CN111095050A - 聚合性液晶材料、聚合性液晶组合物、高分子、光学膜、光学各向异性体、偏振片、防反射膜、显示装置、以及聚合性液晶组合物的制造方法 - Google Patents
聚合性液晶材料、聚合性液晶组合物、高分子、光学膜、光学各向异性体、偏振片、防反射膜、显示装置、以及聚合性液晶组合物的制造方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了一种聚合性液晶材料,其中,相对于100质量份的聚合性液晶化合物,式(I)所表示的盐的含量小于0.01质量份,并且,相对于100质量份的聚合性液晶化合物,式(II)所表示的含氮化合物的含量为0.01质量份以下。另外,R1~R5各自独立,为氢原子或碳原子数为1以上且7以下的烷基,R6~R7为氢原子,X为F‑、Br‑、Cl‑、I‑、HSO4 ‑、1/2(HPO4 2‑)、H2PO4 ‑、R‑C(=O)‑O‑、1/2(―O‑(C=O)‑R'‑(C=O)‑O‑)或R‑SO3 ‑,R表示氢原子或1价烃基,R'表示单键或2价烃基。
Description
技术领域
本发明涉及聚合性液晶材料、聚合性液晶组合物、高分子、光学膜、光学各向异性体、偏振片、防反射膜、显示装置、以及聚合性液晶组合物的制造方法。
背景技术
近年来,伴随着手提电脑、手机等便携式信息终端的高性能化和普及,要求使平板显示装置的厚度极度的薄。其结果是,作为平板显示装置的构成构件的相位差板也被要求进行薄层化。
在此,作为将相位差板进行薄层化的方法,下述方法被认为是近年来最有效的方法:在膜基材上涂敷含有聚合性液晶化合物的聚合性液晶组合物,形成光学膜,由此,制作相位差板。
然而,将聚合性液晶化合物溶解于有机溶剂形成的聚合性液晶组合物缺乏稳定性,有时会随时间推移而凝胶化(例如,参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2011-158671号公报。
发明内容
发明要解决的问题
因此,需要难以发生凝胶化(即,凝胶化时间长)的聚合性液晶组合物。
用于解决问题的方案
本发明人为了解决上述问题进行了深入研究。然后,本发明人发现,在现有的聚合性液晶组合物中,在制备聚合性液晶化合物时等,由于混入了特定的化合物(杂质)导致较易发生凝胶化,以至完成了本发明。
即,本发明的目的在于有利地解决上述问题,根据本发明可以提供以下的聚合性液晶材料、聚合性液晶组合物、高分子、光学膜、光学各向异性体、偏振片、防反射膜、显示装置、以及聚合性液晶组合物的制造方法。
[1]一种聚合性液晶材料,其包含聚合性液晶化合物,其中,
相对于100质量份的上述聚合性液晶化合物,下述式(I)所表示的盐的含量小于0.01质量份,
[化学式1]
[在式(I)中,R1~R4各自独立,为氢原子或碳原子数为1以上且7以下的烷基,X为F-、Br-、Cl-、I-、HSO4 -、1/2(HPO4 2-)、H2PO4 -、R-C(=O)-O-、1/2(―O-(C=O)-R'-(C=O)-O-)或R-SO3 -,R表示氢原子或1价烃基,R'表示单键或2价烃基。]
并且,相对于100质量份的上述聚合性液晶化合物,下述式(II)所表示的含氮化合物的含量为0.01质量份以下。
[化学式2]
[在式(II)中,R5为氢原子或碳原子数为1以上且7以下的烷基,R6和R7为氢原子。]
[2]根据上述[1]所述的聚合性液晶材料,其中,上述聚合性液晶化合物包含下述式(III)所表示的化合物。
[化学式3]
[在式(III)中,Ar为可以具有取代基的、下述式(1)~(7)中的任一种所表示的基团,
[化学式4]
在式(1)~(7)中,*表示与Z1或Z2的键合位点,
在式(1)~(4)中,E1表示-CR11R12-、-S-、-NR11-、-C(=O)-、或-O-,
在式(2)~(4)中,E2表示-CR11R12-、-S-、-NR11-、-C(=O)-、或-O-,
R11和R12各自独立地表示氢原子或碳原子数为1~4的烷基,
在式(1)中,D1表示可以具有取代基的芳香族烃环基或可以具有取代基的芳香族杂环基,
在式(2)~(3)中,D2和D3各自独立地表示可以具有取代基的芳香族烃环基或可以具有取代基的芳香族杂环基,
在式(4)中,D4和D5各自独立地表示可以具有取代基的非环状基团,或D4和D5共同成环所形成的有机基团,
在式(5)~(7)中,D6表示-C(Rf)=N-N(Rg)Rh、-C(Rf)=N-N=C(Rg)Rh、或-C(Rf)=N-N=Ri,
Rf表示氢原子或碳原子数为1~6的烷基,
Rg表示氢原子或可以具有取代基的碳原子为1~30的有机基团,
Rh表示具有1个以上选自碳原子数为6~30的芳香族烃环和碳原子数为2~30的芳香族杂环中的芳香环的有机基团,
Ri表示具有1个以上选自碳原子数为6~30的芳香族烃环和碳原子数为2~30的芳香族杂环中的芳香环的有机基团,
Z1和Z2各自独立地表示单键、-O-、-O-CH2-、-CH2-O-、-O-CH2-CH2-、-CH2-CH2-O-、-C(=O)-O-、-O-C(=O)-、-C(=O)-S-、-S-C(=O)-、-NR21-C(=O)-、-C(=O)-NR21-、-CF2-O-、-O-CF2-、-CH2-CH2-、-CF2-CF2-、-O-CH2-CH2-O-、-CH=CH-C(=O)-O-、-O-C(=O)-CH=CH-、-CH2-C(=O)-O-、-O-C(=O)-CH2-、-CH2-O-C(=O)-、-C(=O)-O-CH2-、-CH2-CH2-C(=O)-O-、-O-C(=O)-CH2-CH2-、-CH2-CH2-O-C(=O)-、-C(=O)-O-CH2-CH2-、-CH=CH-、-N=CH-、-CH=N-、-N=C(CH3)-、-C(CH3)=N-、-N=N-、或-C≡C-,R21表示氢原子或碳原子数为1~6的烷基,
A1、A2、B1及B2各自独立地表示可以具有取代基的环状脂肪族基或可以具有取代基的芳香族基,
Y1~Y4各自独立地表示单键、-O-、-C(=O)-、-C(=O)-O-、-O-C(=O)-、-NR22-C(=O)-、-C(=O)-NR22-、-O-C(=O)-O-、-NR22-C(=O)-O-、-O-C(=O)-NR22-、或-NR22-C(=O)-NR23-,R22和R23各自独立地表示氢原子或碳原子数为1~6的烷基,
G1和G2各自独立,为选自碳原子数为1~20的脂肪族烃基、以及碳原子数为3~20的脂肪族烃基所包含的1个以上的亚甲基(-CH2-)被-O-或-C(=O)-取代的基团之中的任一种的有机基团,G1和G2中上述有机基团所包含的氢原子也可以被碳原子数为1~5的烷基、碳原子数为1~5的烷氧基、或卤素原子取代(但是,G1和G2的两个末端的亚甲基(-CH2-)不能被-O-或-C(=O)-取代。),
P1和P2各自独立地表示聚合性基团,
p和q各自独立地表示0或1。]
[3]一种聚合性液晶组合物,其含有上述[1]或[2]所述的聚合性液晶材料和有机溶剂。
[4]根据上述[3]所述的聚合性液晶组合物,其进一步含有表面活性剂和聚合引发剂中的至少一种。
[5]一种高分子,其由上述[1]或[2]所述的聚合性液晶材料聚合形成。
[6]一种光学膜,其以上述[5]所述的高分子作为构成材料。
[7]一种光学各向异性体,其以上述[5]所述的高分子作为构成材料。
[8]一种偏振片,其包含上述[7]所述的光学各向异性体和偏振膜。
[9]一种显示装置,其具有上述[8]所述的偏振片。
[10]一种防反射膜,其包含上述[8]所述的偏振片。
[11]一种聚合性液晶组合物的制造方法,其包含:
第一工序,在包含聚合性液晶化合物的聚合性液晶材料中,确认相对于100质量份的上述聚合性液晶化合物,下述式(I)所表示的盐的含量小于0.01质量份,
[化学式5]
[在式(I)中,R1~R4各自独立地表示氢原子或碳原子数为1以上且7以下的烷基,X为F-、Br-、Cl-、I-、HSO4 -、1/2(HPO4 2-)、H2PO4 -、R-C(=O)-O-、1/2(―O-(C=O)-R'-(C=O)-O-)或R-SO3 -,R表示氢原子或1价烃基,R'表示单键或2价烃基。]
并确认相对于100质量份的上述聚合性液晶化合物,下述式(II)所表示的含氮化合物的含量为0.01质量份以下;
[化学式6]
[在式(II)中,R5为氢原子或碳原子数为1以上且7以下的烷基,R6和R7为氢原子。];以及
第二工序,在上述第一工序后,将上述聚合性液晶材料和有机溶剂混合。
发明效果
根据本发明,可以提供难以发生凝胶化(即,凝胶化时间长)的聚合性液晶组合物和可以制备该聚合性液晶组合物的聚合性液晶材料。
此外,根据本发明,可以提供将该聚合性液晶材料聚合而成的高分子、使用该高分子的光学膜和光学各向异性体、以及使用该光学各向异性体的偏振片、防反射膜及显示装置。
具体实施方式
以下,对本发明进行详细说明。另外,在本发明中,“可以具有取代基的”意为“不具有取代基的、或者具有取代基的”。此外,在通式中所包含的烷基、芳香族烃环基等有机基团具有取代基的情况下,在具有该取代基的有机基团的碳原子数中,不包含取代基的碳原子数。例如,在碳原子数为6~20的芳香族烃环基具有取代基的情况下,在碳原子数为6~20的芳香族烃环基的碳原子数中,不包含该取代基的碳原子数。进而,在本发明中,“烷基”意为链状(直链状或支链状)的饱和烃基,在“烷基”中,不包含作为环状饱和烃基的“环烷基”。
在此,对于本发明的聚合性液晶材料和聚合性液晶组合物而言,没有特别限定,例如可以在制备本发明的高分子时使用。
并且,本发明的高分子没有特别限定,例如,可以用作本发明的光学膜的构成材料和本发明的光学各向异性体具有的层的构成材料。此外,本发明的光学各向异性体没有特别限定,例如可以用于本发明的偏振片。进而,本发明的偏振片没有特别限定,例如可以用于本发明的显示装置和防反射膜。
此外,本发明的聚合性液晶组合物没有特别限定,例如可以使用本发明的聚合性液晶组合物的制造方法进行制造。
(1)聚合性液晶材料
本发明的聚合性液晶材料包含聚合性液晶化合物,并任意地进一步含有在制备聚合性液晶化合物时等混入的杂质。此外,在本发明的聚合性液晶材料中,相对于100质量份的聚合性液晶化合物,下述式(I)所表示的盐的含量为0质量份以上且小于0.01质量份,并且,相对于100质量份的聚合性液晶化合物,下述式(II)所表示的含氮化合物的含量为0质量份以上且0.01质量份以下。
另外,在本发明中,可以使用离子色谱测定“式(I)所表示的盐的含量”和“式(II)所表示的含氮化合物的含量”。具体而言,可以按照例如实施例所述的测定法来测定“式(I)所表示的盐的含量”和“式(II)所表示的含氮化合物的含量”。此外,在包含多种式(I)所表示的盐的情况下,“式(I)所表示的盐的含量”是指式(I)所表示的盐的合计含量,在包含多种式(II)所表示的含氮化合物的情况下,“式(II)所表示的含氮化合物的含量”是指式(II)所表示的含氮化合物的合计含量。
[化学式7]
[在式(I)中,R1~R4各自独立,为氢原子或碳原子数为1以上且7以下的烷基,X为F-、Br-、Cl-、I-、HSO4 -、1/2(HPO4 2-)、H2PO4 -、R-C(=O)-O-、1/2(―O-(C=O)-R'-(C=O)-O-)或R-SO3 -,R表示氢原子或1价烃基,R'表示单键或2价烃基。]
[化学式8]
[在式(II)中,R5为氢原子或碳原子数为1以上且7以下的烷基,R6和R7为氢原子。]
在此,对于本发明的聚合性液晶材料有了新的发现:在制备聚合性液晶化合物时等混入的杂质会影响包含聚合性液晶化合物的聚合性液晶组合物的凝胶化;以及,在制备聚合性液晶化合物时等混入的各种的杂质中,上述式(I)所表示的盐和上述式(II)所表示的含氮化合物对凝胶化的影响特别明显。而且,在本发明的聚合性液晶材料中,由于上述式(I)所表示的盐的含量和上述式(II)所表示的含氮化合物的含量在上述范围内,因此,相较于式(I)所表示的盐的含量和式(II)所表示的含氮化合物的含量在上述范围外的聚合性液晶材料,更难以发生凝胶化。因此,如果使用本发明的聚合性液晶材料,则可以得到凝胶化时间长且可以长期储藏的聚合性液晶组合物。
(1-1)聚合性液晶化合物
作为聚合性液晶化合物,没有特别限定,可以使用可用于制备高分子的任意的聚合性液晶化合物,其中,上述高分子可用作光学膜和光学各向异性体(以下,有时称为“光学膜等”。)的构成材料。其中,作为聚合性液晶化合物,优选被称为“具有反波长色散性的聚合性液晶化合物”的、可以制备能用作具有反波长色散性的光学膜等的构成材料的高分子的、聚合性液晶化合物。
并且,作为上述的聚合性液晶化合物,没有特别限定,可举出例如下述式(III)所表示的化合物等、在两个末端具有聚合性基团的化合物。
[化学式9]
在此,在式(III)中,Ar为可以具有取代基的、下述式(1)~(7)中的任一种所表示的基团。
[化学式10]
另外,在式(1)~(7)中,*表示与Z1或Z2的键合位点。
此外,在式(1)~(4)中,E1表示-CR11R12-、-S-、-NR11-、-C(=O)-、或-O-,在式(2)~(4)中,E2表示-CR11R12-、-S-、-NR11-、-C(=O)-、或-O-,R11和R12各自独立地表示氢原子或碳原子数为1~4的烷基。另外,E1和E2优选各自独立地为-S-。
进而,在式(1)中,D1表示可以具有取代基的芳香族烃环基或可以具有取代基的芳香族杂环基,在式(2)~(3)中,D2和D3各自独立地表示可以具有取代基的芳香族烃环基或可以具有取代基的芳香族杂环基,在式(4)中,D4和D5各自独立地表示可以具有取代基的非环状基团,或D4和D5共同成环所形成的有机基团,在式(5)~(7)中,D6表示-C(Rf)=N-N(Rg)Rh、-C(Rf)=N-N=C(Rg)Rh、或-C(Rf)=N-N=Ri。在此,Rf表示氢原子或碳原子数为1~6的烷基,Rg表示氢原子或可以具有取代基的碳原子数为1~30的有机基团,Rh表示具有1个以上选自碳原子数为6~30的芳香族烃环和碳原子数为2~30的芳香族杂环中的芳香环的有机基团,Ri表示具有1个以上选自碳原子数为6~30的芳香族烃环和碳原子数为2~30的芳香族杂环中的芳香环的有机基团。
另外,在本发明中,“芳香环”意为具有遵循Huckel规则的广义的芳香性的环状结构,即具有(4n+2)个π电子的环状共轭结构,以及以噻吩、呋喃、苯并噻唑等为代表的硫、氧、氮等杂原子的孤对电子参与π电子体系并显现芳香性的环状结构。
在此,作为上述式(1)~(7)所表示的基团可以具有的取代基,例如,可举出:卤素原子、氰基、硝基、碳原子数为1~6的烷基、碳原子数为1~6的卤代烷基、碳原子数为1~6的N-烷基氨基、碳原子数为2~12的N,N-二烷基氨基、碳原子数为1~6的烷氧基、碳原子数为1~6的烷基亚磺酰基、羧基、碳原子数为1~6的硫代烷基、碳原子数为1~6的N-烷基氨磺酰基、碳原子数为2~12的N,N-二烷基氨磺酰基。
另外,在上述式(1)~(7)所表示的基团具有多个取代基的情况下,这些取代基可以彼此相同,也可以不同。
作为D1~D3的芳香族烃环基,优选苯基、萘基等碳原子数为6~30的芳香族烃环基,更优选苯基。
此外,作为D1~D3的芳香族杂环基,优选1-苯并呋喃基、2-苯并呋喃基、咪唑基、吲哚基、呋喃唑基、噁唑基、喹啉基、噻二唑基、噻唑基、噻唑并吡嗪基、噻唑并吡啶基、噻唑并吡嗪基、噻唑并嘧啶基、噻吩基、三嗪基、三唑基、萘啶基、吡嗪基、吡唑基、吡喃基、吡啶基、哒嗪基、嘧啶基、吡咯基、酞嗪基、呋喃基、邻苯二甲酰亚胺基、苯并[c]噻吩基、苯并[b]噻吩基、苯并异噁唑基、苯并异噻唑基、苯并咪唑基、苯并噁二唑基、苯并噁唑基、苯并噻二唑基、苯并噻唑基、苯并三嗪基、苯并三唑基、以及苯并吡唑基等碳原子数为2~30的芳香族杂环基,更优选呋喃基、吡喃基、噻吩基、噁唑基、呋喃唑基、噻唑基及噻二唑基等单环芳香族杂环基,以及苯并噻唑基、苯并噁唑基、喹啉基、1-苯并呋喃基、2-苯并呋喃基、邻苯二甲酰亚胺基、苯并[c]噻吩基、苯并[b]噻吩基、噻唑并吡啶基、噻唑并吡嗪基、苯并异噁唑基、苯并噁二唑基及苯并噻二唑基等稠环的芳香族杂环基。
进而,作为D1~D3的芳香族烃环基和芳香族杂环基可以具有的取代基,可举出:氟原子、氯原子等卤素原子;氰基;甲基、乙基、丙基等碳原子数为1~6的烷基;乙烯基、烯丙基等碳原子数为2~6的烯基;三氟甲基等碳原子数为1~6的卤代烷基;二甲基氨基等碳原子数为1~12的N,N-二烷基氨基;甲氧基、乙氧基、异丙氧基等碳原子数为1~6的烷氧基;硝基;-OCF3;-C(=O)-Rb;-O-C(=O)-Rb;-C(=O)-O-Rb;-SO2Ra等。在此,Ra表示碳原子数为1~6的烷基、或可以具有碳原子数为1~6的烷基或碳原子数为1~6的烷氧基来作为取代基的碳原子数为6~20的芳香族烃环基。此外,Rb表示可以具有取代基的碳原子数为1~20的烷基、可以具有取代基的碳原子数为2~20的烯基、可以具有取代基的碳原子数为3~12的环烷基、或可以具有取代基的碳原子数为6~12的芳香族烃环基。
另外,对于D1~D3的芳香族烃环基和芳香族杂环基具有的取代基的数目,在一个环上可以是一个,也可以是多个。在一个环具有多个取代基的情况下,这些取代基彼此可以相同,也可以不同。
在此,作为Rb的碳原子数为1~20的烷基的例子,可举出甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、1-甲基戊基、1-乙基戊基、仲丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、新戊基、正己基、异己基、正庚基、正辛基、正壬基、正癸基、正十一烷基、正十二烷基、正十三烷基、正十四烷基、正十五烷基、正十六烷基、正十七烷基、正十八烷基、正十九烷基、以及正二十烷基等。其中,Rb的烷基的碳原子数优选为1~12,进一步优选为4~10。
并且,作为Rb的碳原子数为1~20的烷基可以具有的取代基,可举出例如:氟原子、氯原子等卤素原子;氰基;二甲基氨基等碳原子数为2~12的N,N-二烷基氨基;甲氧基、乙氧基、异丙氧基、丁氧基等碳原子数为1~20的烷氧基;甲氧基甲氧基、甲氧基乙氧基等被碳原子数为1~12的烷氧基取代的碳原子数为1~12的烷氧基;硝基;苯基、萘基等碳原子数为6~20的芳香族烃环基;三嗪基、吡咯基、呋喃基、噻吩基、噻唑基、苯并噻吩基-2-基硫基等碳原子数为2~20的芳香族杂环基;环丙基、环戊基、环己基等碳原子数为3~8的环烷基;环戊氧基、环己氧基等碳原子数为3~8的环烷氧基;四氢呋喃基、四氢吡喃基、二氧杂环戊基、二氧杂环己基等碳原子数为2~12的环状醚基;苯氧基、萘氧基等碳原子数为6~14的芳氧基;三氟甲基、五氟乙基、-CH2CF3等1个以上的氢原子被氟原子取代的碳原子数为1~12的氟代烷基;苯并呋喃基;苯并吡喃基;苯并二氧杂环戊基;以及苯并二噁烷基等。其中,作为该取代基,优选氟原子、氯原子等卤素原子;氰基;甲氧基、乙氧基、异丙氧基、丁氧基等碳原子数为1~20的烷氧基;硝基;苯基、萘基等碳原子数为6~20的芳香族烃环基;呋喃基、噻吩基、噻唑基等碳原子数为2~20的芳香族杂环基;环丙基、环戊基、环己基等碳原子数为3~8的环烷基;三氟甲基、五氟乙基、-CH2CF3等1个以上的氢原子被氟原子取代的碳原子数为1~12的氟代烷基。
另外,取代基的数目可以是一个,也可以是多个。在Rb的碳原子数为1~20的烷基具有多个取代基的情况下,这些取代基彼此可以相同,也可以不同。
作为Rb的碳原子为2~20的烯基的例子,可举出乙烯基、丙烯基、异丙烯基、丁烯基、异丁烯基、戊烯基、己烯基、庚烯基、辛烯基、癸烯基、十一碳烯基、十二碳烯基、十三碳烯基、十四碳烯基、十五碳烯基、十六碳烯基、十七碳烯基、十八碳烯基、十九碳烯基以及二十碳烯基等。其中,Rb的碳原子数为2~20的烯基的碳原子数优选为2~12。
并且,作为Rb的碳原子数为2~20的烯基可以具有的取代基,可举出与上述Rb的碳原子数为1~20的烷基可以具有的取代基相同的取代基。
另外,取代基的数目可以是一个,也可以是多个。在Rb的碳原子数为2~20的烯基具有多个取代基的情况下,这些取代基彼此可以相同,也可以不同。
作为Rb的碳原子数为3~12的环烷基的例子,可举出环丙基、环丁基、环戊基、环己基以及环辛基等。其中,作为Rb的碳原子数为3~12的环烷基,优选环戊基和环己基。
并且,作为Rb的碳原子数为3~12的环烷基可以具有的取代基,可举出例如:氟原子、氯原子等卤素原子;氰基;二甲基氨基等碳原子数为2~12的N,N-二烷基氨基;甲基、乙基、丙基等碳原子数为1~6的烷基;甲氧基、乙氧基、异丙氧基等碳原子数为1~6的烷氧基;硝基;以及苯基、萘基等碳原子数为6~20的芳香族烃环基等。其中,作为该取代基,优选氟原子、氯原子等卤素原子;氰基;甲基、乙基、丙基等碳原子数为1~6的烷基;甲氧基、乙氧基、异丙氧基等碳原子数为1~6的烷氧基;硝基;以及苯基、萘基等碳原子数为6~20的芳香族烃环基。
另外,取代基的数目可以是一个,也可以是多个。在Rb的碳原子数为3~12的环烷基具有多个取代基的情况下,这些取代基彼此可以相同,也可以不同。
作为Rb的碳原子数为6~12的芳香族烃环基的例子,可举出苯基、1-萘基、2-萘基等。在它们中,优选苯基。
并且,作为Rb的碳原子数为6~12的芳香族烃环基可以具有的取代基,可举出例如:氟原子、氯原子等卤素原子;氰基;二甲基氨基等碳原子数为2~12的N,N-二烷基氨基;甲氧基、乙氧基、异丙氧基、丁氧基等碳原子数为1~20的烷氧基;甲氧基甲氧基、甲氧基乙氧基等被碳原子数为1~12的烷氧基取代的碳原子数为1~12的烷氧基;硝基;三嗪基、吡咯基、呋喃基、噻吩基等碳原子数为2~20的芳香族杂环基;环丙基、环戊基、环己基等碳原子数为3~8的环烷基;环戊氧基、环己氧基等碳原子数为3~8的环烷氧基;四氢呋喃基、四氢吡喃基、二氧杂环戊基、二氧杂环己基等碳原子数为2~12的环状醚基;苯氧基、萘氧基等碳原子数为6~14的芳氧基;三氟甲基、五氟乙基、-CH2CF3等1个以上的氢原子被氟原子取代的碳原子数为1~12的氟代烷基;-OCF3;苯并呋喃基;苯并吡喃基;苯并二氧杂环戊基;以及苯并二噁烷基等。其中,作为该取代基,优选为选自下述取代基中的1种以上的取代基:氟原子、氯原子等卤素原子;氰基;甲氧基、乙氧基、异丙氧基、丁氧基等碳原子数为1~20的烷氧基;硝基;呋喃基、噻吩基等碳原子数为2~20的芳香族杂环基;环丙基、环戊基、环己基等碳原子数为3~8的环烷基;三氟甲基、五氟乙基、-CH2CF3等1个以上的氢原子被氟原子取代的碳原子数为1~12的氟代烷基;-OCF3。
另外,取代基的数目可以是一个,也可以是多个。在Rb的碳原子数为6~12的芳香族烃环基具有多个取代基的情况下,这些取代基彼此可以相同,也可以不同。
此外,作为D4和D5的非环状基团,优选碳原子数为1~6的烷基、氰基、羧基、碳原子数为1~6的氟代烷基、碳原子数为1~6的烷氧基、-C(=O)-CH3、-C(=O)NHPh、-C(=O)-ORx等碳原子数为1~13的非环状基团,更优选氰基、羧基、-C(=O)-CH3、-C(=O)NHPh、-C(=O)-OC2H5、-C(=O)-OC4H9、-C(=O)-OCH(CH3)2、-C(=O)-OCH2CH2CH(CH3)-OCH3、-C(=O)-OCH2CH2C(CH3)2-OH、-C(=O)-OCH2CH(CH2CH3)-C4H9。在此,Rx为碳原子数为1~12的有机基团,作为Rx的碳原子数为1~12的有机基团的具体例子,可举出碳原子数为1~12的烷氧基、或可以被羟基取代的碳原子数为1~12的烷基。
并且,作为D4和D5的非环状基团可以具有的取代基,可举出与上述的D1~D3的芳香族烃环基和芳香族杂环基可以具有的取代基相同的取代基。
另外,取代基的数目可以是一个,也可以是多个。在D4和D5的非环状基团具有多个取代基的情况下,这些取代基彼此可以相同,也可以不同。
此外,作为D4和D5共同成环所形成的有机基团的具体例子,可举出例如以下的有机基团。
[化学式11]
在此,在上述式中,*表示式(4)中D4和D5键合的碳原子(即,与D4和D5共同成环的碳原子)的位置,Rk表示碳原子数为1~3的烷基,Rm表示碳原子数为1~3的烷基或可以具有取代基的苯基,Rn表示碳原子数为1~3的烷基或可以具有取代基的苯基,Rp表示氢原子、碳原子数为1~3的烷基、羟基或-COOR",R"表示碳原子数为1~3的烷基。另外,作为Rm和Rn的苯基可以具有的取代基,可举出卤素原子、烷基、烯基、芳基、杂环基、羟基、羧基、烷氧基、芳氧基、酰氧基、氰基以及氨基,优选为卤素原子、烷基、氰基、烷氧基。并且,苯基具有的取代基的数目可以是一个,也可以是多个。在Rm和Rn的苯基具有多个取代基的情况下,这些取代基彼此可以相同,也可以不同。
进而,作为D6的Rf的碳原子数为1~6的烷基,可举出甲基、乙基、丙基、以及异丙基等。
此外,作为D6的Rg的可以具有取代基的碳原子数为1~30的有机基团,可举出例如:可以具有取代基的碳原子数为1~20的烷基、可以具有取代基的碳原子数为2~20的烯基、可以具有取代基的碳原子数为2~20的炔基、可以具有取代基的碳原子数为3~12的环烷基、可以具有取代基的碳原子数为6~30的芳香族烃环基、可以具有取代基的碳原子数为2~30的芳香族杂环基、-SO2Ra、-C(=O)-Rb、以及-CS-NH-Rb。
另外,Ra和Rb表示与上述相同的意思。
作为Rg的碳原子数为1~20的烷基,可举出与上述的Rb的碳原子数为1~20的烷基相同的基团。
此外,作为Rg的碳原子数为1~20的烷基可以具有的取代基,可举出例如:氟原子、氯原子等卤素原子;氰基;二甲基氨基等碳原子数为2~12的N,N-二烷基氨基;甲氧基、乙氧基、异丙氧基、丁氧基等碳原子数为1~20的烷氧基;甲氧基甲氧基、甲氧基乙氧基等被碳原子数为1~12的烷氧基取代的碳原子数为1~12的烷氧基;硝基;苯基、萘基等碳原子数为6~20的芳香族烃环基;三嗪基、吡咯基、呋喃基、噻吩基等碳原子数为2~20的芳香族杂环基;环丙基、环戊基、环己基等碳原子数为3~8的环烷基;环戊氧基、环己氧基等碳原子数为3~8的环烷氧基;四氢呋喃基、四氢吡喃基、二氧杂环戊基、二氧杂环己基等碳原子数为2~12的环状醚基;苯氧基、萘氧基等碳原子数为6~14的芳氧基;1个以上的氢原子被氟原子取代的碳原子数为1~12的氟代烷基;苯并呋喃基、苯并吡喃基、苯并二氧杂环戊基、苯并二噁烷基;被-O-C(=O)-Rb'、-C(=O)-Rb'、-C(=O)-O-Rb'、-SO2Ra、-SRb'或被-SRb'取代的碳原子数为1~12的烷氧基;羟基等。
在此,Ra的具体例子如上所述。
此外,Rb'表示可以具有取代基的碳原子数为1~20的烷基、可以具有取代基的碳原子数为2~20的烯基、可以具有取代基的碳原子数为3~12的环烷基、或可以具有取代基的碳原子数为6~12的芳香族烃环基。
在此,作为Rb'的碳原子数为1~20的烷基,可举出与上述的Rb的碳原子数为1~20的烷基相同的基团。
并且,作为Rb'的碳原子数为1~20的烷基可以具有的取代基,可举出例如:氟原子、氯原子等卤素原子;氰基;二甲基氨基等碳原子数为2~12的N,N-二烷基氨基;甲氧基、乙氧基、异丙氧基、丁氧基等碳原子数为1~20的烷氧基;甲氧基甲氧基、甲氧基乙氧基等被碳原子数为1~12的烷氧基取代的碳原子数为1~12的烷氧基;硝基;三嗪基、吡咯基、呋喃基、噻吩基、噻唑基等碳原子数为2~4的芳香族杂环基;环丙基、环戊基、环己基等碳原子数为3~8的环烷基;环戊氧基、环己氧基等碳原子数为3~8的环烷氧基;四氢呋喃基、四氢吡喃基、二氧杂环戊基、二氧杂环己基等碳原子数为2~12的环状醚基;苯氧基、萘氧基等碳原子数为6~14的芳氧基;三氟甲基、五氟乙基、-CH2CF3等1个以上的氢原子被氟原子取代的碳原子数为1~12的氟代烷基;苯并呋喃基;苯并吡喃基;苯并二氧杂环戊基;以及苯并二噁烷基等。其中,作为该取代基,优选氟原子、氯原子等卤素原子;氰基;甲氧基、乙氧基、异丙氧基、丁氧基等碳原子数为1~20的烷氧基;硝基;呋喃基、噻吩基、噻唑基等碳原子数为2~4的芳香族杂环基;环丙基、环戊基、环己基等碳原子数为3~8的环烷基;三氟甲基、五氟乙基、-CH2CF3等1个以上的氢原子被氟原子取代的碳原子数为1~12的氟代烷基。
另外,取代基的数目可以是一个,也可以是多个。在Rb'的碳原子数为1~20的烷基具有多个取代基的情况下,这些取代基彼此可以相同,也可以不同。
作为Rb'的碳原子数为2~20的烯基,可举出与上述的Rb的碳原子数为2~20的烯基相同的基团。
并且,作为Rb'的碳原子数为2~20的烯基可以具有的取代基,可举出与上述作为Rb的碳原子数为1~20的烷基可以具有的取代基相同的基团。
另外,取代基的数目可以是一个,也可以是多个。在Rb'的碳原子数为2~20的烯基具有多个取代基的情况下,这些取代基彼此可以相同,也可以不同。
作为Rb'的碳原子数为3~12的环烷基,可举出与上述的Rb的碳原子数为3~12的环烷基相同的基团。
并且,作为Rb'的碳原子数为3~12的环烷基可以具有的取代基,可举出与上述作为Rb的碳原子数为3~12的环烷基可以具有的取代基相同的基团。
另外,取代基的数目可以是一个,也可以是多个。在Rb'的碳原子数为3~12的环烷基具有多个取代基的情况下,这些取代基彼此可以相同,也可以不同。
作为Rb'的碳原子数为6~12的芳香族烃环基,可举出与上述的Rb的碳原子数为6~12的芳香族烃环基相同的基团。
而且,作为Rb'的碳原子数为6~12的芳香族烃环基可以具有的取代基,可举出与上述作为Rb的碳原子数为6~12的芳香族烃环基可以具有的取代基相同的基团。
另外,取代基的数目可以是一个,也可以是多个。在Rb'的碳原子数为6~12的芳香族烃环基具有多个取代基的情况下,这些取代基彼此可以相同,也可以不同。
作为Rg的碳原子数为2~20的烯基,可举出与上述的Rb的碳原子数为2~20的烯基相同的基团。
并且,作为Rg的碳原子数为2~20的烯基可以具有的取代基,可举出与上述作为Rg的碳原子数为1~20的烷基可以具有的取代基相同的基团。
另外,取代基的数目可以是一个,也可以是多个。在Rg的碳原子数为2~20的烯基具有多个取代基的情况下,这些取代基彼此可以相同,也可以不同。
作为Rg的碳原子数为2~20的炔基的例子,可举出乙炔基、丙炔基、2-丙炔基(炔丙基)、丁炔基、2-丁炔基、3-丁炔基、戊炔基、2-戊炔基、己炔基、5-己炔基、庚炔基、辛炔基、2-辛炔基、壬炔基、癸炔基、7-癸炔基等。
并且,作为Rg的碳原子数为2~20的炔基可以具有的取代基,可举出与上述的Rg的碳原子数为1~20的烷基可以具有的取代基相同的基团。
另外,取代基的数目可以是一个,也可以是多个。在Rg的碳原子数为2~20的炔基具有多个取代基的情况下,这些取代基彼此可以相同,也可以不同。
作为Rg的碳原子数为3~12的环烷基,可举出与上述的Rb的碳原子数为3~12的环烷基相同的基团。
并且,作为Rg的碳原子数为3~12的环烷基可以具有的取代基,可举出与上述的Rg的碳原子数为1~20的烷基可以具有的取代基相同的基团。
另外,取代基的数目可以是一个,也可以是多个。在Rg的碳原子数为3~12的环烷基具有多个取代基的情况下,这些取代基彼此可以相同,也可以不同。
作为Rg的碳原子数为6~30的芳香族烃环基,可举出与上述可以形成D1~D3的芳香族烃环基的碳原子数为6~30的芳香族烃环基相同的基团。
并且,作为Rg的碳原子数为6~30的芳香族烃环基可以具有的取代基,可举出与上述的D1~D3的芳香族烃环基可以具有的取代基相同的基团。
另外,取代基的数目可以是一个,也可以是多个。在Rg的碳原子数为6~30的芳香族烃环基具有多个取代基的情况下,这些取代基彼此可以相同,也可以不同。
作为Rg的碳原子数为2~30的芳香族杂环基,可举出与上述的可以形成D1~D3的芳香族杂环基的碳原子数为2~30的芳香族杂环基相同的基团。
并且,作为Rg的碳原子数为2~30的芳香族杂环基可以具有的取代基,可举出与上述的D1~D3的芳香族杂环基可以具有的取代基相同的基团。
另外,取代基的数目可以是一个,也可以是多个。在Rg的碳原子数为2~30的芳香族杂环基具有多个取代基的情况下,这些取代基彼此可以相同,也可以不同。
此外,作为D6的Rh的、具有1个以上选自碳原子数为6~30的芳香族烃环和碳原子数为2~30的芳香族杂环中的芳香环的有机基团,可举出例如可以具有取代基的下述1)~5)中的任一种基团。
另外,取代基的数目可以是一个,也可以是多个。在下述1)~5)的基团具有多个取代基的情况下,这些取代基彼此可以相同,也可以不同。
1)具有1个以上的碳原子数为6~30的芳香族烃环的、碳原子数为6~40的烃环基
2)具有1个以上的选自碳原子数为6~30的芳香族烃环和碳原子数为2~30的芳香族杂环中的芳香环的、碳原子数为为2~40的杂环基
3)被碳原子数为6~30的芳香族烃环基和碳原子数为2~30的芳香族杂环基的至少一种取代的、碳原子数为1~12的烷基
4)被碳原子数为6~30的芳香族烃环基和碳原子数为2~30的芳香族杂环基的至少一种取代的、碳原子数为2~12的烯基
5)被碳原子数为6~30的芳香族烃环基和碳原子数为2~30的芳香族杂环基的至少一种取代的、碳原子数为2~12的炔基
在此,作为上述1)的具体例子,可举出例如以下的基团。
[化学式12]
并且,作为上述1)的碳原子数为6~40的烃环基可以具有的取代基,可举出例如:氟原子、氯原子等卤素原子;氰基;甲基、乙基、丙基等碳原子数为1~6的烷基;乙烯基、烯丙基等碳原子数为2~6的烯基;三氟甲基等碳原子数为1~6的卤代烷基;二甲基氨基等碳原子数为2~12的N,N-二烷基氨基;甲氧基、乙氧基、异丙氧基等碳原子数为1~6的烷氧基;硝基;苯基、萘基等碳原子数为6~20的芳香族烃环基;-OCF3;-C(=O)-Rb;-O-C(=O)-Rb;-C(=O)-O-Rb;-SO2Ra等。在此,Ra和Rb表示与上述相同的意思。在这些之中,作为取代基,优选选自卤素原子、氰基、碳原子数为1~6的烷基以及碳原子数为1~6的烷氧基中的1种以上的取代基。
此外,作为上述2)的具体例子,可举出例如以下的基团。
[化学式13]
[化学式14]
[化学式15]
[化学式16]
[在式中,Rq表示氢原子或碳原子数为1~6的烷基,在Rq为多个的情况下,各自可以相同,也可以不同。]
并且,作为上述2)的碳原子数为2~40的杂环基可以具有的取代基,可举出与上述1)的碳原子数为6~40的烃环基可以具有的取代基相同的基团。
进而,作为上述3)~5)中的碳原子数为6~30的芳香族烃环基,可举出例如与上述的可以形成D1~D3的芳香族烃环基的碳原子数为6~30的芳香族烃环基相同的基团。此外,作为上述3)~5)中的碳原子数为2~30的芳香族杂环基,可举出与上述的可以形成D1~D3的芳香族杂环基的碳原子数为2~30的芳香族杂环基相同的基团。
并且,作为上述3)的碳原子数为1~12的烷基,可举出例如甲基、乙基、丙基、异丙基等。此外,作为上述4)的碳原子数为2~12的烯基,可举出例如乙烯基、烯丙基等。进而,作为上述5)的碳原子数为2~12的炔基,可举出例如乙炔基、丙炔基等。
此外,作为上述3)~5)的基团可以具有的取代基,可举出与上述1)的碳原子数为6~40的烃环基可以具有的取代基相同的基团。
并且,作为Rh,优选下述式所表示的基团,
[化学式17]
更优选下述式所表示的基团。
[化学式18]
此外,作为D6的Rh可以具有的取代基,可举出:氟原子、氯原子等卤素原子;氰基;甲基、乙基、丙基等碳原子数为1~6的烷基;乙烯基、烯丙基等碳原子数为2~6的烯基;三氟甲基等碳原子数为1~6的卤代烷基;二甲基氨基等碳原子数为2~12的N,N-二烷基氨基;甲氧基、乙氧基、异丙氧基等碳原子数为1~6的烷氧基;硝基;-OCF3;-C(=O)-Rb;-O-C(=O)-Rb;-C(=O)-O-Rb;-SO2Ra等。其中,作为取代基优选选自卤素原子、氰基、碳原子数为1~6的烷基以及碳原子数为1~6的烷氧基中的1种以上的取代基。在此,Ra和Rb表示与上述相同的意思。
并且,作为D6的Ri的、具有1个以上选自碳原子数为6~30的芳香族烃环和碳原子数为2~30的芳香族杂环中的芳香环的有机基团,可举出例如可以具有取代基的下述6)~7)中的任一种基团。
6)具有1个以上的碳原子数为6~30的芳香族烃环的、碳原子数为6~40的烃环基
7)具有1个以上选自碳原子数为6~30的芳香族烃环和碳原子数为2~30的芳香族杂环中的芳香环的、碳原子数为2~40的杂环基
其中,Ri优选为下述式中的任一种。
[化学式19]
[式中,Rt表示氢原子或碳原子数为1~6的烷基。]
在上述中,作为Ar,优选可以具有取代基的、下述式(1-1)~(6-3)中的任一种所表示的基团。
[化学式20]
另外,作为上述式(1-1)和(4-1)所表示的基团的具体例子,可举出例如以下的基团。
[化学式21]
此外,在式(III)中,Z1和Z2各自独立地表示单键、-O-、-O-CH2-、-CH2-O-、-O-CH2-CH2-、-CH2-CH2-O-、-C(=O)-O-、-O-C(=O)-、-C(=O)-S-、-S-C(=O)-、-NR21-C(=O)-、-C(=O)-NR21-、-CF2-O-、-O-CF2-、-CH2-CH2-、-CF2-CF2-、-O-CH2-CH2-O-、-CH=CH-C(=O)-O-、-O-C(=O)-CH=CH-、-CH2-C(=O)-O-、-O-C(=O)-CH2-、-CH2-O-C(=O)-、-C(=O)-O-CH2-、-CH2-CH2-C(=O)-O-、-O-C(=O)-CH2-CH2-、-CH2-CH2-O-C(=O)-、-C(=O)-O-CH2-CH2-、-CH=CH-、-N=CH-、-CH=N-、-N=C(CH3)-、-C(CH3)=N-、-N=N-、或-C≡C-。在此,R21表示氢原子或碳原子数为1~6的烷基。
进而,在式(III)中,A1和A2、以及B1和B2各自独立地表示可以具有取代基的环状脂肪族基或可以具有取代基的芳香族基。并且,优选A1和A2、以及B1和B2各自独立地表示可以具有取代基的碳原子数为5~20的环状脂肪族基或可以具有取代基的碳原子数为2~20的芳香族基。
在此,作为A1和A2、以及B1和B2的环状脂肪族基的具体例子,可举出:环戊烷-1,3-二基、环己烷-1,4-二基、1,4-环庚烷-1,4-二基、环辛烷-1,5-二基等碳原子数为5~20的环烷烃二基;十氢萘-1,5-二基、十氢萘-2,6-二基等碳原子数为5~20的双环烷烃二基等。其中,作为环状脂肪族基,优选可以被取代的碳原子数为5~20的环烷二基,更优选环己烷二基,进一步优选环己烷-1,4-二基。作为环状脂肪族基,可以是反式体,可以是顺式体,也可以是顺式体与反式体的混合物,更优选为反式体。
此外,作为A1和A2、以及B1和B2的芳香族基的具体例子,可举出:1,2-亚苯基、1,3-亚苯基、1,4-亚苯基、1,4-亚萘基、1,5-亚萘基、2,6-亚萘基、4,4'-亚联苯基等碳原子数为6~20的芳香族烃环基;呋喃-2,5-二基、噻吩-2,5-二基、吡啶-2,5-二基、吡嗪-2,5-二基等碳原子数为2~20的芳香族杂环基等。其中,作为芳香族基,优选碳原子数为6~20的芳香族烃环基,更优选亚苯基,进一步优选1,4-亚苯基。
作为A1和A2、以及B1和B2的环状脂肪族基和芳香族基的取代基,可举出例如卤素原子、碳原子数为1~6的烷基、碳原子数为1~5的烷氧基、硝基、氰基等。上述环状脂肪族基和芳香族基可以具有选自上述取代基中的至少一种取代基。另外,在上述环状脂肪族基和芳香族基具有多个取代基的情况下,各取代基可以相同,也可以不同。
此外,在式(III)中,Y1~Y4各自独立地表示单键、-O-、-C(=O)-、-C(=O)-O-、-O-C(=O)-、-NR22-C(=O)-、-C(=O)-NR22-、-O-C(=O)-O-、-NR22-C(=O)-O-、-O-C(=O)-NR22-、或-NR22-C(=O)-NR23-。并且,R22和R23各自独立地表示氢原子或碳原子数为1~6的烷基。
进而,在式(III)中,G1和G2各自独立地表示碳原子数为1~20的脂肪族烃基、以及碳原子数为3~20的脂肪族烃基所包含的1个以上的亚甲基(-CH2-)被-O-或-C(=O)-取代的基团之中的任一种有机基团。另外,G1和G2的上述有机基团所包含的氢原子也可以被碳原子数为1~5的烷基、碳原子数为1~5的烷氧基或卤素原子取代。但是,G1和G2的两个末端的亚甲基(-CH2-)不能被-O-或-C(=O)-取代。
并且,作为碳原子数为1~20的脂肪族烃基的具体例子,可举出碳原子数为1~20的亚烷基,作为碳原子数为3~20的脂肪族烃基的具体例子,可举出碳原子数为3~20的亚烷基。
并且,在式(III)中,p和q各自独立,为0或1。
此外,在式(III)中,P1和P2各自独立地表示聚合性基团。并且,作为P1和P2的聚合性基团,可例示例如丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基等CH2=CRc-C(=O)-O-所表示的基团(Rc表示氢原子、甲基、或氯原子)、乙烯基、乙烯基醚基、对二苯乙烯基、丙烯酰基、甲基丙烯酰基、羧基、甲基羰基、羟基、酰胺基、碳原子数为1~4的烷基氨基、氨基、环氧基、氧杂环丁烷基、醛基、异氰酸酯基或硫代异氰酸酯基等。其中,优选CH2=CRc-C(=O)-O-所表示的基团,更优选CH2=CH-C(=O)-O-(丙烯酰氧基)、CH2=C(CH3)-C(=O)-O-(甲基丙烯酰氧基),进一步优选丙烯酰氧基。
另外,上述的聚合性液晶化合物可以将已知的合成反应进行组合,来进行合成。即,可以参照各种文献(例如,国际公开第2014/10325号、国际公开第2012/147904号、日本特开2010-31223号公报、日本特开2008-273925号公报、日本特开2009-179563号公报)等记载的方法,来进行合成。
此外,以固体成分换算量计,聚合性液晶化合物在聚合性液晶材料中所占的比例通常为70质量%以上且小于100质量%,例如可以为80质量%以上且99质量%以下。
(1-2)盐
式(I)所表示的盐为R1~R4均为氢原子的铵盐、R1~R4中的至少一个为碳原子数为1以上且7以下的烷基的烷基胺盐、或这些的混合物。
在此,作为R1~R4的碳原子数为1以上且7以下的烷基,优选-CH3或-(CH2)nCH3(其中,n为1以上且6以下的整数),更优选甲基(-CH3)或乙基(-CH2CH3)。
此外,式(I)的X为F-、Br-、Cl-、I-、HSO4 -、1/2(HPO4 2-)、H2PO4 -、R-C(=O)-O-、1/2(―O-(C=O)-R'-(C=O)-O-)或R-SO3 -。并且,R表示氢原子或1价的烃基,R'表示单键或2价的烃基。
并且,作为式(I)的R的1价的烃基,没有特别限定,可举出例如甲基、苯基、苄基、邻甲苯基、间甲苯基、对甲苯基。其中,R的1价的烃基优选为甲基、苯基或对甲苯基。
此外,作为式(I)的R'的2价的烃基,没有特别限定,可举出例如亚甲基、邻亚苯基、间亚苯基、对亚苯基。其中,R'的2价的烃基优选为亚甲基或对亚苯基。
并且,X优选为F-、Br-或Cl-,更优选为Br-或Cl-。
在上述之中,式(I)所表示的盐优选为氯化铵、甲胺盐酸盐、乙胺盐酸盐、二甲胺盐酸盐、二乙胺盐酸盐、三甲胺盐酸盐、三乙胺盐酸盐、四甲基氯化铵、四乙基氯化铵或这些的混合物。
另外,从充分地抑制凝胶化的观点出发,在每100质量份的聚合性液晶化合物中,式(I)所表示的盐的含量只要为0质量份以上且小于0.01质量份则没有特别限定,优选为0.008质量份以下,更优选为0.003质量份以下,进一步优选小于ICS-1500(DionexCorporation制离子色谱仪)的定量下限值。
在此,由于在制备聚合性液晶化合物时使用了碱等,因此,式(I)所表示的盐可以混入聚合性液晶材料中。因此,在聚合性液晶材料中式(I)所表示的盐的含量没有特别限定,可以使用已知的纯化方法进行调节,例如利用硅胶柱色谱来纯化聚合性液晶化合物等。
另外,从减轻纯化等操作的负担的观点出发,在聚合性液晶材料中,也可以包含在上述范围内的式(I)所表示的盐,例如,在每100质量份的聚合性液晶化合物中,式(I)所表示的盐的含量可以是0.003质量份以上。
(1-3)含氮化合物
式(II)所表示的含氮化合物为R5~R7均为氢原子的铵盐、R5为碳原子数为1以上且7以下的烷基的烷基伯胺、或这些的混合物。
另外,在本发明的聚合性液晶材料中,也可以包含烷基仲胺、烷基叔胺等。并且,聚合性液晶材料中的烷基仲胺和烷基叔胺的合计含量没有特别限制,通常,相对于100质量份的聚合性液晶化合物,为10质量份以下。
在此,作为R5的碳原子数为1以上且7以下的烷基,优选-CH3或-(CH2)nCH3(其中,n为1以上且6以下的整数),更优选甲基(-CH3)或乙基(-CH2CH3)。
在上述之中,式(II)所表示的含氮化合物优选为烷基伯胺,更优选为甲胺或乙胺。
另外,从充分地抑制凝胶化的观点出发,在每100质量份的聚合性液晶化合物中,式(II)所表示的含氮化合物的含量只要为0质量份以上且0.01质量份以下则没有特别限定。
在此,由于在制备聚合性液晶化合物时使用了碱等,因此,式(II)所表示的含氮化合物可以混入聚合性液晶材料中。因此,在聚合性液晶材料中的式(II)所表示的含氮化合物的含量没有特别限定,可以使用已知的纯化方法进行调节,例如利用硅胶柱色谱来纯化聚合性液晶化合物等。
另外,从减轻纯化等操作的负担的观点出发,在聚合性液晶材料中,也可以包含在上述范围内的式(II)所表示的含氮化合物,例如,在每100质量份的聚合性液晶化合物中,式(II)所表示的含氮化合物的含量为0.003质量份以上。
(1-4)其它杂质
在聚合性液晶材料中,除上述式(I)所表示的盐和式(II)所表示的含氮化合物之外,也可以包含其它杂质。
(2)聚合性液晶组合物
本发明的聚合性液晶组合物含有聚合性液晶材料和有机溶剂,进一步任意地含有表面活性剂和聚合引发剂中的至少一种。此外,聚合性液晶组合物也可以进一步包含上述成分之外的成分。
另外,如后述那样,上述聚合性液晶组合物可以用作本发明的高分子、光学膜、光学各向异性体的制造原料。并且,本发明的聚合性液晶组合物由于使用了上述的聚合性液晶材料,因此凝胶化时间长、且储藏性优异。
(2-1)聚合性液晶材料
作为聚合性液晶材料,可以使用包含聚合性液晶化合物的上述聚合性液晶材料。
(2-2)有机溶剂
作为有机溶剂,没有特别限定,可举出例如:环戊酮、环己酮、甲乙酮等酮类;乙酸丁酯、乙酸戊酯等乙酸酯类;氯仿、二氯甲烷、二氯乙烷等卤代烃类;1,4-二氧杂环己烷、环戊基甲基醚、四氢呋喃、四氢吡喃、1,3-二氧杂环戊烷等醚类等。
(2-3)表面活性剂
此外,为了调节表面张力,优选在上述聚合性液晶组合物中配合表面活性剂。作为该表面活性剂没有特别限定,通常优选非离子系表面活性剂。作为该非离子系表面活性剂,可以使用市售品,例如,可举出作为含氟基、含亲水性基团、以及含亲油性基团的低聚物的非离子系表面活性剂,例如,AGC SEIMI CHEMICAL CO.,LTD.制的Surflon系列(S242、S243、S386、S420、S611、S651等)、DIC Corporation制的MEGAFACE系列(F251、F554、F556、F562、RS-75、RS-76-E等)、NEOS Corporation制的FTERGENT系列(FTX601AD、FTX602A、FTX601ADH2、FTX650A等)等。此外,这些表面活性剂可以单独使用1种,也可以将2种以上以任意比率组合使用。
在此,在上述聚合性液晶组合物中,相对于聚合性液晶组合物所包含的100质量份的聚合性液晶化合物,表面活性剂的配合比例通常为0.01~10质量份,优选为0.01~2质量份。
(2-4)聚合引发剂
从更高效地进行聚合性液晶组合物所包含的聚合性液晶化合物的聚合反应的观点出发,可以配合聚合引发剂。
并且,作为使用的聚合引发剂,可举出自由基聚合引发剂、阴离子聚合引发剂、阳离子聚合引发剂等。
作为自由基聚合引发剂,可以使用下述中的任一种:热自由基产生剂,其为通过加热来产生活性物种的化合物,该活性物种可以引发聚合性液晶化合物的聚合;光自由基产生剂,其为通过可见光、紫外线(i射线等)、深紫外线、电子束、X射线等曝光用光的曝光来产生活性物种的化合物,该活性物种可以引发聚合性液晶化合物的聚合,优选使用光自由基产生剂。
作为光自由基产生剂,可以举出苯乙酮系化合物、联咪唑系化合物、三嗪系化合物、O-酰基肟系化合物、鎓盐系化合物、安息香系化合物、二苯甲酮系化合物、α-二酮系化合物、多核醌系化合物、氧杂蒽酮系化合物、重氮系化合物、酰亚胺磺酸盐系化合物等。这些化合物是可以通过曝光产生活性自由基、活性氧、或既产生活性自由基又产生活性氧的成分。光自由基产生剂可以单独使用一种,也可以将2种以上组合使用。
作为苯乙酮系化合物的具体例子,可以举出2-羟基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮、2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-吗啉丙基-1-酮、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉代苯基)丁基-1-酮、1-羟基环己基苯基酮、2,2-二甲氧基-1,2-二苯基乙基-1-酮、1,2-辛二酮、2-苄基-2-二甲基氨基-4'-吗啉苯基丁酮等。
作为联咪唑系化合物的具体例子,可以举出2,2'-双(2-氯苯基)-4,4',5,5'-四(4-乙氧基羰基苯基)-1,2'-联咪唑、2,2'-双(2-溴苯基)-4,4',5,5'-四(4-乙氧基羰基苯基)-1,2'-联咪唑、2,2'-双(2-氯苯基)-4,4',5,5'-四苯基-1,2'-联咪唑、2,2'-双(2,4-二氯苯基)-4,4',5,5'-四苯基-1,2'-联咪唑、2,2'-双(2,4,6-三氯苯基)-4,4',5,5'-四苯基-1,2'-联咪唑、2,2'-双(2-溴苯基)-4,4',5,5'-四苯基-1,2'-联咪唑、2,2'-双(2,4-二溴苯基)-4,4',5,5'-四苯基-1,2'-联咪唑、2,2'-双(2,4,6-三溴苯基)-4,4',5,5'-四苯基-1,2'-联咪唑等。
另外,在本发明中,在使用联咪唑系化合物作为光聚合引发剂(光自由基产生剂)的情况下,从可以进一步改良灵敏度的方面来看,优选联用氢供体。
在此,“氢供体”意为可以对由曝光而从联咪唑系化合物产生的自由基进行氢原子的供给的化合物。作为氢供体,优选下述定义的硫醇系化合物、胺系化合物等。
作为硫醇系化合物的具体例子,可以举出2-巯基苯并噻唑、2-巯基苯并噁唑、2-巯基苯并咪唑、2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑、2-巯基-2,5-二甲基氨基吡啶等。作为胺系化合物,可以举出4,4'-双(二甲基氨基)二苯甲酮、4,4'-双(二乙基氨基)二苯甲酮、4-二乙基氨基苯乙酮、4-二甲基氨基苯丙酮、乙基-4-二甲基氨基苯甲酸、4-二甲基氨基安息香酸、4-二甲基氨基苯甲腈等。
作为三嗪系化合物的具体例子,可以举出2,4,6-三(三氯甲基)-s-三嗪、2-甲基-4,6-双(三氯甲基)-s-三嗪、2-[2-(5-甲基呋喃-2-基)乙烯基]-4,6-双(三氯甲基)-s-三嗪、2-[2-(呋喃-2-基)乙烯基]-4,6-双(三氯甲基)-s-三嗪、2-[2-(4-二乙基氨基-2-甲基苯基)乙烯基]-4,6-双(三氯甲基)-s-三嗪、2-[2-(3,4-二甲氧基苯基)乙烯基]-4,6-双(三氯甲基)-s-三嗪、2-(4-甲氧基苯基)-4,6-双(三氯甲基)-s-三嗪、2-(4-乙氧基苯乙烯基)-4,6-双(三氯甲基)-s-三嗪、2-(4-正丁氧基苯基)-4,6-双(三氯甲基)-s-三嗪等具有卤代甲基的三嗪系化合物。
作为O-酰基肟系化合物的具体例子,可以举出1-[4-(苯硫基)苯基]-庚烷-1,2-二酮-2-(O-苯甲酰肟)、1-[4-(苯硫基)苯基]-辛烷-1,2-二酮-2-(O-苯甲酰肟)、1-[4-(苯甲酰基)苯基]-辛烷-1,2-二酮-2-(O-苯甲酰肟)、1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲酰基)-9H-咔唑-3-基]-乙酮-1-(O-乙酰肟)、1-[9-乙基-6-(3-甲基苯甲酰基)-9H-咔唑-3-基]-乙酮-1-(O-乙酰肟)、1-(9-乙基-6-苯甲酰基-9H-咔唑-3-基)-乙酮-1-(O-乙酰肟)、乙酮-1-[9-乙基-6-(2-甲基-4-四氢呋喃基苯甲酰基)-9H-咔唑-3-基]-1-(O-乙酰肟)、乙酮-1-[9-乙基-6-(2-甲基-4-四氢吡喃基苯甲酰基)-9H-咔唑-3-基]-1-(O-乙酰肟)、乙酮-1-[9-乙基-6-(2-甲基-5-四氢呋喃基苯甲酰基)-9H-咔唑-3-基]-1-(O-乙酰肟)、乙酮-1-[9-乙基-6-(2-甲基-5-四氢吡喃基苯甲酰基)-9H-咔唑-3-基]-1-(O-乙酰肟)、乙酮-1-[9-乙基-6-{2-甲基-4-(2,2-二甲基-1,3-二氧杂环基)苯甲酰基}-9H-咔唑-3-基]-1-(O-乙酰肟)、乙酮-1-[9-乙基-6-(2-甲基-4-四氢呋喃基甲氧基苯甲酰基)-9H-咔唑-3-基]-1-(O-乙酰肟)、乙酮-1-[9-乙基-6-(2-甲基-4-四氢吡喃基甲氧基苯甲酰基)-9H-咔唑-3-基]-1-(O-乙酰肟)、乙酮-1-[9-乙基-6-(2-甲基-5-四氢呋喃基甲氧基苯甲酰基)-9H-咔唑-3-基]-1-(O-乙酰肟)、乙酮-1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲酰基)-9H-咔唑-3-基]-1-(O-乙酰肟)、乙酮-1-[9-乙基-6-(2-甲基-5-四氢吡喃基甲氧基苯甲酰基)-9H-咔唑-3-基]-1-(O-乙酰肟)、乙酮-1-[9-乙基-6-{2-甲基-4-(2,2-二甲基-1,3-二氧杂环基)甲氧基苯甲酰基}-9H-咔唑-3-基]-1-(O-乙酰肟)等。
此外,作为光自由基产生剂,也可以直接使用市售品。作为具体例子,可举出BASFCorporation制造的商品名:Irgacure907、商品名:Irgacure184、商品名:Irgacure369、商品名:Irgacure651、商品名:Irgacure819、商品名:Irgacure907、商品名:IrgacureOXE02和商品名:IrgacureOXE04,以及ADEKA Corporation制造的商品名:Adeka ARKLS N1919T等。
作为上述阴离子聚合引发剂,可举出:烷基锂化合物;联苯、萘、芘等的单锂盐或单钠盐;二锂盐、三锂盐等多官能性引发剂等。
此外,作为上述阳离子聚合引发剂,可举出:硫酸、磷酸、高氯酸、三氟甲磺酸等质子酸;三氟化硼、氯化铝、四氯化钛、四氯化锡这样的路易斯酸;芳香族鎓盐、或芳香族鎓盐与还原剂的联用体系。
这些聚合引发剂可以单独使用一种,或将两种以上组合使用。
另外,在上述聚合性液晶组合物中,相对于聚合性液晶组合物所包含的100质量份的聚合性液晶化合物,聚合引发剂的配合比例通常为0.1~30质量份,优选为0.5~10质量份。
(2-5)其它成分
进而,在上述聚合性液晶组合物中,可以在不影响本发明的效果的范围内,进一步包含除聚合性液晶化合物、有机溶剂、聚合引发剂、表面活性剂之外的其它成分。作为其它成分,可举出金属、金属络合物、染料、颜料、荧光材料、磷光材料、流平剂、触变剂、凝胶化剂、多糖类、紫外线吸收剂、红外线吸收剂、抗氧化剂、离子交换树脂、氧化钛等金属氧化物等。
此外,作为其它成分,可举出其它的能共聚的单体。具体而言,没有特别限定,可举出例如4-(2-甲基丙烯酰氧基乙氧基)安息香酸-4'-甲氧基苯基酯、4-(6-甲基丙烯酰氧基己氧基)安息香酸联苯酯、4-(2-丙烯酰氧基乙氧基)安息香酸-4'-氰基联苯酯、4-(2-甲基丙烯酰氧基乙氧基)安息香酸-4'-氰基联苯酯、4-(2-甲基丙烯酰氧基乙氧基)安息香酸-3',4'-二氟苯基酯、4-(2-甲基丙烯酰氧基乙氧基)安息香酸萘基酯、4-丙烯酰氧基-4'-癸基联苯、4-丙烯酰氧基-4'-氰基联苯、4-(2-丙烯酰氧基乙基氧基)-4'-氰基联苯、4-(2-甲基丙烯酰氧基乙氧基)-4'-甲氧基联苯、4-(2-甲基丙烯酰氧基乙氧基)-4'-(4”-氟苄氧基)-联苯、4-丙烯酰氧基-4'-丙基环己基苯、4-甲基丙烯酰基-4'-丁基双环己烷、4-丙烯酰基-4'-戊基二苯乙炔、4-丙烯酰基-4'-(3,4-二氟苯基)双环己烷、4-(2-丙烯酰氧基乙基)安息香酸(4-戊基苯基)酯、4-(2-丙烯酰氧基乙基)安息香酸(4-(4'-丙基环己基)苯基)酯、商品名“LC-242”(BASF Corporation制)、反式-1,4-双[4-[6-(丙烯酰氧基)己基氧基]苯基]环己二羧酸酯、以及日本特开2007-002208号公报、日本特开2009-173893号公报、日本特开2009-274984号公报、日本特开2010-030979号公报、日本特开2010-031223号公报、日本特开2011-006360号公报和日本特开2010-24438号公报、国际公开第2012/141245号、国际公开第2012/147904号、国际公开第2012/169424号、国际公开第2012/76679号、国际公开第2013/180217号、国际公开第2014/010325号、国际公开第2014/061709号、国际公开第2014/065176号、国际公开第2014/126113号、国际公开第2015/025793号、国际公开第2015/064698号、国际公开第2015/122384号和国际公开第2015/122385号公开的化合物等可以共聚的单体。
相对于聚合性液晶组合物所包含的100质量份的聚合性液晶化合物,这些其它成分的配合比例通常为0.005~50质量份。
(2-6)式(I)所表示的盐和式(II)所表示的含氮化合物
另外,从充分地抑制凝胶化的观点出发,在每100质量份的聚合性液晶化合物中,聚合性液晶组合物包含的式(I)所表示的盐的量优选为0质量份以上且小于0.01质量份,更优选为0.008质量份以下,进一步优选为0.003质量份以下,特别优选小于ICS-1500(DionexCorporation制离子色谱仪)的定量下限值。
此外,从充分地抑制凝胶化的观点出发,在每100质量份的聚合性液晶化合物中,聚合性液晶组合物包含的式(II)所表示的含氮化合物的量优选为0质量份以上且0.01质量份以下。
即,本发明的聚合性液晶组合物包含聚合性液晶化合物和有机溶剂,进一步任意地含有表面活性剂、聚合引发剂以及其它成分中的至少一种,在每100质量份的聚合性液晶化合物中,式(I)所表示的盐的含量优选小于0.01质量份,并且在每100质量份的聚合性液晶化合物中,式(II)所表示的含氮化合物的含量优选为0.01质量份以下。
(2-7)聚合性液晶组合物的制造方法
上述聚合性液晶组合物通常可以通过将规定量的聚合性液晶材料、根据期望配合的聚合引发剂、表面活性剂及其它成分等,与适当的有机溶剂进行混合、溶解,进行制备。
另外,从可靠地得到凝胶化时间长的聚合性液晶组合物的观点出发,在制备聚合性液晶组合物时,优选在将聚合性液晶材料和有机溶剂进行混合的工序(第二工序)之前,先实施确认聚合性液晶材料中的式(I)所表示的盐的量和式(II)所表示的含氮化合物的量的工序(第一工序)。即,在制备聚合性液晶组合物时,优选在确认下述方面后,再混合聚合性液晶材料和有机溶剂:在每100质量份聚合性液晶化合物中,式(I)所表示的盐的含量小于0.01质量份,优选为0.008质量份以下,更优选为0.003质量份以下,进一步优选小于ICS-1500(Dionex Corporation制离子色谱仪)的定量下限值,并且,在每100质量份聚合性液晶化合物中,式(II)所表示的含氮化合物的含量为0.01质量份以下。
另外,在第一工序中,在确认到式(I)所表示的盐的量和式(II)所表示的含氮化合物的量的结果为每100质量份聚合性液晶化合物中的式(I)所表示的盐的含量为0.01质量份以上、和/或每100质量份聚合性液晶化合物中的式(II)所表示的含氮化合物的含量超过0.01质量份的情况下,可以将聚合性液晶材料进行纯化,使式(I)所表示的盐的量和式(II)所表示的含氮化合物的量为上述范围内,然后再与有机溶剂混合。
在此,就确认式(I)所表示的盐的量和式(II)所表示的含氮化合物的量而言,没有特别限定,例如可以通过使用元素分析仪、核磁共振(NMR)装置或离子色谱仪等分析装置,对式(I)所表示的盐的量和式(II)所表示的含氮化合物的量进行定量,由此进行。
另外,就确认式(I)所表示的盐的量和式(II)所表示的含氮化合物的量而言,也可以通过预试验,事先求出聚合性液晶材料的制备条件、和在该制备条件下制备聚合性液晶材料时所制备的聚合性液晶材料中包含的式(I)所表示的盐的量和式(II)所表示的含氮化合物的量的关系,然后,基于该关系和实际采用的聚合性液晶材料的制备条件,进行确认。
(3)高分子
本发明的高分子可以将上述的聚合性液晶材料或上述的聚合性液晶组合物进行聚合来得到。
在此,“聚合”不仅是指通常的聚合反应,还包括包含交联反应的广义上的化学反应。
并且,本发明的高分子通常具有来自聚合性液晶化合物的单体单元。
另外,本发明的高分子可以良好地用作光学膜等的构成材料。
此外,本发明的高分子没有特别限定,可以根据用途,制成膜状、粉状、粉末集聚而成的层状等任意的形状来使用。
具体而言,高分子的膜可以良好地用作后述的光学膜和光学各向异性体的构成材料,高分子的粉可以用于涂料、防伪物品、安保用品等,由高分子的粉形成的层可以良好地用作光学各向异性体的构成材料。
并且,具体而言,本发明的高分子可以优选通过以下的方法等来进行制造:(α)在适当的有机溶剂的存在下,进行上述聚合性液晶材料的聚合反应、或上述聚合性液晶组合物的聚合反应,之后,分离目标高分子,将得到的高分子溶解于适当的有机溶剂,制成溶液,将该溶液涂敷在适当的基板上,得到涂膜,将得到的涂膜干燥后,根据期望进行加热来得到的方法;(β)通过公知的涂敷法,在基板上涂敷上述聚合性液晶组合物后,进行脱溶剂,接下来通过加热或照射活性能量射线来进行聚合反应的方法。另外,上述的聚合性液晶材料也可以单独进行聚合。
另外,作为在使用上述方法制备高分子时所使用的有机溶剂、基板、涂敷法、干燥法以及聚合条件,没有特别限定,可以采用在使用聚合性液晶化合物的高分子的制造领域中可使用的任意的材料、方法以及条件,例如日本特许第6055569号公报所记载的材料、方法以及条件。
并且,如上述那样得到的高分子可以从基板转印来使用,也可以从基板剥离并单独使用,也可以不从基板剥离,直接用作光学膜等的构成材料等。
此外,从基板剥离的高分子可以通过已知的方法进行粉碎,制成粉状后进行使用。
如以上那样得到的本发明的高分子的数均分子量优选为500~500000,更优选为5000~300000。如果此数均分子量为该范围,则可以获得高硬度且操作性优异,因而优选。可以将单分散的聚苯乙烯作为标准试样,将四氢呋喃作为洗脱液,使用凝胶渗透色谱(GPC)来测定高分子的数均分子量。
(4)光学膜
本发明的光学膜包含使用本发明的高分子和/或聚合性液晶材料形成的、具有光学功能的层。光学功能是指单纯透过、反射、折射、双折射等。并且,本发明的光学膜可以是以本发明的高分子作为具有光学功能的层的主要构成材料的光学膜,或也可以是具有光学功能的层含有本发明的聚合性液晶材料的光学膜。就以本发明的高分子作为构成材料的光学膜而言,在将具有光学功能的层的全部构成成分作为100质量%的情况下,优选本发明的高分子所占的比例超过50质量%。此外,在包含本发明的聚合性液晶材料的光学膜中,在将具有光学功能的层的全部构成成分作为100质量%的情况下,优选含有0.01质量%以上的本发明的聚合性液晶材料。
在此,就本发明的光学膜而言,其可以是直接形成在可以具有取向膜的取向基板上的形态(取向基板/(取向膜)/光学膜)、将光学膜转印至与取向基板不同的透明基板膜等上的形态(透明基板膜/光学膜)、或在光学膜具有自我支承性的情况下的光学膜单层形态(光学膜)中的任一种形态。
另外,作为取向膜和取向基板,可以使用与后述光学各向异性体相同的基板和取向膜。
并且,本发明的光学膜可以通过如下方法进行制造:(A)在取向基板上涂敷本发明的聚合性液晶组合物,将得到的涂膜干燥,进行热处理(液晶取向),并进行光照射和/或加热处理(聚合)的方法;(B)将本发明的聚合性液晶材料或聚合性液晶组合物进行聚合,得到液晶性高分子的溶液,将该溶液涂敷在取向基板上,将得到的涂膜任意地进行干燥的方法;(C)在取向基板上涂敷包含本发明的聚合性液晶材料和树脂的溶液,得到涂膜并进行干燥的方法。
本发明的光学膜可以用于光学各向异性体、液晶显示元件用取向膜、彩色滤光片、低通滤光片、偏光棱镜、各种滤光片等。
另外,就本发明的光学膜而言,优选下述α值和β值在规定的范围内,其中,α值和β值可以使用Mueller Matrix Polarimeter Axoscan进行测定,根据波长400nm~800nm时的相位差求出。具体而言,α值优选为0.70~0.99,更优选为0.75~0.90。此外,β值优选为1.00~1.20,更优选为1.01~1.20。
α=(450nm时的相位差)/(550nm时的相位差)
β=(650nm时的相位差)/(550nm时的相位差)
(5)光学各向异性体
本发明的光学各向异性体具有以本发明的高分子作为构成材料的层。
本发明的光学各向异性体可以通过例如在基板上形成取向膜,进而在该取向膜上形成由本发明的高分子形成的层(液晶层),由此得到。另外,对于本发明的光学各向异性体而言,可以是直接在基板上形成由本发明的高分子形成的层(液晶层)的光学各向异性体,也可以是仅包含由本发明的高分子形成的层(液晶层)的光学各向异性体。
另外,由高分子形成的层可以是由膜状的高分子形成的层,也可以是粉状的高分子的集合体。
在此,为了在面内沿一个方向对聚合性液晶化合物进行取向控制,可以在基材的表面上形成取向膜。
就取向膜而言,可以通过将含有聚酰亚胺、聚乙烯基醇、聚酯、聚烯丙酸酯、聚酰胺酰亚胺、聚醚酰亚胺等聚合物的溶液(取向膜用组合物)在基板上涂敷成膜状,使其干燥,然后沿一个方向进行摩擦处理等,由此得到。此外,除进行摩擦处理的方法之外,也可以通过在取向膜的表面照射偏振紫外线的方法使其具有在面内沿一个方向进行取向控制的功能。
作为形成取向膜的基板,可举出玻璃基板、由合成树脂膜形成的基板等。作为上述合成树脂,可举出丙烯酸树脂、聚碳酸酯树脂、聚醚砜树脂、聚对苯二甲酸乙二酯树脂、聚酰亚胺树脂、聚甲基丙烯酸酯树脂、聚砜树脂、聚芳酯树脂、聚乙烯树脂、聚苯乙烯树脂、聚氯乙烯树脂、二乙酸纤维素、三乙酸纤维素、以及脂环式烯烃聚合物等热塑性树脂。
作为脂环式烯烃聚合物,可举出日本特开平05-310845号公报、美国专利第5179171号说明书所记载的环烯烃无规多元共聚物;日本特开平05-97978号公报、美国专利第5202388号说明书所记载的加氢聚合物;日本特开平11-124429号公报(国际公开99/20676号)所记载的热塑性双环戊二烯系开环聚合物及其加氢物等。
在本发明中,作为在取向膜上形成由本发明的高分子形成的液晶层的方法,可举出与上述本发明的高分子一项中记载的方法相同的方法(上述(α)和(β))。
得到的液晶层的厚度没有特别限制,通常为1~10μm。
另外,作为本发明的光学各向异性体的一种,没有特别限定,可举出相位差片、可视角度扩大板等。
另外,本发明的光学各向异性体可使用Mueller Matrix Polarimeter Axoscan进行测定,根据波长400nm~800nm时的相位差求出。优选下述α值和β值在规定的范围内。具体而言,α值优选为0.70~0.99,更优选为0.75~0.90。此外,β值优选为1.00~1.20,更优选为1.01~1.20。
α=(450nm时的相位差)/(550nm时的相位差)
β=(650nm时的相位差)/(550nm时的相位差)
(6)偏振片
本发明的偏振片包含本发明的光学各向异性体和偏振膜。
作为本发明的偏振片的具体例子,可举出在偏振膜上直接层叠本发明的光学各向异性体所形成的偏振片,或经由其它层(玻璃板等)来层叠本发明的光学各向异性体所形成的偏振片。
在本发明的偏振片中,偏振膜与本发明的光学各向异性体可以经由粘接层来接合,该粘接层由粘接剂(包括粘合剂)形成。粘接层的平均厚度通常为0.01μm~30μm,优选为0.1μm~15μm。上述粘接层优选为基于JIS K7113的、拉伸破坏强度为40MPa以下的层。
另外,作为上述的偏振膜和粘接剂,没有特别限定,可以采用在偏振片领域中可使用的任意的材料,例如日本特许第6055569号公报所记载的材料等。
(7)显示装置
本发明的显示装置具有本发明的偏振片。
作为显示装置,可举出具有液晶面板、有机电致发光面板等面板的显示装置。具体而言,作为显示装置,可举出具有偏振片和液晶面板的平板显示装置、具有偏振片和有机电致发光面板的有机电致发光显示装置。
(8)防反射膜
本发明的防反射膜包含本发明的偏振片。
本发明的防反射膜没有特别限定,可以用于例如平板显示装置的防反射用途等。
实施例
以下,通过实施例进一步详细地对本发明进行说明。但是,本发明并不受以下实施例的任何限制。
另外,对于盐和含氮化合物的含量的测定、以及聚合性液晶组合物的经时稳定性的评价,可以分别使用以下的方法进行测定和评价。
<盐和含氮化合物的含量的测定>
使用离子色谱仪测定聚合性液晶材料中的盐和含氮化合物的量。
具体而言,使0.5质量份的聚合性液晶材料溶解于10质量份作为稳定剂的包含乙醇(1质量%)的氯仿中。然后,在得到的溶液中添加15质量份的超纯水,摇动2分钟,之后静置2小时。使用注射器,从静置后的溶液中仅抽取水层,作为试样溶液。
此外,另一方面,对于作为测定对象的盐和含氮化合物,使用已知浓度的标准溶液(浓度:1质量ppm、10质量ppm、100质量ppm、1000质量ppm),预先制作校准曲线。
然后,使用离子色谱仪,在以下的分析条件下分析试样溶液,测定盐和含氮化合物的含量。
[分析条件]
装置:ICS-1500(Dionex Corporation制)
色谱柱:CS17+CG17
洗脱液:6mM甲磺酸
流速:1.2mL/分钟
柱温:40℃
检测器:电导率检测器
<聚合性液晶组合物的经时稳定性的评价>
在温度45℃的环境下保管制备的聚合性液晶组合物,通过目视确认是否产生异物(凝胶)。然后,按照以下的基准评价经时稳定性。到产生异物为止的时间(凝胶化时间)越长,则表示经时稳定性越优异。
A:在240小时以上也不产生异物
B:在96小时以上且小于240小时的时间点产生异物
C:在0小时以上且小于96小时的时间点产生异物
(实施例1~12和比较例1~18)
准备下述的化合物A作为聚合性液晶化合物。
[化学式22]
此外,作为式(I)所表示的盐,准备氯化铵、甲胺盐酸盐、乙胺盐酸盐、二甲胺盐酸盐、二乙胺盐酸盐、三甲胺盐酸盐、三乙胺盐酸盐、氯化四甲铵以及氯化四乙铵。
以表1所表示的比例添加化合物A和表1所表示的盐,得到聚合性液晶材料。然后,测定聚合性液晶材料中的盐和含氮化合物的含量。结果示于表1。
此外,混合聚合性液晶材料、以及作为有机溶剂的环戊酮和1,3-二氧杂环戊烷,使环戊酮相对于100质量份的化合物A为141.8质量份,1,3-二氧杂环戊烷相对于100质量份的化合物A为212.7质量份,得到聚合性液晶组合物。然后,评价聚合性液晶组合物的经时稳定性。结果示于表1。
(实施例13~19和比较例19~32)
作为聚合性液晶化合物,使用以下的化合物B、化合物C、化合物D、化合物E、化合物F、化合物G、或化合物F和化合物G的混合物(化合物F∶化合物G(质量比)=3∶1)来代替化合物A,并且,作为式(I)所表示的盐,以表2所表示的比例添加二甲胺盐酸盐,除此之外,与实施例1同样地制备聚合性液晶材料和聚合性液晶组合物。然后,与实施例1同样地进行测定和评价。结果示于表2。
[化学式23]
[化学式24]
[化学式25]
[化学式26]
[化学式27]
[化学式28]
(实施例20~23和比较例33~34)
以表3所表示的比例添加作为式(II)所表示的含氮化合物的甲胺或乙胺,代替式(I)所表示的盐,除此之外,与实施例1同样地制备聚合性液晶材料和聚合性液晶组合物。然后,与实施例1同样地进行测定和评价。结果示于表3。
(参考例1~12)
以表4所表示的比例添加作为式(II)所表示的含氮化合物的二甲胺、二乙胺、三甲胺或三乙胺,代替式(I)所表示的盐,除此之外,与实施例1同样地制备聚合性液晶材料和聚合性液晶组合物。然后,与实施例1同样地进行测定和评价。结果示于表4。
[表1]
(*1)相对于100质量份的聚合性液晶化合物的量
[表2]
(*1)相对于100质量份的聚合性液晶化合物的量
[表3]
[表4]
根据表1~3可知,与比较例1~34相比,在实施例1~23中,可以得到能充分地抑制凝胶化、凝胶化时间长的聚合性液晶组合物。
另外,根据表4的参考例1~12可知,即使包含烷基仲胺或烷基叔胺,也不会引起凝胶化的问题。
产业上的可利用性
根据本发明,可以提供一种不易引起凝胶化(即,凝胶化时间长)的聚合性液晶组合物和可以制备该聚合性液晶组合物的聚合性液晶材料。
此外,根据本发明,可以提供一种将该聚合性液晶材料聚合形成的高分子、使用该高分子的光学膜和光学各向异性体、以及使用该光学各向异性体的偏振片、防反射膜及显示装置。
Claims (11)
1.一种聚合性液晶材料,其包含聚合性液晶化合物,
相对于100质量份的所述聚合性液晶化合物,下述式(I)所表示的盐的含量小于0.01质量份,
在式(I)中,R1~R4各自独立地表示氢原子或碳原子数为1以上且7以下的烷基,X为F-、Br-、Cl-、I-、HSO4 -、1/2(HPO4 2-)、H2PO4 -、R-C(=O)-O-、1/2(―O-(C=O)-R'-(C=O)-O-)或R-SO3 -,R表示氢原子或1价烃基,R'表示单键或2价烃基,
相对于100质量份的所述聚合性液晶化合物,下述式(II)所表示的含氮化合物的含量为0.01质量份以下,
在式(II)中,R5为氢原子或碳原子数为1以上且7以下的烷基,R6和R7为氢原子。
2.根据权利要求1所述的聚合性液晶材料,其中,所述聚合性液晶化合物包含下述式(III)所表示的化合物,
在式(III)中,Ar为可以具有取代基的下述式(1)~(7)中的任一种所表示的基团,
在式(1)~(7)中,*表示与Z1或Z2的键合位点,
在式(1)~(4)中,E1表示-CR11R12-、-S-、-NR11-、-C(=O)-、或-O-,
在式(2)~(4)中,E2表示-CR11R12-、-S-、-NR11-、-C(=O)-、或-O-,
R11和R12各自独立地表示氢原子或碳原子数为1~4的烷基,
在式(1)中,D1表示可以具有取代基的芳香族烃环基或可以具有取代基的芳香族杂环基,
在式(2)~(3)中,D2和D3各自独立地表示可以具有取代基的芳香族烃环基或可以具有取代基的芳香族杂环基,
在式(4)中,D4和D5各自独立地表示可以具有取代基的非环状基团,或D4和D5共同成环所形成的有机基团,
在式(5)~(7)中,D6表示-C(Rf)=N-N(Rg)Rh、-C(Rf)=N-N=C(Rg)Rh、或-C(Rf)=N-N=Ri,
Rf表示氢原子、或碳原子数为1~6的烷基,
Rg表示氢原子、或可以具有取代基的碳原子数为1~30的有机基团,
Rh表示具有1个以上选自碳原子数为6~30的芳香族烃环和碳原子数为2~30的芳香族杂环中的芳香环的有机基团,
Ri表示具有1个以上选自碳原子数为6~30的芳香族烃环和碳原子数为2~30的芳香族杂环中的芳香环的有机基团,
Z1和Z2各自独立地表示单键、-O-、-O-CH2-、-CH2-O-、-O-CH2-CH2-、-CH2-CH2-O-、-C(=O)-O-、-O-C(=O)-、-C(=O)-S-、-S-C(=O)-、-NR21-C(=O)-、-C(=O)-NR21-、-CF2-O-、-O-CF2-、-CH2-CH2-、-CF2-CF2-、-O-CH2-CH2-O-、-CH=CH-C(=O)-O-、-O-C(=O)-CH=CH-、-CH2-C(=O)-O-、-O-C(=O)-CH2-、-CH2-O-C(=O)-、-C(=O)-O-CH2-、-CH2-CH2-C(=O)-O-、-O-C(=O)-CH2-CH2-、-CH2-CH2-O-C(=O)-、-C(=O)-O-CH2-CH2-、-CH=CH-、-N=CH-、-CH=N-、-N=C(CH3)-、-C(CH3)=N-、-N=N-、或-C≡C-,R21表示氢原子或碳原子数为1~6的烷基,
A1、A2、B1及B2各自独立地表示可以具有取代基的环状脂肪族基或可以具有取代基的芳香族基,
Y1~Y4各自独立,表示单键、-O-、-C(=O)-、-C(=O)-O-、-O-C(=O)-、-NR22-C(=O)-、-C(=O)-NR22-、-O-C(=O)-O-、-NR22-C(=O)-O-、-O-C(=O)-NR22-、或-NR22-C(=O)-NR23-,R22和R23各自独立,表示氢原子或碳原子数为1~6的烷基,
G1和G2各自独立,为选自碳原子数为1~20的脂肪族烃基、以及碳原子数为3~20的脂肪族烃基中所包含的1个以上的亚甲基(-CH2-)被-O-或-C(=O)-取代的基团之中的任一种有机基团,G1和G2的所述有机基团所包含的氢原子也可以被碳原子数为1~5的烷基、碳原子数为1~5的烷氧基或卤素原子取代,但是,G1和G2的两个末端的亚甲基(-CH2-)不能被-O-或-C(=O)-取代,
P1和P2各自独立地表示聚合性基团,
p和q各自独立地表示0或1。
3.一种聚合性液晶组合物,其含有权利要求1或2所述的聚合性液晶材料、和有机溶剂。
4.根据权利要求3所述的聚合性液晶组合物,其进一步含有表面活性剂和聚合引发剂中的至少一种。
5.一种高分子,其是将权利要求1或2所述的聚合性液晶材料聚合形成的。
6.一种光学膜,其以权利要求5所述的高分子为构成材料。
7.一种光学各向异性体,其以权利要求5所述的高分子为构成材料。
8.一种偏振片,其包含权利要求7所述的光学各向异性体和偏振膜。
9.一种显示装置,其具有权利要求8所述的偏振片。
10.一种防反射膜,其包含权利要求8所述的偏振片。
11.一种聚合性液晶组合物的制造方法,其包含:
第一工序,在包含聚合性液晶化合物的聚合性液晶材料中,确认相对于100质量份的所述聚合性液晶化合物,下述式(I)所表示的盐的含量小于0.01质量份,
在式(I)中,R1~R4各自独立地表示氢原子或碳原子数为1以上且7以下的烷基,X为F-、Br-、Cl-、I-、HSO4 -、1/2(HPO4 2-)、H2PO4 -、R-C(=O)-O-、1/2(―O-(C=O)-R'-(C=O)-O-)或R-SO3 -,R表示氢原子或1价烃基,R'表示单键或2价烃基,
并确认相对于100质量份的所述聚合性液晶化合物,下述式(II)所表示的含氮化合物的含量为0.01质量份以下,
在式(II)中,R5为氢原子或碳原子数为1以上且7以下的烷基,R6和R7为氢原子;以及
第二工序,在所述第一工序后,将所述聚合性液晶材料和有机溶剂混合。
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