的化合物与由下述式(4)表示的化合物为相同的化合物的情况下,通过使由下述式(2)表示的化合物与由下述式(3)表示的化合物进行反应,能够合成本发明的聚合性液晶化合物。
并且,通过混合由下述式(2)表示的化合物、由下述式(3)表示的化合物及由下述式(4)表示的化合物并进行反应,能够作为末端结构不同的多个聚合性液晶化合物的混合物而获得。
并且,由下述式(2)表示的化合物可以同时使用2种以上,在同时使用2种以上的由下述式(2)表示的化合物的情况下,本发明的聚合性液晶化合物可作为相当于逆波长分散显现部的Ar的结构不同的多个聚合性液晶化合物的混合物而获得。
[化学式6]
HO-Ar-OH (2)
Figure BDA0002371405100000131
Figure BDA0002371405100000132
在此,上述式(2)中的Ar、上述式(3)中的L1、SP1及D3、以及上述式(4)中的L2、SP2及D4均与在上述式(1)中说明的内容相同。
另外,通过上述的合成方法获得的聚合性液晶化合物为由上述式(1)表示的聚合性液晶化合物中上述式(1)中的D1及D2表示-O-且D3及D4表示-O-CO-的化合物。
<酯化反应>
上述的第1酯化工序及第2酯化工序、以及使由上述式(3)表示的化合物与由上述式(4)表示的化合物为相同的化合物时的由上述式(2)表示的化合物和由上述式(3)表示的化合物进行反应的工序中,反应条件并无特别限定,能够适当地采用以往公知的酯化反应条件。
例如,关于反应温度,优选在-10~40℃下进行,更优选在-5~30℃下进行,进行一步优选在0~20℃下进行。
并且,关于反应时间,优选进行10分钟~24小时,更优选进行1小时~10小时,进一步优选进行1小时~8小时。
[聚合性液晶组合物]
本发明的聚合性液晶组合物为含有上述的本发明的聚合性液晶化合物的聚合性液晶组合物,除了本发明的聚合性液晶化合物以外,还能够含有后述的其他聚合性化合物、聚合引发剂及溶剂等。
〔其他聚合性化合物〕
除了上述的本发明的聚合性液晶化合物以外,本发明的聚合性液晶组合物还可以包含具有1个以上的聚合性基团的其他聚合性化合物。
在此,其他聚合性化合物所具有的聚合性基团并无特别限定,例如可举出(甲基)丙烯酰基、乙烯基、苯乙烯基、烯丙基等。其中,优选具有(甲基)丙烯酰基。
作为其他聚合性化合物,从所形成的光学各向异性膜的耐湿热性得到进一步提高的理由出发,优选具有1~4个聚合性基团的其他聚合性化合物,更优选具有2个聚合性基团的其他聚合性化合物。
作为其他聚合性化合物,可举出日本特开2016-053709号公报的[0073]~[0074]段中所记载的化合物。
并且,作为其他聚合性化合物,可举出日本特开2014-077068号公报的[0030]~[0033]段中所记载的由式(M1)、(M2)、(M3)表示的化合物,更具体而言,可举出日本特开2014-077068号公报的[0046]~[0055]段中所记载的具体例。
并且,作为其他聚合性化合物,还能够优选使用日本特开2014-198814号公报中所记载的式(1)~(3)的结构的聚合性化合物,更具体而言,可举出日本特开2014-198814号公报的[0020]~[0035]、[0042]~[0050]、[0056]~[0057]段中所记载的具体例。
并且,作为其他聚合性化合物,可举出是由上述式(1)表示的聚合性液晶化合物,且由上述式(1)中的Ar表示的基团的ClogP值小于4.3的化合物,从是由上述式(1)表示的聚合性液晶化合物,且所形成的光学各向异性膜的逆波长分散性变得更良好的理由出发,可优选举出由上述式(1)中的Ar表示的基团的ClogP值为3.5以下的化合物。
含有这种其他聚合性化合物时的含量相对于与上述的本发明的聚合性液晶化合物的总质量优选小于50质量%,更优选为40质量%以下,进一步优选为10~30质量%。
〔聚合引发剂〕
优选本发明的聚合性液晶组合物含有聚合引发剂。
优选所使用的聚合引发剂为通过紫外线照射而能够引发聚合反应的光聚合引发剂。
作为光聚合引发剂,例如可举出d-羰基化合物(记载于美国专利第2367661号、美国专利第2367670号的各说明书)、偶姻醚(记载于美国专利第2448828号说明书)、α-烃取代芳香族偶姻化合物(记载于美国专利第2722512号说明书)、多核醌化合物(记载于美国专利第3046127号、美国专利第2951758号的各说明书)、三芳基咪唑二聚体和对氨基苯基酮的组合(记载于美国专利第3549367号说明书)、吖啶及吩嗪化合物(记载于日本特昭60-105667号公报、美国专利第4239850号说明书)及噁二唑化合物(记载于美国专利第4212970号说明书)、酰基膦氧化合物(记载于日本特公昭63-040799号公报、日本特公平5-029234号公报、日本特开平10-095788号公报、日本特开平10-029997号公报)等。
本发明中,从所形成的光学各向异性膜的耐湿热性得到进一步提高的理由出发,优选聚合引发剂为肟型聚合引发剂,具体而言,更优选由下述式(PI)表示的聚合引发剂。
[化学式7]
Figure BDA0002371405100000151
上述式(PI)中,X2表示氢原子或卤素原子。
并且,上述式(PI)中,Ar2表示2价的芳香族基,D7表示碳原子数1~12的2价的有机基团。
并且,上述式(PI)中,R11表示碳原子数1~12的烷基,Y2表示1价的有机基团。
上述式(PI)中,作为X2所表示的卤素原子,例如可举出氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等,其中,优选氯原子。
并且,上述式(PI)中,作为Ar2所表示的2价的芳香族基,例如可举出具有苯环、萘环、蒽环、菲咯啉环等芳香族烃环;呋喃环、吡咯环、噻吩环、吡啶环、噻唑环、苯并噻唑环等芳香族杂环的2价的基团等。
并且,上述式(PI)中,作为D7所表示的碳原子数1~12的2价的有机基团,例如可举出碳原子数1~12的直链状或支链状的亚烷基,具体而言,可优选举出亚甲基、亚乙基、亚丙基等。
并且,上述式(PI)中,作为R11所表示的碳原子数1~12的烷基,具体而言,例如可优选举出甲基、乙基、丙基等。
并且,上述式(PI)中,作为Y2所表示的1价的有机基团,例如可举出包含二苯甲酮骨架((C6H5)2CO)的官能团。具体而言,如由下述式(PIa)及下述式(PIb)表示的基团那样,优选包含末端的苯环是未取代或单取代的二苯甲酮骨架的官能团。另外,下述式(PIa)及下述式(PIb)中,*表示键合位置、即与上述式(PI)中的羰基的碳原子的键合位置。
[化学式8]
Figure BDA0002371405100000161
Figure BDA0002371405100000162
作为由上述式(PI)表示的肟型聚合引发剂,例如可举出由下述式(PI-1)表示的化合物或由下述式(PI-2)表示的化合物等。
[化学式9]
Figure BDA0002371405100000171
Figure BDA0002371405100000172
本发明中,上述聚合引发剂的含量并无特别限定,但是优选为聚合性液晶组合物的固体成分的0.01~20质量%,更优选为0.5~5质量%。
〔溶剂〕
从形成光学各向异性膜的操作性等的观点出发,优选本发明的聚合性液晶组合物含有溶剂。
作为溶剂,具体而言,例如可举出酮类(例如,丙酮、2-丁酮、甲基异丁基酮、环己酮、环戊酮等)、醚类(例如,二噁烷、四氢呋喃等)、脂肪族烃类(例如,己烷等)、脂环式烃类(例如,环己烷等)、芳香族烃类(例如,甲苯、二甲苯、三甲苯等)、卤代碳类(例如,二氯甲烷、二氯乙烷、二氯苯、氯甲苯等)、酯类(例如,乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯等)、水、醇类(例如,乙醇、异丙醇、丁醇、环己醇等)、溶纤剂类(例如,甲基溶纤剂、乙基溶纤剂等)、溶纤剂乙酸酯类、亚砜类(例如,二甲基亚砜等)、酰胺类(例如,二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺等)等,可以单独使用它们中的1种,也可以同时使用2种以上。
〔流平剂〕
从将光学各向异性膜的表面保持为平滑,并使取向控制变得容易的观点出发,优选本发明的聚合性液晶组合物含有流平剂。
作为这种流平剂,从相对于添加量的流平效果高的理由出发,优选氟系流平剂或硅系流平剂,从难以引起渗出(起霜、渗漏)的观点出发,更优选氟系流平剂。
作为流平剂,具体而言,例如可举出日本特开2007-069471号公报的[0079]~[0102]段中所记载的化合物、日本特开2013-047204号公报中所记载的由通式(I)表示的化合物(尤其,[0020]~[0032]段中所记载的化合物)、日本特开2012-211306号公报中所记载的由通式(I)表示的化合物(尤其,[0022]~[0029]段中所记载的化合物)、日本特开2002-129162号公报中所记载的由通式(I)表示的液晶取向促进剂(尤其,[0076]~[0078]及[0082]~[0084]段中所记载的化合物)、日本特开2005-099248号公报中所记载的由通式(I)、(II)及(III)表示的化合物(尤其,[0092]~[0096]段中所记载的化合物)等。另外,可以兼备作为后述的取向控制剂的功能。
(取向控制剂〕
根据需要,本发明的聚合性液晶组合物能够含有取向控制剂。
通过取向控制剂,除了均匀取向以外,还能够形成垂直取向(Vertical取向)、倾斜取向、混合取向、胆甾醇取向等各种取向状态,并且,能够更均匀且更精密地控制并实现特定的取向状态。
作为促进均匀取向的取向控制剂,例如能够使用低分子的取向控制剂或高分子的取向控制剂。
作为低分子的取向控制剂,例如能够参考日本特开2002-020363号公报的[0009]~[0083]段、日本特开2006-106662号公报的[0111]~[0120]段、及日本特开2012-211306公报的[0021]~[0029]段的记载,且该内容被编入本申请说明书中。
并且,作为高分子的取向控制剂,例如能够参考日本特开2004-198511号公报的[0021]~[0057]段、及日本特开2006-106662号公报的[0121]~[0167]段,且该内容被编入本申请说明书中。
并且,作为形成或促进垂直取向的取向控制剂,例如可举出硼酸化合物、鎓盐化合物,具体而言,能够参考日本特开2008-225281号公报的[0023]~[0032]段、日本特开2012-208397号公报的[0052]~[0058]段、日本特开2008-026730号公报的[0024]~[0055]段、日本特开2016-193869号公报的[0043]~[0055]段等中所记载的化合物,且该内容被编入本申请说明书中。
另一方面,关于胆甾醇取向,能够通过在本发明的聚合性液晶组合物中加入手性剂来实现,且能够根据其手性方向来控制胆甾醇取向的回旋方向。另外,能够根据手性剂的取向限制力来控制胆甾醇取向的间距。
相对于聚合性液晶组合物中的总固体成分质量,含有取向控制剂时的含量优选为0.01~10质量%,更优选为0.05~5质量%。若含量在该范围内,则能够获得实现所期望的取向状态,并且没有析出、相分离、取向缺陷等,而均匀且高透明性的光学各向异性膜。
这些取向控制剂还能够赋予聚合性官能团、尤其能够赋予能够与构成本发明的聚合性液晶组合物的聚合性液晶化合物聚合的聚合性官能团。
〔紫外线吸收剂〕
本发明的聚合性液晶组合物可以含有由下述式(5)表示的紫外线吸收剂。
并且,优选由上述式(1)表示的聚合性液晶化合物的极大吸收波长A和由下述式(5)表示的紫外线吸收剂的极大吸收波长B满足下述式(6)。
在此,本说明书中,极大吸收波长是指在300~400nm的波长区域中存在的峰值的最长波长侧的吸收波长,在吸收光谱显示双峰性的峰值的情况下,将长波长侧的吸收设为极大吸收波长。
[化学式10]
Figure BDA0002371405100000191
0nm≤A-B<24nm……(6)
上述式(5)中,Ar表示可以具有取代基的芳香族烃环或芳香族杂环。
在此,作为芳香族烃环,例如可举出苯基、2,6-二乙基苯基、萘基等芳基。
并且,作为芳香族杂环,例如可举出噻吩基、噻唑基、呋喃基、吡啶基等杂芳基。
并且,作为Ar可以具有的取代基,例如可举出烷基、烷氧基、卤素原子等。
作为烷基,例如优选碳原子数1~18的直链状、支链状或环状的烷基,更优选碳原子数1~8的烷基(例如,甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、环己基等),进一步优选碳原子数1~4的烷基,尤其优选甲基或乙基。
作为烷氧基,例如优选碳原子数1~18的烷氧基,更优选碳原子数1~8的烷氧基(例如,甲氧基、乙氧基、正丁氧基、甲氧基乙氧基),进一步优选碳原子数1~4的烷氧基,尤其优选甲氧基或乙氧基。
作为卤素原子,例如可举出氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等,其中,优选氟原子、氯原子。
并且,上述式(5)中,X表示碳原子或氮原子,Y表示氧原子或氮原子,Z表示氧原子或氮原子,X、Y及Z可以各自具有取代基,也可以X所具有的取代基与Y所具有的取代基相互键合而形成包含X及Y的环。其中,关于X与Y的键合形式,根据Y是否具有取代基,可以是双键,也可以是三键。
作为X、Y及Z可以具有的取代基,可举出与Ar可以具有的取代基相同的取代基。
作为由上述式(5)表示的紫外线吸收剂,例如可举出日本特开2007-072163号公报的[0018]至[0031]段中所记载的化合物,具体而言,可举出日本特开2007-072163号公报的[0055]至[0105]段中所记载的化合物。
此外,作为由上述式(5)表示的紫外线吸收剂,例如还可举出日本特开2013-082707号公报的[0011]至[0041]段中所记载的三嗪系化合物。
并且,关于由上述式(5)表示的紫外线吸收剂,作为市售品,能够使用Tinuvin400、Tinuvin405、Tinuvin460、Tinuvin477、Tinuvin479及Tinuvin1577(均由BASF公司制造)等。
本发明中,从所形成的光学各向异性膜的耐光性变得良好的理由出发,相对于由上述式(1)表示的聚合性液晶化合物的含量,含有由上述式(5)表示的紫外线吸收剂时的含量优选为1~20质量%。
虽然耐光性变得良好的理由尚不明确,但是推测为:若聚合性液晶化合物的极大吸收波长A和紫外线吸收剂的极大吸收波长B满足上述式(6),聚合性液晶化合物及紫外线吸收剂的吸收波长重叠的区域增加,容易引起从聚合性液晶化合物至紫外线吸收剂的能量转移。其结果,推测聚合性液晶化合物的分解得到抑制,且光学各向异性膜的耐光性得到提高。
[光学各向异性膜]
本发明的光学各向异性膜为将上述的本发明的聚合性液晶组合物聚合而获得的光学各向异性膜。
作为光学各向异性膜的形成方法,例如可举出使用上述的本发明的聚合性液晶组合物,设为所期望的取向状态之后,通过聚合进行固定化的方法等。
在此,聚合条件并无特别限定,但是通过光照射的聚合中,优选使用紫外线。照射量优选为10mJ/cm2~50J/cm2,更优选为20mJ/cm2~5J/cm2,进一步优选为30mJ/cm2~3J/cm2,尤其优选为50mJ/cm2~1000mJ/cm2。并且,为了促进聚合反应,可以在加热条件下实施。
另外,本发明中,光学各向异性膜能够形成于后述的本发明的光学膜中的任意的支撑体上、后述的本发明的偏振片中的起偏器上。
本发明中,从图像显示装置、尤其是液晶显示装置中的对比度比得到提高的理由出发,光学各向异性膜优选为在使上述的本发明的聚合性液晶组合物取向于近晶相之后进行聚合(将取向固定化)而获得的膜。
认为这是因为:近晶相的秩序度高于向列相,且由光学各向异性层的取向紊乱引起的散射得到抑制。另外,关于光学各向异性膜是否呈近晶相,能够根据通过X射线衍射是否具有周期结构来进行判断。例如,通过利用薄膜X射线衍射装置ATXG(RigakuCorporation制造)分析衍射图谱,能够确认有无周期结构。
本发明的光学各向异性膜优选正A板或正C板,更优选正A板。
在此,正A板(positive A plate)和正C板(positive C plate)定义为如下。
当将薄膜面内的慢轴方向(面内的折射率最大的方向)的折射率设为nx,将在面内与面内的慢轴正交的方向的折射率设为ny,将厚度方向的折射率设为nz时,正A板满足式(A1)的关系,正C板满足式(C1)的关系。另外,正A板的Rth表示正值,正C板的Rth表示负值。
式(A1) nx>ny≈nz
式(C1) nz>nx≈ny
另外,所谓上述“≈”,不仅包含两者完全相同的情况,还包含两者实质上相同的情况。
所谓“实质上相同”,在正A板中,例如,即使在(ny-nz)×d(其中,d为薄膜的厚度)为-10~10nm、优选为-5~5nm的情况下也包含于“ny≈nz”中,即使在(nx-nz)×d为-10~10nm、优选为-5~5nm的情况下也包含于“nx≈nz”中。并且,在正C板中,例如,即使在(nx-ny)×d(其中,d为薄膜的厚度)为0~10nm、优选为0~5nm的情况下也包含于“nx≈ny”中。
在本发明的光学各向异性膜为正A板的情况下,从作为λ/4板发挥功能的观点出发,Re(550)优选为100~180nm,更优选为120~160nm,进一步优选为130~150nm,尤其优选为130~140nm。
在此,“λ/4板”是指具有λ/4功能的板,具体而言,是指具有将某一特定的波长的直线偏振光转换为圆偏振光(或将圆偏振光转换为直线偏振光)的功能的板。
[光学膜]
本发明的光学膜为具有本发明的光学各向异性膜的光学膜。
图1A、图1B及图1C(以下,在无需特别区分这些附图的情况下,简称为“图1”。)分别是表示本发明的光学膜的一例的示意性剖视图。
另外,图1为示意图,各层的厚度的关系、位置关系等不一定与实际一致,图1中所示的支撑体、取向膜及硬涂层均为任意的构成部件。
图1中所示的光学膜10依次具有支撑体16、取向膜14及光学各向异性膜12。
并且,如图1B所示,光学膜10可以在支撑体16的与设置有取向膜14的侧相反的一侧具有硬涂层18,如图1C所示,可以在光学各向异性膜12的与设置有取向膜14的侧相反的一侧具有硬涂层18。
以下,对本发明的光学膜中所使用的各种部件进行详细说明。
〔光学各向异性膜〕
本发明的光学膜所具有的光学各向异性膜为上述的本发明的光学各向异性膜。
本发明的光学膜中,对于上述光学各向异性膜的厚度,并无特别限定,但是优选为0.1~10μm,更优选为0.5~5pm。
〔支撑体〕
如上所述,本发明的光学膜可以具有支撑体,来作为用于形成光学各向异性膜的基材。
优选这种支撑体为透明,具体而言,优选透光率为80%以上。
作为这种支撑体,例如可举出玻璃基板、聚合物薄膜,作为聚合物薄膜的材料,可举出纤维素系聚合物;聚甲基丙烯酸甲酯、含有内酯环的聚合物等具有丙烯酸酯聚合物的丙烯酸系聚合物;热塑性降冰片烯系聚合物;聚碳酸酯系聚合物;聚对苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二醇酯等聚酯系聚合物;聚苯乙烯、丙烯腈-苯乙烯共聚物(AS树脂)等苯乙烯系聚合物;聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物等聚烯烃系聚合物;氯乙烯系聚合物;尼龙、芳香族聚酰胺等酰胺系聚合物;酰亚胺系聚合物;砜系聚合物;聚醚砜系聚合物;聚醚醚酮系聚合物;聚苯硫醚系聚合物;偏二氯乙烯系聚合物;乙烯醇系聚合物;乙烯醇缩丁醛系聚合物;芳酯系聚合物;聚甲醛系聚合物;环氧系聚合物;或混合这些聚合物而成的聚合物。
并且,也可以是后述的起偏器兼作这种支撑体的方式。
本发明中,对于上述支撑体的厚度,并无特别限定,但是优选为5~60μm,更优选为5~30μm。
〔取向膜〕
本发明的光学膜具有上述的任意的支撑体时,优选在支撑体与光学各向异性膜之间具有取向膜。另外,也可以是上述的支撑体兼作取向膜的方式。
取向膜通常将聚合物作为主要成分。作为取向膜用聚合物材料,在多个文献中有记载,能够获得多个市售品。
优选本发明中所利用的聚合物材料为聚乙烯醇或聚酰亚胺及其衍生物。尤其优选改性或未改性的聚乙烯醇。
关于本发明中能够使用的取向膜,例如可举出国际公开第01/088574号的43页24行~49页8行中所记载的取向膜;日本专利第3907735号公报的[0071]至[0095]段中所记载的改性聚乙烯醇;日本特开2012-155308号公报中所记载的通过液晶取向剂形成的液晶取向膜;等。
本发明中,从通过在形成取向膜时不与取向膜表面接触而能够防止面形态恶化的理由出发,还优选利用光取向膜来作为取向膜。
作为光取向膜,并无特别限定,但是能够使用国际公开第2005/096041号的[0024]至[0043]段中所记载的聚酰胺化合物、聚酰亚胺化合物等聚合物材料;日本特开2012-155308号公报中所记载的通过具有光取向性基团的液晶取向剂形成的液晶取向膜;RolicTechnologies公司制造的商品名称LPP-JP265CP等。
并且,本发明中,上述取向膜的厚度,并无特别限定,但是从缓和能够存在于支撑体上的表面凹凸来形成膜厚均匀的光学各向异性膜的观点出发,优选为0.01~10μm,更优选为0.01~1μm,进一步优选为0.01~0.5μm。
〔硬涂层〕
为了赋予薄膜的物理强度,优选本发明的光学膜具有硬涂层。具体而言,可以在支撑体的与设置有取向膜的侧相反的一侧具有硬涂层(参考图1B),也可以在光学各向异性膜的与设置有取向膜的侧相反的一侧具有硬涂层(参考图1C)。
作为硬涂层,能够使用日本特开2009-098658号公报的[0190]至[0196]段中所记载的硬涂层。
〔其他光学各向异性膜〕
本发明的光学膜还可以具有与本发明的光学各向异性膜不同的其他光学各向异性膜。
即,本发明的光学膜可以具有本发明的光学各向异性膜与其他光学各向异性膜的层叠结构。
关于这种其他光学各向异性膜,只要为不掺合由上述式(1)表示的聚合性液晶化合物,而使用上述的其他聚合性化合物(尤其,液晶化合物)获得的光学各向异性膜,则并无特别限定。
在此,通常,液晶化合物能够根据其形状分为棒状类型和圆盘状类型。而且,分别具有低分子和高分子类型。高分子通常是指聚合度为100以上的高分子(高分子物理·相变动力学,土井正男著,第2页,岩波书店,1992)。本发明中,还能够使用任何液晶化合物,但是优选使用棒状液晶化合物或盘状液晶化合物(圆盘状液晶化合物)。还可以使用2种以上的棒状液晶化合物、2种以上的圆盘状液晶化合物、或棒状液晶化合物与圆盘状液晶化合物的混合物。为了上述液晶化合物的固定化,更优选使用具有聚合性基团的棒状液晶化合物或圆盘状液晶化合物来形成,进一步优选液晶化合物在1分子中具有2个以上的聚合性基团。在液晶化合物为2种以上的混合物的情况下,优选至少1种液晶化合物在1分子中具有2个以上的聚合性基团。
作为棒状液晶化合物,例如能够优选使用日本特表平11-513019号公报的方案1或日本特开2005-289980号公报的[0026]至[0098]段中所记载的化合物,作为盘状液晶化合物,例如能够优选使用日本特开2007-108732号公报的[0020]至[0067]段、日本特开2010-244038号公报的[0013]至[0108]段中所记载的化合物,但是并不限定于这些。
[偏振片]
本发明的偏振片具有上述的本发明的光学膜和起偏器。
并且,在上述的本发明的光学各向异性膜为λ/4板(正A板)的情况下,本发明的偏振片能够用作圆偏振片。
并且,关于本发明的偏振片,在上述的本发明的光学各向异性膜为λ/4板(正A板)的情况下,λ/4板的慢轴与后述的起偏器的吸收轴所形成的角度优选为30~60°,更优选为40~50°,进一步优选为42~48°,尤其优选为45°。
在此,λ/4板的“慢轴”是指在λ/4板的面内折射率成为最大的方向,起偏器的“吸收轴”是指吸光度最高的方向。
〔起偏器〕
关于本发明的偏振片所具有的起偏器,只要为具有将光转换为特定的直线偏振光的功能的部件,则并无特别限定,能够利用以往公知的吸收型起偏器及反射型起偏器。
作为吸收型起偏器,可使用碘系起偏器、利用了二色性染料的染料系起偏器及多烯系起偏器等。在碘系起偏器及染料系起偏器中,具有涂布型起偏器和拉伸型起偏器,均能够应用,但是优选使碘或二色性染料吸附于聚乙烯醇上并进行拉伸而制作的起偏器。
并且,作为通过在基材上形成有聚乙烯醇层的层叠薄膜的状态下实施拉伸及染色而获得起偏器的方法,能够举出日本专利第5048120号公报、日本专利第5143918号公报、日本专利第4691205号公报、日本专利第4751481号公报、日本专利第4751486号公报,还能够优选利用与这些起偏器相关的公知的技术。
作为反射型起偏器,可使用层叠双折射不同的薄膜而得的起偏器、线栅型起偏器、组合具有选择性反射区域的胆甾醇液晶和1/4波长板而得的起偏器等。
其中,从粘附性更加优异的观点出发,优选包含聚乙烯醇系树脂(包含-CH2-CHOH-来作为重复单元的聚合物。尤其,选自包含聚乙烯醇及乙烯-乙烯醇共聚物的组中的至少一个)的起偏器。
本发明中,起偏器的厚度并无特别限定,但是优选为3μm~60μm,更优选为5μm~30μm,进一步优选为5μm~15μm。
〔粘合剂层〕
本发明的偏振片可以在本发明的光学膜中的光学各向异性膜与起偏器之间配置有粘合剂层。
作为用于层叠光学各向异性膜和起偏器的层叠的粘合剂层,例如表示通过动态粘弹性测定装置测定的储能模量G’与损耗弹性模量G”之比(tanδ=G”/G’)为0.001~1.5的物质,包含所谓的粘合剂或容易蠕变的物质等。作为本发明中能够使用的粘合剂,例如可举出聚乙烯醇系粘合剂,但是并不限定于此。
[图像显示装置]
本发明的图像显示装置为具有本发明的光学膜或本发明的偏振片的图像显示装置。
本发明的图像显示装置中所使用的显示元件,并无特别限定,例如可举出液晶单元、有机电致发光(以下,简称为“EL”。)显示面板、等离子显示面板等。
它们中,优选液晶单元、有机EL显示面板,更优选液晶单元。即,作为本发明的图像显示装置,优选作为显示元件使用了液晶单元的液晶显示装置、作为显示元件使用了有机EL显示面板的有机EL显示装置,更优选液晶显示装置。
〔液晶显示装置〕
作为本发明的图像显示装置的一例的液晶显示装置为具有上述的本发明的偏振片和液晶单元的液晶显示装置。
另外,本发明中,在设置于液晶单元的两侧的偏振片中,优选使用本发明的偏振片来作为前侧的偏振片,更优选使用本发明的偏振片来作为前侧及后侧的偏振片。
以下,对构成液晶显示装置的液晶单元进行详细叙述。
<液晶单元>
液晶显示装置中所利用的液晶单元优选为VA(Vertical Alignment:垂直取向)模式、OCB(Optically Compensated Bend:光学补偿弯曲)模式、IPS(In-Plane-Switching:面内切换)模式、或TN(Twisted Nematic:扭曲向列)模式,但并不限定于这些。
TN模式的液晶单元中,在未施加电压时棒状液晶性分子实质上水平取向,进而扭曲取向为60~120°。TN模式的液晶单元最常用作色彩TFT液晶显示装置,并在多个文献中有记载。
VA模式的液晶单元中,在未施加电压时棒状液晶性分子实质上垂直取向。在VA模式的液晶单元中,除了包含(1)在未施加电压时使棒状液晶性分子实质上垂直取向,在施加电压时使其实质上水平取向的狭义的VA模式的液晶单元(日本特开平2-176625号公报中所记载)以外,还包含(2)为了扩大视角,对VA模式进行了多域化的(MVA模式的)液晶单元(SID97,Digest of tech.Papers(论文集)28(1997)845中所记载)、(3)在未施加电压时使棒状液晶性分子实质上垂直取向,在施加电压时使其扭曲多域取向的模式(n-ASM模式)的液晶单元(日本液晶讨论会的论文集58~59(1998)中所记载)及(4)SURVIVAL模式的液晶单元(LCD International 98中发表)。并且,可以是PVA(Patterned Vertical Alignment:图像垂直调整)型、光取向型(Optical Alignment:光学对准)及PSA(Polymer-SustainedAlignment:聚合物稳定取向)型中的任一种。关于这些模式的详细内容,在日本特开2006-215326号公报及日本特表2008-538819号公报中有详细的记载。
关于IPS模式的液晶单元,棒状液晶分子相对于基板而实质上平行取向,且通过施加与基板面平行的电场而使液晶分子平面响应。关于IPS模式,在未施加电场的状态下成为黑色显示,且上下一对偏振片的吸收轴正交。在日本特开平10-054982号公报、日本特开平11-202323号公报、日本特开平9-292522号公报、日本特开平11-133408号公报、日本特开平11-305217号公报、日本特开平10-307291号公报等中公开有使用光学补偿片来降低斜方向上的黑色显示时的漏光并改善视角的方法。
〔有机EL显示装置〕
关于作为本发明的图像显示装置的一例的有机EL显示装置,例如可优选举出从视觉辨认侧依次具有起偏器、包含本发明的光学各向异性膜的λ/4板(正A板)及有机EL显示面板的方式。
并且,有机EL显示面板为使用在电极间(阴极及阳极间)夹持有机发光层(有机电致发光层)而成的有机EL元件构成的显示面板。有机EL显示面板的构成并无特别限制,可采用公知的结构。
实施例
以下,基于实施例对本发明进行进一步详细说明。关于以下的实施例中所示的材料、用量、比例、处理内容、处理顺序等,只要不脱离本发明的主旨,则能够进行适当变更。因此,本发明的范围不应由以下所示的实施例限定性地进行解释。
〔化合物(I-1a)的合成〕
关于由下述式(I-1a)表示的化合物(I-1a)的合成,参考日本特开2010-254949号公报的[0161]及[0162]段中所记载的方法来进行了合成。
[化学式11]
Figure BDA0002371405100000281
具体而言,在氮气流下,将86%含率的氢氧化钾26.1g(400mmol)溶解于异丙醇80ml及水45ml中。在冰冷搅拌下,在5℃以下的内部温度下,在该溶液中添加了将丙二腈13.21g(200mmol)溶解于异丙醇10ml中而得的溶液。接着,在10℃以下的内部温度下滴加二硫化碳15.23g(200mmol)之后,在冰冷下搅拌了30分钟。在该反应液中加入乙酸3.43ml(60mmol),并将液的pH设为6之后,一边将内部温度保持为2℃以下一边缓慢地滴加了2-叔丁基-1,4-苯醌71.07g(纯度为88%,380mmol)、乙酸22.9ml(400mmol)及丙酮290ml的混合溶液。在相同温度下搅拌30分钟之后,升温至25℃,添加水40ml并进行搅拌之后静放,去除了所分离的底层。将内部温度升温至40-45℃之后,滴加乙腈130ml/水130mL的混合溶液,并在相同温度下搅拌30分钟,析出了晶体。然后,进一步添加水130ml之后,冷却至20℃,滤取所析出的晶体,并利用乙腈130ml/水130ml进行了清洗。通过将所获得的晶体在50℃条件下进行减压干燥,获得了作为浅黄色固体的化合物(I-1a)47.6g(产率为79%)。
〔化合物(I-1c)的合成〕
[化学式12]
Figure BDA0002371405100000291
如上述方案所示,在室温(23℃)下混合了化合物(I-1b)10.0g(39.3mmol)、N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)50mL、三乙基胺8.0ml(78.6mmol)及2,6-二-叔丁基-4-甲基苯酚433mg。
在混合物中加入4-甲基磺酰氧基丙烯酸丁酯9.61g(43.2mmol),并在100℃条件下搅拌了5小时。冷却至室温之后,加入1N盐酸水30ml、甲苯50ml,并在40℃条件下进行搅拌之后,进行了分液。在用5%碳酸氢钠水溶液、1%碳酸氢钠水溶液、1%碳酸氢钠水溶液依次清洗有机层之后,添加2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧基(TEMPO)20mg之后对溶剂进行了减压蒸馏。通过用乙醇/甲苯/正己烷使残渣进行重结晶,获得了4.78g(12.6mmol)的羧酸衍生物(I-1c)(产率为32%)。并且,通过收集分液时的所有水层,并滴加盐酸直至液成为酸性,使未反应的化合物(I-1b)析出,并进行了滤取。通过在丙酮10mL中添加该粗产物,并搅拌30分钟之后进行滤取,回收了1.6g的化合物(I-1b)(回收率为16%)。
以下示出所获得的化合物(I-1c)的1H-NMR(Nuclear Magnetic Resonan ce:核磁共振)。
1H-NMR(溶剂:CDCl3)δ(ppm):1.0-1.1(m,6H),1.3-1.5(m,4H),1.7-1.8(m,8H),2.0-2.1(m,4H),2.2(tt,1H),2.2(tt,1H),4.1(t,2H),4.2(t,2H),5.8(dd,1H),6.1(dd,1H),6.4(dd,1H)
〔化合物(I-1d)的合成〕
[化学式13]
Figure BDA0002371405100000301
如上述方案所示,在室温(23℃)下混合了化合物(I-1b)10.0g(39.3mmol)、N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)50mL、三乙基胺8.0ml(78.6mmol)及2,6-二-叔丁基-4-甲基苯酚433mg。
在混合物中加入6-甲基磺酰氧基丙烯酸己酯9.85g(39.3mmol),并在100℃条件下搅拌了5小时。冷却至室温之后,加入1N盐酸水30ml、甲苯50ml,并在40℃条件下进行搅拌之后,进行了分液。在用5%碳酸氢钠水溶液、1%碳酸氢钠水溶液、1%碳酸氢钠水溶液依次清洗有机层之后,添加2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧基(TEMPO)20mg之后对溶剂进行了减压蒸馏。关于所获得的化合物(I-1d),无需再进行纯化,并作为甲苯溶液而用于下一个工序中。
〔化合物(I-1e)的合成〕
[化学式14]
Figure BDA0002371405100000302
如上述方案所示,在室温下将化合物(I-1b)10.0g(39.3mmol)、乙酸乙酯(EA)100mL、N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)18.2mL及2,6-二-叔丁基-4-甲基苯酚433mg进行混合,并将内部温度冷却至5℃。在混合物中滴加了亚硫酰氯(SOCl2)6.24ml(86.5mmol),以免内部温度上升至10℃以上。在5℃条件下搅拌1小时之后,加入了5-羟基-3-甲基丙烯酸戊酯6.77g(39.3mmol)。滴加N,N-二异丙基乙胺(DIPEA)37.7ml(216mmol)之后,在室温下搅拌了2小时。搅拌之后,加入1N盐酸水100ml而停止反应,并进行了分液。用10%食盐水清洗有机层之后,用硫酸镁进行干燥,并添加2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧基(TEMPO)20mg之后对溶剂进行了减压蒸馏。通过硅胶柱色谱法对所获得的粗产物进行纯化,而获得了化合物(I-1e)4.02g(9.83mmol)(产率为25%)。
以下示出所获得的化合物(I-1e)的1H-NMR。
1H-NMR(溶剂:CDCl3)δ(ppm):0.9(s,3H),1.0-1.1(m,6H),1.3-1.5(m,4H),1.5-1.6(m,1H),1.6-1.8(m,8H),1.9-2.1(m,4H),2.2(tt,1H),2.2(tt,1H),4.0-4.2(m,2H)4.2-4.3(m,2H),5.8(dd,1H),6.1(dd,1H),6.4(dd,1H)
〔化合物(I-1f)的合成〕
[化学式15]
Figure BDA0002371405100000311
如上述方案所示,在室温(23℃)下混合了化合物(I-1b)10.0g(39.3mmol)、N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)30mL、甲苯10mL、三乙基胺7.96g(78.6mmol)及2,6-二-叔丁基-4-甲基苯酚100mg。
在混合物中加入2-甲基磺酰氧基丙烯酸乙酯8.40g(43.2mmol),并在90℃条件下搅拌了5小时。冷却至室温之后,加入浓盐酸2.60g和水20ml的混合溶液,并在40℃条件下进行搅拌之后,进行了分液。
接着,在有机层中加入甲苯20ml、5%碳酸氢钠水溶液30ml,并在40℃条件下进行搅拌之后,进行了分液。
接着,用1%碳酸氢钠水溶液30ml将有机层清洗2次之后,加入2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧基(TEMPO)20mg,然后对溶剂进行了减压蒸馏。不进行之后的纯化,并将化合物(I-1f)的甲苯溶液直接用于下一个工序中。通过NMR和HPLC(High Performance LiquidChromatography:高效液相色谱法)进行换算,主体含率为28%,且产率为45%。
〔化合物(I-1g)的合成〕
[化学式16]
Figure BDA0002371405100000321
如上述方案所示,使用2-甲基磺酰氧基丙烯酸丙酯和1-甲基磺酰氧基丙烯酸丙酯的混合物来代替2-甲基磺酰氧基丙烯酸乙酯,除此以外,以与化合物(I-1f)相同的方式,合成了化合物(I-1g)。
〔混合物(I-1h)的合成〕
[化学式17]
Figure BDA0002371405100000322
如上述方案所示,混合使用4-甲基磺酰氧基丙烯酸丁酯和2-甲基磺酰氧基丙烯酸乙酯来代替2-甲基磺酰氧基丙烯酸乙酯,除此以外,以与化合物(I-1f)相同的方式,合成了混合物(I-1h)。以95∶5的摩尔比率使用了4-甲基磺酰氧基丙烯酸丁酯和2-甲基磺酰氧基丙烯酸乙酯。
[实施例1]
〔化合物(I-1-4)的合成〕
[化学式18]
Figure BDA0002371405100000323
如上述方案所示,在室温下将化合物(I-1c)2.53g(6.65mmol)、甲苯15mL、N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)4.5mL、2,6-二-叔丁基-4-甲基苯酚33mg进行混合,并将内部温度冷却至5℃。在混合物中滴加了亚硫酰氯(SOCl2)0.58ml(7.98mmol),以免内部温度上升至10℃以上。在5℃条件下搅拌1小时之后,加入了化合物(I-1a)0.92g(3.02mmol)的四氢呋喃(THF)溶液(5ml)。滴加N,N-二异丙基乙胺(DIPEA)2.90ml(16.6mmol)之后,在室温下搅拌了6小时。搅拌之后,加入1N盐酸水15ml、乙酸乙酯15ml而停止反应,并进行了分液。用10%食盐水清洗有机层之后,在40℃的内部温度下滴加异丙醇25mL,然后,冷却至室温之后,滴加甲醇15mL,并滤出了所析出的晶体。将所获得的粗产物溶解于乙酸乙酯10mL中之后,在40℃的内部温度下滴加异丙醇35mL,然后,冷却至室温之后,滴加甲醇10mL,并滤出了所析出的晶体。通过硅胶柱色谱法对所获得的粗产物进行纯化,而获得了化合物(I-1-4)2.65g(2.58mmol)(产率为85%)。
以下示出所获得的化合物(I-1-4)的1H-NMR。
1H-NMR(溶剂:CDCl3)δ(ppm):1.0-1.2(m,12H),1.3(s,9H),1.3-1.5(m,4H),1.5-1.6(m,4H),1.7-1.8(m,8H),1.8-2.0(m,8H),2.0-2.1(m,4H),2.1-2.3(m,6H),2.5(tt,1H),2.6(tt,1H),4.1(m,4H),4.2(m,4H),5.8(dd,2H),6.1(dd,2H),6.4(dd,2H),7.3(s,1H)
[实施例2]
〔化合物(I-1-5)的合成〕
[化学式19]
Figure BDA0002371405100000331
如上述方案所示,在室温下混合化合物(I-1d)的甲苯溶液5.0g〔关于化合物(I-1d)的含率,通过NMR和HPLC进行换算而为1.03g(2.53mmol)。〕、乙酸乙酯(EA)5.0mL、N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)1.5mL、2,6-二-叔丁基-4-甲基苯酚13mg,并将内部温度冷却至5℃。在混合物中滴加了亚硫酰氯(SOCl2)0.22ml(3.04mmol),以免内部温度上升至10℃以上。在5℃条件下搅拌1小时之后,加入了化合物(I-1a)0.35g(1.15mmol)的THF溶液(2ml)。滴加N,N-二异丙基乙胺(DIPEA)1.10ml(6.32mmol)之后,在室温下搅拌了6小时。搅拌之后,加入1N盐酸水5ml、乙酸乙酯5ml而停止反应,并进行了分液。利用10%食盐水清洗有机层之后,利用硫酸镁进行干燥,并在减压下蒸馏除去了溶剂。通过硅胶柱色谱法对所获得的粗产物进行纯化,而获得了化合物(I-1-5)1.15g(1.06mmol)(产率为92%)。
以下示出所获得的化合物(I-1-5)的1H-NMR。
1H-NMR(溶剂:CDCl3)δ(ppm):1.0-1.2(m,12H),1.3(s,9H),1.3-1.5(m,12H),1.5-1.6(m,4H),1.6-1.7(m,8H),1.8-2.0(m,8H),2.0-2.1(m,4H),2.1-2.3(m,6H),2.5(tt,1H),2.6(tt,1H),4.1(t,4H),4.2(t,4H),5.8(dd,2H),6.1(dd,2H),6.4(dd,2H),7.3(s,1H)
[实施例3]
〔化合物(I-1-6)的合成〕
[化学式20]
Figure BDA0002371405100000341
如上述方案所示,在室温下将化合物(I-1e)0.87g(2.17mmol)、乙酸乙酯(EA)4.5mL、N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)1.3mL、2,6-二-叔丁基-4-甲基苯酚11mg进行混合,并将内部温度冷却至5℃。在混合物中滴加了亚硫酰氯(SOCl2)0.19ml(2.60mmol),以免内部温度上升至10℃以上。在5℃条件下搅拌1小时之后,加入了化合物(I-1a)0.30g(0.70mmol)的THF溶液(1.5ml)。滴加N,N-二异丙基乙胺(DIPEA)0.94ml(6.32mmol)之后,在室温下搅拌了6小时。搅拌之后,加入1N盐酸水5ml、乙酸乙酯5ml而停止反应,并进行了分液。利用10%食盐水清洗有机层之后,利用硫酸镁进行干燥,并在减压下蒸馏除去了溶剂。通过硅胶柱色谱法对所获得的粗产物进行纯化,而获得了化合物(I-1-6)1.15g(1.06mmol)(产率为92%)。
以下示出所获得的化合物(I-1-6)的1H-NMR。
1H-NMR(溶剂:CDCl3)δ(ppm):1.0(d,6H),1.0-1.2(m,12H),1.3(s,9H),1.3-1.5(m,4H),1.5-1.6(m,6H),1.7-1.8(m,8H),1.8-1.9(m,4H),1.9-2.0(m,4H),2.0-2.1(m,4H),2.2-2.3(m,6H),2.5(tt,1H),2.6(tt,1H),4.1(m,4H),4.2(m,4H),5.8(dd,2H),6.1(dd,2H),6.4(dd,2H),7.3(s,1H)
[实施例4]
〔化合物(IV-1-4)的合成〕
[化学式21]
Figure BDA0002371405100000351
上述方案中所示的化合物(IV-1a)根据日本特开2011-207765号公报的[0463]段中所记载的方案进行了合成。
接着,如上述方案所示,在室温下将化合物(I-1c)0.99g(2.60mmol)、乙酸乙酯(EA)5.0mL、N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)1.5mL、2,6-二-叔丁基-4-甲基苯酚13mg进行混合,并将内部温度冷却至5℃。在混合物中滴加了亚硫酰氯(SOCl2)0.23ml(3.12mmol),以免内部温度上升至10℃以上。在5℃条件下搅拌1小时之后,加入了化合物(IV-1a)0.31g(1.18mmol)的THF溶液(5.0ml)。滴加N,N-二异丙基乙胺(DIPEA)1.13ml(6.50mmol)之后,在室温下搅拌了2小时。搅拌之后,加入1N盐酸水15ml、乙酸乙酯15ml而停止反应,并进行了分液。利用10%食盐水清洗有机层之后,利用硫酸镁进行干燥,并在减压下蒸馏除去了溶剂。通过硅胶柱色谱法对所获得的粗产物进行纯化,而获得了化合物(IV-1-4)0.99g(0.956mmol)(产率为81%)。
以下示出所获得的化合物(IV-1-4)的1H-NMR。
1H-NMR(溶剂:CDCl3)δ(ppm):1.0-1.2(m,12H),1.3-1.5(m,4H),1.5-1.6(m,4H),1.7-1.8(m,8H),1.8-2.0(m,8H),2.0-2.1(m,4H),2.1-2.3(m,6H),2.5(s,3H),2.5(s,3H),2.6(tt,1H),2.7(tt,1H),4.1(m,4H),4.2(m,4H),5.8(m,2H),6.1(m,2H),6.4(m,2H),6.9(brs,1H),7.2(s,2H),7.5(d,1H)
[实施例5]
〔化合物(II-1a)的合成〕
关于由下述式(II-1a)表示的化合物(II-1a)的合成,通过日本特开2016-081035号公报的[0169]段(实施例15)中所记载的方法来进行。
[化学式22]
Figure BDA0002371405100000361
〔混合物(R-1)的合成〕
[化学式23]
Figure BDA0002371405100000371
如上述方案所示,在室温下将化合物(I-1c)1.05g(2.76mmol)、乙酸乙酯(EA)6.0mL、N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)1.9mL、2,6-二-叔丁基-4-甲基苯酚14mg进行混合,并将内部温度冷却至5℃。在混合物中滴加了亚硫酰氯(SOCl2)0.24ml(3.31mmol),以免内部温度上升至10℃以上。在5℃条件下搅拌1小时之后,加入了化合物(I-1a)286mg(0.938mmol)及化合物(II-1a)82.4mg(0.314mmol)的四氢呋喃(THF)溶液(5.0ml)。滴加N,N-二异丙基乙胺(DIPEA)1.20ml(6.89mmol)之后,在室温下搅拌了6小时。搅拌之后,加入1N盐酸水6ml、乙酸乙酯10ml而停止反应,并进行了分液。利用10%食盐水清洗有机层之后,利用硫酸镁进行干燥,并在减压下蒸馏除去了溶剂。通过硅胶柱色谱法对所获得的粗产物进行纯化,而获得了化合物(I-1-4)及比较化合物的混合物(R-1)1.16g。根据1H-NMR的分析,混合物的组成中,化合物(I-1-4)为72质量%,比较化合物为28质量%。
[实施例6]
[化学式24]
Figure BDA0002371405100000372
如上述方案所示,在室温下混合化合物(I-1f)的甲苯溶液45g〔关于化合物(I-1f)的含率,通过NMR和HPLC进行换算而为11.90g(33.9mmol)。〕、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)2.82g及2,6-二-叔丁基-4-甲基苯酚15mg,并将内部温度冷却至5℃。在混合物中滴加了亚硫酰氯(SOCl2)4.47g(37.6mmol),以免内部温度上升至10℃以上。在20℃条件下搅拌30分钟之后,去除了所分离的底层。接着,将内部温度冷却至5℃,并加入化合物(I-1a)4.69g(15.4mmol)、乙酸乙酯溶液(20ml)、N-乙基吡咯烷酮(6mL)的混合溶液,进一步滴加N,N-二异丙基乙胺(DIPEA)5.57g(43.2mmol)以免内部温度上升至10℃以上之后,在30℃条件下搅拌了2小时。搅拌之后,加入甲醇15mL并停止反应之后,升温至45℃。然后,滴加水25mL,接着,加入三乙基胺0.78g并进行了中和。将水层进行分液之后,在有机层中加入乙酸乙酯15mL、甲醇100mL,然后冷却至5℃,析出晶体,滤取了晶体。如此,获得了由上述式(I-1-1)表示的化合物12.7g(13.1mmol)(产率85%)。
所获得的化合物通过1H-NMR和MS进行了鉴定。
(I-1-1)MS(m/z)=973([M+H]+)
[实施例7]
[化学式25]
Figure BDA0002371405100000381
使用化合物(I-1g)来代替化合物(I-1f),除此以外,以与化合物(I-1-1)的合成相同的方式,合成了化合物(I-1-2)。
所获得的化合物通过1H-NMR和MS进行了鉴定。
(I-1-2)MS(m/z)=1001([M+H]+)
[实施例8]
[化学式26]
Figure BDA0002371405100000391
如上述方案所示,在室温下混合化合物(I-1d)6.70g(17.6mmol)、化合物(I-1f)1.55g(4.4mmol)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)2.00g、甲苯25mL及2,6-二-叔丁基-4-甲基苯酚20mg,并将内部温度冷却至5℃。在混合物中滴加了亚硫酰氯(SOCl2)2.80g(23.5mmol),以免内部温度上升至10℃以上。在20℃条件下搅拌30分钟之后,去除了所分离的底层。将内部温度冷却至5℃,并加入了化合物(I-1a)3.04g(10.0mmol)、乙酸乙酯溶液(20ml)、N-乙基吡咯烷酮(6mL)的混合溶液。滴加N,N-二异丙基乙胺(DIPEA)3.49g(27.0mmol)以免内部温度上升至10℃以上之后,在30℃条件下搅拌了2小时。搅拌之后,加入甲醇10mL并停止反应之后,升温至45℃。然后,滴加水20mL,接着,加入三乙基胺0.51g并进行了中和。将水层进行分液之后,在有机层中加入乙酸乙酯10mL、甲醇70mL,然后冷却至5℃,析出晶体,滤取了晶体。如此,获得了上述式(I-1-4)(I-1-41)(I-1-1)的混合物即(M-1-1)8.27g(产率为85%)。通过HPLC进行测定的结果,(I-1-4)/(I-1-41)/(I-1-1)的比率为65/31/4。
[实施例9]
使用混合物(I-1h)来代替化合物(I-1d)和化合物(I-1f),合成了混合物(M-1-2)。通过HPLC进行测定的结果,(I-1-4)/(I-1-41)/(I-1-1)的比率为90/10/0.1。
[实施例10]
[化学式27]
Figure BDA0002371405100000401
如上述方案所示,使用化合物(I-1g)来代替化合物(I-1f),并将化合物(I-1d)与化合物(I-1g)的加入比率设为95∶5,除此以外,通过与混合物(M-1-1)相同的方法,合成了混合物(M-2-1)。通过HPLC进行测定的结果,(I-1-4)/(I-1-42)/(I-1-2)的比率为91/9/0.1。
[比较例1]
通过日本特开2010-084032号公报的[0161]~[0163]段中所记载的方法,合成了下述式中的n为1的化合物B。
[化学式28]
Figure BDA0002371405100000402
[比较例2]
通过日本特开2016-081035号公报的[0122]段(实施例4)中所记载的方法,合成了由下述式(I-4)表示的化合物(I-4)。
[化学式29]
Figure BDA0002371405100000411
[比较例3]
根据日本特开2011-207765号公报的[0252]段中所记载的方法,合成了由下述式(A11-1)表示的化合物(A11-1)。
[化学式30]
Figure BDA0002371405100000412
<ClogP值>
关于在实施例1~实施例5及比较例1~比较例3中合成的聚合性液晶化合物,通过上述的方法计算了相当于逆波长分散显现部的Ar的ClogP值。将结果示于下述表3中。
<相转变温度>
关于在实施例1~实施例5及比较例1~比较例3中合成的聚合性液晶化合物,使用偏振光显微镜进行了相转变温度的测定。将结果示于下述表3中。
在此,下述表3中,实施例1的“C 143 N 208 I”表示从晶体状态到向列相的相转变温度为143℃,从向列相到各向同性液体的相转变温度为208℃,比较例2的“C 109 Sm 133N 154 I”表示从晶体状态到近晶相的相转变温度为109℃,从近晶相到向列相的相转变温度为133℃,从向列相到各向同性液体的相转变温度为154℃,比较例3的“C 153 N>200 I”表示从晶体状态到向列相的相转变温度为153℃,即使为200℃以上也显示向列相,但是会同时发生聚合,无法测定到各向同性液体的相转变温度。
〔光学膜的制作〕
制备具有下述组成的聚合性组合物(光学各向异性膜用涂布液),并通过旋涂法涂布于带有经摩擦处理的聚酰亚胺取向膜(NISSAN CHEMICAL INDUSTRI ES,LTD.制造的SE-150)的玻璃基板上。在下述表3所示的温度下对涂膜进行取向处理,而形成了液晶层。然后,冷却至下述表3中所记载的曝光时的温度并进行基于1000mJ/cm2的紫外线照射的取向固定化,形成光学各向异性膜,而获得了波长分散测定用光学膜。另外,关于实施例5,作为聚合性液晶化合物,使用了上述的混合物(R-1)即下述表3中所记载的化合物(I-1-4)为72质量%且比较化合物为28质量%的混合物。
Figure BDA0002371405100000421
[化学式31]
Figure BDA0002371405100000422
<延迟>
关于所制作的光学膜,利用Axo Scan(OPMF-1,Opto Science,Inc.制造),测定波长为450nm的延迟值(Re(450))和波长为550nm的延迟值(Re(550)),并计算了Re(450)/Re(550)。将结果示于下述表3中。
<耐湿热性>
关于耐湿热性的试验条件,进行了在85℃、相对湿度85%的环境下放置500小时的试验。测定试验后的光学膜的Re(550),并以下述基准评价了耐湿热性。将结果示于下述表3中。
A:试验后的Re(550)相对于初始相位差值的变化量小于初始值的10%
B:试验后的Re(550)相对于初始相位差值的变化量为初始值的10%以上且小于30%
C:试验后的Re(550)相对于初始相位差值的变化量为初始值的30%以上
<耐光性>
关于所制作的光学膜,进行了如下试验:以聚合性液晶组合物的涂布膜成为照射面的方式,将玻璃基板设置于氙照射机(Suga Test Instruments Co.,Ltd.制造,SX75)上,并利用#275过滤器照射200小时。测定试验后的光学膜的Re(550),并以下述基准评价了耐光性。将结果示于下述表3中。
A:试验后的Re(550)相对于初始相位差值的变化量小于初始值的5%
B:试验后的Re(550)相对于初始相位差值的变化量为初始值的5%以上且小于15%
C:试验后的Re(550)相对于初始相位差值的变化量为初始值的15%以上
Figure BDA0002371405100000441
根据表3所示的结果已知,若聚合性液晶化合物的逆波长分散显现部(Ar)的ClogP值在4.3以上且小于7.0的范围外,则耐湿热性差(比较例1及比较例2)。
并且,已知:在即使聚合性液晶化合物的逆波长分散显现部(Ar)的ClogP值在4.3以上且小于7.0的范围内,在长轴方向上也不具有环己烷环彼此通过单键连结而成的骨架的情况下,所形成的光学各向异性膜的逆波长分散性差(比较例3)。
相对于此,已知:逆波长分散显现部(Ar)的ClogP值在4.3以上且小于7.0的范围内,且在将逆波长分散显现部作为中心的分子的长轴方向上具有环己烷环彼此通过单键连结而成的骨架的聚合性液晶化合物中,所形成的光学各向异性膜的逆波长分散性及耐湿热性变得良好(实施例1~实施例5)。
<光学膜的制作>
制备具有下述组成的聚合性组合物(光学各向异性膜用涂布液),并通过旋涂法涂布于带有经摩擦处理的聚酰亚胺取向膜(NISSAN CHEMICAL INDUSTRI ES,LTD.制造的SE-150)的玻璃基板上。以与实施例1~实施例5相同的方式,进行取向处理、取向固定化,形成光学各向异性膜,获得了波长分散测定用光学膜。关于延迟和耐光性的评价,在与实施例1~实施例5相同的条件下实施了评价。
Figure BDA0002371405100000451
[表4]
Figure BDA0002371405100000461
根据上述表4中所示的结果可知,聚合性液晶化合物的逆波长分散显现部(Ar)的ClogP值在4.3以上且小于7.0的化合物中,所形成的光学各向异性膜的逆波长分散性、耐湿热性及耐光性优异。
<具有光取向性基团的聚合物PA-1的合成>
根据Langmuir,32(36),9245-9253,(2016年)中所记载的方法,使用甲基丙烯酸2-羟基乙酯(HEMA)(Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.制造的试剂)和下述肉桂酰氯衍生物,合成了以下所示的单体m-1。
肉桂酰氯衍生物
[化学式32]
Figure BDA0002371405100000462
单体m-1
[化学式33]
Figure BDA0002371405100000471
在具备冷却管、温度计及搅拌机的烧瓶中,装入作为溶剂的2-丁酮5质量份,一边使氮气以5mL/min流入烧瓶内,一边通过水浴加热进行了回流。在此,经3小时滴加混合5质量份的单体m-1、CYCLOMER M100(Daicel Chemical In dustries Ltd.制造)5质量份、作为聚合引发剂的2,2’-偶氮二(异丁腈)1质量份及作为溶剂的2-丁酮5质量份而得的溶液,进而在保持3小时回流状态的状态下进行了搅拌。反应结束后,自然冷却至室温,加入2-丁酮30质量份并进行稀释,由此获得了约20质量%的聚合物溶液。将所获得的聚合物溶液投入到大过量的甲醇中并使聚合物沉淀,滤出所回收的沉淀物,并利用大量的甲醇进行清洗之后,在50℃的条件下送风干燥12小时,由此获得了具有光取向性基团的聚合物PA-1。
聚合物PA-1
[化学式34]
Figure BDA0002371405100000472
<取向膜P-3的制作>
利用#2.4的线棒,将下述取向膜P-3形成用涂布液连续涂布于市售的三乙酰纤维素薄膜“Z-TAC”(Fujifilm Corporation制造)上。对于形成有涂膜的支撑体,利用140℃的暖风干燥120秒钟,接着,进行偏振光紫外线照射(10mJ/cm2,使用超高压汞灯),由此形成了取向膜P-3。
Figure BDA0002371405100000481
<正A板A-1的形成>
利用棒涂布机,将下述组合物A-1涂布于设置于三乙酰纤维素薄膜上的取向膜P-3上。利用暖风将在取向膜P-3上形成的涂膜加热至135℃,然后,冷却至60℃之后,在氮气氛下使用高压汞灯在波长365nm下对涂膜照射100mJ/cm2的紫外线,接着,一边加热至120℃一边照射500mJ/cm2的紫外线,由此将液晶化合物的取向固定化,而制作了包含正A板A-1的薄膜A-1。Re(550)为144nm。
Figure BDA0002371405100000491
聚合性液晶化合物L-3
[化学式35]
Figure BDA0002371405100000492
聚合引发剂PI-1
[化学式36]
Figure BDA0002371405100000493
流平剂T-1
[化学式37]
Figure BDA0002371405100000494
<正A板A-2的形成>
使用下述组合物A-2来代替组合物A-1,除此以外,以与正A板A-1相同的方式,制作了正A板A-2。
组合物A-2
Figure BDA0002371405100000501
<正A板A-5的形成>
使用下述组合物A-5来代替组合物A-1,除此以外,以与正A板A-1相同的方式,制作了正A板A-5。
Figure BDA0002371405100000502
化合物UV-1
[化学式38]
Figure BDA0002371405100000511
<正C板C-1的形成>
以与日本特开2015-200861号公报的[0124]段中所记载的正C板相同的方法,制作了在C板形成用伪支撑体上具有正C板C-1的薄膜C-1。通过调节膜厚,将Rth(550)设为-69nm。
<取向膜P-4的制作>
使用电晕处理装置(AGF-B10,KASUGA DENKI,Inc.制造)在输出功率为0.3kW、处理速度为3m/分钟的条件下对环烯烃聚合物薄膜(COP)(ZF-14,Zeon Corporation制造)处理了1次。利用棒涂布机将下述组合物涂布于实施了电晕处理的表面上,在80℃条件下干燥1分钟,并使用偏振UV照射装置(SPOT CURE SP-7;USHIO INC.制造),以100mJ/cm2的累计光量实施了偏振UV曝光。利用激光显微镜(LEXT,Olympus Corporation制造)测定所获得的取向膜的膜厚的结果,为100nm。
Figure BDA0002371405100000521
聚合物PA-10
[化学式39]
Figure BDA0002371405100000522
<正A板A-3的形成>
使用设置于环烯烃聚合物薄膜上的取向膜P-4来代替设置于三乙酰纤维素薄膜上的取向膜P-3,除此以外,以与正A板A-1相同的方式,制作了包含正A板A-3的薄膜A-3。Re(550)为144nm。
<偏振片的形成>
对作为支撑体的TD80UL(Fujifilm Corporation制造)的表面进行了碱皂化处理。具体而言,将上述支撑体在1.5当量的氢氧化钠水溶液中在55℃的条件下浸渍2分钟,将所取出的支撑体在室温的水洗浴槽中进行清洗,并在30℃的条件下使用0.1当量的硫酸进行了中和。然后,再次,将所获得的支撑体在室温的水洗浴槽中进行清洗,进而利用100℃的暖风进行了干燥。
接着,在碘水溶液中将厚度为80μm的卷筒状聚乙烯醇薄膜连续拉伸至5倍,并对拉伸后的薄膜进行干燥,而获得了厚度为20μm的起偏器。
通过如下方式获得了偏振片0:将所获得的起偏器与实施了碱皂化处理的支撑体(TD80UL)进行贴合,接着,将Z-TAC(Fujifilm Corporation制造)贴合于另一面上,并利用薄膜夹持了起偏器的两面。
接着,将分别制作的正A板A-1~A-3的慢轴与起偏器的吸收轴的配置设为如表5所示的关系,并使用粘合剂将上述偏振片0的起偏器与正A板的支撑体面进行贴合,接着,剥离正A板的支撑体,由此仅将正A板转印到偏振片上。接着,使用粘合剂,将正C板C-1的涂布面贴合于所转印的正A板的表面上,并剥离薄膜C-1的形成用伪支撑体,由此仅将正C板C-1转印到正A板A上,而制作了偏振片1~6。
[表5]
Figure BDA0002371405100000531
<在有机EL显示装置上的安装>
对搭载有机EL显示面板的SAMSUNG公司制造的GALAXY S IV进行分解,剥离圆偏振片,并将在上述制作的偏振片1~3分别贴合于有机EL显示面板上,而制作了有机EL显示装置。
(反射率)
关于所制作的有机EL显示装置,使用色度仪(Konica Minolta,Inc.制造,CM-2022),在SCE(Specular component excluded)模式下进行测定,将分解之前的面板作为基准来比较所获得的Y值的结果,所制作的有机EL显示装置显示与分解之前的面板相等的值或低于其的值,并且在视觉上也抑制带色且显示优异的黑色显示性能。
<液晶显示装置的制作>
从iPad(注册商标,Apple Inc.制造)的液晶单元剥离视觉辨认侧的偏振片,并用作IPS模式的液晶单元。代替所剥离的偏振片,将在上述制作的偏振片4~6贴合于液晶单元上,而制作了液晶显示装置。此时,从与液晶单元基板面垂直的方向进行观察时,贴合成偏振片的吸收轴与液晶单元内的液晶层的光轴成为垂直的方向。
关于所获得的液晶显示装置,正面对比度比以及黑色显示时的斜视方向色调优异。
<正A板的耐光性试验>
使用粘合剂将所获得的正A板A-1及A-5转印到玻璃板上并剥离去除了支撑体。使正A板侧朝向光源侧而将所获得的层叠体设置于氙照射机(Suga Test Instruments Co.,Ltd.制造,SX75)上,利用#275过滤器,将样品从光源分离290mm而在150W/m2的条件下照射了2小时。关于使用分光光度计(商品名称“UV-3150”,SHIMADZU CORPORATION制造)照射之前和之后的层叠体,分别测定了归属于逆波长分散性的液晶化合物的吸收极大波长的吸光度变化ΔAbs。
已知:若将正A板A-1的ΔAbs设为1,则正A板A-5的ΔAbs为0.9以下,正A板A-5具有特别显著的耐光性。
符号说明
10-光学膜,12-光学各向异性膜,14-取向膜,16-支撑体,18-硬涂层。

Claims (10)

1.一种聚合性液晶化合物,其为由下述式(1)表示的聚合性液晶化合物,
Figure FDA0002371405090000011
由所述式(1)中的Ar表示的基团的ClogP值为4.3以上且小于7.0,
在此,所述式(1)中,D1及D2分别独立地表示-O-、-S-或-NR1-,D3及D4分别独立地表示单键、-O-CO-、-C(=S)O-、-CR1R2-、-CR1R2-CR3R4-、-O-CR1R2-、-CR1R2-O-CR3R4-、-CO-O-CR1R2-、-O-CO-CR1R2-、-CR1R2-O-CO-CR3R4-、-CR1R2-CO-O-CR3R4-、-NR1-CR2R3-或-CO-NR1-,R1、R2、R3及R4分别独立地表示氢原子、氟原子或碳原子数1~4的烷基,
SP1及SP2分别独立地表示单键、碳原子数1~12的直链状或支链状的亚烷基、或者构成碳原子数1~12的直链状或支链状的亚烷基的1个以上的-CH2-被-O-、-S-、-NH-、-N(Q)-或-CO-取代而得的2价的连接基团,Q表示取代基,
L1及L2分别独立地表示1价的有机基团,L1及L2中的至少一个表示聚合性基团,其中,Ar为由下述式(Ar-3)表示的芳香环时,L1及L2以及下述式(Ar-3)中的L3及L4中的至少一个表示聚合性基团,
Ar表示选自由下述式(Ar-1)~(Ar-5)所表示的基团组成的组中的任一个芳香环,
Figure FDA0002371405090000012
在此,所述式(Ar-1)~(Ar-5)中,*表示与D1或D2的键合位置,
并且,Q1表示N或CH,
并且,Q2表示-S-、-O-或-N(R5)-,R5表示氢原子或碳原子数1~6的烷基,
并且,Y1表示也可以具有取代基的碳原子数6~12的芳香族烃基、或碳原子数3~12的芳香族杂环基,
并且,Z1、Z2及Z3分别独立地表示氢原子、碳原子数1~20的1价的脂肪族烃基、碳原子数3~20的1价的脂环式烃基、碳原子数6~20的1价的芳香族烃基、卤素原子、氰基、硝基、-OR6、-NR7R8或-SR9,R6~R9分别独立地表示氢原子或碳原子数1~6的烷基,Z1及Z2也可以相互键合而形成芳香环,
并且,A1及A2分别独立地表示选自由-O-、-N(R10)-、-S-及-CO-组成的组中的基团,R10表示氢原子或取代基,
并且,X表示氢原子或也可以键合有取代基的第14~16族的非金属原子,
并且,D5及D6分别独立地表示单键、-CO-O-、-C(=S)O-、-CR1R2-、-CR1R2-CR3R4-、-O-CR1R2-、-CR1R2-O-CR3R4-、-CO-O-CR1R2-、-O-CO-CR1R2-、-CR1R2-O-CO-CR3R4-、-CR1R2-CO-O-CR3R4-、-NR1-CR2R3-或-CO-NR1-,R1、R2、R3及R4分别独立地表示氢原子、氟原子或碳原子数1~4的烷基,
并且,SP3及SP4分别独立地表示单键、碳原子数1~12的直链状或支链状的亚烷基、或者构成碳原子数1~12的直链状或支链状的亚烷基的1个以上的-CH2-被-O-、-S-、-NH-、-N(Q)-或-CO-取代而得的2价的连接基团,Q表示取代基,
并且,L3及L4分别独立地表示1价的有机基团,L3及L4以及所述式(1)中的L1及L2中的至少一个表示聚合性基团,
并且,Ax表示具有选自由芳香族烃环及芳香族杂环组成的组中的至少1个芳香环的碳原子数2~30的有机基团,
并且,Ay表示氢原子、也可以具有取代基的碳原子数1~12的烷基、或具有选自由芳香族烃环及芳香族杂环组成的组中的至少1个芳香环的碳原子数2~30的有机基团,
并且,Ax及Ay中的芳香环也可以具有取代基,Ax与Ay也可以键合而形成环,
并且,Q3表示氢原子、或也可以具有取代基的碳原子数1~6的烷基。
2.根据权利要求1所述的聚合性液晶化合物,其中,
所述式(1)中的Ar为包含由所述式(Ar-2)表示的基团的芳香环,
所述式(Ar-2)中的Z1表示碳原子数3~20的1价的脂肪族烃基、碳原子数6~20的1价的芳香族烃基、卤素原子、-OR6、-NR7R8或-SR9
3.根据权利要求1所述的聚合性液晶化合物,其中,
所述式(1)中的Ar为选自由所述式(Ar-1)、所述式(Ar-4)及所述式(Ar-5)所表示的基团组成的组中的任一个芳香环,
所述式(Ar-1)、所述式(Ar-4)及所述式(Ar-5)中的Z1及Z2均表示氢原子。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的聚合性液晶化合物,其中,
所述式(1)中的D1及D2表示-O-,且D3及D4表示-O-CO-。
5.一种聚合性液晶组合物,其含有权利要求1至4中任一项所述的聚合性液晶化合物。
6.根据权利要求5所述的聚合性液晶组合物,其中,还含有与所述聚合性液晶化合物不同、且具有1个以上的聚合性基团的聚合性化合物。
7.一种光学各向异性膜,其通过使权利要求5或6所述的聚合性液晶组合物聚合而获得。
8.一种光学膜,其具有权利要求7所述的光学各向异性膜。
9.一种偏振片,其具有权利要求8所述的光学膜和起偏器。
10.一种图像显示装置,其具有权利要求8所述的光学膜、或权利要求9所述的偏振片。
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